Який фізичний закон пояснює, чому речовина, що витікає з орбіти зірки-компаньйона, швидко наближається до чорної діри?

Відповідь:

Гравітація пояснює, чому матерія швидко обертається навколо чорної діри.

Пояснення:

Рівняння ньютонів руху об'єктів на орбіті. Сила тяжіння, що діє на об'єкт, описується рівнянням:

# F = (GMm) / r ^ 2 #

Де # G # є гравітаційною постійною, # M # - маса тіла, навколо якого обертається об'єкт, # m # є масою орбітального об'єкта і # r # це відстань один від одного.

Центростремительная сила, необхідна для утримання об'єкта на орбіті, задається рівнянням:

# F = (mv ^ 2) / r #

Де # v # - швидкість орбітального об'єкта.

Коли об'єкт знаходиться на орбіті, ці дві сили рівні:

# (GMm) / r ^ 2 = (mv ^ 2) / r #

Поділ на # m # і множення на # r # дає:

# v ^ 2 = (GM) / r #

У сценарії # M # це маса чорної діри, яка буде досить великою. Чорна діра також буде досить маленькою. При цьому матерія наближається до чорної діри значення # r # буде отримувати поступово менше і, отже, швидкість # v # отримуватимуть поступово більший розмір.

Отже, чим ближче справа до чорної діри, тим швидше вона вийде на орбіту.

Як тільки речовина наблизиться до чорної діри, наслідки загальної теорії відносності стають значними, але рівняння руху Ньютона досить близькі на великих відстанях.