Kosa crnih rupa

diplomski rad

• Naslov (engleski): Black hole hair
• Autor: Suzana Bedić
• Mentor: Ivica Smolić (mentor)
• Član povjerenstva: Ivica Smolić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Matko Milin (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Horvatić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nikola Poljak (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tomislav Marketin (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2016-08-25, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Crne rupe su gravitacijski objekti koje predvida opća teorija relativnosti kao rezultat potpunog gravitacijskog kolapsa materije. Jedno od zanimljivih svojstava crnih rupa rupa je mali broj parametara kojima su potpuno opisane u konačnom stanju, neovisno o procesu nastajanja i materiji od koje su nastale.Taj je teorijski rezultat postao poznat kao hipoteza: ,,crne rupe nemaju kosu”,gdje je kosa svako polje pridruženo crnoj rupi koje pridonosi površinskom integralu u prostornoj beskonačnosti (analogno Gaussovom zakonu u elektrostatici).Važan doprinos temi su dali dokazi o jedinstvenosti Schwarzschildovog prostor-vremena kao statičnog, sfernosimetričnog, asimptotski ravnog vakuumskog rješenja Einsteinovih jednadžbi, i Reissner-Nordstromovog kada je prisutno elektromagnetsko polje. Isto vrijedi za Kerrovo i KerrNewmanovo rješenje za stacionaran slučaj.Prvi dokazi gornje hipoteze su Bekensteinovi dokazi koji su isključili mogućnost postojanja široke klase polja oko statične i stacionarne crne rupe.Ubrzo se pokazala važnost uključenih pretpostavki i da je postojanje kose moguće ako se neka od njih izostavi. Opći uvjeti za (ne)postojanja kose su postali nejasni. U ovom radu smo detaljno prošli kroz Bekensteinove teoreme i dali pregled pronađenih kosa i njihovih svojstava. Među njima je i donja granica ’duljine kose’ dokazana za vrlo općeniti slučaj, ali opet narušena u nekim modelima. Važno je koje pretpostavke su uključene u dokaze odsustva kose. U većini slučajeva, jedna od njih je ista simetrija metrike i polja materije,a njenim izostavljanjem dolazimo do nekoliko rješenja. Analizirali smo moguće slučajeve nenasljeđivanja simetrije za skalarna polja. Na kraju smo ukazali na moguću provjeru rezultata eksperimentima u tijeku, čime se testira i sama opća teorija relativnosti, a moguće je i nalaženje novih fizikalnih polja.

Sažetak (engleski)

Black holes are gravitational objects predicted by general theory of relativity as a result of absolute gravitational collapse of matter. One of their interesting feature is that they are completely described by only few parameters in a final state, despite of precise process and matter from which they were formed. This theoretical result has become known as hypothesis: ,,black holes have no hair”, where hair is every field associated with black hole that contribute to the surface integral in spacelike infinity (analog to the Gauss integral in electrostatics). Big contribution to the topic was given by theorems about uniqueness of Schwarzschild spacetime as static, spherically symmetric, asimptotically flat vacuum solution of Einstein’s equations, and Reissner-N¨ordstrom, in the presence of electromagnetic field. The same is true fot Kerr and Kerr-Newman solutions in stationary case. First proofs of above hypothesis were Bekenstein’s proofs which excluded existence of wide range of fields around static and stationary black holes. Soon was shown the importance of included assumptions and that black hole hair can exist if some of them were omitted. General conditions for (non)existence of hair became unsettled. In this work we have gone in detail through Bekenstein’s theorems and gave review of existing hair and their characteristics. Lower bound on ’hair length’ is among them. While proved for fairly general case, it’s still violated in some models. It’s important to note on which assumptions are based no-hair theorems. In most cases, one of them is equivalence of symmetry between matter fields and metric. Leaving it out, sometimes we can find hair. We have analyzed possible symmetry non-inheritance of scalar fields. In the end we pointed to possible testing with ongoing experiments, which would also test general relativity and could lead to finding new fields in nature.

• Ključne riječi: crne rupe
• Ključne riječi (engleski): black holes
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:430497
• Studijski program: Naziv: Fizika; smjerovi: istraživački; Smjer: istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani preddiplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra fizike (mag. phys.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-03-03 21:13:55