Geri Dön

Some aspects of black hole physics: Spherical null and timelike orbits, and event horizon detection

Kara delik fiziğinin bazı özellikleri: Küresel ışık benzeri ve zaman benzeri yörüngeler ve olay ufku tespiti

  1. Tez No: 694516
  2. Yazar: AYDIN TAVLAYAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BAYRAM TEKİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 89

Özet

Bu tezde, kara delik fiziğinin bazı önemli özellikleri araştırılmaktadır. Küresel foton yörüngelerinin yarıçapını kara deliğin dönüş parametresine ve yörüngenin efektif eğim açısına bağlayan kesin formüller şimdiye kadar sadece ekvator ve kutup eksenindeki yörüngeler için biliniyordu. Birinci bölümde, bu sınırlar arasında kalan, ekvator ekseninde olmayan, yörüngeler için sonsuz bir kesin formül ailesi verilmiştir. Jeodezik denklemler kullanılarak türetilen foton yarıçapının altıncı derece polinom denklemi, bu yeni analitik çözümlere ulaşmak için incelenmiştir. İkinci bölümde, küresel yörüngeleri araştırmak için geliştirilen yöntem, kütleli parçacıkların zaman benzeri yörüngelerini analiz etmek için geliştirilmiştir. Hem ışık benzeri hem de zaman benzeri yörüngeler için, Lagrange-Bürmann teoreminin yardımıyla, kara deliğin çevresindeki parçacıkların davranışının iyi bir şekilde anlaşılmasını sağlayan bazı yaklaşık çözümler türetilmiştir. Son bölümde, kara deliklerin olay ufuklarının değişmez bir karakterizasyonu sağlanmıştır. Halihazırda bilindiği gibi, özel olarak seçilmiş bazı yerel eğrilik skalerleri, D > 3 boyutlu kara deliklerin olay ufuklarını değişmez bir şekilde karakterize etmek için kullanılabilir. Ancak, tüm eğrilik değişmezleri sabit olduğundan, üç boyutlu Bañados-Teitelboim-Zanelli (BTZ) kara deliği için başarısız olurlar. Burada, tam uzay-zaman yerine bir hiperyüzey eşboyutunun eğrilik değişmezleri kullanılarak, BTZ kara deliğinin olay ufkunun değişmez bir karakterizasyonu sağlanır. Bu çalışmada geliştirilen yöntem, genel boyutlardaki kara deliklere de uygulanabilir, ancak en verimli olanları üç, dört ve beş boyuttadır. Dört boyutlu Kerr, beş boyutlu Myers-Perry, üç boyutlu çarpık-anti-de Sitter ve üç boyutlu asimptotik olarak düz kara delikler örnek olarak verilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, some crucial aspects of black hole physics are investigated. Exact formulas relating the radius of the spherical photon orbits to the black hole's rotation parameter and the effective inclination angle of the orbit have been known only for equatorial and polar orbits up to now. In the first chapter, an infinite family of exact formulas is provided for non-equatorial orbits that lie between these extreme limits. The sextic polynomial equation in the photon radius, derived from the geodesic equations, is studied to arrive at these novel analytical solutions. In the second chapter, the method developed to investigate the spherical orbits is modified in order to analyze the timelike orbits of the massive particles. For both null and timelike orbits, some approximate solutions are derived with the help of the Lagrange-Bürmann theorem, which provides a great understanding of the behavior of particles in the vicinity of a black hole. In the last part, an invariant characterization of event horizons of black holes is provided. As already known, some judiciously chosen local curvature scalars can be used to invariantly characterize event horizons of black holes in D > 3 dimensions. However, they fail for the three-dimensional Bañados-Teitelboim-Zanelli (BTZ) black hole since all curvature invariants are constant. Here, an invariant characterization of the event horizon of the BTZ black hole using the curvature invariants of codimension one hypersurfaces, instead of the full spacetime, is provided. The method developed in this work is also applicable to black holes in generic dimensions, but is most efficient in three, four, and five dimensions. Four-dimensional Kerr, five-dimensional Myers-Perry, three-dimensional warped-anti-de Sitter, and the three-dimensional asymptotically flat black holes are given as examples.

Benzer Tezler

  1. Evaporation of 2-dimensional black holes

    Başlık çevirisi yok

    FETHİ MÜBİN RAMAZANOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiPrinceton University

    DR. FRANS PRETORIUS

  2. Bose-Einsteın yoğuşmasında yer çekimi analojisi

    Analogue gravity in Bose-Einstein condensation

    NARÇİÇEĞİ KIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NADER GHAZANFARİ

  3. The asymptotic W5 symmetry in three-dimensional Chern-Simons spin-5 gravitation theory and beyond

    Üç boyutlu Chern-Simons spin-5 gravitasyon kuramında asimptotik W5 simetrisi ve ötesi

    AYTÜL FİLİZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKKI TUNÇAY ÖZER

  4. Asymptotically anti-de sitter spacetimes in three dimensions

    Başlık çevirisi yok

    CEREN AYŞE DERAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    MatematikBoğaziçi Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİHAT SADIK DEĞER