人間がブラックホールに吸い込まれたら

質問

人間がブラックホールに吸い込まれたら
潮汐力により身体が千切れるそうですが
下に引っ張られるのはブラックホールの重力によるものだと思いますが
反対側に引っ張られるのは何故ですか？

また、質量の大きいブラックホールに入ると
外からは止まっているように見えるそうですが
何故時間の流れが遅くなるのですか？
重量が大きいなら急速に落下していくのだと思うのですが

回答No.8

雪中庵（@psytex）

固体を成す物体の落下速度は、その質量の重心における
ものであり、引力源に近い方は、より早く落ちるべきであり、
遠い方はゆっくり落ちるべきなのです。
それは、「固体を成す」と考えず、粒子の集まりだと考えれば
分かりやすいでしょう‥‥引力源に近いものが早く落ちる、
ていうだけの話で。

時間の流れが遅くなるのは、そのブラックホールの外にいる
観察者にとって、です。
自由落下している観察者にとっては、いつも通りです。
重力場（一般相対性理論）だと考えると難しく感じますが、
「重力場において止まる事は、運動している事」だと考え
れば、「相対的に運動している物体の時間は遅れる」という
特殊相対性理論の延長で考える事ができます（ちなみに
重力落下速度は質量や密度によらず一定です）。

回答No.7

植松 一三（@jf2kgu）

反対に引っ張られる力は、
慣性の法則の科の性ア有りますね
物体は一定のスピードを維持しようとしますが、
引っ張られればひっぱられた方は、加速するが、引っ張られていない方は慣性の法則で
スピードを維持しようとして、結果的に、引き伸ばされることに成るのではないでしょうか

回答No.6

Hayashi_Trek

エクセルで計算してみました。
身長２ｍの人が足からブラックホールに落ちていく場合を考えます。
太陽質量の５倍のブラックホール。
そのシュヴァルツシルト半径は、約15km。

ブラックホール中心からの距離と、頭にかかる引力と足にかかる引力の差を計算して、ｇ（地球の重力）の何倍かを示すと
100000kmのとき、0.0003倍。
50000kmのとき、0.002倍。
20000kmのとき、0.03倍。
10000kmのとき、0.3倍。
5000kmのとき、2倍。
4000kmのとき、4倍。
3000kmのとき、10倍。
2000kmのとき、34倍。
1000kmのとき、270倍。
500kmのとき、2200倍。
200kmのとき、34000倍。
100kmのとき、270000倍。

つまり、10000kmのときは体重の0.3倍の重りを足に付けてぶら下がっているような状態なのに
5000kmで2倍、3000kmで10倍、1000kmでは体重の270倍の重りが足にぶらさがっているような感じになります。

回答No.5

E-1077

そもそもブラックホールの定義と機能がわからない限り明快な解答は出ないでしょうね。

　本当に「吸い込み」なのか
　「掃出し」なのか
　それとも単に「通り道」に過ぎないのか

　出口がビックバンだから、終点もあるだろうというのが天文学者のいうことで、確かにブラックホールだと思われる物質の存在も確認されていますが・・・・。

　宇宙が本当の意味で無重力じゃないし、無空間でもないのだから、質量と落下の法則は地球上の「重力」がある上での話で合って、時間軸が果たして何次元に相当するのかを考えないと・・・・・。

　下に？ってところが怪しいですよ。上も下もないでしょう？吸い込まれる本人にはあるかもしれないけれど。

　ジェットコースターでＧがかかっても反対方向へのＧも同時に存在するから落ちない。

　のと同じじゃないかな。これも地球上の「Ｇ」があるとしての仮定にすぎないけれど・・・・。

回答No.4

multi-otaku

『人間がブラックホールに吸い込まれたら潮汐力により身体が千切れる』

例としてはおもしろいですが、現実的に無理な仮定すぎて、そういう仮定をとる本や人は？？？だと思います。

ブラックホールの大きさや重力の大きさを無視しています。ブラックホールは結構大きく直径6kmくらいだと言われています。
近づくと重力の大きさから考えて、千切れる暇もなく一瞬（量子力学上ゼロ。量子力学を考えなければ無限小）にしてばらばら（素粒子より小さく）になるでしょう。

回答No.3

noname#175206

ブラックホールのように大きな重力だけではなく、地球を含めた球対称の質量が重力源の場合、近いほど重力は強く、離れるほど重力は弱くなります。地球でも地表面と上空4万kmでは重力の強さは段違いです。

　それが非常に高密度で小さく固まった物質による重力ですと、それに近づくほどに一定の距離差でも、重力の差は大きくなります。

　ブラックホールの中心では、大きさ0で密度無限大の特異点が重力源になっています。自由落下で落ちて行くと、身長ほどの差でも大きくなります。もちろん、近い位置で大きく、離れた位置で弱いです。

　足元から落ちて行くとして、足元に掛かる重力は大きく、したがって速く落ちようとし。頭は足元より重力が弱いため、ゆっくりと落ちます。すると身体は引き延ばされてしまいます。

　時間の流れは重力が強いほど、遅くなります。これは遠方からブラックホールを眺めた場合に言えることです。

　もちろん、重力が強いほど、速く落ちようとします。しかし、速度とは「移動距離÷時間」です。

　ブラックホールに対して静止した遠方から見ていて、ブラックホールの表面とされる「事象の地平面」に近いほど、時間の流れが遅くなり、事象の地平面では時間が停止してしまいます。

　この時間の流れの遅くなり方が、半端ではありません。ブラックホールに落ちて行く物体に正確な時計が取り付けてあるとして、その時計の進み方はどんどん遅くなって行きます。

　ものすごく事象の地平面に近づくと、遠方静止から見て、1ミリ落ちるごとに、遠方で見た時間では1年、100年、1000年、1万年とになっていき、時間が事象の地平面にたどり着くには無限大の時間がかかります。

　しかし、落ちて行く物体からしたら、有限の時間で事象の地平面と通り過ぎます。ただし、外界を観測すると、外界では無限大の時間が経過してしまうことも分かります。

　さらに、自由落下で事象の地平面を通り抜けた後、中心部まで自由落下するときも、落ちて行く物体にとっては有限の時間ですが、外界ではもう一度無限大の時間が経過します。

　外界の立場に戻って言えば、ブラックホールに落ちて行く物体が事象の地平面にたどり着くのは無限大の時間の後で、さらに中心に到達するのはもう一度無限大の時間がかかります。

回答No.2

skip-man

素人で知識は古い物です。後で詳しい説明が有ると思います。
素人の回答のほうが分りやすいかもしれないとおもい、書き込んでます。
>>反対側に引っ張られるのは何故ですか？<<
・身体の位置に対しての重力の影響に，ものすごい時間差が生じるので，
頭から背筋を伸ばして落ちるとすると，頭には凄い重力がかかっているが，足にはそれほどかかっていない。
それで，頭側は凄い力で引っ張られるが，足の方は，その場に留まろうとする力が働いているので，身体が両側から引っ張られるようになってしまう。

>>外からは止まっているように見えるそうですが何故時間の流れが遅くなるのですか？
重量が大きいなら急速に落下していくのだと思うのですが<<
・外から見るので，光も脱出出来ないほどの重力なら、動いている状態を観測出来ない。
観測出来ても，時間がかかり，一回の瞬きが数十分とかの時間に間延びしてしまう。
そのことを止まって見える。と呼んでいるのだと思います。

回答No.1

sailor

反対側に引っ張られるのではないんですよ。ブラックホールのような強烈な重力になると人間の身長程度でも近い側と遠い側で働く重力が大きく変わってしまうんです。頭と足にかかる重力が大きく違うと、それぞれに働く加速度も大きく違ってくることになりますよね。したがって頭から落ちたとすると、頭に働く加速度と足に働く加速度では頭に働く加速度のほうが大きくなるため、結果として頭を強く引っ張られたときのような力が働くのです。逆方向の力が働いているのではなくて、どちらもブラックホールに引き込む方向の力がかかっているんですけど、その強さに大きな差があるということです。

とまって見えるほうの理由はわかりませんのでほかの方の回答をお待ちください。