Trou noir de Kerr

Tout dans l’univers tourne, il n’est donc pas très probable que les trous noirs de Schwarzschild existent. Si un objet a été absorbé par un trou noir de Schwarzschild, il n’y aurait aucun moyen d’éviter l’unicité. Lorsque l’objet atteint la singularité est écrasé sur la densité infinie et le volume zéro, et la masse de l’objet est ajoutée au trou noir. Dans le cas des trous noirs en rotation, il est toutefois possible d’éviter l’unicité. Un navire qui pénètre dans le trou noir doit coïncider avec la direction et la vitesse de rotation du trou noir. En faisant cela, il vous sera possible de «changer» autour de l’unicité mortelle et de sortir du trou noir dans une autre partie de l’espace-temps. Il peut sembler absurde que le navire puisse quitter le trou noir lui-même, car il nécessiterait une vitesse infinie. Cependant, le trou noir en rotation déforme l’espace-temps afin que l’unicité puisse être évitée et que le navire puisse laisser le trou noir à des vitesses raisonnables. La rotation du trou noir déforme également l’espace-temps avec la création de deux horizons d’événements, au lieu d’un comme des trous noirs de Schwarzschild. La direction de rotation du trou noir peut ou ne peut pas affecter si le navire avance ou en arrière au fil du temps. Cependant, le navire ne peut pas laisser le trou noir à un moment différent et le même point dans l’espace. Le trou noir peut être connecté à une autre région de l’univers par un trou blanc. La métrique complète agirait comme un trou de ver. Tout comme rien ne peut échapper à un trou noir, rien ne peut entrer dans un trou blanc. (L’existence de trous blancs est douteuse, car il semble qu’ils violent la deuxième loi de la thermodynamique.) Cela implique qu’un navire qui a traversé un trou noir en rotation peut laisser le trou blanc dans une région différente de l’espace-temps, certains Ils croient que cela permettrait de voyager dans le temps.

Le principal problème avec cette possibilité est qu’il n’y a pas de trou noir près de la terre. Le trou noir le plus proche semble être dans le système d’étoiles binaires V4641 Sagittarii. La distance qui pensait à l’origine était de 1 600 ans d’année légère, mais des calculs récents ont montré qu’il est beaucoup plus loin. Pour que les grandes distances qui doivent être couvertes ne soient pas censées être à notre portée technologique dans un avenir prévisible. Il y a aussi d’autres problèmes à surmonter. Par exemple, un trou noir en rotation en masse de 10 masses solaires, d’un diamètre de 2,7 kilomètres, permet uniquement à un rayon de navigation de 600 mètres. Un trou noir stellaire des restes de Supernovas a environ 2 kilomètres et permet uniquement un rayon de navigation de 30 mètres. Un autre problème est la vitesse avec laquelle le trou noir tourne, car les trous noirs ne peuvent pas être vus directement, il n’y a aucun moyen de connaître la vitesse angulaire. Le trou noir peut également tourner à des vitesses relativistes. Il ne serait donc pas facile d’entrer et de laisser le trou noir. Comme expliqué ci-dessus, le trou noir en rotation GRS 1915 + 105 peut pivoter 1150 fois par seconde, soit environ 98,5% de la vitesse de la lumière.

Pour calculer le diamètre approximatif d’un trou noir, d’abord Tout, devrait faire attention lorsque la masse originale de l’étoile dans l’effondrement doit être prise en compte. Si l’étoile n’atteint pas les limites standard pour s’effondrer dans un trou noir, alors seulement un nain blanc ou une étoile neutronique. La formule est la suivante:

4GM C 2 {\ displaystyle {{{4GM}} \, \ over {\ texte {c}} \ !}

{\ displaystyle {\ Text {4GM}} \, \ Over {\ Text {c}} ^ \!}

où:

  • g est la constante gravitationnelle (6 673 × 10-11),
  • m est le masse de l’étoile d’origine, et
  • c est la vitesse de la lumière.

pour une étoile massive pour atteindre un état noir dans un avenir lointain, doit avoir un Masse d’au moins trois fois le trou stellaire de masse de soleil. Parce que la masse du soleil est de 1,99 × 1033 grammes, la masse de l’étoile serait de 5,97 × 1033 grammes. Substituant dans l’équation, vous avez:

4GM C 2 = 4 (6, 673) (10-8) (5, 97) (10 33 ) 9 (10 20) = 17, 7 ⋅ 10 5 cm = 17,7 km {\ displaystyle {{\ textyle {4gm}} \, \ over \ \ text {c}} ^ {2}} = {{4 (6.673 ) (10} ^ ^ 8) (5,97) (103) \ Over {\ Text {9 (10}} 20)} = 17.7 · 10 ^ 5} \ {\ Text {cm}} = {\ Text { 17.7}} \ {\ Text {km}} \!}

{\ displaystyle {{\ textyle {4gm}} \, \ Over {\ text} } 2 = {{4 (6.673) (10} ^ ^ 8) (5,97) (10 33) \ Over {\ Text {9 (10}} 20)} = 17,7 · μ5 \ {\ Text {cm} } = {\ texte {17.7}} \ {\ \ \ text {km}} \!}

Là où l’expression de 9 × 1020 représente le carré C, mesuré en centimètres par seconde.

Cette solution, cependant, n’est que le diamètre du trou noir. L’ouverture navigable est considérablement inférieure à 180 mètres. La masse de l’étoile d’origine par rapport au soleil est proportionnelle à l’ouverture navigable d’un facteur de 60 mètres. Par conséquent, si le soleil devint un trou noir dans l’avenir lointain, il y aurait une ouverture navigable de 60 mètres. Ainsi, même dans des étoiles très massives, l’ouverture navigable est très petite par rapport au diamètre du trou noir. Si le navire était plus grand que l’ouverture navigable, il est inévitable qu’il ait été trouvé avec la singularité et s’est effondré au volume zéro et à la densité infinie.

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