Chuyển động xuyên tâm của hạt vào lỗ đen - trắng trong mô hình hấp dẫn véctơ

Lỗ trắng - đen là một đối tượng vật lý vĩ mô mới mà mô hình Vector cho trường hấp dẫn dự đoán tồn tại trong vũ trụ. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu chuyển động xuyên tâm của hạt thử nghiệm thành một lỗ trắng - đen. Kết quả cho thấy khi hạt tiếp cận lỗ đen từ bên ngoài, chúng ta thu được kết quả tương tự khi hạt tiếp cận lỗ đen Schwarzschild trong lý thuyết Einstein, nhưng khi vật thể co lại và trở thành lỗ trắng, kết quả có những khác biệt thú vị.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyển động xuyên tâm của hạt vào lỗ đen - trắng trong mô hình hấp dẫn véctơJournal of Thu Dau Mot university, No1(3) – 2012 CHUYEÅN ÑOÄNG XUYEÂN TAÂM CUÛA HAÏT VAØO LOÃ ÑEN – TRAÉNG TRONG MOÂ HÌNH HAÁP DAÃN VEÙCTÔ Voõ Vaên ÔÙn(1), Phaïm Lan Anh(2) (1) Tröôøng Ñaïi hoïc Thuû Daàu Moät; (2) Tröôøng Ñaïi hoïc Khoa hoïc Töï nhieân – Ñaïi hoïc Quoác gia TP. Hoà Chí Minh TOÙM TAÉT Loã ñen – traéng laø moät ñoái töôïng vaät lí vó moâ môùi ñöôïc Moâ hình haáp daãn veùctô tieânñoaùn toàn taïi trong vuõ truï. Trong baøi baùo naøy, chuùng toâi khaûo saùt chuyeån ñoäng xuyeân taâmcuûa moät haït thöû khi noù ñi vaøo trong loã ñen – traéng. Keát quaû cho thaáy khi haït tieäm caän ñeánloã ñen töø ngoaøi ta thu ñöôïc caùc keát quaû gaàn gioáng nhö khi haït tieäm caän loã ñenSchwarzschild trong thuyeát Einstein, nhöng khi vaät theå co laïi vaø thaønh loã traéng, söï tieämcaän cuûa haït coù nhieàu ñieåm khaùc bieät lí thuù. Töø khoaù: loã ñen – traéng, chuyeån ñoäng xuyeân taâm, moâ hình haáp daãn veùctô *1. Môû ñaàu Loã ñen laø moät vaät theå vó moâ kyø laï ñöôïc Lí thuyeát töông ñoái roäng cuûa Einstein tieânñoaùn toàn taïi vaø ñaõ ñöôïc caùc quan saùt thieân vaên xaùc nhaän. Phöông trình Einstein cho moáilieân heä giöõa khoâng – thôøi gian vaø vaät chaát trong trong Thuyeát töông ñoái roäng laø: 1 8 G R  g  R   T (1) 2 c4 ÔÛ ñaây R laø tenxô ñoä cong Riemann, R laø ñoä cong voâ höôùng, g  laø tenxô meâtric cuûa khoâng - thôøi gian, T laø tenxô naêng – xung löôïng cuûa vaät chaát. Moät nghieäm cuûa (1) cho vuøng khoâng gian beân ngoaøi moät vaät theå ñoái xöùng caàu , khoângquay, khoâng tích ñieän laø meâtric Schwarzschild : 1  r  2  rS  ds   1  S 2  dt  1   dr  r d  2 2 2 (2)  r   r Vôùi rS  2GM ñöôïc goïi laø baùn kính Schwar-zschild. c2 Töø bieåu thöùc cuûa meâtric (2) ta thaáy raèng, khi vaät theå co daàn laïi döôùi taùc duïng cuûa löïchaáp daãn ñeán baùn kính r  rS thì xaûy ra söï kyø dò trong meâtric naøy. Töø luùc naøy trôû ñi moïithoâng tin hay tín hieäu töø vaät theå khoâng theå ra vôùi theá giôùi beân ngoaøi, vaät theå trôû thaønh moätloã ñen. Loã ñen laø ñoái töôïng töông ñoái quen thuoäc trong Thuyeát töông ñoái roäng vaø chuyeån ñoängcuûa haït vaøo loã ñen cuõng ñaõ ñöôïc nhieàu taùc giaû nghieân cöùu [1, 2, 3, 4, 5]. 16 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 1(3) - 2012 Moâ hình haáp daãn vectô [6], tieân ñoaùn toàn taïi moät vaät theå vó moâ raát ñaëc bieät laø loã ñen –traéng, theo ñoù khi moät vaät theå co laïi döôùi taùc duïng cuûa löïc haáp daãn ñeán baùn kínhr2  0,985rS noù trôû thaønh moät loã ñen, nhöng khi co tieáp ñeán moät baùn kính raát nhoûr1  0,153rS , böùc xaï töø noù ñoät nhieân laïi thoaùt ra ñöôïc beân ngoaøi, vaät trôû neân thaáy ñöôïc vaøñöôïc goïi laø loã traéng. Trong baøi baùo naøy chuùng toâi khaûo saùt chuyeån ñoäng xuyeân taâm cuûa moäthaït vaøo loã ñen – traéng nhö theá. Baøi baùo ñöôïc caáu truùc gồm: 1. Môû ñaàu; 2. Giôùi thieäu sô löôïc veàloã ñen – traéng trong moâ hình haáp daãn vectô; 3. Khaûo saùt chuyeån ñoäng xuyeân taâm cuûa moät haïtthöû vaøo trong loã ñen – traéng; 4. Keát luaän.2. Loã ñen – traéng trong moâ hình haáp daãn veùctô Trong Moâ hình haáp daãn veùctô, moái lieân heä giöõa khoâng – thôøi gian, vaät chaát vaø tröôønghaáp daãn ñöôïc theå hieän qua phöông trình Einstein caûi tieán nhö sau: 1 8 G R  g  R  g     4 (TMg .   Tg . ) (3) 2 c ÔÛ ñaây R laø tenxô ñoä cong cuûa khoâng - thôøi gian, R laø ñoä cong voâ höôùng;  laø haèng soá vuõ truï; g  laø tenxô meâtric cuûa khoâng – thôøi gian; TMg , laø tenxô naêng- xung löôïng cuûa vaät chaát; ...