Czy gwiazdy wirujące blisko super masywnych czarnych dziur przekraczają prędkość światła?

[Adelajna]

Mamy super masywną czarną dziurę np. w środku galaktyki. Jaką prędkość mają gwiazdy, bądź też inne obiekty, które wirują najbliżej super masywnej czarnej dziury? Czy mogą przekroczyć prędkość światła?

[Rhobaak]

Gwiazdy krążące najbliżej Sgr A* osiagają prędkości orbitalne rzędu kilku tysięcy km/s (ponad 1% c). Teoretycznie prędkości mogą być jeszcze dużo większe (choć oczywiście nie mogą przekroczyć prędkości światła), ale w praktyce duże obiekty takie jak gwiazdy zostają rozerwane przez siły pływowe w znacznych odległościach od czarnej dziury i dalej opadają już w postaci gazu/plazmy.

[Adelajna]

Dziękuję za konkretną odpowiedź.
Mam natomiast teraz dalsze pytanie c:
Czy gaz/plazma, a właściwie jakakolwiek materia opadająca do czarnej dziury może przekroczyć prędkość światła, skoro zakładamy istnienie osobliwości, a więc obszaru o nieskończenie silnej grawitacji, ergo zdolnej do rozpędzenia obiektu do nieskończonej prędkości??
Wybacz to zawiłe zdanie, ale mam nadzieję, że zdołasz rozwiać moje wątpliwości C:

[Miszuda]

Niestety nie. Żaden obiekt posiadający masę nigdy nie osiąga pełnej prędkości światła.

[Rybi]

Gwiazdy krążące najbliżej Sgr A* osiagają prędkości orbitalne rzędu kilku tysięcy km/s (ponad 1% c). Teoretycznie prędkości mogą być jeszcze dużo większe (choć oczywiście nie mogą przekroczyć prędkości światła), ale w praktyce duże obiekty takie jak gwiazdy zostają rozerwane przez siły pływowe w znacznych odległościach od czarnej dziury i dalej opadają już w postaci gazu/plazmy.

 

 

Małe uzupełnienie info Rhobaak'a ...

 

Gwiazda zbiżając się do czarnej dziury o masie < 10^^8Mo marnie kończy - jako TDE (tidal disruption events), czyli rozerwanie gwiazdy przez siły przypływowe bardzo masywnej czarnej dziury.

Dla tak masywnych obiektów odległość "tidal radius", w której siły przypływowe czarnej dziury rozrywają gwiazdę jest większy od horyzontu zdarzeń. Gdy gwiazda zbliży się na odległość mniejszą niż "tidal radius" następuje jej unicestwienie i plazma, z której składa się gwiazda częściowo spada po orbice eliptycznej w stronę czarnej dziury ("bound debris"), a częściowo ucieka po orbice hiperbolicznej ("unbound debris").

Czarne dziury o masie > 10^^8Mo po prostu "połykają gwiazdy" w całości ponieważ "tidal radius" < "horyzont zdarzeń".

 

Wiećej info w tym temacie np. j. ang. M.Begelman 2015r.

"What can tidal disruption events teach us about black whole accretion?" -

http://www.iap.fr/vie_scientifique/seminaires/IAP/2015/presentations/BegelmanIAP2015.ppt.pdf

[OnlyAfc]

Niedawno na APOD była taka symulacja pokazana:

https://youtu.be/hu6hIhW00Fk

 

Mniej więcej obrazuje to w jaki sposób gwiazda jest niszczona przez czarną dziurę.

[Miszuda]

Gwiazdy krążące najbliżej Sgr A* osiagają prędkości orbitalne rzędu kilku tysięcy km/s (ponad 1% c). Teoretycznie prędkości mogą być jeszcze dużo większe (choć oczywiście nie mogą przekroczyć prędkości światła), ale w praktyce duże obiekty takie jak gwiazdy zostają rozerwane przez siły pływowe w znacznych odległościach od czarnej dziury i dalej opadają już w postaci gazu/plazmy.

 

Zgadza się, ta grupa gwiazd nazwana jest Grupą S. Obserwacja ruchu gwiazd pozwoliła wyznaczyć masę Czarnej Dziury w centrum naszej galaktyki.

[Behlur_Olderys]

Ani akceleratory, takie jak LHC, ani siła grawitacyjna czarnej dziury nie rozpędzą niczego do prędkości większej, niż prędkość światła.

Cząstki poddane takim ekstremalnym siłom po prostu będą nabierały coraz więcej energii kinetycznej, ale prędkość zawsze będzie mniejsza niż c.

Wynika to ze wzoru na pęd relatywistyczny:
p = mv/sqrt(1 - v^2/c^2), gdzie sqrt to oczywiście pierwiastek kwadratowy. Wyrażenie to może mieć dowolnie wielką wartość, gdyż prędkość dążąc do c będzie powodowała, że mianownik dąży do zera, a zatem pęd dąży do nieskończoności. Jak wiadomo, zmiana pędu jest równa sile działającej (drugie prawo Newtona, dp/dt = F/m). Zatem dowolnie wielka siła działająca na cząstkę będzie zwiększała jej PĘD, ale nawet niewyobrażalnie wielkie wartości pędu będą wciąż dotyczyły prędkości mniejszej, niż c.
Pozdrawiam!