#Решения общей теории относительностиРешения общей теории относительностиИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегРешения общей теории относительностиРешения общей теории относительностиНайденo 17 статейРелятивистские объектыРелятивистские объекты ЭргосфераЭргосфе́ра, область пространства-времени вблизи вращающихся чёрных дыр (чёрной дыры Керра или чёрной дыры Керра – Ньюмана), расположенная между внешним горизонтом событий и пределом статичности – поверхностью, внутри которой любой материальный объект с неизбежностью будет увлекаться в направлении вращения чёрной дыры вследствие эффекта Лензе – Тирринга. Находясь в эргосфере, частицы (массивные и безмассовые) могут как попасть под горизонт событий, так и покинуть эргосферу, уходя во внешнюю Вселенную. Эргосфера способна совершать работу, т. е. частица, находящаяся в эргосфере, может получить дополнительную энергию за счёт энергии вращения чёрной дыры.Физические величины Безразмерный момент импульса чёрной дырыБезразме́рный моме́нт и́мпульса чёрной дыры́ (безразмерный угловой момент вращения чёрной дыры), безразмерная величина, характеризующая вращение чёрной дыры и пропорциональная её моменту импульса: где скорость света, момент импульса чёрной дыры, гравитационная постоянная, масса чёрной дыры.Космологические эпохи Инфляционная стадия расширения ВселеннойИнфляцио́нная ста́дия расшире́ния Вселе́нной, гипотетическая стадия крайне быстрого расширения ранней Вселенной, предположительно имевшая место на самом раннем этапе её эволюции, когда её возраст составлял от 10–43 до 10–37 с или немного больше. Эта стадия характеризуется почти экспоненциальным ростом всех пространственных масштабов и увеличением объёма Вселенной на много порядков за ничтожно малые доли секунды. Существует несколько теоретических моделей, описывающих эту стадию и объясняющих её возникновение. В большинстве моделей причиной инфляции считается особое скалярное поле (инфлатон) с отрицательным давлением, которое порождало гравитационное отталкивание и тем самым заставляло раннюю Вселенную расширяться с очень большим ускорением. Предположение о наличии инфляционной стадии в эволюции Вселенной позволяет решить ряд космологических проблем, таких как проблема плоскостности, проблема горизонта, физическая причина расширения Вселенной, спектр начальных флуктуаций плотности и первичных гравитационных волн (первичных возмущений), расширение по закону Хаббла.Релятивистские объекты Чёрная дыра Керра – НьюманаЧёрная дыра́ Ке́рра – Нью́мана, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна при наличии массы электрического заряда и момента импульса которые сконцентрированы в сингулярности пространства-времени. Сингулярность расположена в центральной области чёрной дыры и имеет форму кольца. Качественно свойства чёрной дыры Керра – Ньюмана аналогичны свойствам чёрной дыры Керра. В зависимости от соотношения параметров и сингулярность может быть окружена либо двумя горизонтами событий (внутренним и внешним), либо одним. По-другому такой объект называется вращающейся заряженной чёрной дырой. Кроме того, возможно такое соотношение параметров, при котором горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий удалённый наблюдатель фиксирует многие эффекты в окрестности внешнего горизонта, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда и других чёрных дыр. Под горизонтами событий сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другие вселенные. Внешний горизонт событий чёрной дыры Керра – Ньюмана окружён эргосферой – областью, в которой любой наблюдатель не может оставаться в состоянии покоя и, увлекаемый вращением чёрной дыры, с необходимостью вынужден совершать круговое движение вокруг неё.Релятивистские объекты Чёрная дыра КерраЧёрная дыра́ Ке́рра, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна в вакууме при наличии массы и момента импульса которые сконцентрированы в сингулярности пространства-времени. Сингулярность расположена в центральной области чёрной дыры и имеет форму кольца. В зависимости от соотношения параметров и она может быть окружена либо двумя горизонтами событий (внутренним и внешним), либо одним. По-другому такой объект называется вращающейся чёрной дырой. Кроме того, возможно соотношение и когда горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий удалённый наблюдатель регистрирует многие из эффектов в окрестности внешнего горизонта, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда. Под горизонтами событий сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другие вселенные. Внешний горизонт событий чёрной дыры Керра окружён эргосферой – областью, в которой любой наблюдатель не может оставаться в состоянии покоя и, увлекаемый вращением чёрной дыры, с необходимостью вынужден совершать круговое движение вокруг неё.Релятивистские объекты Чёрная дыра Райсснера – НордстрёмаЧёрная дыра́ Ра́йсснера – Нордстрёма, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна при наличии точечной массы с электрическим зарядом и при условиях статичности и сферической симметрии. Представляет собой сферически-симметричную (невращающуюся) электрически заряженную чёрную дыру. В центре чёрной дыры Райсснера – Нордстрёма расположена сингулярность пространства-времени, в которой сконцентрированы её масса и электрический заряд В зависимости от соотношения и сингулярность может быть окружена либо двумя горизонтами событий, либо одним. Кроме того, возможно соотношение и когда горизонтов событий нет, т. е. решение представляет собой «голую» сингулярность, а не чёрную дыру. При наличии хотя бы одного горизонта событий внешний наблюдатель регистрирует эффекты, аналогичные эффектам для чёрной дыры Шварцшильда. Другая ситуация имеет место под горизонтами, достигая которых, сигналы могут как попасть в сингулярность, так и избежать её и уйти в другую вселенную.Характеристики астрономических объектов Гравитационный радиусГравитацио́нный ра́диус, радиус сферы, на которой сила тяготения, создаваемая сферической невращающейся массой, целиком лежащей внутри этой сферы, стремится к бесконечности. Гравитационный радиус определяется массой тела и равен , где – гравитационная постоянная, – скорость света. Если тело сжать до размеров гравитационного радиуса, то никакие силы не смогут остановить его дальнейшее сжатие под действием сил тяготения. Такой процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом, может происходить с достаточно массивными звёздами в конце их эволюции. При гравитационном коллапсе из-под сферы радиуса не могут выходить никакое излучение, никакие частицы.Релятивистские объекты Чёрная дыра ШварцшильдаЧёрная дыра́ Шва́рцшильда, геометрический объект (пространство-время), соответствующий решению уравнений Эйнштейна в вакууме при наличии точечной массы и при условиях статичности и сферической симметрии метрики пространства-времени. Представляет собой сферически-симметричную (не вращающуюся) чёрную дыру, не обладающую электрическим зарядом. Вся масса чёрной дыры Шварцшильда сконцентрирована в сингулярности пространства-времени, которая расположена в центре чёрной дыры и которая не может быть устранена никакими преобразованиями координат, поскольку инварианты тензора кривизны в ней являются бесконечными. Она окружена горизонтом событий, из-под которого невозможно распространение никаких сигналов. Названа в честь К. Шварцшильда, получившего данное решение уравнений Эйнштейна в 1916 г.Релятивистские объекты Сингулярность пространства-времениСингуля́рность простра́нства-вре́мени, геометрическая особенность, представляющая собой точку или набор точек, где инварианты тензора кривизны пространства-времени приобретают бесконечные значения, в результате чего продолжение входящих в сингулярность мировых линий становится невозможным или неопределённым. Сингулярности присутствуют в космологических моделях (космологическая сингулярность) и в моделях чёрных дыр, причём как в рамках общей теории относительности, так и в рамках других теорий гравитации, являющихся её обобщениями. Исследование сингулярностей необходимо для понимания процессов, протекающих во Вселенной.Релятивистские объекты Горизонт событийГоризо́нт собы́тий, граница области пространства-времени, в которой сигналы, распространяющиеся со скоростью света, полностью удерживаются тяготением и не могут уйти на бесконечность во внешнее пространство. Является границей чёрной дыры. Если чёрная дыра не вращается, то горизонт событий представляет собой сферу с радиусом, равным гравитационному радиусу , где – масса чёрной дыры, – гравитационная постоянная, c – скорость света в вакууме. Вращение чёрной дыры деформирует горизонт событий, однако по порядку величины его размеры остаются теми же. 12
