Reissner–Nordström-metrika

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search

A Reissner–Nordström-metrika az Einstein-egyenletek egzakt megoldása. A megoldás az Einstein-egyenletek gömbszimmetrikus statikus megoldása. Ilyen megoldás, amely aszimptotikusan Minkowski-téridőbe megy át, kettő van; a Schwarzschild-metrika és a Reissner–Nordström-metrika. A Reissner–Nordström-metrika megfeleltethető egy M tömegű töltéssel rendelkező fizikai objektumnak.

A metrika[szerkesztés]

A Reissner–Nordström-metrikát Hans Reissner és Gunnar Nordström találta meg a következő formában:

ahol

τ a sajátidő,
c a fénysebesség,
t az idő koordináta,
r a radiális koordináta,

továbbá

rs a Schwarzschild-sugár
itt G a gravitációs állandó, M pedig az objektum tömege, ami körül a téridőt vizsgáljuk[1]
rQ jelentése pedig

A színek segítenek azonosítani a különböző tagokat. A töltésnek, Q -nak, a tagok felelnek meg. Ha a fekete lyuk töltése nulla, akkor a tagok eltűnnek, és visszakapjuk a Schwarzschild-metrikát. A tagok a tömegnek megfelelő tagok. Ha ezek is eltűnnek, akkor az üres tér megoldást kapjuk vissza, ami láthatóan megegyezik a Minkowski-téridővel, ami gömbi koordináta-rendszerben a következő alakú:

Töltött fekete lyuk[szerkesztés]

A töltött fekete lyuk, ha a töltés kicsi (), nagyon hasonló a Schwarzschild-metrikához. divergál:

Feketelyuk-megoldások[szerkesztés]

Az ún. nevezett feketelyuk-megoldások rendelkezhetnek perdülettel, vagy nem (nem forgó, tehát gömbszimmetrikus megoldás). Lehetnek elektromosan töltöttek, vagy töltés nélküliek.

Ezt a négy lehetőséget (2x2) szemlélteti az alábbi táblázat. A forgásmentes töltetlen tömeg(pont) gravitációs terét írja le a Schwarzschild-megoldás, melyet 1916-ban Karl Schwarzschild talált meg. A forgásmentes, de elektromosan töltött test külső terét írja le a Reissner–Nordström-metrika.

A forgó töltetlen test terét írja le a Kerr-metrika, melyet 1963-ban Roy Kerr publikált.[2] Végül a forgó elektromosan töltött test külső terét a Newman által talált metrika írja le, melyet Kerr–Newman-metrikának nevezünk.

Nem forgó (J = 0) Forgó (J ≠ 0)
Töltés nélküli (Q = 0) Schwarzschild-metrika Kerr-metrika
Elektromosan töltött (Q ≠ 0) Reissner–Nordström Kerr–Newman metrika

Irodalom[szerkesztés]

  • Reissner, H (1916). „Über die Eigengravitation des elektrischen Feldes nach der Einsteinschen Theorie”. Annalen der Physik 50, 106–120. o. DOI:10.1002/andp.19163550905.  
  • Nordström, G (1918). „On the Energy of the Gravitational Field in Einstein's Theory”. Verhandl. Koninkl. Ned. Akad. Wetenschap., Afdel. Natuurk., Amsterdam 26, 1201–1208. o.  
  • Adler, R, Bazin M, and Schiffer M. Introduction to General Relativity. New York: McGraw-Hill Book Company, 395–401. o. (1965). ISBN 978-0-07-000420-7 
  • Wald, RM. General Relativity. Chicago: The University of Chicago Press, 158, 312–324. o. (1984). ISBN 978-0-226-87032-8 

Hivatkozások[szerkesztés]

  1. Landau-Lifsic: Elméleti Fizika II. 1976.
  2. Kerr, Roy P. (1963). "Gravitational Field of a Spinning Mass as an Example of Algebraically Special Metrics". Physical Review Letters 11 (5): 237–238. Bibcode:1963PhRvL..11..237K. doi:10.1103/PhysRevLett.11.237.

Külső hivatkozások[szerkesztés]