У черных дыр имеются скалярные «волосы», выяснил астрофизик из РУДН
AstroNews.ru - 02 Февраля 2020 09:37:57
Астрофизик из Российского университета дружбы народов (РУДН) предложил новый метод приблизительного расчета параметров сферически симметричных черных дыр в теории Эйнштейна-Максвелла. Сравнивая радиусы теней черных дыр, полученных при помощи этого метода, с результатами точных численных решений, астрофизики выяснили, что предлагаемая ими аппроксимация демонстрирует значительную точность второго порядка. Это открывает возможность изучения как самих черных дыр, так и явлений, наблюдающихся в их окрестностях, таких, например, как движение частиц.
Проблема получения аналитической аппроксимации для метрики черной дыры в скалярной теории Эйнштейна-Максвелла до сих пор остается нерешенной для общего случая, когда ни один из параметров не является зафиксированным. Однако возможно составление аналитической аппроксимации этой метрики с заданной точностью для получения результатов, сходящихся с численными решениями. Существует общий подход к аппроксимации, который совершенствуется с каждой новой разрабатываемой учеными моделью.
Астрофизик из РУДН Роман Конопля проанализировал случай сферически симметричной черной дыры в теории Эйнштейна-Максвелла. Если принять неминимальное взаимодействие между скалярными и электромагнитными полями, запреты на существование скалярных «волос» у черных дыр снимаются, и так называемая спонтанная скаляризация черных дыр происходит при достаточно большом заряде черной дыры. Физики обычно говорят, что «у черных дыр нет волос», имея в виду, что единственными отличительными параметрами этого объекта являются его масса, скорость собственного вращения и электрический заряд. Однако в этом случае у черной дыры появляется дополнительный параметр – скалярные «волосы».
Эти аналитические аппроксимации, полученные астрофизиком из РУДНа, были использованы для расчетов «теней», отбрасываемых черными дырами, имеющими скалярные поля. Как выяснилось, наличие скалярного поля увеличивает радиус тени.
Результаты этого астрофизического исследования делают возможным нахождение аналитических форм приближенных метрических функций для любых желаемых значений параметров, а также расчет радиуса тени для любой конкретной черной дыры.
Согласно автору статьи, полученные аппроксимации готовы к использованию для дальнейшего изучения скаляризованных черных дыр Эйнштейна-Максвелла и явлений, происходящих в их окрестностях, таких как движение частиц, квазинормальные кольца, стабильность.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.