#Решения общей теории относительности
Решения общей теории относительности
Тег

Решения общей теории относительности

Решения общей теории относительности
Найденo 16 статей
Космологические эпохи
Инфляционная стадия расширения Вселенной
Инфляцио́нная 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.
Инфляционное расширение Вселенной в представлении художника
Релятивистские объекты
Чёрная дыра Керра – Ньюмана
Чёрная 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.
Смоделированное изображение аккреционного диска вокруг чёрной дыры
Релятивистские объекты
Чёрная дыра Керра
Чёрная 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.
Смоделированное изображение аккреционного диска вокруг чёрной дыры
Релятивистские объекты
Чёрная дыра Райсснера – Нордстрёма
Чёрная 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.
Смоделированное изображение аккреционного диска вокруг чёрной дыры
Релятивистские объекты
Чёрная дыра Шварцшильда
Чёрная 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.
Смоделированное изображение аккреционного диска вокруг чёрной дыры
Релятивистские объекты
Чёрные дыры
Чёрные ды́ры, общее название сколлапсировавших объектов, не имеющих материальной поверхности; их границей является горизонт событий. Согласно общей теории относительности (ОТО), внутри чёрных дыр существует сингулярность, в которой кривизна пространства-времени и плотность материи формально достигают бесконечного значения. В случае невращающейся чёрной дыры сингулярность является точкой в её центре; попавшее в чёрную дыру вещество оказывается в сингулярности. В случае вращающихся чёрных дыр сингулярность имеет структуру бесконечно тонкого кольца и при некоторых условиях частицы могут избежать попадания в неё. В рамках ОТО все свойства чёрной дыры определяются тремя параметрами: массой, моментом импульса и электрическим зарядом. Размер чёрной дыры прямо пропорционален её массе. При массе, равной массе Солнца, радиус невращающейся незаряженной чёрной дыры составляет около 3 км.
Смоделированное изображение аккреционного диска вокруг чёрной дыры
1
2