킬링 지평
킬링 지평은 동역학적 아인슈타인 장 방정식을 참조하지 않고 시공간 경계를 묘사하기 위해 일반 상대성 이론과 일반화에 사용되는 기하학적 구조이다. 수학적으로 킬링 지평은 킬링 벡터장의 노름이 사라지는 것으로 정의되는 널 초곡면이다(둘 다 독일 수학자 빌헬름 킬링의 이름을 따서 명명됨).[1] 킬링 벡터에 의해 생성된 널 초표면으로 정의할 수도 있으며, 이는 해당 곡면에서 널이다.
호킹이 (아인슈타인 장 방정식을 참조하지 않고)휘어진 시공간에서 양자장론이 붕괴로 형성된 블랙홀이 열복사를 방출할 것이라고 예측했다는 사실을 보여준 후, 시공간 기하학(킬링 지평)과 양자장에 대한 열 효과 사이에 예상치 못한 연관성이 있다는 것이 분명해졌다. 효과. 특히 열 복사와 시공간 사이에는 킬링 벡터장에 직교하는 한 쌍의 교차 널 초곡면으로 구성된 분기형 킬링 지평을 갖는 1매개변수 등거리 변환군을 허용하는 아주 일반적인 관계가 있다.[2]
평평한 시공간[편집]
부호 인 준 데카르트 좌표 인 민코프스키 시공간에서 킬링 지평의 예는 로런츠 부스트(시공간의 킬링 벡터)에 의해 제공된다.
의 노름의 제곱은
그러므로, 는 방정식의 초평면에서만 null이다.
블랙홀 킬링 지평[편집]
커-뉴먼 계량과 같은 정확한 블랙홀 계량에는 작용권 과 일치할 수 있는 킬링 지평이 포함되어 있다. 이 시공간에서 해당 킬링 지평은 다음 위치에 있다.
또한, 과 의 특정 선형 결합을 고려하면 둘 다 킬링 벡터장이며 사건 지평과 일치하는 킬링 지평을 생성한다.
킬링 지평과 관련된 것은 표면 중력 으로 알려진 기하학적 양이다. 표면 중력이 사라지면 킬링 지평이 퇴화되었다고 한다.[3]
휘어진 시공간의 양자장론을 블랙홀에 적용하여 구한 호킹 복사의 온도는 에 의해 표면중력 과 관련이 있다 여기서 는 볼츠만 상수이고 는 디랙 상수이다.
우주론적 킬링 지평[편집]
더시터르 공간에는 에 킬링 지평이 있다. 온도에서 열복사 를 방출한다.
자세한 내용[편집]
킬링 지평이라는 용어는 미분기하학의 개념인 킬링 벡터장에서 유래되었다. 주어진 시공간에서 킬링 벡터장은 계량을 보존하는 벡터장이다.[4]
블랙홀의 맥락에서 킬링 지평은 종종 사건의 지평과 연관된다. 그러나 항상 같은 것은 아니다. 예를 들어, 회전하는 블랙홀(커 블랙홀)에서는 사건의 지평과 킬링 지평이 일치하지 않는다.[5]
킬링 지평의 개념은 호킹 복사 연구에서 아주 중요하다. 이는 사건의 지평 근처에서 양자 효과로 인해 블랙홀이 방사선을 방출해야 한다는 이론적 예측이다.[6]
킬링 지평은 또한 특이점(양이 무한해지는 지점)이 항상 블랙홀 내부에 숨겨져 있으므로 나머지 우주에서는 관찰할 수 없다고 제안하는 우주 검열 가설 연구에서도 중요한 역할을 한다.[7]
참고 문헌[편집]
- ↑ Reall, Harvey (2008). 《black holes》 (PDF). 17쪽. 2015년 7월 15일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2015년 7월 15일에 확인함.
- ↑ Kay, Bernard S.; Wald, Robert M. (August 1991). “Theorems on the uniqueness and thermal properties of stationary, nonsingular, quasifree states on spacetimes with a bifurcate Killing horizon”. 《Physics Reports》 207 (2): 49-136. Bibcode:1991PhR...207...49K. doi:10.1016/0370-1573(91)90015-E.
- ↑ 가 나 Chruściel, P. T. (2005). 〈Black-holes, an introduction〉. Ashtekar, A. 《100 years of relativity; space-time structures: Einstein and beyond》. World Scientific.
- ↑ Wald, Robert M. (1984). General Relativity. University of Chicago Press. ISBN 0-226-87033-2.
- ↑ Carroll, Sean M. (2004). Spacetime and Geometry. Addison Wesley. ISBN 0-8053-8732-3.
- ↑ Hawking, S. W. (1974). "Black hole explosions?". Nature. 248 (5443): 30–31. Bibcode: 1974Natur.248...30H. doi 10.1038/248030a0.
- ↑ Penrose, Roger (1969). "Gravitational collapse: The role of general relativity". Rivista del Nuovo Cimento. 1: 252–276. Bibcode: 1969NCimR...1..252P. doi 10.1007/BF02710419.