לדלג לתוכן

טעקע:Kerr photon orbits with orbital inclination.gif

תוכן הדף אינו נתמך בשפות אחרות.
פֿון װיקיװערטערבוך

Kerr_photon_orbits_with_orbital_inclination.gif(758 × 500 פיקסעל, טעקע גרייס: 26.44 מ"ב, טיפ MIME: image/gif, אין א פעטליע, 1,643 ראָמען, 1מ 50ס)

לתשומת ליבך: בשל מגבלות טכניות, תמונות ממוזערות של תמונות GIF בעלות רזולוציה גבוהה כמו זאת לא תהיינה מונפשות.

די טעקע איז פֿון וויקימעדיע קאמאנס און מען מעג זי ניצן אין אנדערע פראיעקטן. די באשרייבונג פון איר טעקע באשרייבונג בלאט דארט ווערן געוויזן אונטן.

רעזומע

דעסקריפציע
English: All possible photon-orbits around a black hole rotating with the spin-parameter a=Jc/G/M²=1. The position of photon and ZAMO is shown for t=150GM/c³ coordinate time. Initial position: θ0=π/2, φ0=0.
Deutsch: Alle möglichen Photonenorbits um ein mit dem Spinparameter a=Jc/G/M²=1 rotierendes schwarzes Loch. Gezeigt wird die Position eines Photons und eines ZAMO nach einer Koordinatenzeit von t=150GM/c³. Die Startposition ist auf θ0=π/2, φ0=0.
דאַטע
מקור אייגענע אַרבעט
שרייבער Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
אַנדערע ווערסיעס mini

Display

01) a Spin parameter            08) δ local equatorial          15) L Axial angular momentum    22) ω Frame dragging delayed angular velocity
    of  the central mass            inclination angle               conserved quantity              observed at infinty
02) r Boyer-Lindquist radius    09) δ observed equatorial       16) L Poloidial component       23) v Frame dragging local velocity
    constant for photon orbits      inclination angle               of the angular momentum         equals 1 at the outer ergosurface
03) φ Longitude                 10) δ frame drag angle          17) p Radial component          24) Ω Frame dragging observed velocity
    measured from infinity          difference local-observed       of the momentum                 in cartesian coordinates
04) θ Latitude                  11) E kinetic energy            18) R Radius                    25) v Observed particle velocity
    0=northpole, π=southpole        local energy of the photon      cartesian coordinate            in the bookeepers frame of reference
05) ς Grav. time dilation       12) E potential energy          19) x X-axis                    26) v Local escape velocity
    depending on r and θ            total-kinetic                   cartesian coordinate            equals 1 at the outer horizon
06) t Coordinate time           13) E total energy              20) y Y-axis                    27) v Delayed particle velocity
    of the distant bookeeper        conserved quantity              cartesian coordinate            differential velocity vs a local ZAMO
07) λ Affine parameter          14) Q Carter constant           21) z Z-axis                    28) v Local particle velocity
    takes the place of τ if μ=0     conserved quantity              cartesian coordinate            relative velocity vs a local ZAMO

Inclination angle by radius

For a given a and r and starting from θ0=π/2 the required initial orbital inclination angle δ0 for a photon's circular orbit can be found[1] by setting

and solving for δ0. The real solutions of the polynomial give one possible orbit in the positive poloidial direction, and one other in the opposite z-direction (since the metric is axially symmetric the sign of the coaxial angular momentum can be both). The shorthand terms are:

All photon-orbits have a constant Boyer-Lindquist-radius.[2] [3]

Equations of motion

All formulas come in natural units:

Coordinate time t by proper time τ (dt/dτ), where τ becomes the affine parameter λ for massless particles:

Radial coordinate time derivative (dr/dτ):

Time derivative of the covariant momentum's r-component (pr/dτ):

Relation to the local velocity:

Latitudinal time derivative (dθ/dτ):

Time derivative of the covariant momentum's θ-component (pθ/dτ):

Relation to the local velocity:

Longitudinal time derivative (dФ/dτ):

Time derivative of the covariant momentum's Ф-component (pФ/dτ):

Carter-constant:

Carter k:

Total energy:

Angular momentum on the Ф-axis:

with the radius of gyration

Frame Dragging angular velocity (dФ/dt):

Gravitational time dilation (dt/dτ):

Local velocity on the r-axis:

Local velocity on the θ-axis:

Local velocity on the Ф-axis:

with the cartesian coordinates:

The observed velocity β is given by:

The local escape velocity is given by the relation:

Shorthand Terms:

Sources:[4][5][6][7][8][9]

de

Für eine deutschsprachige Version der Bewegungsgleichungen geht es hier entlang

References

  1. Simon Tyran: Kreisbahnen in der Kerr-Raumzeit
  2. Stein Leo: Kerr Spherical Photon Orbits
  3. Ed Teo: Spherical Photon Orbits around a Kerr Black Hole doi:10.1023/A:1026286607562
  4. Pu, Yun, Younsi & Yoon: General-relativistic radiative transfer in Kerr spacetime, p. 2+
  5. Janna Levin & Gabe Perez-Giz: A Periodic Table for Black Hole Orbits, p. 30+
  6. Scott A. Hughes: Nearly horizon skimming orbits of Kerr black holes, p. 5+
  7. Janna Levin & Gabe Perez-Giz: The Phase Space Portrait, p. 2+
  8. Misner, Thorne & Wheeler (MTW): The Bible archive copy at the Wayback Machine, p. 897+
  9. Simon Tyran: Kerr Orbits / Gravitationslinsen

ליצענץ:

אני, בעל זכויות היוצרים על עבודה זו, מפרסם בזאת את העבודה תחת הרישיון הבא:
w:yi:Creative Commons
צושרײַבונג טיילן גלײַך
הקובץ הזה מתפרסם לפי תנאי רישיון קריאייטיב קומונז ייחוס-שיתוף זהה 4.0 בין־לאומי.
איר מעגט:
  • באַטייליקן – קאפירן, פֿאַרשפרייטן און איבערשיקן די ווערק
  • ווידערמישן – באַאַרבעטן די ווערק
אונטער די פאלגנדע תנאָים:
  • צושרײַבונג – איר מוזט צושרײַבן די ווערק אויפן שטייגער ספעציפֿירט דורכן שאַפֿער אדער ליצענץ־האַלטער (אבער נישט אין אזוינעם אופן אַז עס זעט אויס אַז זיי שטיצן אונטער אײַך אדער אײַער ניץ פון דער ווערק).
  • טיילן גלײַך – אז איר וועט ענדערן, פארוואנדלען איר צולייגן צו דער דאזיגער ווערק, טארט איר דאך נאר טיילן די ווערק אונטער דעם זעלבן אדער ענלעכן ליצענץ צו דעם.
Annotations
InfoField
This image is annotated: View the annotations at Commons

בילדקעפלעך

נא להוסיף משפט שמסביר מה הקובץ מייצג
Photon orbit catalog for an extremal Kerr black hole

פריטים שמוצגים בקובץ הזה

מוצג העברעאיש

יוצר העברעאיש

ערך כלשהו ללא פריט וויקידאטן

מחרוזת שם המחבר העברעאיש: Yukterez (Simon Tyran, Vienna)

סוג מדיה העברעאיש

image/gif

היסטאריע פֿון דער טעקע

קליקט אויף א דאטע/צײַט צו זען דאס בילד אזוי ווי עס איז דעמאלסט געווען

דאטע/צײַטגעמינערטע בילדגעמעסטןבאניצערבאמערקונג
לויפיק23:59, 5 נאָוועמבער 2022געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 23:59, 5 נאָוועמבער 2022‪500 × 758‬ (26.44 מ"ב)Yukterezthe Q was missing a ²
02:05, 26 יולי 2017געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 02:05, 26 יולי 2017‪500 × 758‬ (26.44 מ"ב)Yukterezinsert short pause between animation of different r and perspectivic rotation for specific r
16:11, 25 יולי 2017געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 16:11, 25 יולי 2017‪500 × 758‬ (28.15 מ"ב)Yukterez1) added a numerical display in case someone wants to look at the data, 2) perspectivic rotation for some example of closed loop orbits, 3) better quality and more frames for the cost of higher filesize (but since everybody is watching 4k videos in the...
20:02, 23 יולי 2017געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 20:02, 23 יולי 2017‪380 × 758‬ (10.15 מ"ב)YukterezUser created page with UploadWizard

נישטא קיין בלעטער וואס ניצן די טעקע.

גלאבאלע טעקע־פארווענדונג

די פאלגנדע אנדערע וויקיס ניצן די דאזיקע טעקע:

  • באניץ ביי vi.wikipedia.org

מעטאדאטע