WikiDer > Кольцевая особенность

Ring singularity

А кольцевая особенность или же кольцевидность это гравитационная сингулярность вращающегося черная дыра, или Черная дыра Керра, который имеет форму кольца. [1]

Описание кольцевой особенности

Горизонты событий и эргосферы вращающейся черной дыры; кольцевость расположена на экваториальном перегибе внутренней эргосферы при R = a.

Когда сферическое невращающееся тело критического радиуса схлопывается под собственным гравитация согласно общей теории относительности, теория предполагает, что он схлопнется в одну точку. Это не относится к вращающейся черной дыре (a Черная дыра Керра). В жидком вращающемся теле распределение массы не является сферический (это показывает экваториальная выпуклость), и у него угловой момент. Поскольку точка не может поддерживать вращение или угловой момент в классической физике (общая теория относительности является классической теорией), минимальная форма особенности, которая может поддерживать эти свойства, вместо этого представляет собой кольцо с нулевой толщиной, но ненулевым радиусом, и это называется кольцевостью или сингулярностью Керра. .

Вращающееся отверстие вращается перетаскивание кадра эффекты, описываемые Метрика Керра, вызывает искривление пространства-времени в окрестности кольца в направлении движения кольца. Фактически это означает, что вокруг черной дыры Керра размещаются различные наблюдатели, которых просят указать на видимую дыру. центр гравитации может указывать на разные точки кольца. Падающие объекты начнут приобретать угловой момент от кольца до того, как они фактически столкнутся с ним, и путь, пройденный перпендикулярным световым лучом (первоначально идущим к центру кольца), будет изгибаться в направлении движения кольца, прежде чем пересекаться с кольцом.

Проходимость и нагота

Наблюдатель, пересекающий горизонт событий невращающейся и незаряженной (или Шварцшильдовской) черной дыры не может избежать центральной сингулярности, которая находится в будущем мировая линия всего в пределах горизонта. Таким образом, нельзя избежать спагеттификация приливными силами центральной особенности.

Это не обязательно верно для черной дыры Керра. Наблюдатель, падающий в черную дыру Керра, может избежать центральной сингулярности, разумно используя внутренний горизонт событий, связанный с этим классом черных дыр. Это теоретически (но вряд ли практически)[2] возможно, чтобы черная дыра Керра действовала как своего рода червоточина, возможно, даже проходимую червоточину.[3]

Сингулярность Керра как «игрушечная» червоточина

Сингулярность Керра также может использоваться в качестве математического инструмента для изучения "проблемы силовых линий" кротовой норы. Если частица проходит через кротовую нору, уравнения неразрывности электрического поля предполагают, что силовые линии не должны нарушаться. Когда электрический заряд проходит через кротовую нору, силовые линии поля заряда частицы, кажется, исходят из входного отверстия, а выходное отверстие получает дефицит плотности заряда из-за Принцип Бернулли. (Для массы входное отверстие приобретает массовую плотность, а выходное отверстие получает дефицит плотности.) Поскольку сингулярность Керра имеет ту же особенность, она также позволяет изучить этот вопрос.

Существование кольцевых особенностей

Обычно ожидается, что, поскольку обычный коллапс до точечная особенность в общей теории относительности используются произвольно плотные условия, квантовые эффекты может стать значимым и предотвратить образование сингулярности («квантовый пух»). Без квантовых гравитационных эффектов есть веские основания подозревать, что внутренняя геометрия вращающейся черной дыры не является геометрией Керра. Внутренний горизонт событий геометрии Керра, вероятно, нестабилен из-за бесконечного синего смещения падающего излучения.[4] Это наблюдение было подтверждено исследованием заряженных черных дыр, которые демонстрировали похожее поведение «бесконечного синего смещения».[5] Несмотря на то, что было проделано много работы, реалистичный гравитационный коллапс объектов во вращающиеся черные дыры и полученная в результате геометрия продолжают оставаться активной темой исследований.[6][7][8][9][10]

Смотрите также

дальнейшее чтение

  • Торн, Кип, Черные дыры и искажения времени: возмутительное наследие Эйнштейна, W. W. Norton & Company; Репринтное издание, 1 января 1995 г., ISBN 0-393-31276-3.
  • Мэтт Виссер, Лоренцианские червоточины: от Эйнштейна до Хокинга (Пресса АИП, 1995 г.)

Рекомендации

  1. ^ Сукис, Пол (1999). Поднимая научную завесу. Роуман и Литтлфилд. п.533. ISBN 978-0-8476-9600-0.
  2. ^ Рой Керр: Вращение черных дыр (Лекция в Кентерберийском университете, тайм-код 49 мин. 8 сек.
  3. ^ Кауфманн, Уильям Дж. III (1977). Космические рубежи общей теории относительности. Бостон, Торонто: Little, Brown and Company (Inc.). п. 178,9.
  4. ^ Пенроуз, Р. (1968). de Witt, C .; Уиллер, Дж. (Ред.). Battelle Rencontres. Нью-Йорк: В. А. Бенджамин. п. 222.
  5. ^ Пуассон, Э .; Израиль, W. (1990). «Внутреннее строение черных дыр». Phys. Ред. D. 41 (6): 1796–1809. Bibcode:1990ПхРвД..41.1796П. Дои:10.1103 / PhysRevD.41.1796. PMID 10012548.
  6. ^ Ход, Шахар; Цви Пиран (1998). «Внутренняя структура черных дыр». Gen. Rel. Грав. 30 (11): 1555. arXiv:gr-qc / 9902008. Bibcode:1998GReGr..30.1555H. Дои:10.1023 / А: 1026654519980. S2CID 7001639.
  7. ^ Ори, Амос (1999). «Колебательная нулевая сингулярность внутри реалистичных вращающихся черных дыр». Письма с физическими проверками. 83 (26): 5423–5426. arXiv:gr-qc / 0103012. Bibcode:1999ПхРвЛ..83.5423О. Дои:10.1103 / PhysRevLett.83.5423. S2CID 15112314.
  8. ^ Брейди, Патрик Р.; Серж Дроз; Шэрон М. Морсинк (1998). «Сингулярность позднего времени внутри несферических черных дыр». Физический обзор D. 58 (8): 084034. arXiv:gr-qc / 9805008. Bibcode:1998ПхРвД..58х4034Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.58.084034. S2CID 118307468.
  9. ^ Новиков, Игорь Д. (2003). "Развитие общей теории относительности: сингулярность черной дыры и за ее пределами". Техас в Тоскане: 77–90. arXiv:gr-qc / 0304052. Bibcode:2003цра.симп ... 77N. Дои:10.1142/9789812704009_0008. ISBN 978-981-238-580-2. S2CID 17200476.
  10. ^ Бурко, Лиор М .; Амос Ори (1995-02-13). «Обязательно ли сгорают физические объекты синим листом внутри черной дыры?». Письма с физическими проверками. 74 (7): 1064–1066. arXiv:gr-qc / 9501003. Bibcode:1995ПхРвЛ..74.1064Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.74.1064. PMID 10058925. S2CID 13887924.