Можно ли использовать близко вращающийся пульсар для изучения черной дыры?

Если бы мы обнаружили пульсар на близкой эллиптической орбите вокруг черной дыры, могло бы это открыть важную информацию о черной дыре (например, замедление времени/структуру)? Может ли это даже сказать нам структуру черной дыры (например, является ли она сингулярностью, или сферой, сформированной вокруг горизонта событий, или чем-то еще)?

Примечание: я ожидаю, что эффект замедления времени заставит пульсар «пульсировать» медленнее, когда он приблизится к черной дыре, верно ли это? Если это так, то, по-видимому, замедление времени было бы немного больше, если бы материя была сконцентрирована в сферической оболочке снаружи, а не в сингулярности внутри. Это тоже будет правильно?
Мне это кажется разумным предположением - теперь все, что вам нужно сделать, это найти зверя...

Ответы (1)

Да. И мы активно ищем эти системы, например, с синхронизирующей матрицей Pulsar и «в ближайшее время» с такими приборами, как SKA.

Из Белой книги Astro2020 Science по фундаментальной физике с радиомиллисекундными пульсарами:

Широкий класс альтернативных теорий предполагает опосредование гравитации как через тензорные, так и через скалярные поля, тогда как общая теория относительности строго опирается на описание тензорного поля. Ключевым предсказанием тензорно-скалярных теорий является диполярное излучение гравитационных волн в компактных двойных системах с большими различиями в энергиях связи компонентов (Eardley, 1975).

И:

Будущие усовершенствования тензорно-скалярных тестов также будут связаны с открытием пульсаров, вращающихся вокруг черных дыр звездной массы. Шао и Ли (2018) недавно подсчитали, что небольшая, но поддающаяся обнаружению двойная популяция пульсар/черная дыра — от 3 до 80 таких систем — находится в пределах Галактики. диск

И про сверхмассивные черные дыры:

Ключевой научной целью будущих радиоастрономических обсерваторий является обнаружение и синхронизация радиопульсаров на орбите вокруг сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре галактики Млечный Путь (например, Bower et al., 2018). Недавние прогнозы показали, что можно провести совершенно новый класс тестов с периодом обращения пульсара/черной дыры короче 1 года, даже если будет обнаружен только один пульсар и будет получена низкая точность времени (Liu et al., 2012). Эти тесты будут напрямую исследовать массовые и спиновые свойства черной дыры в центре Галактики, а также достоверность легендарной теоремы об отсутствии волос (например, Уилл, 2008) с измерениями массы, спина и квадрупольного члена ее гравитационного потенциала.

Так что, как видите, эти исходники отлично подойдут для тестирования ОТО в целом и изучения структуры ЧД (или есть ли она вообще) в частности.

Кстати, такие гравитационные временные задержки часто называют задержкой Шапиро .