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    jhepgc
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2380-4327
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   <issn publication-format="print">
    2380-4335
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jhepgc.2024.103055
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jhepgc-134183
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     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Principal Equatorial Null Geodesic Congruences in the Kerr Metric, and Their Quantum Propagators
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Josué G. Mateos
      </surname>
      <given-names>
       Trujillo
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Miguel
      </surname>
      <given-names>
       Socolovsky
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
   </contrib-group> 
   <aff id="aff1">
    <addr-line>
     aInstituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Ciudad de México, México
    </addr-line> 
   </aff> 
   <aff id="aff2">
    <addr-line>
     aInstituto de Astronomía y Física del Espacio, Universidad de Buenos Aires-CONICET, Ciudad de Buenos Aires, Argentina
    </addr-line> 
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     06
    </day> 
    <month>
     06
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    <year>
     2024
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   <volume>
    10
   </volume> 
   <issue>
    03
   </issue>
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    906
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   <lpage>
    917
   </lpage>
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      6,
     </day>
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      May
     </month>
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      2024
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    <date date-type="published">
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      25,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      25,
     </day>
     <month>
      June
     </month>
     <year>
      2024
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    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    Using the Raychaudhuri equation, we associate quantum probability amplitudes (propagators) to equatorial principal ingoing and outgoing null geodesic congruences in the Kerr metric. The expansion scalars diverge at the ring singularity; however, the propagators remain finite, which is an indication that at the quantum level singularities might disappear or, at least, become softened.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Kerr Metric
    </kwd> 
    <kwd>
      Principal Null Geodesics
    </kwd> 
    <kwd>
      Propagators
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In a recent paper <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-1">
     [1]
    </xref>, Feynman propagators were associated with timelike and null geodesic congruences in the Schwarzschild spacetime. The possibility of this association lies in the Raychaudhuri equation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-2">
     [2]
    </xref> which describes the flow of such congruences, even in the case of curves where an acceleration term is present. In particular, the equation for the expansion scalar Θ, after a transformation of variables is done <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-3">
     [3]
    </xref>, becomes a 1-dimensional free harmonic oscillator equation for a function F with a “time” dependent frequency (the role of time is played by the affine parameter λ of the geodesics). A Lagrangian can be immediately constructed, and with initial and final values for λ and for the function F (basically representing the transverse area of the congruences), an exact path integral 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of the exponential of the corresponding action is obtained. The basic idea is that this K describes the quantum evolution of the congruences, even in the absence, at present, of a final theory of quantum gravity <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <p>In the present paper, we restrict the analysis to the simplest case in the Kerr spacetime <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-5">
     [5]
    </xref>: the forward and past directed, ingoing and outgoing, principal null geodesics in the equatorial plane ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), and their congruences. Since the Kerr’s solution in the Petrov’s classification <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-6">
     [6]
    </xref> is algebraically special, the Goldberg-Sachs theorem <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-7">
     [7]
    </xref> implies that the shear 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in the Raychaudhuri equation vanishes and, since an explicit calculation shows that the rotation term 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> also vanishes, the above mentioned Lagrangian, as in the Schwarzschild case, reduces to that of a free non relativistic particle. At the ring singularity ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>) the expansion diverges as 1/r. However, the relevant propagators K remain finite. This result, though does not constitute a proof that singularities disappear in a quantum treatment of black holes, is however an indication that at the quantum level they might indeed disappear or, at least, become smoother.</p>
   <p>In Section 2, following the presentation of Ferrari et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-8">
     [8]
    </xref>, we integrate the equations of motion of principal equatorial null geodesics p.e.n.g.’s, identify the tangent vector field 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for them, and consequently determine the affine parameter λ as r for outgoing geodesics and −r for ingoing ones. In the process one proves that the Carter constant <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-9">
     [9]
    </xref> reflecting a hidden symmetry of the Kerr solution, vanishes for p.e.n.g.’s. In <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref> we plot 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for forward and past directed geodesics where t, r, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> are the usual Boyer-Lindquist coordinates ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is fixed at the equator). It is interesting to notice that in the “shell horizon” <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-10">
     [10]
    </xref>, that is, the region between the event (outer) and Cauchy (inner) horizons, precisely the only region where trapped surfaces exist, all p.e.n.g.’s, both outgoing and ingoing, are past directed. In all cases, the geodesics are asymptotic to at least one horizon. In Section 3 we construct the Raychaudhuri equation that acquires the simplest form as in the Schwarzschild case due to the vanishing of both the shear and the rotation terms (the second one because the tensor 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> turns out to be symmetric).</p>
   <p>In Section 4 we calculate the potentially divergent propagators associated with geodesic congruences in the region 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> where the ring singularity lies, and prove their finiteness. Finally, Section 5 is devoted to conclusions and remarks.</p>
   <p>We use the natural system of units: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ℏ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and the metric signature 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-"></xref>2. Principal Equatorial Null Geodesics</title>
   <p>In Boyer-Lindquist coordinates 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> the stationary axial symmetric Kerr metric is given by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          Σ 
        </mi> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Σ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> where M and J are the total energy and total angular momentum parameters of the solution. Also, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>) the event or exterior horizon 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (the Cauchy or interior horizon 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>). Respectively corresponding to the stationarity and axial symmetries one has the Killing vectors 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The geodesic motion of particles in the metric (1) is described by the Lagrangian</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mi>
                sin 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            Σ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mi>
                sin 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mi>
                sin 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>: proper time for massive (m) particles, in which case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math> an arbitrary (up to an affine transformation) affine parameter in the massless case, in which case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The two conserved quantities associated with the above mentioned symmetries are obtained from the Lagrange equation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (3)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4)</p>
   <p>For 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> the r.h.s. of (3) vanishes and one obtains</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> (5)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            sin 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (6)</p>
   <p>for the energy and the angular momentum along the rotation axis. From (5) and (6) one obtains</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (7)</p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (8)</p>
   <p>which can be integrated once the equation for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> are also found. To this aim, one appeals to the Hamilton-Jacobi equation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-9">
     [9]
    </xref>. The Hamiltonian is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         κ 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (9)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for massive particles and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in the massless case. The Hamilton principal function S is defined by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (10)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Writing</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (11)</p>
   <p>one looks for a separable solution</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (12)</p>
   <p>A long but straightforward procedure <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-8">
     [8]
    </xref> leads to the equality</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          κ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            κ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mtext>
              sen 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (13)</p>
   <p>where the l.h.s. (r.h.s.) depends only on r (θ). So, both sides of (13) depend on a constant: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the Carter constant. ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.) The existence of this constant of motion is due to a hidden symmetry of the Kerr metric, described by a covariant Killing 2-tensor <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-11">
     [11]
    </xref>. So one has the set of four constants</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          κ 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (14)</p>
   <p>in terms of which the geodesic motion can be solved. Defining the functions</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              κ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
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                sin 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          and 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            κ 
          </mi> 
          <msup> 
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             r 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
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            − 
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          <msup> 
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            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                L 
              </mi> 
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                − 
              </mo> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                r 
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               + 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
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             L 
           </mi> 
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             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (15)</p>
   <p>one obtains</p>
   <p>
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                ˜ 
              </mo> 
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            </mtext> 
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              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
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         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
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      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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      </mtext> 
      <msup> 
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        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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              d 
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                ˜ 
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               r 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
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        = 
      </mo> 
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          R 
        </mi> 
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           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Δ 
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         <mn>
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      </mfrac> 
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         ; 
       </mo> 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (16)</p>
   <p>therefore</p>
   <p>
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
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           <mo>
             ; 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            κ 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mn>
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        </mfrac> 
        <mi>
          κ 
        </mi> 
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        </mo> 
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          E 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
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          L 
        </mi> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
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           <mrow></mrow> 
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             r 
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          </msubsup> 
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             d 
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              ′ 
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            R 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
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              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          Δ 
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        <mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow></mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mn>
          . 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (17)</p>
   <p>For null geodesics (n.g.), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and so</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          and 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mi>
                sin 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (18)</p>
   <p>For equatorial null geodesics (e.n.g.), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math>, so 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Σ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. From 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Σ 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it turns out that the Carter constant vanishes i.e. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and one has</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (19)</p>
   <p>The equation for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is obtained from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>; so, from (16),</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (20)</p>
   <p>The principal equatorial null geodesics p.e.n.g. are defined by the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> i.e.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (21)</p>
   <p>That is, are the equatorial null geodesics in which the total angular momentum/unit of energy equals the black hole angular momentum/unit of its mass. In this case</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (22)</p>
   <p>and so</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (23)</p>
   <p>Therefore, p.e.n.g. are characterized by the tangent vectors</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (24)</p>
   <p>Rescaling the affine parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math> through the affine transformation 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <mn>
          1,0, 
        </mn> 
        <mfrac> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (25)</p>
   <p>(The new affine parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is again denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math>.) The associated 1-forms are 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1, 
        </mn> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mn>
          ,0, 
        </mn> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The + sign designs outgoing principal equatorial null geodesics (o.p.e.n.g.), with affine parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, while the − sign designs ingoing principal equatorial null geodesics (i.p.e.n.g.), with affine parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. From 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, one has 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> which imply</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow></mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        o 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow></mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        o 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (26)</p>
   <p>Using (2.172) and (2.175.4) in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-12">
     [12]
    </xref>, we finally obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        o 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (27)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        o 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (28)</p>
   <p>The plot of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> plane, with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (t axis) representing the ring singularity (which does not belong to spacetime), shows that (<xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>):</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Principal equatorial null geodesics (p.e.n.g.’s) in the t/r plane.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2181078-rId201.jpeg?20240628015628" />
   </fig>
   <p>i) For each point q in the region I: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, pass two and only two forward directed (one outgoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the other ingoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) principal equatorial null geodesics (f.d.o./i.p.e.n.g.) (no past directed geodesics). Both 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are inextendible i.e. future and past inextendible.</p>
   <p>ii) For each point p in the region II: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, pass two and only two past directed (one outgoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the other ingoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) principal equatorial null geodesics (p.d.o/i.p.e.n.g.) (no future directed geodesics). Both 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are inextendible. Clearly, neither 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> nor 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be considered physical geodesics since they propagate backwards in time.</p>
   <p>iii) For each point s in the region III: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, pass two and only two future directed (one outgoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>), the other ingoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) principal equatorial null geodesics (f.d.o./i.p.e.n.g.) (no past directed geodesics). Both geodesics of each pair split at the singularity: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are inextendible.</p>
   <p>All these geodesics are asymptotic to a horizon: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. It is interesting to note that the region where there are no f.d.p.e.n.g. is the unique region where trapped surfaces exist: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In a Kruskal-Szekeres extension, this region corresponds to the black and white holes.</p>
   <p>The behavior of the azimuthal angle 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> (Equation (28)) for each pair of the geodesics discussed above is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>. We notice that for forward directed geodesics 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, in the ingoing cases, while 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, in the outgoing cases. For past directed geodesics, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in the ingoing case, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in the outgoing case.</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. Azimuthal angle as a function of r of p.e.n.g.’s.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2181078-rId290.jpeg?20240628015628" />
   </fig>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-"></xref>3. Congruences, Expansions, and Raychaudhuri Equations</title>
   <p>Varying the constants in (27) and (28) allows us to define geodesic congruences, which are governed by the Raychaudhuri equation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-2">
     [2]
    </xref></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (29)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (30)</p>
   <p>is the expansion scalar ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        e 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>); 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the shear, is the traceless symmetric part of the tensor 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the rotation, is the antisymmetric part of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the Ricci tensor. In vacuum, and in the absence of a cosmological constant, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Since the Kerr metric is an algebraically special solution in the Petrov’s classification scheme <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-6">
     [6]
    </xref>, the Goldberg-Sachs theorem <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-7">
     [7]
    </xref> implies that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. A direct calculation of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for p.e.n.g.’s gives 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which implies 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. A straightforward calculation of Θ gives</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (31)</p>
   <p>with the upper (lower) sign for outgoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (ingoing, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>) geodesics. For (29) one has</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (32)</p>
   <p>For future and past directed, outgoing and ingoing geodesic congruences defined by α’s, β’s and γ’s, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is finite for all 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Instead, for:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the f.d.o.p.n.g.’s birth at the singularity at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the region III, and go asymptotically towards 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the f.d.i.p.n.g.’s birth at the singularity at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the region III, and go asymptotically towards 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> along the line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the f.d.i.p.n.g.’s reach the singularity at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the region III, coming asymptotically from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the f.d.o.p.n.g.’s reach the singularity at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the region III, coming asymptotically along the line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>As expected, the only place where the expansions diverge is at the singularity ring.</p>
   <p>Defining the functions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> through <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-3">
     [3]
    </xref></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Θ 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (33)</p>
   <p>(32) becomes the equation of a free non relativistic particle</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (34)</p>
   <p>with solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, with v and w real constants. For the cases of interest 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1,2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) implies 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (Essentially, F is a measure of the transverse area of the congruence.)</p>
   <p>The Lagrangian that reproduces (34) is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, with an associated action</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (35)</p>
   <p>(Units: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>; then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.)</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-"></xref>4. Quantum Propagators</title>
   <p>For each geodesic congruence associated with the geodesics 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, one can formally associate the “quantum” (Feynman) propagator <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-13">
     [13]
    </xref></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <msup> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <msup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <msup> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (36)</p>
   <p>The only propagators where divergences might appear as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) are those associated to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1,2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. We study these cases in detail.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        with 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
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            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
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       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
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        = 
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      <mfrac> 
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          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
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             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
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        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (37)</p>
   <p>
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         </mo> 
         <mrow> 
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             β 
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           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
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       <mn>
         1 
       </mn> 
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        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
      </mo> 
      <msub> 
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         v 
       </mi> 
       <mo>
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       </mo> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
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          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
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      <mover accent="true"> 
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       </mi> 
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      </mover> 
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    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
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       <mn>
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     </mrow> 
    </math>; then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
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       <mrow> 
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           ( 
         </mo> 
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           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
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         1 
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           v 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mover accent="true"> 
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           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
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          , 
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         <mn>
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           + 
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        </msub> 
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        <mo>
          , 
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        <msub> 
         <mn>
           0 
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           − 
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        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
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        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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           e 
         </mtext> 
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              i 
            </mi> 
            <msubsup> 
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             <mo>
               − 
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               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
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             / 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
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             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
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        </msqrt> 
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      </mfrac> 
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        = 
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      <mfrac> 
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           e 
         </mtext> 
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            i 
          </mi> 
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           <mrow> 
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             / 
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           <mn>
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             ˜ 
           </mo> 
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        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
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        , 
      </mo> 
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      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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        with 
      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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         | 
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               i 
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           </mo> 
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         | 
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      </mrow> 
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        = 
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          </mover> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
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      </mfrac> 
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        ∞ 
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        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (38)</p>
   <p>
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             β 
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             o 
           </mi> 
          </msub> 
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         <mo>
           ) 
         </mo> 
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       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
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          <mrow> 
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            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msubsup> 
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               v 
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             <mo>
               + 
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             </mn> 
            </msubsup> 
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               − 
             </mo> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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               </mi> 
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                 + 
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                 − 
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              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
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              </mrow> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
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         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
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          <msub> 
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           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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        with 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
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               o 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
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         </mn> 
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         | 
       </mo> 
      </mrow> 
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        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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          <mn>
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          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (39)</p>
   <p>
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
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      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
      </mo> 
      <msub> 
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         v 
       </mi> 
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         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <msup> 
       <msup> 
        <mi>
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        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
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        = 
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       <mn>
         0 
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       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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         F 
       </mi> 
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         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>; then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 π 
               </mi> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        with 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (40)</p>
   <p>The 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ± 
     </mo> 
    </math> signs in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> indicate outgoing and ingoing geodesics; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> are arbitrary real constants; and in the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> limit the corresponding propagators vanish since the infinite oscillations of the exponentials are “killed” by the growing of the denominators. The similarity between the propagators 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) is due to the fact that the congruences defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) arrive (birth) at the singularity.</p>
   <p>The results (37)-(40) prove that, even if the expansion scalars Θ which govern the classical evolution of the geodesic congruences diverge at the singularity ring, the associated Feynman propagators remain finite, which is an indication that at a quantum level singularities might disappear or at least become softened.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-"></xref>5. Conclusion and Final Remarks</title>
   <p>We showed that any principal equatorial null geodesic congruence in Kerr spacetime can be assigned a quantum (Feynman) propagator describing its flow, which is classically described by the Raychaudhuri equation for the expansion scalar Θ. In particular, the unique potentially divergent propagators, those reaching the ring singularity at ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), i.e. those in the region 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, remain finite, in contradistinction with the expansion scalars which diverge as 1/r. This fact suggests that at the quantum level, singularities that appear at the classical level, might not be present or, at least, might be smoothened. The same conclusion is arrived at by S. Chakraborty and M. Chakraborty in their recent review <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-16">
     [16]
    </xref>.</p>
   <p>As final remarks, we want to mention three facts. First, the only part of the Kerr solution that should represent the result of the collapse of a rotating star, that is, the only physical part, is the previously called “shell horizon” ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) which in particular also is the unique globally hyperbolic region. In a Penrose diagram, it looks like a central “diamond” <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-14">
     [14]
    </xref>. Paradoxically, it is free of singularities, even if it contains black and white holes! Moreover, in the asymptotically flat ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>) regions beyond 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and close to the singularity rings ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), closed timelike curves exist that violate causality <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-15">
     [15]
    </xref>. This criterion for defining the physical region should make the divergence of Θ as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> totally harmless. Second, a spacetime is considered singular, if, inextendible, it has at least one causal (in particular null) inextendible geodesic which does not admit an affine parameter extending from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. This is precisely the case of the inextendible geodesics 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with affine parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msub> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Any other affine parameter must be of the form 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which is always finite. Since both 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are non-physical, the physical spacetime (the diamond) can still be considered non-singular. Third, supporting the idea that at the quantum level singularities can disappear, Corda <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-17">
     [17]
    </xref> has recently shown, in the framework of a Schroedinger-like equation (or Klein-Gordon-like to incorporate relativistic effects) and based on old ideas of Bekenstein <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-18">
     [18]
    </xref> and more recently by Vaz <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134183-19">
     [19]
    </xref>, that the Schwarzschild black hole results in a well defined quantum system, namely a “gravitational hydrogen atom”, consisting of a self-interacting massive shell generated by matter condensation on the apparent horizon. The resulting black hole has neither singularity nor horizon.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgments</title>
   <p>One of us (M.S.) thanks for hospitality to the Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE) de la Universidad de Buenos Aires and CONICET, Argentina, where this work was done during a sabbatical stay. The authors thank Oscar Brauer at the University of Leeds, U.K., for the drawing of <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>.</p>
  </sec>
 </body><back>
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   <title>References</title>
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