Περιγραφή της ιδιομορφίας τύπου δακτυλιδιού.
Όταν ένα σφαιρικό μη περιστρεφόμενο σώμα μιας κρίσιμης ακτίνας καταρρέει κάτω από τη δική του βαρύτητα σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, η θεωρία προτείνει ότι θα καταρρεύσει σε ένα μόνο σημείο.
Αυτή δεν είναι η περίπτωση με μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα (μια μαύρη τρύπα Kerr).
Σ' ένα υγρό περιστρεφόμενο σώμα η διανομή της μάζας δεν είναι σφαιρική (εμφανίζει ένα εξόγκωμα προς τον ισημερινό ), και έχει γωνιακή ορμή.
'Ενα σημείο δεν μπορεί να περιγράψει την περιστροφή ή να υποστηρίξει την ύπαρξη στροφορμής στην κλασσική φυσική (η γενική σχετικότητα είναι μια κλασική θεωρία), κατά συνέπεια η ελάχιστη μορφή της μοναδικότητας που μπορεί να υποστηρίξει αυτές τις ιδιότητες είναι αντίθετα ένα δαχτυλίδι με μηδενικό πάχος, αλλά μη μηδενική ακτίνα, και αυτό αναφέρεται ως ιδιομορφία δαχτυλιδιού ή μοναδικότητα Kerr.
Λόγω του ότι η περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα συμπαρασύρει στην περιστροφική της κίνηση την δομή του χωροχρόνου, ο χωρόχρονος στη γειτονία του δακτυλίου θα υποστεί καμπυλότητα κατά την κατεύθυνση της κίνησης του δακτυλίου.
Ουσιαστικά αυτό σημαίνει ότι διαφορετικοί παρατηρητές που είναι τοποθετημένοι γύρω από μια μαύρη τρύπα Kerr και καλούνται να επισημάνουν το εμφανές κέντρο της τρύπας της βαρύτητας μπορούν να δείξουν διαφορετικά σημεία στο δακτύλιο. Αντικείμενα σε πτώση θα αρχίσουν να αποκτούν στροφορμή από το δαχτυλίδι πριν το συναντήσουν πραγματικά και η διαδρομή που θα διανύσει μια ακτίνα φωτός κινούμενη κάθετα (αρχικά ταξιδεύει προς το κέντρο του δακτυλιδιού) θα καμπυλώσει προς την κατεύθυνση της κίνησης του δακτυλίου πριν διασταυρωθεί με το δαχτυλίδι.
Διασχισιμότητα
Ένας παρατηρητής που διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων μιας μη-περιστρεφόμενης (Schwarzschild) μαύρης τρύπας δεν μπορεί να αποφύγει την κεντρική ιδιομορφία, η οποία βρίσκεται στη μελλοντική γραμμή του κόσμου που περιλαμβάνει τα πάντα μέσα στον ορίζοντα της . Έτσι, δεν μπορεί κανείς να αποφύγει την επιμήκυνση σαν σπαγγέτι που προκαλείται από τις παλιρροιακές δυνάμεις της κεντρικής μοναδικότητας.
Αυτό δεν είναι απαραίτητα αληθές με μία μαύρη τρύπα Kerr.
Ένας παρατηρητής που πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα Kerr μπορεί να είναι σε θέση να αποφύγει την κεντρική ιδιομορφία, κάνοντας έξυπνη χρήση του εσωτερικού ορίζοντα γεγονότων που σχετίζονται με αυτή την κατηγορία μαύρης τρύπας.
Αυτό κάνει δυνατό για την μαύρη τρύπα Kerr να λειτουργήσει ως ένα είδος σκουληκότρυπας, ενδεχομένως ακόμη και σαν μια σκουληκότρυπα που μπορούμε να διασχίσουμε.
Σημασία για την θεωρία της σκουληκότρυπας
Εάν μία μοναδικότητα τύπου δακτυλιδιού μπορεί να είναι διασχίσιμη, μπορεί να συνδέει υποθετικά είτε δύο διαφορετικά σύμπαντα, ή δύο μακρινά μέρη του ίδιου σύμπαντος.
Η διαδρομή μέσα από το δαχτυλίδι μετράει τεχνικά ως μια ειδική κατηγορία σκουληκότρυπας.
Έχει προταθεί ότι με δύο ευρέως χωρισμένες ιδιομορφίες Kerr, είναι γεωμετρικά επιτρεπόμενο ότι οι δακτύλιοι θα μπορούσαν να διασυνδεθούν, έτσι ώστε ένας ταξιδιώτης θα μπορούσε να μπει από το ένα δαχτυλίδι και να βγει από το άλλο. Αυτό θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί ως μία κατηγορία φραγμένης μοναδικότητας επίπεδης σκουληκότρυπας.
Δεν είναι προφανές πώς κάποιος θα μπορούσε να κατασκευάσει μία τέτοια διασταύρωση.
Μια λύση μπορεί να είναι η δημιουργία δύο πανομοιότυπων ιδιομορφιών τύπου δαχτυλίδιου, με ίδια μάζα, φορτίο και στροφορμή, με τον ίδιο τρόπο (αν και όχι απαραίτητα ταυτόχρονα).
Θεωρητικά οι σκουληκότρυπες στο εσωτερικό των δύο ιδιομορφιών δαχτυλιδιού θα είναι οι ίδιες, δηλαδή το ίδιο σημείο στο Χωρόχρονο.
Μια ιδιομορφία-φραγμένης σκουληκότρυπας είναι ενδιαφέρουσα , διότι παρακάμπτει τη συνήθη παραδοχή ότι χρειάζεται μια σκουληκότρυπα από εξωτική ύλη που παράγει ένα απωθητικό βαρυτικό πεδίο για να κρατήσει το λαιμό της σκουληκότρυπας ανοιχτό -στην περίπτωση αυτή, τα επίπεδα στόματα της σκουληκότρυπας απαιτούν μόνο ένα πεδίο βαρύτητας προς τα έξω σε δύο διαστάσεις ( αντί τριών), και αυτό παράγεται στην πράξη από το εξωτερικής κατεύθυνσης πεδίο Coriolis που παράγεται από την περιστρεφόμενη μάζα (ή από το περιστρεφόμενο σύμπαν, ανάλογα με το περιστροφικό πλαίσιο αναφοράς μας).
Η μοναδικότητα Kerr ως "παιχνίδι" σκουληκότρυπα
Η ιδιομορφία Kerr μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ένα μαθηματικό εργαλείο για τη μελέτη του προβλήματος των γραμμών πεδίου της σκουληκότρυπας.
Αν ένα σωματίδιο διέρχεται μέσω μιας σκουληκότρυπας, οι εξισώσεις συνέχειας για το ηλεκτρικό πεδίο υποδεικνύουν ότι οι γραμμές του πεδίου δεν θα πρέπει να σπάσουν.
Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσω μιας σκουληκότρυπας, οι γραμμές του πεδίου του φορτίου του σωματιδίου φαίνονται να προέρχονται από το στόμα εισόδου και το στόμα εξόδου αποκτά έλλειμμα πυκνότητας φορτίου που οφείλεται στην αρχή του Bernoulli.
(Για τη μάζα, το στόμα εισόδου εμφανίζει αύξηση πυκνότητας μάζας και το στόμα εξόδου εμφανίζει μια ελλειμματική μαζική πυκνότητα.)
Δεδομένου ότι η ιδιομορφία δαχτυλίδιου Kerr έχει το ίδιο χαρακτηριστικό, επιτρέπει επίσης να μελετηθεί αυτό το θέμα.
Ύπαρξη ιδιομορφίας δαχτυλιδιού.
Είναι γενικά αναμενόμενο ότι σε μία συνήθη κατάρρευση σε μια ιδιομορφία σημείου κάτω από τη γενική σχετικότητα υπάρχουν συνθήκες μεγάλης πυκνότητας και εξαιτίας της αυξημένης πυκνότητας τα κβαντικά φαινόμενα μπορούν να γίνουν σημαντικά και να αποτρέψουν το σχηματισμό μοναδικότητας ("κβαντικό χνούδι"). Χωρίς φαινόμενα κβαντικής βαρύτητας, δεν υπάρχει καλός λόγος να υποπτεύεται κανείς ότι η εσωτερική γεωμετρία μιας περιστρεφόμενης μαύρη τρύπα δεν είναι η γεωμετρία Kerr.
Το εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων της γεωμετρίας Kerr είναι πιθανόν να μην είναι σταθερό, λόγω της άπειρης μετατόπισης προς το γαλάζιο της ακτινοβολίας σε πτώση.
Η παρατήρηση αυτή υποστηρίζεται από την έρευνα των φορτισμένων μαύρων οπών που εμφάνισαν παρόμοια "άπειρη συμπεριφορά μετατόπισης προς το γαλάζιο".
Αν και έχει γίνει πολύ δουλειά, η ρεαλιστική βαρυτική κατάρρευση των αντικειμένων σε περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες, και η προκύπτουσα γεωμετρία, συνεχίζει να είναι ένα ενεργό ερευνητικό θέμα.
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΑΠΟ ΣΧΕΤΙΚΟ ΛΗΜΜΑ ΤΗΣ WIKIPEDIA
ΣΧΟΛΙΟ ΣΤΟ ΑΡΘΡΟ:
Το ενδιαφέρον του άρθρου συνοψίζεται στο ότι τα ανοίγματα (στόμια) δύο συνδεόμενων μοναδικοτήτων τύπου δακτυλιδιού θα βρίσκονται πάντα στους πόλους κοντά στον άξονα περιστροφής.
Με δεδομένο ότι η μοναδικότητα KERR εμφανίζεται μόνο σε συνθήκες περιστροφής και απαιτεί τεράστια μάζα και κάποιο είδος βαρύτητας η γη και όλοι οι πλανήτες μπορεί να είναι ειδικές τρισδιάστατες μοναδικότητες KERR.
Οι συνέπειες μίας τέτοιας ανακάλυψης θα μπορούσαν να είναι ισοδύναμες της ανακάλυψης της Αμερικής στο διαστημικό ανάλογο τους.
Περισσότερος προβληματισμός σε προγενέστερο άρθρο μου:
Μήπως ζούμε πάνω σε μια τρισδιάστατη μαύρη τρύπα που βρίσκεται μέσα σε ένα τετραδιάστατο χώρο;
 |
| Απεικόνιση μιας μοναδικότητας τύπου δακτυλιδιού (με κόκκινο χρώμα o ορίζοντας γεγονότων) |
by SON OFEON
Πηγή: http://www.ramnousia.com/
No comments:
Post a Comment