シュワルツシルト半径計算機

シュワルツシルト半径は、一般相対性理論の最も単純なブラックホール解において、ある質量に対応する特徴的な事象の地平面の半径です。球対称で回転せず、電気的に中性な質量をこの半径内に圧縮すると、その時空にはブラックホールが存在することになります。この半径は通常の物体の現在の実際の大きさではありません。例えば地球と太陽は、それぞれのシュワルツシルト半径よりはるかに大きいため、ブラックホールではありません。 この計算機は Rs = 2GM/c² を使用します。G はニュートンの万有引力定数で、6.67430 × 10⁻¹¹ 立方メートル毎キログラム毎秒毎秒です。M はキログラム単位の質量、c は正確な光速である毎秒 299,792,458 メートルです。結果はメートルとキロメートルで表示します。換算には、太陽質量として 1.98847 × 10³⁰ キログラム、地球質量として 5.9722 × 10²⁴ キログラムを使用します。 半径は質量に比例します。太陽質量に対応する半径は約 2.953 キロメートルですが、地球質量ではわずか約 8.87 ミリメートルです。太陽の十倍の質量を持つ理想的なシュワルツシルト・ブラックホールの半径は約 29.5 キロメートルです。この線形関係により、質量が倍なら地平面の半径も倍になると簡単に見積もれます。ただし、その半径内に収めるために必要な密度は同じようには変化しません。体積は半径の三乗に比例するためです。 シュワルツシルト解には重要な仮定があります。実際の天体ブラックホールは通常回転しており、回転する天体はカー時空でより正確に記述されます。多くの天体ブラックホールでは電荷は無視できると考えられていますが、電荷を持つ理論解では地平面が異なります。また、この計算では指定質量を孤立した時空の全質量とみなし、降着円盤、伴星、宇宙論的効果、潮汐力はモデル化しません。 事象の地平面は物質の表面ではありません。そこを越えると、外向きに進む光も遠方の観測者に到達できないという因果的な境界です。シュワルツシルト半径で脱出速度が光速に達するというよく知られた説明からも同じ式が得られますが、完全な解釈にはニュートン力学ではなく一般相対性理論が必要です。この計算機は、正確な尺度の見積もり、学習用の比較、質量と半径の関係の確認に利用できます。回転する地平面、観測、合体、強重力場での軌道を詳しくモデル化するには、対象の物理系に適した相対論的手法が必要です。