Nahá singularita je hypotetický koncept obecné relativity (GR ) , který označuje gravitační singularitu bez horizontu události . V klasické černé díře v singularitě je gravitační síla tak silná, že světlo nemůže uniknout z horizontu událostí, a tak objekty uvnitř horizontu událostí, včetně samotné černé díry, nelze přímo pozorovat. Nahou singularitu, pokud existuje, lze naopak pozorovat zvenčí.
Teoretický důkaz existence holých singularit je velmi důležitý, protože znamená, že je v principu možné pozorovat smršťování objektu do nekonečné hustoty . To by také přispělo k vyřešení základních problémů obecné relativity, protože obecná teorie relativity nemůže předpovídat budoucí vývoj časoprostoru blízko singularity. V případě „obyčejných“ černých děr to není problém, protože vnější pozorovatel nemůže pozorovat časoprostor uvnitř horizontu událostí.
Některé studie (2005) ukazují, že pokud je teorie smyčkové kvantové gravitace správná , pak mohou v přírodě existovat nahé singularity [1] [2] [3] za předpokladu, že není splněn princip vesmírné cenzury . Na takovou možnost poukazují i numerické výpočty [4] a některé další argumenty [5] .
Dodnes nebyly nahé singularity objeveny.
V konceptu rotujících černých děr je ukázáno, že rychle rotující singularita se může stát prstencovým objektem . To má za následek dva horizonty událostí a také ergosféru , které se sbíhají, jak se rotace singularity zvyšuje. Když se vnější a vnitřní horizonty událostí spojí, scvrknou se do rotující singularity a nakonec utěsní zbytek vesmíru.
Dostatečně rychle rotující singularita může být výsledkem kolapsu prachu nebo supernovy .
Nahá singularita je příkladem matematické složitosti (zmenšující se na nekonečnou hustotu), která ukazuje hlubší problém v pochopení tohoto fyzikálního procesu. Přijatelné řešení tohoto problému by mělo pomoci najít dosud nerozvinutou funkční teorii kvantové gravitace .
Zmizení horizontu událostí existuje v Kerrově metrice , která popisuje rotující černou díru ve vakuu. Zejména pokud je jeho moment hybnosti dostatečně velký, horizont událostí zmizí. Převedením Kerrovy metriky na Boyer-Lindqvistovy souřadnice lze ukázat [6] , že souřadnice (která není poloměrem) horizontu událostí
,
kde a . V tomto případě "mizí horizont událostí" znamená, že řešení jsou komplexní pro , nebo .
Zmizení horizontu událostí lze také vidět v Reissner-Nordströmově metrice pro nabitou černou díru. V této metrice lze ukázat [7] , že k singularitě dochází, když
,
kde a . Ze tří možných případů pro relativní hodnoty a v případě, kdy jsou obě hodnoty složité. To znamená, že metrika je pravidelná pro všechny kladné hodnoty , nebo jinými slovy, singularita nemá žádný horizont událostí.
Přítomnost nahé singularity by vědcům umožnila pozorovat objekt smršťující se do nekonečné hustoty, což je za normálních okolností nemožné. Podle řady odhadů absence horizontu událostí umožní holým singularitám vyzařovat světlo [8] . Zároveň princip vesmírné cenzury , formulovaný v roce 1970 Rogerem Penrosem , uvádí, že v našem vesmíru nemůže za reálných počátečních podmínek vzniknout nahá singularita.
Černé díry | |||||
---|---|---|---|---|---|
Typy | |||||
Rozměry | |||||
Vzdělání | |||||
Vlastnosti | |||||
Modelky |
| ||||
teorie |
| ||||
Přesná řešení v obecné teorii relativity |
| ||||
související témata |
| ||||
Kategorie:Černé díry |