Partikel, die in ein schwarzes Kerr-Loch fallen

Nehmen wir an, ein Teilchen beginnt einen radialen freien Fall in Richtung eines schwarzen Kerr-Lochs mit einer Anfangsenergie von null R → ∞ . Der Anfangsdrehimpuls des Teilchens ist Null ( P ϕ = 0 ) . Aus der Kerr-Metrik, P ϕ Und E sind die Bewegungskonstanten für die Teilchengeodäte. Wir wissen jedoch, dass wir innerhalb der Ergosphäre einen Frame-Draging-Effekt haben, was bedeutet, dass das Partikel beginnt, sich zu drehen, nachdem es in die Ergosphäre eintritt. Bedeutet es, dass innerhalb der Ergosphäre der Teilchendrehimpuls P ϕ ist ungleich Null und P ϕ ist keine Bewegungskonstante mehr?

relativ zu den lokalen ZAMOs bleibt die Tangentialgeschwindigkeit des einfallenden Teilchens die ganze Zeit 0. Wenn der axiale Drehimpuls Lz = 0 ist, dreht sich das Teilchen immer mit der lokalen Ziehgeschwindigkeit des Rahmens mit, und daher ist vφ = 0 im Rahmen des lokalen ZAMO. Es ist wie in dieser Animation, aber in umgekehrter Zeit: yukterez.net/org/kerr.orbits/kerresc3.html

Antworten (1)

Nein, der Drehimpuls des Teilchens würde Null bleiben (es ist immer noch eine Bewegungskonstante). Die Winkelgeschwindigkeit des Teilchens hingegen würde stetig zunehmen, wenn sich das Teilchen dem Kerr-Schwarzen Loch nähert (d. h. die Newtonsche Beziehung zwischen Drehimpuls und Winkelgeschwindigkeit gilt nicht in GR!)

Beachten Sie, dass das Rahmenziehen nicht an der Ergosphäre beginnt. Das Frame-Ziehen wirkt sich von Anfang an auf das Partikel aus. Die Ergosphäre ist einfach der Bereich, in dem es unmöglich wird, eine zeitähnliche Kurve mit negativer Winkelgeschwindigkeit zu haben.

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