एक मर्जिंग ब्लैक होल के पास परिक्रमा करना कैसा लगेगा?

Question

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की हाल ही में चौथी खोज जहां ब्लैक होल द्रव्यमान 31 और 25 गुना सूर्य का द्रव्यमान था, और उन्होंने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में ऊर्जा के 3 सौर द्रव्यमान जारी किए, मुझे आश्चर्य हुआ कि इस बाइनरी ब्लैक होल की परिक्रमा करना कैसा लगेगा। विलय होने पर ग्रह 1AU पर प्रणाली?

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यह लेख एक भौतिक विज्ञानी द्वारा लिखित आपके प्रश्न को संबोधित करता है। forbes.com/sites/briankoberlein/2016/02/13/... और यहाँ एक बहुत ही इसी तरह के सवाल है: physics.stackexchange.com/questions/235285/...

— userLTK

भौतिकी के उत्तर @ t.sand 's से बहुत अलग हैं ...

— जे।

भौतिक स्टेक्सचेंज में उत्तर पूरी तरह से असंतोषजनक है। ऊर्जा से निपटने वाले लोग इस बात का भी उल्लेख नहीं करते हैं कि गुरुत्वाकर्षण इतना कमजोर है कि गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा के 3 सौर द्रव्यमान खुद एक मानव के लिए बहुत कम करेंगे क्योंकि मानव के आकार और गुरुत्वाकर्षण के आकार के कारण। स्वीकृत उत्तर बहुत ही व्यर्थ है क्योंकि स्पेसटाइम विकृतियां सामान्य संपीड़न और स्ट्रेचिंग जैसा कुछ भी नहीं है और इस बात का कोई प्रमाण नहीं है कि सुस्पष्ट गुरुत्वाकर्षण तरंगों से विकृत पदार्थ 0.01% मानव आकार में मनुष्यों के लिए हानिकारक हो सकते हैं।

— एसीएसी

मुझे आश्चर्य है कि कोई भी @ ACAC की बात नहीं उठाता है कि GWs स्पेसटाइम में तरंग हैं , और यह विरूपण साधारण स्थान में वस्तुओं के संपीड़न या खिंचाव के लिए मौलिक रूप से अलग है। दूसरी बात यह अनदेखी की गई है कि जीडब्ल्यू प्रकाश की गति से यात्रा करता है: उस गति से एक लहर को "महसूस" करना असंभव है।

— छप्पो ने

भौतिकी एसई में इसी तरह का प्रश्न: एक गुजरता हुआ गुरुत्वाकर्षण लहर कैसे दिखेगा या महसूस करेगा?

— ऊह

Answer 1

यह गंभीर नुकसान कर सकता है अगर चीजें सही थीं।

ऊर्जा के तीन सौर द्रव्यमान लगभग 5x10 ⁴⁷ जूल हैं। 1 एयू लगभग 1.5x10 ¹³ सेमी है। इस क्षेत्र का क्षेत्रफल इस प्रकार लगभग 4x10 ²⁷ सेमी ^{2 है} । यह 10 ²⁰ जूल सेमी सेमी ^-2 का प्रवाह है । यह नुकसान करने के लिए बहुत सारी ऊर्जा है ... अगर यह आपको जोड़े रख सकती है।

पृथ्वी पर मापा गया GW का तनाव लगभग 10 ^{-22 है} । व्युत्क्रम दूरी के रूप में तनाव कम हो जाता है, और एई के लिए एक गीगापार्सेक का अनुपात लगभग 10 ^{14 है} , इसलिए विलय से 1AU पर तनाव लगभग 10 ^{-8 होगा} । अपने आप से, यह शायद आपको नुकसान नहीं पहुंचाएगा।

लेकिन यह एक साधारण एक बार का तनाव नहीं है, यह विलय वाले ब्लैक होल की कक्षीय आवृत्ति के साथ दोलन कर रहा है, और कुछ भी जो उस आवृत्ति पर एक भौतिक अनुनाद था, ऊर्जा, संभवतः महत्वपूर्ण ऊर्जा, जीडब्ल्यू खेतों से उठा सकता है।

(ध्यान दें कि यह अभिविन्यास पर निर्भर करता है। यांत्रिक अनुनाद को GW के साथ संरेखित करने की आवश्यकता होती है, और GWs सभी दिशाओं में उत्सर्जित नहीं होते हैं, इसलिए आप विलय के विमान में होना चाहते हैं (या, शायद, नहीं चाहते!)। )

तर्क है कि GWs ऊर्जा जमा नहीं कर सकते हैं, स्पष्ट रूप से गलत है - अगर यह सच था, तो LIGO उनका पता नहीं लगा सकता था! - लेकिन अगर आप मानते हैं कि, आप शानदार कंपनी में थे: तो आइंस्टीन को दशकों पहले ही यह समझ में आ गया था कि GWs वास्तव में ऊर्जा है!

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का तनाव $10^{-8}$यह महत्वपूर्ण बात है, इसलिए आपको लगभग 20nm लंबा और 10nm संकरा और फिर दसवां या एक सेकंड बाद, इसके विपरीत होगा, और जिसे रोकने से पहले बढ़ती आवृत्ति पर 10 या 20 चक्रों के लिए दोहराया जाएगा। यह देखना कठिन है कि यह मानव के लिए बहुत कुछ करेगा। एक बहुत कठोर क्रिस्टलीय संरचना जो संकेत के साथ प्रतिध्वनित हुई, उसे कुछ और नाटकीय दिखाई दे सकती है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि अभिवृद्धि डिस्क पर प्रभाव बीएच के बहुत करीब है। यह आसानी से एक्स-रे के बहुत तीव्र विस्फोट का उत्पादन करेगा जो शायद इतना स्वस्थ न हो।

— स्टीव लिंटन

Answer 2

ऐसी हालत की कल्पना करना काफी खूबसूरत है।

पहली बात यह है कि हम उन्हें आँखों से नहीं देख सकते हैं, क्योंकि ब्लैक होल से प्रकाश का कोई प्रतिबिंब नहीं होगा।

जब पर्यवेक्षक ब्लैक होल के विलय के सापेक्ष में होता है: अब जब ब्लैक होल विलीन हो रहे हैं, तो आस-पास के अंतरिक्ष-समय की गुरुत्वाकर्षण तरंगें बढ़ने लगेंगी, और उनका आयाम भी बढ़ेगा। यह पर्यवेक्षक को प्रभावित करता है, क्योंकि तरंगें पर्यवेक्षक को ब्लैक होल से दूर धकेलना शुरू कर देती हैं। लेकिन यह अवलोकन की छवियों को प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि प्रकाश गुरुत्वाकर्षण तरंगों में भी झुक जाएगा। गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण भी समय का फैलाव होगा, लेकिन वास्तव में जब वे विलय कर रहे थे, तो मैं कल्पना नहीं कर सकता।

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मुझे लगता है कि आप सही हैं, कि इस तरह के मजबूत गुरुत्वाकर्षण तरंगों का एक धक्का देने वाला प्रभाव होता है, हालांकि आप सामान्य सापेक्षता के गहन ज्ञान के बिना इसकी कल्पना कैसे कर सकते हैं? यह एक पेचीदा सवाल है। :-)

— पीटर - मोनिका

Btw, मैंने हॉकिंग विकिरण भाग को हटा दिया, यह किसी भी दृश्य प्रभाव के लिए बहुत छोटा है (वास्तव में, यह चारों ओर है $10^{40} - 10^{50}$समय कमजोर)।

— पीटर - मोनिका

आपके उत्तर के लिए धन्यवाद सर। मैं उत्तर को पूरा करने के लिए अपनी पूरी कोशिश करूँगा। और मुझे उम्मीद है कि अगली बार मैं आपको निराश नहीं करूंगा। वास्तव में मैं आपसे ट्यूब (स्पेस-टाइम चैनल) से 9 वीं कक्षा के सापेक्षता के बारे में सीख रहा हूं।

ठीक है। आपको उसके लिए सापेक्षता की आवश्यकता नहीं है, बस आवेग संरक्षण पर विचार करें जो कि सामान्य सापेक्षता में भी सत्य है।

— पीटर - मोनिका