Achronal cosmic future
研究了Morris-Thorne虫洞中暗能量和幻影能量的球对称吸积。结果表明,幻影能量的吸积导致虫洞喉道半径逐渐增大,并最终超过宇宙的超加速膨胀,在未来的某个时刻,在大撕裂奇点发生之前,达到无穷大.在此之后,随着它继续吸积幻影能量,虫洞变成了爱因斯坦-罗森桥,其相应的质量迅速减少,并在大裂缝处消失。
2004-06-21 astro-ph
Comment on Viscous Stability of Relativistic Keplerian Accretion Disks
最近Ghosh(1998)报道了开普勒吸积盘中由相对论效应引起的一种新的不稳定状态。这种不稳定性出现在气体压力占主导地位的区域时,所有的相对论修正的磁盘结构方程考虑。我们表明,他使用的稳定性判据在完全错误的方式,导致不适当的结论。我们进行了一个标准的稳定性分析表明,没有不稳定的区域时,可以找到相对论磁盘的气体压力占主导地位。
1998-10-21 astro-ph
Comments on "Angular Momentum Transport in Quasi-Keplerian Accretion Disks"
Subramanian、Pujari和Becker(2004)声称,吸积盘中角动量输运的正确表达式与dOmega/dR成正比,可以根据对吸积盘中相邻涡旋中气体包的周转运动的分析推导出来。我们研究了他们的论点,并表明他们的推导包含几个基本错误:1)从无限多的公式中有偏见地选择所需的公式; 2)有偏见地选择包裹轨迹; 3)关于参考系的混乱。例如,根据1)我们可以导出一个(无效的)公式,其中角动量输运与dv_phi/dR成比例,并且根据2)我们甚至可以证明角动量输运是向内的或为零。本文提出了用平均自由程理论解决吸积盘角动量输运问题的正确方法。
2005-05-23 astro-ph
Can black holes be torn up by phantom dark energy in cyclic cosmology?
无限循环的宇宙学经常被黑洞问题所挫败。人们推测,循环宇宙学中的这一障碍可以通过考虑一个特殊的循环模型来消除,该模型来自于圈量子宇宙学或膜世界场景,其中幻影暗能量起着至关重要的作用。在这个特殊的循环模型中,解决黑洞问题的机制是用幻影撕裂黑洞。然而,利用流体吸积到黑洞上的理论,本文证明了存在另一种可能性:在这个循环模型中,黑洞不能被幻影撕裂。我们讨论了这种可能性,并表明在循环宇宙的膨胀阶段,通过幻影吸积到黑洞上,黑洞的质量可能首先减少,然后增加。
2009-03-10 astro-ph gr-qc hep-ph
The Accretion of Dark Energy onto a Black Hole
利用相对论流体力学研究了暗能量在Schwarzschild黑洞上的静态球对称吸积。采用理想流体的近似来模拟暗能量。本文导出了具有任意状态方程p=p(ρ)的理想流体在黑洞上吸积速率的一般表达式。发现黑洞的质量由于幻影能量的吸积而减小。本文详细研究了两种暗能量模型的吸积过程,并给出了它们的解析解:一种是线性状态方程p=α(ρ-ρ_0)模型,另一种是Chaubergin气体模型。对于线性状态方程的一种特殊情况,导出了运动和旋转黑洞对暗能量吸积率的解析表达式。所有黑洞的质量都接近于零,在具有幻影能量的宇宙学模型中,大撕裂场景得以实现。
2005-05-31 astro-ph gr-qc
Perfect fluid and scalar field in the Reissner-Nordstrom metric
我们描述了理想流体在Reissner-Nordstrom度规下的球对称稳态吸积。我们提出的线性状态方程的流体和Chaubergin气体的吸积的解析解。它还表明,在合理的物理条件下,没有一个理想流体的Reissner-Nordstrom裸奇点的稳态吸积。相反,形成流体的静态气氛。我们讨论了一个幻影流体吸积违反黑洞热力学第三定律的可能性。
2011-06-06 astro-ph gr-qc
Ionization, Magneto-rotational, and Gravitational Instabilities in Thin Accretion Disks Around Supermassive Black Holes
本文研究了热电离、磁转动和引力不稳定性在超大质量黑洞周围薄吸积盘中的综合作用。我们发现,在盘的电离不稳定性不稳定的部分中,即使在热极限循环的冷中性分支上,气体也保持与磁场的良好耦合。这表明电离不稳定性不是活动星系核中大幅度含时吸积的重要来源。我们还认为,对于大于10^{-2}太阳质量/年的吸积率,吸积盘的引力不稳定区和磁旋转不稳定区重叠;对于较低的吸积率,它们可能不重叠。因此,一些低光度活动星系核,例如NGC 4258,可能处于一个瞬态阶段,在这个阶段中,质量在一个非吸积的引力和磁旋转稳定的“死区”中积累。我们对这些发现的可能影响发表评论。
2000-11-28 astro-ph
The final state and thermodynamics of dark energy universe
从经典分析中可以看出,暗能量宇宙的典型最终状态是有限时间,突然的未来奇点(大撕裂)。对于一些暗能量宇宙(包括标量幻影和有效幻影理论以及特定的精髓模型),我们证明了量子效应在大撕裂附近起主导作用,将宇宙从未来的奇点中赶出来(或者至少使其变得更温和)。因此,在大撕裂附近,具有量子修正的熵边界变得很好定义。同样,由于幻影吸积导致的黑洞质量损失并不像预期的那样剧烈:由于幻影演化阶段的瞬态特性,质量不会消失到零。本文还讨论了负的含时状态方程的宇宙学演化的一些例子,得到了同样的结论。简要讨论了负熵(或负温度)出现在幻影热力学中的应用。
2004-11-11 astro-ph gr-qc hep-th
Wormholes in Bulk Viscous Cosmology
研究了具有非零体粘滞系数的幻能吸积对Morris-Thorne虫洞的影响。我们已经发现,如果体积粘度是大的,那么虫洞的质量迅速增加相比,小或零体积粘度。
2008-12-12 astro-ph gr-qc
Scalar field exact solutions for non-flat FLRW cosmology: A technique from non-linear Schrödinger-type formulation
本文提出了一种非线性薛定谔(NLS)型方程求解非平坦正压流体FLRW宇宙中正则标量场精确解的方法,并与标准Friedmann框架下的方法进行了比较.我们考虑幻影和非幻影标量场的情况下,指数和幂律加速膨胀。并对两种膨胀情况下的有效状态方程进行了分析。我们推测和评论的一些优点和缺点,使用NLS制定解决的精确解。
2008-07-04 astro-ph gr-qc hep-th
Big rip avoidance via black holes production
我们考虑一个宇宙学的情况下,宇宙的膨胀是由幻影暗能量和黑洞凝聚出后者的组成部分占主导地位。黑洞的质量通过霍金蒸发和幻影流体的吸积而减少,但新的黑洞不断出现,因此整体演化可能相当复杂。我们研究了相应的动力系统,以解开这种演变,并挑选出的情况下,大裂缝奇点不发生。
2009-03-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Bounds on Expected Black Hole Spins in Inspiraling Binaries
作为了解合并黑洞/中子星双星中黑洞角动量演化历史的第一步,我们进行人口合成计算,以跟踪此类双星中致密天体的吸积历史分布。我们发现有三个不同的过程可能对黑洞自旋大小有贡献:黑洞的诞生自旋,它是在(i)大质量祖星坍缩成黑洞或(ii)中子星吸积诱导坍缩成黑洞时产生的;以及(iii)当已经形成的黑洞[通过(i)或(ii)]经历吸积插曲(通过吸积盘或共包络相)时的吸积自旋。我们的结果表明,对于BH-NS并合双星的吸积诱导自旋上升[方法(iii)],在并合黑洞/中子星双星的形成历史中,只有{与共包络相和超临界吸积率相关的\em吸积情节}.缺乏关于BH出生自旋的明确的实验信息[即,关于过程(i)和(ii)的结果,我们为BH诞生角动量参数a=J/M^2选择了两个基准值,与(i)NS诞生自旋(a约为0)和(ii)X射线双星(a=0.5)的观测结果一致。利用这两个基准值和吸积物质的比角动量的保守上限,我们讨论了感兴趣的双星中黑洞自旋的预期范围。最后,我们评论这些结果的意义,地面引力波搜索的inspiral信号从黑洞双星。
2005-06-15 astro-ph
Evolution of a Kerr-Newman black hole in a dark energy universe
本文用状态方程$p=wρ$研究了暗能量对Kerr-Newman黑洞的吸积。我们已经得到,当$w>-1$的质量和比角动量增加时,虽然比角动量增加到一个给定的平台,质量却无限地增长。在主能量条件被违反的情况下,我们的模型预测了黑洞的质量和角动量随着幻影能量的吸积而稳定地减小。所有黑洞的质量和角动量在接近大裂缝时趋于零。宇宙审查被违反的结果,黑洞的大小增加超过宇宙的大小本身进行了讨论,在考虑所使用的模型作为近似的更一般的描述,度量是时间依赖的。
2008-02-19 astro-ph
On the Robustness of Cool Disc Components in Bright ULXs
在这封信中,我们评论了在附近正常星系中最亮(L ~ 10^40 erg/s)的超亮X射线源(ULX)的X射线谱中,假定的冷(kT ~ 0.2 keV)吸积盘成分的鲁棒性。与恒星质量的黑洞相比,在一些ULX中观察到的低盘温度可能意味着中等质量的黑洞。最近的工作声称,这种软过剩不太可能是实际的光盘组件,根据缺乏可变性,在这些组件,并在整体源通量。其他的工作提出了替代的唯象模型和复杂的康普顿模型,排除了ULX光谱中的冷盘成分。对银河系恒星质量黑洞和黑洞候选者的文献检查表明,在特定ULX中看到的通量行为与在著名的银河系X射线双星中观察到的现象是一致的。应用Comptonisation模型模拟光盘黑体加幂律谱表明,在即使是最好的ULX光谱中实现的灵敏度,Comptonisation拟合是高度依赖于模型,并不产生有意义的约束吸积流。相比之下,对柔软的热组件的需求似乎并不依赖于模型。正如我们先前所指出的,ULX光谱中的软热成分可能不代表吸积盘,但目前这种解释的替代方案并不可靠。
2005-12-22 astro-ph
A supermassive boson star at the galactic center?
我们探讨超大质量的非重子星(特别是玻色子,迷你玻色子和非拓扑孤子星)是否可能在一些星系的中心,特别注意银河系。我们从动力学的角度分析了目前的观测数据所显示的情况,得出的结论是,它们与单个超大质量物体是相容的,而不需要它是一个黑洞。特别是,我们表明,标量星非常适合这些动态要求。导出了再现中心质量所需的不同标量星模型的参数,并对具有适当质量范围的玻色子粒子的可能存在进行了评述。玻色子星的吸积也进行了分析,并与另一个非重子的候选人,一个大质量的中微子球,这也被称为中央黑洞的替代品,给出了比较。这两个模型都能够解释Sgr A $^*$中的物体的性质,而不需要调用奇点的存在。一个困难的问题是,为什么吸积的物质在足够长的时间内不会最终产生黑洞。我们提供了一个答案的基础上恒星的玻色子恒星的情况下,分裂,并评论其可能的解决方案在中微子球的情况下的几个建议。最后,我们讨论了使用新一代X射线和射电干涉测量卫星观测探测这些超大质量标量天体的前景。
2000-04-05 astro-ph
High Frequency Quasi-Periodic Oscillations in the 2000 Outburst of the Galactic Microquasar XTE J1550-564
本文分析了2000年4 - 5月由Rossi X射线计时探测器测量的黑洞候选者和银河系微类星体XTE J1550-564爆发的高频计时特性。我们测量的快速X射线变化与处于“非常高”或"中等“黑洞状态的源一致。强(5-8%均方根)准周期振荡(QPO)被发现之间的249-276赫兹,这是第一次检测到相同的高频QPO在随后爆发的瞬态黑洞候选人。我们还提供了约188 Hz(3.5 sigma,单次试验)的低频QPO的证据,之前也报道过,并且可能与高频QPO同时存在。我们讨论这些发现的背景下,1998年爆发的XTE J1550-564,并评论的影响模型的QPO,吸积流,和黑洞自旋。
2001-09-23 astro-ph
Probing Dark Energy with Black Hole Binaries
暗能量$w$的状态方程(EoS)仍然难以捉摸,尽管实验上做了大量的努力来确定它的值和它的时间变化。然而,它是我们理解自然界最神秘的谜团之一--暗能量--的唯一最重要的把手。这封信提出了一种利用黑洞双星引力波(GW)测量暗能量EoS的新方法。这里描述的方法提供了一种替代大规模调查的标准方法。众所周知,黑洞的质量会因暗能量的吸积而发生变化,但速度非常缓慢。然而,超大质量黑洞(SBH)的双星辐射的引力波的功率与这些吸积恒星的质量成正比,从而携带暗能量的信息。这些波可以不受阻碍地在宇宙中的广阔结构中传播。双星的轨道变化是由引力辐射的能量损失引起的,暗能量吸积对双星的轨道变化有很大的贡献。这一贡献与$(1+w)$成正比,并且对于分离$R \ge 1000$秒差距的SBH双星来说是占主导地位的,从而加速了$w > -1$的合并过程,或者用$w < -1$撕裂恒星以获得幻影暗能量。这样的轨道变化,因此$w$,可以用LIGO和LISA在合并时间附近检测到,或者用钱德拉和VLBA实验的X射线和无线电测量检测到。
2008-08-25 astro-ph gr-qc hep-ph
The Spin of the Near-Extreme Kerr Black Hole GRS 1915+105
基于完全相对论性吸积盘模型对X射线连续谱的谱分析,我们得出结论:双星X射线源GRS 1915+105的致密主源是一个快速旋转的克尔黑洞。我们发现一个下限的无量纲自旋参数的a* 大于0.98。我们的结果是强大的意义上,它是独立的数据分析的细节和不敏感的不确定性的质量和距离的黑洞。此外,我们的吸积盘模型包括一个先进的处理光谱硬化。我们的数据选择依赖于黑洞双星的热状态的严格和定量的定义,我们用它来筛选所有可用的RXTE和ASCA数据的GRS 1915+105的热状态。此外,我们还重点讨论了那些吸积盘光度小于爱丁顿光度30%的数据。我们认为,这些低光度的数据是最合适的薄α盘模型,我们采用。我们假设,有零扭矩在磁盘的内边缘,很可能当磁盘是薄的,虽然我们表明,一个显着的扭矩的存在并不影响我们的结果。我们的模型和模型的相对论射流观察到这个源约束的距离和黑洞质量,因此可以通过确定VLBA视差距离和改进的质量函数的测量进行测试。最后,我们评论了我们的结果的相对论喷流和核心坍缩模型的意义,和引力波的检测。
2006-08-16 astro-ph gr-qc
Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes
我们分析了TeV级黑洞的宏观效应,例如可能在大型强子对撞机上产生的,在被认为是一个极端假设的情况下,它们是稳定的,如果被困在地球内部,开始吸积物质。我们研究了各种各样的TeV规模的重力方案,基于第一原理,基本的,以及经过检验的物理定律的吸积模型。这些情况分为两类,取决于吸积是否会在比太阳自然寿命短的时间内对地球产生任何宏观影响。我们认为,在短于太阳寿命的时间内产生这种效应的情况被排除了,因为在这些情况下,宇宙射线撞击密度更大的白矮星和中子星产生的黑洞会在与其已知寿命不相容的时间尺度上催化它们的衰变。我们还评论有关的生命周期的天体捕获原始黑洞。简而言之,这项研究没有发现LHC产生的TeV级黑洞在短于地球自然寿命的时间尺度上对地球构成威胁的担忧。事实上,基于详细计算和现有最佳科学知识(包括可靠的天文数据)的保守论点从多个角度得出结论,这种黑洞没有任何重大风险。
2008-09-23 astro-ph gr-qc hep-ex