Title: The Field of a gravitational shock wave generated by a massless point-like particle in a stationary black hole background
Other Titles: Das Feld einer Gravitationsstosswellen, die von einem masserlosen punktförmigen Partikel in einem stationären Black Hole Hintergrund erzeugt werden.
Language: English
Authors: Huber, Albert 
Qualification level: Doctoral
Advisor: Balasin, Herbert 
Issue Date: 2019
Number of Pages: 120
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Die vorliegende Arbeit widmet sich der Berechnung des Feldes einer gravitativen Schockwelle, die von einem masselosen punktartigen Teilchen am Ereignishorizont eines Kerr-Newman schwarzen Loches erzeugt wird. Unter Berücksichtigung des in [#balasin2000generalized] erarbeiteten geometrischen Settings, d.h. unter Verwendung verallgemeinerter Kerr-Schild Deformationen der zugehörigen Hintergrundmetrik und des Spin-Koeffizienten Formalismus von Newman und Penrose, wird hierbei zunächst gezeigt, dass sich die Einsteinschen Feldgleichungen - speziell am Ereignishorizont des schwarzen Lochs - auf eine einzige lineare gewöhnliche Differentialgleichung zweiter Ordnung für die Profilfunktion der Geometrie reduzieren lassen. Ferner wird eine exakte Lösung der besagten Differentialgleichung aufgezeigt und - basierend auf den erhaltenen Resultaten - eine physikalische Interpretation für die aufgefundene Schockwellengeometrie abgegeben. Zudem wird klargestellt, wie sich die gefundenen Ergebnisse mit verschiedenen einfacheren Spezialfällen von gravitativen Schockwellen in jenen sphärisch-symmetrischen Hintergründen vergleichen lassen, welche die Geometrien von statischen schwarzen Löchern beschreiben.

In the present work, the field of a gravitational shockwave caused by a massless point-like particle is calculated at the event horizon of a Kerr-Newman black hole. Following the geometric setting given in [#balasin2000generalized], using the geometric framework of generalized Kerr-Schild deformations in combination with the spin-coefficient formalism of Newman and Penrose, it is shown that the field equations of the theory, at the event horizon of the black hole, can be reduced to a single linear ordinary differential equation for the so-called profile function of the geometry. This differential relation is solved exactly and, based on the results obtained, a physical interpretation is given for the found shockwave spacetime. In addition, it is clarified how these results lead back to those of previous works on the subject which deal with the simpler cases of gravitational shockwaves in static black hole backgrounds.
Keywords: Allgemeine Relativitätstheorie; Schwarze Löcher; Distributionen
General Relativity; Black Holes; Distributions
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-127801
http://hdl.handle.net/20.500.12708/1763
Library ID: AC15415327
Organisation: E136 - Institut für Theoretische Physik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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