Anatomie eines Schwarzen Lochs: Welche Schichten hat es?

Ich versuche herauszufinden, wie ein Schwarzes Loch vom Kerr-Typ aufgebaut ist (d. h. ein Schwarzes Loch mit einem Drehimpuls ungleich Null, aber ohne elektrische Nettoladung). Nach den Informationen, die ich gefunden habe, wäre die Reihenfolge, in der sich die Schichten befinden, von außen nach innen:

  1. Die Akkretionsscheibe
  2. Die innerste stabile Kreisbahn
  3. Die Photonenkugel
  4. Der äußere Ereignishorizont
  5. Der innere Ereignishorizont oder Cauchy-Horizont
  6. Die Singularität

Ist dieses Schema korrekt oder fehlt etwas? Wo würde dann die Ergosphäre in der Liste stehen? Sind die innerste stabile Kreisbahn und die Photonenkugel gleich weit vom Zentrum des Schwarzen Lochs entfernt?

Die Singularität steht nicht im Mittelpunkt. Die Singularität ist eine raumartige Fläche, die für alle Betrachter in der Zukunft liegt.
@BenCrowell Die Kerr-Singularität ist zeitähnlich.
@Javier: Interessant, das wusste ich nicht. Ich verstehe nicht ganz, wie das mit der Tatsache in Einklang gebracht werden kann, dass Schwarzschild ein Sonderfall von Kerr ist. Vielleicht sollte ich dazu eine separate Frage stellen, es sei denn, Sie haben eine schnelle Antwort ...?
@BenCrowell, das wäre sicherlich eine gute Frage (und Sie könnten genauso gut nach der Reissner-Nordström-Metrik fragen, die einfacher ist), aber wenn ich mir etwas einfallen lassen müsste, würde ich den Prozess der Konstruktion einer Penrose sagen Das Diagramm ist in gewissem Sinne nicht unbedingt kontinuierlich. Die Singularität ist schließlich nicht Teil der ursprünglichen Raumzeit.
Wikipedia sagt: "Die Ergosphäre ist eine Region, die sich außerhalb des äußeren Ereignishorizonts eines rotierenden Schwarzen Lochs befindet."

Antworten (1)

Ich bin mir nicht sicher, ob es die genaueste Art ist, die Dinge auf Ihrer Liste "Ebenen" zu nennen. Es würde eher Eigenschaften sagen. Ihre Liste ist größtenteils vollständig. Sie könnten auch die innerste gebundene kreisförmige Umlaufbahn (dh die instabile kreisförmige Umlaufbahn mit ausreichender Energie, um bei Störungen unendlich zu erreichen) und, wie Sie sagen, die Ergosphäre hinzufügen. (Und ich bin sicher, die Leute können sich noch mehr einfallen lassen.)

Diese Merkmale finden sich bei den folgenden (Boyer-Lindquist) Radien (beschränkt auf den Äquator), wobei die Einheiten wo verwendet werden C = G = M = 1 .

  1. Singularität R = 0
  2. Innerer Horizont R = 1 − 1 − A 2
  3. Äußerer Horizont R = 1 + 1 − A 2
  4. Ergosphäre R = 2
  5. Lichtring R = 2 + cos ⁡ 2 arccos ⁡ [ A ] 3 − 3 Sünde ⁡ 2 arcsin ⁡ [ A ] 3
  6. IBCO R = 2 ( 1 + 1 − A 2 ) − A
  7. ISCO R = böse aussehende Kubikwurzel

Der Einfachheit halber ein Diagramm: (negative Spins entsprechen retrograden Umlaufbahnen für umlaufbezogene Größen)Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie sehen können, erscheinen die speziellen Radien meistens in der Reihenfolge der Erwähnung. Die Ausnahme ist die Ergosphäre, die bei einem festgelegten Radius (in Boyer-Lindquist-Koordinaten) auftritt. Bei niedrigen Drehungen liegt die Ergosphäre zwischen dem äußeren Horizont und dem Lichtring, während bei hohen Drehungen alle anderen speziellen Radien innerhalb der Ergosphäre liegen.

Sehr aufschlussreich, danke.
Anatomie eines Schwarzen Lochs: Welche Schichten hat es?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v