Многомерная гравитация Эйнштейна
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2009 г. ) |
Многомерная гравитация Эйнштейна — это любая из различных физических теорий, которые пытаются обобщить на более высокие измерения различные результаты хорошо зарекомендовавшей себя теории стандартной (четырёхмерной) теории гравитации Альберта Эйнштейна , то есть общей теории относительности . На эту попытку обобщения в последние десятилетия сильно повлияла теория струн .
В настоящее время эту работу, вероятно, наиболее справедливо можно охарактеризовать как расширенные теоретические размышления. В настоящее время она не имеет прямого наблюдательного и экспериментального подтверждения, в отличие от четырехмерной общей теории относительности. Однако эта теоретическая работа привела к возможности доказать существование дополнительных измерений. Лучше всего это демонстрируется доказательством Харви Реалла и Роберто Эмпарана , что существует решение «черного кольца» в 5 измерениях. Если бы такое «черное кольцо» можно было создать в ускорителе частиц, таком как Большой адронный коллайдер , это стало бы доказательством существования более высоких измерений.
Точные решения
[ редактировать ] | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( февраль 2024 г. ) |
Многомерное обобщение метрики Керра было обнаружено Робертом Майерсом и Малкольмом Перри . [1] Как и метрика Керра, метрика Майерса-Перри имеет сферическую топологию горизонта. Конструкция включает в себя создание Керра – Шилда анзаца ; аналогичным методом решение было обобщено и включило космологическую постоянную . Черное кольцо — это решение пятимерной общей теории относительности. Он унаследовал свое название от того факта, что его горизонт событий топологически S. 1 × С 2 . Это контрастирует с другими известными решениями для черных дыр в пяти измерениях, которые имеют топологию горизонта S. 3 .
В 2014 году Хари Кундури и Джеймс Лучетти доказали существование черной дыры с пространства Линзы топологией типа L (2, 1) в пяти измерениях. [2] Затем это было распространено на все L (p, 1) с целыми положительными числами p Шинья Томизава и Масато Нодзава в 2016 году. [3] и, наконец, в препринте для всех L (p, q) и любых измерений Маркуса Кхури и Джордана Рейноне в 2022 году: [4] [5] не черная линза обязательно должна вращаться как черное кольцо, но все примеры до сих пор нуждались в поле материи, исходящей из дополнительных измерений, чтобы оставаться стабильными.
Уникальность черной дыры
[ редактировать ]В четырех измерениях Хокинг доказал, что топология горизонта событий невращающейся черной дыры должна быть сферической. [6] Поскольку в доказательстве используется теорема Гаусса–Бонне , оно не обобщается на более высокие измерения. Открытие решений черных колец в пяти измерениях [7] показывает, что другие топологии разрешены в более высоких измерениях, но неясно, какие именно топологии разрешены. Показано, что горизонт должен иметь положительный тип Ямабе, то есть он должен допускать метрику положительной скалярной кривизны . [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роберт С. Майерс, М. Дж. Перри (1986). «Черные дыры в многомерном пространстве-времени». Анналы физики . 172 (2): 304–347. Бибкод : 1986АнФиз.172..304М . дои : 10.1016/0003-4916(86)90186-7 .
- ^ Кундури, Хари К.; Люсьетти, Джеймс (17 ноября 2014 г.). «Суперсимметричные черные дыры с топологией пространства линзы». Письма о физических отзывах . 113 (21): 211101. arXiv : 1408.6083 . Бибкод : 2014PhRvL.113u1101K . doi : 10.1103/PhysRevLett.113.211101 . ПМИД 25479484 . S2CID 119060757 .
- ^ Томизава, Шинья; Нодзава, Масато (22 августа 2016 г.). «Суперсимметричные черные линзы в пяти измерениях». Физический обзор D . 94 (4): 044037. arXiv : 1606.06643 . Бибкод : 2016PhRvD..94d4037T . дои : 10.1103/PhysRevD.94.044037 . S2CID 118524018 .
- ^ Хури, Маркус А.; Рейноне, Джордан Ф. (2023). «Черные линзы в материи Калуцы-Кляйна». Письма о физических отзывах . 131 (4): 041402. arXiv : 2212.06762 . Бибкод : 2023PhRvL.131d1402K . doi : 10.1103/PhysRevLett.131.041402 . PMID 37566867 . S2CID 254591339 .
- ^ Надис, Стив (24 января 2023 г.). «Математики нашли бесконечность возможных форм черных дыр» . Журнал Кванта . Проверено 24 января 2023 г.
- ^ Хокинг, Юго-Запад (1972). «Черные дыры в общей теории относительности» . Связь в математической физике . 25 (2): 152–166. Бибкод : 1972CMaPh..25..152H . дои : 10.1007/BF01877517 . ISSN 0010-3616 . S2CID 121527613 .
- ^ Эмпаран, Роберто; Реалл, Харви С. (21 февраля 2002 г.). «Решение вращающегося черного кольца в пяти измерениях». Физ. Преподобный Летт . 88 (10): 101101–101104. arXiv : hep-th/0110260 . Бибкод : 2002PhRvL..88j1101E . doi : 10.1103/PhysRevLett.88.101101 . hdl : 2445/13248 . ПМИД 11909335 . S2CID 6923777 .
- ^ Галлоуэй, Грегори Дж.; Шон, Ричард (1 сентября 2006 г.). «Обобщение теоремы Хокинга о топологии черной дыры на высшие измерения». Связь в математической физике . 266 (2): 571–576. arXiv : gr-qc/0509107 . Бибкод : 2006CMaPh.266..571G . дои : 10.1007/s00220-006-0019-z . ISSN 1432-0916 . S2CID 5439828 .