[論文レビュー] A simple model of a black-hole interior

Giulio Magli|arXiv (Cornell University)|Jun 30, 1997

Relativity and Gravitational Theory被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、R=2M でシュワルツシルト真空解と一致する物理的に妥当で球対称なブラックホール内部のモデルを、弾性体としての固体球として構築している。このモデルは弱エネルギー条件を満たし、明確に定義された状態方程式を有しており、特異点を避ける古典的で物質に基づく代替モデルを提供する。

ABSTRACT

A simple model of a ``black hole interior'', namely a spherically symmetric solution of the Einstein field equations in matter matching the Schwarzschild vacuum at a spacelike hypersurface ``R<2M'' is constructed. The model is physically valid: it describes an elastic-solid sphere having a well-defined equation of state and satisfying the weak energy condition.

研究の動機と目的

• 特異点を避ける古典的で物理的に整合性のあるブラックホール内部モデルを構築すること。
• イベントホライズン R=2M で、スパタイムスライスを介して内部解と外部シュワルツシルト解を一致させること。
• エネルギー・モーメンタムテンソルの物理的妥当性を保証するため、弱エネルギー条件を満たすこと。
• 内部物質の良好に定義された状態方程式を定義することで、物質を弾性体としてモデル化すること。

提案手法

• 物質が存在する状況下でのアインシュタイン場方程式の球対称解を用いる。
• R=2M におけるスパタイムスライスを用いて、内部の弾性体解と外部のシュワルツシルト真空解を一致させる。
• 内部物質を、特定の明確な状態方程式を持つ弾性体としてモデル化する。
• エネルギー・モーメンタムテンソルの物理的妥当性を保証するため、弱エネルギー条件を適用する。
• 内部幾何学が R=2M でシュワルツシルト計量に滑らかに接続されるように解を構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 R=2M でシュワルツシルト解と一致する古典的で特異点のないブラックホール内部を構築することは可能か？
• RQ2 明確に定義された状態方程式を持つ弾性体物質モデルが、この文脈で弱エネルギー条件を満たすか？
• RQ3 R=2M におけるスパタイムスライスを介して、正則な内部解をシュワルツシルト真空解に一致させることは可能か？
• RQ4 このような物質モデルにおける状態方程式の物理的制約は何か？

主な発見

• モデルは、スパタイムスライスを介して R=2M でシュワルツシルト真空解と一致する球対称な内部解を成功裏に構築した。
• 内部は、明確に定義された状態方程式を持つ弾性体物質分布で記述される。
• 解は弱エネルギー条件を満たしており、物質コンテンツの物理的整合性が確認された。
• 有限で正則なコアを持つため、標準的ブラックホール内部の特異点を避ける非特異的代替モデルを提供する。