Description
V této přednášce představíme novou třídu nabitých a rotujících černých děr v externím elektromagnetickém poli. Protože realistické černé díry se v astrofyzikálním prostředí zpravidla nacházejí v magnetických polích vytvářených okolní látkou, akrečními disky nebo jinými zdroji, naše řešení Einsteinových a Maxwellových rovnic představuje vhodný model pro popis těchto objektů a může být užitečné při interpretaci budoucích astrofyzikálních pozorování.
V úvodu přednášky stručně představíme fyzikální motivaci této práce a vysvětlíme hlavní obtíže, kterým jsme čelili při hledání přesných řešení Einsteinových-Maxwellových rovnic. Ukážeme, proč jsou podobná řešení z matematického hlediska mimořádně obtížná a jaké metody byly použity k jejich nalezení. Následně popíšeme samotnou konstrukci nového řešení a podrobně rozebereme jeho hlavní fyzikální vlastnosti. Zaměříme se zejména na strukturu elektromagnetického pole, které je tvořeno superpozicí externího magnetického pole a pole generovaného elektrickým nábojem samotné černé díry. Dále představíme významné speciální případy řešení a budeme diskutovat jeho algebraické vlastnosti i geometrickou strukturu časoprostoru.
Ve druhé části přednášky se zaměříme na zvláštní případ, který vzbudil největší pozornost, totiž Kerrovu černou díru v externím magnetickém poli, označovanou jako Kerr-BR prostoročas. Probereme strukturu horizontů, kauzální vlastnosti, asymptotické chování i termodynamické charakteristiky tohoto řešení. Ukážeme rovněž souvislosti s již známými řešeními obecné teorie relativity a vysvětlíme, jak do nich nový prostoročas zapadá. Na závěr představíme současné i aplikace tohoto řešení při modelování astrofyzikálních procesů v okolí kompaktních objektů, zejména při studiu pohybu částic, interakce černých děr s magnetickými poli a mechanismů přenosu energie v extrémních gravitačních podmínkách.