偽奇點

數學學術用語,對於一個球對稱的靜態引力場。

臨界半徑,無限紅移面,

臨界半徑

對於一個球對稱的靜態引力場,其時空幾何是Schwarzshild幾何,其時空間隔(解)為:
根據觀察,我們看到當 r 趨近於2GM時,這一時空間隔出現一個“奇點”。在這一半徑處,
偽奇點
g00=1 - 2GM/r 趨於 0 ················································· (1)
g11= - 1/(2GM/r)趨於無窮············································(2),
在cgs單位制中,臨界半徑為
偽奇點
這稱為Schwarzshild半徑,或者質量M的引力半徑。對於一個M=2*10的三次方g的質量,這一半徑為rs=3.0km。
* 如果一個天體的實際半徑大於rs,則我們不需要考慮奇點(1)、(2)式,因為Schwarzshild解只適用於該天體的外部區域。
* 如果一個天體具有小於rs的半徑,它必然具有~10的16次方g/cm立方的密度,這一密度甚至比中子星的密度還要大。
注意,天體的大小小於Schwarzshild半徑時,其相應的臨界密度隨質量的增大而減小。
為討論Schwarzshild解的普遍特徵,假設天體已經完全坍縮,因而在所有的點,質量密度都為0(r=0點除外)。這表明可以把Schwarzshild解當做Einstein方程一個嚴格真空解來處理

無限紅移面

r=rs(看作是時空中的一個曲面)對應的曲面稱為無限紅移面(史瓦西解的情況下重合事件視界)。一隻鄰近r=rs的靜止鐘,其故有時為
偽奇點
當r=rs時它趨於零;即,比起另一隻位於無限遠處的鐘,這隻鐘走得無限慢。這樣,如果一個靜止於接近r=rs處的太空人向外傳送光脈衝或是信號火箭,其相繼脈衝之間的時間間隔為1s(在他的時鐘看來),則遠距離處的觀測者將以遠大於1s的時間間隔接收到這些脈衝。
對於一隻位於r=rs處的靜止鐘,上式給出了一個無限大的時間膨脹。事實上,鐘不可能在這個面上保持靜止。
r=rs處的Schwarzshild “奇點”不是一個物理的點。(1)(2)中的奇點是“偽奇點”,它的出現是由於不適當的坐標選擇,並可以經過坐標變換而消失。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們