Ergoobszar

Cząstka wlatującą do ergosfery ruchem wstecznym zostaje zmuszona do zmiany kierunku ruchu. Koordynaty w systemie Boyera–Lindquista.
Rysunek przedstawiający wirującą czarną dziurę i jej ergoobszar zwany ergosferą

Ergoobszar, zwany też ergosferą – obszar dookoła wirującej czarnej dziury, znajdujący się na zewnątrz sfery wyznaczonej przez horyzont zdarzeń w rozwiązaniu Kerra, gdzie wartość grawitacji staje się nieskończona[1]. Im szybszy obrót wokół własnej osi, tym dalej znajduje się ergoobszar od horyzontu. Gdy rotacja czarnej dziury znika, wówczas znika również ergosfera i właściwym jest opis Schwarzschilda.

Ergosfera w rozwiązaniu Kerra jest elipsoidą stykającą się z biegunami czarnej dziury, zaś w obszarze równikowym rozciąga się na odległość sięgającą promieniowi horyzontu zewnętrznego.

W pobliżu szybko rotujących dużych mas, czyli także w ergosferze, spodziewane jest zjawisko znane jako efekt Lense-Thirringa lub frame-dragging (z ang. unoszenie układu odniesienia), powodujące rotację lub precesję układu współrzędnych ciała opadającego na czarną dziurę.

Powierzchnia ergosfery nie jest półprzepuszczalna i masa, lub jej część, która znalazła się w tym obszarze może przedostać się z powrotem na zewnątrz. Teoria dwu horyzontów w metryce Kerra przewiduje nawet ekranowanie przy granicznej prędkości obrotu i odbijanie cząstek próbnych w określonym zakresie energii.

Przypisy

  1. Matt Visser, The Kerr spacetime: A brief introduction, „{{{czasopismo}}}”, Victoria University of Wellington, 15 stycznia 2008, s. 31 (ang.).czasopismo

Media użyte na tej stronie

Retrograde entry into the ergospere of a rotating black hole.gif
Autor: Yukterez (Simon Tyran), Licencja: CC BY-SA 4.0
A test particle is launched with the newtonian orbital velocity, but in the retrograde direction around a spinnig black hole with the spin-parameter a=0.998 (therefore the event horizon is at r=1.063214). t is the coordinate time of an observer at infinity, τ the testparticle's proper time, t' the time dilation factor between both, r and R the radial coordinates in Boyer-Lindquist and Kerr-Schild coordinates, v the delayed velocity as measured by an observer at infinity and Ω the frame dragging velocity (also as measured by an observer at infinity). Times have units of GM/c³, lengths GM/c² and velocities c. The red trail length is 1/8 GM/c³ of proper time; the coordinate system is Boyer-Lindquist.
Ergosphere of a rotating black hole.svg
Autor:

Oryginał: MesserWoland

Wektoryzacja: Perhelion, Licencja: CC BY-SA 3.0
Ergosphere of a rotating black hole. The inner event horizon is also not circular. See de:Ereignishorizont #Drehimpuls und elektrische Ladung
BH LMC.png
Autor: User:Alain r, Licencja: CC BY-SA 2.5
Wmontowany obraz czarnej dziury znajdującej się przed Wielkim Obłokiem Magellana. Stosunek między wymiarem promienia Schwarzschilda czarnej dziury a odległością do obserwatora wynosi 1: 9. Na uwagę zasługuje efekt soczewkowania grawitacyjnego, znany jako pierścień Einsteina, który formuje dwie jasne, duże, ale wysoce zniekształcone obrazy mgławic, w porównaniu z ich faktycznymi rozmiarami kątowymi.