Ist ein Schwarzes Loch ein 5-dimensionaler Wirbel?

Die kurze Antwort ist nein , mit einigen Vorbehalten in Bezug auf eine Art von , je nachdem, wie locker eine Analogie sein soll, die Sie herstellen möchten.

Die Schallausbreitung in einem Fluid wird durch die Schallgeschwindigkeit begrenzt, die verwendet werden kann, um eine "Schallkegel"-Struktur zu definieren, die der kausalen Lichtkegelstruktur in der Raumzeit entspricht. Dies wird durch eine akustische Metrik beschrieben , die einen akustischen Horizont haben könnte, wenn die Geschwindigkeit der Flüssigkeit die Schallgeschwindigkeit übersteigt, und sogar ein Analogon der Hawking-Strahlung.

Eine allgemeine akustische Metrik für ein perfektes Fluid hat die Form

$$g_{\mu\nu}=\alpha^2\begin{bmatrix}-(c^2-v^2)&-\vec{v}\\-\vec{v}&\mathbf{1}\end{bmatrix}\text{,}$$ wo $\alpha$ist ein konformer Faktor. Das Schwarzschild-Schwarze Loch kann in diese Form gebracht werden, da es in der Gullstrand-Painlevé-Karte nicht nur räumlich konform flach, sondern zu jedem Zeitpunkt exakt euklidisch ist. Man kann sich vorstellen, dass ein Schwarzschild-Schwarzes Loch wie ein Abfluss ist, der den Raum mit der lokalen Fluchtgeschwindigkeit bis zur Singularität hinuntersaugt.

Das rotierende schwarze Kerr-Loch kann nicht in diese Form gebracht werden, wohl aber sein äquatorialer Schnitt. Siehe Visser und Winfurtner (2005) für Details sowie für eine Diskussion darüber, warum die Interpretation der Metrik als einer physikalischen Flüssigkeit entsprechend selbst im Schwarzschild-Fall aufgrund des konformen Faktors problematisch ist.

Hamilton und Lisle (2008) fanden jedoch heraus, dass die Doran-Karte der Kerr-Raumzeit als sechsdimensionaler „Lorentz-Fluss“ interpretiert werden kann, der nicht nur durch eine Geschwindigkeit, sondern auch durch eine Drehung gekennzeichnet ist. Dies unterscheidet sich wirklich stark von der Analogie der akustischen Flüssigkeit, da der „Fluss“ sich nicht spiralförmig nach innen windet, sondern eine intrinsische Drehung hat, die einfallende Objekte dreht. Trotzdem ist es für sich genommen interessant.

^{Bild von Andrew Hamilton . (Verdrehung nicht gezeigt.)}

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Verweise:

1. Visser, M., Weinfurtner, S. "Wirbelanalog für die äquatoriale Geometrie des Kerr-Schwarzen Lochs", Klasse. Menge Grav. 22 : 2493–2510 (2005) [arXiv: gr-qc/0409014 ]
2. Hamilton, AJS, Lisle, JP, „Das Flussmodell der Schwarzen Löcher“, Am. J. Phys. 76 : 519–532 (2008) [arXiv: gr-qc/0411060 ]