Войти
A кольцевая сингулярность или кольцевость - это гравитационная сингулярность вращающегося черная дыра, или черная дыра Керра, имеющая форму кольца.
Горизонты событий и эргосферы вращающейся черной дыры; кольцевость расположена на экваториальном изгибе внутренней эргосферы при R = a. Когда сферическое невращающееся тело критического радиуса коллапсирует под действием собственной гравитации согласно общей теории относительности, теория предполагает, что это произойдет. свернуть в одну точку. Это не относится к вращающейся черной дыре (черная дыра Керра ). У текучего вращающегося тела его распределение массы не сферическое (оно показывает экваториальную выпуклость ), и оно имеет угловой момент. Поскольку точка не может поддерживать вращение или угловой момент в классической физике (общая теория относительности является классической теорией), минимальная форма сингулярности, которая может поддерживать эти свойства, вместо этого представляет собой кольцо с нулевой толщиной, но ненулевым радиусом, и это называется кольцевой особенностью или керровской особенностью.
Эффект перетаскивания кадра вращающегося отверстия, описываемый метрикой Керра, вызывает искривление пространства-времени в непосредственной близости от кольца в направлении движения кольца. движение. Фактически это означает, что разные наблюдатели, размещенные вокруг черной дыры Керра, которых просят указать на видимый центр тяжести дыры, могут 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.
Наблюдатель, пересекающий горизонт событий невращающейся и незаряженной (или Шварцшильдовской) черной дыры, не может избежать центральной сингулярности, которая находится в будущее мировая линия всего в пределах горизонта. Таким образом, невозможно избежать спагеттификации приливными силами центральной сингулярности.
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 делает теоретически (но вряд ли практически) возможным, чтобы черная дыра Керра действовала как своего рода червоточина, возможно, даже проходимая червоточина.
Сингулярность Керра может также использоваться как математический инструмент для изучения «проблемы силовых линий» червоточины. Если частица проходит через кротовую нору, уравнения неразрывности электрического поля предполагают, что силовые линии не должны нарушаться. Когда электрический заряд проходит через червоточину, силовые линии поля заряда частицы, кажется, исходят из входного отверстия, а выходное отверстие получает дефицит плотности заряда из-за принципа Бернулли. (Для массы входное отверстие приобретает массовую плотность, а выходное отверстие получает дефицит плотности массы.) Поскольку сингулярность Керра имеет ту же особенность, она также позволяет изучить этот вопрос.
Обычно ожидается, что, поскольку обычный коллапс до a в рамках общей теории относительности включает в себя произвольно плотные условия, квантовые эффекты могут стать значительными и предотвратить сингулярность формирование («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. Это наблюдение было подтверждено исследованием заряженных черных дыр, которые демонстрировали похожее поведение «бесконечного синего смещения». Несмотря на то, что проделана большая работа, реалистичный гравитационный коллапс объектов во вращающиеся черные дыры и полученная в результате геометрия продолжает оставаться активной темой исследований.
