오펜하이머‑스나이더 붕괴의 새로운 삼분법: 특이·반동·연착 착륙

초록

오펜하이머‑스나이더(OS) 모델을 일반적인 정적 구대칭 외부 시공간에 적용해 두 가지 새로운 현상(앱페어런트 호라이즌 좌측 정점과 별 표면 반동)을 도출하고, 이들 현상의 발생 조건을 분석한다. RN 블랙홀에서는 두 현상이 모두 나타나지만, 탈-시터 핵을 가진 정규 블랙홀에서는 나타나지 않는다. 이를 바탕으로 붕괴 과정을 특이·반동·연착 착륙 세 가지 유형으로 분류하고, 강한 우주 검열 가설과의 연관성을 논한다.

상세 분석

본 논문은 전통적인 오펜하이머‑스나이더(OS) 붕괴 모델을 확장하여, 외부 시공간이 일반적인 정적 구대칭 형태 (ds^{2}= -f(r)dt^{2}+f^{-1}(r)dr^{2}+r^{2}d\Omega^{2}) 를 가질 때 나타날 수 있는 두 가지 새로운 동역학적 특징을 체계적으로 탐구한다. 첫 번째는 ‘앱페어런트 호라이즌 좌측 정점(left vertex)’이다. 이는 별 표면 반경 (R) 가 감소함에 따라 앱페어런트 호라이즌 반경 (R_{\rm AH}(R)=R\sqrt{1-f(R)}) 가 일시적으로 최소값을 갖는 현상으로, (dR_{\rm AH}/dT=0) 조건을 만족하는 (R_{\rm turn}) 에서 발생한다. 이 조건은 미스너‑샤프 질량 함수 (m(R)=\frac{R}{2}