在地球上有一个很普遍现象,当一个物体从高处下坠时,它下坠速度会变的越来越快。而引起这一现象的原因在于地球上的作用力加速度,一般而言,一个物体的下坠时间越久、高度越大,它速度就越来越快。按照这个现象,大家很容易就会能够想起,如果一个物体无尽地掉下来,它速度便会无尽地提升,伴随着速度的不断增长,最后这一物体的速度就该会超过光速。
这种可能性存在吗?充分考虑地球上的作用力加速度大约为10米/平方米秒,这和光的速度相差太多,因而,小编认为,大家不妨用中子星来讨论这种情况,主要原因是中子星的作用力十分的吓人。有关数据显示,一颗规范中子星表面重力是地球上的7000亿倍左右,其表层作用力加速度可以达到(7 x 10^12)米/平方米秒。
依据科学家的测算,一个间距中子星表层1米、初速度为零的自由落体运动,在落地式后的速度可以达到一小时大概100万多公里!即然中子星的作用力加速度这般令人震惊,那样在距离中子星表层更远距离,掉向它物体能超过光速吗?先说答案,这一物体是没有办法超过光速的,实际且待下列剖析。依据公式计算,作用力加速度g = GM/r^2(在这儿G为引力常量,M为中子星的品质,r为物体间距中子星质心与心的距离),大家可以看到作用力加速度大小是和的距离平方米反比的。自由落体运动与星体质心与心的距离越多,遭受作用力加速度就越低,在地球上,由于地球的半径非常大(大约为6371千米)而作用力较小,所以一般的高度都是对的作用力加速度没有影响。
而中子星的构造却非常高密度,其半经一般均为十几公里,所以在中子星上,自由落体运动的高度略微提升一点,其所受到的作用力加速度便会大幅地降低。简单的讲,便是间距中子星一定的的距离自由落体运动,其所受到的作用力加速度,会比中子星表层的低些。我们也可以从肇事逃逸速度的视角去分析这种情况,在不会受到外力作用的影响下,当一个物体达到一颗星体的肇事逃逸速度时,它就能肇事逃逸到离这一星体无尽远的距离。
如果一个物体由无尽远的距离,从静息状态向一颗星体做自由落体运动时,它可以达到最大的速度其实就是这枚星体的肇事逃逸速度。实际上,中子星表层的肇事逃逸速度在理论上的最高值为15万多公里/秒(光的速度的一半),换句话说,无论我们将物体放到离中子星表层多高的部位,当它们从静息状态相较于中子星做自由落体运动时,它速度全是不能超过15万多公里/秒。能够看见,这一基本原理适用宇宙里每一个星体,如今就会有了一个问题,宇宙里还有一种比中子星吸引力更多的星体,那便是超级黑洞。在超级黑洞的事件视界之内,其肇事逃逸速度就达到了光的速度,这就使得在超级黑洞内部的,很有可能存在超光速的现象。