Alaston singulaarisuus

Paljas singulaarisuus on yleisen suhteellisuusteorian (GR ) hypoteettinen  käsite , joka tarkoittaa gravitaatiosingulaarisuutta ilman tapahtumahorisonttia . Klassisessa mustassa aukossa singulaarisuuden kohdalla gravitaatiovoima on niin voimakas, että valo ei pääse pakoon tapahtumahorisontista, joten tapahtumahorisontin sisällä olevia esineitä, mukaan lukien itse musta aukko, ei voida suoraan havaita. Paljas singulaarisuus, jos se on olemassa, päinvastoin, voidaan havaita ulkopuolelta.

Teoreettinen todiste paljaiden singulariteettien olemassaolosta on erittäin tärkeä, koska se tarkoittaa, että periaatteessa on mahdollista havaita kohteen puristuminen äärettömään tiheyteen . Tämä auttaisi myös ratkaisemaan yleisen suhteellisuusteorian perusongelmia, koska yleinen suhteellisuusteoria ei pysty ennustamaan aika-avaruuden tulevaa kehitystä lähellä singulaarisuutta. "Tavallisten" mustien aukkojen tapauksessa tämä ei ole ongelma, koska ulkopuolinen tarkkailija ei voi tarkkailla aika-avaruutta tapahtumahorisontin sisällä .

Jotkut tutkimukset (2005) osoittavat, että jos silmukan kvanttigravitaation teoria on oikea , niin luonnossa voi esiintyä paljaita singulaarisuuksia [1] [2] [3] olettaen, että kosmisen sensuurin periaate ei täyty. Numeeriset laskelmat [4] ja jotkut muut argumentit [5] viittaavat myös tällaiseen mahdollisuuteen.

Toistaiseksi paljaita singulariteetteja ei ole löydetty.

Alkuperähypoteesi

Pyörivien mustien aukkojen käsitteessä on osoitettu, että nopeasti pyörivästä singulaarisuudesta voi tulla renkaan muotoinen esine . Tämä johtaa kahteen tapahtumahorisonttiin sekä ergosfääriin , jotka lähentyvät singulaarisuuden spinin kasvaessa. Kun ulompi ja sisäinen tapahtumahorisontti sulautuvat yhteen, ne kutistuvat pyöriväksi singulaariseksi ja lopulta sinetöivät muun maailmankaikkeuden.

Riittävän nopeasti pyörivä singulariteetti voi johtua pölyn romahtamisesta tai supernovasta .

Paljas singulaarisuus on esimerkki matemaattisesta monimutkaisuudesta (kutistuu äärettömään tiheyteen), joka osoittaa syvemmän ongelman tämän fyysisen prosessin ymmärtämisessä. Hyväksyttävä ratkaisu tähän ongelmaan auttaa löytämään kvanttigravitaation toistaiseksi kehittymättömän funktionaalisen teorian .

Mittarit

Tapahtumahorisontin katoaminen on olemassa Kerr-metriikassa , joka kuvaa pyörivää mustaa aukkoa tyhjiössä. Erityisesti, jos sen kulmaliikemäärä on tarpeeksi suuri, tapahtumahorisontti katoaa. Muuttamalla Kerr-metriikka Boyer-Lindqvist-koordinaateiksi , voidaan osoittaa [6] , että tapahtumahorisontin koordinaatti (joka ei ole säde)

,

missä ja . Tässä tapauksessa "kadonnut tapahtumahorisontti" tarkoittaa, että ratkaisut ovat monimutkaisia ​​, tai .

Tapahtumahorisontin katoaminen näkyy myös varautuneen mustan aukon Reissner-Nordströmin metriikassa Tässä metriikassa voidaan osoittaa [7] , että singulaarisuus tapahtuu, kun

,

missä ja . Kolmesta mahdollisesta tapauksesta suhteellisille arvoille ja tapauksessa, jossa , molemmat arvot ovat monimutkaisia. Tämä tarkoittaa, että metriikka on säännöllinen kaikille positiivisille arvoille , eli toisin sanoen singulaaruudella ei ole tapahtumahorisonttia.

Tehosteet

Paljaan singulaarisuuden läsnäolo antaisi tutkijoille mahdollisuuden tarkkailla objektia, joka kutistuu äärettömään tiheyteen, mikä on mahdotonta normaaleissa olosuhteissa. Useiden arvioiden mukaan tapahtumahorisontin puuttuminen sallii paljaiden singulariteettien säteilevän valoa [8] . Samaan aikaan kosmisen sensuurin periaate, jonka Roger Penrose muotoili vuonna 1970 , sanoo, ettei universumissamme voi syntyä paljaat singulaarisuutta todellisissa alkuolosuhteissa.

Tieteiskirjallisuudessa

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ M. Bojowald, Living Rev. Suh. 8, (2005), 11 Arkistoitu 21. joulukuuta 2015.
  2. ↑ R. Goswami & P. ​​joshi, Phys. Rev. D , (2008) Arkistoitu 1. elokuuta 2020 Wayback Machinessa
  3. ↑ R. Goswami, P. Joshi ja P. Singh, Phys. Rev. Letters , (2006), 96 Arkistoitu 1. elokuuta 2020 Wayback Machinessa
  4. ↑ D. Eardley & L. Smarr, Phys. Rev. D. , (1979), 19. Arkistoitu 7. kesäkuuta 2020 Wayback Machinessa
  5. ↑ A. Krolak, Prog. Theor. Phys. Supp. , (1999) 136, 45 Arkistoitu 2. lokakuuta 2011 Wayback Machinessa
  6. ↑ Hobson, et. al, General Relativity an Introduction for Physicists , Cambridge University Press 2007, s. 300-305
  7. ↑ Hobson, et. al, General Relativity an Introduction for Physicists , Cambridge University Press 2007, s. 320-325
  8. ↑ Stephen Battersby . Löytyykö galaksissamme "alaston singulariteetti"? , New Scientist  (1. lokakuuta 2007). Arkistoitu alkuperäisestä 30. elokuuta 2008. Haettu 6. maaliskuuta 2008.

Kirjallisuus

Linkit