Nghiệm Schwarzschild và hố đen

Dụng cụ

• Canvas 3D mặt phễu nhúng cho lát cắt không gian Schwarzschild
• Thanh trượt “Schwarzschild radius” (thang rₛ)
• Thanh trượt “Tốc độ thời gian” (tốc độ chạy thời gian)
• Nút “Tạm dừng”; quỹ đạo tròn vẽ để minh họa

Các bước tiến hành

1. Xác định chân trời sự kiện

   Kéo canvas để xoay mặt phễu và tìm cổ hẹp của mặt: vành tại đó đánh dấu $r=r_s=2GM/c^2$, chân trời sự kiện. Độ cao phễu nhúng chỉ là trợ giúp hình ảnh — không gian vật lý có bốn chiều và không thể vẽ đầy đủ trên mặt phẳng.

2. Đổi thang khối lượng

   Kéo thanh trượt bán kính Schwarzschild và quan sát cổ phễu rộng hay hẹp lại. Vì $r_s$ tỉ lệ với M, nhân đôi khối lượng nhân đôi kích thước chân trời; chú ý quỹ đạo tròn ổn định trong cùng, tại $r=3r_s$, cũng dịch ra ngoài theo.

3. Ước lượng chân trời thật

   Tạm dừng hoạt họa và tự tính: với Mặt Trời ($M\approx2\times10^{30}$ kg) thì $r_s\approx3$ km, còn Trái Đất chỉ khoảng 9 mm. Giải thích vì sao bề mặt thông thường của các thiên thể này nằm xa ngoài $r_s$, nên nghiệm chân không Schwarzschild chỉ áp dụng bên ngoài chúng.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện