如果所有恒星都旋转,为什么要发展出一个要求不旋转恒星的理论呢?


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根据彭罗斯(Penrose)的研究,一颗自转恒星在引力坍塌后最终会变成一个完美的球形黑洞。但是,宇宙中的每颗恒星都有某种角动量。

如果宇宙中永远不会发生这样的研究,那为什么还要费心去做呢?这对天体物理学的未来有什么影响?


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您是否愿意提供有关该研究的更多信息,例如链接到有关该研究的论文?
HDE 226868

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无摩擦球形母牛也是有用的抽象...
Beanluc

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我想这是第一步,简化现实模型的解决方案吗?这在科学界并不罕见……
彼得-恢复莫妮卡

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但是,宇宙中的每一个恒星 ”您检查了所有它们吗?
TripeHound19年

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“所有模型都是错误的,但有些模型是有用的”
骆驼

Answers:


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另一个考虑因素是描述旋转黑洞的物理学很难发展。

描述Schwarzschild(不带电,非旋转)黑洞的数学方法于1916年开发。在1918年,它扩展为带电的非旋转黑洞(Reissner–Nordström公制

直到1963年,才开发出用于不带电旋转黑洞的Kerr度量。两年后,找到了最通用的形式,即Kerr-Newman度量。

我不想等待47年才能开发出更准确的黑洞模型,然后再在该领域中进行任何有意义的工作。


1
还要注意,纯Schwarzschild解是静态的:它是永恒的,不是由坍塌形成的,并且是否则为空的宇宙中的唯一对象。尽管有这些不自然的简化方法,但它仍然是一个有用的解决方案。
下午19年

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以类似的方式,我们可以问...

任何光束都不能精确到 1米长。没有任何光束可以完全 笔直。组成梁的材料不能真正地各向同性。那么,为什么要在具有各向同性材料的1米直梁中计算应力呢?

因为知道如何执行此计算是进行更复杂的计算的基础。

非旋转黑洞计算也提供了一个极限解决方案。 自旋接近零时,旋转恒星坍缩的解将接近该解。

同样,牛顿告诉我们,当外力接近零时,运动物体的路径将接近一条直线。即使我们的宇宙中没有不存在引力影响的地方,了解这一点也很有用。


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假设是一头球形母牛...
罗恩·约翰(RonJohn)

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我不确定仪表是否仍按标准定义,但是如果是这样,则有一根棒正好是1米长(根据定义)。也许与您的观点并不完全相关。
罗兰·希思


3
+1,但是很明显非轮换情况是一种限制解决方案?先验的是,在奇异点形成之前,随着角动量密度向无穷大增长,可能会产生全局(拓扑)效应。
hmakholm在Monica

1
@James:我的观点是,角动量低但非零的坍缩恒星必须经历一个阶段,在坍缩过程中其角动量密度发散到无穷大-而角动量为零的恒星在其坍缩过程中角动量密度为零整个崩溃。这可能(至少是先验的)会导致质量上的差异,而该差异不会受到限制流程的尊重。
hmakholm于

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所有模型都是近似值,我们根据其实用性来判断一个模型。

了解不旋转的恒星坍缩成黑洞,可以洞悉引力坍塌的本质。坍塌的许多物理特性并不取决于自旋。例如,事件范围的形成。

可以对模型进行完善,在这种情况下,考虑旋转会导致进一步的洞察,以及具有多个奇异层位的非球形对称结构。

所有模型都必须简化。但是非旋转模型仍然有用。


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我们的太阳的自转周期在赤道为24.47天,在极点为近38天,我们的行星自转周期为23h 56m 4.098,903,691s。在任何一种情况下都不能使用Schwarzschild方程。

如果您使用非旋转物体的方程式来计算GPS卫星高度(约20,200公里或12,550英里)处的时间,那么您每天将偏离38,636纳秒。甲儒略年被定义为恰好86400秒(SI基本单元),在儒略天文年总计正好31557600秒365.25天。阳历年(平均400年)为365.2425天。

乘以365.2425 x 38,636 = 14,111,509.23纳秒,即每年0.0141秒。如果您不需要担心超出该数量的部分,则可以使用更简单的公式,例如进行HR 1362星的计算,其旋转周期为306.9±0.4天。


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您是对的:所有星星都在旋转。我能想到的是,为什么天体物理学家对不旋转的恒星或黑洞进行计算的唯一原因是,这使得他们的计算更加容易。尽管所有恒星旋转,但有些恒星旋转得比其他恒星快得多,并且它们的质量也有所变化,因此存在很大的不确定性,可以通过计算不旋转的恒星来减少不确定性。


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我们如何确定所有恒星都旋转?有许多恒星和许多可能的(理论上的)相互作用会减慢自转。
Valorum

还没有人找到。我怀疑如果发现一个会引起轰动。
迈克尔·沃尔斯比,

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@Valorum是的,我正在考虑恒星碰撞,恒星在相反方向旋转。如果旋转能量正好相反,则将得到非旋转结果。可能性很小,并非完全不可能-因此它可能会在某处某天发生。
罗兰·佩希特尔

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@LorenPechtel旋转动量必须完全相等。我认为这完全是不可能的。
马丁·邦纳

@Valorum因为“零”角动量接近0的机会比“样本大小”下恒星的增长快得多。
paul23 '19
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