اثرات اسپين در فرايند رمبش گرانشي يك سيال غبارگونه همگن

Spin effects on gravitational collapse of a homogeneous dust-like fluid

امروزه در چارچوب نظريه نسبيت عام مي دانيم كه رمبش گرانشي يك ستاره عظيم تحت جاذبه گرانشي خودش منجر به تشكيل يك تكينگي فضازماني مي شود، جاييكه چگالي انرژي و انحناي فضازمان واگرا شده و نسبيت عام كلاسيك قادر به توصيف پديده نيست. اما همانطور كه مي دانيم، يك ستاره واقعي از فرميون ها تشكيل شده بطوريكه اثرات اسپين آنها مي تواند سرنوشت نهايي فرايند رمبش را دستخوش تغيير دهد. چارچوب كار لازم براي بررسي يك چنين اثراتي در گرانش، نظريه اينشتين-كارتان است. دراين نظريه، پيچش فضازمان كه به عنوان كميتي هندسي معرفي مي شود با تكانه زاويه اي ذاتي فرميون ها (اسپين) مرتبط است. در اين مقاله فرايند رمبش گرانشي يك غبار همگن اسپيني را بررسي كرده و نشان مي دهيم كه اثرات اسپيني ماده تشكيل دهنده ابر در حال رمبش، مي توانند از تشكيل تكينگي فضازماني جلوگيري كنند. در سناريوي رمبش غبار همگن در غياب اسپين (مدل اپنهايمر-اسنايدر) ، افق ظاهري بطور يكنواخت كاهش يافته تا تكينگي را پوشانيده و منجر به تشكيل يك سياهچاله شود. در حاليكه در حضور اسپين، يك شعاع كمينه و متناسب با آن يك جرم آستانه وجود دارد بطوريكه براي توده اي كه جرم اوليه آن كمتر از اين جرم آستانه باشد، افق تشكيل نخواهد شد.