Gravedad superficial



Toda aquella información íntegra que hemos tenido la capacidad de recoger en relación con Gravedad superficial ha sido rigurosamente examinada y planificada para que te resulte altamente provechosa. Probablemente has llegado hasta este rincón de internet buscando saber algo más en relación con Gravedad superficial. Con frecuencia no es extraño extraviarse por la red en el salvaje entramado de webs que abordan el tema de Gravedad superficial y que, a pesar de todo, no aportan aquello que deseamos saber sobre Gravedad superficial. Es a causa de este motivo que esperamos que si la información que te ofrecemos a continuación acerca de Gravedad superficial te satisface, nos dejes un comentario. Igualmente, si la información en relación con Gravedad superficial que te estamos aportando no es aquella que estabas buscando, del mismo modo haznoslo saber, de esa manera podremos mejorar día tras día esta web.

En astronomía , la gravedad superficial es la intensidad del campo gravitacional en la superficie de un objeto astrofísico ( planeta , estrella u otro). Este concepto también se usa, aunque de una manera ligeramente diferente, en la física de los agujeros negros, donde regula la velocidad a la que el campo gravitacional en el sentido clásico del término diverge a medida que se acerca a la superficie del agujero negro, es decir, digamos sobre su horizonte .

En física estelar y subestelar (enanas marrones, exoplanetas masivos), la costumbre es utilizar el logaritmo decimal del valor expresado en el sistema CGS (cm / s²).

Fórmula newtoniana

En el marco de la mecánica clásica , la gravedad superficial viene dada por la fórmula habitual del campo gravitacional de un objeto esférico, a saber:

,

o :

  • es la constante gravitacional  ;
  • es la masa del objeto considerado;
  • es su radio, considerándose el objeto aproximadamente esférico;
  • es el parámetro gravitacional estándar asociado con la masa del artículo .

Cuerpos celestes del sistema solar

Cuerpo celestial Gravedad superficial
sol 273,95  m · s -2
Mercurio 3.701  m · s -2
Venus 8,87  m · s -2
tierra 9,78 (ecuador) a 9,83  m · s -2 (patilla)
Luna 1.622  m · s -2
marzo 3.711  m · s -2
Júpiter 24,796  m · s -2
Saturno 10,44  m · s -2
Titán 1.352  m · s -2
Urano 8,87  m · s -2
Neptuno 11,15  m · s -2

Caso de agujeros negros

En el contexto de la física de los agujeros negros, es posible definir un análogo del concepto de gravedad superficial. Sin embargo, debemos ser conscientes de que un agujero negro puede considerarse casi por definición como un objeto en cuya "superficie" (es decir, a nivel de su horizonte ) el campo gravitacional es infinito. Sin embargo, hay otra cantidad que diverge a medida que uno se acerca al horizonte de un agujero negro: es el corrimiento al rojo gravitacional de las señales emitidas desde esta zona. En este contexto, definimos la gravedad superficial de un agujero negro por el límite de la relación entre la intensidad del campo gravitacional y el corrimiento al rojo causado por el agujero negro. Entonces podemos demostrar que esta cantidad permanece finita cuando nos acercamos al horizonte, y que en el caso más simple de un agujero negro de Schwarzschild , su valor es igual al que ingenuamente deduciríamos en un tratamiento newtoniano, es decir, que nuevamente vale G M / R 2 .

Fórmula y casos especiales

La expresión exacta de la gravedad superficial se escribe, en unidades geométricas ,

,

donde M , Q , a representan respectivamente la masa, la carga eléctrica y el momento angular reducido (es decir, la relación entre el momento angular y la masa) del agujero negro.

Para un agujero negro extremo , para el cual la cantidad desaparece, tenemos

.

En el caso de un agujero negro de Schwarzschild , es decir, que por el contrario no tiene carga eléctrica ni momento angular, obtenemos

,

que da, con las unidades del Sistema Internacional ,

,

con

correspondiente al radio de Schwarzschild . Por lo tanto, al eliminar  :

Reconocemos allí la fuerza que es el valor de la fuerza de Planck . La gravedad de la superficie de un agujero negro de Schwarzschild es, por lo tanto, inversamente proporcional a su masa , siendo su valor el inverso de su masa en unidades de Planck reducidas (donde G se reemplaza por 4G).

Propiedades de la gravedad superficial de un agujero negro

La propiedad principal de la gravedad de la superficie de un agujero negro es que es estrictamente constante en toda la superficie del agujero negro. Este resultado es lógico en el caso de un agujero negro con simetría esférica (agujero negro de Schwarzschild y Reissner-Nordström ), pero es más sorprendente cuando el agujero negro no es esférico debido a su rotación ( agujero negro de Kerr o por Kerr-Newman ).

La gravedad superficial se puede determinar calculando la derivada parcial de la masa de cualquier agujero negro con respecto a su superficie A mientras se mantiene fija su carga eléctrica Q y su momento angular L , de acuerdo con la fórmula

.

Por lo tanto, el diferencial de la masa de un agujero negro se escribe en el sistema de unidades geométricas ,

.

El hecho de que la superficie de un agujero negro necesariamente crece con el tiempo, y que la gravedad de la superficie es constante en el horizonte de un agujero negro, debe compararse con los principios de la termodinámica que dicen que la temperatura de un objeto en equilibrio está en todas partes. lo mismo en el objeto y que su entropía solo puede aumentar con el tiempo. De hecho, este hecho no es trivial y está en el origen del desarrollo de una profunda analogía entre los agujeros negros y la termodinámica: la termodinámica de los agujeros negros . La demostración de este resultado es relativamente compleja y se debe a Brandon Carter , Stephen Hawking y James Bardeen , en 1973 .

Notas

  1. (en) James M. Bardeen , Brandon Carter & Hawking , Las cuatro leyes de la mecánica del agujero negro , Comunicaciones en física matemática , 31 , 161-170 (1973) Ver en línea .

Referencias

Hasta este momento esta es la totalidad de la información que hemos logrado recopilar sobre Gravedad superficial, deseamos que haya satisfecho tus necesidades. En caso de que pienses que te hemos ayudado con Gravedad superficial, por favor, tenlo en cuenta a la hora de recomendarnos entre tus conocidos y personas de la familia, y recuerda que estamos disponibles en el momento que lo consideres necesario. Si pese a poner todo nuestro empeño, te parece que lo que hemos recopilado en relación con Gravedad superficial dispone de alguna incorrección o es necesario incluir información o revisar, nos resultaría una valiosísima aportación que nos hagas llegar tu apreciación. Ofrecer la mejor y más considerable información relativo a Gravedad superficial y relativo a cualquier otra cuestión es donde reside la piedra angular de esta web; nos impulsa el mismo espíritu que eventualmente empujó a la acción a las mentes responsables del proyecto de la Enciclopedia, y por eso deseamos que lo que has descubierto en este sitio web sobre Gravedad superficial haya participado de algún modo para acrecentar tu sabiduría.

Opiniones de nuestros usuarios

Francisco Javier Parra Herrero

La información que se ofrece sobre Gravedad superficial es verídica y muy útil. Bien.

Cristina De La Cruz Bermejo

Es un buen artículo referente a Gravedad superficial. Da la información necesaria, sin excesos.

Angela Dominguez Montoya

Esta entrada acerca de Gravedad superficial era justo lo que quería encontrar.