Maximal acceleration and black hole evaporation
我们讨论在某些理论的时空承认一个最大的固有加速度霍金辐射不完全蒸发的黑洞。黑洞遗迹的质量取决于最大加速度的倒数。此外,由于史瓦西黑洞在这样的时空中可以具有的最小质量与最大加速度之间的对偶性,我们证明了在具有最大加速度的某些理论中,可以施加在测试粒子上的力的值必须有一个统一的上界。
2022-03-16 gr-qc hep-th
Effects of acceleration on the collision of particles in the rotating black hole spacetime
研究了加速旋转黑洞时空中两测地粒子的碰撞,探讨了黑洞加速对碰撞粒子质心能量和高速碰撞带的影响.我们发现近事件视界碰撞中质心能量对加速度的依赖性不同于近加速度视界碰撞中的质心能量对加速度的依赖性。此外,加速度的存在改变了高速碰撞带的形状和位置。我们的结果表明,黑洞的加速为粒子的碰撞带来了更丰富的物理。
2012-02-06 gr-qc hep-th
Explanation of the anomalous acceleration of a free moving body in the frame of extended space model
考虑了经典电动力学的(1+4)推广,包括引力场。用这种方法,它是假设存在一个额外的组成部分的扩展场应力张量,其物理解释是基于必要性,以获得牛顿引力定律作为特殊情况。在目前工作的四维模型中,有一个静止质量的粒子在五维时空中沿第五坐标以光速运动,其电荷在附加维中为定值。由扩展的麦克斯韦方程组得到的广义引力定律,通过先锋10号附加加速度的可变分量的存在得到了证实,并在此模型框架下进行了分析。
2003-09-03 astro-ph gr-qc
A novel derivation of the rotating black hole metric
利用空间的椭球对称性和结合有质量粒子的牛顿加速度和无质量粒子的牛顿无加速度的一般指导原则,导出了旋转黑洞度规。
2013-10-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Electric Penrose process: high-energy acceleration of ionized particles by non-rotating weakly charged black hole
在许多天体物理场景中,黑洞的电荷常常被忽略,因为Reissner-Nordström时空度规所需的电荷值太大,不切实际。然而,由于各种选择性吸积机制,黑洞可能具有小的电荷。本文研究了史瓦西黑洞的小电荷对自由下落的中性粒子的电离以及电离粒子从黑洞逃逸的影响。我们表明,电离粒子的能量可以增长超高,并讨论了粒子加速弱荷黑洞的区别签名。我们还讨论了一个可能的应用所提出的机制作为一种替代宇宙射线加速的情况。特别是,我们表明,银河系中心的超大质量黑洞是能够作为质子的PeVatron。所提出的机制可以作为一个简单的玩具模型的非旋转紧凑的对象作为一个粒子加速器与潜在的天体物理实现相关的宇宙射线物理和超越。
2021-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Effect of a Weak Electromagnetic Field on Particle Acceleration by a Rotating Black Hole
研究了旋转黑洞周围电磁场中视界附近的高能带电粒子碰撞,揭示了获得任意大质心能量的微调条件.我们证明了当一个带电粒子从最内层稳定圆轨道(ISCO)坠落并在视界附近与另一个粒子碰撞时,当均匀磁化旋转的黑洞任意接近最大旋转时,CM能量可以任意大.最近,Frolov [Phys. Rev. D 85,024020(2012)]提出,如果磁场任意强,当粒子与在均匀磁化的史瓦西黑洞的视界附近以有限能量绕ISCO轨道运行的带电粒子碰撞时,CM能量可以任意高。我们表明,带电粒子轨道ISCO周围的旋转黑洞需要任意高的能量在强场限制。这表明弗罗洛夫的过程对黑洞的旋转是不稳定的。尽管如此,我们看到磁场可能会大大提高旋转黑洞在天体物理学情况下作为粒子加速器的能力。
2012-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Some Adventures in the Search for a Modified Gravity Explanation for Cosmic Acceleration
宇宙加速的发现提出了一个有趣的可能性,即我们正在目睹广义相对论在宇宙学尺度上的首次崩溃。在这篇文章中,我将简要回顾目前试图构建一个理论上一致的和观测上可行的引力修正,能够描述加速宇宙。我将讨论f(R)模型及其明显的扩展,并将DGP模型作为额外维实现的一个例子。然后,我将简要描述伽利略模型及其最近的多场和弯曲空间扩展--一类四维有效场论,它对引力进行了额外的维修正。这篇文章是献给我的朋友和前同事,约书亚戈德堡的职业生涯,并写在他的festschrift出现。
2011-05-04 astro-ph.CO gr-qc
Particle acceleration driven by null electromagnetic fields near a Kerr black hole
短时间尺度的变率通常与黑洞系统有关。假设克尔黑洞附近突然产生的电磁流出是由一个具有零电流的无力场的解来描述的,我们考虑了这种电磁流出的后果。我们计算了由爆发场引起的带电粒子加速度。粒子与场之间的相互作用的特征在于一个大的无量纲数。我们表明,粒子是瞬间加速到相对论性制度的领域具有非常大的振幅。在超大质量黑洞附近发生的事件中,质子所能获得的典型最大能量是$E_{\rm max} \sim 100$ TeV,这足以观测到高能耀斑。
2020-12-24 astro-ph.HE gr-qc
Stellar Black Holes and the Origin of Cosmic Acceleration
宇宙加速的发现给宇宙学家提出了一个独特的挑战。随着观测宇宙学的不断发展,理论家们一直在努力理解一个需要极度微调的标准模型。这个挑战被称为宇宙学常数问题。引力以太理论是广义相对论的替代理论,它不受这种微调问题的影响,因为它从几何学上解释了量子场论的真空,同时与其他引力测试保持一致。在本文中,我们研究静态黑洞解在这个理论,并表明它体现了紫外-红外耦合:以太耦合时空度规接近黑洞视界,在无穷远处的度量。然后,我们表明,使用trans-Planckian的反引力(作为一个量子引力效应)接近黑洞的地平线,导致加速宇宙学的解决方案,远离地平线。有趣的是,这种加速度与目前对恒星质量黑洞的观测相匹配。基于我们目前对宇宙中黑洞吸积历史的理解,我们预测了有效暗能量密度随红移的变化规律,这可以通过未来的暗能量探测器进行验证。
2009-07-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Acceleration of particles by black holes as a result of deceleration: ultimate manifestation of kinematic nature of BSW effect
最近发现的所谓BSW效应是在黑洞视界附近两个碰撞粒子的质心系中能量E_{c.m.}的无束缚增长。我们考虑了一种新的类型的相应的情况下,两个粒子(“临界”)保持在附近的视界附近的带电近极值黑洞由于吸引力和排斥力之间的平衡休息。另一个以接近光速的速度撞击它。这种情况显示在一个最明显的方式BSW效应的运动学性质。在极端极限,我们会得到形式上无限大的E_{c.m.},但这不会发生,因为它需要临界质量粒子在零视界表面上保持静止,这是不可能的。我们还讨论了极端Reissner-Nordström黑洞度规中临界粒子在视界附近保持静止时的BSW效应。
2012-05-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A Conventional Physics Explanation for the Anomalous Acceleration of Pioneer 10/11
Anderson等人,发现先锋10号和11号航天器的测量轨迹偏离根据作用在它们上的已知力计算的轨迹。这种未建模的加速度可以通过航天器热的非各向同性辐射来解释。Katz、Murphy和Scheffer提出了各种形式的非各向同性辐射,但Anderson等人认为这些都不能解释观察到的效应。本文更详细地计算了已知的影响,并考虑了新的辐射源,所有这些都基于航天器的建造。然后在实验持续时间内对这些影响进行建模。该模型提供了一个合理的适合从它的外观在日心距离5 AU的最后一次测量在71 AU的加速度,但高估了9%的时间间隔I和III的先锋10观测之间的加速度下降。(For相比之下,两种不同的效果测量(SIGMA和CHASMP)本身在间隔III中相差4%。在任何情况下,通过解释大部分的加速度,所提出的机制使得更有可能在不需要新物理的情况下解释整个效应。
2001-08-22 astro-ph gr-qc
Acceleration of particles by acceleration horizons
我们考虑两个粒子在极端加速视界(带电或旋转)附近的碰撞,该视界包括Bertotti-Robinson时空和Kerr喉的几何。研究表明,如果对其中一个粒子的参数进行微调,质心系E_{c.m.}中的能量可以变得无限大,从而表现出巴尼亚多斯-西尔克-韦斯特(BSW)效应。存在坐标变换,它使度规成为无视界的形式。这导致了一些悖论,因为(i)BSW效应由于视界而存在,(ii)E_{c.m.}是标量并且不能依赖于框架。仔细比较两种框架中的近地平线轨迹,使我们能够解决这个悖论。虽然加速度视界度规和黑洞的时空结构在全局上是完全不同的,但在局部上,极值黑洞视界附近可以用加速度视界度规来近似.从克鲁斯卡尔观测者的角度来看,一个粒子的能量(或通过有限局部增强从它获得的能量)发散,尽管在静止坐标系中两个碰撞粒子的能量是有限的。这表明了一个新的解释的BSW效应的黑洞给出的观点,观察者谁跨越视界。它是对先前从静态或静止观察者的观点找到的解释的补充。
2013-10-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Acceleration radiation of an atom freely falling into a Kerr black hole and near-horizon conformal quantum mechanics
一个原子自由落入类博尔沃真空中的克尔黑洞中,在霍金温度下发出普朗克谱的辐射。对于具有随机初始时间的下落原子云,辐射是热辐射。这种辐射的存在是由于真空场模相对于下落原子的加速。它的性质可以追溯到共形量子力学(CQM)在事件视界附近的主导作用。我们显示这种效果的标量场,虽然加速辐射具有一个普遍的共形行为,表现出的所有领域的背景下的一般黑洞。
2021-06-19 gr-qc hep-th
Near-horizon aspects of acceleration radiation by free fall of an atom into a black hole
最近,在一篇有见地的论文中,一个自由下落到史瓦西黑洞中的二能级原子被证明可以探测到博尔韦尔真空中的辐射[M。O. Scully等人,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115,8131(2018)]。双态原子作为偶极探测器,它与光场的相互作用可以用量子光学方法来模拟。标量场和探测器之间的相对加速度使原子探测到辐射。在本文中,我们表明,这种加速辐射是由近视界物理的黑洞。这一发现加强了近视界共形量子力学与所有与黑洞热力学性质相关的物理学的相关性。我们还强调了由普朗克分布与霍金温度的辐射的共形方面。
2020-09-14 gr-qc hep-th
Acceleration of particles in Einstein-Maxwell-dilaton black holes
最近有人指出,在一定条件下,在质心系中被黑洞加速的粒子的能量可以变得任意高。本文研究了四维带电非旋转、极荷旋转和近极荷旋转Kaluza-Klein黑洞以及Einstein-Maxwell-Einstein理论中裸奇点情形下的两粒子碰撞.我们发现,在非旋转带电Kaluza-Klein黑洞、极端旋转带电Kaluza-Klein黑洞和裸奇点的视界上,一对碰撞粒子的质心能量是无限的.
2017-04-01 gr-qc hep-th
Shadows of the accelerating black holes
由于黑洞的加速,光子的圆形轨道将偏离赤道平面,黑洞阴影的性质将发生变化。对加速Kerr黑洞,我们发现圆轨道的纬度随加速度的增加而增加,从而证明了使阴影半径和阴影畸变最大的观测者倾角随加速度的增加而增加。
2020-10-23 gr-qc hep-th
Five-Dimensional Black Hole String Backgrounds and Brane Universe Acceleration
我们研究了五维空间中由弦有效作用引起的黑洞类型的背景解。我们导出了Schwarzschild型黑洞在真空中唯一的度规.研究发现,在不改变三维空间拓扑结构的情况下,该方法可以推广到包含电荷的情形。如果这三个空间是封闭的,也可以引入Kalb-Ramond荷。本文还讨论了在这种背景下演化的三膜宇宙学的基本特征。
2009-07-03 gr-qc hep-th
Acceleration of particles in spacetimes of black string
研究了$S^2 \times\mathbb{R}^1$拓扑中,即五维紧致黑弦时空中的粒子加速机制。给出了静态黑弦附近中性粒子碰撞质心能量的表达式,考虑了黑弦在均匀磁场中,沿最内层稳定圆轨道运动的带电粒子与来自无穷远的中性粒子的碰撞.结果表明,在极端转动的情况下,与Kerr时空中的类似效应类似,可以接近无限的质心能量。我们还得到了质心系统中粒子的散射能不仅对极值黑弦而且对非极值黑弦都可以取任意大的值。已经推导出额外维度的存在原则上可以将从极端旋转的黑弦提取能量的效率的上限提高到$203\%$,而从极端克尔黑洞提取能量的效率提高到$143\%$。
2013-12-11 astro-ph.HE gr-qc
Particle acceleration in Horava-Lifshitz black holes
本文计算了旋转和非旋转Horava-Lifshitz黑洞附近两个碰撞粒子的质心能量。对于Horava-Lifshitz黑洞的慢旋转KS解,我们将所得结果与Kerr黑洞的结果进行了比较.我们确定了静态黑洞的质心能量是有限的,而旋转黑洞的质心能量是无限的。在数值上,我们讨论了黑洞视界上质心能量的温度依赖性。我们得到了粒子的临界角动量。在这个极限下,旋转的霍拉瓦-利夫希茨黑洞附近两个碰撞粒子的质心能量可以任意高。我们找到了合适的条件,临界角动量可以有一个轨道外的地平线。最后,我们得到了该圆轨道对应的质心能量。
2011-08-23 gr-qc hep-th
Acceleration of particles by black hole with gravitomagnetic charge immersed in magnetic field
研究了弱磁化非旋转黑洞事件视界附近的带电粒子与重磁荷的碰撞。外部磁场的存在减小了带电粒子的最内层稳定圆轨道(ISCO)半径。当重力磁荷不为零时,则会出现相反的机制。对于以ISCO速度运动的带电粒子与从无穷远落下的中性粒子的碰撞,当外加渐近均匀磁场存在时,重力磁荷可以降低最大碰撞能量。
2013-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Tidal acceleration of black holes and superradiance
潮汐效应很久以前就锁定了月球与地球同步旋转,并逐渐增加了地月距离。这种“潮汐加速”取决于耗散。包含黑洞的双星也可能是潮汐加速的,耗散是由事件视界--一种柔性的、粘性的单向膜--引起的。事实上,这个过程多年来一直以一种不同的伪装而闻名:超辐射。在广义相对论中,潮汐加速度被引力波辐射所掩盖。然而,当耦合到光标量自由度是允许的,诱导的偶极矩产生“极化加速度”,这可能是强于潮汐四极效应的数量级。光学和引力波观测的结果是有趣的,而且这种机制的印记已经被观测到也不是不可能的。
2013-01-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Acceleration of electric current-carrying string loop near a Schwarzschild black hole immersed in an asymptotically uniform magnetic field
本文研究了一个含电流的轴对称弦环在一个嵌入于外部渐近均匀磁场中的Schwarzschild黑洞附近的初始振荡的加速问题。弦环的平面垂直于磁场线,弦环的加速是由于在深引力场的嬗变效应,将振荡弦的内能转变为它们沿着黑洞时空和磁场的对称性所给出的轴的平移运动的能量。我们把注意力限制在能量足够高的弦环的运动上,当它能克服万有引力并逃逸到无穷远时。我们证明,对于电流携带弦回路的嬗变效果是增强的贡献之间的相互作用的电流的弦回路和外部磁场,我们给出的条件,必须满足一个有效的加速。Schwarzschild黑洞与强外部磁场的结合可以将载流弦环加速到接近光速的速度$v \sim c$。因此,弦环嬗变效应可以很好地解释微类星体和活动星系核中观察到的高度相对论性喷流的加速。
2014-09-18 astro-ph.HE gr-qc
Particle Acceleration Around 5-dimensional Kerr Black Hole
在四维Kerr黑洞的直线上,我们考虑具有两个转动参数的五维Kerr黑洞附近的粒子加速度。结果表明,对于极端黑洞,两个质量相等的碰撞粒子的质心能量如预期的那样发散,并且对于$θ= 0, π/2$,结果具有对称性。由于这两个旋转参数,$r=0$可以是视界而不是曲率奇点。结果表明,粒子加速到高能量附近的5-D极端旋转黑洞避免微调粒子的角动量。
2013-12-11 gr-qc
Accelerating black holes, spin-3/2 fields and C-metric
我们在一般加速黑洞和C度规的背景下考虑自旋为3/2的粒子。在此背景下分析了自旋为3/2粒子的Rarita-Schwinger方程。计算了自旋为3/2的粒子在这些时空中的发射和吸收几率。我们分析的这些背景既有黑洞视界,又有加速视界,具有一般的电荷、磁荷、旋转和加速参数。计算了自旋为3/2的场在加速视界附近的性质。
2014-04-29 gr-qc hep-th
Observable acceleration of jets by a Kerr black hole
在基于Kerr黑洞引力场的模型框架下,我们转而研究河外喷流的运动学行为。我们分析计算沿任何测地线的可观测速度和加速度。然后,通过数值计算,我们将我们的结果应用于测地线,典型的M87喷气机,并探讨我们的结果对抗最近的观察。在亚秒差距尺度上,从非相对论到超相对论速度的转变是突出的。这种转变比基于磁场范式的模型来得更快、更突然,这表明我们需要一个更弱的磁场来解释观测到的同步辐射。我们把这种排斥现象归因于重力磁克尔场的排斥效应。
2017-08-24 astro-ph.HE gr-qc
Quenched Hawking Radiation and the Black Hole Pair-Creation Rate
这次演讲的主要主题是霍金效应时,黑洞的问题正在经历一个统一的加速。当霍金温度等于加速度温度时,加速度的半经典效应最为显著。在通常的晚时近似下,自然的黑洞真空就等价于渐近空的闵可夫斯基真空,而加速的黑洞在对抗熟悉的热蒸发时变得半经典稳定。这一现象的一个重要应用是带电黑洞对的产生问题。
1995-09-19 gr-qc hep-th
Killing quantum entanglement by acceleration or a black hole
我们考虑两个纠缠的加速量子比特与实标量场耦合,每个标量场都由Unruh-Wald模型描述。结果表明,当一个或多个量子比特的加速度足够大时,由于Unruh效应,两个量子比特的二分纠缠突然消失。我们还考虑了GHZ态和W态中三个纠缠的加速量子比特,它们的加速度频率比相等,发现在任一态中,当加速度频率比达到一定值时,三重纠缠突然消失.在黑洞视界附近,Rindler度规与Schwarzchild度规之间的等价性意味着,对于黑洞外的两个纠缠量子比特,当其中一个或两个量子比特足够接近视界时,纠缠突然消失;而对于GHZ或W态的三个纠缠量子比特,当这些量子比特足够接近视界时,三个纠缠突然消失.
2015-12-14 gr-qc hep-th quant-ph
Many accelerating black holes
我们展示了如何Weyl形式主义允许度量写下来,对应于任意数量的共线加速中性黑洞在3+1维。这些黑洞具有任意的质量和不同的加速度,并共享一个共同的加速度视界。在一般情况下,黑洞通过宇宙弦或支柱连接在一起,这些宇宙弦或支柱提供了必要的力,这些力与黑洞之间的引力一起产生加速度。在两个和三个黑洞的情况下,可以选择参数,使得最外面的黑洞被宇宙弦拉着,而里面的黑洞仅仅被引力加速。我们猜想,类似的解决方案存在于任何数量的黑洞。
2001-05-12 gr-qc hep-th
The non-Kerr black hole with acceleration
在强引力区,无毛定理可以用顶-底方法和底-顶方法检验。后一种方法的非克尔时空是在非常接近黑洞的区域进行测试的理想框架。在这项工作中,我们提出了一个非克尔黑洞度规(及其带电扩展),以及加速。这些新的对象的基本性质和热力学进行了研究。
2021-06-03 gr-qc hep-th math-ph
Black hole shadow and acceleration bounds for spherically symmetric spacetimes
本文揭示 Schwarzschild 型球对称黑洞的阴影参数与径向线性匀加速轨迹逃逸界限之间的精确对应,并证明其在多种及一般引力理论中的适用性。
2023-11-02 gr-qc hep-th
Near horizon aspects (and beyond) of acceleration radiation of an atom falling into a large class of static spherically symmetric black hole geometries
近视界方面(和超越)的黑洞度规,这属于一个大类的静态球对称黑洞,被认为是在这里。近年来人们认识到,原子落入黑洞后,通过虚跃迁产生加速辐射。在最近的研究中,有人认为这种加速辐射可以从黑洞的近视界物理学中理解。近视界近似导致共形对称的问题。在我们的分析中,我们超越了近视界近似。这打破了与黑洞几何学的近视界物理学相关的共形对称性。我们观察到,即使没有考虑的共形对称性,修改后的等价关系。此外,我们的分析表明,虚跃迁的概率保持其普朗克形式的振幅得到修改,由于超出近视界近似。在接下来的分析中,我们观测到了Garfinkle-Horowitz-Strominger(GHS)黑洞的视界增亮加速辐射熵。我们观察到,HBAR熵错过了量子引力一样的修正,而考虑共形的情况下。然而,这种修正出现时,共形对称性被打破的超近地平线分析。
2022-07-07 gr-qc hep-th quant-ph
Particle Acceleration in Rotating Modified Hayward and Bardeen Black Holes
本文将旋转修正Hayward黑洞和旋转修正Barrington黑洞看作粒子加速器。我们研究了两个静止质量相同的中性粒子碰撞后从无穷远静止落到上述黑洞视界附近时的质心能量。我们研究了粒子的角动量范围和粒子的轨道。我们还研究了极端黑洞的质心能量。
2015-06-30 gr-qc
Black holes as particle accelerators: a brief review
快速旋转的克尔黑洞可以将粒子加速到任意高的能量,如果粒子的角动量被微调到某个临界值。这种现象是鲁棒的,因为它是建立在一个近极值克尔黑洞周围的测地线轨道的基本属性。另一方面,加速度的最大能量受到几种物理效应的影响。粒子加速到任意高能量是一般近极值黑洞的普适性质之一,这是有说服力的证据。我们还讨论了引力粒子加速在更一般的情况下。本文旨在为非专业人士提供这一主题的教学介绍和简要概述。
2014-11-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
On Acceleration in Three Dimensions
我们回到“基础”,研究$2+1$ AdS重力\textit{ab initio}中的加速系统。我们发现三个类的几何形状,我们解释通过研究全息他们的物理参数。从这些,我们构建固定的,加速点粒子; BTZ家庭的单参数扩展类似于一个加速黑洞;并找到新的解决方案,包括一个新的加速“BTZ几何”不连续连接到BTZ黑洞,以及一些黑漏斗的解决方案。
2022-04-13 gr-qc hep-th
Hawking Radiation of an Arbitrarily Accelerating Kinnersley Black Hole: Spin-Acceleration Coupling Effect
利用广义Tortoise坐标变换方法研究了任意加速Kinnersley黑洞中Weyl中微子的霍金辐射.事件视界的位置和温度都取决于时间和角度。这与前人的结果一致,但无质量旋量粒子的热辐射谱表现出一种自旋加速耦合效应。
2003-07-19 gr-qc
Probing stellar binary black hole formation in galactic nuclei via the imprint of their center of mass acceleration on their gravitational wave signal
多频引力波(GW)观测是研究并合恒星质量双星黑洞(BBH)形成过程的有效手段。本文讨论了由质心加速度引起的合并BBH的GW螺旋波形的相位漂移。加速强烈地依赖于BBH在星系内形成的位置,允许通过激光干涉仪空间天线(LISA)观测LIGO类BBH合并的早期螺旋阶段,以测试形成机制。特别是在致密的核星团中或通过活动星系核中的核超大质量黑洞周围的致密吸积盘形成的BBH将受到强烈的加速度,并产生大的相位漂移。在这些情况下,合并BBH的宿主星系也可以在LISA误差体积中唯一识别,而没有电磁对应物。相位漂移的未检测将排除或限制核形成通道对恒星质量BBH人口的贡献。
2017-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum optics meets black hole thermodynamics via conformal quantum mechanics: I. Master equation for acceleration radiation
本文用量子光学方法研究原子云自由落入史瓦西黑洞时产生的视界增亮加速度辐射,通过多模主方程和共形量子力学证明其形成由霍金温度唯一确定的热态,为建立平行于黑洞热力学的框架奠定基础。
2021-08-17 gr-qc hep-th quant-ph
Apparent Deviations from Keplerian Acceleration for Stars Around the Supermassive Black Hole at the Galactic Center
我们表明,依赖于时间的多普勒效应应引起可测量的偏差的时间历史的投影轨道的恒星周围的超大质量黑洞在银河系中心(SgrA*)从预期的开普勒的历史。特别是,恒星的视线加速度产生了它在天空中沿着速度矢量的图像的表观加速度,即使它在这个方向上的实际开普勒加速度为零。多余的视加速度只是观测者和恒星的参考系之间的时间变换的结果。虽然在一个完全封闭的轨道上,额外的加速度平均为零,但它可能会导致在估计黑洞的动力学质量或位置时产生百分之几的系统偏移,这些估计依赖于部分采样的轨道,其近心距离为~ 100 AU。这种与已知恒星的开普勒动力学的明显偏差应该可以通过未来的观测来检测。
2003-09-25 astro-ph gr-qc
Acceleration of charged particles from near-extremal rotating black holes embedded in magnetic fields
本文的目的是评估带电测试粒子在有磁场存在的近极值旋转黑洞附近的运动。用欧拉-拉格朗日运动方程和有效势方法描述了赤道平面外的运动。这种方法具有特殊的意义,例如,旋转黑洞的吸积过程。一般来说,关于吸积的研究主要集中在粒子在赤道平面内运动的最简单情况。在这里,我们将考虑最初围绕某个特定轨道运动的粒子可能会受到沿$θ$方向的反冲的扰动,从而产生其他可能的轨道。我们证实了超高能宇宙射线将产生在活动星系核的中心,对于一个特定的磁场幅度范围内的可能性,因为它是可能的,超高的质心能量可以产生的粒子碰撞附近的视界快速旋转的黑洞。
2020-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Classical acceleration temperature from evaporated black hole remnants and accelerated electron-mirror radiation
本文研究渐近恒速加速电子的辐射及其与蒸发黑洞残余的类比,揭示高速电子高温却对应低温类比残余的反直觉关系。
2024-02-25 gr-qc quant-ph
Quantum optics meets black hole thermodynamics via conformal quantum mechanics: II. Thermodynamics of acceleration radiation
本文通过量子光学主方程和共形量子力学,证明自由落入黑洞的原子云产生的视界增亮加速辐射可模拟黑洞热力学,并揭示其面积-熵流关系与场熵的近视界起源。
2021-08-17 gr-qc hep-th quant-ph
Horizon structure of rotating Bardeen black hole and particle acceleration
本文研究了旋转的Barclay正则黑洞的视界结构和能层,该黑洞除了质量($M$)和旋转参数($a$)外,还增加了一个由磁荷引起的附加参数($g$).有趣的是,对于参数$g$的每一个值,都存在一个临界旋转参数($a=a_{E}$),它对应于一个具有简并视界的极值黑洞,而对于$a<a_{E}$,它描述了一个具有两个视界的非极值黑洞,而对于$a>a_{E}$,它没有黑洞.我们发现,能层的极值$a_E$也受参数$g$的影响.与Kerr黑洞相比,$a_E$的值显著减小,而能层随着$g$的增大而变厚。我们还研究了两个等质量粒子在该黑洞视界附近的碰撞,明确地指出了参数$g$的影响。质心能量($E_{CM}$)不仅取决于旋转参数$a$,还取决于参数$g$。结果表明,当碰撞粒子之一具有临界角动量时,在极端情况下,$E_{CM}$可以是任意高的,从而表明旋转的Barclay规则黑洞可以充当粒子加速器.
2015-11-08 gr-qc hep-th
Particle Acceleration in Kerr-(anti-) de Sitter Black Hole Backgrounds
最近,BSW等人发现,当一个粒子具有临界角动量$L_\text{C}$时,在极端Kerr黑洞附近两个碰撞粒子的质心能量可以任意高.在他们的论文中,他们考虑了生活在宇宙学常数为零的闵可夫斯基时空中的黑洞。在这项工作中,我们研究了粒子的背景下的克尔黑洞生活在一个非零的时空宇宙学常数的过程。我们发现,对于生活在负宇宙学常数时空中的Kerr黑洞,(Kerr-anti-de Sitter黑洞),只有当Kerr-anti-de Sitter黑洞是极端的并且满足额外的微调时,粒子的这个过程才可能发生;而对于生活在具有正宇宙学常数的时空中的Kerr黑洞(Kerr-de Sitter黑洞),无论Kerr-de Sitter黑洞是否极端,粒子的这种过程都可能发生。我们还研究了某些情况下Kerr-(反)de Sitter黑洞外视界外的粒子碰撞。我们发现有可能在不增加碰撞粒子能量的情况下,通过调整碰撞粒子的角动量来获得较大的质心能量。
2011-12-24 gr-qc hep-th
A possible explanation of the clash for black hole entropy in the extremal limit
结果表明,极值黑洞的经典熵依赖于两种不同的极限方法。如果我们先取极值极限,然后取边界极限,熵为零;如果我们反过来做,我们得到贝肯斯坦-霍金熵。利用brick wall模型计算了极端黑洞背景中标量场在上述两种不同极限过程下的量子熵。对黑洞熵在极值极限的碰撞给出了考虑量子效应的可能解释。
1997-11-24 gr-qc
Jet dynamics in black hole physics: acceleration during subparsec collimation
我们研究的过程中发生的粒子加速旋转的黑洞作为一个机制的一部分,形成银河系的喷流在第一秒差距内从中央源,引力应该是占主导地位。当粒子流的轨道参数由于局部电磁场或压力梯度而略有变化时,我们发现粒子流获得的洛伦兹因子是距离的函数。
1999-12-20 astro-ph gr-qc
Beyond the Standard Model Explanations of GW190521
LIGO/Virgo合作最近宣布探测到一个重的双黑洞合并,其组成质量无法用标准的恒星结构理论解释。在这封信中,我们提出了几种基于新物理模型的解释,包括新的轻粒子损失、修正的引力、大的额外维度和中微子的小磁矩。每一个都对对物理学的不稳定性产生不同的影响,导致在黑洞质量间隙内形成黑洞的新机制。
2020-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Stable circular orbits of spinning test particles around accelerating Kerr black hole
研究了自旋测试粒子在赤道面上围绕加速Kerr黑洞的稳定圆轨道。为此,我们首先计算运动方程,并分析粒子的参数空间。研究了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋试验粒子在最内层稳定圆轨道上的守恒角动量、守恒能量和半径的影响。我们发现粒子的自旋对轨道参数的影响几乎是线性的,而黑洞的加速度对这些参数的影响是非线性的。我们还探讨了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋粒子在近稳定圆轨道上的近星点位移的影响。
2020-04-26 gr-qc hep-th
Quantum Stability of Accelerated Black Holes
我们研究了加速黑洞的量子方面的一些细节。我们可以清楚地看到这样一个事实,即均匀加速度使某些带电黑洞稳定下来,而不受众所周知的热蒸发的影响。此外,对几何形状的仔细观察表明,这只对接近极值的黑洞是可能的,而大多数非极值的黑洞在加速作用下继续以修改的光谱蒸发。我们还介绍了一个二维的玩具模型的能量动量流是很容易获得一般的加速度,并发现的行为是根据四维的结果。经过简单的比较,经典系统的均匀加速充电,我们关闭时指出的重要性,这一结果在WKB展开的黑洞对创建率。
1995-09-19 gr-qc hep-th
Particle Acceleration by Static Black Holes in a Model of $f(R)$ Gravity
粒子碰撞在由$f(R)=R+2α\sqrt{R}$描述的$f(R)$引力的上下文中被考虑,其中$R$代表Ricci标量,并且$α$是非零常数。考虑了在裸奇点/视界附近沿径向相向运动的对撞粒子的质心能量。粒子在事件视界附近同向碰撞产生有限的能量,而相反运动的粒子的能量则无限增长。增加一个宇宙学常数并不改变这个特征。一个无质量的出射光子与一个下落粒子的碰撞和两个沿零测地线反向运动的光子的碰撞也被考虑在内。
2017-04-24 gr-qc hep-th
On the Black Hole Acceleration in the C-metric Space-time
我们认为C度规是一个引力场的配置,它描述了一个加速的黑洞在一个半无限的宇宙弦的存在下,沿加速方向。我们采用广义相对论的远程平行等价(TEGR)中的引力能动量表达式,得到了黑洞加速的一个可能解释。计算了黑洞周围等半径曲面所围成的引力能,特别是得到了引力视界内所含的能量。这个能量与视界面积的平方根成正比。我们发现,半无限宇宙弦的引力能是负的,占主导地位的大值的积分半径。这种负能量可以解释黑洞的加速,它沿着弦向引力能量较低的区域移动。
2022-11-29 gr-qc
Cooling-heating phase transition and critical behavior of the charged accelerating AdS black hole
在扩展相空间中研究了带电加速反德西特黑洞的冷却-加热相变,并研究了该黑洞在扩展相空间中的临界行为.通过对热力学量和状态方程的计算,发现加速带电AdS黑洞作为热力学系统与范德华系统是相似的。得到了该黑洞的反转温度,并在T-P平面上绘制了冷却-加热曲线和等焓曲线。结果表明,在给定的压力下,转变温度随e的增大而增大,而加速参数的作用则相反,即随着a的增大,冷却-加热曲线逐渐减小。分析了加速因子对等焓曲线的影响,发现在恒压条件下,随着加速因子的增大,相变点减小。
2021-10-27 gr-qc hep-th
Analytic explanation of the strong spin-dependent amplification in Hawking radiation from rotating black holes
对黑洞灰体因子的数值研究表明,高速旋转黑洞的Hawking辐射与自旋密切相关,自旋最高的粒子(引力子)在能谱中占主导地位.到目前为止,还没有对这种效应的分析解释或描述。利用“引力磁性”,或者说麦克斯韦电磁场方程和爱因斯坦引力方程之间的形式类比,我们能够在旋转的黑洞的自旋和发射出的粒子的自旋之间建立联系。也就是说,粒子的内在自旋产生了一个“质量偶极矩”,它与外部重力磁场相互作用,而外部重力磁场的来源是黑洞的旋转。我们证明了旋转的黑洞倾向于摆脱它的自旋,也就是说,倾向于发射自旋与它自己的自旋平行的粒子。我们还表明,发射的概率随着发射粒子的自旋增加而增加。如果一个黑洞是高度旋转的,即接近极值,放大因子可能是巨大的。当应用于银河系中央的黑洞时,相同的物理机制表明,围绕这些黑洞运行的粒子的自旋应该与黑洞的自旋密切相关,这可能对被认为来自这些空间区域的宇宙射线产生影响。
2011-01-19 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial black hole driven cosmic acceleration
Transilvania University of Brasov(特兰西瓦尼亚布拉索夫大学);University of Malta(马耳他大学);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所(INFN)那不勒斯分部);University of Thessaly(色萨利大学)
原初黑洞通过排斥行为驱动宇宙加速,可触发指数膨胀并解决哈勃张力问题。
2025-11-22 gr-qc
Radiation from Atoms Falling into a Black Hole
我们证明了原子从外部通过空腔落入黑洞(BH)时会发出加速辐射,这在远处的观察者看来很像霍金BH辐射。特别是,我们发现通过一个简单的激光分析的加速辐射的熵。我们称这种熵为视界增亮加速辐射(HBAR)熵,以区别于贝肯斯坦和霍金的BH熵。
2017-11-27 gr-qc hep-ph hep-th