Dosya:Horizon skimming Kerr orbit.gif - Vikipedi
İçeriğe atla
Ana menü
Gezinti
  • Anasayfa
  • Hakkımızda
  • İçindekiler
  • Rastgele madde
  • Seçkin içerik
  • Yakınımdakiler
Katılım
  • Deneme tahtası
  • Köy çeşmesi
  • Son değişiklikler
  • Dosya yükle
  • Topluluk portalı
  • Wikimedia dükkânı
  • Yardım
  • Özel sayfalar
Vikipedi Özgür Ansiklopedi
Ara
  • Bağış yapın
  • Hesap oluştur
  • Oturum aç
  • Bağış yapın
  • Hesap oluştur
  • Oturum aç

Dosya:Horizon skimming Kerr orbit.gif

Sayfa içeriği diğer dillerde desteklenmemektedir.
  • Dosya
  • Tartışma
  • Oku
  • Wikimedia Commons üzerinde gör
  • Yerel açıklama ekle
  • Yerel açıklama kaynağı ekle
Araçlar
Eylemler
  • Oku
  • Wikimedia Commons üzerinde gör
  • Yerel açıklama ekle
  • Yerel açıklama kaynağı ekle
Genel
  • Sayfaya bağlantılar
  • Basılmaya uygun görünüm
  • Sayfa bilgisi
  • Kısaltılmış URL'yi al
  • Karekodu indir
Diğer projelerde
Görünüm
Vikipedi, özgür ansiklopedi
  • Dosya
  • Dosya geçmişi
  • Dosya kullanımı
  • Üstveri
Dosya:Horizon skimming Kerr orbit.gif
Daha yüksek çözünürlüğe sahip sürüm bulunmamaktadır.
Horizon_skimming_Kerr_orbit.gif ((758 × 544 piksel, dosya boyutu: 6,57 MB, MIME tipi: image/gif), döngüye girdi, 733 kare, 28 sn)
Not: Teknik sınırlamalar nedeniyle, bu gibi yüksek çözünürlüklü GIF resimlerinin küçük resimlerinde animasyon yoktur.
Bu dosya Wikimedia Commons'ta bulunmaktadır. Dosyanın açıklaması aşağıda gösterilmiştir.
Commons, serbest/özgür telifli medya dosyalarının bulundurulduğu depodur. Siz de yardım edebilirsiniz.
Bu dosya Wikimedia Commons'ta bulunmaktadır.

Özet

AçıklamaHorizon skimming Kerr orbit.gif
English: Photon orbit below the ergosphere and above the horizon of an extremal Kerr black hole. Spin parameter: a=1, direction of motion: prograde. Initial conditions: radius r=1.448GM/c², polar angle θ=90°, local equatorial inclination angle i=66.1391°, constants of motion: energy E=0.475744hf, axial angular momentum Lz=0.856004GMhf/c³, Carter constant Q=1.75361GMHf/c³. Left: x,z-projection, right: x,y-projection. For a close particle orbit see here.
Tarih 23 Haziran 2017
Kaynak Yükleyenin kendi çalışması
Yazar Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
Diğer sürümler
Kerr-Newman orbit (a=0.9, Q=0.4)

Display

01) Coordinate time (GM/c^3)         11) BL r coordinate (GM/c^2)         21) Radius of gyration (GM/c^2)      31) Observed framedragging rate (c^3/G/M)
02) Affine parameter (GM/c^3)        12) BL φ coordinate (radians)        22) Cartesian radius (GM/c^2)        32) Local framedragging velocity (c)
03) 1st derivative (dt/dτ)           13) BL θ coordinate (radians)        23) BH Irreducible mass (M)          33) Cartesian framedragging velocity (c)
04) Grav. time dilation (dt/dτ)      14) dr/dτ (c)                        24) Kinetic energy (hf)              34) Proper velocity (c, dl/dτ)
05) Local energy (dt/dτ, mc^2)       15) dφ/dτ (c^3/G/M)                  25) Potential energy (hf)            35) Observed velocity (c, d{x,y,z}/dt)
06) Cartesian radius (GM/c^2)        16) dθ/dτ (c^3/G/M)                  26) Total energy (hf)                36) Escape velocity (c)
07) x Axis (GM/c^2)                  17) d^2r/dτ^2 (c^6/G/M)              27) Carter constant (GMhf/c^3)       37) Local r velocity (c)
08) y Axis (GM/c^2)                  18) d^2φ/dτ^2 (c^6/G^2/M^2)          28) φ angular momentum (GMhf/c^3)    38) Local θ velocity (c)
09) z Axis (GM/c^2)                  19) d^2θ/dτ^2 (c^6/G^2/M^2)          29) θ angular momentum (GMhf/c^3)    39) Local φ velocity (c)
10) travelled distance (GM/c^2)      20) Spin parameter (GM^2/c)          30) Radial momentum (hf/c)           40) Total local velocity (c)

Equations of motion

All formulas come in natural units:

G = M = c = 1 {\displaystyle {\rm {G=M=c=1}}} {\displaystyle {\rm {G=M=c=1}}}

Coordinate time by proper time (dt/dτ):

t ˙ = 2   E   r   ( a 2 + r 2 ) − 2   a   L z   r Δ   Σ + E = ς 1 − v 2 {\displaystyle {\rm {{\dot {t}}={\frac {2\ E\ r\ \left(a^{2}+r^{2}\right)-2\ a\ L_{z}\ r}{\Delta \ \Sigma }}+E={\frac {\varsigma }{\sqrt {1-v^{2}}}}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {t}}={\frac {2\ E\ r\ \left(a^{2}+r^{2}\right)-2\ a\ L_{z}\ r}{\Delta \ \Sigma }}+E={\frac {\varsigma }{\sqrt {1-v^{2}}}}}}}

Radial coordinate time derivative (dr/dτ):

r ˙ = Δ   p r Σ {\displaystyle {\rm {{\dot {r}}={\frac {\Delta \ p_{r}}{\Sigma }}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {r}}={\frac {\Delta \ p_{r}}{\Sigma }}}}}

Time derivative of the covariant momentum's r-component (pr/dτ):

p ˙ r = ( r − 1 ) ( μ   ( a 2 + r 2 ) − k ) + 2   E 2   r ( a 2 + r 2 ) − 2   a   E   L z + Δ   μ   r Δ   Σ − 2   p r 2   ( r − 1 ) Σ {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{r}={\frac {(r-1)\left(\mu \ \left(a^{2}+r^{2}\right)-k\right)+2\ E^{2}\ r\left(a^{2}+r^{2}\right)-2\ a\ E\ L_{z}+\Delta \ \mu \ r}{\Delta \ \Sigma }}-{\frac {2\ p_{r}^{2}\ (r-1)}{\Sigma }}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{r}={\frac {(r-1)\left(\mu \ \left(a^{2}+r^{2}\right)-k\right)+2\ E^{2}\ r\left(a^{2}+r^{2}\right)-2\ a\ E\ L_{z}+\Delta \ \mu \ r}{\Delta \ \Sigma }}-{\frac {2\ p_{r}^{2}\ (r-1)}{\Sigma }}}}}

Relation to the local velocity:

p r = v r 1 + μ   v 2 Σ Δ {\displaystyle {\rm {p_{r}={\frac {v_{r}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}{\sqrt {\frac {\Sigma }{\Delta }}}}}} {\displaystyle {\rm {p_{r}={\frac {v_{r}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}{\sqrt {\frac {\Sigma }{\Delta }}}}}}

Latitudinal time derivative (dθ/dτ):

θ ˙ = p θ Σ {\displaystyle {\rm {{\dot {\theta }}={\frac {p_{\theta }}{\Sigma }}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {\theta }}={\frac {p_{\theta }}{\Sigma }}}}}

Time derivative of the covariant momentum's θ-component (pθ/dτ):

p ˙ θ = sin ⁡ θ   cos ⁡ θ ( L z 2 / sin 4 ⁡ θ − a 2 ( E 2 + μ ) ) Σ {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{\theta }={\frac {\sin \theta \ \cos \theta \left(L_{z}^{2}/\sin ^{4}\theta -a^{2}\left(E^{2}+\mu \right)\right)}{\Sigma }}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{\theta }={\frac {\sin \theta \ \cos \theta \left(L_{z}^{2}/\sin ^{4}\theta -a^{2}\left(E^{2}+\mu \right)\right)}{\Sigma }}}}}

Relation to the local velocity:

p θ = v θ   Σ 1 + μ   v 2 {\displaystyle {\rm {p_{\theta }={\frac {v_{\theta }\ {\sqrt {\Sigma }}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}}}} {\displaystyle {\rm {p_{\theta }={\frac {v_{\theta }\ {\sqrt {\Sigma }}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}}}}

Longitudinal time derivative (dФ/dτ):

ϕ ˙ = 2   a   E   r + L z   csc 2 ⁡ θ   ( Σ − 2 r ) Δ   Σ {\displaystyle {\rm {{\dot {\phi }}={\frac {2\ a\ E\ r+L_{z}\ \csc ^{2}\theta \ (\Sigma -2r)}{\Delta \ \Sigma }}}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {\phi }}={\frac {2\ a\ E\ r+L_{z}\ \csc ^{2}\theta \ (\Sigma -2r)}{\Delta \ \Sigma }}}}}

Time derivative of the covariant momentum's Ф-component (pФ/dτ):

p ˙ ϕ = 0 {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{\phi }=0}}} {\displaystyle {\rm {{\dot {p}}_{\phi }=0}}}

Carter-constant (I is the orbital inclination angel):

Q = p θ 2 + cos 2 ⁡ θ ( a 2 ( μ 2 − E 2 ) + L z 2 sin 2 ⁡ θ ) = a 2   ( μ 2 − E 2 )   sin 2 ⁡ I + L z 2   tan 2 ⁡ I {\displaystyle {\rm {Q=p_{\theta }^{2}+\cos ^{2}\theta \left(a^{2}(\mu ^{2}-E^{2})+{\frac {L_{z}^{2}}{\sin ^{2}\theta }}\right)=a^{2}\ (\mu ^{2}-E^{2})\ \sin ^{2}I+L_{z}^{2}\ \tan ^{2}I}}} {\displaystyle {\rm {Q=p_{\theta }^{2}+\cos ^{2}\theta \left(a^{2}(\mu ^{2}-E^{2})+{\frac {L_{z}^{2}}{\sin ^{2}\theta }}\right)=a^{2}\ (\mu ^{2}-E^{2})\ \sin ^{2}I+L_{z}^{2}\ \tan ^{2}I}}}

Carter k (constant):

k = a 2 ( E 2 + μ ) + L z 2 + Q {\displaystyle {\rm {k=a^{2}\left(E^{2}+\mu \right)+L_{z}^{2}+Q}}} {\displaystyle {\rm {k=a^{2}\left(E^{2}+\mu \right)+L_{z}^{2}+Q}}}

Total energy (constant):

E = ( Σ − 2   r ) ( θ ˙ 2   Δ   Σ + r ˙ 2   Σ − Δ   μ ) Δ   Σ + ϕ ˙ 2   Δ   sin 2 ⁡ θ = Δ   Σ ( 1 + μ   v 2 )   χ + Ω   L z {\displaystyle {\rm {E={\sqrt {{\frac {(\Sigma -2\ r)\left({\dot {\theta }}^{2}\ \Delta \ \Sigma +{\dot {r}}^{2}\ \Sigma -\Delta \ \mu \right)}{\Delta \ \Sigma }}+{\dot {\phi }}^{2}\ \Delta \ \sin ^{2}\theta }}={\sqrt {\frac {\Delta \ \Sigma }{(1+\mu \ v^{2})\ \chi }}}+\Omega \ L_{z}}}} {\displaystyle {\rm {E={\sqrt {{\frac {(\Sigma -2\ r)\left({\dot {\theta }}^{2}\ \Delta \ \Sigma +{\dot {r}}^{2}\ \Sigma -\Delta \ \mu \right)}{\Delta \ \Sigma }}+{\dot {\phi }}^{2}\ \Delta \ \sin ^{2}\theta }}={\sqrt {\frac {\Delta \ \Sigma }{(1+\mu \ v^{2})\ \chi }}}+\Omega \ L_{z}}}}

Angular momentum on the Ф-axis (constant):

L z = sin 2 ⁡ θ   ( ϕ ˙   Δ   Σ − 2   a   E   r ) Σ − 2   r = v ϕ   R ¯ 1 + μ   v 2 {\displaystyle {\rm {L_{z}={\frac {\sin ^{2}\theta \ ({\dot {\phi }}\ \Delta \ \Sigma -2\ a\ E\ r)}{\Sigma -2\ r}}={\frac {v_{\phi }\ {\bar {R}}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}}}} {\displaystyle {\rm {L_{z}={\frac {\sin ^{2}\theta \ ({\dot {\phi }}\ \Delta \ \Sigma -2\ a\ E\ r)}{\Sigma -2\ r}}={\frac {v_{\phi }\ {\bar {R}}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}}}}

with the radius of gyration

R ¯ = χ Σ   sin ⁡ θ {\displaystyle {\rm {{\bar {R}}={\sqrt {\frac {\chi }{\Sigma }}}\ \sin \theta }}} {\displaystyle {\rm {{\bar {R}}={\sqrt {\frac {\chi }{\Sigma }}}\ \sin \theta }}}

Frame Dragging angular velocity (dФ/dt):

ω = 2   a   r χ {\displaystyle {\rm {\omega ={\frac {2\ a\ r}{\chi }}}}} {\displaystyle {\rm {\omega ={\frac {2\ a\ r}{\chi }}}}}

Gravitational time dilation (dt/dτ):

ς = χ Δ   Σ {\displaystyle {\rm {\varsigma ={\sqrt {\frac {\chi }{\Delta \ \Sigma }}}}}} {\displaystyle {\rm {\varsigma ={\sqrt {\frac {\chi }{\Delta \ \Sigma }}}}}}

Local velocity on the r-axis:

v r 1 + μ   v 2 = r ˙   Σ Δ {\displaystyle {\rm {{\frac {v_{r}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}={\dot {r}}\ {\sqrt {\frac {\Sigma }{\Delta }}}}}} {\displaystyle {\rm {{\frac {v_{r}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}={\dot {r}}\ {\sqrt {\frac {\Sigma }{\Delta }}}}}}

Local velocity on the θ-axis:

v θ   Σ 1 + μ   v 2 = θ ˙   Σ {\displaystyle {\rm {{\frac {v_{\theta }\ {\sqrt {\Sigma }}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}={\dot {\theta }}\ \Sigma }}} {\displaystyle {\rm {{\frac {v_{\theta }\ {\sqrt {\Sigma }}}{\sqrt {1+\mu \ v^{2}}}}={\dot {\theta }}\ \Sigma }}}

Local velocity on the Ф-axis:

v ϕ 1 + μ   v 2 = L z R ¯ ϕ {\displaystyle {\frac {\rm {v_{\phi }}}{\sqrt {1+\mu \ {\rm {v^{2}}}}}}={\frac {\rm {L_{z}}}{\rm {{\bar {R}}_{\phi }}}}} {\displaystyle {\frac {\rm {v_{\phi }}}{\sqrt {1+\mu \ {\rm {v^{2}}}}}}={\frac {\rm {L_{z}}}{\rm {{\bar {R}}_{\phi }}}}}

with the cartesian coordinates:

x = r 2 + a 2 sin ⁡ θ   cos ⁡ ϕ   ,   y = r 2 + a 2 sin ⁡ θ   sin ⁡ ϕ   ,   z = r cos ⁡ θ {\displaystyle {\rm {x={\sqrt {r^{2}+a^{2}}}\sin \theta \ \cos \phi \ ,\ y={\sqrt {r^{2}+a^{2}}}\sin \theta \ \sin \phi \ ,\ z=r\cos \theta \quad }}} {\displaystyle {\rm {x={\sqrt {r^{2}+a^{2}}}\sin \theta \ \cos \phi \ ,\ y={\sqrt {r^{2}+a^{2}}}\sin \theta \ \sin \phi \ ,\ z=r\cos \theta \quad }}}

The observed velocity β is given by:

β = ( d x / d t ) 2 + ( d y / d t ) 2 + ( d z / d t ) 2 {\displaystyle {\rm {\beta ={\sqrt {(dx/dt)^{2}+(dy/dt)^{2}+(dz/dt)^{2}}}}}} {\displaystyle {\rm {\beta ={\sqrt {(dx/dt)^{2}+(dy/dt)^{2}+(dz/dt)^{2}}}}}}

The local escape velocity is given by the relation:

ς = 1 / 1 − v e s c 2   →   v e s c = ς 2 − 1 / ς {\displaystyle {\rm {\varsigma =1/{\sqrt {1-v_{\rm {esc}}^{2}}}\ \to \ v_{\rm {esc}}={\sqrt {\varsigma ^{2}-1}}/\varsigma }}} {\displaystyle {\rm {\varsigma =1/{\sqrt {1-v_{\rm {esc}}^{2}}}\ \to \ v_{\rm {esc}}={\sqrt {\varsigma ^{2}-1}}/\varsigma }}}

Shorthand Terms:

Σ = a 2 cos 2 ⁡ θ + r 2   ,     Δ = a 2 + r 2 − 2 r   ,     χ = ( a 2 + r 2 ) 2 − a 2   sin 2 ⁡ θ   Δ {\displaystyle {\rm {\Sigma =a^{2}\cos ^{2}\theta +r^{2}\ ,\ \ \Delta =a^{2}+r^{2}-2r\ ,\ \ \chi =\left(a^{2}+r^{2}\right)^{2}-a^{2}\ \sin ^{2}\theta \ \Delta }}} {\displaystyle {\rm {\Sigma =a^{2}\cos ^{2}\theta +r^{2}\ ,\ \ \Delta =a^{2}+r^{2}-2r\ ,\ \ \chi =\left(a^{2}+r^{2}\right)^{2}-a^{2}\ \sin ^{2}\theta \ \Delta }}}

Sources: [1][2][3][4][5][6]

References

  1. ↑ Pu, Yun, Younsi & Yoon: General-relativistic radiative transfer in Kerr spacetime, p. 2+
  2. ↑ Janna Levin & Gabe Perez-Giz: A Periodic Table for Black Hole Orbits, p. 30+
  3. ↑ Scott A. Hughes: Nearly horizon skimming orbits of Kerr black holes, p. 5+
  4. ↑ Janna Levin & Gabe Perez-Giz: The Phase Space Portrait, p. 2+
  5. ↑ Misner, Thorne & Wheeler (MTW): The Bible archive copy at the Wayback Machine, p. 897+
  6. ↑ Simon Tyran: Kerr Orbits / Gravitationslinsen

Lisanslama

Ben, bu işin telif sahibi, burada işi aşağıdaki lisans altında yayımlıyorum:
w:tr:Creative Commons
atıf benzer paylaşım
Bu dosya, Creative Commons Atıf-Benzer Paylaşım 4.0 Uluslararası lisansı ile lisanslanmıştır.
Şu seçeneklerde özgürsünüz:
  • paylaşım – eser paylaşımı, dağıtımı ve iletimi
  • içeriği değiştirip uyarlama – eser adaptasyonu
Aşağıdaki koşullar geçerli olacaktır:
  • atıf – Esere yazar veya lisans sahibi tarafından belirtilen (ancak sizi ya da eseri kullanımınızı desteklediklerini ileri sürmeyecek bir) şekilde atıfta bulunmalısınız.
  • benzer paylaşım – Maddeyi yeniden düzenler, dönüştürür veya inşa ederseniz, katkılarınızı özgünüyle aynı veya uyumlu lisans altında dağıtmanız gerekir.
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0CC BY-SA 4.0 Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 truetrue

File usage

  • de.wikipedia.org/wiki/Apsidendrehung
Annotations
InfoField
This image is annotated: View the annotations at Commons
187
228
8
8
758
500

outer ergosphere

187
213
8
8
758
500

horizons

187
189
8
8
758
500

inner ergosphere and ring singularity

Altyazılar

Bu dosyanın temsil ettiği şeyin tek satırlık açıklamasını ekleyin.
Photon orbit around an extremal Kerr black hole
Photonenorbit um ein maximal rotierendes schwarzes Loch

Bu dosyada gösterilen öğeler

betimlenen

yaratıcı

Vikiveri ögesi olmayan bir değer

bağlantısı olmayan yazarı: Yukterez
Wikimedia kullanıcı adı: Yukterez
URL: http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Yukterez

telif hakkı durumu

telif hakkı alınmış

telif hakkı lisansı

Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım 4.0 Uluslararası

dosya kaynağı

yükleyicinin orijinal eseri

kuruluşu

23 Haziran 2017

ortam türü

image/gif

Dosya geçmişi

Dosyanın herhangi bir zamandaki hâli için ilgili tarih/saat kısmına tıklayın.

Tarih/SaatKüçük resimBoyutlarKullanıcıYorum
güncel23.30, 9 Nisan 201923.30, 9 Nisan 2019 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 544 (6,57 MB)Yukterezcolor correction
22.57, 20 Mart 201922.57, 20 Mart 2019 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 544 (6,72 MB)Yukterezusing an orbit closer to the horizon at r=1.448GM/c²
20.32, 12 Temmuz 201720.32, 12 Temmuz 2017 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 500 (4,59 MB)YukterezThe kinetic energy in the display is actually the kinetic energy plus the rest energy
03.43, 9 Temmuz 201703.43, 9 Temmuz 2017 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 500 (4,62 MB)Yukterezthe units of the linear momentum components need to be mc, not c
05.03, 3 Temmuz 201705.03, 3 Temmuz 2017 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 500 (4,58 MB)Yukterezsetting loop repeating option to infinity
04.49, 3 Temmuz 201704.49, 3 Temmuz 2017 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli758 × 500 (4,58 MB)Yukterezchosing a more representative orbit type, expanding numerical display
08.44, 23 Haziran 201708.44, 23 Haziran 2017 tarihindeki sürümün küçültülmüş hâli770 × 380 (10,25 MB)YukterezUser created page with UploadWizard

Dosya kullanımı

Bu görüntü dosyasına bağlanan sayfa yok.

Üstveri

Bu dosyada, muhtemelen fotoğraf makinesi ya da tarayıcı tarafından eklenmiş ek bilgiler mevcuttur. Eğer dosyada sonradan değişiklik yapıldıysa, bazı bilgiler yeni değişikliğe göre eski kalmış olabilir.

Özgün belgenin benzersiz kimliğixmp.did:c6defc3c-d347-b247-88d3-f65f48e06b3b
Kullanılan yazılımAdobe Photoshop CC 2015 (Windows)
"https://tr.wikipedia.org/wiki/Dosya:Horizon_skimming_Kerr_orbit.gif" sayfasından alınmıştır
  • Gizlilik politikası
  • Vikipedi hakkında
  • Sorumluluk reddi
  • Davranış Kuralları
  • Geliştiriciler
  • İstatistikler
  • Çerez politikası
  • Mobil görünüm
  • Wikimedia Foundation
  • Powered by MediaWiki
Dosya:Horizon skimming Kerr orbit.gif
Konu ekle