Physical nature of the central singularity in spherical collapse
我们在这里研究的性质的中心奇点形成的球对称崩溃的尘埃云,它表明,这总是一个强曲率奇点的引力潮汐力发散有力。一个重要的结果是,在尘埃坍缩中形成的裸奇点的性质,在坍缩开始的初始数据中的扰动是稳定的。
2001-11-05 gr-qc
Causal Structure of Singularity in non-spherical Gravitational Collapse
我们在这里调查的最终状态的引力坍缩的非球形和非边缘约束的尘埃云模拟的Szekeres时空。我们表明,在这种情况下,可以形成一个定向的全球裸奇点坍缩云边界附近,而不是在其几何中心的情况下,通常是一个球形的引力坍缩。在引力强度的Tipler判据意义下,这是一个强曲率裸奇点。在这种情况下,从奇点逃逸的零测地线在某些方向上的散射较小,因为奇点靠近云的边界,就像当前场景中的情况一样。指出了物理意义。
2021-03-15 gr-qc
Structure of the Inner Singularity of a Spherical Black Hole
我们审查的证据支持和反对的可能性,内奇点的黑洞包含一个类光的部分,这是本地温和的,其特点是质量膨胀。
1994-03-10 gr-qc
The singularity in supercritical collapse of a spherical scalar field
研究了球形无质量标量场超临界坍缩中产生的奇异性。我们首先建模的几何形状和标量场是均匀的,并找到一个通用的解决方案(在一个正式的级数展开)描述的类空奇点是单调的,标量多项式和强。我们面对这个分析模型的预测与逐点行为的完全非线性和非均匀的数值模拟,并找到完全符合。我们还研究了奇异性的空间结构的现象学数值。在渐近晚期超前时间的奇点接近史瓦西奇点,除了在有限超前时间的离散点,其中奇点是史瓦西样的。在其他点处,由于非线性标量场,奇异性不同于史瓦西。
1998-03-22 gr-qc
A characterization of the central shell-focusing singularity in spherical gravitational collapse
我们给出了中心壳聚焦曲率奇异性的一个特征,它可以形成在球形引力坍缩的有界物质分布服从主导能量条件。这种表征是基于奇点附近的质量函数的极限行为。根据质量增长率与面积半径R的函数关系,奇点可以是被覆盖的,也可以是裸露的。如果这个增长率比R慢,那么奇点是裸的,如果它比R快,那么奇点被覆盖,如果增长率与R相同,那么奇点要么是裸的,要么是被覆盖的。
1999-08-20 gr-qc
The final fate of spherical inhomogeneous dust collapse II: Initial data and causal structure of singularity
在[9]中的结果的基础上,指出了初始密度和速度分布对决定球形尘埃坍缩的最终结果的作用,这里从视视界的演化角度考察了奇点的因果结构。我们还提出了几个相关的功能,扔一些有用的光对理解这个奇点的性质,包括测地线家庭出来的行为和一些方面的稳定性奇点。
1996-08-13 gr-qc
Inhomogeneous imperfect fluid spherical models without Big-Bang singularity
到目前为止,所有已知的无奇点宇宙模型都是柱对称的。在这里,我们提出了一个新的家庭球对称非奇异模型充满不完美流体和径向热流,并满足弱和强能量条件。对于大的$t$,压力和热通量的各向异性趋于消失,导致理想流体。模型中存在一个时间的自由函数,对于非奇异行为可以适当地选择,并且存在这种选择的多样性。
1997-05-14 gr-qc
Analytic study of the null singularity inside spherical charged black holes
研究了球对称带电黑洞在自引力无质量标量场的非线性扰动下的柯西视界(CH)奇异性。我们推导出蓝移因子的发散率的精确表达式,即标量场$Φ$和面积坐标$r$在出射方向上的导数。这两种衍生物被发现沿着收缩CH完全像$1/r$。我们的结果是有效的沿CH奇点,直到点的全聚焦。这些精确的解析表达式进行了数值验证。
1997-11-10 gr-qc
Mass inflation and curvature divergence near the central singularity in spherical collapse
我们研究了球形标量坍缩到一个黑洞的形成,并研究了形成的黑洞的中心奇点附近的渐近动力学。研究发现,在奇点附近,由于标量场对几何的强烈反作用,质量函数膨胀,Kretschmann标量增长速度比Schwarzschild几何快.在坍缩中,米斯纳-夏普质量是一个局部守恒量,不能提供在渐近平坦区域测量的黑洞质量的信息。
2015-11-26 gr-qc
Asymptotic behavior of dynamical variables and naked singularity formation in spherically symmetric gravitational collapse
在考虑物质的引力坍缩时,弄清什么样的条件会导致裸奇点的形成是一个重要的问题。为此,我们将\textit{et al.}引入的1+3正交标架形式应用于理想流体的球对称引力坍缩。这种形式主义使我们能够构建一个自治系统的演化和约束方程的尺度不变的动力学变量规范化的体积膨胀率的类时正交标架向量。我们调查的渐近演化的动力学变量对形成一个中心的奇异性,并提出了一个猜想,陡峭的空间梯度的归一化密度函数是一个特点的裸奇异性形成。
2009-07-03 gr-qc
On the global visibility of singularity in quasi-spherical collapse
我们在这里分析的问题,本地与全球的奇点,形成在引力坍缩的尘埃云,这对弱和强版本的宇宙审查假说具有重要意义的可见性。我们发现的条件时,一个奇点将只是局部裸露,而不是全球可见,从而preseving弱审查假说。给出了Szekeres准球坍缩模型中形成黑洞或裸奇点的条件。的因果行为的奇异性曲线研究通过检查传出的径向零测地线,和崩溃的最终结果是有关的性质的初始超曲面上指定的正规初始数据从崩溃的演变。出现的一个有趣的特征是Szekeres时空中的奇点可以是“定向裸露的”。
1998-06-11 gr-qc
Naked Singularity, Black-hole and the Mass Loss in a Spherically Symmetric Gravitational Collapse
在引力坍缩过程中形成的裸奇点和黑洞之间的一个可区分的物理性质对实验和理论相对论都有重要的意义。我们在广义相对论的框架内研究了球对称引力坍缩过程中辐射的能量。结果表明,在坍缩过程中辐射的总能量(质量损失)在一个裸奇点的情况下结束不能超过的情况下,当坍缩方案结束于一个黑洞。在这里考虑的感兴趣的情况下(例如具有相同质量、大小和内部成分的恒星),在黑洞中结束的坍缩释放的总能量可以比其他情况大得多。
2001-11-07 gr-qc
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
Dynamical Singularity Resolution in Spherically Symmetric Black Hole Formation
数值研究了Painlevé-Gullstrand坐标系下圈量子引力激发的修正对无质量标量场坍缩的影响.在临界附近,系统表现出Choptuik标度的质量间隙和依赖于量子长度尺度的新的标度关系的附加功能。量子校正坍缩呈现出一种类似辐射的相位,它解决了奇点:黑洞由一个紧凑的时空区域组成,该区域由一个单一的、光滑的捕获视界所限定。“蒸发”并不完全,而是留下一个向外移动的残余物。
2009-02-18 gr-qc
Appearance of the central singularity in spherical collapse
我们在这里分析的非径向nonspacelike测地线终止在过去的裸奇点形成的非均匀尘埃坍缩的最终状态的结构。分析了非类空零测地线的外射谱。奇异性的局部和全局可见性也通过零测地线方程的数值积分进行了研究。这种家庭的存在对恒星的出现在后期阶段的引力坍缩的可能影响被认为是。可以看出,向外的非径向测地线给外观的裸中心奇点作为一个膨胀的球,其半径达到最大值之前,恒星进入其视视界。辐射的能量(沿零测地线)示出非常急剧地衰减在附近的奇点。因此,在这里考虑的情况下,通过非径向零测地线从裸中心奇点逃逸的总能量为零。
2001-11-16 gr-qc
Non-radial null geodesics in spherical dust collapse
壳聚焦奇点的局部可见性的问题被认为是从存在的角度来看,未来定向零测地线与角动量,从奇点。塌陷开始时的初始数据(即初始密度分布)被认为是$C^3$类。根据数据导出了裸奇点存在的简单的充分必要条件。证明了存在由奇点发出的未来定向非径向零测地线当且仅当存在由奇点发出的未来定向径向零测地线。这一结果可以解释为表明以前的结果的鲁棒性径向测地线,相对于角动量的存在。
2001-08-02 gr-qc
The late-time singularity inside non-spherical black holes
长期以来,人们一直认为,一个真实的旋转黑洞中的奇点必须是类空的。然而,对黑洞内部几何结构的研究表明,一个更复杂的结构是典型的。当一个观察者落入一个带有坍缩恒星的黑洞时,似乎很可能会遇到一个破碎的类空奇点,而一个观察者在很晚的时候落入黑洞时,通常会到达一个零奇点,它在性质上与标准的Belinsky,Khalatnikov和Lifschitz(BKL)类空奇点有很大的不同。本着BKL经典著作的精神,我们对现实黑洞内部的零奇性进行了渐进分析。基于目前对球模型的理解,我们认为爱因斯坦方程在零奇点附近可以简化为一个简单的形式。从这种方法产生的主要结果表明,使用几乎平面对称模型。分析表明,零奇异性是由晚时引力波尾的蓝移引起的,这些引力波的振幅按微扰理论所建议的超前时间的逆幂衰减。外尔曲率在零奇点处的发散受引力场传播模式的控制。零奇性是弱的,因为潮汐扭曲仍然沿着穿过柯西视界的类时测地线有界。这些结果与以前对黑洞内部的分析是一致的。我们简要地讨论了一些悬而未决的问题,必须解决之前的通用黑洞内部的图片是完整的。
1998-05-05 gr-qc
Dimensional dependence of naked singularity formation in spherical gravitational collapse
本文分析了一类广泛的球对称$N$维时空的引力坍缩的端态-裸奇点或黑洞的完整谱,它包括并推广了尘埃解和径向应力为零的情形.坍缩的最终命运完全由单个标量函数的局部行为和时空的维数$N$决定。特别是,N=4的时空的“临界”行为,即从黑洞到裸奇点的一种相变,在N=5时仍然存在,但在$N > 5$时不会发生,这与坍缩的初始数据无关。在物理上,结果被证明是与所考虑的解决方案的运动学性质。
2008-06-05 gr-qc
Strength of the null singularity inside black holes
研究了球对称带电黑洞与球自引力、最小耦合、无质量标量场耦合时的柯西视界奇异性。我们表明,所有的因果测地线终止于柯西视界的零奇性,这是弱根据Tipler分类。奇点在Ori意义上也是形变弱的。我们的结果是有效的,在任意点沿零奇点,特别是在后期推迟时间,非线性效应是至关重要的。
1999-07-19 gr-qc
Negative Pressure and Naked Singularities in Spherical Gravitational Collapse
在弱能量条件下,研究了经典广义相对论中紧致球的引力坍缩中可能形成的非中心壳层聚焦奇点的性质.我们表明,如果径向压力是积极的,奇异性是由视界覆盖。对于负径向压力,如果压力与密度的比值大于-1/3,则奇异性将被覆盖,如果该比值为$\leq -1/3$,则奇异性将被裸露。
1996-09-23 gr-qc
Spherically symmetric collapse of a perfect fluid in f(R) gravity
本文研究了$f(R)$引力模型中理想流体的引力坍缩。对于一般的$f(R)$理论,它是分析表明,崩溃是很可能的。由坍缩形成的奇异性是壳聚焦型的曲率奇异性。形成隐藏中心奇点的视视界的可能性取决于初始条件。
2016-03-29 gr-qc
Structure of the Spherical Black Hole Interior
带电球形黑洞的内部结构仍然是一个有争议的话题。在非旋转但非球面的引力坍缩形成球形带电黑洞时,后向散射的引力波尾进入黑洞,并在柯西视界处发生蓝移。如果与穿过柯西视界的外流相结合,这会产生灾难性的影响:在柯西视界处产生奇点,有效质量膨胀。最近对\RN背景中无质量标量场的数值研究表明,类空奇点可能在柯西视界形成之前形成。我们将证明,存在一个近似的解析解的标量场方程,使质量暴胀奇异柯西视界存在。特别是,我们看不到柯西视界之前有类空奇点的证据。
1994-11-18 gr-qc
Conformal diagrams for the gravitational collapse of a spherical dust cloud
提出了一种在广义相对论中球对称坍缩物质云内部构造共形坐标的算法。该算法是基于径向零测地线的数值积分和它们在奇点附近的行为的局部分析。作为应用,我们考虑了坍缩的球形尘埃云,生成相应的共形图,并分析了由此产生的奇异性的结构。一个新的约束的初始数据,保证奇点是可见的,从未来的零无穷大。
2011-10-26 gr-qc
Geometry and topology of singularities in spherical dust collapse
我们得到一些更多的结果的性质所产生的奇异性的非均匀尘埃球的崩溃。(i)结果表明,有未来指向径向和非径向类时测地线出现的奇异性,当且仅当有未来指向径向零测地线出现的奇异性。(ii)各种时空不变量和其他有用的数量(有关索恩的点雪茄桶煎饼分类和各向同性/熵措施)的限制进行了研究的方法的奇异性。(iii)从理想边界结构的角度研究了奇点的拓扑结构。在每种情况下,不同的性质的可见和审查区域的奇异性强调。
2002-03-22 gr-qc
Spherical vacuum and scalar collapse for the Starobinsky R^2 model
模拟了Starobinsky R^2模型的球形真空和标量坍缩。通过考虑量子引力效应得到的这个模型将承认某些无奇点宇宙时空的情况。然而,在真空和标量坍缩中,当物理标量场足够强时,可以形成一个包含中心奇点的黑洞。此外,在中心奇点附近,引力支配着来自势的排斥力,因此在某些情况下,里奇标量被引力推向无穷大。因此,这里所包含的半经典效应并不能避免广义相对论中的奇异性问题。一个强的物理标量场可以阻止Ricci标量增长到无穷大。研究了RlnR模型的真空坍缩,发现当中心奇点接近时,RlnR模型的Ricci标量也可以趋于无穷大.因此,这一特征在真空和f(R)引力的标量坍缩中似乎是普遍的。
2016-08-31 gr-qc
Quantum Corrected Spherical Collapse: A Phenomenological Framework
提出了一个唯象框架,用于将量子引力激发的修正纳入球对称坍缩动力学。有效的方程是来自一个变分原理,保证能量守恒和Birkhoff定理的存在。引力势可以被选择为面积半径的函数,以产生特定的非奇异静态球对称解,一般具有两个视界。对于特定的势能选择,有效应力能量张量只违反主能量条件。这种违反在靠近内视界处最大,并迅速消失。在这种情况下,球对称标量场的量子校正坍缩的数值研究表明,修改后的引力势阻止了中心奇点的形成,并最终产生一个静态的,主要是真空的,有两个视界的时空。物质在内部视界上“堆积”,导致后期的大规模暴胀。柯西视界被转化为一个零的弱奇点,但与爱因斯坦引力相反,没有中心奇点使这个零奇点稳定。
2010-04-04 gr-qc
Null Geodesic Expansion in Spherical Gravitational Collapse
本文导出了球形尘埃坍缩中出射零测地线的展开式,并计算了在奇点形成过程中展开式的极限值。对于一般形式的物质的球形坍缩,也导出了类似的表达式。我们认为,在这些结果的基础上,覆盖以及裸奇点的解决方案所产生的球形尘埃坍缩是稳定的状态方程的微小变化下。
1997-11-17 gr-qc
Strengths of singularities in spherical symmetry
协变方程的奇异性强度的球对称推导和几个模型进行了研究。中心和非中心奇点之间的区别是强调。对奇异性强度的定义提出了一点修改意见。类时测地线证明了坍缩球形尘埃中壳穿越奇点的引力弱点,填补了证明中的一个空白。
1999-03-03 gr-qc
Gravitational Waves around a Naked Singularity -- Odd-Parity Perturbation of Lemaitre-Tolman-Bondi Space-Time --
球形尘埃云的运动由Lemaitre-Tolman-Bondi解描述,并完全由尘埃流体的静止质量密度和比能分布的初值确定。从球对称坍缩的一般初始条件出发,在尘埃云的引力坍缩过程中,在对称中心出现了裸奇点。所以这可能是宇宙审查假说的反例。为了研究这个例子的通用性,我们研究了这个奇异性对非球形线性扰动的奇宇称模式的稳定性,即,线性引力波。我们发现,扰动不发散,但表现良好,即使在附近的中心裸奇点。这意味着裸奇点的形成过程相对于线性引力波的奇宇称模式是勉强稳定的。
1998-04-06 gr-qc
Black Hole entropy for two higher derivative theories of gravity
暗能量问题正引起全世界越来越多的物理学家的注意。在可能的替代品,以解释所谓的“千年之谜”是所谓的修改引力理论。对这些模型的一个关键检验是它们的黑洞解的存在性和性质(如果是这样的话)。目前,据我们所知,只有两个非平凡的,球对称的,宇宙学常数为零的解决方案被Barrow & Clifton(2005)和Deser,Sarioglu & Tekin(2008)所知。本文的目的是讨论这种解决方案的一些特点,重点是它们的热力学性质,如熵和温度,几乎没有进展可能沿着这条道路,导致一致的质量定义。
2010-11-12 gr-qc
Spherical Gravitational Collapse with Heat Flux and Cosmic Censorship
本文利用可分度规[cqg 1]研究了具有热通量的球对称、无剪切、引力坍缩恒星的奇异性。对于任何非奇异的,规则的,径向密度分布的恒星描述这个度量,方程。(2.1),引力坍缩的奇点在局部并不是裸露的。我们的研究结果明确支持强宇宙审查假说。
2001-12-16 gr-qc
On gravitational spherical collapse without spacetime singularity
本文讨论了在均匀平坦FLRW和非均匀LTB引力球坍缩的背景下可能的量子效应,它们导致了反弹解。
2019-01-22 gr-qc hep-th
Spherical Gravitational Collapse in 4D Einstein-Gauss-Bonnet theory
本文研究了在Einstein-Gauss-Bonnet引力的$n \rightarrow4$ d极限下非均匀无压物质的球形引力坍缩。坍缩导致要么是一个黑洞,要么是一个巨大的裸奇点,这取决于被困表面形成的时间。更准确地说,视界的形成和它的时间发展是由高斯-博内耦合$(λ)$和Misner-Sharp质量函数$F(r,t)$的相对强度的坍缩球。我们发现,如果初始柯西超曲面和$F(r,t)< 2\sqrtλ$上没有捕获面,则中心奇点是有质量的裸奇点。当这个不等式被均衡或反转时,中心奇点总是被拓扑结构为$S^{2}\times \mathbb{R}$的类空/类时球面边缘捕获面所截断,最终变为零,并与平衡时的事件视界重合.这些结论得到了验证,承认不同的初始速度条件下的广泛的一类质量剖面。因此,我们的结果意味着$4$ d Einstein-Gauss-Bonnet一般违反宇宙审查的conjunction。从时空奇点的因果信号的可见性的角度来看,这种违反的进一步影响也进行了讨论。
2022-11-04 gr-qc
A simple shear-free non-singular spherical model with heat flux
我们得到了描述球对称宇宙学模型的爱因斯坦方程的精确简单解,该模型没有大爆炸或任何其他类型的奇点。该模型的物质成分为无剪切的各向同性流体,具有径向热流,满足弱能和强能条件。压力梯度与热流密度的结合是防止奇异性发生的关键。到目前为止,所有已知的非奇异模型都具有非零剪切。这是第一个剪切自由非奇异模型,也是球对称的。
1999-03-20 gr-qc
Cauchy horizon stability in a collapsing spherical dust cloud I: geometric optic approximation and spherically symmetric test fields
一个球形尘埃云,最初是在休息,并具有单调衰减的密度分布崩溃,并形成一个壳聚焦奇点。假设密度分布不是太平坦,这意味着它的二阶径向导数在中心是负的,这种奇点对局部观测者是可见的,有时甚至对全局观测者也是可见的。根据强宇宙审查猜想,这种裸奇点在初始数据的一般非球形扰动下或考虑更现实的物质模型时应该是不稳定的。在试图获得一些了解这个稳定性问题,在这项工作中,我们开始分析一个简单的,但相关的问题。我们讨论了在与裸中心奇点相关联的柯西视界附近传播的测试场的稳定性。我们首先研究的高频限制,并表明,该领域进行蓝移,因为它们接近柯西视界。然而,在对比发生在黑洞的内视界,我们表明,蓝移是一致的有界沿传入和传出的零射线。基于这个有界性结果,我们在几何光学近似的基础上进一步考虑了球对称测试标量场的柯西演化。我们证明,在初始数据的合理条件下,适当的重新标度场可以连续扩展到柯西视界。特别是,这个结果意味着物理场在远离中心奇点的柯西视界上处处有限。
2013-11-01 gr-qc
The Quantum Stress-Tensor in Self-Similar Spherical Dust Collapse
本文计算了具有裸奇点的二维自相似球形尘埃坍缩模型中无质量标量场的量子应力张量。我们发现出射辐射通量在柯西视界上发散。这可能有两个后果。由此产生的反反应可能会阻止裸奇点的形成,从而通过量子效应保持宇宙监督。发散通量可能导致天体物理观测中区分裸奇点和黑洞的可观测特征。
1998-05-27 gr-qc
Static spherically symmetric scalar field spacetimes with C^0 matching
目前在爱因斯坦引力理论中可用的所有静态无质量标量场模型都必然包含一个强曲率裸奇点。本文得到了与引力耦合的静态无质量标量场的一族解,它不具有任何强曲率奇异性。这类模型包含一个奇异物质的薄壳,它具有物理解释。然而,中心曲率奇异性是避免的,这是共同的所有静态无质量标量场时空模型到目前为止。因此,我们的结果指出,在这种情况下,整个类的解决方案可能包含非奇异模型,这是一个有趣的可能性。
2011-03-28 gr-qc
Singularity resolution by holonomy corrections: Spherical charged black holes in cosmological backgrounds
本文在圈量子引力启发下构造了宇宙学常数背景中球对称带电黑洞的有效哈密顿模型,通过引入聚合物参数实现协变修正,并明确给出质量、电荷和宇宙学常数满足无奇点解的参数范围,为德西特背景下的天体物理黑洞提供了整体正则描述。
2023-03-29 gr-qc
Newtonian Analysis of Gravitational Waves from Naked Singularity
球形尘埃坍缩一般形成一个壳层,壳层的对称中心为裸奇点。这个裸奇点是无质量的。此外,在适当的初始条件下,尘埃流体元的牛顿引力势和速度在任何地方都远小于1,直到中心壳层聚焦裸奇点形成。虽然这种情况是高度相对论性的,但即使在时空奇点附近,牛顿近似方案的分析也是可用的。这个显著的特征使得分析这种奇点的形成非常容易。我们利用数值和半解析方法研究了该方案中的非球形偶宇称物质微扰,并利用四极公式估计了在裸奇点附近产生的线性引力波.结果与Iguchi等人最近进行的相对论微扰分析相一致,引力波的能流是有限的,但其携带的时空曲率是发散的.
2000-06-16 gr-qc
The Structure of Singularity in Spherical Inhomogeneous Dust Collapse
本文研究了球对称非均匀尘埃引力坍缩中奇点形成的结构。这种坍缩由托尔曼-邦迪-勒马度规描述,它是爱因斯坦方程的一个双参数解族,其特征在于径向坐标的两个自由函数,即“质量函数”F(r)和“能量函数”f(r)。这里的主要新结果以一般的方式将黑洞和裸壳聚焦奇异点的形成与规则初始数据的一般形式联系起来,从而导致这种坍缩的最终命运。这种数据的特点是在密度和速度方面的问题,指定的初始时间片从崩溃开始。关于这些奇点的强度和稳定性的几个问题,当他们是赤裸裸的,检查与这里开发的分析的帮助。特别是,可以看出,强曲率裸奇点可以从一个通用的形式的初始数据的初始密度配置文件的崩溃配置。我们在这里也建立了类似的结果也适用于黑洞的形成。我们还在这里讨论了避免壳层交叉奇点的初始数据的物理约束,以及壳层聚焦裸奇点,这样坍缩必然以黑洞的形式结束,从而保持宇宙的监督。这些结果作为特例推广了以往关于非均匀尘埃坍缩的工作,并对引力坍缩中的黑洞和裸奇点形成现象提供了更清晰的认识.
1997-01-10 gr-qc
Naked Singularities in Spherically Symmetric Inhomogeneous Tolman-Bondi Dust Cloud Collapse
本文研究了Tolman-Bondi尘埃云非均匀引力坍缩的裸奇点的发生和性质,证明了在包括Eardley、Smarr和Christodoulou等早期研究的一类坍缩模型中,裸奇点形成于坍缩云的中心.这个类还包含自相似和非自相似模型。这种奇异性的结构和强度进行检查和调查的问题,当一个非零的措施集的非类空轨迹可以从奇点发出,而不是孤立的轨迹出来。可以看出,弱能量条件和能量密度的正性保证了非类空轨线族脱离奇点。的曲率强度的裸奇异性的检查,它提供了一个重要的测试,其物理意义和强大的曲率增长附近的裸奇异性指出了几个子类考虑。讨论了裸奇点是全局裸奇点的条件。一旦考虑到物质分布的不均匀性,就考虑了引力坍缩最终命运的基本问题。有人认为,一个物理公式的宇宙审查可能会演变,避免上述功能。在这个方向上的可能性进行了讨论,同时指出,这里提出的分析应该是有用的任何可能的严格制定的宇宙审查假说。
1993-03-31 gr-qc
Cosmological solutions of the Vlasov-Einstein system with spherical, plane, and hyperbolic symmetry
弗拉索夫-爱因斯坦系统在广义相对论的框架内描述了一种自引力、无碰撞的气体。我们调查的初始值问题,在宇宙学设置与球面,平面,或双曲对称性,并证明了小初始数据的解决方案存在的时空奇异性,这是一个曲率和破碎的奇异性。在分析中的一个重要工具是一个本地存在的结果与连续的标准说,解决方案可以延长,只要在支持的物质的相空间分布的动量保持有界。
1994-09-20 gr-qc
The Stability of an Isotropic Cosmological Singularity in Higher-Order Gravity
我们研究了引力理论中各向同性真空Friedmann宇宙的稳定性,在接近初始宇宙学奇点时,高阶曲率项的形式为$(R_{ab}R^{ab})^{n}$,加入到广义相对论的Einstein-Hilbert Lagrangian中。前面,我们已经表明,当$% n=1$,一个特殊的各向同性真空解决方案存在的行为像辐射主导的弗里德曼宇宙,是稳定的各向异性和小的非均匀扰动的标量,矢量和张量类型。这与广义相对论中的情形完全不同,在广义相对论中,各向同性的初始宇宙学奇点在真空和广泛的非真空条件下是不稳定的。我们表明,当$n\neq 1$,虽然一个特殊的各向同性真空解发现的克利夫顿和巴罗总是存在的,它不再是稳定的初始奇点时,接近。我们发现的张量,矢量和标量扰动的影响下,一般$n$的两个解决方案分支的特殊稳定性条件。在接近初始奇点时,具有尺度因子$a(t)=t^{P_{-}/3}$的各向同性真空解对$0.5<n< 1.1309$和$0.861425 < n \leq 1$分别是张量扰动和矢量扰动稳定的,而对$t \to 0$则是不稳定的.具有比例因子$a(t)=t^{P_{+}/3}$的解与$n>1$的初始奇异性的情况无关,并且对于每种类型的扰动,对于所有$n$,作为$t \to 0$不稳定。
2008-01-26 astro-ph gr-qc hep-th
A classification of spherically symmetric self-similar dust models
我们分类所有的球对称尘埃解决方案的爱因斯坦方程是自相似的意义上说,所有的无量纲变量只依赖于$z\equiv r/t$。我们证明了这些方程可以归结为具有状态方程$p=αμ$的一般理想流体模型的特殊情况。最一般的尘埃解可以明确地写下来,并由两个参数描述。第一个(E)对应于大$|z|$处的渐近能量,而第二个(D)指定了表征这种模型的奇点处的z值。E=D=0的解就是平坦的弗里德曼模型。z>0和D=0的单参数解族是非齐次宇宙学模型,它从t=0的大爆炸奇点展开,在大z时渐近弗里德曼; E>0的模型相对于弗里德曼处处欠密,永远展开,而E<0的模型处处过密,坍缩到包含另一个奇点的黑洞。黑洞总是有一个视视界,但不必有事件视界。D=0的解,z<0 are just the time reverse of the z>为1. D>0的2参数解再次代表非均匀宇宙学模型,但大爆炸奇点在$z=-1/D$,大挤压奇点在$z=+1/D$,任何特定的解都必须跨越z <0 and z>0。虽然在尘埃情况下没有静态模型,但所有这些解在大$|z|$下都是渐近“准静态”的。在D=0的情况下,具有$E \ge 0$的那些单调膨胀或收缩,但后者现在可能包含裸奇点。E<0的奇点从第二个奇点扩张或坍缩到第二个奇点,后者包含一个黑洞。
2000-03-02 gr-qc
Spherical gravitational collapse: tangential pressure and related equations of state
本文导出了由非理想流体组成的有界致密物体的球形引力坍缩中流体元的加速度方程。我们表明,非奇异以及奇异的解决方案出现在崩溃的流体最初在休息,只有一个切向压力。本文用线性状态方程得到了切向压力作用下爱因斯坦方程的无穷级数形式的精确解。我们表明,如果一个奇异性的形式在切向压力模型中,奇异性是裸露的条件是完全相同的尘埃坍缩模型。
1999-01-28 gr-qc
Spherically symmetric black holes in minimally modified self-dual gravity
我们讨论球对称的黑洞在最近研究的Krasnov的重力的修改的自对偶理论,获得添加一个外尔曲率依赖的“宇宙学项”的广义相对论的普列班斯基拉格朗日。这种类型的修正引力允许两种不同类型的奇点:一种是理论的真奇点,其中理论的基本场以及(辅助)时空度规都变得奇异;另一种是较温和的“非度规奇点”,其中时空的度规描述失效,但基本场本身是正则的。我们首先概括了这种修改后的自对偶引力,包括麦克斯韦场,然后研究球对称的,带电的黑洞的基本特征,特别关注这两种类型的奇点是隐藏的或裸露的。我们把注意力限制在修正的最小形式上,发现该理论表现出电荷的“屏蔽”效应(或“反屏蔽”效应,取决于修正项的符号),在这个意义上,它导致了在不暴露裸奇点的情况下,比广义相对论中可能的黑洞充电更多(或更少)的可能性。我们还发现,对于任何(甚至是任意大的)电荷值,理论的真奇点似乎要么是被无害的非度量奇点的超曲面覆盖的非时性(非类时性),要么只是隐藏在至少一个Killing视界内。
2009-07-25 gr-qc
Contrasting behaviour of two spherically symmetric perfect fluids near a weak null singularity in a spherically symmetric black hole
School of Mathematics and Maxwell Institute of Mathematical Sciences, University of Edinburgh(爱丁堡大学数学学院与麦克斯韦数学科学研究所)
研究对比了两种球对称物质模型在包含弱null奇点的球对称时空中的行为,证明了尘埃流在接近奇点时能量密度有界,而刚性完美流体能量密度趋于无穷大,速度矢量趋于入射null矢量。
2026-03-18 gr-qc math.AP
Horizon singularity, energy conditions and shadows in time-dependent and spherically symmetric spacetime
KEK Theory Center, Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构粒子与核研究研究所理论中心);Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University(名古屋大学小林-益川粒子起源宇宙学研究所);Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)(空间科学研究所);Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)(加泰罗尼亚高级研究学院);University of Valladolid UVA(巴利亚多利德大学);Universidade Federal do Ceará (UFC)(塞阿拉联邦大学)
本文研究随时间变化的球对称时空,发现静态虫洞转为动力学虫洞通常会出现奇点,可构造无奇点动力学虫洞,分析其能量条件,模拟其光学外观演化并提出可通过光子环测量其时间演化。
2026-08-18 gr-qc
Quasi-Spherical Gravitational Collapse in higher dimension and the effect of equation of state
研究了n+2维准球时空中径向压力不为零的流体的引力坍缩。本文给出了状态方程$p_{r}=(γ-1)ρ.$的一个精确解析解(忽略任意积分函数)。通过比较视视界和中心壳聚焦奇点的形成时间,研究了局部奇点,并通过径向零测地线的存在性表征了坍缩最终命运的全局性质。结果表明,D维状态方程$p=-ρ$、($-$ 1)维尘埃和($-$ 2)维状态方程$p=ρ$的坍缩终态是相同的.
2007-09-28 gr-qc
McGehee regularization of general SO(3)-invariant potentials and applications to stationary and spherically symmetric spacetimes
McGehee正则化是一种研究动力学系统原点奇异性的方法,该动力学系统描述了一个平面内的点粒子在幂律势的作用下运动。贝尔布鲁诺和比勒托里乌斯用它来对史瓦西时空中无质量测试粒子运动中心的奇点进行动力系统正则化。在本文中,我们推广了McGehee变换,使我们可以正则化的动力系统的起源处的奇异性描述的运动的因果测地线(类时或零)在任何静态和球对称时空的克尔-Schild形式。我们首先表明,有质量和无质量的粒子的测地线可以描述为全球的克尔-Schild时空的牛顿点粒子在一个合适的径向潜力的运动和研究的条件下,中心奇异性可以正则化使用的McGehee方法的扩展。作为一个例子,我们将这些结果应用于史瓦西和Reissner-Nordström时空中的因果测地线。有趣的是,在这两个时空的整个最大扩张中的测地线轨迹可以用一个具有非平凡拓扑的二维相空间来描述。这种拓扑结构产生于相空间中存在的排除区域,该排除区域由测地线的切向量是因果的和未来定向的条件确定。
2014-05-29 gr-qc
Black hole and cosmological space-times in Born-Infeld-Einstein theory
本文研究了带有电荷和磁荷的玻恩-因费尔德-爱因斯坦理论中的黑洞和宇宙时空。对于球对称时空,导出了场方程并写成$G_{μν}=-κT_{μν}$的形式。能量-动量张量不是玻恩-因费尔德能量-动量张量,但可以从玻恩-因费尔德理论通过令$a\to ia$得到,其中$a$是玻恩-因费尔德参数。它表明,有一个曲率奇异性的球对称时空在非零径向坐标,并在Reissner-Nordstrom时空,有零,一个或两个地平线。带电黑洞要么有两个视界和一个类时奇点,要么有一个视界和一个类空奇点、类时奇点或零奇点。由球对称解得到了具有电场和磁场的各向异性宇宙学解。
2006-01-30 gr-qc
Timelike and null focusing singularities in spherical symmetry: a solution to the cosmological horizon problem and a challenge to the cosmic censorship hypothesis
扩展研究球对称度量满足主导能量条件,并表现出奇异性的幂律型开始在SI 93,我们确定了两类特殊的兴趣:聚焦类时奇异性的解决方案与应力-能量张量的辐射完美流体(状态方程:$p={1\over 3} ρ$)和一组零奇异类验证相同的属性。我们认为这些结果的两个重要应用:宇宙学,关于解决视界问题的可能性,而不需要诉诸任何暴胀的情况下,和强宇宙审查假说,我们提出了一类物理上一致的反例。
2002-03-26 gr-qc
Towards black-hole singularity-resolution in the Lorentzian gravitational path integral
量子引力有望解决经典广义相对论的奇点问题。基于奇异时空组态在路径积分中的相消干涉,我们发现高阶曲率项可以解决球对称和轴对称情形下的黑洞奇异性.相比之下,爱因斯坦作用并没有提供一个动力学机制,通过相消干涉这些配置的奇异性分辨率。
2020-12-15 gr-qc
Photon surface extensions in general spherical dust collapse
School of Science and Technology, Mathematics Division, Università di Camerino(卡梅里诺大学理学院数学系);Osservatorio Astronomico di Brera, INAF(布雷拉天文台,意大利国家天体物理研究所)
将球对称尘埃塌缩中光子曲面的分析推广到一般非边缘束缚情况,推导光子曲面方程并证明外部光子球r=3M的唯一物理扩展为零超曲面,且光子曲面到达中心奇点当且仅当奇点裸露。
2026-09-24 gr-qc