Означает ли теорема об отсутствии волос, что темная материя не может иметь никакого «заряда»?

Под «зарядом» я подразумеваю какое-то уникальное сохраняющееся свойство, подобное электрическому заряду, цветовому заряду, барионному числу и т. д.

Теорема об отсутствии волос утверждает, что черные дыры могут иметь только три макроскопических свойства: массу, угловой момент и электрический заряд. Это означает, что если бы у темной материи был какой-то уникальный «заряд», мы могли бы бросить всю эту темную материю в черную дыру, и «заряд» исчез бы. Следовательно, «заряд» не может сохраняться, и этот вывод не зависит ни от чего и ни от чего, что может описывать «заряд». Если на то пошло, теорема об отсутствии волос означает, что не может быть другого «заряда» для любого физического объекта, кроме темной материи.

Например, предположим, что я постулирую пятую силу между частицами темной материи, которая подчиняется закону обратных квадратов:

Ф н е ж "=" к с 1 с 2 р 2

где с 1 и с 2 являются «зарядами» двух объектов. Тогда я должен иметь это с 1 и с 2 не могут быть сохранены (в отличие от закона силы Ньютона и закона Кулона, где они существуют), или теория мертва, даже не начавшись.

Это верно? Если так, то это звучит как очень мощный результат, затрагивающий не только известное, но и неизвестное.

У вас могут быть дополнительные заряды, которые сохраняются даже в присутствии черных дыр. Просто добавьте больше силы, и у вас будут аналоги электрического заряда. Кроме того, даже для зарядов, закон сохранения которых нарушается черными дырами, в большинстве моделей это не очень важный эффект.

Ответы (1)

Эта теорема верна только для известных свойств, которыми может обладать материал. Если бы были дополнительные виды сборов, о которых мы не знаем, они также могли бы сохраниться, например, см. гипотетический сбор NUT . Если бы были заряды магнитных монополей, они бы тоже сохранялись, как и в полной форме метрики Керра-Ньюмена .

Заряд NUT - не очень хороший пример, поскольку он не является «зарядом» в том же смысле, что и электрический заряд. Более того, хотя можно написать решения «черных дыр» с зарядом NUT, они не являются правильными вакуумными решениями уравнений Эйнштейна. (Они несут распределенную энергию-импульс, поддерживаемую их осью симметрии.)