블랙홀 23, 다른 물질과의 상호 작용을 통해서만 블랙 홀을 탐지

블랙 홀을 탐지

우리가 지적했듯이, 분리된 블랙 홀은 단순히 빛을 방출하지 않기 때문에 직접 관찰할 수 없습니다.

다른 물질과의 상호 작용을 통해서만 블랙 홀을 탐지할 수 있습니다.

블랙 홀을 향해 떨어지는 물체는 운동 에너지를 얻게 되고, 난류에 의해, 다시 말해서 비슷한 일을 하는 다른 충돌하는 물체에 대해 소용돌이 치는 것이 뜨거워진다. 이 가열은 전자기 방사선의 방출로 이어지는 원자들을 이온화합니다. 따라서, 블랙 홀 자체의 직접적인 방사선이 아닌 블랙 홀 주변에서 방사선이 방출되는 것은 인근 물질의 블랙 홀 상호 작용이다.

블랙 홀은 우주에서 간접적이고 상호 작용을 하지 않는 실체가 아니다. 그것들의 중력장은 근처의 가스나 별들과 상관 없이 모든 물질을 그들 쪽으로 끌어당긴다.

중력의 끌어당김

중력의 끌어당김은 근접함과 함께 강하게 증가하기 때문에, 별들이 블랙 홀과 조우할 정도로 불운하다면 찢어진다. 예는 그림 15에 나와 있다. 끌어 온 물질의 일정 부분은 완전히 삼키거나 블랙 홀에 의해 손상됩니다. 물질이 단순히 사건의 지평선을 스치고 지나가는 블랙 홀 속으로 가속되는 것은 아니다. 오히려 중력에 의해 가려진 물질이 블랙 홀 근처로 끌어당기면서 일종의 정교한 구애 의식이 있다. 특정 기하학적 구조가 물질의 특성 즉 디스크의 특성을 나타낸다는 것이 매우 자주 발견된다. 중력장이 물질적으로 대칭이라면, 블랙 홀은 기체가 블랙 홀을 형성하기 위해 안착하는 평면을 결정하는 데 아무런 역할을 하지 않을 것이다. 하지만 블랙 홀에 스핀이 있으면 흡입된 가스가 큰 반지름을 어떻게 흐르는지에 관계 없이 회전 축에 수직인 평면에 안착합니다. 끌어 놓은 물질에 회전이 있다면, 이는 3장에서 만난 각 운동량의 보존과 관련하여 생각되어야 한다. 회전은 물질이 에너지를 잃을 때(상당히 원형이지만 실제로)나선형 궤도를 따른다는 것을 의미한다. 블랙 홀에 가까운 렌즈 제3장에서 만난 강력한 효과는 작은 반경에서 확대 원반이 회전 블랙 홀의 적도 면과 정렬될 수 있다는 것을 의미합니다.

기체가 붕괴되는 물질

만약 기체가 붕괴되는 물질의 중요한 구성 요소라면, 가스 원자는 그들 자신의 궤도에서 다른 가스 입자들과 충돌할 수 있고 이러한 충돌로 인해 그러한 원자들은 더 높은 에너지 상태로 흥분한다. 이 전자들이 낮은 에너지 상태로 다시 떨어질 때 그들은 에너지가 전자의 높은 에너지 레벨과 낮은 에너지 레벨의 차이인 광자를 정확히 방출한다. 광자의 방출은 복사 에너지가 붕괴하는 기체 구름을 남기고 이것은 에너지를 잃는다는 것을 의미한다. 이러한 과정에서 에너지가 방출되는 반면, 벌크 각 운동량은 방출되지 않는다. 각도 운동량이 시스템에 남아 있기 때문에 병합 물질은 원래 순 각도 운동량 방향을 유지하는 어떤 평면에서든 계속해서 회전합니다. 따라서, 끌어당긴 물질은 항상 블랙 홀을 돌고 있는 물질에 대해 다소 오래 지속되는 패턴인 접착 디스크를 형성할 것입니다. 궤도를 도는 물질이 블랙 홀에 얼마나 가까이 도달할 수 있는지에 따라 물질이 너무 뜨거워질 수 있기 때문에 섭씨 1000만도의 고온이나 섭씨 온도에 해당하는 방사선이 실제로 방출됩니다. 지우개는 이 정도로 뜨겁다.

뉴턴 물리학에서 몇몇 친숙한 방정식을 간단하게 분석한 결과에 따르면 충돌 질량의 양에 대한 중력 에너지 방출은 질량에 블랙 홀의 비율을 곱한 블랙 홀의 비율에 따라 달라진다. 블랙 홀과 같은 특정한 원자가 질량의 경우, 그것에 접근할 수록, 그림 16의 만화에서 볼 수 있는 것처럼 방출되는 중력의 잠재적 에너지는 더 커진다. 복사 가능한 에너지는(E가 에너지인 곳에서, E가 에너지이고, m는 질량이고 c는 에너지의 가장 안쪽에 위치한 원형 홀에서 계산된)에너지의 차이입니다.