Mengapa cahaya tidak bisa lepas dari lubang hitam?

Saya pernah mendengar bahwa cahaya tidak bisa lepas dari lubang hitam . Bisa kah? Jika tidak, mengapa?

Lubang hitam memiliki horizon peristiwa yang 'menandai titik tidak bisa kembali'. Jadi ya, cahaya tidak bisa lepas dari lubang hitam.

Mengapa? Nah, pikirkan 'kain ruangwaktu'. Ini cara termudah untuk memahami fisika yang bekerja di sini, menurut pendapat saya.

Biasanya, kain akan terlihat seperti ini:

_{(sumber: whyfiles.org )}

Namun, lubang hitam memiliki gravitasi yang sangat besar sehingga orang bisa mengatakan itu 'merobek' kain ruangwaktu:

_{(sumber: ddmcdn.com )}

Ketika cahaya menghantam area ini dengan gravitasi yang luar biasa kuat, ia tidak bisa keluar - cahaya bergerak 'menyusuri' kain, dan karena ada sobekan pada kain, orang bisa mengatakan itu hilang begitu saja - ia menjadi bagian dari singularitas .

Ini adalah penyederhanaan, tentu saja, tetapi cukup untuk memahami setidaknya sebagian dari fisika di balik fenonenom ini.

Saya suka memikirkan ini dalam hal kecepatan lepas .

Escape velocity adalah kecepatan yang dibutuhkan untuk melepaskan tarikan gravitasi dari suatu objek. Untuk Bumi, kecepatannya adalah 11,2 km / detik (Mach 34!). Ketika roket lepas dari Bumi, mereka tidak berusaha mencapai ketinggian atau ketinggian tertentu, mereka mencoba mencapai kecepatan tertentu, kecepatan lepas.

Begitu roket mencapai 11,2 kips *, ia telah mencapai kecepatan yang diperlukan untuk meninggalkan Bumi sepenuhnya. Jika sebuah roket gagal mencapai kecepatan itu, terlepas dari ketinggiannya, roket itu akan jatuh kembali ke Bumi. (Anda dapat membayangkan balon ajaib yang perlahan-lahan mengangkat Anda ke luar angkasa, melewati ISS dan sebagian besar satelit, dan kemudian Anda melepaskannya: karena Anda tidak berjalan cukup cepat, Anda akan jatuh kembali, melewati semua satelit, dan menabrak bumi.)

Tubuh gravitasi yang lebih kecil, seperti bulan, memiliki kecepatan lepas yang lebih kecil. Itu sebabnya pendarat bulan dapat meninggalkan bulan dengan tahap pendakian yang sangat kecil , dibandingkan dengan Saturnus V yang dibutuhkan untuk meninggalkan Bumi: mereka hanya harus menempuh 2,4 km / detik.

Untuk menghindari Matahari, Anda harus menempuh 617,5 km / detik!

Untungnya bagi kita, cahaya berjalan lebih cepat dari 617,5 kips, sehingga kita dapat melihat cahaya yang diciptakan pada Matahari. Namun, saat Anda menambah massa suatu benda, akhirnya kecepatan lepas akan bertemu atau melebihi 299.792 km / s, kecepatan cahaya. Pada titik itu bahkan cahaya itu sendiri tidak bisa cukup cepat untuk lepas dari gravitasi dengan baik, dan akan selalu ditarik kembali ke lubang hitam.

* Pendek untuk " ki lometer p er s econd"

Jangan lupa bahwa jika lubang hitam kurang dari massa stabil saat ini dari lubang hitam (3 massa matahari) maka ia menguap - mengubah massanya dalam radiasi, dalam hal ini ia akan mengeluarkan cahaya, sebagian besar sinar X dan gamma, pada tingkat yang meningkat ketika massanya berkurang, sampai seluruh lubang hitam berubah menjadi kilatan radiasi yang keras.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Namun, cahaya ini adalah massa dari lubang hitam yang melarikan diri dalam bentuk bentuk energi paling dasar.