Nếu tất cả các ngôi sao quay, tại sao có một lý thuyết được phát triển đòi hỏi các ngôi sao không quay?

Theo nghiên cứu của Penrose, một ngôi sao không quay sẽ kết thúc, sau khi sụp đổ lực hấp dẫn, như một lỗ đen hình cầu hoàn hảo. Tuy nhiên, mọi ngôi sao trong vũ trụ đều có một loại động lượng góc.

Tại sao thậm chí còn bận tâm thực hiện nghiên cứu đó nếu điều đó sẽ không bao giờ xảy ra trong vũ trụ và nó có liên quan gì đến tương lai của vật lý thiên văn không?

Một xem xét khác là vật lý mô tả một lỗ đen quay khó phát triển hơn nhiều .

Các toán học mô tả lỗ đen Schwarzschild (không tích điện, không quay) được phát triển vào năm 1916 . Điều này đã được mở rộng thành các lỗ đen không quay, tích điện vào năm 1918 (Số liệu Reissner của Nordström )

Mãi đến năm 1963 , số liệu Kerr cho các lỗ đen quay không tích điện được phát triển. Hai năm sau, dạng tổng quát nhất, số liệu Kerr-Newman đã được tìm thấy.

Tôi sẽ không chờ đợi 47 năm để một mô hình lỗ đen chính xác hơn được phát triển trước khi thực hiện bất kỳ công việc có ý nghĩa nào trong lĩnh vực này.

Theo cách tương tự, chúng ta có thể hỏi ...

Không có dầm có thể dài chính xác 1 mét. Không có dầm có thể chính xác thẳng. Vật liệu tạo thành chùm không thể thực sự đẳng hướng. Vậy tại sao chúng ta phải bận tâm tính toán ứng suất trong chùm thẳng 1 mét có vật liệu đẳng hướng?

Bởi vì biết cách thực hiện phép tính này là một khối xây dựng để thực hiện các phép tính phức tạp hơn.

Tính toán lỗ đen không quay cũng cung cấp một giải pháp hạn chế. Giải pháp cho sự sụp đổ của một ngôi sao quay sẽ tiếp cận giải pháp này khi độ xoáy tiến đến 0.

Tương tự, Newton nói với chúng ta rằng khi các lực bên ngoài tiến gần đến 0, đường đi của một vật chuyển động sẽ tiếp cận một đường thẳng. Điều này rất hữu ích để biết mặc dù không có nơi nào trong vũ trụ của chúng ta không có ảnh hưởng hấp dẫn.

Tất cả các mô hình là gần đúng, chúng tôi đánh giá một mô hình về mức độ hữu ích của nó.

Hiểu được sự sụp đổ của một ngôi sao không quay với lỗ đen giúp hiểu rõ hơn về bản chất của sự sụp đổ lực hấp dẫn. Phần lớn vật lý của sự sụp đổ không phụ thuộc vào spin. Sự hình thành của một chân trời sự kiện, ví dụ.

Các mô hình có thể được tinh chỉnh, và trong trường hợp này, việc xem xét xoay dẫn đến cái nhìn sâu sắc hơn, và một cấu trúc không đối xứng hình cầu với nhiều chân trời đơn lẻ.

Tất cả các mô hình là nhất thiết phải đơn giản hóa. Nhưng mô hình không xoay vẫn hữu ích.

Chu kỳ quay của mặt trời của chúng ta là 24,47 ngày tại xích đạo và gần 38 ngày ở hai cực, chu kỳ quay của hành tinh chúng ta là 23h 56m 4.098,903.691s . Sử dụng các phương trình Schwarzschild cho cả hai trường hợp không chính xác.

Nếu bạn sử dụng các phương trình cho phi xoay đối tượng để tính toán thời gian ở độ cao của các vệ tinh GPS (~ 20.200 km hoặc 12.550 dặm) sau đó bạn sẽ chênh lệch 38.636 nano giây mỗi ngày . Một năm Julian được định nghĩa là 365,25 ngày chính xác là 86.400 giây (đơn vị cơ sở SI), tổng cộng chính xác là 31.557.600 giây trong năm thiên văn Julian. Năm dương lịch Gregorian (trung bình 400 năm) là 365,2425 ngày.

Nhân 365,2425 x 38,636 = 14,11,509,23 nano giây, tức là 0,0141 giây mỗi năm. Nếu bạn không quan tâm đến số tiền đó thì bạn có thể sử dụng phương trình dễ dàng hơn, chẳng hạn như các phép tính liên quan đến sao HR 1362 có chu kỳ quay là 306,9 ± 0,4 ngày.

Bạn nói đúng: tất cả các ngôi sao xoay. Lý do duy nhất tôi có thể nghĩ về lý do tại sao các nhà vật lý thiên văn thực hiện các tính toán cho một ngôi sao không quay hoặc lỗ đen là nó làm cho việc tính toán của họ dễ dàng hơn một chút. Mặc dù tất cả các ngôi sao đều quay, một số sao quay nhanh hơn nhiều so với các ngôi sao khác và khối lượng của chúng cũng thay đổi, do đó, có một mức độ không chắc chắn được giảm bằng cách tính toán cho một ngôi sao không quay.