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'''克尔度规'''(英语:Kerr metric)或称克尔真空(英语:Kerr vacuum),在广义相对论中,描述稳态轴对称星体(例如:黑洞)周围的时空几何。其为爱因斯坦场方程的精确解,故又称克尔解;广义相对论的主导方程——爱因斯坦场方程<ref>[https://www.sohu.com/a/145435771_479097 爱因斯坦场方程究竟讲了什么?],搜狐,2017-06-06</ref>是非线性的,找出其精确解是相当困难的任务。 | '''克尔度规'''(英语:Kerr metric)或称克尔真空(英语:Kerr vacuum),在广义相对论中,描述稳态轴对称星体(例如:黑洞)周围的时空几何。其为爱因斯坦场方程的精确解,故又称克尔解;广义相对论的主导方程——爱因斯坦场方程<ref>[https://www.sohu.com/a/145435771_479097 爱因斯坦场方程究竟讲了什么?],搜狐,2017-06-06</ref>是非线性的,找出其精确解是相当困难的任务。 | ||
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注意到:一般而言,波义耳-林德奎斯特坐标系对应准椭球坐标系,在M=Q=0的情况下退化为椭球坐标。“最大”旋转程度指的是一[[黑洞]]可以存在的最大a值,而非旋转质量物体可以具有的最大a值。 | 注意到:一般而言,波义耳-林德奎斯特坐标系对应准椭球坐标系,在M=Q=0的情况下退化为椭球坐标。“最大”旋转程度指的是一[[黑洞]]可以存在的最大a值,而非旋转质量物体可以具有的最大a值。 | ||
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於 2021年11月6日 (六) 04:36 的最新修訂
克爾度規(英語:Kerr metric)或稱克爾真空(英語:Kerr vacuum),在廣義相對論中,描述穩態軸對稱星體(例如:黑洞)周圍的時空幾何。其為愛因斯坦場方程的精確解,故又稱克爾解;廣義相對論的主導方程——愛因斯坦場方程[1]是非線性的,找出其精確解是相當困難的任務。
簡介
克爾度規是史瓦西度規(1915年)的推廣,後者用以描述靜態球對稱,不旋轉且不帶電荷的星體周圍的時空幾何。在帶電荷的情形下,史瓦西度規成為雷斯勒-諾德斯特洛姆度規(1916年–1918年)。約瑟夫·冷澤和漢斯·提爾苓曾使用弱場近似方法得到過旋轉軸對稱球狀物體度規的近似解。直到1963年方由羅伊·克爾提出精確解,但他並沒有給出推導過程。1973年Schiffer等人給出了克爾度規的推導。
克爾度規的帶電荷版本為克爾-紐曼度規(1965年),以上四個相關的解可整理為如下表格:其中Q代表物體所帶電荷,而J代表物體的自轉角動量。
數學表示
若以波義耳-林德奎斯特坐標寫出克爾真空解,則為:
其中M為旋轉物體質量;a為自轉參數(spin parameter)或稱特定角動量(specific angular momentum),物理意義為單位質量的角動量,用來描述此物體的旋轉,與角動量J有關,關係式為a=J/M;
所有的物理量採用幾何單位制:c=G=1。當自轉參數a值為零,則表示物體無旋轉,克爾度規退化成史瓦西度規。
注意到:一般而言,波義耳-林德奎斯特坐標系對應准橢球坐標系,在M=Q=0的情況下退化為橢球坐標。「最大」旋轉程度指的是一黑洞可以存在的最大a值,而非旋轉質量物體可以具有的最大a值。
視頻
克爾度規 相關視頻
參考文獻
- ↑ 愛因斯坦場方程究竟講了什麼?,搜狐,2017-06-06