Ring Singularity

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 25. helmikuuta 2021 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Rengassingulariteetti on yleinen  suhteellisuusteorian käsite , joka kuvaa pyörivän mustan aukon tai Kerrin mustan aukon gravitaatiosingulaarisuutta [1] .

Kuvaus renkaan singulaarisuudesta

Yksinkertaisesti sanottuna, kun kriittisen säteen omaava pallomainen ei-pyörivä kappale puristuu omassa gravitaatiokentässään , yleinen suhteellisuusteoria olettaa, että se supistuu yhdessä pisteessä. Pyörivän mustan aukon (Kerr black hole) tapauksessa tilanne näyttää erilaiselta, koska pyörivän kappaleen massajakauma ei ole pallomainen ja sillä on kulmamomentti . Koska pisteellä ei voi olla kiertymis- tai kulmaliikemäärää, romahdus saisi singulaarisuuden näyttämään renkaalta, jonka paksuus on nolla, mutta jonka säde ei ole nolla , ja tätä hypoteettista kohdetta on kutsuttu "rengassingulaariseksi" tai "Kerr-singulaariksi".

Koska lähellä pyöriviin massiivisiin kappaleisiin yleisen suhteellisuusteorian mukaan koekappaleisiin vaikuttaa lisävoimia , singulaarisuusrenkaan välittömässä läheisyydessä oleva aika-avaruus kaareutuu renkaan pyörimissuuntaan. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että Kerrin mustan aukon ympärillä sijaitsevat eri havainnoijat osoittavat singulaarisuusrenkaan eri pisteitä sen massakeskipisteenä . Singulariteettirenkaaseen putoavat esineet alkavat saada kulmaliikettä renkaasta ennen kuin ne todella saavuttavat sen.

Mahdollisuus välttää singulariteetti

Pyörimättömän (Schwarzschild) mustan aukon tapauksessa tapahtumahorisontin ylittävä havainnoitsija ei voi paeta keskeistä singulaarisuutta, jossa kaikki tulevaisuuteen sidotut maailmanviivat tapahtumahorisontin sisällä päättyvät . Siten se ei voi välttyä keskeisen singulariteetin vuorovesivoimien aiheuttamalta spagettisaatiolta .

Kerrin mustan aukon tapauksessa tätä sääntöä ei aina noudateta. Kerrin mustaan ​​aukkoon putoava tarkkailija voi välttää rengassingulaarisuuden käyttämällä oikein tämäntyyppiseen mustaan ​​aukkoon liittyvää sisäistä tapahtumahorisonttia. Tämä luo mahdollisuuden käyttää Kerrin mustaa aukkoa eräänlaisena madonreikänä , ehkä jopa läpikäytävänä madonreikään [2] .

Kerr-singulariteetti "leluna" madonreikä

Kerr-singulaarisuutta voidaan käyttää myös matemaattisena työkaluna "madonreiän ongelman" tutkimiseen. Jos hiukkanen kulkee "madonreiän" läpi, niin sähkökentän jatkuvuusyhtälöiden mukaan voimakenttälinjojen on oltava jatkuvia. Kun sähkövaraus kulkee "madonreiän" läpi, varautuneiden hiukkasten voimalinjat, jotka tulevat ulos tuloaukosta ulostuloaukkoon, muodostavat Bernoullin lain mukaan varaustiheysvajeen . Koska Kerr-renkaan singulariteetti on samat ominaisuudet, on mahdollista tutkia tätä ongelmaa.

Rengassingulaariteettien olemassaolo

Uskotaan, että kun puristetaan singulaarisuuspisteeseen, voi syntyä merkittäviä kvanttimekaanisia vaikutuksia , jotka muuttavat "mustan aukon" muodostumisen tavanomaista tapaa ja mahdollisesti johtavat ns. " kvanttiflunson " muodostumiseen.

On hyviä syitä uskoa, että edes ilman kvanttipainovoiman vaikutuksia pyörivän mustan aukon sisäinen geometria ei vastaa Kerr-metriikkaa . Kerr-metriikan sisäinen tapahtumahorisontti ei todennäköisesti ole vakaa [3] . Tämän havainnon vahvistaa samalla tavalla käyttäytyvien varautuneiden "mustien aukkojen" tutkimus [4] . Tämä ongelma vaatii lisätutkimusta [5] [6] [7] [8] [9] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Sukys, Paul. Tieteellisen verhon nostaminen . - Rowman & Littlefield , 1999. - s  . 533 . - ISBN 978-0-8476-9600-0 .
  2. ↑ Kafmann, William J. III. Yleisen  suhteellisuusteorian kosmiset rajat . - Boston, Toronto: Little, Brown and Company (Inc.), 1977. - S. 178.9.
  3. ↑ Penrose, R. Battelle Rencontres / de Witt, C.; Wheeler, J. - New York: W. A. ​​​​Benjamin, 1968. - S. 222.
  4. ↑ Poisson, E.; Israel, W. Mustien aukkojen sisäinen rakenne   // Phys . Rev. D  : päiväkirja. - 1990. - Voi. 41 , no. 6 . - s. 1796 . - doi : 10.1103/PhysRevD.41.1796 . - .
  5. ↑ Hod, Shahar; Tsvi Piran.  Mustien reikien sisäinen rakenne  // Gen. Suh. Grav.  : päiväkirja. - 1998. - doi : 10.1023/A:1026654519980 . — . - arXiv : gr-qc/9902008 .
  6. ↑ Ori, Amos. Oscillatory Null Singularity inside Realistic Spinning Black Holes  (englanniksi)  // Physical Review Letters  : Journal. - 1999. - Voi. 83 , no. 26 . - P. 5423-5426 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.83.5423 . - . - arXiv : gr-qc/0103012 .
  7. ↑ Brady, Patrick R; Serge Droz; Sharon M Morsink. Myöhäisen ajan singulariteetti ei-pallomaisten mustien aukkojen sisällä  (englanniksi)  // Physical Review D : Journal. - 1998. - Voi. 58 . - doi : 10.1103/PhysRevD.58.084034 . - . - arXiv : gr-qc/9805008 .
  8. ↑ Novikov, Igor D. (2003), Yleisen suhteellisuusteorian kehitys: Black Hole Singularity and Beyond, arΧiv : gr-qc/0304052 [gr-qc]. 
  9. ↑ Burko, Lior M.; Amos Ori. Ovatko fyysiset esineet välttämättä palaneet mustan aukon sisällä olevasta sinisestä levystä? (englanniksi)  // Physical Review Letters  : Journal. - 1995. - 13. helmikuuta ( nide 74 , nro 7 ). - s. 1064-1066 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.1064 . - . - arXiv : gr-qc/9501003 . — PMID 10058925 .