Физические процессы в окрестности вращающейся черной дыры при наличии внешнего магнитного поля

• Автор: Алиев, Аликрам Нухбала оглы
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 c. : ил

ГЛАВА I. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЧЕРНАЯ ДЫРА ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

§ I. Пробное аксиально-симметричное однородное поле 15 § 2. Неоднородные аксиально-симметричные конфигура-

§ 3. Скрещенное электромагнитное поле

§ А. Сила, действующая на черную дыру

§ 5. Точные решения уравнений Эйнштейна-Максвелла

для аксиально-симметричных полей

Глава II. КРУГОВЫЕ И КВАЗИКРУГОВЫЕ ОРБИТЫ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

§ I. Квазикруговое движение частиц в метрике

Керра-Ньюмена

§ 2. Движение заряженных частиц в однородном

магнитном поле в метрике Керра
§ 3. Движение в поле Шварцшильда-Эрнста
ГЛАВА III. СПОНТАННОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПРИ НЕГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ДВИЖЕНИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
§ I. Излучение скалярных волн
§ 2. Электромагнитное излучение
§ 3. Метод локальных координат
§ А. Отрицательное поглощение б квазиклассических
негравитирующих системах (мазер-Эффект)
§ 5. Вынужденные колебания около круговых орбит
§ 6. Отрицательное поглощение волн нерелятивистскими частицами
§ 7. Ультрарелятивистский случай

Глава IV. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ
И КВАНТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЧЕРНЫХ ДЫРАХ
§ I. Сверхизлучение
§ 2. Квантовое испарение
§ 3. Квазистационарные состояния массивных частиц
(бозонная неустойчивость)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Возникший в начале семидесятых годов интерес к теоретическому исследованию классических и квантовых процессов, которые могут происходить в окрестности черных дыр, не ослабевает и сейчас, несмотря на большое число работ, выполненных за последние годы. Новые физические представления, возникшие в теории черных дыр М уже оказали свое влияние на общее развитие исследований, направленных на включение гравитации в объединенную теорию фундаментальных взаимодействий [б-8], тем самым доказав свою плодотворность вне зависимости от астрофизического статуса черных дыр [1,9,ю]
С другой стороны, астрофизические модели, основанные на представлении о черных дырах, также завоевывают все большее признание. Возможность объяснения высокой активности ядер галактик и квазаров, наличием в этих объектах сверхмассивных черных дыр, кажется простой и привлекательной. В этом отношении особенно интересной, на наш взгляд, является недавно предложенная модель вращающейся черной дыры, погруженной ВО внешнее магнитное поле [11,12"! . Хотя в силу известных " ПО-ЬсйХ" теорем [13-15] электрически-нейтральная черная дыра не может иметь собственных "магнитных волос" (помимо гипотетических монопольных), магнитное поле вблизи черной дыры может возникнуть за счет внешних причин; например, наличия у черной дыры магнитного спутника (пульсара), в результате аккреции окружающей дыру плазмы [16,17] . Наличие магнитного поля вокруг черной дыры, которое вблизи горизонта событий во многих случаях можно считать квазиоднородным, создает условия для реализации электродинамического механизма извлечения вращательной энергии из черной дыры через взаимодействие заряженных частиц с индукционным электрическим полем, возникающем из-за ее вращения. Оценка энерговыделения в такой системе, говорит о возможности привлечения ее в качестве модели ядер галактик и квазаров [п]

T° Г-^ (<- га^ 4a^iabe _ 2a„ßQ„.:
1 «- sicL гЛ1 г5- —г*-
• (5&1г-*-ЗУ-1<Ьф°31(1-3Со$1в) +
+ 2ä0 *t (в-оОоХ"*--ß^)| (i.i46)
Подставив это выражение в левую часть (I.136) и выполнив интегрирование по внешней области от Г+ до 70'>>М , получим
с1051Г1&-Г1ЛгТо = Is +j^i“ + 2a„M,ß--|a0a3 +iQoQ,VC +|ао6С(^-т01) (I-I47)
Нетрудно заметить, что разность М.-Мн совпадает с (I.I47). Таким образом дополнительные члены в (1.144) и (I.145) представляют собою электромагнитный вклад в массу черной дыры, причем полная масса конфигурации при t0-> оо бесконечно растет за счет вклада электромагнитного поля.
Аналогичным образом и при тех же предположениях относительно величины параметров ао и ß , для и находим
= CtoMo - 4j-Q.<,ßt0*' (1.148)
JH= a.M0-|-a,ü(1дад)
В отличие от (I.144) и (I.145) эти выражения не содержат постоянной С
Учитывая, что
T°3 = 4^e(*AV*-ß (1.150)
можно показать to -ус ТС
C 1 ^ 1 3 3 ?+ з (I.I5I)