Maksimal aldring

Er spinnet bevart i Schwarzchildgeometri. Vi vet fra celestmekanikk, og vanlig mekanikk som å være en bevart størrelse. På grunn av at spinn er knyttet mot vinkelfart, og rotasjon, så skulle man nesten tro at det ville være en sammenheng mellom Schwarzchildgeometri som bruker polare koordinater rundt et objekt med masse, gjerne sort hull. For å se på sammenhengen vil vi bruke følgende situasjon. Vi ser for oss et objekt som beveger seg nært et sort hull.

Bildet kan inneholde: gjøre, sirkel, parallell, lydutstyr, fly.
Vi vet at det går fra punkt 1, til 3 men vet ikke hvor den er når vi skal måle for det andre punktet.

Hvert av punktene er i samme system, der sentrum av det sorte hullet er origo. Vi antar så at vi er en observatør langt unna som regelmessig sjekker tiden og posisjonen til punktet. Vi antar at det er lite endring i radiell retning, så vi får en form for sirkel bevegelse. På grunn av avstanden vi er i kan vi bare anta at radien ikke endres. La oss si at dette objektet har en klokke på seg, dette blir deres egentid. Vi er nå interessert i å vite egentiden til objektet mellom start og sluttpunktet. For dette kan vi sette opp Schwarzchild linjeelement fra start til slutt. Vi vet at objektet passerer det midterste punktet en eller annen gang, så bevegelsen fra start til slutt må dermed også inkludere bevegelsen fra det første til andre, og fra det andre til det siste punktet. Setter man opp dette får man to linjeelementer som sammen tilsvarer linjeelementet fra starten til slutten. 

Fra maksimal aldring vet vi at et objekt i fri flyt alltid vil ha den største egentiden. Et objekt i fri fly tilsvarer et objekt der verdenslinjen til objektet er en rett linje. Vi vet også at et objekt vil følge den verdenslinjen som gir den størst egentid mellom to eventer. Grunnen til at en tilsynelatende rett linje ikke nødvendigvis er den korteste strekningen mellom to punkter er at vi ikke driver med vanlig eucledian geometri. Vi holder på med tidrommet som kan være krummet. Ta for eksempel et fly som skal til australia. Dette flyet har en av de fancy kartene som du kan følge progresjonen på underveis. Du vil se at flyet ikke følger en rett linje på kartet, men en buet linje. Samme prinsippet gjelder her, vi ser kanskje ikke at det er en rett linje i det krumme rommet, men det betyr ikke at det ikke er en rett linje. Som med flyet så flyr det i en rett linje på den krumme kuleoverflaten.

Så vi vet at vi nå har uttrykk for to linjeelementer. Vi er nå ute etter å finne den lengste mulige strekningen som den kan ha mellom punkt en til to, og to til tre. Fra videregående lærte du om derivasjon av funksjoner for å finne topp og bunnpunkter, vi kan gjøre det samme her, og se når den deriverte av uttrykket vårt er lik 0. Dette betyr at vi får satt hvert at deriverte linjeelementene mot hverandre som gir oss den veien som gir størst egentid, og dermed den korteste i tidrommet.

Ok så hva har dette med spinn å gjøre? Dersom vi går en annen vei enn den som gir størst egentid, så vil det være som å justere på spinnet. la oss si at linjen mellom objektene på bildet er det som gir størst egentid. Slik som en som står på skøyter og som spinner rundt, når de trekker inn armene vil de spinne raskere, og ut så spinner di saktere. Vi kan anse at dersom vi avviker fra linja så er det som å strekke ut armene. Dermed vil vi ikke lenger være på den veien som gir størst egentid. Spinnet vil dermed være bevart fordi et objekt ikke vil gå en vei som gir lavere egentid, som følger av at farten endres. 

Av mathias
Publisert 15. des. 2021 21:12 - Sist endret 16. des. 2021 22:47