متریک رایسنر-نوردشتروم

متریک رایسنر-نوردشتروم (به انگلیسی: Reissner–Nordström metric) یک پاسخ ایستا برای معادلات میدان اینشتین است که با میدان گرانشی یک جسم غیرچرخنده باردار متقارن کروی متناظر است. این متریک توسط هانس رایسنر و گونار نوردشتروم کشف شد.

بخشی از سری مقالات در مورد:
نسبیت عام
معادلات میدان اینشتین
آشنایی با نسبیت عام عصر طلایی نسبیت عام ریاضیات نسبیت عام آزمون‌های نسبیت عام
مفاهیم بنیادین اصل نسبیت نظریه نسبیت هموردایی عام معیت نسبیت همزمانی سینماتیک رویداد (نسبیت) چارچوب مرجع دستگاه مرجع لخت جرم (فیزیک) جرم (فیزیک) Rest frame Center-of-momentum frame انحنا ژئودزیک Geon اصل هم‌ارزی جرم در نسبیت عام هم‌ارزی جرم و انرژی اصل ناوردایی جرم نامتغیر Spacetime symmetries نسبیت خاص Doubly special relativity de Sitter invariant special relativity لائورنت نوتال سرعت نور مشتق زمانی زمان ویژه Proper length انقباض طول Action at a distance Principle of locality هندسه ریمانی شرایط انرژی
پدیده‌ها مغناطیس گرانشی مسئله دو جسم در نسبیت عام گرانش میدان گرانشی پتانسیل گرانشی همگرایی گرانشی امواج گرانشی انتقال به سرخ گرانشی انتقال به سرخ انتقال‌به‌آبی اتساع زمان اتساع زمان گرانشی تأخیر شاپیرو پتانسیل گرانشی Gravitational compression رمبش گرانشی کشش چارچوب اثر ژئودزیکی Apparent horizon افق رویداد تکینگی گرانشی تکینگی برهنه سیاه‌چاله سفیدچاله فضازمان پیکان زمان مخروط نوری خط جهانی فضای سه‌بعدی فضای چهاربعدی فضا زمان منیفلد (هندسه) منیفلد دیفرانسیل‌پذیر Riemannian manifold Configuration space فضای حالت (فیزیک) فضای فاز فضای هیلبرت فضای اقلیدسی فضای توپولوژی Topological defect نمودار مینکوفسکی فضای مینکوفسکی Lorentz scalar Closed timelike curve (CTC) کرم‌چاله Ellis wormhole
معادلات فرمالیسم‌ها معادلات گرانش خطی‌شده معادلات میدان اینشتین معادلات فریدمان ژئودزیک‌ها در نسبیت عام Mathisson–Papapetrou–Dixon معادله همیلتون-ژاکوبی-اینشتین Curvature invariant (general relativity) تبدیل لورنتس منیفلد شبه ریمانی Globally hyperbolic manifold Causality conditions ساختار علی فرمالیسم‌ها صورت‌گرایی ای‌دی‌ام صورت‌گرایی بی‌اس‌اس‌ان Newman–Penrose صورت‌گرایی پسانیوتنی پارامتری نظریه پیشرفته نظریه برانس دیکی فرضیه سانسور کیهانی نظریه کالوزا-کلین گرانش کوانتومی ابرگرانش
حل‌ها Relativistic disk متریک شوارتس‌شیلد (interior) متریک رایسنر-نوردشتروم متریک گودل متریک کر نیومن متریک (کر) متریک کازنر Lemaître–Tolman فضای تاب–نات مدل میلن متریک فریدمان-لومتر-رابرتسون-واکر فضازمان موج پی پی غبار ون استاکم Weyl–Lewis–Papapetrou Vacuum solution
قضایا Birkhoff's theorem Geroch's splitting theorem Goldberg–Sachs theorem Lovelock's theorem نظریه بدون مو قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ Positive energy theorem
دانشمندان آلبرت اینشتین هندریک لورنتز دیوید هیلبرت آنری پوانکاره کارل شوارتزشیلد ویلم دو سیتر هانس رایسنر گونار نوردشتروم هرمان ویل آرتور استنلی ادینگتون الکساندر فریدمان ادوارد آرتور میلن فریتس تسوئیکی ژرژ لومتر کورت گودل جان ویلر هاوارد پرسی رابرتسون جیمز ماکسول باردین آرتور جئوفری واکر روی کر سوبرامانیان چاندراسخار یورگن الرس راجر پنروز استیون هاوکینگ امل کومار ریچادوری جوزف تیلور راسل هالس ویلم ژاکوب ون استاکم آبراهام هاسکل تاب ازرا نیومن شینگ تونگ یائو کیپ تورن مشارکت‌کنندگان در نسبیت عام

متریک

در مختصات کروی (t, r, θ, φ)، عنصر خط برای متریک ریسنر-نوردشتروم به صورت زیر است :

${\displaystyle ds^{2}=\left(1-{\frac {r_{\mathrm {S} }}{r}}+{\frac {r_{Q}^{2}}{r^{2}}}\right)c^{2}\,dt^{2}-{\frac {1}{1-r_{\mathrm {S} }/r+r_{Q}^{2}/r^{2}}}\,dr^{2}-r^{2}\,d\theta ^{2}-r^{2}\sin ^{2}\theta \,d\phi ^{2},}$

که در آن c برابر با سرعت نور، t مختصات زمان (که با یک ساعت در حال سکون در بی‌نهایت اندازه‌گیری می‌شود)، r مختصات شعاعی، r_S = 2GM/c² شعاع شوارتزشیلد جسم و r_Q یک مقیاس طولی ویژگی است که از رابطه زیر به دست می‌آید:

${\displaystyle r_{Q}^{2}={\frac {Q^{2}G}{4\pi \varepsilon _{0}c^{4}}}.}$

در اینجا 1/4πε₀ ثابت نیروی کولنی است.[1]

در نقطه حدی که بار Q (یا معادل طول-مقیاس آن r_Q) به سمت صفر میل می‌کند، به شعاع شوارتزشیلد باز می‌گردیم. در نقطه حدی که نسبت r_S/r به صفر میل می‌کند نیز به مکانیک نیوتنی برمی گردیم. در نقاط حدی که هردوی r_Q/r و r_S/r به صفر میل کنند، متریک به متریک مینکوفسکی نسبیت خاص تبدیل می‌شود.

در عمل، نسبت r_S/r اغلب بسیار کوچک است. مثلاً شعاع شوارتزشیلد زمین تقریباً ۹ میلی‌متر است در حالیکه یک ماهواره در یک مدار زمین‌هم‌زمان شعاع شوارتزشیلدی در حدود چهار میلیارد بار بزرگتر یعنی ۴۲٬۱۶۴ کیلومتر دارد. حتی در سطح زمین اصلاحات لازم در گرانش نیوتنی یک بخش در میلیارد هستند.این نسبت تنها در نزدیکی سیاهچاله‌ها و سایر اجسام فوق فشرده مانند ستاره‌های نوترونی بزرگ می‌شود.

یادداشت‌ها

1. Landau 1975.

منابع

• Reissner, H (1916). "Über die Eigengravitation des elektrischen Feldes nach der Einsteinschen Theorie". Annalen der Physik. 50: 106&ndash, 120. Bibcode:1916AnP...355..106R. doi:10.1002/andp.19163550905.
• Nordström, G (1918). "On the Energy of the Gravitational Field in Einstein's Theory". Verhandl. Koninkl. Ned. Akad. Wetenschap., Afdel. Natuurk., Amsterdam. 26: 1201&ndash, 1208.
• Adler, R (1965). Introduction to General Relativity. New York: McGraw-Hill Book Company. pp. 395&ndash, 401. ISBN 978-0-07-000420-7. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
• Wald, RM (1984). General Relativity. Chicago: The University of Chicago Press. pp. 158, 312&ndash, 324. ISBN 978-0-226-87032-8.

پیوند به بیرون

• spacetime diagrams including Finkelstein diagram and نمودار پنروز, by Andrew J. S. Hamilton
• "Particle Moving Around Two Extreme Black Holes" by Enrique Zeleny, The Wolfram Demonstrations Project.