Защо гравитацията става толкова силна в близост до плътни обекти

В коментари към видеото за черните дупки доста хора зададоха един доста добър въпрос: Ако масата на... да кажем... да кажем, че масата на черната дупка е равна само на масата на 2-3 слънца, защо гравитацията ѝ е толкова силна? Очевидно гравитацията на Слънцето не е толкова силна, за да поглъща светлина. Защо обект (звезда) с 2 пъти масата на Слънцето няма толкова силна гравитация, че да не допуска излъчването на светлината, докато черна дупка със същата маса има потенциал да "яде светлина"? За да си го обясним, нека помислим малко. Ще използвам класическата физика на Нютон, за да си помогна. Няма да те замесвам с теория на относителността и т.н. Това просто ще ни даде представа защо малък и същевременно плътен обект може да има толкова силна гравитация. Нека си представим – ще вземем 2 примера. Да предположим, че имаме звезда с маса да кажем m1 и с радиус – да го наречем r. Да предположим, че имаме друга маса точно на повърхността на звездата и тя някак издържа огромните температури. Тази маса тук е m2. Законът за всеобщото привличане гласи, че силата между тези 2 маси ще е равна на гравитационната константа по произведението на масите. Умножаваме m1 по m2, цялото това делено на квадрата на разстоянието, "r" на квадрат. Нека да уточня. Може да кажеш: масата в пурпурен цвят тук докосва по-голямата маса. Разстоянието не е ли 0? Трябва да внимаваш! Това е разстоянието между центровете на двете маси. Центърът на тежестта на голямата маса е на разстояние "r" от центъра на тежестта на масата на повърхността. След като обяснихме това, нека дадем друг пример. Да предположим, че тази голяма звезда, или каквото и да е, евентуално се свие до нещо хиляди пъти по-малко. Нека го нарисувам. Няма да е в мащаб, разбира се. Нека приемем, че имаме друг случай като този. Този обект, може би е същият, а може би е различен, има същата маса като големия обект, но има много по-малък радиус. Сега радиусът е 1/1000. Значи е r/1000. Ако това има радиус 1 милион километра, то това е грубо казано 2 пъти радиуса на Слънцето. И ако този обект има радиус 1 милион км., този ще има радиус 1000 км. Говорим за нещо с размерите на неутронна звезда. Не е нужно да гадаем какъв точно е обектът, а просто да помислим за идеята на експеримента. Нека кажем, че имам това тук и имам нещо на повърхността на това. Значи имам същата маса, както на това. Това е m2 точно тук. Каква ще е силата между тези 2 маси? Каква е силата, с която се привличат? Това отново е Законът за всеобщото привличане. Силата, нека я наречем F1 (сила 1), и нека наречем това F2 (сила 2). Отново ще е гравитационната константа по произведението на масите. Голямата маса m1, умножена по малката m2, разделено на разстоянието, повдигнато на квадрат. Радиусът на квадрат. Запомни, това е разстоянието между центровете на масите. Този център на маса m2 тук считаме, че е точка, която сме отбелязали точно тук. Колко е радиусът на квадрат ? Това е "r", делено на 1000 на квадрат, ( r/(1000^2)). Или ако го опростим, колко ще е това? Равно е на гравитационната константа по масата m1 и по масата m2, делено на "r" на квадрат; делено на 1000^2 или 1 милион. Това е 1000 на квадрат. Или може да умножим числителя и знаменателя по 1 милион, което ще е еквивалентно на 1 милион по гравитационната константа, по m1, по m2, цялото върху "r" на квадрат. А какво е това ето тук? Това е същото както F1. Значи това ще е 1 милион пъти F1. Дори и да приемем, че масите са еднакви, този жълт обект тук е със същата маса, както този по-голям обект ето тук, но може да упражни 1 милион пъти гравитационната сила върху тази точка от масата. Те взаимно се привличат. Заедно упражняват сила един върху друг, И истината е, че понеже това е по-малко, понеже m1 е по-малко, това, което оцветявам, защото това е по-малко и по-плътно, тази частица е способна да се доближи по-близко до центъра на масата си. Сега може би ще кажеш: Ок, добре... Разбирам. Това следва директно от закона за всеобщото привличане. Но какво ще стане, ако нещо по-близко до центъра на тази маса е подложено на същото нещо? Ако това е звезда, няма ли фотоните, които са тук, няма ли това да им въздейства същата сила? Ако това разстояние тук е "r" делено на хиляда (r/1000), няма ли някой от фотоните тук, атом или молекула или каквото има тук, няма ли да са подложени на същия ефект? Това, умножено по милион пъти силата на това тук, и трябва да запомниш, изведнъж, когато всичко това е вътре в по-голямата маса, какво ще се случи? Цялата маса спира да го притегля в тази посока. Повече не го притегля в тази посока навътре. Сега цялата тази маса го притегля навън. Всъщност самата маса е притеглена навътре. Упражнява натиск върху това. Упражнява натиск върху тази точка. Но същинската гравитационна сила, упражнена върху тази точка, всъщност ще е по-малка, ще е смекчена поради факта, че тук има толкова много маса, която притегля към друга посока. Може да си представиш, че ако си в центъра на голям масивен обект, няма да има никаква гравитационна сила, която да те привлича, защото си в центъра на масата. Останалата част от масата е навън и ще те притегля навън от всяка точка. Затова ако влезеш в ядрото на звезда, ще се доближиш много повече до центъра на масата. Няма да те привлича с тази сила, а единственият начин да бъдеш привлечен/а от други сили е цялата маса да е в много плътна среда, в много малъл слой. Затова черната дупка е способна да упражни толкова силна гравитация, че дори светлината не може да избяга. Надявам се това да е изяснило нещата малко повече.