Обнаженная сингулярность


В общей теории относительности голая сингулярность — это гипотетическая гравитационная сингулярность без горизонта событий . В черной дыре сингулярность полностью окружена границей, известной как горизонт событий , внутри которой гравитационная сила сингулярности настолько сильна, что свет не может выйти. Следовательно, объекты внутри горизонта событий, включая саму сингулярность, нельзя наблюдать напрямую. Напротив, голую сингулярность можно было бы наблюдать снаружи.

Теоретическое существование голых сингулярностей важно, потому что их существование означало бы возможность наблюдения коллапса объекта до бесконечной плотности . Это также вызвало бы фундаментальные проблемы для общей теории относительности, потому что общая теория относительности не может предсказывать эволюцию пространства-времени вблизи сингулярности. В обычных черных дырах это не проблема, поскольку внешний наблюдатель не может наблюдать пространство-время в пределах горизонта событий.

Голых сингулярностей в природе не наблюдалось. Астрономические наблюдения за черными дырами показывают, что скорость их вращения падает ниже порога, при котором возникает голая сингулярность (параметр вращения 1). Ближе всего к пределу подходит GRS 1915+105 с параметром вращения 0,82-1,00. [1]

Согласно гипотезе космической цензуры , гравитационные сингулярности могут быть ненаблюдаемы. Если петлевая квантовая гравитация верна, в природе возможны голые сингулярности.

Из концепций, почерпнутых из вращающихся черных дыр , показано, что быстро вращающаяся сингулярность может стать объектом в форме кольца. В результате появляются два горизонта событий, а также эргосфера , которые сближаются по мере увеличения вращения сингулярности. Когда внешний и внутренний горизонты событий сливаются, они сужаются к вращающейся сингулярности и в конечном итоге открывают ее для остальной Вселенной.

Сингулярность, вращающаяся достаточно быстро, может быть создана коллапсом пыли или сверхновой быстро вращающейся звезды. Были проведены исследования пульсаров [2] и некоторые компьютерные модели ( Choptuik , 1997). [3]


Лучевое изображение гипотетической обнаженной сингулярности на фоне Млечного Пути . Параметры сингулярности: M=1, a²+Q²=2M². Сингулярность видна с ее экваториальной плоскости при θ=90° (с ребра).
Сравнение с экстремальной черной дырой с M=1, a²+Q²=1M².