Câu hỏi của Gemini của Google

Question

Ranh giới mà không có gì có thể thoát ra khỏi Hố Đen được gọi là gì, và vận tốc cần thiết để thoát khỏi lực hấp dẫn tại ranh giới đó (nếu có thể) là bao nhiêu, so với tốc độ ánh sáng (...

Nguyễn Hoàng Kiều Anh · Accepted Answer

Ranh giới mà không có gì — kể cả ánh sáng — có thể thoát ra khỏi một hố đen được gọi là đường chân trời sự kiện (event horizon). Đây là bức tường tưởng tượng xung quanh hố đen, bên trong đó lực hấp dẫn mạnh đến mức không một vật thể nào có thể thoát ra.

Về vận tốc cần thiết để thoát khỏi lực hấp dẫn tại ranh giới đó:

Vận tốc thoát (escape velocity) $v_{\text{escape}}$ được xác định bởi công thức Newton:

$v_{\text{escape}} = \sqrt{\frac{2 G M}{r}}$

Trong đó:

$G$ là hằng số hấp dẫn,
$M$ là khối lượng hố đen,
$r$ là khoảng cách từ tâm hố đen đến điểm xét.
Tại đường chân trời sự kiện $r = r_{s}$ (bán kính Schwarzschild), ta có:

$r_{s} = \frac{2 G M}{c^{2}}$

Thay vào công thức vận tốc thoát:

$v_{\text{escape}} = \sqrt{\frac{2 G M}{r_{s}}} = \sqrt{\frac{2 G M}{2 G M / c^{2}}} = \sqrt{c^{2}} = c$

Kết luận:

Tên ranh giới: Đường chân trời sự kiện (event horizon)
Vận tốc thoát tại ranh giới: bằng tốc độ ánh sáng $c$

Điều này giải thích tại sao không vật nào, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra nếu đã vượt qua đường chân trời sự kiện.

Câu trả lời:

Ranh giới mà không có gì — kể cả ánh sáng — có thể thoát ra khỏi một hố đen được gọi là đường chân trời sự kiện (event horizon). Đây là bức tường tưởng tượng xung quanh hố đen, bên trong đó lực hấp dẫn mạnh đến mức không một vật thể nào có thể thoát ra.

Về vận tốc cần thiết để thoát khỏi lực hấp dẫn tại ranh giới đó:

Vận tốc thoát (escape velocity) $v_{\text{escape}}$ được xác định bởi công thức Newton:

$v_{\text{escape}} = \sqrt{\frac{2 G M}{r}}$

Trong đó:

$G$ là hằng số hấp dẫn,
$M$ là khối lượng hố đen,
$r$ là khoảng cách từ tâm hố đen đến điểm xét.
Tại đường chân trời sự kiện $r = r_{s}$ (bán kính Schwarzschild), ta có:

$r_{s} = \frac{2 G M}{c^{2}}$

Thay vào công thức vận tốc thoát:

$v_{\text{escape}} = \sqrt{\frac{2 G M}{r_{s}}} = \sqrt{\frac{2 G M}{2 G M / c^{2}}} = \sqrt{c^{2}} = c$

Kết luận:

Tên ranh giới: Đường chân trời sự kiện (event horizon)
Vận tốc thoát tại ranh giới: bằng tốc độ ánh sáng $c$

Điều này giải thích tại sao không vật nào, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra nếu đã vượt qua đường chân trời sự kiện.

Chúng tôi đề xuất

Tài nguyên

Ứng dụng mobile

Bảng xếp hạng

Các khóa học có thể bạn quan tâm

Yêu cầu VIP