Физик обобщил теорему об «отсутствии волос» у черных дыр

Физик Норман Гюрлебек из Бременского университета обобщил так называемую теорему об «отсутствии волос» у черных дыр для случая, когда их окружает другая гравитационная материя. Результаты своих исследований автор опубликовал в журнале Physical Review Letters.

Согласно классической теореме об «отсутствии волос», изолированные черные дыры, описанные в пространстве-времени Шварцшильда, характеризуются только двумя параметрами: их массой и угловым моментом. Слово «волосы» в этом случае используется в качестве метафоры для обозначения других параметров и предложено физиком Джоном Уилером. Однако в реальности черные дыры окружены другой массивной материей. В частности, вместе со звездами или другими дырами они могут входить в состав двойных систем или, как в исследовании Гюрлебека, быть окруженными кольцами материи.

Это приводит к искажению поля дыры силами внешней материи. Гюрлебеку удалось показать, что в случае осесимметричной черной дыры теорема об «отсутствии волос» по-прежнему остается справедливой (для изолированных черных дыр симметрия была более высокой — сферической).

Подобно теории тяготения Ньютона и классической электродинамике, в общей теории относительности поле вне черной дыры (и соответствующая геометрия пространства-времени) может быть описано мультипольным разложением. Однако в отличие от электродинамики, уравнения Эйнштейна сильно нелинейны. Это приводит к тому, что кривизна пространства-времени вблизи горизонта событий черной дыры не сводится к простой сумме вкладов полей дыры и внешней материи.

Однако Гюрлебеку удалось применить идеи математика Германа Вейля и переписать уравнения общей теории относительности в эквивалентной форме, использующей осевую симметрию черной дыры. Отдаленно эта манипуляция напоминает известную технику устранения расходимостей из теории поля, известную как перенормировка.

Новые соотношения оказались линейными, что позволило представить мультипольное разложение как сумму двух вкладов, определяемых черной дырой и внешней материей. В результате таких преобразований вклады мультиполей высоких порядков оказались подавлены, оставив только монопольное (первое) слагаемое разложения. Это означает, что даже в случае, если горизонт событий черной дыры сильно искажен влиянием внешней материи, внешний наблюдатель этого не заметит: черная дыра описывается по-прежнему только двумя параметрами.

Исследование автора использовало методы, применимые и для случая вращающейся черной дыры. Это позволяет предположить, что теорема об отсутствии волос может быть обобщена и на них. Однако автору еще предстоит выяснить, какие физические интерпретации может иметь использованный им способ устранения нелинейности уравнений.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 29 марта 2017

Фарту масти

Как простые русские парни становятся легендами киберспорта
Наука и техника
 — 
00:06 Сегодня

Распакуй — не распакуй

В Нью-Йорке представили два Samsung Galaxy S8
Обреченный на разрушение
Как живется людям на исчезающем острове в городской черте Архангельска
Вычищают до блеска
Путин проинспектировал уборку Арктики
Идите к ВОПу
Что изменится с превращением участковых терапевтов во врачей общей практики
Петр Лидов-Петровский: «Послужите! Людьми станете»
Стоит ли сегодня уклоняться от призыва в российскую армию
«Движуха, которой раньше не было»
Что стоит за протестной активностью юных россиян
Фарту масти
Как простые русские парни становятся легендами киберспорта
Распакуй — не распакуй
В Нью-Йорке представили два Samsung Galaxy S8
Красный — новый черный
Зачем люди скупают допотопные компьютеры и свитеры Apple
Замороженная стволовая клетка человека Внутренние бомбы
Как клеточный суицид помогает против рака и старости
Томми Эммануэль«Мысли о славе не дают свободно дышать»
Томми Эммануэль о бизнесе счастья, гитарах и пропаганде
Глубины глубинки
Редкие картины русского авангарда на выставке «До востребования. Часть II»
«Меня не напугать сильной, умной женщиной»
Режиссер «Большой маленькой лжи» Жан-Марк Валле о работе с Кидман и Уизерспун
«Клетка»Приятного аппетита
Как балерины Большого театра убили и съели всех мужчин труппы
Первый тест премиального «корейца» Genesis
Смог ли обновленный Genesis G80 догнать «немецкую тройку»? Спойлер: нет
Все конкуренты новому SsangYong Rexton
С кем будет бороться за покупателей новый корейский внедорожник
«Мерседес», который предсказал будущее
Забытые концепт-кары: Mercedes-Benz Auto 2000
50 оттенков Блока
Вспоминаем раскраски всех автомобилей Кена Блока
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше