[논문 리뷰] Stellar Equilibrium and Gravitational Collapse in the Nonsymmetric Gravitational Theory

J. W. Moffat|ArXiv.org|1995. 10. 04.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 3인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 비대칭 중력 이론(NGT) 내에서 별의 평형 상태와 중력 수축을 조사하며, 구형 대칭인 압력이 없는-dust- 구름이 블랙홀을 형성하지 않는다고 제안한다. 대신 별은 블랙홀 방사선 없이 열 및 중력 방사선을 방출하는 안정된 평형 상태에 도달한다. 이는 고전적으로 정보 손실 문제를 해결한다.

ABSTRACT

We establish the formalism in the nonsymmetric gravitational theory (NGT) for stellar equilibrium and gravitational collapse. We study the collapse of a pressureless, spherically symmetric dust cloud. By assuming that the interior solution is smoothly matched at the surface of the star to the quasi-static, spherically symmetric vacuum solution, we find that the star does not collapse to a black hole. It is anticipated that the final collapsed object will reach a state of equilibrium, and will emit thermal, gravitational and other forms of radiation, although the radiation may be emitted only in small amounts if the red shift from the surface of the compact object is large. No Hawking radiation is emitted and the information loss problem can be resolved at the classical level.

연구 동기 및 목표

• 비대칭 중력 이론(NGT)에서 별의 평형 상태와 중력 수축을 위한 수학적 체계를 수립하기 위해.
• NGT 중력 하에서 압력이 없는, 구형 대칭인 먼지 구름의 수축을 분석하기 위해.
• 수축의 최종 상태가 블랙홀인지, 아니면 안정된 밀도 있는 천체인지 결정하기 위해.
• NGT에서 방사선 방출 특성과 호킹 방사선의 부재를 조사하기 위해.
• NGT 내에서 고전 수준에서 블랙홀 정보 손실 문제를 해결하기 위해.

제안 방법

• 비대칭 계량 텐서를 사용하여 NGT에서 별의 평형 상태와 중력 수축을 위한 수학적 체계를 수립한다.
• 구형 대칭과 준정적 진화를 가정하여 먼지 덩어리의 내부 해를 유도한다.
• 별의 표면에서 내부 해와 준정적, 구형 대칭인 진공 해를 매끄럽게 연결한다.
• 경계에서 계량 텐서와 그 일阶 도함수의 연속성을 확보함으로써 매칭 조건을 만족시킨다.
• 압력이 0(먼지)라는 가정 하에 이론의 장 방정식을 풀어 비특이적인 최종 상태를 도출한다.
• 표면 적색편이와 에너지-모멘텀 텐서를 바탕으로 방사선 방출을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGT에서 중력 수축이 블랙홀 형성으로 이어지는가?
• RQ2 압력이 없는, 구형 대칭인 먼지 덩어리가 NGT에서 안정된 평형 상태에 도달할 수 있는가?
• RQ3 NGT에서 최종 밀도 천체가 방출하는 방사선의 성격은 무엇인가?
• RQ4 NGT 프레임워크에서 호킹 방사선이 존재하는가?
• RQ5 NGT에서 고전 수준에서 블랙홀 정보 손실 문제를 해결할 수 있는가?

주요 결과

• NGT에서 압력이 없는, 구형 대칭인 먼지 덩어리의 수축은 블랙홀 형성으로 이어지지 않는다.
• 수축의 최종 상태는 특이점이 아닌 안정된 평형 구성이다.
• 밀도 천체는 열 및 중력 방사선을 방출하지만, 높은 표면 적색편이로 인해 방출이 억제될 수 있다.
• NGT 프레임워크에서는 호킹 방사선이 방출되지 않아 관련 정보 손실 문제도 제거된다.
• 이벤트 호저와 특이점의 부재로 인해 정보 손실 역학은 고전 수준에서 해결된다.
• 내부 및 외부 해의 매끄러운 매칭은 최종 평형 상태의 물리적 일관성을 확인한다.