Нет

Релятивистская масса не является «настоящей» массой. Гравитация объекта, движущегося с релятивистской скоростью, не увеличивается, потому что его масса не увеличивается. «Масса», добавленная в уравнения Лоренца, является выражением асимптотической энергии, необходимой для фактического достижения скорости света, когда у вас есть масса.

Никакое ускорение не превратило бы объект в черную дыру .

Редактировать: Forbes объясняет это более подробно , но соответствующий бит:

Понимание ответа является ключом к пониманию теории относительности: это потому, что «классическая» формула импульса — что импульс равен массе, умноженной на скорость — является лишь нерелятивистским приближением. На самом деле вам нужно использовать формулу для релятивистского импульса, которая немного отличается и включает фактор, который физики называют гаммой (γ): фактор Лоренца, который увеличивается по мере приближения к скорости света. Для быстро движущейся частицы импульс — это не просто масса, умноженная на скорость, а масса, умноженная на скорость, умноженная на гамму.

В старших классах физики мы используем формулы Лоренца и нам говорят, что кажущаяся масса/длина/тактовая скорость объекта меняются, но гравитация искажает пространство-время, и поэтому, если масса объекта изменится, фотоны будут вести себя вокруг него по-разному для всех наблюдателей . , что невозможно. С точки зрения наблюдателя на ускоряемый объект не может показаться, что объект набирает массу. Это означает, что пространство-время не может быть искажено... и, следовательно, оно не может быть искажено с точки зрения стационарного наблюдателя.

Нет. Гравитация в общей теории относительности касается не только массы. Уравнение Эйнштейна устанавливает кривизну пространства-времени равной тензору энергии-импульса-напряжения , который содержит по одному члену для каждой пары координат из x, y, z, t.

Член tt — это энергия, и из-за того, что энергия массы покоя обычно указывает в этом направлении, когда дела идут медленно, это обычно самый большой член. Вот почему обычно допустимо игнорировать все остальные термины и рассматривать гравитацию так, как если бы она была исключительно источником накопления массы.

Члены xt, yt и zt представляют собой линейный импульс. Когда дела идут очень быстро, эти термины становятся большими. Однако из-за своеобразной геометрии пространства-времени эффект массы нивелируется. Подробнее об этом чуть позже.

Члены xx, yy и zz представляют собой давление . Это одна из основных причин, по которой звезды коллапсируют в черные дыры — по мере того, как звезда становится больше, давление в центре растет, что делает гравитацию еще сильнее, еще больше повышая давление. Существует петля положительной обратной связи, которая означает, что после определенной точки требуется бесконечное давление, чтобы уравновесить силы. Поскольку ничто не может обеспечить бесконечное давление, ничто не может остановить коллапс.

Члены xy, xz, yz представляют собой касательное напряжение. Они обычно малы, потому что материя не достаточно сильна, чтобы противостоять таким силам. При сжатии материи деваться некуда, а при сдвиге материя течет, как ириска.

Если вы повернете свою систему координат, числа изменятся. Но это все та же основная геометрия, только описанная по-другому. Вращение вокруг плоскостей с участием только осей x, y, z ведет себя так, как и следовало ожидать, но вращение в любой плоскости с участием времени работает немного по-другому. В евклидовой геометрии Пифагор говорит, что квадрат длины вектора равен$x^2+y^2+z^2$, повороты которых не меняются. В геометрии Минковского координата t имеет противоположный знак. Таким образом, мы можем определить квадрат длины вектора, используя модифицированную теорему Пифагора, как$t^2-x^2-y^2-z^2$, который не меняется при вращении 4D. Это приводит к связи между энергией и импульсом:$E_0=E^2-p_x^2-p_y^2-p_z^2$, где$E_0$- энергия покоя (или масса), длина вектора энергии-импульса и фиксированная постоянная в любой системе отсчета,$E$это релятивистская энергия (или масса, которая увеличивается со скоростью), и$p_x$и т. д. являются составляющими импульса.

Когда вы переходите к системе отсчета, в которой объект движется, члены импульса, очевидно, становятся больше, и поэтому член энергии тоже становится больше. Это кинетическая энергия. Увеличение размера одного уравновешивается другим, что дает точно такую ​​же энергию покоя. Вектор энергии-импульса больше не является - он просто рассматривается из системы координат, где компоненты в каждом направлении являются большими числами. Таким образом, «размер» всего тензора энергии-импульса-напряжения и, следовательно, гравитационного искривления пространства-времени ничем не отличается.

Это не означает, что кинетическая энергия не имеет отношения к гравитации. Если у вас есть быстро движущаяся частица, заключенная в ящик , то она отскакивает назад и вперед, что приводит к импульсным потокам в противоположных направлениях, которые компенсируются . Но термин кинетической энергии не отменяется. Если частицы связаны вместе, то кинетическая энергия их ограниченного движения вносит свой вклад в их массу , потому что члены импульса сокращаются. Оказывается, большая часть массы обычной материи не является голой массой самих составляющих ее частиц, а возникает из-за энергии связи, являющейся результатом их удержания, прилипания друг к другу.

Сдвиг кадра: как насчет двух объектов...?

Главный ответ верен, что один объект не может образовать черную дыру с релятивистской массой. Но это неправильно в другом отношении: релятивистская масса ЕСТЬ реальная масса! Большая часть «массы» протонов и нейтронов каждого повседневного объекта — это «релятивистская масса» движущихся вокруг кварков.

Если вам нужна дополнительная убедительность, подумайте, что произойдет, если две ваши частицы столкнутся вместе. Внезапно вся эта релятивистская энергия выбрасывается наружу в виде огромного количества частиц, античастиц, фотонов и так далее. Так что вполне возможно, что эти два объекта могли бы образовать черную дыру со всей этой массой. (Обратите внимание, что «масса покоя» определяется скоростями этих объектов относительно друг друга , потому что это нельзя свести к нулю, просто выбрав другую систему отсчета)

Предостережение заключается в том, что из всех способов округления массы для создания черной дыры доставка ее в виде свободной энергии должна быть самым болезненным способом сделать это.

Если взять за основу нашу Солнечную систему, объект, подобный описанному вами, пересек бы ее от одного конца орбиты Плутона до другого примерно за полдня.

Гравитация — небольшая сила, и, особенно на больших расстояниях, ей потребуется время, чтобы произвести значительные эффекты. Время, которое не дается быстрым лихорадочным бегом по системе.

Учитывая, что вероятность столкновения ничтожна, наиболее вероятным эффектом является небольшое возмущение некоторой орбиты, незначительное в краткосрочной перспективе и, может быть, меньшее в долгосрочной перспективе.

Помимо этого, учтите, что для удвоения массы объект должен двигаться со скоростью 0,8с, а чтобы декупликировать его, ему нужно двигаться со скоростью 0,99с, и он все равно будет далек от того, чтобы быть чем-то близким к черной дыре. Однако, как отметил в комментарии jdunlop, эта релятивистская масса не увеличивает гравитационное притяжение объекта при ускорении.

Да, когда вы путешествуете по Солнечной системе.

Если вы путешествовали достаточно быстро, что, вероятно, будет очень странным числом, например, 99,99999999% от скорости света, столкновения с протонами и другими частицами вызовут образование микрочерных дыр.

Это было опасением для LHC, что он сформирует микрочерные дыры. Вы могли бы использовать гораздо больше энергии.

Гравитацией, конечно, можно было бы пренебречь, поскольку релятивистская масса не является реальной массой и не меняет основную геометрию пространства-времени. Но, взрывы энергии, безусловно, могли бы нанести некоторый ущерб Солнечной системе, если бы была достаточная скорость.

Да.

Учтите: https://physics.stackexchange.com/questions/479299/does-kinetic-energy-warp-spacetime

Черная дыра не образуется, потому что вы достигаете определенной энергии массы покоя. Черная дыра образуется, потому что область пространства достигает определенной плотности энергии. Ускорение массы до достаточно высокой скорости, чтобы область пространства, которую она занимает, достигла такой плотности энергии, образовала бы черную дыру.

Обратите внимание, что черные дыры образуются из-за плотности энергии, а не из-за общего количества энергии. В результате у вас могут быть черные дыры с очень малой массой — пространство сильно искривлено, но только очень близко к сингулярности. Ускорение вещей до очень высоких скоростей приведет к образованию черных дыр такого типа, если только задействованные полные энергии (масса покоя + кинетическая энергия) не будут порядка масс Солнца. Такие маленькие черные дыры быстро перестанут существовать благодаря хокинговскому излучению; их энергия высвободится в виде вспышки других частиц.