Ваня Челясов
март 2018.
495

Является ли идеальной сферой горизонт событий вращающейся чёрной дыры, или же он на полюсах он приплюснут и почему?

Ответить
Ответить
Комментировать
4
Подписаться
3
1 ответ
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Геометрия пространства-времени вокруг вращающейся незаряженной осесимметричной чёрной дыры со сферическим горизонтом событий описывается метрикой Керра, являющейся обобщением метрики Шварцшильда. Метрика Керра имеет две поверхности, на которых она оказывается сингулярной. Внутренняя сферическая поверхность соответствует горизонту событий, подобно наблюдаемому в метрике Шварцшильда. Это происходит там, где чисто радиальная компонента метрики переходит в бесконечность (см. рис.)

Другая особенность возникает там, где чисто временная компонента метрики меняет знак с положительного на отрицательный. Внешняя поверхность области особенности напоминает сплюснутую сферу, которая касается поверхности горизонта событий на полюсах оси вращения. Пространство между этими двумя поверхностями называется эргосферой

Внутри эргосферы, согласно метрике Керра, вращающиеся черные дыры должны демонстрировать гравитомагнитный (frame dragging) эффект — необычное предсказание общей теории относительности. Этот эффект предсказывает, что объекты вблизи вращающейся массы, вовлекаются в его вращение, из-за кривизны пространства-времени, связанной с вращающейся массой (чёрной дырой). Все объекты внутри эргосферы — даже сам свет — должны вращаться с чёрной дырой. Frame dragging эффект, вызванный вращением чёрной дыры (токами массы-энергии), известен как гравитомагнетизм по аналогии с классическим электромагнетизмом. Он и определяет форму эргосферы.

Подтверждение гравитомагнитного (frame dragging) эффекта в эргосфере, предсказываемого общей теорией относительности для чёрных дыр, было получено в удивительном спутниковом эксперименте Gravity Probe B в 2004-5 г. "Искажения" пространства и времени присутствием Земли (геодезический эффект), и тем, насколько вращение Земли "затягивает" пространство-время вокруг него (frame dragging эффект) были измерены с точностью ~1%, путем прецизионной регистрации микро изменений в направлении вращения четырех гироскопов, установленных на спутнике с высотой орбиты 650 км. 

Приведенная картина горизонта событий и эргосферы вращающейся чёрной дыры упрощена. Подробности о всех поверхностях горизонта событий и эргосферы метрики Керра можно прочитать здесь и в ссылках там же.

4
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью