Kerr_photon_orbits_with_orbital_inclination.gif(758 × 500 پکسل، فائل کا حجم: 26.44 MB، MIME قسم: image/gif، چکردار، 1,643 چوکھٹے، 1 min 50 سیکنڈ)

اطلاع: تکنیکی پابندیوں کی وجہ سے اس طرح کی زیادہ ریزولیوشن والی جی آئی ایف تصویروں کے تھمب نیل غیر متحرک ہونگے۔

یہ فائل ویکی ذخائر کی ہے اور دیگر منصوبوں کے زیر استعمال ہوسکتی ہے۔ فائل کے صفحہ تعارف پر موجود تعارف ذیل میں موجود ہے۔

خلاصہ

تفصیل
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.
تاریخ
ماخذ ذاتی کام
مصنف Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
دوسرے نسخے 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

اجازہ کاری

میں اس تخلیقی کام کے حقوق کا مالک ہوں اور اسے مندرجہ ذیل اجازت نامے کے تحت شائع کرتا ہوں:
w:en:Creative Commons
انتساب یکساں شراکت
This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license.
آپ آزاد ہیں:
  • شیئر کرنے – کام کو نقل، تقسیم یا منتقل کرنے کے لیے
  • ریمکس کے لیے – کام منبطق کرنے کے لیے
مندرجہ ذیل شرائط کے تحت:
  • انتساب – آپ کو اس کام کا انتساب مصنف یا اجازت دہندہ کے بتائے گئے طریقہ کے مطابق دینا ہوگا (تاہم یہ انتساب اس طرح نہیں ہونا چاہیے کہ اسے دیکھ کر ایسا محسوس ہو کہ اصل مصنف یا اجازت دہندہ آپ کے یا آپ کے ذریعہ اس کام کے استعمال کرنے کے حامی ہیں)۔
  • یکساں شراکت – اگر آپ اس کام میں کوئی تبدیلی یا ترمیم کرتے ہیں یا اس کام پر مبنی کچھ نیا بناتے ہیں تو اسے بھی آپ اسی یا اس جیسے کسی اجازت نامے کے تحت شائع کر سکتے ہیں۔
Annotations
InfoField
This image is annotated: View the annotations at Commons

Captions

Add a one-line explanation of what this file represents
Photon orbit catalog for an extremal Kerr black hole

Items portrayed in this file

عکاسی

source of file انگریزی

23 جولائی 2017

media type انگریزی

image/gif

فائل کا تاریخچہ

کسی خاص وقت یا تاریخ میں یہ فائل کیسی نظر آتی تھی، اسے دیکھنے کے لیے اس وقت/تاریخ پر کلک کریں۔

تاریخ/وقتتھمب نیلابعادصارفتبصرہ
رائج الوقت23:59، 5 نومبر 2022ءمورخہ 23:59، 5 نومبر 2022ء کا تھمب نیل758 × 500 (26.44 MB)Yukterezthe Q was missing a ²
02:05، 26 جولائی 2017ءمورخہ 02:05، 26 جولائی 2017ء کا تھمب نیل758 × 500 (26.44 MB)Yukterezinsert short pause between animation of different r and perspectivic rotation for specific r
16:11، 25 جولائی 2017ءمورخہ 16:11، 25 جولائی 2017ء کا تھمب نیل758 × 500 (28.15 MB)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 جولائی 2017ءمورخہ 20:02، 23 جولائی 2017ء کا تھمب نیل758 × 380 (10.15 MB)YukterezUser created page with UploadWizard

اس فائل سے مربوط کوئی صفحہ موجود نہیں ہے۔

فائل کا عالمی استعمال

مندرجہ ذیل ویکیوں میں یہ فائل زیر استعمال ہے:

  • vi.wikipedia.org پر استعمال

میٹا ڈیٹا