네이키드 특이점

일반 상대성 이론에서 벌거벗은 특이점은 사건의 지평선이 없는 가상의 중력 특이점입니다.블랙홀에서 특이점은 사건의 지평선으로 알려진 경계로 완전히 둘러싸여 있으며, 그 안에서 특이점에 의한 시공간의 곡률은 빛이 빠져나갈 수 없을 정도로 강합니다.따라서 특이점 자체를 포함하여 사건 지평선 내부의 물체는 직접 관찰할 수 없습니다.대조적으로, 맨눈의 특이점은 외부에서 관찰할 수 있습니다.

과거에 중력 특이점에서 끝나는 하나 이상의 인과 지오데식이 존재할 때 그 특이점을 벌거벗은 특이점이라고 합니다.^[1]이러한 측지선은 미래에는 무한대의 관측자나 블랙홀을 형성하고 있는 붕괴하는 구름과 함께 이동하는 관측자까지 확장될 수 있습니다.후자의 경우, 관찰자는 사건의 지평선 뒤에 있을 것이지만, 그것을 마주치기 전에 여전히 맨눈의 특이점을 살짝 봤을 것입니다.

벌거벗은 특이점의 이론적 존재는 그들의 존재가 무한한 밀도로 물체가 붕괴되는 것을 관찰할 수 있다는 것을 의미하기 때문에 중요합니다.또한 일반 상대성 이론은 특이점 근처에서 시공간의 진화에 대한 예측을 할 수 없기 때문에 일반 상대성 이론의 기초적인 문제를 일으킬 수 있습니다.일반적인 블랙홀에서는 외부 관찰자가 사건의 지평선 내에서 시공간을 관찰할 수 없기 때문에 문제가 되지 않습니다.

자연에서 벌거벗은 특이점은 관찰되지 않았습니다.블랙홀의 천문학적 관측은 블랙홀의 회전 속도가 임계값 아래로 떨어져 네이키드 특이점(스핀 파라미터 1)을 생성함을 나타냅니다.GRS 1915+105는 0.82-1.00의 스핀 파라미터로 한계에 가장 근접합니다.^[2]

우주 검열 가설에 따르면 중력 특이점은 관측되지 않을 수 있습니다.루프 양자중력이 맞다면 자연에서 벌거벗은 특이점이 가능할 수도 있습니다.

예상형성

질량이 큰 별이 중력에 의해 중력 붕괴를 겪을 때, 이 지속적인 붕괴의 궁극적인 결과는 블랙홀 또는 맨눈의 특이점으로 나타날 수 있습니다.이것은 일반 상대성 이론의 틀 안에서 물리적으로 그럴듯한 다양한 범위의 시나리오에 걸쳐 사실입니다.오펜하이머-스나이더-다트(OSD) 모델은 균질한 먼지(압력이 없는 물질)로 구성된 구형 구름의 붕괴를 보여줍니다.^[3][4]이 시나리오에서는 모든 물질이 동시에 이동 시간 측면에서 시공간 특이점으로 수렴합니다.특히 사건의 지평선은 특이점 앞에 나타나서 이를 효과적으로 덮습니다.초기 밀도(불균질 밀도 고려) 프로파일의 변화를 고려하면 지평선의 행동에 상당한 변화가 있음을 입증할 수 있습니다.이는 일반적인 먼지의 붕괴로 인해 발생하는 두 가지 뚜렷한 잠재적 결과로 이어집니다: 특이점 앞의 지평선으로 특징지어지는 블랙홀의 형성과 지평선이 지연되는 벌거벗은 특이점의 출현.벌거벗은 특이점의 경우, 이 지연은 널 지오데식 또는 광선이 밀도와 곡률이 발산하는 중심 특이점을 탈출하여 먼 관측자에 도달할 수 있게 해줍니다.^[5][6][7]보다 현실적인 붕괴 시나리오를 탐색할 때 한 가지 방법은 압력을 모델에 통합하는 것입니다.The consideration of gravitational collapse with non-zero pressures and various models including a realistic equation of state, delineating the specific relationship between the density and pressure within the cloud, has been thoroughly examined and investigated by numerous researchers over the years.^{[8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]}이들은 모두 초기 데이터에 따라 블랙홀 또는 네이키드 특이점을 초래합니다.

회전하는 블랙홀에서 끌어낸 개념들로부터, 빠르게 회전하는 특이점이 고리 모양의 물체가 될 수 있다는 것을 보여줍니다.이로 인해 특이점의 스핀이 증가함에 따라 함께 가까워지는 에르고스피어뿐만 아니라 두 개의 이벤트 지평선이 생성됩니다.외부 사건과 내부 사건의 지평선이 합쳐지면 회전하는 특이점 쪽으로 축소되어 결국 우주의 나머지 부분에 노출됩니다.

충분히 빠르게 회전하는 특이점은 먼지의 붕괴 또는 빠르게 회전하는 별의 초신성에 의해 생성될 수 있습니다.펄서에^[20] 대한 연구와 일부 컴퓨터 시뮬레이션(Choptuik, 1997)이 수행되었습니다.^[21]

쇼상 수상자인 수학자 데메트리오스 크리스토둘루는 기대했던 것과 달리 블랙홀에 숨겨져 있지 않은 특이점도 발생한다는 것을 보여주었습니다.^[22]하지만, 그는 그런 "벌거벗은 특이점"이 불안정하다는 것을 보여주었습니다.^[23]

메트릭

사라지는 사건의 지평선은 진공 속에서 회전하는 블랙홀인 커 미터법에 존재합니다.구체적으로 각운동량이 충분히 높으면 사건의 지평선이 사라질 수 있습니다.커 메트릭을 보이어-린드퀴스트 좌표로 변환하면 이벤트 지평선의 $r{\displaystyle }$ ${\displayr}$ 좌표$$(반지름이 아님)는 다음과^[24] 같습니다.

${\displaystyle r_{\pm }=\mu \pm (\mu ^{2}-a^{2})^{1/2},}$

where ${\displaystyle \mu =GM/c^{2}}$, and ${\displaystyle a=J/Mc}$. In this case, "event horizons disappear" means when the solutions are complex for ${\displaystyle r_{\pm }}$, or ${\displaystyle \mu ^{2}<a^{2}}$. However,이는 $J{\displaystyle }$ ${\displaystyle J}$가 ${\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {2\mathrm{}}^{}}$/ ${\displaystyle c}$ ${\displaystyle GM^{2}/c}($또는 플랑크 단위, > ${\$ M$^{2})$를 초과하는 경우에 해당합니다 즉, 스핀이 물리적으로 가능한 값의 상한으로 일반적으로 간주되는 것을 초과하는 경우입니다.

전하를 띤 블랙홀의 리스너-노르트스트롬 기하학으로도 사라지는 사건의 지평선을 볼 수 있습니다.이 메트릭에서 지평선은 다음 지점에서 발생한다는 것을^[25] 보여줄 수 있습니다.

${\displaystyle r_{\pm }=\mu \pm (\mu ^{2}-q^{2})^{1/2},}$

where ${\displaystyle \mu =GM/c^{2}}$, and ${\displaystyle q^{2}=GQ^{2}/(4\pi \varepsilon _{0}c^{4})}$. Of the three possible cases for the relative values of ${\displaystyle \mu }$ and ${\displaystyle q}$, < ${\$ 이 $둘{\displaystyle {}_{}}$ 다${\displaystyle {}_{}}$r$$± {\$displaystyle$ r_${\pm }$ 이 복잡해지는$$ 경우.이는 메트릭이 $r{\displaystyle }$ ${\displaystyle r}$의 모든 양의 값에 대해 규칙적임을 의미하거나$,$ 즉 특이점에는 이벤트 지평선이 없습니다.그러나 이는 $Q{\displaystyle }$/ ${\displaystyle 4}$π ε 0 {\displaystyle$Q/{\sqrt${4\$pi$ \$varepsilon$_{0}}}가$$MG {\$displaystyle M{\sqrt${G}}(또는 플랑크, > M {\$displaystyle$Q> M})를 초과하는 경우에 해당합니다.

회전하고 대전된 고리 특이점은 커-뉴먼 미터법을 참조하십시오.

영향들

적나라한 특이점은 과학자들이 무한히 밀도가 높은 물질을 관찰할 수 있도록 해줄 수 있으며, 이는 정상적인 상황에서는 우주 검열 가설에 의해 불가능합니다.어떤 종류의 사건의 지평선이 없다면, 어떤 사람들은 벌거벗은 특이점들이 실제로 빛을 낼 수 있다고 추측합니다.^[26]

우주 검열 가설

우주 검열 가설은 중력 특이점이 사건의 지평선에 의해 가려질 것이라고 말합니다.GW150914를 포함한 LIGO 이벤트는 이러한 예측과 일치합니다.데이터 이상 현상이 특이점의 경우에 발생했을 수 있지만 이러한 이상 현상의 성격은 여전히 알려지지 않았습니다.^[27]

일부 연구에서는 루프 양자 중력이 정확하다면 자연계에 벌거벗은 특이점이 존재할 수 있다고 제안했으며,^[28][29][30] 이는 우주 검열 가설이 성립하지 않음을 암시합니다.수치 계산^[31] 및 기타 몇 가지 주장도^[32] 이러한 가능성을 암시했습니다.

픽션으로

• M. John Harrison의 케파후치 트랙 3부작 SF 소설(빛, 노바 스윙 및 빈 공간)은 인류의 적나라한 특이점에 대한 탐구를 중심으로 합니다.
• 제임스 C의 "Dark Perile". 2005년 3월 아날로그 출판된 글래스는 탐험 임무를 수행 중인 우주 여행자들에 대한 이야기입니다.그들이 이상한 우주 현상을 조사하는 동안, 그들의 두 작은 우주 공예품이 흔들리기 시작하고, 그들은 그 지역을 떠날 수 없습니다.한 승무원은 자신들이 블랙홀이나 벌거벗은 특이점의 에르고스피어에 갇혀 있다는 것을 깨닫습니다.이 이야기는 여러 개의 블랙홀 또는 특이점으로 이루어진 군집과 이 피할 수 없을 것으로 보이는 상황에서 살아남기 위해 승무원들이 무엇을 하는지를 묘사합니다.
• Stephen Baxter의 Xeelee Sequence는 Naked 특이점을 생성하는 거대한 고리를 만드는 Xeelee를 특징으로 합니다.그것은 다른 우주로 여행하는 데 사용됩니다.
• 2004년 TV 시리즈 배틀스타 갈락티카의 피날레인 "데이브레이크"라는 제목의 에피소드에서, 실론 식민지는 적나라한 특이점 주위를 돌고 있습니다.^{[citation needed]}
• 피터 해밀턴의 "밤의 새벽 3부작"에 나오는 잠자는 신은 벌거벗은 특이점으로 여겨집니다.
• 크리스토퍼 놀란의 인터스텔라에서 맨눈의 특이점이 존재하지 않는 것은 사건의 지평선 내부에서 실험 데이터에 접근할 수 없기 때문에 인류가 양자 중력 이론을 완성하는 것을 방해합니다.
• 시각 소설 Steins에서,게이트, 벌거벗은 특이점을 사용하여 주인공의 디지털화된 기억을 더 작은 크기로 압축한 다음 즉흥적인 "시간 도약 기계"로 시간을 거슬러 보냅니다.
• 본다 맥킨타이어의 1981년 스타트렉 소설 엔트로피 효과에서 적나라한 특이점은 시간여행 실험의 부작용으로 밝혀지며, 시간여행 실험이 시작되기 전에 중단되지 않으면 우주를 파괴할 수 있다고 위협합니다.

참고 항목

• 블랙홀 전자
• 중력특이점
• 고리특이점

참고문헌

더보기

• Werner, M. C.; Petters, A. O. (2007-09-24). "Magnification relations for Kerr lensing and testing cosmic censorship". Physical Review D. 76 (6): 064024. arXiv:0706.0132v2. Bibcode:2007PhRvD..76f4024W. doi:10.1103/physrevd.76.064024. ISSN 1550-7998. S2CID 119647924.
• Pankaj S. Joshi, "벌거벗은 특이점이 물리 법칙을 깨뜨리나요?", Scientific American, 2009년 1월.
• 마커스 차운, "빠르게 회전하는 블랙홀은 모든 것을 드러낼지도 모릅니다" 뉴 사이언티스트, 2009년 8월