Физические процессы в окрестности вращающейся черной дыры при наличии внешнего магнитного поля
Диссертация
Возникший в начале семидесятых годов интерес к теоретическому исследованию классических и квантовых процессов, которые могут происходить в окрестности черных дыр, не ослабевает и сейчас, несмотря на большое число работ, выполненных за последние годы. Новые физические представления, возникшие в теории черных дыр уже оказали свое влияние на общее развитие исследований, направленных на включение… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ
- ГЛАВА I. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЧЕРНАЯ ДЫРА ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ
- I. Пробное аксиально-симметричное однородное поле
- 2. Неоднородные аксиально-симметричные конфигурации
- 3. Скрещенное электромагнитное поле
- 4. Сила, действующая на черную дыру
- 5. Точные решения уравнений Эйнштейна-Максвелла для аксиально-симметричных полей
- ГЛАВА II. КРУГОВЫЕ И КВАЗИКРУГОВЫЕ ОРБИТЫ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
- I. Квазикруговое движение частиц в метрике
- Керра-Ньюмена
- 2. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле в метрике Керра
- 3. Движение в поле Шварцшильда-Эрнста
- ГЛАВА III. СПОНТАННОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПРИ НЕГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ДВИЖЕНИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
- I. Излучение скалярных волн
- 2. Электромагнитное излучение
- 3. Метод локальных координат
- 4-. Отрицательное поглощение в квазиклассических негравитирующих системах (мазер-Эффект)
- 5. Вынужденные колебания около круговых орбит
- 6. Отрицательное поглощение волн нерелятивистскими частицами. IOO
- 7. Ультрарелятивистский случай
- ГЛАВА 1. У. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ И КВАНТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЧЕРНЫХ ДЫРАХ
- I. Сверхизлучение
- 2. Квантовое испарение
- 3. Квазистационарные состояния массивных частиц. бозонная неустойчивость)
Список литературы
- Зельдович Я. Б. Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция зве зд.-М.:"Наука"Д971.-484с.
- Пенроуз Р. Структура пространства-времени.-М.:"Мир", 1972,184с.
- Хокинг С., Эллис Яд. Крупномасштабная структура пространства-вре ме ни.-М.:"Мир", 1977.-406с.
- Мизнер Ч. Дорн К. Дилер Дж. Гравитация.-М.:"Мир"Д977,т.I, 2,3 •
- Черные дыры.-Сб. статей, Нов.фунд.физ., вып.9.-М.:"Мир"Д978.320с.
- Birrel F.D., Davies P.C.W. Quantum fields in curved space.-Cambrige, 1982.- 326p#
- Геометрические идеи в физике.-Сб. статей.-М.:"Мир", 1983.167с.
- Станюкович К. П. Мельников В.Н. Гидродинамика, поля и константы в теории гравитации.-М.: ЭнергоиздатД983.-256с.
- Шак.ура Н.й. Нейтронные звезды и «черные дыры» в двойных систе мах.-М.:"Знание"Д976.-63с.
- Блэнфорд Р. Д. Дорн К.С. Астрофизика черных дыр.-В кн.: Общая теория относительности.-М.:"Мир"Д983,с.163−216.
- Macdonald D., Thorne K.S. Black hole electrodynamics: an absolute-space universal-time formulation.-Mon.lIot.R.Astron.Soc., 1982, v.198,p.345−382.
- Blandford R.D., Znajek P.L. Electromagnetic extraction of energy from Kerr Black holes.-Mon.Kot.R.Astron.Soc., 1977, v.179, P.433−456.
- Дорошкевич А.Г., Зельдович Я. Б. .Новиков И. Д. Гравитационный коллапс несимметрических и вращающихся масс.-КЭГФ, 1965, т.49, с.170−181.
- Carter В. Axisymmetric black hole has only two degress of freedom.-Phys.Rev.Lett., 1971, v.26,p.331−333.
- Hawking S.W. Black holes in general relativity.-Commun. Math.Phys., 1972, v.2 5, p.152−166.
- Lovelace R.V.E. Dynamo model of double radio sources.-Nature, 1976, v.262,p.649−6 52.
- Ruffini R., Wilson J.R. Relativistic magnetohydrodynamical effects of plasma accreting into a black hole.-Phys.Rev., 1975, v.12Df p.2959−2962.
- Wald R.M. Black hole in a uniform magnetic field.-Phys. Rev., 1974, v.1OD, p.1680−1685.
- Peterson J.A. Stationary axisymmetric electromagnetic fields around a rotating black hole.-Phys.Rev-, 1975, v.12D, p.2218−2225.
- King A.R., Lasota J.P., Kundt W. Black holes and magnetic fields.-Phys.Rev., 1975, v.12D, p.3037−3042.
- Linet B. Stationary axisymmetric test fields on a Kerr metric.-Phys.Lett., 1977, v.60a, p.395−397.
- Linet B. Stationary axisymmetric electromagnetic fields in the Kerr metric.-J.Phys., 1979, v.12A, p.839−846.23- Misra R.M. Weak electromagnetic fields around a black hole.-Prog.Theor.Phys, 1977, v.57,p.694−696.
- Bicak J., Dvorak L., Stationary electromagnetic fields around black holes.II. General solutions and the fields of some special sources near a Kerr black hole.-GRG, 1976, v.7,p.959−983.
- Znajek P. L, Charged current loops around Kerr holes,-Mon.Not, R, Astron, Soc., 1978, v.182,p#634−646,26• Ehlers J. In les theories relativistes de la gravitation.-Paris, Cims, 1959.
- Harrison B.K. Hew solution of the Einstein- Maxwell equations from old.-J.Math.Phys., 1968, v.9,p.1744−1752.
- Ernst P.J. Hew formulation of the axially symmetric gravitational field problem I.-Phys.Rev., 1968, v.167,p.1175−1179.
- Ernst P.J. Hew formulation of the axially symmetric gravitational field problem II.-Phys.Rev., 1968, p.1415−1417.
- Kinnersley W. Generation of stationary Einstein-Maxwell fields.-J.Math.Phys., 1973, v.14,p.651−653.
- Ernst P.J. Black holes in a magnetic Universe.-J.Math.Phys., 1976, v.17,p.54−56.
- Ernst P.J., Wild W.J. Kerr black holes in a magnetic universe." J.Math.Phys., 1976, v.17,p.182−184.
- Carter B. Global structure of the Kerr family of gravitational field.-Phys.Rev., 1968, v.174,p.1559−1571.34. de Felice P. Equatorial geodesic motion in the gravitational field of a rotating source.-Uuovo.Cim., 1968, v.57B, p.351−388.
- Ряб.ушко А. П. Движение тел в общей теории относительности.-Минск: «высш. школа», 1979.-237с.
- Рис М., Руффини Р. Дилер Дк. Черные дыры, гравитационные волны и космология.-М.: Мир, 1977.-376с.
- Bardeen J.M., Press W.H., Teukolsky S.A. Rotating black holes: locally nonrotating frames, energy extraction and scalar synchrotron radiation,-Astrphys. J., 1972, v.178,p, 247−369•
- Wilkins D.C. Bound geodesic in the Kerr metric.-Phys. Rev., 1972, v.5D, p.814−822.
- Christodolou D., Ruffini R, Reversible transformations of a charged black hole.-Phys.Rev.D, 1971, v.4D, p.3552−3555.
- Johnston M., Ruffini R. Generalized Y/ilkins effect and selected orbits in Kerr-Hewman geometry,-Phys.Rev., 1974, v.10D, p.2324−2328.
- Kostyukovich N. N,, Mityanock V.V. Equatorial geodesic motion of test particles in the Kerr and first Tomimatsusato metrics.-Acta Phys.Polon., 1979, v.1OB, p.279−293.
- Иваницкая O.C. Лоренцев базис и гравитационные эффекты в Эйнштейновской теории тяготения.-Шнек: Наука и Техника, 1979.-395с.
- Sharp Ж. A, Geodesies in black hole space-time.-GRG, 1979, v.10tp.659−670.
- Гальцов Д.В., Петухов В. И. Черная дыра во внешнем магнитном п оле.-НЭТФ, 1978, т.74,с.801−819.
- Prasanna A.R., Varma R.K. Charged particles trajectoriesin a magnetic fields on a curved space-time.-Pramana, 1977, v.8,p.229−244.
- Prasanna A.R., Vishveshwara C.V. Charged particle motion in an electromagnetic field on Kerr background geometry.-Pramana, 1978, v, 11, P.359−364.
- Электромагнитное излучение заряда в поле Керра / Тернов И. М. Далилов В.Р. и др. Письма в ЖЭТФ, 1974, т.19,с.503−507.
- Гравитационное синхротронное излучение частиц в полях Керра и Шварцшильда / Тернов И. М. Далилов В.Р. и др.-ЖЭТФ, 1975, т.68,с.377−386.
- Chrzanowsld P.L., Misner C.W. Geodesic synchrotron radiation in the Kerr geometry by the method of asymptotically factori-zed Greenes function.-Phys.Rev., 1974, v.10Dtp.1701−1721.
- Алексеев Г. А. Синхротронное излучение ультрарелятивистских заряженных частиц на круговых орбитах в поле заряженной вращающейся черной дыры, — В сб.: Классическая и квантовая теория гравитации.-Минск: ИФАН БССР, 1976, с.144−145.
- Алексеев Г. А. Излучение и распространение волн в сильных полях тяготения.-Диссертация канд. физ.-мат. наук.-Моеква, М1У, 1975.
- Иваненко Д.Д., Соколов А. А. К теории светящегося электрона. -ДАН СССР, 1948, т.59,с.I55I-I554.
- Соколов А.А. Квантовая теория светящегося электрона.-ДАН СССР, 1949, т.67,с.I0I3-I0I6.
- Schwinger J, On the classical radiation of accelerated electrons.-Phys.Rev., 1949, v.75,p.1912−1925.
- Соколов А. А. Тернов И.М. Синхротронное излучение.-M.: «Наука», 1966.-202с.
- Соколов А.А., Тернов И. М. Релятивистский электрон.-М.: «Наука», I979.-39IC.
- Тернов И.М., Михайлин В. В. Далилов В.Р. Синхротронное излучение и его применения.-М.:М1У, 1980.-275с.
- Misner C.W. Interpretation of gravitational wave observati* on.- Phys.Rev. Lett., 1972, v.28,p.994−997.
- Хриплович Н.Б., Шуряк Э. В. Излучение ультрарелятивистских частиц в гравитационном поле.-ЖЭТФД973,т.65,с.2137−2140.
- Соколов А.А., Гальцов Д. В., Петухов В. И. Излучение релятивистских частиц, движущихся вблизи черной дыры, находящейся во внешнем магнитном поле.-Известия ВУЗов.Физика., 1978,№ 12,с.102−105.
- Применение индуцированного циклотронного излучения электронов для генерирования и усиления электромагнитных колебаний большой мощности / Антонов И. И., Гапонов А. В. и др. Радиотехника и электроника., 1966,№ 11,с.2254−2257.
- Гапонов А.В., Петелин М. В., Шпатов В. К. Индуцированное излучение возбужденных классических осцилляторов и его использоваг ние в высокочастотной электронике.-Известия ВУЗов, Радиофизика., 1967, т.10,с.1414−1453.
- Соколов А.А., Тернов И. М. К теории вынужденных переходовв излучении светящегося электрона.-ДАН СССР, 1966, т.166,с.1332−1334.
- Гальцов Д.В., Жуковский В. Ч. Об индуцированном излучении электронов по винтовой траектории в магнитном поле.-Вестник МГУ, сер. физика-астрономия, 1968,№ 4,с.11−19.
- Гальцов Д.В., Жуковский В. Ч. Об усилении электромагнитных волн в системе электронов с анизотропными импульсами распределения.-Известия ВУЗов, СССР, Радиофизика., 1968, т. II, с.941−942.
- Gal’tsov D.V. Efffct d’absorption negative par les systems quasiclassiques.-Ann.of Inst.H.Poincar?, Paris, 1968, v.9,p.35−43.
- Gal’tsov D.V., Petukhov V. I, Gravitational cyclotron instability: new mechanizm for cosmic radio emission.-Phys.Lett., 1978, v.66A, p.346−348.
- Зельдович Я.Б. Генерация волн вращающимся телом.-Письма в ЖЭГФ, т.14,1971,0.270−272.
- Зельдович Я.Б. Усиление цилиндрических электромагнитных волн при отражении от вращающегося тела.-ЖЗТФ, 1972, т.62,с.2076−2081.
- Misner S.W. Stability of Kerr black holes against scalar perturbation.-Bull.Amer.Phys.Soc., 1972, v.17,p.472.
- Старобинский А.А. Усиление волн при отражении от вращающейся черной дыры.-ЖЭТФ, 1973, т.64,с.48−57.
- Старобинский А.А., Чурилов С. М. Усиление электромагнитных и гравитационных волн при рассеянии на вращающейся черной дыре.-ЖЭТФ, 1972, т.65,с.З-П.
- Bekenstein J.D. Extraction of energy and charge from a black hole.-Phys.Rev., 1973, v.7D, p.949−953.
- Unruh W.G. Second quatization in the Kerr metric.-Phys. Rev., 1974, V.10D., p.3194−3205.
- Hawking S.W. Black hole explosions? Nature, 1974, v.248, p.30−31.
- Hawking S.W. Quantum particle creation by black hole.-Commun.Math. Phys., 1975, v. 43, p. 199^-220.77, Unruch W. S, Notes on black hole evaporation,-Phys, Rev., 1976, v.14D, p.870−892,78, Gibbons G.W., Perry M.J. Black hole in thermal equilibrium,
- Detweiler S.-Klein-Gordon equation and rotating black holes. Phys.Rev., 1980, V.22D, p.2323−2326.89• Papapetrou A. Champs gravitationels stationnaries a symet-rie axiale.-Ann.Inst.H.Poincare, 1966, v.4A, p.83−105.
- Bardeen J.M., Carter В., Hawking S.W. The four laws of black holes mechanics.- Commun.Math.Phys., 1973, v.31,р.1б1−170.
- Gibbons G.W. Black holes, magnetic field and particle creation.-Mon.Not.R.Astron.Soc., 1976, v.177,p.37−41 .
- Press W.H., Teukolsky S.A. Perturbation of a rotating black hole.II. Dynamical stability of the Kerr metric.-Astrophys.J., 1973″ v.185,p.649−673.
- Teukolsky S.A., Press W.H. Perturbation of a rotating black hole.III. Interaction of the hole with gravitational and electromagnetic radiation.-Astrophys.J., 1974, v.193,p.443−461.
- Newman E., Penrose R. An approach to gravitational radiation by a method of spin coefficient.-J.Math.Phys., 1962, v.3,p.566−578.97″ Y/einstein A. Generalized axially symmetric potential theory.-Bull. Amer.Math. Soc., 1953, v. 59, p. 20−37.
- Chrzanowski P.L. Vector potential and metric perturbations of a rotating black hole.-Phys.Rev., 1975, v.11D, p.2042−2062.
- Cohen J.H., Kegeles L.S. Electromagnetic field in curved spaces: a constructive procedure.-Phys.Rev., 1974, v.10D, p.1070−1084.
- Kinnersley W. Type D vacuum metrics.-J.Math.Phys., 1969, v.10,p.1195−1203.
- Gal’tsov D.V. Radiation reaction in the Kerr gravitational field.-J.Phys., 1982, v.15A, p.3737−3749.
- Leaute B. Electromagnetisme dans l’espacetemps de Kerr.-Ann.Inst.H.Poincare, 1977, v.27,p.167−173.
- Press W.H. Time evolution of a rotating black hole immersed in a static scalar field.-Astrophys.J., 1972, v.175,p.243−252.
- Pollock M.D. The interaction between a weak magnetic field and slowly rotating black hole.-Proc.R.Soc.Lond., 1976, v.350A, p.239−252.
- Pollock M.D., Brinkmann W.P. The interaction between a weak magnetic field and a black hole.-Proc.R.Soc.Lond., 1977, v.356, p.351−362.
- Newman E., Penrose R. Hote on the Bondi-Metzner-Sachs group. J.Math.Phys., 1966, v.7,p.863−870.
- Spin-s spherical harmonics and Ъ ./ Goldberg J.N., Macfarlane A.J. et al. J.Math.Phys., 1967, v.8,p.2155−2166.
- Bicak J. The motion of a charged black hole in an electromagnetic field.-Proc.R.Soc.Lond., 1980, V.371A, p.420−438.
- Вейнберг С. Гравитация и космология.-М.:Мир, 1975.-696с.
- Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление.-М.:Наука, 1969.-424с.
- Hiscock W.A. On black holes in magnetic universes.-J.Math.Phys., 1981, v.22,p.1828−1833.
- Melvin M.A., Dynamics of cylindrical electromagnetic uni-verses.-Phys.Rev., 1965, v.139B, p.225−243.
- Алиев A.H., Гальцов Д. В. Соколов А.А. Вращающаяся черная дыра в сильном магнитном поле.-Изв.ВУЗов, Физика, I980,№ 3,с.7−12.
- Aliev А.Н., Gal'tsov D.V. Radiation from relativistic particles in non-geodesic motion in a strong gravitational field.-GRG, 1981, v.13"P.899−911.
- Алиев A.H., Гальцов Д. В. Соколов А.А. Взаимодействие заряженных частиц с излучением в сильных гравитационном и электромагнитном полях.-Вестник МГУ, сер. физика-астрономия, 1980, т.21,№ 4,с.10−16
- Dadhich N., Kale P.P. Equatorial circular geodesies in the Kerr-llemian geometry .-J. Math. Phy s., 1977, v. 18, p. 1727−1728.
- Armenti A. Existence and stability criteria for circular geodesies in the visinity of a Reissner-Nordstrom black hole.-Nuovo Cim., 1975, V.25B, p.442−448.
- Иваницкая О.С., Митянок B.B. (^-физической структуре смещения перицентра в поле тяготения вращающейся массы.-Известия
- АН БССР, сер.физ.-мат. наук, 1974, М, с.57−61.
- Пляцко P.M.Иваницкая О. С. Добавочная аномалия при враща-тельно-колебательном движении в поле Шварцшильда и ее физическая структура.-Известия АН БССР, сер. физ.-мат. наук, 1977,№ 6,с.72−80.
- Гребенников Е.А., Малов Ю. А. Резонансы и малые знаменатели в небесной механике.-М.: Наука, 1978.-125с.
- Ленерт Б. Динамика заряженных частиц.-М.: Атомиздат, 1967.351с.
- Vandervoort P. The relativistic motion of a charged particle in an inhomogeneous electromagnetic field.-Ann.of Phys., 1960, v.10,p.401−453.
- Альфен X., Фельхаммар К. Г. Космическая электродинамика,-М.:Мир, 1967.-260с.
- Ландау Л.Д., Лившиц Е. М. Теория поля.-М.:Наука"7973.-504с.
- Алиев А.Н., Петухов В. И. Дрейф заряженных частиц в сильном гравитационном поле.- В кн.: 5-я Советская гравитационная конференция.-М.: МГУ, 1981, с.
- Solution of the scalar wave equation in a Kerr background by separation of variables / Brill D, R., Chrzanowski p. l et al.-Phys.Rev., 1972, v.5D, p.1913−1915.
- Комаров И.В., Пономарев Л. И., Славянов С. Ю. Сфероидальные и кулоновские сфероидальные функции.-М. .-Наука, 1976.-319с.
- Page D.N. Particle emission rates from a black holes massless particles from an uncharged, nonrotating hole.-Phys.Rev., 1976, v.13D, p.198−206.
- Vector and tensor radiation from Schwarzschild relativistic Circular geodesies / Breuer R.A., Ruffini R. et al. Phys. Rev., 1973, v.7D, p.1002−1007.
- Geodesic synchrotron radiation / Breuer R.A., Chrzanowski P.L. et al. Phys.Rev., 1973, v.8D, p.4309−4319.
- Алексеев Г. А. .Хлебников В. И. Формализм Ньюмена-Пенро.уза и некоторые общие свойства гравитационных полей.-Инст.прикл.мат. АН СССР, препр., 1977,1566.-71с.
- Алексеев Г. А., Хлебников В. И. Применение формализма Ныь мена-Пенроуза в овщей теории относительности.-Инст.прикл.мат.АН СССР препр., 1977,№ 79.-104с.
- Detweiler S. On the equations governing the electromagnetic perturbations of the Kerr black hole.-Proc.R.Soc.bond., 1976, v.349A, p.217−230.
- Chandrasekhar S., Detweiler S. On the equations governing the gravitational perturbations of the Kerr black hole.-Proc.R. Soc.Lond., 1976, v.350A, p.165−174.
- Синхротронное излучение в поле Керра / Соколов А. А., Алиев А. Н., Гальцов Д.В.- В кн.:5-я Советская гравитационная конференция.-М. :М1У, 1981, с. 94.
- De Witt B.S., Brehme R.W. Radiation damping in a gravitational field.-Aim.of Phys., 1960, v.9,p.220−259.
- Петров А.З. Пространства Эйнштейна.-M.:Физматгиз, 1961.463с.
- Соколов А.А., Алиев А. Н., Гальцов Д. В. Излучение релятивистских частиц в сильном гравитационном поле.-Вестник М1У, сер.3,физика-астрономия, 1982,155, с. 88−91.
- Синхротронное излучение в искривленном пространстве-времени / Соколов А. А., Тернов И. М., Алиев А. Н. и др. Известия ВУЗов, 1. Физика, 1983, И, с.37−42.
- Гриб А.А., Мамаев С. Г., Мосстепаненко В. М. Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях.-М.:Атомиздат, 1980.-294с.
- Parker L. One-electron atom as probe of spacetime curvature. -Phys.Rev., 1980, v.22D, p.1922−1934.
- Quantum theory of synchrotron radiation in curved space-time / Sokolov A.A., Aliev A.H., Gal'tsov D.V. In: Abstracts of contributed papers of 10-th International conference in General Relativity and Gravitation.-Italy, Paduva, 1983, v.2,p.725−727.
- Bom M. Atomic physics, Blackie and son limited.-London-Glasgow. :1963.
- Twiss R.G. Radiation transfer and the possibility of negative absorption in radio astronomy.-Austral.J.Phys., 1958, v.11, p.564−579.
- Гальцов Д.В. Симметрия SU(2.I) уравнений Эйнштейна-Максвелла и термодинамика черных дыр в магнитном поле.-В кн.: Теоретико-групповые методы в физике.-М.:Наука, 1980, с. I83-I9I.
- Schwinger J. On gauge invariance and vacuum polarization.-Phys.Rev., 1951, v.82,p.664−679.
- Damour T., Ruffini R. Quantum electrodynamical effects in Kerr-Newman geometries.-Phys.Rev.Lett., 1975"v.35,p.463−466.
- Базь А. И. Зельдович Я. Б, Переломов A.M. Рассеяние. реакциии распады в нерелятивистской квантовой механике.-М.:Наука, 1966.-339с.
- Матюхин А.А. Релятивистские эффекты в электромагнитном и гравитационном излучении гравитирующих тел.-Диссертация канд. физ-мат.наук.-М.: МГУ, I980.