为什么叫做史瓦西半径,史瓦西半径最大能到什么程度

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-04-03 07:08:58

平衡时半径与速度的关系

当速度为光速c时,此时的距离r即为事件视界的值。

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经典力学下史瓦西半径

3、史瓦西半径的真实解

史瓦西半径的真实解来自于相对论,根据势能与动能的关系,再经过洛伦兹变换,得出史瓦西半径的值,详细的过程可参考维基百科。

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动能与势能的关系

此时,当速度v直接用光速c代替后,得到:

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史瓦西半径

上式正是史瓦西半径的正确解。但是实际上,这种解法是个巧合,当速度达到光速,必须经过洛伦兹变换,并对速度取极限。其结果与上面完全一样。

4、经典力学解的误差原因分析

经典力学的史瓦西半径解是真实史瓦西半径的一半。即,基于经典力学,物体饶黑洞旋转速度达到光速时,它的距离是真实史瓦西半径的一半。产生这种误差的原因,可以从以下几个方面分析。

  1. 在经典力学求解史瓦西半径的过程中,我们假定质点饶黑洞做圆周运动。当速度远低于光速时,惯性力与黑洞引力“平衡”。然而,在相对论中,速度增加引起尺缩效应,质点的距离会缩短,必须经过洛伦兹变换后,才能得到正常参考系下的距离。
  2. 史瓦西半径是基于能量守恒导出来的,质子势能全部转化为动能,这里并未对速度的方向做任何规定,理想的状态就是沿着半径直线逃离。在经典力学解中,对速度的方向作了规定,必须垂直于半径,而这只是环绕速度,并未真正逃逸。
5、总结

人类首长黑洞照片带来了很多关于黑洞方面的认知,让我们知道了史瓦西半径就是视野能看到的黑洞半径。但是基于经典力学,得到史瓦西半径为正确解的一半。其中的原因主要在于时空的洛伦兹变换。

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