घूमते और आवेशित ब्लैक होल
वास्तविक ब्लैक होल सामान्यतः घूमते हैं, और घूमते हुए ब्लैक होल का वर्णन करने वाला केर समाधान, साथ ही इसके आवेशित सामान्यीकरण, श्वार्ज़स्चिल्ड मामले में अनुपस्थित नई विशेषताओं को प्रदर्शित करते हैं, जिसमें एक एर्गोस्फीयर और फ्रेम ड्रैगिंग शामिल हैं।
Definition
घूमते और आवेशित ब्लैक होल आइंस्टीन (और आइंस्टीन-मैक्सवेल) समीकरणों के स्थिर समाधान हैं जो कोणीय संवेग और विद्युत आवेश के साथ द्रव्यमान द्वारा विशेषता रखते हैं, जिनकी ज्यामिति जड़त्वीय फ़्रेमों के खिंचाव और, घूमने वाले मामलों के लिए, क्षितिज के बाहर एक एर्गोस्फीयर की विशेषता रखती है।
Scope
यह विषय घूमते हुए ब्लैक होल के लिए केर मीट्रिक, आवेशित ब्लैक होल के लिए रीस्नर-नॉर्द्रॉम समाधान, और दोनों को संयोजित करने वाले केर-न्यूमैन मीट्रिक को शामिल करता है; यह एर्गोस्फीयर और ऊर्जा निष्कर्षण के लिए पेनरोस प्रक्रिया, फ्रेम ड्रैगिंग, आंतरिक और बाहरी क्षितिज, चरम सीमा, और खगोल भौतिकी में इन समाधानों की केंद्रीय भूमिका पर विचार करता है।
Core questions
- घूर्णन श्वार्ज़स्चिल्ड की तुलना में ब्लैक होल की संरचना को कैसे बदलता है?
- एर्गोस्फीयर क्या है और इसका उपयोग ऊर्जा निकालने के लिए कैसे किया जा सकता है?
- खगोल भौतिकी ब्लैक होल के घूमने वाले लेकिन लगभग अनावेशित होने की उम्मीद क्यों की जाती है?
Key concepts
- केर मीट्रिक
- रीस्नर-नॉर्द्रॉम और केर-न्यूमैन मीट्रिक
- एर्गोस्फीयर
- फ्रेम ड्रैगिंग
- आंतरिक और बाहरी क्षितिज
- पेनरोस प्रक्रिया
Key theories
- केर ज्यामिति और फ्रेम ड्रैगिंग
- केर मीट्रिक एक घूमते हुए ब्लैक होल का वर्णन करता है जिसका कोणीय संवेग अपने चारों ओर के दिक्काल को खींचता है, जिससे घटना क्षितिज के बाहर एक एर्गोस्फीयर उत्पन्न होता है जिसके भीतर कोई भी पर्यवेक्षक स्थिर नहीं रह सकता है।
- पेनरोस प्रक्रिया और ऊर्जा निष्कर्षण
- क्योंकि एर्गोस्फीयर में कणों में अनंत के सापेक्ष नकारात्मक ऊर्जा हो सकती है, वहां एक कण को विभाजित करने वाली प्रक्रिया ब्लैक होल से घूर्णी ऊर्जा निकाल सकती है, जिससे इसकी स्पिन कम हो जाती है, जो खगोल भौतिकी जेट-शक्ति मॉडल के अंतर्निहित एक तंत्र है।
Clinical relevance
खगोल भौतिकी ब्लैक होल अनिवार्य रूप से अनावेशित होते हैं लेकिन अक्सर तेजी से घूमते हैं, इसलिए केर समाधान अभिवृद्धि डिस्क की गतिशीलता, डिस्क दक्षता निर्धारित करने वाली सबसे भीतरी स्थिर वृत्ताकार कक्षा, और एक्स-रे स्पेक्ट्रा से अनुमानित स्पिन और गुरुत्वाकर्षण-तरंग संकेतों के रिंगडाउन को नियंत्रित करता है।
History
रीस्नर और नॉर्द्रॉम ने लगभग 1916-1918 में आवेशित समाधान पाया, लेकिन घूमने वाले मामले का समाधान 1963 में केर की सफलता तक नहीं हो पाया; न्यूमैन और सहयोगियों ने 1965 में केर-न्यूमैन मीट्रिक में आवेश और स्पिन को संयोजित किया, और ऊर्जा निष्कर्षण के लिए पेनरोस प्रक्रिया 1969 में हुई।
Key figures
- Roy Kerr
- Roger Penrose
- Hans Reissner
- Ezra Newman
Related topics
Seminal works
- kerr1963
- wald1984
Frequently asked questions
- वास्तविक ब्लैक होल को अनावेशित क्यों माना जाता है?
- एक खगोल भौतिकी ब्लैक होल पर कोई भी शुद्ध आवेश आसपास के प्लाज्मा से विपरीत आवेशों को तेजी से आकर्षित करेगा और बेअसर कर देगा, इसलिए आवेश गतिशील रूप से नगण्य है; इसके विपरीत, स्पिन संरक्षित और आमतौर पर बड़ा होता है, जिससे केर प्रासंगिक समाधान बन जाता है।
- फ्रेम ड्रैगिंग क्या है?
- फ्रेम ड्रैगिंग एक घूमते हुए द्रव्यमान द्वारा दिक्काल का मुड़ना है, जो आस-पास की वस्तुओं और यहां तक कि प्रकाश को भी घूर्णन की दिशा में ले जाने के लिए मजबूर करता है; एक केर ब्लैक होल के पास यह एर्गोस्फीयर के अंदर इतना मजबूत हो जाता है कि कुछ भी स्थिर नहीं रह सकता है।