Analytical solution of the geodesic equation in Kerr-(anti) de Sitter space-times
给出了Kerr-de Sitter和Kerr-anti-de Sitter时空中测地线方程的完全解析解。他们表示的维尔斯特拉斯椭圆p，zeta和西格玛函数以及超椭圆Kleinian西格玛函数限制到一维θ因子。我们分析了类时测地线对时空度规参数和测试粒子参数的依赖性，并与宇宙学常数为零的Kerr时空中的情况进行了比较.此外，我们还系统地找到了所有稳定的球形和圆形轨道，并推导出了飞越轨道的偏转角、束缚轨道的轨道频率、近星点位移和Lense-Thirring效应的表达式。
2010-09-30 gr-qc
Elliptical-like orbits on a warped spandex fabric: A theoretical/experimental undergraduate research project
我们提出了一个理论和实验分析的椭圆状轨道的大理石滚动的翘曲的织物。我们到达一个表达式，描述连续的远心点之间的角间距，或相当于连续的近心点，在小的和大的斜率制度。我们发现，约197度的最小角分离预测的轨道与小的径向距离时，表面是空的中心质量。然后，我们表明，对于小半径和大的中心质量，当轨道大理石是深的井内，连续远心过渡到大于360度的值之间的角间距。最后，我们将这些表达式与那些描述静态球对称大质量物体在恒定真空能量存在下的椭圆形轨道的表达式进行比较，正如广义相对论所描述的那样。
2016-01-15 gr-qc
Homoclinic orbits in Kerr-Newman black holes
本文给出了Kerr-Newman黑洞中一般非赤道类时测地线同宿轨道的精确解析解，用椭圆积分和Jacobi椭圆函数表示，并分析了黑洞电荷与自旋对轨道及观测的影响。
2023-08-09 gr-qc
Tilted Circular Orbits around a Kerr Black Hole
本文研究克尔黑洞周围倾斜圆轨道的参数方程、倾斜最内稳定圆轨道与最后圆轨道，给出方位角进动速度近似表达式，并探讨其与黑洞系统准周期振荡的可能联系。
2023-12-20 gr-qc
Stability under radiation reaction of circular equatorial orbits around Kerr black holes
研究了在引力辐射作用下，Kerr黑洞周围点粒子的微偏心赤道轨道的演化。我们的方法涉及数值积分的Sasaki-Nakamura方程。结果发现，这种轨道的偏心率减少，在整个大部分的螺旋，直到不久之前的最内稳定的圆形轨道（ISCO），当达到一个临界半径$r_{\text{crit}}$，超过该螺旋轨道的偏心率增加。结果表明，在这最后（离心率增加）阶段的螺旋剩余的轨道数是一个数量级少的快速旋转的黑洞周围的逆轨道比逆行轨道。在自旋参数为$a=1$的克尔黑洞的极端极限中，这个临界半径下降到黑洞的“咽喉”。
1998-05-29 gr-qc
Generalized pseudo-Newtonian potential for studying accretion disk dynamics in off-equatorial planes around rotating black holes: Description of a vector potential
本文提出了一种研究克尔黑洞吸积盘的伪牛顿矢量势。该势对于研究不局限于赤道面的圆盘的内部性质是有用的，因为在赤道面内，广义相对论效应是必不可少的。因此，我们通过从一般克尔时空导出的伪牛顿势，将度规在内径处的基本性质结合起来。该势再现了广义相对论的大部分显著特征，适用于克尔参数的整个区域。它完全再现了克尔几何中的最后稳定圆轨道。在轨道倾角为30 °时，最大误差分别为~7%和~15%。
2007-06-15 astro-ph gr-qc
Modeling the merger-ringdown of an eccentric test-mass inspiral into a Kerr black hole using the effective-one-body framework
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Maryland（马里兰大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Rhode Island（罗德岛大学）；University of Massachusetts, Dartmouth（马萨诸塞大学达特茅斯分校）
本文基于有效一维体框架，研究了偏心 inspiral 合并-环下过程的引力波特征，发现偏心性主要影响最后峰值，而相对论异常影响有限。
2026-10-16 gr-qc
Primary caustics and critical points behind a Kerr black hole
克尔黑洞背后的主光学焦散面是一个偏离视线的四尖管。我们通过类光测地线的泰勒展开式得到了远离黑洞的近渐近区域的焦散面，其中$m$是黑洞质量，a是自旋，b是碰撞参量.观测者天空中的相应临界轨迹是椭圆形的，焦散线内的点状源将被成像为爱因斯坦十字。关于临界点附近的透镜效应，克尔透镜类似于由偶极子和四极电势扰动的圆形透镜。银河系中心超大质量黑洞的焦散结构可以通过对银河系内部低质量X射线双星的透镜效应或通过吸积盘中的热点来探测。
2008-06-13 astro-ph gr-qc
An asymptotically consistent approximant for the equatorial bending angle of light due to Kerr black holes
给出了任意自旋Kerr黑洞赤道轨道光的弯曲角随碰撞参量的精确解析表达式。该表达式通过确保明确满足弱挠度和强挠度极限，同时通过渐近近似法在碰撞参量的中间值处保持精度来构建（Barlow等人，2016 Q.机械应用数学杂志，doi=10.1093/qjmam/hbw014）。为此，强偏转极限的一个极端的黑洞周围的轨道进行检查，并确定了完整的非零渐近行为。导出的近似可能是一个有吸引力的替代计算昂贵的椭圆积分用于黑洞模拟。
2017-06-27 gr-qc math-ph math.MP
Stationary scalar and vector clouds around Kerr-Newman black holes
当Kerr-Newman黑洞附近的大质量玻色子的相角速度满足同步条件，即在超辐射阈值时，它们可以形成纯束缚态。这些在线性水平上的静止云的存在与在非线性水平上具有同步毛发的克尔黑洞的存在密切相关。这些组态与氢原子中电子的原子轨道非常相似。它们可以用四个量子数来标记：$n$，径向节点数; $\ell$，轨道角动量; $j$，总角动量; $m_j$，方位角总角动量。这些同步配置只允许特定值的黑洞的质量，角动量和电荷。这种量子化导致了Kerr-Newman黑洞在三维参数空间中的存在面。静止标量云的现象学在过去的几年里得到了广泛的研究。然而，在关于它们的矢量表兄弟的文献中有一个空白。根据Kerr（-Newman）时空中Proca方程的可分性，本文探讨并比较了Kerr和Kerr-Newman黑洞周围的标量和矢量静止云，扩展了前人的研究。
2020-05-14 gr-qc
The Carter Constant for Inclined Orbits About a Massive Kerr Black Hole: I. circular orbits
在一个极端的双黑洞系统中，轨道在克尔时空中演化时会增加它的倾角（i）。我们把注意力集中在近极轨道的卡特常数（Q）的行为，并制定了一个分析，是独立的，并补充辐射反应模型。对于史瓦西黑洞，极轨道代表了在给定的直距（l）和偏心率（e）值下Q最大的逆行轨道和逆行轨道之间的邻接点。在大质量黑洞中引入自旋（S = |J| /M2），会导致这个边界或邻接点向更大的轨道倾角移动，因此它不再清晰地将逆轨道和逆轨道分开。为了验证Kerr黑洞（KBH）的邻接性，我们首先研究了测试粒子关于KBH的最后稳定轨道（LSO），然后将这一工作推广到一般轨道。为了更好地理解Q的演化，我们开发了Q的解析公式，用l，e和S来描述邻接处的椭圆轨道，极轨道和最后稳定轨道（LSO）。通过了解桥台处dQ/dl的解析形式，我们能够检验Q的2 PN通量方程。我们还使用这些公式来数值计算的di/dl的假设圆形轨道，沿桥台发展。根据这些值，我们确定di/dl = -（122.7S - 36S^3）l^-11/2 -（63/2S + 35/4S^3）l^-9/2 -15/2Sl ^-7/2 -9/2Sl ^-5/2。因此，桥台成为一个重要的分析和数值实验室，用于研究克尔时空中Q和i的演化，并测试当前和未来的近极逆行轨道辐射反反应模型。
2011-01-19 gr-qc
The Carter Constant for Inclined Orbits About a Massive Kerr Black Hole: near-circular, near-polar orbits
在一个极端质量比的双黑洞系统中，非赤道轨道在克尔时空中演化时会倾斜（即增加其倾斜角，ι）。基台是一组不断演变的近极逆行轨道，对于给定的纵偏角（l）和偏心率（e），瞬时卡特常数（Q）处于其最大值（Q_{X}），已被引入作为一个实验室，在该实验室中，dQ/dt与dl/dt和de/dt的相应演变方程的一致性可以独立于特定的辐射反作用模型进行测试。为了证明将基台用作此类实验室，仅根据已发表的dl/dt和de/dt公式，对基台上的椭圆轨道进行dQ/dt推导。得到的dQ/dt表达式与发表的结果在e中的二阶匹配。我们相信，支座是一个潜在的有用的工具，用于提高发展方程的精度到更高的e和l^{1}阶。
2012-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Shadows of charged rotating black holes: Kerr-Newman versus Kerr-Sen
在庆祝其第一次实验测试一百周年之际，广义相对论（GR）成功地并始终如一地通过了随后的所有测试。然而，在某些尺度上，新的物理学，特别是以量子修正的形式，将会出现，改变GR的一些预测，这是一个经典理论。在这方面，黑洞（BH）是探索强引力场量子效应的天然构型。杂化弦论是描述量子引力的主要候选理论之一，其低能有效场论描述下的BH解是近三十年来众多研究的焦点。在事件视界望远镜观测之后，最近对BH强引力透镜的兴趣表明，为了评估这些模型之间的现象学差异，可以比较GR和杂化弦论中的BH透镜。在这项工作中，我们调查的阴影的两个带电BH的解决方案与旋转的差异：一个产生的背景下的GR，即克尔-纽曼解决方案，和其他的背景下的低能杂波弦论，克尔-森解决方案。我们显示和解释，特别是，弦BH总是有一个更大的阴影，相同的物理参数和观测条件。
2020-12-07 gr-qc
Lorentz symmetry violation and the tunneling radiation of fermions with spin $1/2$ for Kerr Anti-de-Sitter black hole
研究了Kerr反德西特黑洞中自旋$1/2$对费米子量子隧穿辐射的修正。首先，利用Lorentz的破坏理论修正了自旋$1/2$费米子的动力学方程。其次，根据修正后的费米子动力学方程，得到了费米子量子隧穿率、黑洞Hawking温度和黑洞熵的新表达式。最后，对我们的工作成果进行了评价。
2020-02-04 gr-qc hep-th
Null and time-like geodesics in Kerr-Newman black hole exterior
本文研究了Kerr-Newman黑洞外的光粒子和中性粒子的零测地线和类时测地线。测地线方程被认为是米诺时间的一阶微分方程组，由此可以定义角势和径向势。我们对这两种势的根进行了分类，并着重讨论了径向势的根，同时强调了黑洞电荷的影响。然后，我们得到的椭圆积分和雅可比椭圆函数的零和类时测地线，这是明确的米诺时间的初始条件可以明确指定的实函数的轨迹的解决方案。我们还描述了如何减少到球形轨道的情况下，这些解决方案的细节。黑洞的电荷效应减小了光和粒子的球面运动的半径，无论是直线运动还是逆行运动。特别是，我们专注于球轨道的光/粒子回飞棒由于从后孔的自旋与黑洞的电荷的影响，从框架拖动。为了维持光线的方位角的变化，例如在整个行程中的$Δϕ=π$，黑洞电荷的存在减小了轨道的半径，从而减小了所需的黑洞自旋值。对于粒子回旋镖，与光回旋镖相比，粒子的惯性使得角度$Δϕ$的变化较小。此外，由于黑洞的电荷作用，粒子的角变化$Δϕ$也比Kerr情形小.所获得的结果观测的影响进行了讨论。
2022-08-25 gr-qc
Fast plunges into Kerr black holes
大多数小型致密物体进入超大质量黑洞的极端质量比螺旋运动，都以从偏心的最后稳定轨道上快速坠落而告终。对于快速旋转的黑洞，这种快速的俯冲可以在克尔/CFT对应的背景下进行研究，因为它们发生在近视界区域，那里的动力学由无穷维共形对称控制。在本文中，我们使用保角变换解析求解辐射从快速陷入近极端克尔黑洞。我们发现重力和CFT计算之间的完美协议。
2015-04-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Note on the Cardoso-Pani-Rico parametrization to test the Kerr black hole hypothesis
构造一个描述天体物理黑洞候选者周围时空几何的通用参数化模型是检验Kerr黑洞假设的重要步骤。在过去的几年里，Johannsen-Psaltis度规一直是最常见的框架，以研究可能偏离克尔解决方案与目前和不久的将来的观察。最近，Cardoso，Pani和Rico提出了一个更一般的参数化。本文的目的是在一个特定的背景下，即几何薄和光学厚的吸积盘的热谱研究这个新的度量。最相关的发现是，看起来像非常快速旋转的克尔黑洞的物体周围的时空几何可能仍然与克尔解有很大的偏差。约翰森-普萨尔蒂斯度规则不是这样，这意味着后者缺少了一类重要的非克尔时空。
2014-08-19 astro-ph.HE gr-qc
Regular scalar clouds around a Kerr-Newman black hole: subextremal and extremal scenarios
本文分析了次极端和极端Kerr-Newman黑洞背景下带电及中性复值有质量标量场束缚态（标量云）的存在性，提出新技术在放宽导数有界条件下获得与次极端解连续的极端规则云，并用积分技术论证其存在。
2023-07-29 gr-qc
Optimization in the Parikh-Wilczek tunneling model of Hawking radiation for Kerr-Newman Black Holes
在这篇简短的报告中，我们研究了Kerr-Newman黑洞的霍金辐射的Parikh-Wilczek隧道模型中隐藏的互信息。假设辐射是一个优化过程，讨论了辐射对旋转（带电和不带电）黑洞时间演化的影响。对于最大互信息优化下的不带电旋转黑洞，其标度不变旋转参数$a_*=a/M$在初始阶段几乎不变，但在最后阶段迅速增大.最终蒸发态的旋转参数的值取决于黑洞的初始条件。我们还发现，电荷的存在会导致黑洞失去角动量的速度比失去质量的速度更快。带电旋转黑洞渐近地接近一个由$a_*= 0$和$Q/M = 1$描述的状态。
2014-03-17 gr-qc hep-th
Will Einstein Have the Last Word on Gravity?
这是一份提交给2010年天文学十年回顾进程的白皮书，讨论了由欧空局-美国宇航局拟议的引力波观测站LISA在毫赫兹频段观测引力波可能对引力理论进行的潜在检验。一个关键的问题是，在这个由黑洞组成的双星系统中的观测提供了非常清晰的测试，具有高信噪比。引力波可以探测非线性引力，并可以揭示小的修正，例如统一理论中出现的超长程场、大质量黑洞周围的度规与克尔解的偏差、大质量引力子、手征效应和额外维度的效应。大质量黑洞双星的强信号以及极端质量比双星的复杂信号的可用性是毫赫兹波段所独有的，这使得LISA成为广义相对论有效性的特别敏感的探测器。
2009-02-28 gr-qc
Thermodynamics and Stability of Higher Dimensional Rotating (Kerr) AdS Black Holes
我们研究了五维及更高维克尔反德西特黑洞的热力学和引力稳定性。我们表明，在相同的旋转参数，$a_i=a$的情况下，Kerr-AdS的背景度量变得稳定，无论是在引力和旋转参数$a_i$采取的值相媲美的AdS曲率半径。反过来，只有当旋转参数变得不明显小于AdS曲率半径时，Kerr-AdS黑洞才能与周围的热辐射处于热平衡。我们还发现，在相同的旋转参数下，Kerr-AdS黑洞相对于热AdS空间的存在具有更强的吸引力，而在单个非零旋转参数的情况下则相反.然而，五维的情况是不同的，也是特殊的，因为没有高温热AdS相，无论旋转参数的选择。我们还证实，在固定的熵，一个旋转的黑洞的温度总是有界以上的一个非旋转的黑洞，在四维和五维，但不是在六维和更多维（特别是，当熵接近零或熵的最小值不对应于温度的最小值）。在这最后一个上下文中，六维的情况是边缘的。
2005-09-02 gr-qc hep-th
Dynamics of oscillating relativistic tori around Kerr black holes
本文对Kerr黑洞背景时空中相对论性轴对称吸积环的动力学进行了全面的数值研究。通过结合广义相对论流体力学模拟与线性微扰方法，我们研究了这些对象在一个大的参数空间的主要动力学性质。我们的研究结果的天体物理学意义的扩展和改进两个有趣的结果，最近在文献中报道。首先，质量四极矩的准周期性变化使得相对论性的核物质密度环面，就像那些在双中子星合并的最后阶段形成的环面一样，是有希望的引力辐射源，有可能被干涉仪器探测到。其次，$p$模式振荡的相对论环面的低静止质量密度可以用来解释高频准周期振荡的条件下观察到的X射线双星包含一个黑洞候选人比那些考虑到目前为止更一般。
2004-11-04 astro-ph gr-qc
Particles with precessing spin in Kerr spacetime: analytic solutions for eccentric orbits and homoclinic motion near the equatorial plane
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Université de Mons – UMONS（蒙斯大学）
本文研究了克尔时空中小质量粒子近赤道运动的解析解，考虑自旋进动对轨道平面的影响，并首次提出了同宿轨道的解析解及自旋修正。
2026-03-20 gr-qc
Divergent Reflections around the Photon Sphere of a Black Hole
从黑洞事件视界外的任何位置，光到达观察者的轨迹都是无限多的。这些路径中的每一个都在围绕黑洞旋转的轨道数量和它们与最后一个光子轨道的接近程度上有所不同。简单的数值和扰动的零测地线方程的史瓦西黑洞的解析解，我们将重申如何每个额外的轨道是一个因素$e^{2 π}$接近黑洞的光学边缘。因此，黑洞的表面和任何背景光都将在最后一个光子轨道周围以指数级变薄的切片中无限镜像。此外，所介绍的形式主义证明了如何在强场极限的光的整个轨迹规定的发散和收敛指数。最后，将指数族的存在性推广到Kerr黑洞的赤道平面，并导出了指数族对自旋的依赖关系。由此，证明了后续图像之间的距离分别针对逆行图像和逆行图像增大和减小。在极端旋转的Kerr黑洞的极限下，不存在对数发散。
2021-07-08 astro-ph.HE gr-qc
Boundary conditions for stationary black holes ; Application to Kerr, Martinez-Troncoso-Zanelli and hairy black holes
这项工作提出了一组方程，可用于数值计算时空包含一个固定的黑洞。该方法是基于广义相对论的3+1分解和空间调和规范。黑洞的存在是用平衡态的视视界概念来强化的。这种设置导致本文的主要结果：一组边界条件描述的地平线，必须使用时，解决3+1方程。这些条件导致坐标的选择，即使在地平线本身也是规则的。通过三个不同的算例验证了该方法的有效性。首先，单个旋转的黑洞恢复到非常高的克尔参数值。第二，非旋转黑洞耦合到一个真正的标量场，在存在一个负的宇宙学常数（所谓的MTZ黑洞），得到。最后，计算了具有复杂标量头发的黑洞。最后，未来的工作前景，特别是在平稳性只是近似的情况下，进行了讨论。
2022-05-16 gr-qc hep-th
Prospects of detecting deviations to Kerr geometry with radiation reaction effects in EMRIs
本文研究在Johannsen时空中偏心赤道运动的极端质量比旋近，解析推导能量与角动量通量的后牛顿修正，并通过引力波退相估算LISA对偏离Kerr黑洞效应的探测能力。
2024-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Transient Instability of Rapidly Rotating Black Holes
本文研究了近极值Kerr黑洞对外部标量场、电磁场和引力场扰动的线性响应。我们表明，能量密度，电磁场强度和潮汐力所经历的下降观察者表现出瞬态增长的地平线附近。增长在极值极限中持续任意长，再现了极值克尔的视界不稳定性。我们解释这些结果在近地平线的几何形状，并讨论潜在的天体物理意义。
2016-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Influence of Quantum Correction on Kerr Black Hole in Effective Loop Quantum Gravity via Shadows and EHT Results
本文研究了有效圈量子引力中量子修正Kerr黑洞与标准Kerr黑洞的阴影偏差，提出并证明了关于不稳定圆类光轨道位置的定理，利用EHT结果约束参数，并分析了非均匀等离子体对阴影大小的影响。
2025-03-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The spinning Kerr-black-hole-mirror bomb: A lower bound on the radius of the reflecting mirror
这种有趣的超辐射放大现象允许轨道运行的标量场从旋转的克尔黑洞中提取旋转能量。有趣的是，如果把黑洞-场系统放在一个反射镜内，防止场辐射能量到无穷远，能量提取率可以随时间呈指数增长。这个由Press和Teukolsky首先设计的Kerr黑洞标量场镜系统在过去的四十年里吸引了物理学家的注意。以前对这种旋转的{ \it黑洞炸弹}的数值研究揭示了一个有趣的事实，即如果反射镜放置得太靠近黑洞视界，超辐射不稳定性就会关闭。在本研究中，我们使用分析技术来探讨这个组成的克尔黑洞线性标量场镜系统的超辐射不稳定性制度。特别地，证明了在这个组合物理系统中，${r_{\text{m}}\over{r_+}}>{1\over 2}\Big(\sqrt{1+{{8M}\over{r_-}}}-1\Big)$的下界为指数增长的超辐射不稳定性的发展提供了必要条件，其中$r_{\text{m}}$是约束镜的半径，$r_{\pm}$是自旋Kerr黑洞的视界半径.我们进一步表明，在线性化的制度，这{ \it解析}推导出的约束镜的半径上的下限同意与直接{ \it数值}计算的超辐射不稳定性光谱的特征旋转黑洞镜炸弹。
2016-12-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational redshift/blueshift of light emitted by geodesic test particles, frame-dragging and pericentre-shift effects, in the Kerr-Newman-de Sitter and Kerr-Newman black hole geometries
研究了Kerr-Newman-（anti）de Sitter（KN（a）dS）黑洞周围类时测地粒子辐射光的红移和蓝移.具体地说，我们计算的红移和蓝移的光子发射的测地线的大质量粒子和零测地线向一个遥远的距离KN（a）dS黑洞位于一个有限的距离。为此，我们使用Killing矢量形式和相关的第一积分-运动常数。我们详细考虑稳定的类时赤道圆轨道的恒星和表达其相应的红移/蓝移的度量物理黑洞参数（角动量每单位质量，质量，电荷和宇宙学常数）和轨道半径的发射星和遥远的观察者。这些半径通过光子从发射到被探测到的沿零测地线的运动常数联系起来，因此我们得到了观测者轨道半径与发射体半径和黑洞参数的封闭形式解析表达式。此外，我们计算精确的解析表达式的框架拖动的类时球轨道在KN（a）dS时空的Lauricella和Appell的多变量广义超几何函数。我们解决了KN（a）dS和KN时空中的类时球轨道的条件。我们提出了新的，优雅的紧凑的形式，这些轨道的参数。最后，我们利用Jacobi椭圆函数和Lauricella超几何函数$F_D$，导出了KNdS黑洞时空中非球形极轨道中测试粒子近心点推进的精确公式.
2021-02-15 astro-ph.GA gr-qc
Kerr black holes and time profiles of gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）的累积光变曲线平滑了运行光变曲线的尖峰性质。对于大多数突发，累积计数随着时间t以近似线性的方式增加。在398个T90 > 2s的伽玛暴中，有19个的累积光变曲线随时间t^2增加，这意味着运行光变曲线呈线性增加。非线性部分持续相当一部分的伽玛暴持续时间，有很大比例的累积计数和许多解决的脉冲，通常结束于最高脉冲的爆发。在11个伽玛暴中发现了相反的行为，其中运行光变曲线随时间而减小，并且一些暴是增加的良好镜像。这些GRB是BATSE观测到的光谱最硬的爆发之一。最有可能的解释是，这些效应是黑洞在吸积过程中向上或向下旋转的特征。在自旋上升的情况下，增加克尔参数的黑洞允许额外的旋转和吸积能量成为可提取。如果黑洞被磁场力矩旋转，这个过程就反过来了。伽玛暴的光度变化与BZ过程和中微子湮灭的预测是一致的，因此提供了与旋转黑洞的联系。伽玛暴为研究克尔黑洞的广义相对论效应提供了一个新的窗口。
2002-08-19 astro-ph gr-qc
On the last stable orbit around rapidly rotating neutron stars
本文计算了在赤道平面上最后一个稳定圆轨道（LSO）上的试验粒子围绕广义相对论旋转中子星（NS）的结合能和角动量。我们提出了简单的，解析的，但准确的公式，这些量适合的数值结果，并可用于几个天体物理学的应用。我们证明了这些公式的三个不同的状态方程（EOS）的核相对论平均场论模型的基础上的准确性，并认为他们应该仍然有效的任何NS状态方程，满足当前的天体物理约束。我们比较和对比我们的数值结果与相应的克尔度规的特点是相同的质量和角动量。
2017-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Imprints of Black Hole Shadows and Polarization Patterns of Various Thick Disks: Bumblebee gravity
University of Management and Technology（管理技术大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主努拉·宾特·阿卜杜勒·拉赫曼大学）；Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学）；Chongqing Normal University（重庆师范大学）
本研究在Bumblebee引力框架下，通过RIAF和BAAF厚盘模型，探讨了LSB参数ℓ和Bumblebee电荷Q对Kerr-Sen-like黑洞在230GHz的阴影和偏振图像的影响。
2026-05-23 gr-qc
Islands in Kerr-Newman Black Holes
Shanghai University（上海大学）
本文利用岛屿范式研究四维 Kerr-Newman 黑洞的信息悖论，通过近视界约化二维场论计算辐射纠缠熵，发现角动量与电荷对 Page 时间和 scrambling 时间有相反影响，并证明近极端情形下 Schwarzian 动力学导致量子延迟，从而支持信息守恒。
2025-11-06 gr-qc hep-th
Innermost stable circular orbits of charged spinning test particles
以Kerr-Newmann时空为背景，从粒子的运动方程出发，研究了粒子的自旋和电荷对粒子在最内层稳定圆轨道上的角动量、能量和半径的影响.发现粒子的角动量和能量不仅与其自旋有单调的关系，而且与其电荷也有单调的关系;还发现自旋粒子的半径可能随其电荷而非单调地变化。因此，我们的结果显著地表明，具有相同自旋但不同电荷的粒子可以简并到同一个最终稳定的圆轨道。
2018-12-25 gr-qc
The black hole stability problem for linear scalar perturbations
本文回顾了我们最近关于Kerr时空标量扰动的线性稳定性的工作，即Kerr外背景上标量波动方程\Box_g = 0解的有界性和衰减性.我们从旋转非常缓慢的情形|a| \ll M开始，在过去的两年中，随着史瓦西情形a = 0的早期进展，首先有界，然后衰变已经显示出快速的发展。然后，我们转向一般的次极值范围|a| < M，在这里，我们给第一次的基本要素的证明确定的衰减界限的解决方案。这些进展给我们带来了希望，克尔黑洞家族的非线性稳定性问题可能很快就会得到解决。本文附有作者之一（I.R.）第12届马塞尔·格罗斯曼会议，巴黎，2009年6月。
2010-10-25 gr-qc math.AP math.DG
Black Hole Menagerie, Charged/Dyonic BHs and Radiation from Interacting Dyonic BH Pairs
本文探讨了带电与双荷黑洞，研究了双荷子相互作用的非相对论动力学，推导出Schwinger-Zwanziger量子化条件与标度位力定理，并计算了双荷黑洞对产生的电磁与引力波振幅及光度。
2023-06-26 gr-qc
Radiative Tail of Realistic Rotating Gravitational Collapse
黑洞时空中波动力学的天体物理现实模型必须包含一个具有角动量的非球形背景几何。我们考虑旋转克尔时空中引力（和电磁）微扰的演化。我们表明，一个旋转克尔黑洞变得“秃头”比相应的球对称史瓦西黑洞慢。此外，我们的结果推翻了传统的看法（在过去的三十年中被广泛接受），即引力坍缩的晚期尾部是普遍的。特别是，我们表明，不同的领域有不同的衰减率。我们的结果对无毛猜想和质量暴胀（柯西视界的稳定性）的研究都有重要意义。
2000-01-02 astro-ph gr-qc hep-th
Collision of two general geodesic particles around a Kerr black hole
我们得到了Kerr黑洞周围任意时空点处两个一般测地质量粒子和无质量粒子碰撞的质心能量的显式表达式。应用这一点，我们证明了CM能量只能在视界的极限内是任意高的，然后导出了两个一般测地粒子在视界附近碰撞的CM能量的公式，它是关于每个粒子的守恒量和极角的.我们提出的必要和充分条件的CM能量是任意高的每个粒子的守恒量。要获得任意高的CM能量，两个粒子中任何一个的角动量必须微调到临界值$L_{i}=Ω_{H}^{-1}E_{i}$，其中$Ω_{H}$是视界的角速度，$E_{i}$和$L_{i}$分别是粒子$i$（$=1,2$）的能量和角动量。我们表明，在直接碰撞的情况下，具有任意高的CM能量的碰撞可以发生在最大旋转的黑洞的视界附近，不仅在赤道，而且在以赤道为中心的带上。该带位于$\pm acos(\sqrt{3}-1)\simeq \pm 42.94^{\circ}$纬度之间。在最后一个稳定轨道粒子发生碰撞的情况下也是如此。
2011-04-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasi-Normal Modes of Stars and Black Holes
近几十年来，恒星和黑洞的微扰一直是相对论天体物理学的主要课题之一。由于它们与引力波天文学的相关性，它们在今天特别重要。本文从数学和天体物理两个方面介绍了致密天体的准简正模理论。讨论包括黑洞（史瓦西、Reissner-Nordström、Kerr和Kerr-Newman）和相对论恒星（非旋转和缓慢旋转）的扰动。各种家庭的准正常模式的属性进行了描述，和计算准正常模式的数值技术进行审查。成功的，以及限制，微扰理论，并讨论其作用在新兴时代的数值相对论和超级计算机。
1999-09-20 astro-ph gr-qc
Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar
《星际穿越》是第一部试图描绘黑洞的好莱坞电影，因为它实际上会被附近的人看到。为此，我们开发了一个名为DNGR（双负引力渲染器）的代码来求解通过旋转（克尔）黑洞的弯曲时空的光束（光束）传播方程，并渲染IMAX质量的快速变化的图像。我们的光线束技术对于实现IMAX质量的平滑而不闪烁至关重要。本文有四个目的：（i）为物理学家和CGI从业者描述DNGR。(ii)为了呈现我们使用的方程，当相机在克尔黑洞附近的任意位置处于任意运动时，通过椭圆光束将光源映射到相机图像。(iii)描述新的见解，从DNGR，到引力透镜时，相机是附近的旋转黑洞，而不是在几乎所有以前的研究遥远。(iv)描述电影\emph{Interstellar}中黑洞Gargantua及其吸积盘的图像是如何用DNGR生成的。在这篇论文的吸积盘部分没有新的天体物理学见解，但盘新手可能会发现它在教学上很有趣，电影爱好者可能会发现它对星际的讨论很有趣。
2015-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Fingerprinting the fractional order phase transitions in AdS black holes
本文推广和深化了文献[1]中关于带电AdS黑洞分数阶相变（FPT）的研究。我们对几个AdS黑洞原型进行了详细的FPT分析：被精粹背景包围的黑洞，5D Gauss-Bonnet，D维RN-AdS BH，最后是Kerr黑洞。我们证明了文[1]中得到的临界点处的4/3阶FPT对前三个黑洞系统仍然成立，而对Kerr黑洞，分数阶则为1/3。这些结果表明了两个显著的特点：第一，渐近AdS黑洞球解可以假设为4/3阶相变;第二，分数阶不具有普适性，且受几何对称性的影响.
2020-12-23 gr-qc hep-th
Semiclassical (QFT) and Quantum (String) Rotating Black Holes and their Evaporation: New Results
结合量子场论（QFT）和弦论在一个一致的框架，在弯曲的背景下，弦模拟模型，使我们能够提供一个完整的图片的克尔-纽曼黑洞和它的蒸发超出了目前的图片。本文计算了Kerr-Newmann黑洞（KNbh）作用下弦的量子辐射截面。它显示了在早期蒸发过程中霍金温度T_{sem}下的黑洞发射和在最后阶段以Hagedorn跃迁为特征的新的弦发射。角动量J和电荷Q的新的界限出现在量子弦制度。半经典KNbh蒸发的最后一个态是温度为T_s，质量为M_s，J = 0 = Q的弦态，作为量子弦衰变为各种粒子。（当然，没有信息丢失，（根本没有悖论））。我们计算了质量m和自旋模j的微观弦熵S_s（m，j）.（除了在T_s处的通常相变外），我们发现对于高j（极端弦态），在高于T_s的温度T_{sj}处有一个新的相变.我们发现一个新的公式克尔黑洞熵S_{sem}，作为一个函数的通常的贝肯斯坦-霍金熵。对于高角动量（极值J = GM ^2/c），引力相变发生，整个熵S_{sem}与贝肯斯坦-霍金熵有很大不同。这种新的极端黑洞跃迁发生在温度T_{sem J}高于霍金温度T_{sem}。
2005-08-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing the No-Hair Theorem with Observations in the Electromagnetic Spectrum: II. Black-Hole Images
根据无毛定理，所有天体物理学上的黑洞都可以用它们的质量和自旋来描述。这个定理可以通过测量黑洞时空的（至少）三个不同的多极矩来检验。在本文中，我们分析图像的黑洞的框架内，使我们能够计算可观的电磁波谱作为一个功能的质量，自旋，并独立地，四极矩的黑洞。我们表明，从预期的克尔值的四极矩的偏差导致图像的黑洞，要么扁长或扁圆形取决于符号和幅度的偏差。此外，在黑洞阴影周围有一个直径约为10个黑洞质量的环状结构，它比下面的吸积流的图像要亮得多，并且与吸积流模型的天体物理细节无关。我们表明，这个环的形状直接依赖于质量，自旋和四极矩的黑洞，并可用于一个独立的测量所有三个参数。特别是，我们证明了这个环是高度圆形的克尔黑洞与自旋a<0.9 M，独立于观察者的倾斜，但成为椭圆形和不对称的，如果没有头发定理被违反。在不久的将来，对Sgr A* 的甚长基线干涉观测将对这一环进行成像，并可能对无毛定理进行观测检验。
2010-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Sgr A*: The Optimal Testbed of Strong-Field Gravity
在过去的几十年里，人们对银河系中心的黑洞进行了大量的观测和建模。它也是许多新实验的主要目标，这些实验旨在放大其视界附近并揭示其时空的内部工作。在这篇评论中，我们讨论了我们目前的理解的引力场的Sgr A* 和测试的克尔性质的时空通过成像，天体测量和定时观测的前景。
2010-12-07 astro-ph.HE gr-qc
Photon emission from inside the innermost stable circular orbit
我们考虑的情况下，一个光源轨道的最内层稳定的圆形轨道（ISCO）的克尔黑洞是轻轻地下降，由于一个微扰的边缘稳定的轨道。假设光源各向同性地发射光子，我们表明，超过50%的发射光子可以逃逸到无穷远的最后半径大约是ISCO半径和事件视界半径之间的一半。为了评估它们，我们确定从ISCO附近的发射极轨道，这是唯一指定的每个黑洞自旋，并确定条件的光子逃逸的赤道平面上的任何一点的克尔时空的无限指定区域中的二维光子碰撞参量空间完全。我们进一步表明，适当的运动的发射体的影响光子逃逸概率和蓝移发射光子的能量。
2021-05-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A fully relativistic twisted disk around a slowly rotating Kerr black hole: derivation of dynamical equations and the shape of stationary configurations
本文导出了描述围绕缓慢旋转黑洞的完全相对论性扭曲薄吸积盘的动力学和定态位形的方程。我们发现，光盘的动态和固定的形状是由一对方程的两个复杂的变量描述的磁盘环的方向和速度扰动的磁盘。我们分析了定态扭转构型的形状。它表明，固定的配置取决于两个参数-$α$参数和$\tilde δ= δ_{*}/\sqrt a$，其中$δ_{*}\sim h/r$是盘的开口角（h是盘的半厚度）和$a$是黑洞旋转参数。当使用$a > 0$和$\tilde δ\ll 1$时，形状完全取决于$α$的值。当$α$较小时，圆盘倾角随半径振荡，振荡的幅度和径向频率朝向最后稳定轨道急剧增加。对于中等值的$α$，不会发生振荡，但圆盘不会在小半径处与赤道面对齐。其倾斜角或者朝向$R_{ms}$增加，或者表现出对径向坐标的非单调依赖性。最后，当$α$足够大时，圆盘在小半径处与赤道面对齐。当$a < 0$时，对于所有$α$值，椎间盘与赤道面对齐。这里报道的结果可能有影响，确定结构和变化的吸积盘接近$R_{ms}$，以及来自不同来源的发射光谱的建模，这是应该包含黑洞。
2011-03-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruption of Blanets by Supermassive Black Holes: From Test Particles to Planetary-Mass Bodies in Kerr Spacetime
Department of Physics, Kirori Mal College, University of Delhi（德里大学科里马尔学院物理系）
研究克尔时空中行星级天体（blanet）与超大质量黑洞相遇产生的潮汐瓦解事件，推导了潮汐半径和Hills质量，发现其可观测性远超恒星TDE，并分析了轨道稳定性及引力波信号。
2026-09-15 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
