Dynamics of spherically symmetric spacetimes: hydrodynamics and radiation
利用广义相对论的3+1形式,我们得到了具有任意源的球对称时空的动力学方程。然后,我们专注于完美的流体的情况下,伴随着相互作用的无质量或大量的粒子(如中微子),这是描述在相对论输运理论。我们集中在三种类型的坐标:1)各向同性规范和最大切片,2)径向规范和极切片,和3)各向同性规范和极切片。
2002-01-18 astro-ph gr-qc
Late time behaviour of the maximal slicing of the Schwarzschild black hole
扩展史瓦西时空的时间对称柯西切片可以通过极大曲面演化为时空的$r>3m/2$ -区域的叶理,条件是时间在流形的空间两端运行得同样快。本文研究了当无穷远真时间变得任意大时,这些条在极限中的行为,并给出了失效崩溃的解析表达式。
1997-06-16 gr-qc
The maximal slicing of a Schwarzschild black hole
我们描述了最近的工作,由于Niall Murchadha和作者(物理评论D57,4728(1998))的最大叶理的扩展史瓦西几何的结果,从进化到过去和未来的时间对称切片的后期时间行为,与时间运行同样快的空间两端的流形。我们研究了这种叶理在极限情况下的失效函数,在极限情况下,适当的时间在无穷远走向${+\infty}$或${-\infty}$,并且切片接近$r=3m/2$。
2000-05-17 gr-qc
Maximal Slicing for Puncture Evolutions of Schwarzschild and Reissner-Nordström Black Holes
我们证明了明确的建设,存在一个最大的史瓦西时空切片,使流逝有零梯度穿刺。这种边界条件已被观察到举行的数值演变,但在过去,它是不清楚是否数值获得的最大切片存在解析。我们的分析结果与数值模拟一致。给定的分析形式的流逝,我们可以得出,在晚些时候的事件视界的流逝的值接近值${3/16}\sqrt{3} \approx 0.3248$,证明数值估计0.3已用于黑洞切除在数值模拟。我们提出了我们的结果的非极值Reissner-Nordström度量,推广以前的建设最大的切片。
2004-02-11 gr-qc
Note on flat foliations of spherically symmetric spacetimes
众所周知,球对称时空允许有平坦的类空叶理。我们指出了一个简单的方法,通过广义相对论的哈密顿约束看到这个结果。该方法产生明确的公式的外在曲率的切片。
2002-04-20 gr-qc
On global existence for the spherically symmetric Einstein-Vlasov system in Schwarzschild coordinates
考虑了Schwarzschild坐标系(即极切片和面径向坐标)下的球对称Einstein-Vlasov系统。给出了经典解整体存在的一个改进的连续判据。另外两种类型的标准,防止有限时间爆破也给出了。
2005-05-23 gr-qc
n-DBI gravity, maximal slicing and the Kerr geometry
最近,在arXiv:1110.0832中,我们已经建立了在一定几何条件下允许叶理的爱因斯坦引力的解也是n-DBI引力的解,arXiv:1109.1468。在这里,我们观察到,在真空中,所需的几何条件是由众所周知的最大切片,经常使用的数值相对论。作为推论,我们建立了克尔几何是适应于Boyer-Lindquist坐标的叶理中的n-DBI引力的解。
2013-01-06 gr-qc hep-th
Towards a quantum notion of covariance in spherically symmetric loop quantum gravity
球对称时空的圈量子引力研究的协变性最近受到质疑。这是一个合理的担忧,因为它们是根据切片依赖变量制定的。我们明确地表明,由此产生的时空,从狄拉克观测的量子理论,是协变的方式在通常意义上-他们保持量子线元-任何规范是静态的(在外部,如果有一个视界)。该结构的关键取决于阿贝尔化量子化的细节,量子约束的满足和标准广义相对论在经典极限的恢复,并建议更非正式的聚合结构的可能的半经典近似理论确实可以有协方差问题。这种分析是基于对切片依赖量作为度量如何在量子背景下在参数化可观测量方面出现的理解。它的意义超越了圈量子引力,适用于量子时空理论的一般方法。
2022-01-05 gr-qc
Cosmological spacetimes not covered by a constant mean curvature slicing
我们证明了Einstein-dust方程存在全局最大双曲解,该方程允许一个常平均曲率Cauchy曲面,但不被常平均曲率叶理覆盖。
1997-10-09 gr-qc
Slicing conditions for axisymmetric gravitational collapse of Brill waves
在数值相对论中,包含紧致强引力物体的时空被构造为爱因斯坦方程的数值解。这种过程的成功在很大程度上取决于适当坐标的可用性,这些坐标通常是动态构建的。一个非常稳健的坐标选择是所谓的移动穿刺规,通常用于黑洞时空的数值模拟。然而,它是已知的失败的演变近临界布里渊波数据。我们构造了一个新的“准最大”切片条件,并证明它具有更好的行为,这样的数据。这个条件是基于1+log切片与一个额外的源项来自最大切片。它在现有的移动删截码中实现相对简单,并且计算成本低。我们还说明了构造的时空的性质的基础上,规范独立的量在紧致时空图。这些不变量也被用来显示如何创建黑洞定居下来的史瓦西黑洞。
2019-08-16 gr-qc
Slice Stretching Effects for Maximal Slicing of a Schwarzschild Black Hole
当对扩展史瓦西时空进行最大切片切片时,会产生切片拉伸效应,如切片吸和切片包。对于任意的空间坐标,这些影响可以量化的背景下,出现的失效作为奇数和偶数失效的线性组合的边界条件。然后推导出有利的边界条件,使整体切片拉伸发生在数值模拟的后期。允许失效成为负的,这一要求导致失效函数的做法在晚些时候的奇数失效对应的静态史瓦西度规。此外,要求数值上有利的时滞保持非负,结果得到奇数和偶数时滞的平均值。在后期,由于穿刺演变而产生的穿刺处的零梯度的推移正是这种形式。最后给出了如何避免切片拉伸效应的分析论证。文中详细研究了移位函数的切除技术和工作机理。
2004-10-27 gr-qc
Bona-Masso slicing conditions and the lapse close to black-hole punctures
我们考虑出现在延时函数$α$的Bona-Masso切片条件中的几个函数族$f(α)$。聚焦于球对称和时间无关的切片,我们将这些条件应用于史瓦西时空,以构造关于面积半径$R$的流逝$α$的解析表达式。然后,我们转换到各向同性坐标,并确定在黑洞穿刺附近的各向同性半径$α$ $r$的依赖性。我们提出了以前考虑的功能$f(α)$的推广,其中,领先的顺序,失效是成比例的$r$,而不是一个非整数幂的$r$。我们还进行了动力学模拟,在球对称,并证明了上述选择的优点,采用谱方法的数值模拟。
2022-01-21 gr-qc
A no-go result for covariance in models of loop quantum gravity
基于Schwarzschild型解的外部时空允许两个对称切片,一个静态球对称切片和一个类时均匀切片的观察,量子宇宙学的简化模型所建议的引力动力学的修改可以用来导出相应的修改的球对称方程。一般来说,与均匀切片相比,协变理论在球对称性方面受到更多的限制,如果它们是局部的,则由$1+1$ -维重子模型给出。如图所示,在圈量子宇宙学中使用的修正并没有相应的协变球对称理论。因此,圈量子宇宙学的模型以切片独立的形式违反了一般协变性。在圈量子引力模型中,只有广义协方差形式与非黎曼几何才能一致地描述时空。
2020-07-31 gr-qc hep-th
A construction principle for ADM-type theories in maximal slicing gauge
广义相对论和量子力学中时间概念的不同被广泛指责为我们在寻找完整的量子引力理论方面持续失败的罪魁祸首。在这里,我们解决这个问题,直接从第一原理构建ADM型理论\emph{in a particular time gauge}。的原则表示为相空间约束的条件:我们搜索两组空间协变的约束,产生对称性(是第一类)和规范固定对方留下两个传播的自由度。其中一个集合是Weyl生成元tr $(π)$,另一个集合是包含ADM标量约束$λR- β(π^{ab}π_{ab}+(\mbox{tr}(π))^2/2))$的单参数族。这两组约束可以被看作是用最大切片规范固定来定义ADM型理论。这项工作提供了一个独立的,第一性原理推导ADM重力。上述原理的动机是一个启发式的论点依赖于对称性加倍和量子引力的精确重整化参数之间的关系,除了与空间的超同态兼容。作为一个副产品,这些结果解决了形状动力学最流行的批评之一:它的建设开始从ADM哈密顿公式。目前的工作切断这种依赖:一组约束产生减少相空间理论,可以自然地表示由形状动力学或ADM。更确切地说,由此产生的理论可以自然地“不固定”,以包括空间外尔不变性(形状动力学的对称性)或refoliation对称性(ADM)。
2013-10-07 gr-qc
The appearance of coordinate shocks in hyperbolic formalisms of General Realtivity
我考虑了广义相对论双曲形式中激波的出现。我研究的博纳-马索形式主义与零位移矢量的特殊情况下,并显示如何冲击与两个家庭的特征字段可以发展。这些冲击并不代表时空几何中的不连续性,而是坐标系变得病态的区域。因此,我称之为协调冲击。我展示了如何一个家庭的冲击可以消除限制博纳-马索切片条件的特殊情况。然而,即使在谐波切片的情况下,也不能消除另一族冲击。我还显示了在特殊情况下的一个平坦的二维时空,一个平坦的四维时空与球对称切片,和球对称黑洞时空的数值模拟结果。在所有三种情况下,协调冲击都很容易发展,证实了数学分析的预测。虽然在这里我集中在博纳-马索形式主义中,但坐标激波的现象应该出现在任何其他双曲形式主义中。特别是,由于外观的冲击是由选择的规格,这里提出的结果意味着,在任何形式主义的使用谐波切片可以产生冲击。
1997-03-07 gr-qc
Slice Stretching at the Event Horizon when Geodesically Slicing the Schwarzschild Spacetime with Excision
讨论了当使用奇异性切除对扩展史瓦西黑洞时空进行测地切片时,在事件视界出现的切片拉伸效应。特别是,对于诺维科夫和各向同性的空间坐标的向外运动的事件视界("切片吸“)和无界增长的径向度量分量("切片包装”)进行了分析。对于整个切片拉伸,当与最大切片比较时,发现非常相似的后期行为。因此,将切片拉伸归因于奇点避免的直观论点是不正确的。
2004-08-25 gr-qc
Globally maximal timelike geodesics in static spherically symmetric spacetimes: radial geodesics in static spacetimes and arbitrary geodesic curves in ultrastatic spacetimes
这项工作涉及交点:共轭点和切割点,从一个共同的初始点在特殊的时空产生的类时测地线。该文件包含三个结果。首先,它表明,径向类时测地线在静态球对称时空是全球最大的(没有切割点)在适当的域。第二,在超静态球对称时空之一,莫里斯-索恩虫洞,它是发现测地线有切割点(这些必须与共轭点),哪些是全球最大的在其整个部分。这一结果,涉及到虫洞的所有类时测地线,是工作的核心。第三个结果涉及所有超静态时空的惊人特征:它们提供了一个坐标系,忠实地模仿惯性参考系的动力学性质。我们精确地表达了这些相似之处。
2019-01-11 gr-qc
Hyperboloidal slicing approach to quasi-normal mode expansions: the Reissner-Nordström case
我们研究的准正规模式的黑洞,重点是共振(或准正规模式)的扩展,在几何框架的基础上使用的共形紧化与双曲叶理的时空。具体来说,这项工作扩展了以前的研究史瓦西在这种几何方法的球对称渐近平坦的黑洞时空,特别是Reissner-Nordström。讨论涉及,首先,非平凡的技术发展需要解决的选择适当的双曲面片在扩展设置以及泛化的算法确定的系数在扩展的解决方案中的准正常模式。在第二阶段中,我们讨论如何通过框架提供了一个几何洞察力的起源所需的正规化因子在利弗的柯西基于叶理,以及到讨论准正常模式的极值黑洞限制。
2018-09-08 gr-qc
Spherically symmetric solutions of the $λ$-R model
我们导出了经典λ-R模型的球对称解,λ-R模型是广义相对论的最小各向异性修正,具有一个择优叶理和两个局部自由度。从一个3 + 1分解的四度规在一个一般的球对称矩阵,我们进行了相空间分析的简化模型。我们证明了它的约束代数与全λ-R模型的约束代数是一致的,并且给出了一个常平均曲率或最大切片条件作为三级约束.虽然这些解包含广义相对论性值λ= 1或平均外曲率K为零的标准史瓦西几何,但它们一般是非静态的,与渐近平坦性不相容,并且不仅由守恒质量参数化。我们通过显式计算表明,四维Ricci标量的解决方案是在一般的时间依赖性和非零。
2017-02-27 gr-qc
Bona-Massó slices of Reissner-Nordström spacetimes
受最近带电黑洞及其相互作用的数值相对论模拟的启发,我们探索了Reissner-Nordström时空中常见切片条件的性质。具体来说,我们考虑了所谓的Bona-Massó函数的不同选择,并构造了满足相应切片条件的Reissner-Nordström时空的静态和球对称切片。对于其中一些功能的建设是完全解析,而对于其他人,我们使用数值求根来解决四次方程。我们的解决方案是参数化的电荷质量比$λ= Q/M$和方法的唯一的切片,独立的博纳-Massó功能考虑在这里,在极值极限$λ\to 1$。
2023-01-11 gr-qc
Quantum Formation of Black Hole and Wormhole in Gravitational Collapse of a Dust Shell
研究了自引力尘埃壳层的量子力学模型。为了阐明壳层坍缩所形成的经典时空和量子时空之间的关系,我们考虑了量子力学发展的各种时间切片。通过考虑观测者在固定圆周半径处的静态时间切片,我们得到了球壳运动的波函数和离散质量谱,它们描述了球壳坍缩形成的球对称时空的整体结构.研究发现,当静止质量与普朗克质量尺度相当时,由于零点量子涨落的存在,虫洞态是被禁态。
1995-06-17 gr-qc
Trumpet slices of the Schwarzschild-Tangherlini spacetime
我们研究了Schwarzschild-Tangherlini时空的与时间无关的极大叶理和1+对数叶理族,D维时空中的球对称真空黑洞解,D >= 4。我们确定这些家庭的空间切片显示喇叭几何的特殊成员。使用一个推广的1+日志切片条件是参数化的常数n,我们恢复中尾,安倍晋三,吉野和柴田的结果在极限的最大切片。我们还构建了一个数值代码,发展的BSSN方程D=5球对称使用移动穿刺坐标,并证明这些模拟解决方案的喇叭。
2010-10-27 gr-qc
Foliation dependence of black hole apparent horizons in spherical symmetry
黑洞的引力坍缩的数值研究利用了表观视界,它本质上依赖于叶理。我们暴露的问题,并讨论可能的解决方案,使用霍金准局部质量。在球对称,我们提出了一个物理上合理的方法来限制球对称时空切片的问题。在球对称中,任何球对称叶理中的视视界都是与规范无关的,但与之相关的物理量,如表面重力和温度,则不是。广泛使用的共动和Kodama叶理,这是特别感兴趣的,进行了详细讨论。
2016-10-18 gr-qc
Lapse function for maximally sliced Brill-Lindquist initial data
对于二元黑洞,在最大切片条件下,给出了对应于不带电黑洞Brill-Lindquist初值解的时滞函数的解析形式.在质量与黑洞间距之比非常小的极限情况下,由失效函数的零值所定义的曲面与奇点周围的极小曲面重合。
2002-04-11 gr-qc
The general spherically symmetric constant mean curvature foliations of the Schwarzschild solution
我们考虑一族嵌入Schwarzschild解的三维类空球面切片。平均曲率在每个切片上是恒定的,但可以从切片到切片改变。我们给出了一个简单的表达式为一个无处不在的积极失效,因此,我们展示了如何构建叶理。有一个障碍,防止平均曲率变得很大,我们展示了如何避免这一点,以构建一个叶理的平均曲率运行所有的方式从零到无穷大。在平均曲率从负到正无穷大的地方不存在叶理。然而,也有切片,其中每个切片都通过分叉球$R = 2M$,并且仅在这一点处消失,并且在其他任何地方都是正的,而平均曲率确实从负到正无穷大。扩展史瓦西时空的对称叶理在一个临界点退化,在那里我们表明,失效函数指数趋近于零。
2009-07-01 gr-qc
Quantum Hamiltonian for gravitational collapse
利用适用于平面空间切片的球对称引力-标量场理论的哈密顿公式,我们给出了约化哈密顿算子的构造。这个哈密顿量,连同以前的工作中提出的零展开算子,形成一个框架,研究引力坍缩在量子引力。我们描述了它的数值实现的设置,并讨论了与量子动力学的部分规范固定的一些概念性问题。
2006-06-06 gr-qc
Spherically Symmetric Gravity as a Completely Integrable System
在Ashtekar的广义相对论规范框架中,四维时空中的球对称(史瓦西)引力构成了一个有限维的完全可积系统。渐近平坦时空的正则共轭观测量是作为作用量的质量和-令人惊讶的-作为角度变量的时间变量,其中每一个都与柯西曲面的渐近“结束”相关联。时间可观测的出现是哈密顿公式及其关于空间和时间切片的微妙之处的结果,与伯克霍夫定理并不矛盾。这些结果对于广义相对论中的时间概念是有意义的。它们也可以在ADM形式体系中公式化。系统的量子化和相关的薛定谔方程依赖于允许的质量谱。
1994-01-27 gr-qc hep-th
The Interior MOTSs of Spherically Symmetric Black Holes
在二元黑洞合并的内部和史瓦西黑洞的内部存在的边缘外捕获面(MOTS)之间有显著的相似性。本文研究了在更一般的静态球对称黑洞和坐标系中具有自相交的MOTS的存在性和性质。我们的分析是在一个参数化家庭的Painlev{é}-Gullstrand样坐标,我们介绍。首先,对于史瓦西时空,我们研究了这些表面的存在性,发现它们在我们研究的坐标系家族中是通用的。然后,我们研究了内视界如何影响这些表面的存在和性质,通过探索的例子:Reissner-Nordström黑洞和四维高斯-邦纳黑洞。我们发现内视界导致有限个自相交MOTS,但它们的性质敏感地依赖于黑洞的内部结构。通过分析的稳定性算子的频谱,我们表明,我们的两个地平线黑洞的结果提供了精确的解决方案的例子,最近观察到的不稳定MOTS存在于内部的一个二元黑洞合并,如序列的分叉/湮灭,导致消失的表观视野。
2021-11-17 gr-qc
Spherically symmetric spacetimes with a trapped surface
本文研究了一类球对称时空的整体性质。类包含了各种耦合爱因斯坦物质系统的渐近平坦球对称初始数据的最大发展。对于这个类,它在这里被证明是一个单一的捕获表面或边际捕获表面的存在意味着未来零无限的完整性和形成的事件视界的面积半径是最终的邦迪质量的两倍。
2004-11-02 gr-qc
Hamiltonian Approach To 2+1 Dimensional Gravity
结果表明,在最大切片规范下,2+1维引力场的约化粒子动力学具有哈密顿性质。本文给出了Deser,Jackiw,'t Hooft规范中自旋锥几何的表达式到最大切片规范的精确的自同构。它明确表明,在行动中的边界项,写在哈密顿形式给出了约化粒子动力学的哈密顿量。给出了两粒子哈密顿量的量子力学变换,计算了格林函数。
2000-12-04 gr-qc hep-th
Loop quantization of spherically symmetric midisuperspaces and loop quantum geometry of the maximally extended Schwarzschild spacetime
本文详细阐述了球对称半超空间的Ashtekar形式,并针对圈量子化提出了一种新的量子化方案,该方案产生了一个保图的Hamilton约束算子,从而可以在圈量子宇宙学(LQC)中采用“改进的”动力学策略来实现圈量子引力的基本离散性.在有效动力学的启发式水平上推断出显着的结果:首先,关于Hamilton和非同态约束的约束代数的一致性将改进的量子化方案固定为保留标度不变性的LQC中的改进方案的形式;第二,关于两个哈密尔顿约束的一致性进一步要求包括更高阶的完整性校正,并将比率因子固定为2,的改进方案。有人建议,解决了经典的奇异性,并取代了一个桥梁的经典解决方案的另一个经典阶段的量子反弹。然而,在反弹期间,约束短暂地违反,表明在量子反弹附近,不能通过将完整理论的自由度分成球形和非球形来理解对称性约化,尽管启发式有效动力学仍然可以给出大尺度物理的可靠半经典描述。特别是对于Kruskal坐标系下的Schwarzschild解,揭示性的发现使我们推测出Schwarzschild时空的完全量子扩展:黑洞通过霍金辐射蒸发,同时量子时空通过量子反弹从经典时空扩展,这表明信息悖论可能得到解决。
2013-01-25 gr-qc
Spherically symmetric Anti-de Sitter-like Einstein-Yang-Mills spacetimes
本文利用共形场方程讨论了Einstein-Yang-Mills系统球对称解的局部存在性,该系统的行为类似于反德西特时空.通过使用基于共形特权曲线的规范,我们得到了问题的初边值问题的一个公式,在这个初边值问题上可以讨论一般类的最大耗散边界条件。分析了这些边界条件与渐近反德西特时空质量概念之间的关系。
2014-06-01 gr-qc
What does Birkhoff's theorem really tell us?
Birkhoff定理是描述爱因斯坦方程局部球对称解的经典结果。在真空和正宇宙学常数的情况下,我们说明了它的定域性的结果。我们构造了几个例子的初始数据的球对称时空柯西曲面不同的拓扑结构比最大解析扩展的史瓦西和史瓦西-德西特时空。由这些初始数据集演化而成的时空也具有非常不同的物理性质;特别是它们不需要包含静态区域或渐近平坦或渐近de Sitter。我们还提出了局部球对称初始数据集的德西特时空,不包括由德西特时空本身的最大解析扩展。最后,我们说明的效用Birkhoff定理在确定与两个球对称的初始数据集的时空;一个被证明存在,但没有明确展出,其中一个具有负ADM质量。
2009-10-27 gr-qc
Existence of maximal hypersurfaces in some spherically symmetric spacetimes
证明了具有无碰撞物质(服从Vlasov方程)或无质量标量场(服从无质量波动方程)且具有常平均曲率$S^1 \times S^2$ Cauchy曲面的球对称时空的极大发展也包含极大Cauchy曲面.将这一点与之前的结果相结合,可以确定时空可以由平均曲率为所有实值的常平均曲率柯西曲面来划分,从而表明这些时空满足闭宇宙坍缩猜想。证明的一个关键要素,本身的兴趣,是一个边界的体积任何柯西表面$Σ$在任何时空满足类时收敛条件的体积和平均曲率的固定柯西表面$Σ_0$和最大距离之间的$Σ$和$Σ_0$。特别是,这表明任何具有有限寿命并遵守类时收敛条件的全局双曲时空都无法获得任意大的空间体积。
1995-08-01 dg-ga gr-qc math.DG
Classification of Static, Spherically Symmetric Solutions of the Einstein-Yang-Mills Theory with Positive Cosmological Constant
本文给出了具有正宇宙学常数的SU(2)Einstein-Yang-Mills理论的静态球对称解的完全分类。我们的分类分两步进行。我们首先将径向场方程的解扩展到其存在的最大区间。在第二步中,我们确定所有四维时空的卡特-彭罗斯图,这些四维时空都是由这样的径向碎片构成的。基于数值研究,我们勾勒出一个完整的相空间图片的所有解决方案与一个正常的起源。
2004-12-16 gr-qc
The local and global geometrical aspects of the twin paradox in static spacetimes: I. Three spherically symmetric spacetimes
本文研究了三个静态球对称时空中类时测地线的局部和全局性质。这些性质本身具有数学相关性,并为物理上的“孪生子悖论”问题提供了解决办法。后者意味着我们的研究集中在寻找两个给定点之间的最长类时测地线。由于问题与解决测地线偏差方程,我们限制我们的调查,以径向和圆形(如果存在)测地线。在这些曲线上,我们求出一般的Jacobi向量场,用它们确定共扼点序列,并借助于共动坐标系和球对称性确定截点。这些概念确定了局部或全局最大长度的径向和圆形gepdesics的片段。在德西特时空中,所有测地线都是全局极大的。在CAdS和Bertotti-Robinson时空中,在空间中的对极点之间无限次振荡的径向测地线包含无限多个等距共枕点,并且不存在其它割点。然而,在这两个时空中,每一条不穿过中心的向外或向内的径向测地线都具有全局最大长度。圆测地线只存在于CAdS时空中,并且包含一个无限序列的等间距共夫点。在这些点上与圆曲线相交的测地线可以属于两曲面$θ=π/2$,也可以位于它的外部。
2014-06-04 gr-qc
Static spherically symmetric black holes with scalar field
分析了具有自相互作用最小耦合标量场的静态球对称黑洞和类粒子解。它们是渐近平坦的或反德西特(AdS)。我们用一个满足简单条件的函数ρ来表示它们。如果M是非平凡的,那么ADM质量M必须是正的。将无毛定理推广到AdS渐近问题。对于这两个渐近性,Killing视界是非退化的,其半径不能大于2M。ρ在奇点处的导数决定了容许势V(λ)的正则性、有界性和λ最大值的行为。得到了几类具有奇异或非奇异位势的解。他们的例子是以情节的形式提出的。
2013-06-16 gr-qc
Shells around black holes: the effect of freely specifiable quantities in Einstein's constraint equations
我们解决爱因斯坦的约束方程的共形薄三明治分解模型薄壳的非相互作用的粒子在圆形轨道上的非旋转黑洞。我们使用这些简单的模型来探索一些自由指定的数量在这个分解的物理内容的解决方案的影响。具体地说,我们采用最大切片或Kerr-Schild切片,并对黑洞视界上的时滞值进行不同的选择。对于这些量中的一个特定选择,所得到的方程可以解析求解;对于所有其他量,我们构造数值解。我们发现,这些不同的选择没有影响我们的解决方案时,他们表示的规范不变量。
2007-11-13 gr-qc
Critical behavior of spherically symmetric domain wall collapse
研究了球对称畴壁的临界崩溃。畴壁由具有双阱势的最小耦合标量场构成。我们考虑一个序列的初始数据描述了一个瞬间静态畴壁其初始半径。球对称系统的时间演化是由一个完整的广义相对论的数值代码。在本文中,我们使用最大切片规范条件,其中类空时间切片可以穿透黑洞视界不同于其他广泛使用的程序。在本文中,我们考虑了两种特殊形状的双阱势,并观察到在这两种情况下的第二类临界行为。质量标度,亚临界曲率标度,以及这些精细结构得到证实。标度行为的指数与无质量标量情况一致。
2016-10-24 gr-qc
Spherically Symmetric Gravity on a Graph I: Theoretical Foundations
Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften(瓦尔特·迈斯纳研究所,巴伐利亚科学院);University of Alberta(阿尔伯塔大学)
本文提出在图上构建球对称引力的理论框架,通过离散化和对称性限制,为研究k=1宇宙和黑洞等特定解奠定基础。
2026-02-26 gr-qc
Compact support of spherically symmetric equilibria in non-relativistic and relativistic galactic dynamics
星系动力学中的平衡态可以描述为非相对论情形下的弗拉索夫-泊松系统的定态解,或相对论情形下的弗拉索夫-爱因斯坦系统的定态解。为了得到球对称定态解,粒子(星)在相空间上的分布函数取为粒子能量和角动量的函数。我们给出了一个新的条件,该功能,保证所得到的稳定状态有有限的质量和紧凑的支持非相对论和相对论的情况下。该条件是本地的意义上说,只有渐近行为的能量值接近的最大能量值的粒子分布需要规定。
1998-12-17 gr-qc
A 3+1 Computational Scheme for Dynamic Spherically Symmetric Black Hole Spacetimes -- I: Initial Data
当使用黑洞排除(视界边界条件)技术时,$K$通常是非零的和空间可变的,所以York的保角分解算法的特殊情况都不适用,并且必须数值求解全4矢量非线性York方程。我们讨论了动态黑洞初始数据切片的构造:我们通过一个Analog扰动一个已知的黑洞切片,应用York分解(使用另一个Analog作为内边界条件)将扰动场变量投影回约束超曲面,最后可选地应用一个数值3坐标变换(例如)恢复一个区域径向坐标。与其他初始数据算法相比,该算法的主要优点是其灵活性:$K$是不受限制的,允许使用最适合(比如)时间演化的任何切片。我们已经实现了球对称标量场系统的这种算法。我们提出了一些爱丁顿-芬克尔斯坦-样的初始数据切片包含黑洞包围的标量场壳的数值结果。使用四阶有限差分,在(高斯)扰动附近具有$Δr/r \approx 0.02$(0.01)的分辨率,最终切片的数值计算的能量和动量约束在幅度上是$\ltsim 10^{-8}$($10^{-9}$)和$\ltsim 10^{-9}$($10^{-10}$)。最后,我们简要地讨论了插值数据从一个网格到另一个网格时所产生的误差,如在数值坐标变换或水平寻找。我们表明,对于通常的移动局部插值方案,即使是光滑的函数的插值误差是不光滑的。
1998-07-30 gr-qc
Symmetries of the Energy-Momentum Tensor of Spherically Symmetric Lorentzian Manifolds
研究了球对称洛伦兹流形的物质共线问题。这些研究时的能量动量张量是非退化的,也当它是退化的。我们把具有更高对称性的时空和具有SO(3)的时空分类为最大等距群。对于非退化情形,我们得到了{ \it four},{ \it six},{ \it seven}或{ \it ten}独立的物质共线,其中{ \it four}是等距的,其余的是真的.作为一个特例,恢复了文献[1]的结果.值得注意的是,我们还得到了能量动量张量简并但物质共线群是有限维的两种情况,即{ \it four}或{ \it ten}。
2003-07-29 gr-qc
Black Hole Boundary Conditions and Coordinate Conditions
本文讨论了全3+ 1维Einstein方程的黑洞视界边界条件。在许多作者之后,视视界被用作空间切片上的内边界。强调了系统适定的另一个必要条件,提出了“规定曲率条件”来完善黑洞的坐标条件.这些条件导致系统的两个二维椭圆型微分方程的内边界表面上,这很好地共存的三维方程的最大切片(或相关切片条件)。整个2D/3D系统被认为是良好的,并在全球范围内表现良好。强调了“无边界值的边界条件”的重要性。本文是一个系列的第一篇。本修订版对前一版本进行了微小的补充和更正。
1997-04-07 gr-qc
Matter Collineations of Static Spacetimes with Maximal Symmetric Transverse Spaces
本文研究了具有极大对称横截空间的静态时空中能量动量张量的对称性。我们解决了四个主要的情况下,采取一个,两个,三个和四个非零分量的矢量$ξ^a$的物质直射方程。对于一个组件非零,我们得到只有一个物质的非简并的情况下,对于两个组件非零,非简并的情况下,产生最大的三个物质的直射。当我们取三个非零分量时,对于非退化和退化情况,我们分别获得三个、四个和五个独立的物质直射。这种情形推广了静态球对称时空的退化情形。最后一种情况(当所有四个分量都不为零时)提供了静态球对称时空的非简并情况的推广。这给出了四个、五个、六个、七个或十个独立的物质共线,其中四个是通常的基灵向量,其余的是适当的物质共线。这里提到,我们得到了不同的约束方程,这些约束方程在求解时可能提供爱因斯坦场方程的一些新的精确解。
2007-02-10 gr-qc
Sufficient Conditions for Apparent Horizons in Spherically Symmetric Initial Data
我们建立了在球对称的初始数据时,时空是片理化的外延表观视界出现的充分条件。令$M$和$P$分别为半径为$\ell$的球中包含的总物质能量和总物质电流。假设主能量条件满足。我们证明了如果$M- P \ge \ell$,那么对于这类规范的某个非平凡闭子集,该区域一定具有未来的视视界。同样的不等式适用于更大的规范子集,但具有更大的比例常数,它对规范的依赖性很弱。这项工作大大扩展了我们的联合工作的时刻的时间对称的初始数据,以及工作的Bizon,Malec和Murchadha的最大切片。
1997-09-24 gr-qc
Maximally Symmetric Boost-Invariant Solutions of the Boltzmann Equation in Foliated Geometries
Natural Science Division, Pepperdine University(佩珀代因大学自然科学学部)
本文研究了在静态最大对称背景dS_3×R上,Boost不变的共形气体的相对论动力学,通过分析各常曲率切片及其对称群,推导出Boltzmann方程的统一精确解,涵盖各常曲率切片,并讨论了新解的物理意义。
2026-03-09 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-ph
Quantum Scalar Field Dynamics On A Maximally Sliced Two-sided AdS Black Hole Spacetime
该研究在最大切片规范下求解BTZ黑洞背景中的标量场动力学,构造了穿过视界的模式函数混合两侧CFT算符,得到有限含时哈密顿量,适用于扰乱时间内的演化。
2025-10-24 gr-qc hep-th
Conformal geodesics in spherically symmetric vacuum spacetimes with Cosmological constant
给出了Schwarzschild-de Sitter和Schwarzschild-anti de Sitter时空族中的共形测地线的分析。对于这两个家庭的时空,我们表明,初始数据上的类空超曲面可以给出这样的共形测地线从这个数据所产生的合同覆盖整个最大的扩展规范的共形表示的时空,而不形成焦散点。对于Schwarzschild-de Sitter族,所得到的同余可以用于获得共形表示的全局共形高斯坐标系。在Schwarzschild-anti de Sitter族的情况下,曲线的自然参数仅覆盖有限的时间跨度,使得这些全局共形高斯系统不存在。
2017-12-14 gr-qc
Numerical Black Holes: A Moving Grid Approach
球对称(1D)黑洞时空被认为是数值相对论的一个测试。本文给出了一个基于双曲型结构的爱因斯坦方程组的有限差分程序。在质量函数的显着错误出现在黑洞视界后面的陡峭的梯度区,这挑战了计算流体动力学数值方法中使用的代码。的形式主义扩展到移动的数值网格,这是适应遵循水平运动。然后,可以以更高的精度对黑洞外部区域建模。
1994-12-22 gr-qc
Maximally symmetric subspace decomposition of the Schwarzschild black hole
著名的史瓦西黑洞最初是作为爱因斯坦真空场方程的一个稳定的球对称解而得到的。但直到30年后,才有人致力于从外部区域$(r>2GM)$到内部区域$(r<2GM)$的解析扩展。与Kruskal坐标系中的最大扩展不同,我们从观测者沿径向自由落入黑洞的角度给出了一个共动坐标系.我们发现了一个有趣的事实,即该坐标系中的空间部分是最大对称的$(E_3)$,即,沿着这些观察者的世界线,史瓦西黑洞可以被分解成一族最大对称子空间。
2004-06-28 gr-qc
Wormholes supported by a phantom energy
我们扩展幻影能量的概念-这是普遍接受的均匀分布的物质与$w<-1$在宇宙中-非均匀球对称时空配置。幻影能量的球对称分布被证明能够支持静态虫洞的存在。我们找到了一个精确的解决方案,描述了一个静态的球对称虫洞与幻影的能量,并表明幻影的能量的空间分布主要是由附近的虫洞的喉咙限制。围绕喉部并包含大部分体模能量的球形区域的最大尺寸取决于状态方程参数$w$,并且不能超过某个上限。
2005-02-21 gr-qc
Non-singular quantum improved rotating black holes and their maximal extension
我们在Newman-Janis算法中增加了一个处方,以便用它作为从静态球对称时空中寻找新的扩展(“通过r<0”)旋转黑洞时空的一种手段。然后,我们将这个过程应用到一个由量子爱因斯坦引力产生的量子改进的黑洞时空中。目标是在量子效应可以忽略的区域内,得到一个与标准最大扩展Kerr黑洞相似的非奇异旋转黑洞对应的最大扩展时空.我们严格检查标量曲率奇点的存在,在量子改进的旋转时空,我们表明,它是没有他们。我们还分析了旋转黑洞的视界和因果结构,并给出了极大扩展时空的彭罗斯图。
2017-05-16 gr-qc
Hamiltonian Formulation of Scalar Field Collapse in Einstein Gauss Bonnet Gravity
利用在未来视界上规则的切片计算了三维Einstein-Gauss-Bonnet引力场中球对称标量场坍缩的哈密顿量。我们首先使用球对称将拉格朗日量减少到二维。然后,我们表明,选择的空间坐标是一个功能的面积半径导致一个相对简单的哈密顿约束,其重力部分是广义质量函数的梯度。接下来,我们完成规范固定,使得度规是非静态Painleve-Gullstrand坐标的Einstein-Gauss-Bonnet推广。最后,我们导出了标量场的简化运动方程。这些方程适用于Gauss-Bonnet引力中球对称标量场坍缩的数值模拟,并可推广到其它与引力最小耦合的物质场。
2011-10-31 gr-qc hep-th