Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Пенроуз Р. -> "Структура пространства-времени" -> 50

Структура пространства-времени - Пенроуз Р.

Пенроуз Р. Структура пространства-времени — М.: Мир, 1972. — 184 c.
Скачать (прямая ссылка): strukturaprostranstvavremeni1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 186 >> Следующая

получить "максимальное" аналитическое продолжение (рис. 41).
Заштрихованная часть рис. 41 соответствует всему рис. 40. Вся
158
10. ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
Р и с. 40. Картина Керра, применимая также к метрике Рейснера -
Нордстрема.
диаграмма рис. 41 может быть склеена (за исключением некоторых
центральных точек) из перекрывающихся кусков, изометричных заштрихованной
области. (Для этой цели необходимо отдавать себе отчет в существовании
дискретной симметрии метрики, которая не видна из записей (10.18),
(10.20); ср.
с [12].)
Значение всего этого состоит в том, что наблюдатель, следующий внутрь со
звездой, а после пересечения г=г+1 движущийся с ускорением наружу, может
оказаться в части вселенной, которая причинно не определяется
информацией, заданной на естественной начальной гиперповерхности Ж.
Действительно, наблюдатель пересекает Н+(Ж). Область, в которую он
попадает, содержит сингулярность, которую он может "видеть". Но поскольку
он пересекает Н+(Ж), мы, разумеется, не можем гарантировать, что
нросгран-ство-время, в которое он попадает, является тем, которое мы для
него построили. По существу, "другая вселенная" присоединяется к той, с
которой он начал. То частное продолжение, которое мы выбрали, было
получено путем аналитического продолжения, а не с помощью уравнений поля.
(Но даже аналитическое
m. гравитационный коллапс
159
Р н с. 41. Каргина Картера-Бойера - Линдквиста, включающая картину
Грейвса -Брилла. I - область, находящаяся "по ту сторону" кольца в
решении Керра; II - граница звезды (ниже этой линии решение непрп.ме-
нимо); III - наблюдатель попадает в новую часть вселенной, не свя "анпую
¦фПЧЩШО с Ж
продолжение не
обеспечивает гло-
бальной однозначности. Поразительным примером является рассмотренное в
разд. 9 пространство-время Та-уба - НУТ. Но в плоском пространстве-
времени аналитическое продолжение также не подразумевает однозначности.
Трудность в том, что в общем случае неизвестно, когда надо отождествлять
события, достигнутые по разным путям.) Даже если бы мы избежали
сингулярности в "новой вселенной", остается принципиальная проблема типа
той, которая имеется на ранних стадиях космологических моделей "большого
взрыва". Причинно не связанные области должны объединиться таким образом,
чтобы они "стыковались". Впечатляющим примером является решение Рейснера
- Нордстрема, в котором "новая вселенная" должна содержать новые
заряженные частицы
160
10. ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
в точности того же полного заряда. (Это следует даже независимо от
симметрии.)
Есть еще одна трудность, с которой сталкивается наш наблюдатель,
пересекая Н+(Ж). Когда он смотрит на вселенную, которую он "покидает",
то, бросив на нее последний взгляд при пересечении Н+(Ж), наблюдатель
видит всю последующюю историю остальной части его "прежней вселенной".
Именно здесь космологические вопросы могут быть очень важны для
наблюдателя. Если, например, вместе со звездой будет сжиматься
неограниченное количество материи, то, вероятно, наблюдатель столкнется с
бесконечной плотностью материи вдоль "Н+(Ж)". Даже если сжимается только
конечное количество материи, может оказаться невозможным в общем случае
избежать сингулярности кривизны на Н+(Ж). В настоящее время этот вопрос
не решен, но не исключено, что именно в этой области надо скорее (или с
той же вероятностью?) искать сингулярность, чем в "центре". В этой связи
интересен пример коллапсирующего заряженного облака пыли, предложенный
Барди-ном [5] (ср. с [23а, 66а]). В данном случае сингулярность не
наступает внутри Б+(Ж), хотя сингулярность заряда должна быть создана в
"новой вселенной" позади Н+(Ж) (рис. 41). Волнующим вопросом является
возможность приписать какую-либо реальность той ситуации, когда "новая
вселенная" создается в результате коллапса. Мы можем рассматривать
(10.17) как указание на то, что ловушечная поверхность приводит к
появлению пространственнокомпактной вселенной, которая "отпочковывается"
от старой. Однако все эти результаты покоятся на предположении, что Н+(Ж)
может сохраниться без появления сингулярностей кривизны при произвольном
возмущении на Ж. Мы должны также иметь в виду, что возможность избежать
сингулярностей кривизны кажется маловероятной в свете теоремы III из
следующего раздела,
11.
Сингулярности в космологии
Этот раздел посвящен двум важным теоремам Хокинга [40, 42]. В некоторых
местах аргументация будет дана только в общих чертах; за подробностями мы
отсылаем читателя к оригинальным статьям Хокинга. Цель теорем состоит в
том, чтобы показать, что с точки зрения современных физических
представлений в пространстве-времени существуют (или существовали) особые
области, вероятно, включающие огромные кривизны, где, как следует
ожидать, локальные физические законы сильно отличаются от тех, к которым
мы привыкли. Теорема II интересна главным образом тем, что в ней нигде не
сделано предположений, связанных с причинностью. Она применима только к
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 186 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed