云南大学广义相对论基础第7章黑洞.pptVIP

*广义相对论_黑洞*FormationmechanismofstellarmassBHs白矮星中子星黑洞小质量恒星大质量恒星超新星爆发气体*广义相对论_黑洞*CoreCollapseSNRecentProgressinNeutronStarBlackHoleAstrophysics*广义相对论_黑洞**广义相对论_黑洞**广义相对论_黑洞*DuetoBH’schargeDuetoBH’sspin*广义相对论_黑洞*MagneticfieldlinesaroundaKerrBH*广义相对论_黑洞*RadioLoudvsRadioQuietStrongradioemissioncomesfromrelativisticjets:synchrotronemission.Blackhole’sspinenergypowerstherelativisticjets.Evidence:someradioloudgalaxiesaremergedgalaxies*广义相对论_黑洞**广义相对论_黑洞**广义相对论_黑洞*氢原子反应火焰熄灭、冷却缩小恒星彗星、尘埃恒星、行星超新星爆炸黑洞、中子星、白矮星**广义相对论_黑洞恒星白矮星中子星黑洞**广义相对论_黑洞***广义相对论_黑洞*Kerr解是定态的，但不是静态的；即这个度规不是t的函数，但是在时间反演下却不是不变的，这是因为存在一个项。这个解对于z轴是转动对称的，即它与无关。对大的r，式（7.5.1）变为练习：推导（7.5.4）式，。保留的项，略去的项。式（7.5.4）右边倒数第二项可以忽略，因为它比前面的一项小一个因子。为解最后一项，用直角坐标表示出来。利用，得到因而式（7.5.4）变为（7.5.4）（7.5.5）（7.5.6）*广义相对论_黑洞*式（7.5.6）的前四项与Schwarzschild情况下的结果完全一致，式中的M是系统的总质量。最后一项相应于度规中的非对角分量。用直角坐标来表示，这些非对角项为式中，量Ma为系统的自转角动量，定义参数a为单位质量的角动量。如果a0，则转动方向是逆时针绕+z的方向。Kerr解不是转动质量周围引力场的唯一解。一般而言，这样的解与质量的准确形状有关。不同的质量分布将产生不同的解，并且这些差别将在大的r处显示为引力场的不同多极矩。但是，Kerr解是唯一的定态解，它表示一个转动的黑洞，即一个已经坍缩到其视界内部的转动系统。如，一颗转动的、电中性的恒星的引力坍缩，将最终导致Kerr几何的产生。练习：在的极限下，克尔解的表示式（7.5.1）与史瓦西解一致。（7.5.7）（7.5.8）*广义相对论_黑洞*静态荷电球外部解为雷斯勒-诺斯特朗姆（Reissner-Nordstrom）解。与Einstein方程真空解的Kerr解和Schwarzschild解相对照，雷斯勒-诺斯特朗姆解不是一个真空解。一个荷电质量被一个电场所包围，致使整个空间的能量－动量张量不为零。因此，必须求解耦合的Einstein方程和电磁场方程：这里是电磁场的能量－动量张量方程。对于这些耦合方程的定态球对称解，空间间隔将具有球对称的一般形式，但未知函数与史瓦西情况下不一样。电场将在径向方向，因此电磁场张量具有如下形式：（7.5.9）（7.5.10）（7.5.11）（7.5.12）*广义相对论_黑洞*方程（7.5.9）～（7.5.11）的求解如Schwarzschild情况一样，得到时空间隔（Reissner-Nordstrom度规）为电场为这个解包含两个积分常数M和Q。这两个常数解释为质量和电荷。弯曲时空中电场的表示式（7.5.14）具有与平直时空一样的对r的严格平方反比规律。这一平方反比规律是Gauss定律的一个直接结果。如果Q=0，则Reissner