Если не считать столкновения, может ли вас убить сама гравитация?

Представьте, что вы падаете в объект с огромной гравитацией (т.е. в черную дыру), не имеющий атмосферы.

Вопрос в том, может ли вас убить сама гравитация (которая будет чрезвычайно огромной) до того, как вы упадете на землю? И если да, то как именно это можно было бы сделать? Все части вашего тела затронуты одинаково и в одном направлении, поэтому это не может разорвать вас на части.

«Невесомость» моделируется на Земле с падающим самолетом, скорость которого увеличивается за счет гравитационного ускорения, но является ли она «настоящей» невесомостью или она немного отличается?

возможный дубликат physics.stackexchange.com/q/691
«Все части вашего тела затронуты одинаково и в одном направлении, поэтому это не может разорвать вас на части». Неа

Ответы (8)

Да, гравитация может убить вас, потому что, когда вы приближаетесь к чему-то сверхплотному, например к черной дыре, гравитация будет изменяться пропорционально квадрату расстояния, а это означает, что в конечном итоге гравитация у ваших ног станет значительно больше, чем у вашей головы. Этот гравитационный градиент называется приливными силами и является тем же эффектом, который удерживает одну и ту же сторону Луны обращенной к Земле.

Это разорвало бы вас и, в конце концов, разобрало бы материю, из которой вы состоите. Хотя это звучит глупо, ученые на самом деле называют это спагеттификацией, как уже упоминал Любопытный.

Сомнительно, чтобы другие эффекты, такие как гравитационное синее смещение, не убили бы вас до спагеттификации вашего тела.

Однородное гравитационное поле (которое на самом деле только гипотетическое) не имело бы эффекта, сравнимого со спагеттификацией, поскольку оно просто приводит к постоянному ускорению вашего тела.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
Как синее смещение убьет тебя?
@gerrit Путем ионизации молекул в ваших клетках.
Они известны как «приливные силы»; ответ должен упомянуть об этом на случай, если кто-то захочет читать дальше. Кроме того, закон обратных квадратов является пределом дальнего поля в общей теории относительности. Я верю, что будет хуже!
Я думал, что одна сторона Луны обращена к Земле из-за сохранения углового момента?
@rubenvb: не совсем так. Одна и та же сторона Земли не всегда обращена к Солнцу. Большинство лун в Солнечной системе либо всегда обращены к своей планете одинаково, либо ожидаются, но их вращение неизвестно. Но, по-видимому, Феба (Сатурн), Гималия и Элара (Юпитер) этого не делают, поэтому для сохранения углового момента это не требуется. Однако приливные силы замедляют вращение спутников, вращающихся быстрее, чем они вращаются вокруг своей орбиты, и ускоряют вращение, если они медленнее, так что в некотором смысле это просто вопрос времени (возможно, дольше, чем возраст Солнечной системы, но все же всего лишь время).
Было бы больно? Я серьезно спрашиваю.
Вы можете возразить, что этого не произойдет, потому что ваши нервные импульсы на самом деле не могут достичь вашего мозга.

Справедливо сказать, что проблема «спагетификации» возникает там, где существует достаточно сильный гравитационный градиент на типичном расстоянии тела — но ваш вопрос, кажется, касается случаев, когда гравитация велика — экстремальная, но однородная (по крайней мере, с точки зрения человеческого тела). пропорции/расстояния).

Принцип эквивалентности Эйнштейна гласит, что до тех пор, пока нет внешней ссылки, любое гравитационное поле ощущается очень похоже на другое. Так что, если я буду в свободном падении на Юпитер, или на Солнце, или на Фобос, или куда-то еще, я все равно буду чувствовать себя невесомым, чаша с петуниями, свободно падающая со мной, также будет чувствовать и казаться невесомой рядом со мной. Только когда / если я смотрю за пределы системы отсчета, я могу заметить какую-либо разницу. Например, если бы я находился в каком-то сильном гравитационном поле, мне могло бы показаться, что остальная Вселенная движется очень быстро, становится синей и действительно выглядит очень яркой.

Если бы поле было достаточно сильным, а внешняя Вселенная достаточно яркой (здесь мы говорим о звездном свете, так что это зависит от того, где во Вселенной вы можете находиться и насколько яркие звезды находятся поблизости, но в тех случаях, когда сильное поле может существуют, например, вблизи сверхмассивной черной дыры, вы можете оказаться в центре галактики, где, по-видимому, вы можете ожидать, что звездный свет будет значительно ярче, чем здесь, на Земле). фотоны волнового типа могут действовать как микроволны, первоначально нагревая жидкости организма, видимый свет будет смещаться в сторону ультрафиолета, что может вызвать солнечные ожоги, а по мере того, как мы поднимаемся вверх по частотному спектру, рентгеновские и гамма-лучи будут эффективно доставлять большие дозы опасного и вредного излучения. . Если бы это было ярко и достаточно сильно,

Так что, мой совет, пользуйтесь солнцезащитным кремом!

Знаем ли мы уже больше о вселенной, расшифровав чашу мыслей петуний, если предположить, что прочитаны все книги?
О смещенных в синий цвет микроволнах: вас убила не гравитация.
Ха-ха, да, к сожалению (потому что это напоминает мне, что больше не будет) Я прочитал все книги, уже несколько раз - и, вероятно, скоро пора снова их просмотреть :) Насчет личности убийцы, это зависит. Если синее смещение вызвано непосредственно чрезвычайной гравитацией, то является ли гравитация причиной смертей? Если я предстану перед судом и меня признают виновным в том, что я нанял киллера для убийства моего молочника, разве я не несу такую ​​же уголовную ответственность, как и тот, кто нажал на курок?
Если не считать столкновения, может ли вас убить сама гравитация ? - по вашим рассуждениям, столкновение может быть здесь правильным ответом, потому что земля не виновата в том, что вас втянуло в него. Точнее, соскользнуло вниз по кривизне пространства-времени...
Хм, справедливое замечание - я бы все же порекомендовал солнцезащитный крем.
Что вы думаете об аргументе замедления времени (мой комментарий к ответу Джона Даффилда)? По сути, если эффекты замедления времени замедляют время для людей, находящихся под ускорением, то из внешнего мира человек в поле ускорится до c, и при этом его жизненные показатели замедлятся до статического состояния, так что у них не будет пульс, никакой мозговой активности, никакого дыхания, ничего - по медицинским меркам, по существу, мертвый. И все же, с точки зрения человека, использующего солнцезащитный крем, он чувствует себя нормально, условно говоря.
@TomKimber Если суд признает гравитацию виновной в убийстве человека, использующего синее смещение в качестве оружия, напомните мне найти другую вселенную, в которой можно жить. В лучшем случае это будет непредумышленное убийство. Кроме того, гравитация, вероятно, отделалась бы безумием.
@TomKimber Людям (пока) не приходилось рассматривать медицинское определение смерти с точки зрения релятивистских систем отсчета! Но я думаю, что смерть можно определить только в системе отсчета субъекта
@Mindwin Правильно, если бы вас убило синее смещение, гравитация не была бы той силой, которая убила бы вас. Однако, поскольку вы не можете убить кого-то, кто уже мертв, я думаю, дело в том, что к тому времени, когда что-либо живое окажется достаточно близко к объекту с достаточно сильными гравитационными силами, чтобы вызвать спагеттификацию, оно уже будет мертво другими способами.

Хотя значительная разница в силе тяжести над вашим телом убьет вас, сама гравитация вас не убьет.

Не совсем ясно, спрашиваете ли вы о гипотетических, относительно однородных гравитационных полях или о черных дырах. Поскольку другие ответы касаются последнего, я выберу первое.

Отвечая на то, что я интерпретирую как ваш вопрос, учитывая следующие идеальные предположения:

  • Вы находитесь в чрезвычайно сильном однородном гравитационном поле (те же силы действуют на все ваше тело).
  • Поле имеет бесконечный размер, и нет никакой «земли» или других объектов, с которыми можно было бы столкнуться.
  • Ни одно из других присутствующих условий не может вас убить (например, вы волшебным образом способны выжить без атмосферы).

Вы будете испытывать только продолжающееся ускорение из-за эффектов этого гравитационного поля.

Плотность и масса не влияют на гравитационное ускорение. Даже если ваше тело имеет неоднородную плотность, это не имеет значения, поэтому все части вашего тела будут равномерно ускоряться в этом гипотетическом однородном гравитационном поле.

Вы просто будете двигаться все быстрее и быстрее, приближаясь к скорости света, но никакого вреда вам не будет. Вы почувствуете себя «невесомым» и будете наблюдать, как любые неподвижные объекты движутся мимо вас все быстрее и быстрее.

Вам также не нужно, чтобы поле было однородным, чтобы выжить. Он должен быть только « достаточно однородным », чтобы приливные силы не превышали структурную прочность вашего тела.

Вот если вы броситесь в черную дыру, это совсем другое дело. Как уже описано в других ответах, разница в силе тяжести над вашим телом заставит части вашего тела ускоряться с разной скоростью, и эти силы разорвут вас на части, когда структура вашего тела больше не сможет противостоять силам. Причиной смерти здесь является сила, с которой части вашего тела воздействуют друг на друга из-за их относительного движения, так как некоторые части начинают двигаться быстрее, чем другие.

Конечно, эти условия на самом деле не существуют, но они гипотетические, как ваши невесомые веревки и блоки без трения.

Если это однородное гравитационное поле имеет бесконечный размер, а ваше ускорение линейно (как я думаю, оно было бы и в однородном поле), не означает ли это, что вы должны в конце концов достичь скорости света? Я знаю, что обычно это считается невозможным, потому что по мере увеличения вашей скорости увеличивается и количество энергии, необходимой для продолжения вашего ускорения, приближаясь к бесконечности энергии, необходимой в точке C. Но если ваше ускорение вызвано гравитацией, а не толчком, я думаю, проблема устранена. Итак, что происходит дальше?
@DanHenderson Ошибка заключается в предположении, что ускорение является линейным. В однородном поле сила тяжести одинакова независимо от вашего положения. Однако ускорение свободного падения зависит от вашей массы. Ваша масса непостоянна ; она увеличивается по мере ускорения из-за эквивалентности массы и энергии. Таким образом, однородное поле будет ускорять вас все меньше и меньше, и вы никогда не достигнете с .
Вы, ребята, в курсе, что нет никакого способа обнаружить однородное гравитационное поле, верно? В каком-то смысле его даже не существует.
@PeterA.Schneider Верно, но в контексте этого ответа это волшебное однородное гравитационное поле, поэтому мы просто принимаем его существование ради обсуждения. Но если мы хотим углубиться дальше, вероятно, было бы лучше поговорить об этом в чате.

Да, оно может.

Прежде чем идти дальше, я хотел бы сказать, что я не эксперт в таких вопросах, поэтому я собираюсь процитировать несколько строк, которые я видел в нескольких видео. Я настоятельно рекомендую вам посмотреть эти ссылки на видео, которые я добавил в последнюю строку, потому что я думаю, что они могут ответить на ваш вопрос.

«Масса черной дыры в какой-то точке настолько сконцентрирована, что даже крошечные расстояния в несколько сантиметров означают, что гравитация действует с силой в миллионы раз большей на разные части вашего тела. больше, пока вы не станете горячим потоком плазмы шириной в один атом».

Так что в результате вы точно умрете. А еще это:

«Черная дыра диаметром в пятицентовую монету была бы немного массивнее этой Земли. У нее была бы поверхностная гравитация в миллиарды миллиардов раз больше, чем у планеты, которая есть сейчас. Ее приливные силы на вас были бы настолько сильны, что они разорвали ваши отдельные клетки разделены. Черная дыра поглотит вас еще до того, как вы поймете, что происходит».

Ссылки:

  1. Объяснение черных дыр – от рождения до смерти

  2. Что, если бы в вашем кармане была черная дыра?

Гравитационная волна

Многие пользователи отмечают, что приливные силы, создаваемые гравитационным градиентом, могут вас убить.

г грамм г Икс

Что касается более актуальной темы, то должна быть возможность приготовить вас (среди прочего) с помощью гравитационной волны .

г 2 грамм г Икс 2

Когда волна проходит через вас, вы испытываете эффект растяжения (как при спагетификации), а затем эффект сжатия (который чередуется). Я полагаю, что нагрузка, которую это оказывает на химические связи в вашем теле, сможет преобразовать эту энергию в тепло.

Я подозреваю, что для того, чтобы это произошло, нам нужно было бы увидеть два компактных массивных объекта (например, нейтронную звезду), вращающихся вокруг друг друга на радиочастотах или выше и в упор.

Достаточно сказать, что у вас будут другие проблемы, с которыми придется бороться задолго до того, как вы почувствуете нееврейское согревающее воздействие гравитационной волны.

Не считая спагеттификации, прочих полей и излучений и т.д. Нет, не убьет. В этом случае это просто условие невесомости. Такие вещи, как перекачка сердца и т. д., не будут затронуты иначе, чем в невесомости. Я думаю, что нулевая гравитация может усыпить вас, но не убьет.

Вы забываете дышать. Бьюсь об заклад, действительно трудно эффективно дышать, путешествуя со скоростью света.
Нет, я не забыл. Предположение - кислородная маска, поддерживающая нормальное давление. В противном случае вас может убить сопротивление воздуха, что косвенно исключено в «Исключая спагеттификацию, другие поля и излучения и т. д.». Более того, если есть атмосфера, будет предельная скорость — по мере приближения атмосфера тоже сгущается, а это было бы эквивалентно удару. Вопрос "если не считать столкновения". В атмосфере можно было бы гореть, как астероид.
@fuzzy76 "Путешествие со скоростью света", действительно было бы трудно дышать, имея ровно 0 времени, чтобы сделать это за ;)
@kaay Дышать на M0.9 на высоте 22000 футов тяжело, но люди делают это постоянно.

Представьте, что вы падаете в объект с огромной гравитацией (т.е. в черную дыру), не имеющий атмосферы. Вопрос в том, может ли вас убить сама гравитация (которая будет чрезвычайно огромной) до того, как вы упадете на землю?

Ответ — да, и не по обычной причине спагеттификации, упомянутой CuriousOne и Jaywalker.

И если да, то как именно это можно было бы сделать? Все части вашего тела воздействуют одинаково и в одном направлении, поэтому оно не может разорвать вас на части.

Давайте посмотрим, почему вы на самом деле падаете. См. 4- й тест общей теории относительности Шапиро вместе с «Отклонением и задержкой света » Неда Райта и проследите его до цифровых статей Эйнштейна . Посмотрите на второй абзац:

введите описание изображения здесь

Он датируется 1920 годом. Свет не искривляется, потому что искривлено пространство-время. Эйнштейн никогда этого не говорил. Вместо этого он сказал, что свет изгибается вниз, потому что скорость света выше на большей высоте, чем на более низкой. Смотрите , везде ли скорость света одинакова? Редактор PhysicsFAQ Дон Кокс, чтобы узнать больше об этом: «Эта разница в скоростях как раз та, на которую ссылаются выше наблюдатели с потолка и пола» . Ваш карандаш падает по той же причине, и вы тоже.

В настоящее время мы склонны называть эту переменную скорость света «координатной» скоростью света, измеряемой наблюдателями, находящимися на очень большом расстоянии от черной дыры. Падающее тело падает все быстрее и быстрее по мере уменьшения «координатной» скорости света. Скорость, с которой он падает, напрямую связана с разницей между координатной скоростью света на высоте выброса и на нижней высоте. Он падает все быстрее и быстрее и быстрее. Но если это будет продолжаться без ограничений, должен быть какой-то момент, когда падающее тело будет падать быстрее, чем координатная скорость света на этой высоте. Этого просто не может быть из-за волновой природы материи. Или так сказал Фрид Уордт Винтерберг в своей статье 2001 года «Гамма-всплески и лоренцева теория относительности» :«Если баланс сил, удерживающих вместе элементарные частицы, будет нарушен вблизи горизонта событий, вся материя превратится в частицы с нулевой массой покоя, что может объяснить большое выделение энергии гамма-всплесками».

Вы видите упоминание об этом в старой статье Wikipedia Firewall . Этого нет в последней статье, я думаю, что идет какой-то спор о приоритете. Но в любом случае, вот pdf полной статьи. Я думаю, он просто должен быть прав. Когда вы падаете в черную дыру, вы не долетаете до горизонта событий. Вместо этого вы превращаетесь в гамма-всплеск. Это не разрывает вас на части, вместо этого вы подвергаетесь 100%-ному превращению материи в энергию. Некоторое время твоя звезда ярко горит. Так что не вам придется наносить солнцезащитный крем, а парням, которые наблюдают с безопасного расстояния!

NB: Падающая плоскость немного отличается: гравитационный потенциал уменьшается, а гравитационное замедление времени увеличивается. Это не совсем то же самое, что парить в свободном пространстве.

Но разве эта смерть не из-за скорости, а не из-за гравитации? Например, представьте, если бы вы находились в сильном гипотетическом гравитационном поле, но затем поле исчезло бы до того, как вы приблизились к скорости света. Вы бы путешествовали быстро, но все еще не пострадали бы от гравитации, которую вы только что испытали.
Я бы сказал, что вас убивает гравитация, поскольку гравитация разогнала вас до скорости, заставившей вас преобразоваться в энергию. В противном случае это все равно, что сказать, что оружие не убивает — оно просто ускоряет пули, а эти пули и есть убийцы. Мы не говорим, что кто-то был убит высокоскоростной пулей. Мы говорим, что они были убиты из револьвера. Точно так же, если кто-то ускоряется из-за гравитации до скорости, которая превращает его тело в энергию, я думаю, можно с уверенностью сказать, что гравитация убила его.
@ Джейсон С: может быть. Гравитация — это то, где вы в конечном итоге двигаетесь вниз со скоростью, связанной с разницей в координатной скорости света на двух высотах. А может и нет. Если бы вы просто разгонялись в свободном пространстве, скорость бы вас не убила. И, может быть, все так, как сказал Петр. Я вспоминаю , что падение не убивает тебя, тебя убивает внезапная остановка в конце .
@John Вопрос был в том, может ли тебя убить только гравитация. Мне ясно, что это академический вопрос о сильных гравитационных силах, а не о попытках путешествовать со скоростью света. Лучшей аналогией было бы то, что простое прикрытие рта и носа само по себе не убьет вас. Если состояние сохраняется достаточно долго, последующая нехватка кислорода будет, но в закрывании носа и рта нет ничего, что непосредственно привело бы к смерти. Попробуйте прямо сейчас, дайте нам знать, если вы выживете! :)
@Peter На самом деле мы говорим, что они были убиты человеком, используя пистолет в качестве оружия (даже пули не убивают, вы исходите из точки зрения непрофессионала, но медицинский эксперт признал бы, например, сложные последствия потери крови конечной причиной смерти). Мы говорим, что человек сделал это, потому что мы выражаем, что человек сделал неприятный выбор. Гравитация на самом деле не хочет убить вас сознательно, используя скорость в качестве оружия. ... По крайней мере, я надеюсь, что это не так (хотя это ужасающая мысль). Я понимаю ваш POV, но аналогия как бы разваливается.
Это интересная идея, но я думаю, что она не должна быть такой захватывающей, как полное преобразование в энергию, особенно если нам позволено перейти к точке зрения удаленного наблюдателя, который из-за эффектов замедления времени наблюдайте, как время человека в гравитационном колодце замедляется до нуля. Для внешнего наблюдателя это во всех смыслах могло бы показаться смертью — миллионы лет не было бы ни биения сердца, ни дыхания, ни общения, ни мозговой деятельности — что касается остального мира, человек мертв из-за сильного замедления времени.
@ Том Кимбер: путешественник с замедленным временем может, однако, запустить свои ускорители / варп-двигатель / что угодно, чтобы выбраться из гравитационного колодца, обращая вспять замедление времени. Тогда мы все согласились бы, что он просто находился в анабиозе, что-то вроде того парня в стазис - боксе.
Верно, @JohnDuffield, но это интересная мысль, если кто-то внутри стазисного поля должен нажать кнопку, чтобы вернуться, сколько времени это займет? На это могут уйти сотни, тысячи, миллионы или миллиарды лет. Для всех, кто находится вне стазисного поля, разве человек внутри не равнозначен мертвому? Скажем, жена мужчины отправилась в такое поле и, вероятно, будет там в течение следующего миллиарда лет, следует ли мужчине разрешить жениться снова на том основании, что ее фактически уже нет в живых? Я знаю, что это физический форум, а не юридический, но здесь могут возникнуть некоторые сложные вопросы.
Поскольку это появилось в очереди VLQ: независимо от того, правильный ли этот ответ , это попытка ответить на вопрос. Не отмечайте ответы, которые вы считаете неправильными, а голосуйте за них.
Спасибо АКМ. Я почти уверен, что это правильно, мы не получаем GRB даром . @ Том Кимбер: ему должно быть разрешено снова жениться после развода , основанием для этого является неразумное поведение, о чем свидетельствует дезертирство!

Моя физика гораздо слабее моей физиологии, так что, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь. Но насколько я помню, тело в гравитационном поле испытывает ускорение, и ускорение тем больше, чем сильнее гравитационное поле.

Что ж, человеческое тело имеет очень небольшой диапазон допустимого ускорения. Точное значение зависит от направления. В Википедии есть небольшой раздел с фотографиями: https://en.wikipedia.org/wiki/G-force#Human_tolerance_of_g-force с упоминанием максимальной толерантности, достижимой после тренировки:

современные пилоты обычно могут справиться с устойчивым 9g.

Если вы падаете в наихудшем направлении (сначала ногами), вы уже умрете от ускорения в диапазоне 2–3 g, удар не нужен. Для этого даже не нужна черная дыра, достаточно Юпитера (25 м/с^2). Солнце дает в десять раз больше (275 м/с^2), что вы умрете в любом направлении.

Вы, вероятно, ошибаетесь, пилот имеет 9 g против сиденья, а это совсем другое. Если каждый атом в вашем теле ускоряется с одинаковой скоростью, вы даже не можете этого заметить, потому что ни на что не действует давление.