Meztelen szingularitás

A meztelen szingularitás az általános relativitáselmélet (GR ) hipotetikus  fogalma , amely eseményhorizont nélküli gravitációs szingularitást jelöl . Egy szingularitású klasszikus fekete lyukban a gravitációs erő olyan erős, hogy a fény nem tud kiszabadulni az eseményhorizontból, és így az eseményhorizonton belüli objektumok, beleértve magát a fekete lyukat, nem figyelhetők meg közvetlenül. A meztelen szingularitás, ha létezik, éppen ellenkezőleg, kívülről is megfigyelhető.

A csupasz szingularitások létezésének elméleti bizonyítása nagy jelentőséggel bír, mivel ez azt jelenti, hogy elvileg megfigyelhető egy objektum végtelen sűrűségűre való összehúzódása . Ez is hozzájárulna az általános relativitáselmélet alapvető problémáinak megoldásához, mivel az általános relativitáselmélet nem tud előrejelzéseket adni a téridő jövőbeni alakulására vonatkozóan szingularitás közelében. A "hétköznapi" fekete lyukak esetében ez nem probléma, hiszen külső szemlélő nem tudja megfigyelni a téridőt az eseményhorizonton belül .

Egyes tanulmányok (2005) azt mutatják, hogy ha a hurokkvantumgravitáció elmélete helyes , akkor a természetben létezhetnek csupasz szingularitások [1] [2] [3] , feltételezve, hogy a kozmikus cenzúra elve nem teljesül. A numerikus számítások [4] és néhány más érv [5] is erre a lehetőségre mutat rá.

A mai napig nem fedeztek fel csupasz szingularitásokat.

Eredeti hipotézis

A forgó fekete lyukak koncepciója megmutatja, hogy a gyorsan forgó szingularitás gyűrű alakú objektummá válhat . Ez két eseményhorizontot, valamint egy ergoszférát eredményez , amelyek a szingularitás spinjének növekedésével konvergálnak. Amikor a külső és a belső eseményhorizont egyesül, forgó szingularitássá zsugorodik, és végül lezárja az univerzum többi részét.

Egy elég gyorsan forgó szingularitás a por vagy egy szupernóva összeomlása eredménye lehet .

A csupasz szingularitás a matematikai bonyolultság példája ( végtelen sűrűségre zsugorodik), amely egy mélyebb problémát bizonyít e fizikai folyamat megértésében. A probléma elfogadható megoldása segíthet megtalálni a kvantumgravitáció még kidolgozatlan funkcionális elméletét .

Metrikák

Az eseményhorizont eltűnése a Kerr-metrikában létezik , amely egy vákuumban forgó fekete lyukat ír le. Különösen, ha a szögimpulzusa elég nagy, az eseményhorizont eltűnik. A Kerr metrikát Boyer-Lindqvist koordinátákra konvertálva kimutatható [6] , hogy az eseményhorizont koordinátája (ami nem sugár)

,

hol és . Ebben az esetben az „eltűnő eseményhorizont” azt jelenti, hogy a megoldások összetettek a , vagy .

Az eseményhorizont eltűnése egy töltött fekete lyuk Reissner-Nordström metrikájában Ebben a mérőszámban kimutatható [7] , hogy szingularitás akkor lép fel, amikor

,

hol és . A relatív értékek három lehetséges esete közül, és abban az esetben , ha mindkét érték összetett. Ez azt jelenti, hogy a metrika reguláris minden pozitív értékre , vagy más szóval, a szingularitásnak nincs eseményhorizontja.

Hatások

A csupasz szingularitás jelenléte lehetővé tenné a tudósok számára, hogy megfigyeljenek egy végtelen sűrűségűre zsugorodó objektumot, ami normál körülmények között lehetetlen. Számos becslés szerint az eseményhorizont hiánya lehetővé teszi a csupasz szingularitások fénykibocsátását [8] . Ugyanakkor a kozmikus cenzúra elve, amelyet Roger Penrose fogalmazott meg 1970-ben , kimondja, hogy valós kezdeti feltételek mellett nem keletkezhet csupasz szingularitás Univerzumunkban .

A sci-fiben

• Michael Harrison sci-fi trilógiája ( , Swing és Empty Space ) puszta szingularitást kutatja.
• James Glass "Dark Peril" című műve (megjelent az Astounding Science Fiction -ben, 2005. március) azt a helyzetet írja le, amikor egy űrszonda legénysége belép egy fekete lyuk vagy szingularitás ergoszférájába , és hogyan kerül ki ebből a kilátástalannak tűnő helyzetből.
• Stephen Baxter "Xeelee Sequence" című űropera - sorozatában egy hatalmas gyűrűt írnak le, amely csupasz szingularitást hoz létre. Az operák hősei arra használják, hogy egy másik univerzumba költözzenek.
• A Battlestar Galactica című amerikai sci-fi televíziós sorozatban a "Daybreak" (2004) című epizódban a Cylon kolónia egy meztelen szingularitás körül kering.
• Peter Hamilton The  Night's Dawn trilógiájában az "alvó isten" csupasz szingularitásnak tűnik.
• A Space Station 13 számítógépes játékban az állomás tolómotorjai egy kis, csupasz szingularitásból állítanak elő energiát.

Lásd még

• Gyűrű szingularitás
• Planck csillag

Jegyzetek

1. ↑ M. Bojowald, Living Rev. Rel. 8, (2005), 11 Archiválva : 2015. december 21.
2. ↑ R. Goswami & P.>Joshi, Phys. Fordulat. D , (2008) Archiválva : 2020. augusztus 1. a Wayback Machine -nél
3. ↑ R. Goswami, P. Joshi és P. Singh, Phys. Fordulat. Letters , (2006), 96 Archiválva : 2020. augusztus 1. a Wayback Machine -nél
4. ↑ D. Eardley és L. Smarr, Phys. Fordulat. D. , (1979), 19 Archivált : 2020. június 7. a Wayback Machine -nél
5. ↑ A. Krolak, Prog. Theor. Phys. Supp. , (1999) 136, 45 Archiválva : 2011. október 2. a Wayback Machine -nél
6. ↑ Hobson et. al, General Relativity an Introduction for Physicists , Cambridge University Press 2007, p. 300-305
7. ↑ Hobson et. al, General Relativity an Introduction for Physicists , Cambridge University Press 2007, p. 320-325
8. ↑ Stephen Battersby . Vajon „meztelen szingularitás” lappang a galaxisunkban? , New Scientist  (2007. október 1.). Az eredetiből archiválva : 2008. augusztus 30. Letöltve: 2008. március 6.

Irodalom

• MC Werner és AO Peters, "Magnification relations for Kerr lensing and testing kozmikus cenzúra" , Physical Review D , Vol. 76, 6. szám (2007).
• Pankaj S. Joshi: "A meztelen szingularitások megszegik a fizika szabályait?" Archiválva az eredetiből 2012. május 25-én. , Scientific American , 2009. január.
• Marcus Chown: "A gyorsan pörgő fekete lyukak mindent felfedhetnek" New Scientist , 2009. augusztus.

Linkek

• A meztelen szingularitások létezése a fekete lyukakban megkérdőjelezi a kozmikus cenzúra erős elvét // Science Alert on Lenta. Ru , 2018. március