Paokiiruse võrdleja
v = √(2GM/R) — minimaalne kiirus, et põgeneda keha gravitatsiooniväljast lõplikult
Schwarzschildi raadius ja mustad augud 🖖
Iga keha jaoks on olemas raadius, mille juures paokiirus võrdub valguse kiirusega: rs = 2GM/c². Päikese puhul on see vaid 3 km. Must auk ei ole müstiline objekt — see on lihtsalt keha, mille füüsikaline raadius on väiksem kui Schwarzschildi raadius.
Miks raketi enda mass ei loe 🖖
Paokiirus on stardikiirus, mille juures keha lendab igaveseks minema, selle asemel et tagasi kukkuda. Üllatus: see sõltub ainult taevakehast, mille juurest lahkud — selle massist M ja raadiusest R valemi v = √(2GM/R) kaudu — mitte kunagi sellest, mida sa viskad. Kuulike ja lahingulaev vajavad mõlemad Maalt lahkumiseks 11.2 km/s. Just seetõttu kirjeldab iga keha üksainus arv.
Pääsemine on vaid √2 korda kiirem kui tiirlemine 🖖
Kiirus, millega tiirelda keha ümber otse selle pinna kohal, on v = √(GM/R), ja paokiirus on täpselt √2 korda suurem. Nii et stabiililt orbiidilt pääsemine ei nõua kunagi kahekordset kiirust — vaid umbes 41% lisa. See ongi kollane rada selle tööriista simulatsioonis, mis lastakse välja 0.71× (1/√2) paokiirusega: see jääb ringile, samal ajal kui roheline paolask lendab lõplikult minema.
Näiteülesanded
- Kuu - Kuu — 2.38 km/s; nii madal, et meteoriidilöögi purustused paiskuvad otse kosmosesse
- Marss - Marss — 5.03 km/s; liiga madal, et hoida kergemaid atmosfäärigaase geoloogilise aja jooksul
- Veenus - Veenus — 10.36 km/s; parasjagu piisav, et aeglustada atmosfääri kadu märkimisväärselt
- Maa - Maa — 11.2 km/s; toatemperatuuril liiguvad gaasimolekulid palju aeglasemalt, mistõttu atmosfäär püsib seotuna
- Saturn - Saturn — 35.5 km/s; rõngaosakesed tiirlevad liiga aeglaselt, et pageda, kuid liiga kiiresti, et sisse kukkuda
- Jupiter - Jupiter — 59.5 km/s; piisavalt tugev, et hoida vesinikku ja heeliumi, erinevalt Maast
- Päike - Päike — 617.5 km/s (0.2% valguse kiirusest c); kokkusurutuna 3 km raadiuseni ei pääseks valgus enam välja
- Näide 8 - valge kääbuse näidisjuhtum
- Näide 9 - neutrontähe näidisjuhtum