Homogeneous spacelike singularities inside spherical black holes
最近的数值模拟发现,当球形带电黑洞内部的柯西视界受到自引力、最小耦合、无质量、球对称标量场的非线性扰动时,会变成一个零的弱奇点,并在后期单调地聚焦到$r=0$,此时奇点变得类空.我们的主要目标是研究这个类空奇点。研究了球对称Einstein-Maxwell标量方程在奇点附近的渐近解。在简化的均匀性假设下,我们得到了$r=0$附近的度规函数和标量场的级数展开解。也就是说,我们忽略空间导数,只保留时间导数。我们发现,这些方程确实存在一个通用的类空奇点解(在这个意义上,该解决方案取决于足够的自由参数),与数值模拟中发现的那些类似的属性。这个奇点在提卜勒意义上是强的,也就是说,每一个扩展的物体都将不可避免地被挤压到零体积。在这个意义上,这是一个类似于不带电球形黑洞内部类空奇点的奇点。另一方面,这两种情况之间有一些重要的区别。我们的模型也可以推广到更一般的非齐次情形。在更现实的模型中(旋转的黑洞与引力扰动的耦合)是否会演化出同样的奇点,这个问题仍然是一个悬而未决的问题。
1997-11-05 gr-qc
On the differentiability conditions at spacelike infinity
我们考虑在类空无穷远i ^0处渐近平坦的时空。众所周知,一般来说,在i^0处不能有光滑的可微结构,而必须使用方向相关结构。我们提出了一个较弱的微分结构,即C ^{1^+}结构,以取代通常使用的C ^{>1}-微分结构.这是因为我们还没有看到C^{>1}的史瓦西时空在{i^0}的类空方向和零方向上的任何完备。在C^{1^+}结构中,所有的方向都可以被同等对待,代价是{i^0}处的对数奇异性。我们表明,在一般情况下,曲率张量的相关部分,外尔部分,是免费的,从这些奇异性,和(重新缩放)外尔张量有一定的对称性。
1997-12-12 gr-qc
Perfect Fluid Spacetimes With Two Symmetries
本文给出了一种求解具有两个可交换类空Killing向量的理想流体爱因斯坦方程的方法。给定三维非物理闵可夫斯基空间中的类空二维表面,场方程可化为单个非线性微分方程。最后给出了一个算例。
2003-11-24 gr-qc
Towards a spacelike characterization of the null singularity inside a black hole
提出一种基于类空叶状结构、谐和时间切片与重标度标架变量的方法,用于在计算机模拟中识别黑洞内部的零奇点,并在赖斯纳-诺德斯特伦时空中验证其有效性。
2025-09-09 gr-qc
Extensions of Lorentzian Hawking--Page Solutions with Null Singularities, Spacelike Singularities, and Cauchy horizons of Taub--NUT type
从Hawking-Page解出发,考虑相应的洛伦兹锥度规.这些代表锥内部标度不变的真空解决方案,定义在过去的标度原点的时间顺序。利用Kaluza-Klein约化和Christodoulou方法,将Lorentzian Hawking-Page解推广到具有$SO(3)\times U(1)$等距的$(4+1)$维标度不变真空解类的锥外区域.我们证明了每一个Lorentzian Hawking-Page解决方案具有零曲率奇异性的扩展,具有类空曲率奇异性的扩展,以及具有Taub-NUT类型的零Cauchy视界的扩展。这些是我们对称类中所有可能的扩展。对具有零曲率奇点的时空的扩展可以用来构造具有局部裸奇点的$(4+1)$维渐近平坦真空时空,其中零曲率奇点之前没有捕获面。我们证明了这种局部裸奇点的不稳定性使用的蓝移效应的Christodoulou。
2022-09-13 gr-qc math.AP math.DG
Kasner-like description of spacelike singularities in spherically symmetric spacetimes with scalar matter
本文证明球对称时空含标量场时,类空奇点附近的霍金质量等呈逆多项式爆发,并给出BKL型展开及Kasner指数,严格描述了宇宙学与引力坍缩奇点的对应。
2025-01-22 gr-qc math.AP math.DG
Spacetime Singularities: Recent Developments
关于广义相对论中振荡类空奇点的最新发展发生在两个方面。第一个是空间均匀宇宙学中的一般奇点,最著名的是Bianchi类型VIII和IX。第二个涉及一般的振荡奇点在非均匀宇宙学,特别是那些有两个交换类空基灵向量。本文描述了这两个领域的最新进展:在空间均质情况下,重点是数学上严格的结果,而有关一般行为和所谓的重复尖峰形成的分析和数值结果是非均质情况下的主要主题。统一的主题是渐近行为,层次结构和解决方案生成技术之间的联系,这提供了线索之间的联系的性质一般奇点和层次的隐藏渐近对称性。
2013-06-27 gr-qc
The Nature of Generic Cosmological Singularities
根据定义,奇点的存在意味着一个优选尺度--从/到用于定义奇点的因果测地线的奇点的仿射参数距离。然而,这个可变尺度也被沿着测地线的展开所捕获,并且这可以用于通过因式展开的保角变换来获得正则化的状态空间图像。这导致了共形“哈勃归一化”标准正交框架方法,该方法允许人们将有关空间均匀模型的方法和结果转化为一般非均匀背景,这反过来又使人们能够推导出一般宇宙学奇点的动力学性质。在这里,我们描述了这种方法,并概述了推导的“宇宙学台球吸引子,”它描述了通用的动力学渐近行为对一个通用的类空奇点。我们还比较了“动力系统图片”从这种方法产生的一般类空奇点与其他工作:Belinskii,Lifschitz和Khalatnikov的度量方法,以及最近岩泽基于汉密尔顿方法使用的Damour,Henneaux和Nicolai;特别是,我们表明,由后者和宇宙学台球吸引子得到的宇宙学台球形成互补的“一般类空奇点的一般渐近动力学的对偶描述。
2007-06-04 gr-qc
Null Singularity Formation by Scalar Fields in Colliding Waves and Black Holes
人们相信,当引力波、电磁波和标量波相互作用时,由于相互聚焦,类空曲率奇点或柯西视界会发展出来。我们表明,与以前的研究相比,爱因斯坦-麦克斯韦-标量场的碰撞的精确解,预测零表面上的奇异性,这是一个过渡阶段之间的类空奇异性和定期地平线。结果表明,零奇点中的潮汐力的发散相对于类空奇点要弱。利用碰撞平面波与黑洞之间的局域等距性,证明了当一个特殊的标量场与Reissner-Nordstrom黑洞耦合时,黑洞的内视界将转变为零奇点,并给出了一个解析精确解,它表示在能层之间有标量头发的Reissner-Nordstrom黑洞.
2002-03-06 gr-qc
Timelike and Spacelike Matter Inheritance Vectors in Specific Forms of Energy-Momentum Tensor
本文研究了类时和类空物质继承矢量在特定形式的能量动量张量中的推论,即,弦宇宙学(弦云和弦流体)和完美流体。给出了弦宇宙学和理想流体时空中存在平行于$u^a$的类时物质继承矢量和平行于$x^a$的类空物质继承矢量的充要条件.我们比较了结果与共形Killing向量的条件。这一比较为物质继承矢量同时也是共形Killing矢量提供了条件。最后,我们讨论了在上述时空的特殊情况下物质继承向量存在的结果。
2005-04-21 gr-qc
The coexistence of null and spacelike singularities inside spherically symmetric black holes
本研究通过分析黑洞内部局部初始数据,证明柯西视界破坏后剩余部分为类空奇点,给出零-类空过渡的尖锐估计,并发现Kasner指数为正且退化为(1,0,0),首次定量刻画了黑洞内零-类空奇点过渡。
2025-10-10 gr-qc math-ph math.AP
Quantitative blow-up estimates for spacelike singularities in gravitational-collapse cosmological spacetimes
在球对称条件下,采用双零坐标$(u,v)$,研究了具有正宇宙学常数的Einstein标量场系统的引力坍缩。当面积半径$r$为零时,时空奇点出现,它们是类空的。我们得到了新的定量估计,得到了各种量的多项式爆破率$O(1/r^N)$,并将第一作者和Zhang在[5]中的结果以及第一作者和Gajic在[3]中的论证推广到宇宙学背景.特别地,我们改进了文献[5]中对$r\partial_u r$和$r\partial_v r$的估计,并证明了在$(u,v)$坐标系中,$r(u,v)=0$是$C^{1,1/3}$的类空奇点.作为应用,这些估计也给出了无旋假设下Einstein-Euler系统硬相模型流体速度和密度的定量爆破上界。在类时无穷远附近,我们还通过将Kretschmann标量的精确爆破率与沿事件视界的指数Price定律联系起来,推广了[3]中的定理。在宇宙学背景下,这进一步揭示了沿着类空奇点的质量膨胀现象。
2022-06-28 gr-qc math-ph math.AP
String field theory in curved spacetime and the resolution of spacelike singularities
我们试图通过弦物质在固定背景下的量子应力张量来理解类空引力奇点在弦论中的命运。我们首先近似的奇异性与均匀各向异性的背景和审查的minisuperspace方程描述的尺度因子和duplex的演变。然后,我们回顾和讨论在这样的模型中的大字符串的行为。在一个简单的模型中,在有限的时间内各向同性膨胀,我们计算量子对产生的弦的数密度,并发现这个数,从而应力张量,成为无穷大时,哈勃体积的膨胀超过弦的规模,在某种程度上让人想起哈格多恩过渡。基于此计算,我们认为,无论是附近的奇异性区域经历了相变时,密度达到每弦体积的弦质量的顺序,或所产生的弦物质的反反应显着修改的几何形状。
1995-11-30 gr-qc hep-th
Fully pseudospectral solution of the conformally invariant wave equation near the cylinder at spacelike infinity. III: Nonspherical Schwarzschild waves and singularities at null infinity
我们从球对称解的情况下,在Schwarzschild背景上的共形不变的波动方程的数值和分析考虑,在类中讨论。量子重力34,045005(2017),一般的情况下,非对称的解决方案。我们的方法的一个关键要素是现代标准表示类空无限作为一个圆柱体。通过球谐分解,我们将四维波动方程化为一族二维方程。这些方程可以用来研究在圆柱体的行为,在那里的解决方案变成有无穷多个订单的对数奇点。我们推导出的正则性条件,可以施加在初始数据,以避免第一奇异项。然后,我们证明了完全伪谱时间演化方案可以应用于该问题,从而对非对称解进行高精度的数值重建。我们特别感兴趣的行为的解决方案在未来的零无穷大,我们数值计算表明,奇点传播从圆柱到零无穷大。所观察到的数值行为是一致的,类似的对数奇异性分析发现的气缸。最后,我们证明,即使在低阶奇异的解决方案,可以获得高精度的坐标变换,转换成光滑的解决方案与对数奇点的功能。
2018-02-21 gr-qc math-ph math.MP
Spacelike Singularities and Hidden Symmetries of Gravity
我们回顾了类空奇点(“BKL极限”)附近的(超)引力与洛伦兹卡茨-穆迪代数理论之间的密切联系。我们表明,在这个极限的引力理论可以重新表述的台球运动在双曲空间的区域,揭示了动力学是完全由一个(可能是无限的)序列的反射,这是一个洛伦兹Coxeter群的元素。这样的考克斯特群是无限维卡茨-穆迪代数的外尔群,这表明这些代数产生了引力理论的对称性。我们的演讲旨在对这一主题进行独立和全面的处理,并详细介绍和解释所有相关的数学背景材料。我们还回顾了试图通过构建基于洛伦兹卡茨-穆迪代数的测地西格玛模型来使无限维对称性显现。给出了双曲代数E10的一个显式例子,证明了E10是M-理论的一个基本对称。这一猜想的例证也在十一维超引力的宇宙学解的背景下进行了讨论。
2008-04-28 gr-qc hep-th
Numerical simulations of stiff fluid gravitational singularities
本文介绍了在具有刚性流体物质的时空中接近奇点的数值模拟。所考察的时空没有对称性,可以被看作是在存在这种物质的情况下奇点的一般行为。它被发现的奇异性是类空的,而且,当它接近时,时空动力学变得本地和非振荡。
2005-06-21 gr-qc
A New Class of Asymptotically Non-Chaotic Vacuum Singularities
在60年代和70年代初由贝林斯基、哈拉特尼科夫和利夫希茨提出的BKL猜想,提出了一个关于时空在接近类空奇点时的一般渐近动力学的详细描述。它预测复杂的混沌行为的一般情况下,但简单的非混沌的情况下,对称性假设或某些种类的物质领域。在这里,我们构建了一类新的四维真空时空含有类空奇点,显示非混沌行为。与以前的结构相比,没有对称性的假设。相反,度量被分解在岩泽变量和条件的渐近演化的一些人施加。所构造的解包含所有空间坐标的五个自由函数,其中两个由不等式约束。我们调查连续和离散等距和比较以前的建设的解决方案。最后,我们给出了度量分量和曲率的渐近性质。
2015-12-10 gr-qc
Black holes without spacelike singularities
结果表明,对于Einstein-Maxwell-real标量场系统渐近平坦的两端Reissner-Nordström数据的小的球对称扰动,演化的动态时空的边界全局地表示为一个分叉的零超曲面,度规在该超曲面上连续延伸.在附加的假设下,证明了Hawking质量沿这个分叉零超曲面同向爆破,从而度规不能作二次可微扩张,事实上,不能在Christoffel符号的水平上作较弱的扩张.证明结合了在以前的工作中获得的估计与一个基本的柯西稳定性参数。对标量场的支撑的大小没有限制,并且结果适用于时空的未来和过去边界。特别地,它得出结论,对于Reissner-Nordström周围解的模空间中的开集,未来或过去奇点都不存在类空分量。
2013-08-03 gr-qc math-ph math.DG
Timelike singularities and Hamiltonian cosmological billiards
我们构造了一个大类的真空解决方案的爱因斯坦方程没有任何对称性和控制渐近附近的类时奇点。的解决方案是通过Fuchs分析的方程演变的度量在类空方向。我们进一步观察到,在相关的哈密顿量的一些条款(墙)的符号的变化无效的“宇宙学billards”启发式的论点存在的奇点的mixmaster类型在当前的上下文中。
2016-05-11 gr-qc
Absence of singularities in a cosmological perfect fluid solution
在这个讲座中,我们将展示爱因斯坦方程的无奇解的一些性质,以及它与处理奇性的一些定理的一致性。我们还将讨论结果的含义。
2009-06-24 gr-qc
Isotropic singularities in shear-free perfect fluid cosmologies
我们研究正压理想流体宇宙学,承认各向同性的奇异性。从Scott的一般涡度结果可知,这些宇宙学必须是无旋的。本文用两种不同的方法证明了,如果我们附加假设理想流体是无剪切的,那么流体流必定是测地线的。这就意味着只有无切变、正压、完美流体宇宙学才承认各向同性奇点,这就是FRW模型。
2001-08-02 gr-qc
Asymptotically flat black holes with a singular Cauchy horizon and a spacelike singularity
Rutgers University(罗格斯大学)
该研究通过类空-特征粘合等方法构建了满足相关场方程的单端、双端渐近平坦球对称黑洞时空,首次给出类光与类空奇点共存的黑洞示例,为引力坍缩研究提供了重要模型。
2026-03-23 gr-qc math-ph math.AP
Isotropisation of Bianchi class A models with a minimally coupled scalar field and a perfect fluid
我们寻找必要的条件,使宇宙各向同性存在一个最低限度的耦合和大规模的标量场与一个完美的流体。我们的结论是,它只出现在宇宙是标量场占主导地位,导致平坦的类空截面和加速膨胀,并检查一个SUGRA理论的情况下。
2004-02-24 gr-qc
Cosmological singularities encoded in IR boundary correlations
我们使用规范/引力对偶研究了渐近AdS宇宙学中产生的大挤压奇点附近的动力学。对偶描述由de Sitter空间上的ABJM理论的恒定质量变形组成,并且对于小变形是良好定义和稳定的。我们确定的临界变形的理论变得不稳定,在弱耦合和强耦合。利用锚定在边界上的类空测地线,我们计算了大维ABJM算子的两点算子。在临界变形附近,第二个鞍点贡献进入,其中类空测地线探测奇点附近的高曲率区域。它的贡献大大增强了长距离相关性。这在弱耦合边界理论中有一个自然的解释,其中临界点对应于无质量极限。
2015-12-17 gr-qc hep-th
Non-radial strong curvature naked singularities in five dimensional perfect fluid self-similar space-time
我们研究了具有绝热状态方程的五维球对称自相似理想流体时空,考虑了未来所有有向非类空测地线族。在Tipler意义下,时空整体上存在强曲率裸奇点,从而违反了宇宙监督猜想,只要某个代数方程有实正根.我们进一步表明,这是弱能量条件(WEC),是必要的可见性的奇点在有限的时间内和奇点引力强。我们还使用结条件将解与5D Schwarzschild解相匹配。
2005-02-22 gr-qc
Topologically modified Einstein equation: a solution with singularities on $\mathbb{S}^3$
本文在拓扑修正爱因斯坦方程框架下,推导出球面拓扑中静态球对称的首个非均匀真空解,其表现为3-球体两极分别存在黑洞与排斥性奇点,类空超曲面有限体积且总质量为零,为宇宙学相关的大质量非静态解奠定基础。
2024-08-31 gr-qc
Oscillatory spacelike singularities: The Bianchi type $\mathrm{VI}_{-1/9}$ vacuum models
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学);Karlstad University(卡尔斯特德大学)
本文首次显式求解Bianchi类型 $\mathrm{VI}_{-1/9}$ 真空模型的边界集方程,引入异宿链网络的新图表示,并证明仅部分循环异宿链渐近相关。
2026-09-11 gr-qc math-ph math.DS
Warped Spacelike Singularities and the $C^0$-Inextendibility of Birmingham-Kottler Spacetimes
Institut Teknologi Bandung(印度尼西亚万隆理工学院)
研究弯曲类空奇点处连续洛伦兹延拓的局部障碍,通过特定条件和几何步骤构建相关时空并分类测地线端点,得出单视界伯明翰 - 科特勒族在特定条件下\(C^0\)不可延拓的结论。
2026-07-17 gr-qc math-ph math.DG
G_2 Perfect-Fluid Cosmologies with a proper conformal Killing vector
本文研究了具有最大二维阿贝尔群的时空爱因斯坦场方程,该群的等距线正交传递地作用在类空面上,并且至少具有一个共形Killing矢量。三维共形群仅限于二维阿贝尔等距子代数是理想的情况下,它也被假定为作用在非零超曲面(类空和类时的情况下进行了研究)。我们认为,对角和非对角度量,并找到所有的完美流体解决方案,在这些假设下(除了那些已经知道)。我们发现四个家庭的解决方案,每一个包含任意参数,没有微分方程仍然是不可分割的。我们写的线元素在一个简化的形式,并进行了详细的研究,为每个这些解决方案,给出流体的速度矢量,能量密度和压力的运动学量,参数的值的能量条件满足无处不在,彼得罗夫型,奇异性的时空和弗里德曼Lemaitre罗伯逊沃克度量包含在每个家庭。
2002-02-17 gr-qc
Isotropic cosmological singularities 1: Polytropic perfect fluid spacetimes
本文研究了具有各向同性奇异性的多方理想流体宇宙的共形爱因斯坦方程。对于多变指数γ严格大于1和小于或等于2它表明,这些方程的柯西问题是适定的,也就是说,解决方案存在,是唯一的,并顺利地依赖于数据,与数据组成的简单的3-度量的奇异性。当假定为Bianchi型对称时,得到了γ =1(尘埃)的类似结果。
1999-03-02 gr-qc
Conformal Ricci and Matter Collineations for Two Perfect Fluids
研究了广义相对论中两种理想流体组合的共形Ricci和共形物质共线关系。通过引入流体的运动学和动力学性质,利用爱因斯坦场方程研究了类时和类空共形Ricci和物质共线的存在性.推广了近年来关于共形直射变换的一些研究,得到了一些新的结果,值得一提的是,我们在特殊情况下恢复了以前的所有结果。
2009-02-27 gr-qc
Characterisation of orthogonal perfect fluid cosmological spacetimes
本文研究了同动坐标系下空间变量和时间变量的广义正交度量可分性。然后,我们建立了这样一个度量所承认的完美流体模型。结果表明,齐次模型只能是FLRW或Bianchi I,而非齐次模型只能允许$G_2 $(两个相互正交且超曲面正交的类空Killing向量)等距.后者可以具有各种奇异性或没有奇异性。然而,非奇异族是唯一的和圆柱对称的。
1994-08-31 gr-qc
Relativistic hydrodynamics on spacelike and null surfaces: Formalism and computations of spherically symmetric spacetimes
我们介绍了欧拉广义相对论流体动力学的制定适用于(完美)流体数据上规定的类空或零超曲面。在一般情况下,导出了特征速度和特征场的简单显式表达式。在球对称的情况下,开发了形式主义的完整实现。该算法在许多不同的情况下进行测试,预先处理的一系列可能的应用。我们考虑多方气体的黎曼问题,初始数据在闵可夫斯基时空的延迟/超前时间片上给出。本文利用Eddington-Finkelstein坐标计算了Schwarzschild黑洞时空中理想流体的吸积。动力学背景下的流体演化实验包括常密度实验和沿径向零锥切片的TOV星实验。最后,我们考虑自引力物质吸积到一个中心黑洞和随之而来的质量增加的黑洞视界。
1999-02-05 astro-ph gr-qc
Exterior Differential System for Cosmological G2 Perfect Fluids and Geodesic Completeness
本文基于外微分系统导出了作用于类空面上的具有阿贝尔正交传递G2运动群的理想流时空的一种新形式。这种公式允许简化爱因斯坦方程,并且可以应用于不同的目的。作为一个例子,在这个框架中的奇异性自由度量重新推导。给出了对角度量是测地线完备的一个充分条件。
1998-12-11 gr-qc
Geodesic Structure of Naked Singularities in AdS$_3$ Spacetime
本文对三维反德西特时空AdS $_3$中裸奇点周围的测地线进行了完整的研究。这些静止时空,其特征在于两个保守的电荷-质量和角动量-,通过沿着类空基灵向量与一个不动点的标识。它们被解释为大量旋转的点粒子,可以被看作是四维时空中宇宙弦的三维类似物。对测地线方程进行了完全积分,并将解用初等函数表示。我们分类不同的测地线在其径向边界,这取决于常数的运动。类空测地线和类空测地线从无穷远处接近裸奇点,要么落入奇点,要么绕着奇点回到无穷远处,这取决于这些常数的值,除了极端和无质量的情况,零测地线可能有一个圆形轨道。类时测地线永远不会逃逸到无穷远,也不总是落入奇点,也就是说,它们可以永久地被限制在两个半径之间。测地线(轨道)的空间投影表现出自相交,其数量对于零测地线特别简单。作为一个特殊的应用,我们还计算了固定时间类空测地线的长度的静态裸奇点使用两种不同的正则化。
2019-05-23 gr-qc hep-th
Bifurcations and Chaos in Hořava-Lifshitz Cosmology
本文研究Hořava-Lifshitz引力中Bianchi VIII/IX真空模型的初始奇点,证明广义相对论对应混沌普遍化的分岔点,并用Cantor集、迭代函数系统和符号动力学刻画其混沌行为。
2023-08-20 gr-qc math.DS
Lagrangian perfect fluids and black hole mechanics
黑洞力学的第一定律(由Wald导出的形式),在引力的同形不变拉格朗日理论中,用静止轴对称黑洞在视界和空间无穷远处的曲面上的积分来表示。最初的陈述的第一定律由Barclay,卡特和霍金给出的爱因斯坦完美流体系统包含,此外,体积积分的流场,在一个类空切片之间的这两个表面。然而,当应用于爱因斯坦理想流体系统时,Wald的方法产生了有限的结果。原因是引力理想流体的拉格朗日量中的流场通常是非平稳的。因此,我们首先推导出一个第一定律的关系耦合到任意拉格朗日物质场的引力的任意拉格朗日度量理论,只需要度量场是固定的。这个关系包含了物质场在黑洞视界和空间无限之间的类空切片上的体积积分,当理论是广义相对论耦合到完美流体时,它可以简化为最初由Barclay,Carter和Hawking导出的第一定律。我们还考虑了一个具体的拉格朗日制定的等熵理想流体由卡特,并直接应用沃尔德的分析。由此产生的第一定律只包含在黑洞视界和空间无限远的表面积分,但这个关系在其允许的流体配置和扰动方面比Barthel,Carter和Hawking给出的限制要多得多。在附录中,我们使用爱因斯坦完美流体系统的辛结构来导出该系统的扰动的守恒流:该守恒流简化为一个导出的从头算该系统由Eschrasekhar和Ferrari。
1996-10-15 gr-qc
Absence of curvature singularities in symmetric perfect fluid spacetimes in Einstein-Gauss-Bonnet Gravity
University of KwaZulu--Natal(夸祖鲁-纳塔尔大学);Stellenbosch University(斯泰伦博斯大学)
该研究求解 EGB 引力中高维对称理想流体的修正场方程,证明尺度因子存在依赖维度与状态方程的正下界,从而消除曲率奇点并为正则黑洞形成提供机制。
2025-06-09 gr-qc
Collapsing perfect fluid in self-similar five dimensional space-time and cosmic censorship
研究了五维时空中自相似绝热理想流体的引力坍缩中裸奇点的产生和性质。裸奇点在Tipler意义下是强引力的,因而违反了宇宙监督猜想。
2014-09-29 gr-qc
Fully pseudospectral solution of the conformally invariant wave equation near the cylinder at spacelike infinity. II: Schwarzschild background
它最近被证明(类。量子重力31,085010,2014),Minkowski背景上的共形不变波动方程可以用完全伪谱数值方法求解。特别是,它是可能的,包括类空无穷大到数值域,这是适当地表示为一个圆柱体,和高精度的数值解可以得到一个中等数量的网格点。在本文中,我们将这些考虑推广到史瓦西背景下的球对称波动方程。在闵可夫斯基的情况下,对数奇点在未来的边界是目前领先的顺序,可以很容易地删除,以获得完全正规的解决方案。史瓦西背景的一个重要的新特点是,相应的解决方案发展对数奇点在无限多个订单。这种行为似乎是大质量时空的特征。从这个意义上说,这项工作是指示性的解决方案的爱因斯坦方程在空间无限远。使用全伪谱方法使我们仍然可以获得非常精确的数值解,谱近似的收敛性质揭示了类空和零无穷大解的奇异性的细节。这些结果似乎是不可能实现与其他目前的数值方法。此外,我们描述了如何施加条件的渐近行为的初始数据,使领导阶对数项被避免,这进一步提高了数值精度。
2017-01-24 gr-qc
Gravitational Collapse of Perfect Fluid in Self-Similar Higher Dimensional Space-Times
研究了自相似高维时空中绝热理想流体引力坍缩中裸奇点的产生及其性质。结果表明,当弱能量条件成立时,强曲率裸奇点可能出现。它的宇宙审查猜想的影响进行了讨论。在四维空间中类似研究的已知结果可以恢复。
2003-04-22 gr-qc
Strong curvature naked singularities in spherically symmetric perfect fluid collapse
在这里,我们调查的局部裸奇点形成由于球对称的非均匀坍缩云具有非零各向同性压力,在其强度。利用Clarke和Krolak给出的Tipler强的充分条件,对表示出射径向零测地线在奇异中心处的物理半径与径向坐标之间的非线性关系的参数进行了限制.研究坍缩云的最终状态需要关于坍缩动力学的信息,这在一般情况下是未知的。因此,我们研究小扰动的质量分布不均匀的灰尘,这是可能的使用这里开发的形式主义。这种扰动的质量分布又引起非零压力。我们表明,存在一个非零的初始数据的措施,产生这样强的曲率裸奇性。
2020-03-02 gr-qc
Solution generating with perfect fluids
我们应用的技术,由于Stephani,产生的解决方案的爱因斯坦完美流体方程。该技术类似于Ehlers、Harrison、Geroch等人的真空溶液产生技术。我们从一个“种子”的解决方案的爱因斯坦完美的流体方程与Killing矢量。种子解必须有(i)类空基灵矢量和状态方程P=rho或(ii)类时基灵矢量和状态方程rho+3P=0。通过这种技术产生的新的解决方案,然后具有相同的基灵矢量和相同的状态方程。我们选择了几个简单的种子解决方案,这些状态方程和Killing矢量没有扭曲。新的解决方案是种子解决方案的扭曲版本。
1996-11-21 gr-qc
Spherically Symmetric Gravitational Collapse of Perfect Fluids
利用广义相对论的3+1形式,给出了一个理想的充满流体的球对称度规,证明了度规系数完全由初始类空超曲面上的质能分布及其时间变化率决定.而不是指定史瓦西坐标的外部塌陷的区域,我们让内部决定的形式的解决方案在外部,因此这两个区域被发现是写在一个坐标补丁。这不仅简化了在界面上进行复杂匹配的必要性,而且为用广义Painleve-Gullstrand坐标表示的Schwarzschild时空找到了一个新的坐标系。
2006-10-31 gr-qc
New Classes of Spherically Symmetric, Inhomogeneous Cosmological Models
本文给出了具有宇宙学常数的Einstein-Maxwell-Perfect流场方程的两类非齐次球对称解,推广了Vaidya-Shah解.我们的解的某些特殊的限制归结为已知的爱因斯坦场方程的非均匀带电理想流体解,并在某些其他的限制下得到了新的带电和不带电的具有宇宙学常数的解.不带电解特别代表宇宙学模型,其中宇宙可能经历拓扑变化,并且在两者之间是具有不同空间曲率的两个不同弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的混合物。我们表明,存在一些类空表面的Ricci标量和压力的流体发散,但流体分布的质量密度仍然有限。这样的类空表面被称为(突然的)宇宙学奇点。我们研究我们的新的解决方案的一般形式的径向距离为零和无穷大。最后,我们简要地解决零测地线和视地平线相关的解决方案。
2019-10-08 gr-qc
Scalar perturbations to naked singularities of perfect fluid
本文研究等温完美流体爱因斯坦方程中裸奇点的不稳定性,证明其球对称自相似裸奇点在标量场扰动下会形成俘获面,作为非球对称引力扰动研究的玩具模型。
2025-05-27 gr-qc math.AP math.DG
Planary Symmetric Static Worlds with Massless Scalar Sources
受最近对具有非平凡拓扑的平面畴壁时空的研究浪潮的启发,本文讨论了(可能)最简单的源场配置,它可以产生一个空间平面对称的静态时空,即只依赖于类空坐标$z$的最小耦合无质量标量场。结果表明,相应的精确解$({\cal M}, {\bf{\rm g}}_{\pm})$是代数特殊的,类型$D - [S - 3T]_{(11)}$,并表示全球病理时空与$G_{4}$ -组运动作用于${\bf{\rm R}}^{2} \times {\bf{\rm R}}$轨道。尽管模型简单,这些$ϕ$生成的世界拥有裸类时奇点(在有限的宇宙时间内通过正常的非类空测地线达到),完全没有柯西曲面,并且在$t$水平截面中包含不能通过倾斜的非类空测地线的${\rm C}^{1}$轨迹图像连接的点。最后,我们讨论了在$(z = 0)$平面上,通过适当的约简条件,从$({\cal M}, {\bf{\rm g}}_{\pm})$导出另外两个物理上有趣的^$ϕ$生成的时空的可能性。
1996-01-26 gr-qc
Perfect fluid tori orbiting Kehagias-Sfetsos naked singularities
我们在Kehagias-Sfetsos(K-S)裸奇点场中构造了完美的流体环面,它代表了由无量纲参数$ωM^2$表征的修正的Hoelava量子引力的球对称真空解,结合了时空的引力质量参数$M$和反映量子修正作用的Hoelava参数$ω$.依赖于$ωM^2$的值,K-S裸奇点展示了它们的圆测地线的各种定性不同的行为,这完全反映在环形结构的性质中。在所有的K-S裸奇点时空中,环面都位于一个“反引力”球的上方,在这个球中物质可以保持稳定的平衡位置,这与轨道流体环面吸积结构的稳定性有关。
2014-12-12 astro-ph.HE gr-qc
A global conformal extension theorem for perfect fluid Bianchi space-times
对多变理想流体Bianchi时空中的各向同性奇点建立了一个整体扩张定理。当一个扩展是可能的,奇点附近的物理时空的限制行为进行了分析。
2008-06-10 gr-qc
Geometry of static $w=-1/5$ perfect fluid spheres in general relativity
讨论了最近两类由奇异理想流体状态方程$ P=-ρ/5$导出的爱因斯坦方程解析解的物理特征。这些几何形状取决于多达四个参数,并且是静态的和球对称的。它们描述了具有裸中心奇点的紧致空间。
2022-04-23 gr-qc
Numerical Investigation of Cosmological Singularities
虽然爱因斯坦方程的宇宙学解一般都是奇异的,但人们对典型时空中奇异性的性质知之甚少。它在这里示出了如何在一个特定的辛数值积分计划中使用的运营商分裂自然适合到爱因斯坦方程的一大类宇宙模型,从而允许研究他们的方法的奇异性。数值方法也自然地挑出了渐近速度项主导(AVTD)的行为,已知是这些模型中的一些模型的特征,被用来描述其他模型,并且可能是其余模型的一个子类的特征。该方法首次应用于非极化Gowdy T $^3$宇宙学。精确的伪非极化的解决方案被用来作为一个代码测试,并表明,第四阶精确的数值方法的实现产生可接受的协议。对于一般的初始数据,证明了在调和映射目标空间中测地速度< 1时奇点是AVTD的猜想,并观察到小尺度空间结构发展的新现象.最后,数值方法直接推广到具有一个类空U(1)对称性的$T^3 \times R$上的任意宇宙时空。
1993-07-22 gr-qc
Singularities of Noncompact Charged Objects
本文在非对易场论的框架下建立了一个非紧球形带电体模型。利用带电各向异性流体求解了爱因斯坦-麦克斯韦场方程组。我们选择了属于密度分布函数双参数族的质量密度和电荷密度的形式,而不是高斯宽度和长度的密度。我们发现相应的密度和Ricci标量在原点是奇异的,而度规是非奇异的,表明类空奇异性。视界方程的数值解意味着视质量而定,要么有两个,要么有一个,要么没有视界。我们还计算了具有两个视界的黑洞蒸发为具有一个视界的极端黑洞的Hawking温度。
2013-02-19 gr-qc physics.gen-ph
Black hole formation in perfect fluid collapse
在这里,我们构建了一个特殊的类的完美的流体崩溃模型,推广了均匀的尘埃崩溃的解决方案,以包括非零压力和不均匀性的演变。结果表明,黑洞必然是连续引力坍缩的最终产物,而不是裸奇点。我们研究了无限坍缩形成的中心奇点的性质,结果表明,没有非类空轨道可以从中心奇点逃脱。我们的研究结果提供了一些见解如何动力学崩溃的作品,并进入宇宙审查假说,这是一个主要的黑洞物理尚未解决的问题的可能配方。
2003-10-29 gr-qc hep-th
Instability of naked singularities of perfect fluid under $C^{1,α}$ gravitational perturbations
Sun Yat-sen University(中山大学)
本文证明爱因斯坦-欧拉系统球对称自相似坍缩产生的裸奇点,在无对称性的微小 $C^{1,\alpha}$ 引力扰动下不稳定,因声速低于光速,扰动可形成俘获面。
2026-09-22 gr-qc math-ph math.AP