リング特異点

リング特異点またはリング状特異点は、回転するブラックホール、またはカーブラックホールの重力特異点であり、リングのような形をしています。^[1]

一般相対性理論では、臨界半径の球状の非回転物体が自身の重力によって崩壊する場合、理論によれば 0 次元の一点に崩壊する。回転するブラックホール (カー ブラックホール)の場合はそうではない。流体回転物体の場合、その質量分布は球状ではなく (赤道面の膨らみを示す)、角運動量を持つ。古典物理学では点は回転や角運動量をサポートできないため(一般相対性理論は古典理論である)、これらの特性をサポートできる特異点の最小形状は厚さがゼロで半径がゼロでない 2D リングであり、これはリング状またはカー特異点と呼ばれる。

回転するホールの回転フレームドラッグ効果は、カー計量によって記述され、リングの近くの時空がリングの運動の方向に曲がる原因となります。実質的にこれは、カー ブラック ホールの周囲に配置された異なる観測者にホールの見かけの重心を指すように指示した場合、リング上の異なる点を指す可能性があることを意味します。落下する物体は、実際にリングに衝突する前にリングから角運動量を獲得し始め、垂直光線 (最初はリングの中心に向かって移動) の経路は、リングと交差する前にリングの運動の方向に曲がります。

回転も電荷も持たないブラックホール（シュワルツシルト ブラックホール）の事象の地平線を横切る観測者は、地平線内にあるすべてのものの未来世界線にある中心特異点を避けることができない。したがって、中心特異点の潮汐力による スパゲッティ化を避けることはできない。

これは必ずしもカーブラックホールには当てはまりません。カーブラックホールに落ち込む観測者は、この種類のブラックホールに関連する内部事象の地平線を巧みに利用することで、中心特異点を回避できる可能性があります。これにより、理論的には（実際にはそうではないかもしれませんが）^[2]カーブラックホールが一種のワームホール、場合によっては通過可能なワームホールとして機能する可能性があります。^[3]

カー特異点は、ワームホールの「磁力線問題」を研究するための数学的ツールとしても使用できます。粒子がワームホールを通過する場合、電界の連続方程式は、磁力線が壊れないことを示唆しています。電荷がワームホールを通過すると、粒子の電荷磁力線は入口から発散しているように見え、出口はベルヌーイの原理により電荷密度が不足します。(質量の場合、入口は質量密度が増加し、出口は質量密度が不足します。) カー特異点にも同じ特徴があるため、この問題を研究することもできます。

一般相対論では、通常の点特異点への崩壊は任意の密度条件を伴うため、量子効果が顕著になり、特異点の形成を妨げる可能性がある（「量子ぼやけ」）と一般に予想されています。量子重力効果がなければ、回転するブラックホールの内部形状はカー形状ではないと疑う十分な理由があります。カー形状の内部事象の地平線は、落下する放射線の無限の青方偏移のため、おそらく安定していません。^[4]この観察は、同様の「無限の青方偏移」挙動を示した荷電ブラックホールの調査によって裏付けられました。^[5]多くの研究が行われてきましたが、回転するブラックホールへの物体の現実的な重力崩壊と、その結果生じる形状は、引き続き活発な研究トピックです。^{[6] [7] [8] [9] [10]}

• ブラックホール
• ブラックホール電子
• 重力特異点
• ジオン（物理学）

• キップ・ソーン、『 ブラックホールとタイムワープ：アインシュタインのとんでもない遺産』、WW ノートン＆カンパニー、再版、1995 年 1 月 1 日、ISBN  0-393-31276-3。
• マット・ヴィッサー『ロレンツワームホール：アインシュタインからホーキングまで』（AIP プレス、1995 年）