Прежде чем заняться физикой чёрных дыр


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Дан очерк истории развития понятия «чёрная дыра». Описана глобальная геометрия сферически симметричного пространства–времени общего вида. Получены уравнения Эйнштейна для сферической гравитации. Описана причинная структура чёрной дыры Шварцшильда и показано, как строятся конформные диаграммы Картера–Пенроуза, на которых эта структура видна особенно отчётливо. Выведены уравнения Израэля для тонких самогравитирующих оболочек и получен модифицированный закон тяготения Ньютона в сферической гравитации. Дан простой и наглядный вывод формул для метрики Вайдья, описывающей сферически симметричное гравитирующее излучение. В качестве примера применения теории решена задача о реальном (а не виртуальном) статическом наблюдателе в поле Шварцшильда. Очерк подготовлен по результатам цикла лекций, прочитанных автором на Третьей международной конференции «Математическая физика и её приложения» (27 августа – 1 сентября 2012 г., г. Самара).

Об авторах

Виктор Александрович Березин

Институт ядерных исследований РАН

Email: berezin@ms2.inr.ac.ru
(д.ф.-м.н.), старший научный сотрудник, теоретический отдел. Россия, 117312, Москва, пр-т 60-летия Октября, 7-а

Список литературы

  1. J. Michell, “On the Means of Discovering the Distance, Magnitude, &c. of the Fixed Stars, in Consequence of the Diminution of the Velocity of Their Light, in Case Such a Diminution Should be Found to Take Place in any of Them, and Such Other Data Should be Procured from Observations, as Would be Farther Necessary for That Purpose. By the Rev. John Michell, B. D. F. R. S. In a Letter to Henry Cavendish, Esq. F. R. S. and A. S.” // Phil. Trans. R. Soc., 1784. Vol. 74. Pp. 35–57.
  2. P.-S. Laplace, Le Syst`me du Monde. Vol. II. Paris, 1799.
  3. A. Einstein, “Zur Elektrodynamik bewegter Körper” // Ann. der Phys. (4), 1905. Vol. 17. 891–925 pp.
  4. A. Einstein, “Űber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreааenden heuristischen Gesichtspunkt” // Ann. der Phys. (4), 1905. Vol. 17. Pp. 132–148.
  5. A. Einstein, “Zur Theorie der Lichterzeugung und Lichtabsorption” // Ann. der Phys. (4), 1906. Vol. 20. Pp. 199–206.
  6. A. Einstein, “Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?” // Ann. der Phys. (4), 1905. Vol. 18. Pp. 639–641.
  7. A. Einstein, “Űber die vom Relativitätsprinzip geforderte Trägheit der Energie” // Ann. der Phys. (4), 1907. Vol. 23. Pp. 371–384.
  8. K. Schwarzschild, “Űber das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie” / In: Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften. Berlin: Königlich Preussische Akademie der Wissenschaften, 1916. Pp. 189–196.; англ. пер.: arXiv: physics/9905030 [physics.hist-ph].
  9. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Теория поля / Теоретическая физика. Т. II. М.: Гостехиздат, 1948. 364 с.
  10. И. Д. Новиков, “R- и T -области в пространстве времени со сферически-симметричным пространством” // Сообщ. ГАИШ, 1964. Т. 132, № 3. С. 3–42.
  11. V. A. Berezin, V. A. Kuzmin, I. I. Tkachev, “Dynamics of bubbles in general relativity” // Phys. Rev. D, 1987. Vol. 36, no. 10. Pp. 2919–2944.
  12. V. A. Berezin, Vector-like Einstein’s equations for D-dimensional spherical gravity with (D-2)-dimensional sphere, arXiv: gr-qc/0010083.
  13. V. A. Berezin, A. L. Smirnov, “Crossing thin shells” // Grav. Cosmol., 2003. Vol. 9, no. 4. Pp. 235–242.
  14. D. Finkelstein, “Past-Future Asymmetry of the Gravitational Field of a Point Particle” // Phys. Rev., 1958. Vol. 110, no. 4. Pp. 965–967.
  15. G. D. Birkhoff, Relativity and Modern Physics. Cambridge: Harvard University Press, 1923.
  16. J. A. Wheeler, “Our Universe: The Known and the Unknown” // Amer. Sch., 1968. Vol. 37, no. 2. Pp. 248–274.
  17. J. A. Wheeler, “Our Universe: The Known and the Unknown” // Am. Sci., 1968. Vol. 56, no. 1. Pp. 1–20.
  18. J. A. Wheeler, “Our Universe: The Known and the Unknown” // Phys. Teach., 1968. Vol. 7, no. 1. Pp. 24–34.
  19. A. Einstein, N. Rosen, “The Particle Problem in the General Theory of Relativity” // Phys. Rev., 1935. Vol. 48, no. 1. Pp. 73–77.
  20. W. Israel, “Singular hypersurfaces and thin shells in general relativity” // Il Nuovo Cimento B Series 10, 1966. Vol. 44, no. 1. Pp. 1–14.
  21. W. Israel, “Singular hypersurfaces and thin shells in general relativity” // Il Nuovo Cimento B Series 10, 1967. Vol. 48, no. 2. Pp. 463.
  22. K. Kuchaŕ, “Charged shells in general relativity and their gravitational collapse” // Czeck. J. Phys. B, 1968. Vol. 18, no. 4. Pp. 435–463.
  23. V. Berezin, “Could a real (not virtual) static observer exist outside a Schwarzschild black hole?” // Gen. Rel. Grav., 2012. Vol. 44, no. 6. Pp. 1555–1561, arXiv: 1106.0670 [gr-qc].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».