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
Скачать

© 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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).