Знак drdrdr в геодезических схемах Шварцшильда

Существует уравнение, связывающее энергию Е , угловой момент л и другие константы и переменные, чтобы найти ( г р г т ) 2 в самолете.

( г р г т ) 2 "=" Е 2 м 2 с 2 ( 1 2 г М с 2 р ) ( с 2 + л 2 м 2 р 2 )
Так, г р г т является:
г р г т "=" ± Е 2 м 2 с 2 ( 1 2 г М с 2 р ) ( с 2 + л 2 м 2 р 2 )
Итак, какой знак мне следует использовать? Есть ли способ найти, какой знак следует использовать? Возможно, если | г ф | увеличивается, поэтому р уменьшается, а затем г р отрицательно, и наоборот. Но я не знаю, насколько это правда, особенно вблизи горизонта событий.

Я не думаю, что есть глобальный ответ. Это все равно, что спросить у гармонического осциллятора, каков знак г Икс г т , если ( г Икс г т ) 2 "=" 2 м ( Е 1 2 м ю 2 Икс 2 ) . Это зависит только от начальных условий.
Как это зависит от начальных условий? Если я их знаю, то можно ответить на вопрос, не так ли?
Если вы знаете начальное положение и начальную (векторную) скорость (совместимую с Е и л ), и поскольку вы знаете уравнение движения, вы сможете ответить на вопрос. Вы можете рассмотреть (при необходимости) разные «фазы» движения, начало/конец которых соответствуют г р г т "=" 0 (так что у вас есть смена знака с одной «фазы» на другую).

Ответы (1)

Чтобы определить геодезическую, вы должны зафиксировать ее начальную точку и ее начальный касательный вектор все в точке. т "=" 0 . Мы всегда можем предположить θ 0 "=" π / 2 , тогда как ф 0 , и р 0 являются произвольными. Конечно г θ / г т | 0 "=" 0 , г т / г т | 0 "=" 1 , пока г ф / г т | 0 "=" ф ˙ 0 и г р / г т | 0 "=" р ˙ 0 являются произвольными.

Используя эти значения, вы определяете значения л 2 и Е 2 что, поскольку они постоянны, их можно определить по данным при т "=" 0 . Так Е 2 и л 2 известны. Поэтому с точностью до знака правая часть

г р г т "=" ± Е 2 м 2 с 2 ( 1 2 г М с 2 р ) ( с 2 + л 2 м 2 р 2 ) ( 1 )

уже известно, как только вы зафиксируете начальные условия. Пока не р ˙ 0 "=" 0 , это число имеет знак. Именно этот знак вы должны выбрать в (1), так как по непрерывности (а рассматриваемые функции С 2 по крайней мере) знак не меняется вокруг т "=" 0 .

Если вы предполагаете р ˙ 0 "=" 0 , знак определяется другими начальными условиями при более тщательном анализе.

Говорит ли формула, что частица не может изменить свое направление с внешнего на внутреннее (по отношению к черной дыре) или наоборот? должно ли это быть | г р г т | ? Как насчет, например, стабильных орбит вокруг черных дыр?