Kerr Naked Singularities as Particle Accelerators
本文研究了Kerr裸奇点对粒子加速的影响。我们考虑粒子之间的碰撞从无穷大下降在休息，遵循测地线运动在赤道平面，其角动量在一个适当的有限范围内的值。当没有事件视界时，一个最初下落的粒子在它的角动量处于适当的值范围内时，会变成一个出射的粒子，然后与下落的粒子碰撞。当碰撞发生在接近极端情况下的事件视界时，碰撞的质心能量是任意大的，这取决于超旋克尔几何离极端情况有多近。因此，快速旋转的克尔组态，如果它们存在于自然界中，可以提供一个很好的宇宙实验室来探测超高能物理。
2011-11-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Stationary double black hole without naked ring singularity
最近双黑洞真空度规和电真空度规作为适用于Kerr范式之外的超紧凑天体可视化的精确解引起了人们的注意。然而，许多提出的系统都受到环曲率奇异性的困扰。在这里，我们提出了一个新的简单的解决方案，这种类型的渐近克尔，有零电荷和磁荷，但被赋予磁偶极矩和电四极矩。它显然不含环奇点，只含有一个与分布能量动量张量相对应的轻微的弦状奇点，其主要成分是两个极端的同向旋转的黑洞，它们带有相等的电、相反的磁和NUT电荷。
2018-06-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Cosmic Censorship in Sgr A* and M87*: Observationally Excluding Naked Singularities
本研究利用Sgr A*与M87*的观测尺寸和多波段流量约束，证明静态球对称裸奇点因类时测地线存在内转折点而可被广泛排除或限制。
2024-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Focusing versus defocusing properties of truly naked black holes
我们研究了零测地线在所谓的真正裸视界（TNH）附近传播的同余的性质-物体具有有限的Kretschmann标量，但具有发散的潮汐加速度自由落体观察员。在非极值情况下，出射光线在未来视界附近的扩展总是趋于消失，但在扭曲（超）极值情况下可能不为零。如果在外面的视界附近满足零能量条件（NEC），则对于进入的那些，它往往会发散。然而，它也倾向于零NEC违反情况下，除了远程地平线。我们还讨论了测试粒子近似对TNHs的有效性，并找到了逆反应保持小的充分条件。
2008-11-26 gr-qc
Particle collisions and optical effects in the mining Kerr--Newman spacetimes
我们研究了非常类的采矿膜世界Kerr-Newman（KN）裸奇点时空中的超高能粒子碰撞和光学效应，预言了极高的开普勒吸积效率，并将结果与其他类的KN裸奇点和黑洞时空的结果进行了比较.我们证明了在采矿KN时空中，超高质心能量发生在\uvozovky{mining regime}的极低能量稳定圆形测地线之后的粒子碰撞中，与大家族的入射粒子碰撞，例如，那些从边缘稳定的反向旋转的圆形测地线下落的。这与标准的KN裸奇点或黑洞时空相比有质的不同，在标准的KN裸奇点或黑洞时空中，碰撞的超高质心能量只能在近极端时空中获得。我们还表明，观察者遵循采矿制度的稳定圆形测地线，可以记录来自宇宙的极蓝移辐射，并看到由于沿这种稳定轨道的高度相对论运动而产生的强烈变形的天空。因此，强烈的蓝移辐射可能是这些轨道观测者的重要能量来源。
2017-11-29 gr-qc
Power, energy, and spectrum of a naked singularity explosion
裸奇点发生在非均匀尘埃球从物理上合理的初始密度分布的引力坍缩中。我们表明，爆炸辐射发射过程中的裸奇点的形成。对于最小耦合无质量标量场，能流正比于$(t_{\rm CH}-t)^{-3/2}$，而对于共形耦合无质量标量场，能流正比于$(t_{\rm CH}-t)^{-1}$，其中$t_{\rm CH}-t$是裸奇点形成后，远距离观测者观测到奇点的“剩余时间”.因此，辐射的能量增长无界的标量场。功率和能量的大小取决于表征初始密度分布的参数，但不取决于云的引力质量。特别地，存在奇点的特征频率$ν_{s}$，在该频率以上发散能量被辐射。能流主要是由在每个时刻波长约为$t_{\rm CH}-t$的粒子控制的。观察到的总光谱是非热的，即，$ν>ν_{s}$的$νdN/dν\sim (ν/ν_{s})^{-1}$。如果裸奇点的形成可以持续到尘埃云总能量的相当一部分被辐射出去，那么辐射的能量将达到大约$10^{54}(M/M_{\odot})$ erg。计算是基于几何光学近似，这原来是一致的，作为一个粗略的顺序估计。这个分析并不依赖于裸奇点是否以其确切的意义出现。这一现象可能为超高能宇宙射线源或伽马射线暴的中心引擎提供新的候选者。
2000-07-13 astro-ph gr-qc hep-th
Head-on collision of ultrarelativistic charges
考虑两个以光速运动的带相反电荷的点粒子的迎头碰撞。从单电荷场出发，我们第一步导出了匀加速电荷在无限加速极限下产生的场。在此基础上，我们详细计算了两个电荷迎头碰撞所产生的辐射爆发，并讨论了它的分布结构。我们研究的动机来自于两个超相对论性粒子（黑洞）的迎头碰撞最近引起了新的兴趣。
2003-07-04 gr-qc
Black hole formation in the head-on collision of ultrarelativistic charges
研究了超相对论性电荷迎头碰撞中黑洞的形成。带电粒子的度规是通过将Reissner-Nordström时空提升到光速而获得的。利用碰撞瞬间的切片，我们研究了视视界（AH）的形成，并导出了形成视视界所需的电荷临界值的条件。在大型强子对撞机的特征值评估这一条件，我们发现，电荷的存在降低了加速器中的黑洞产生率。我们评论我们的方法可能存在的局限性。
2006-08-05 gr-qc hep-ph hep-th
Light Rings around Five Dimensional Stationary Black Holes and Naked Singularities
时空中光环的存在与黑洞视界的存在和可观测量（如环缩和阴影）密切相关。黑洞与非真空超压缩物体相比，有着相当独特的环境。为此，最近[P. V. P. Cunha和C.A.R. Herdeiro，Phys. Rev. Lett. \textbf{124}，181101（2020）]的拓扑参数，独立于基本的引力理论，被用来证明{ \it 4}维渐近平坦、静止、轴对称、非极值黑洞的Killing视界外存在不稳定的光环.在这里，我们将这些论点推广到五维静止黑洞。一般在五维空间中，有两种可能的守恒角动量，因此四维空间的讨论没有逐字扩展到五维空间;然而，我们证明了对于一个静止的黑洞，每个旋转方向都有一个光环。我们给出了静态和Myers-Perry旋转黑洞的例子。我们还表明，当黑洞的视界消失，奇点变得赤裸裸的，只有一个光环幸存下来，类似的现象也发生在四维空间，这可能允许测试宇宙审查假说。
2023-01-19 gr-qc hep-th math-ph
Five-dimensional Myers-Perry Black Holes as Particle Accelerators
研究表明，如果满足某些临界条件，黑洞可以用作粒子加速器，以产生任意高的质心（CM）能量。到目前为止，大多数研究都局限于四维时空。本文对五维Myers-Perry黑洞进行了系统的分析，发现了一些不同于四维Kerr黑洞的新性质.首先，我们严格证明了在五维非极值黑洞附近不可能发生超高能碰撞。其次，对于极端黑洞，我们找到了粒子参数引起超能碰撞的临界条件。第三，当时空包含一个裸奇点时，我们证明了如果一个粒子在奇点处反弹，那么CM能量在奇点处发散。最后，我们探讨了一个特殊而重要的情况下，裸奇点刚刚开始形成。令人惊讶的是，在这种情况下，超高能碰撞不需要任何微调。然而，我们发现其中一个守恒角动量必须是非零的。
2017-08-31 gr-qc hep-th
Head-on collision of ultrarelativistic particles in ghost-free theories of gravity
我们研究了四维和更高维时空中无鬼引力的线性化方程。我们考虑这样一个理论的版本中的非局部修改的$\Box$运营商的形式$\Box \exp[(-\Box/μ^2)^N]$，其中$N=1$或$N=2n$。我们首先得到了这种模型的质点的牛顿引力势，并证明了它是有限的，在任何数量的空间维度$d\ge 3$的规则。本文的第二个结果是计算了超相对论粒子在这类理论中的引力场。最后，我们研究了两个超相对论粒子的正面碰撞。我们提出了视视界形成的条件，并证明了在无鬼引力理论中存在一个产生微型黑洞的质量间隙。在质心能量足以形成视视界的情况下，视视界有两个分支，外分支和内分支。当能量增加时，外视界趋向于Schwarzschild-Tangherlini极限，而内视界则趋向于$r=0$。
2016-03-08 gr-qc hep-th
Collisional super-Penrose process and Wald inequalities
我们考虑两个有质量的粒子在轴对称静止时空的赤道面上碰撞，碰撞后产生两个无质量的粒子。这意味着视界是不存在的，但有一个裸奇点或另一个潜在的障碍，使迎面碰撞成为可能。分析了质心系$E_{c.m.}$中的能量与在无穷远处测得的Killing能$E$之间的关系。从Wald不等式可以直接得出无界$E$仅对无界$E_{c.m.}$是可能的。如果时空接近视界形成的阈值，这就可以实现。不同类型的时空（黑洞、裸奇点、虫洞）对应着$E_{c.m.}$和$E$之间不同的可能关系。我们开发了一个通用的方法，使我们能够描述碰撞过程中的固定观测器和ZAMO（零角动量观测器）的框架。导出了逃逸锥和逃逸分数。对亮点的存在给出了简单的解释。对于Kerr度规的特殊情况，我们的结果与以前在M. Patil，T. Harada，K. Nakao，P.S. Joshi和M. Kimura，Phys. Rev. D 93，104015（2016）。
2017-08-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Head-on collision of multi-state ultralight BEC dark matter configurations
超轻玻色凝聚暗物质的密度分布由Gross-Pitaevskii-Poisson（GPP）方程组的结构形成的数值模拟推断，具有核尾结构。另一方面，GPP系统的多状态平衡构型具有类似的核-尾密度分布。现在，我们提交这些多状态配置高度动态的情况下，并显示其作为适当的密度配置文件的结构的供应商的潜力。我们所做的是模拟GPP方程组中两个平衡组态之间的迎头碰撞，包括基态与多态组态的碰撞。我们研究了孤子和合并行为的制度，并显示系统的动力学，包括松弛过程和吸引子密度分布的一般属性。我们表明，多态配置的合并有可能产生核-尾密度分布，其中核心由基态主导，晕轮由附加态主导。
2018-09-10 gr-qc
Ultra Relativistic Particle Collisions
本文给出了描述两个提升到超相对论能量的孤子迎头碰撞的爱因斯坦场方程的数值解。我们表明，第一次，在足够高的能量碰撞导致黑洞的形成，与箍猜想参数一致。这意味着孤子动能之间的非线性引力相互作用导致了引力坍缩，并证明了超普朗克尺度粒子碰撞中黑洞形成的论据是可靠的。
2010-07-12 astro-ph.HE 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
Nonlinearities of Schwarzschild Black Hole Head-on Collisions
针对两个无自旋施瓦西黑洞极端相对论性对心碰撞这一高度非线性事件，提出用二阶微扰理论结合简单自举程序解析推导其引力波铃宕阶段二次拟正规模式振幅的方法，为相关研究提供理论基础。
2025-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Critical Phenomena in Head-on Collisions of Neutron Stars
我们发现，I型临界崩溃的紧凑对象建模的多方状态方程（EOS）与多方指数$Γ=2$没有超相对论假设。该天体是由中子星的正面碰撞形成的。此外，我们表明，临界崩溃可以发生由于改变的状态方程，没有微调的初始数据。这开启了一种可能性，即一个类似中子星的致密物体，而不仅仅是那些在碰撞中形成的物体，可能会在缓慢改变EOS的过程中经历临界坍缩，比如冷却。
2007-04-13 gr-qc
Reissner-Nordstrom Expansion
我们提出了辐射主导时代宇宙膨胀的经典机制。这种机制假设宇宙是一种双组分气体。第一种成分是由无质量粒子的理想量子气体的状态方程描述的超相对论性“正常”粒子气体。第二种成分由“不寻常的”带电粒子（即超高电荷或超高质量）组成，由于它们与气体的“正常”成分相互作用，它们提供了重要的膨胀机制。这种相互作用是由Reissner-Nordström度规描述的，纯粹是几何上的--“不寻常”的粒子被建模为引力排斥球内的零维裸奇点。排斥球的半径与入射粒子的能量或温度成反比。膨胀机制是基于“不寻常”粒子（电荷为$Q$）随着温度的下降而膨胀--这驱使所有中性粒子和比荷为$q/m$的粒子分开，使得${sign}(Q) q/m \ge - 1$。Reissner-Nordström膨胀自然在重组时结束。我们讨论了模型参数的范围内，建议的扩展机制是一致的关于量子效应的限制。
2007-03-01 astro-ph gr-qc hep-th
