假如一个氢原子进入黑洞,会发生什么,详细一点,要有数学推导

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小小草
小小草 LV1 2023年9月23日 23:40 发表
当一个氢原子进入黑洞时,它将受到极强的引力作用。根据广义相对论,物体在重力场中运动时会发生时间和空间的扭曲,因此氢原子的运动轨迹也会发生变化。 首先,我们需要计算氢原子的Schwarzschild半径,即当氢原子距离黑洞中心的距离小于该值时,它将无法逃脱黑洞的引力。Schwarzschild半径的公式为: $r_s = \frac{2GM}{c^2}$ 其中,$G$是引力常数,$M$是黑洞的质量,$c$是光速。 假设黑洞的质量为太阳质量的10倍,即$M=10M_\odot$,则Schwarzschild半径为: $r_s = \frac{2\times6.67\times10^{-11}\times10\times1.99\times10^{30}}{(3\times10^8)^2} \approx 29550\text{ m}$ 这意味着,如果氢原子距离黑洞中心的距离小于29550米,它将无法逃脱黑洞的引力。 接下来,我们需要计算氢原子的自由落体加速度。根据牛顿第二定律,物体在重力场中的加速度为: $a = \frac{GM}{r^2}$ 其中,$r$是物体距离重心的距离。 假设氢原子距离黑洞中心的距离为$r=1000\text{ m}$,则它的自由落体加速度为: $a = \frac{6.67\times10^{-11}\times10\times1.99\times10^{30}}{(1000
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