Forat negre de Reissner Nordström
Un forat negre de Reissner-Nordström és aquell que es defineix per dos paràmetres: la massa M i la càrrega elèctrica Q. Aquesta solució va ser obtinguda en 1918 pel matemàtic Hans Reissner[1] i el físic teòric Gunnar Nordström[2] a les equacions de camp de relativitat al voltant d'un objecte massiu carregat elèctricament i mancat de moment angular. Els forats de Reissner-Nordström són un tipus de forat negre de Kerr-Newman.
Descripció geomètrica modifica
El forat negre de Reissner-Nordström és una regió de l'espai isòtropa, que queda delimitada per dos horitzons de successos: un d'intern anomenat horitzó de Cauchy[3] amb càrrega negativa i un d'extern anomenat simplement horitzó de successos amb càrrega positiva. A causa de la mancança de moment angular, ambdós horitzons tenen forma completament esfèrica on al centre es troba una singularitat gravitacional simple, és a dir, que no té forma toroidal com és el cas dels forats negres de Kerr-Newman.
L'equació que determina la distància de la singularitat respecte als dos horitzons depèn únicament de la massa i la càrrega del forat negre, en unitats del sistema internacional:
on:
- r és la distància de cada horitzó de successos,
- M és la massa,
- Q és la càrrega elèctrica. El valor positiu ( ) per l'horitzó de successos i el valor negatiu ( ) per l'horitzó de Cauchy.
Relació entre la càrrega Q i la massa M modifica
Els valors de la càrrega i la massa influeixen molt en els forats negres de Reissner-Nordström, ja que és la seva relació la que determina el límit entre els seus horitzons de successos. Hi ha tres relacions:
- Cas 1: si el valor de la càrrega total és superior al de la massa els dos horitzons es mantenen a una distància raonable. Molt similar al forat negre de Schwarschild, però amb dos horitzons.[4]
- Cas 2: si el valor de la càrrega total és igual al de la massa els dos horitzons es fusionen, deixant un únic horitzó.[4]
- Cas 3: si el valor de la càrrega total és inferior al de la massa els dos horitzons s'anul·len, deixant visible la singularitat,[4] el que es coneix com a singularitat nua. Aquest cas no es creu possible, ja que es considera impossible l'existència de singularitats nues. En part per la hipòtesi de la censura còsmica,[5] proposada per Roger Penrose el 1965, que no permet la seva existència.
Depenent de si la càrrega total és positiva o negativa, el forat negre tendirà a atreure o a repel·lir qualsevol objecte que se li apropi, tot i això, la força gravitatòria és més gran i per tant sempre atraurà.
Vegeu també modifica
Referències modifica
- ↑ Reissner, H. «Annalen der Physik» (en alemany). Über die Eigengravitation des elektrischen Feldes nach der Einsteinschen Theorie, 50, 1916, pàg. 106–120.
- ↑ Nordström, G. «Verhandl. Koninkl. Ned. Akad. Wetenschap., Afdel. Natuurk., Amsterdam». On the Energy of the Gravitational Field in Einstein's Theory, 26, 1918, pàg. 1201–1208.
- ↑ Chandrasekhar, S. The Mathematical Theory of Black Holes. Oxford University Press, 1998, p. 205. ISBN 0-19850370-9. «And finally, the fact that the Reissner-Nordström solution has two horizons, an external event horizon and an internal 'Cauchy horizon,' provides a convenient bridge to the study of the Kerr solution in the subsequent chapters.»
- ↑ 4,0 4,1 4,2 «The Reissner Nordström Geometry» (en anglès). Andrew Hamilton, 19-04-2001. Arxivat de l'original el 7 de juliol 2007. [Consulta: 10 desembre 2017].
- ↑ Penrose, R. «Physical Review Letters». Gravitational Collapse and Space-Time Singularities, 14, Gener 1965, pàg. 57–59.