КЁРРА ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ


КЁРРА ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ
КЁРРА ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ

- четырёхмерное стационарное аксиально-симметричное асимптотически плоское пространство-время. Его метрика является точным решением ур-ний Эйнштейна общей теории относительности (ОТО) в вакууме ( Риччи тензор Rik= = 0). Впервые найдено Р. Керром (R. Кегг) в 1963. Квадрат его четырёхмерного интервала в представлении Бойера - Линдквиста (R. H. Boyer, R. W. Lind-quist) равен:

2502-40.jpg

(используется система единиц, в к-рой с=1 и грави-тац. постоянная G=l). Здесь t - время удалённого наблюдателя, 2502-41.jpg - пространств. координаты (аналогичные сферич. координатам в плоском пространстве), а и М - постоянные, являющиеся произвольными параметрами решения.

Полное К. п.-в. имеет физ. смысл при 2502-42.jpg , и тогда оно описывает гравитац. поле вращающейся (в направлении 2502-43.jpg) чёрной дыры (ЧД) с массой М, угл. моментом J=Mа и нулевым электрич. зарядом (при 2502-44.jpg часть К. п.-в., соответствующая достаточно большим значениям r, может описывать внеш. гравитац. поле вращающихся тел с такими же значениями массы и угл. момента). Обобщение К. п.-в. па случай ненулевого электрич. заряда наз. пространством-временем Керра - Ньюмена (Б. Newman). Если J = а = 0, то К. п.-в. переходит в Шварцшильда пространство-время; при М = 0, а 2502-45.jpg0 (*) есть квадрат интервала Минковспого пространства-времени, записанного в сплюснутых сфероидальных координатах.

При 2502-46.jpg К. п.-в. обладает горизонтом событий, лежащим на поверхности 2502-47.jpg (r+ - больший корень ур-ния 2502-48.jpg). Его свойства аналогичны свойствам горизонта событий в пространстве-времени Щварцшильда. Кривизны тензор Римана в К. п.-в. конечен и регулярен при r2502-49.jpg0. Можно доказать, что К. п.-в. с 2502-50.jpg является единственным стационарным аксиально-симметричным вакуумным асимптотически-плоским решением ур-ний ОТО, не имеющим особенностей вне горизонта событий и на нём.

Др. важная поверхность в К. п.-в.- поверхность бесконечного гравитационного красного смещения покоящегося источника (с точки зрения удалённого наблюдателя):

2502-51.jpg

(goo -00 компонента метрич. тензора). Она лежит вне горизонта событий, касаясь его на полюсах 2502-52.jpg Область между этой поверхностью и горизонтом событий наз. эргосферой вращающейся ЧД. Внутри эрго-сферы никакое физ. тело не может покоиться относительно удалённого наблюдателя; оно должно обращаться вокруг ЧД в направлении её собств. вращения. Гравитац. энергия связи тел, движущихся в К. п.-в. по устойчивым круговым орбитам в экваториальной плоскости, может достигать 42% от энергии покоя тела (при 2502-53.jpg и радиусе орбиты 2502-54.jpg ). При нестационарном движении физ. объектов внутри эргосферы их полная энергия, измеренная относительно удалённого наблюдателя, может быть отрицательной; это даёт возможность отнимать от ЧД её вращат. энергию посредством разл. физ. процессов [процесса Пенроуза (R. Penrose, 1969), эффекта суперрадиации-усиления эл.-магн. и гравитац. волн при рассеянии на вращающейся ЧД, аккреции замагнич. плазмы и т. д.]. В ходе этих процессов вращение ЧД замедляется, её эргосфера сжимается, но площадь поверхности горизонта событий 2502-55.jpg всегда возрастает. Вращающаяся сверхмассивная ( М~ ~106 М 2502-56.jpg) ЧД, окружённая замагнич. плазмой, может быть сверхмощным источником энергии, и поэтому её используют для построения теоретич. моделей активных ядер галактик и квазаров.

К. п.-в. под горизонтом событий (при r<r+; в области, невидимой для удалённого наблюдателя) нестационарно и имеет истинную сингулярность на кольце r=0, 2502-57.jpg , где тензор кривизны Римана расходится. Вблизи этого кольца в К. п.-в. существуют замкнутые времениподобные линии. Однако часть К. п.-в. внутри поверхности 2502-58.jpg (r_ - меньший корень ур-ния 2502-59.jpg) является нефизической, т. к. эта поверхность образует Коши горизонт в К. п.-в., к-рый неустойчив как по отношению к малым нестационарным гравитац. возмущениям, так и вследствие квантового эффекта рождения пар элементарных частиц гравитац. полем ЧД (см. Чёрные дыры, Квантовая теория гравитации). Поэтому можно полагать, что внутри реальных вращающихся ЧД, возникающих в результате коллапса первоначально регулярного распределения вещества, пространство-время перестраивается т. о., что горизонт Коши и замкнутые времениподобные линии не образуются, а структура пространства-времени оказывается подобной структуре пространства-времени Шварцшильда под горизонтом событий.

Лит.: Новиков И. Д., Фролов В. П., Физика чёрных дыр, М., 1986; Д ы м н и к о в а И. Г., Движение частиц и фотонов в гравитационном поле вращающегося тела, "УФН", 1986, т. 148, с. 393. А. А. Старобинский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "КЁРРА ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ" в других словарях:

  • Решение Керра —     Общая теория относительности …   Википедия

  • СУ-122 — Советское среднее штурмовое орудие СУ 122 …   Википедия

  • Грегор Форбарра — Форбарра, Грегор (англ. Gregor Vorbarra), император Барраяра, граф Форбарра  персонаж научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис МакМастер Буджолд. Содержание 1 Биографические сведения 2 Лаиса Тоскане …   Википедия

  • Лаиса Тоскане — Форбарра, Грегор (англ. Gregor Vorbarra), император Барраяра, граф Форбарра  персонаж научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис МакМастер Буджолд. Содержание 1 Биографические сведения 2 Лаиса Тоскане …   Википедия

  • Императоры Барраяра — Содержание 1 Влад Форбарра 2 Дорка Форбарра 3 …   Википедия

  • Имена советского происхождения — Имена советского происхождения  личные имена, бытующие в языках народов бывшего СССР, например в русском,[1][2] татарском[3] и украинском …   Википедия

  • Юрий Форбарра — Форбарра, Юрий (англ. Yuri Vorbarra, в русском печатном издании Ури), император Барраяра (известен также как Юрий Безумный) персонаж, часто упоминающийся как историческая личность в книгах научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис… …   Википедия

  • Комарр — Комарра (англ. Komarr, в русском печатном издании Комарра)  вымышленная планета, место действия романа «Комарра» научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис МакМастер Буджолд. Пространственное положение и география …   Википедия

  • Дорка Форбарра — Форбарра, Дорка (англ. Dorca Vorbarra), император объединитель Барраяра (известен также как Дорка Справедливый)  персонаж, упоминающийся как историческая личность в книгах научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис МакМастер Буджолд …   Википедия

  • Комарра — (англ. Komarr, в русском печатном издании Комарра)  вымышленная планета, место действия романа «Комарра» научно фантастического цикла «Сага о Форкосиганах» Лоис МакМастер Буджолд. Пространственное положение и география …   Википедия