Shadows of generalised Hayward spacetimes : in vacuum and with plasma
本研究探讨了广义Hayward度规在真空与等离子体环境下的阴影特性，发现特定虫洞解能产生多重光子球，其阴影特征与史瓦西黑洞显著不同，且多峰有效势虫洞比正则黑洞更符合事件视界望远镜观测约束。
2025-08-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Generalised Hayward spacetimes: Geometry, matter and scalar quasinormal modes
2006年，海沃德通过构建一个新的这种几何的例子，使巴伯在1968年提出的规则黑洞时空的想法复活。后来，内维斯和萨阿意识到，存在一个更广泛的双参数类，其中巴尔特时空和海沃德时空是特例。在这篇文章中，我们重新审视和推广海沃德时空应用Damour-Solodukhin（DS）处方。回顾DS提出的变形史瓦西时空，其中$g_{tt} = -\left (1-\frac{2M_1}{r}\right )$，$g_{rr} = \left (1-\frac{2M_2}{r}\right )^{-1}$和$M_1\neq M_2$，我们提出了一个类似的变形海沃德几何。原始Hayward线元件中的$g_{tt}$和$g_{rr}$在功能上保持相同，{ \em尽管}突变是通过不同值的度量参数引入的，遵循DS思想。这导致了过多的时空几何，已知的和新的，包括奇异的黑洞，虫洞或规则的黑洞。我们首先研究的几何特征和物质内容的每一个这样的时空在一些细节。随后，我们找到了对应于标量波在这些几何中传播的标量准正规模。我们调查如何的实部和虚部的拟正规模式依赖于用于分类的几何形状的度量参数的值和范围。最后，我们讨论了我们的结果，这个家庭的时空建议他们的效用作为黑洞模仿者。
2022-08-12 gr-qc hep-th
Dynamics and Thermodynamics of (2+1)-Dimensional Evolving Lorentzian Wormhole
本文研究了（2+1）维演化虫洞的爱因斯坦场方程与热力学热力学第一定律之间的关系。已经表明，爱因斯坦场方程可以重写为动力学时空中描述与捕获视界相关的内禀热性质的热力学热力学第一定律的类似形式（如海沃德提出的）。对于特定的形状和势函数的选择，我们能够在俘获视界将场方程表示为热力学第一定律$dE=-TdS+WdA$的类似形式。其中$E=ρA$、$T=-κ/2π$、$S=4π\tilde{r}_{A}$、$W=(ρ-p)/2$ %和$A=π\tilde{r}_{A}^{2}$分别是演化中的虫洞的总物质能量、视界温度、虫洞熵、工作密度和体积。
2010-11-26 gr-qc hep-th
Dynamical Formation of Self-Similar Wormholes
Osaka Institute of Technology（大阪工业大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kyoto University（京都大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过动态拼接史瓦西黑洞、负能量瓦伊达亚时空和自相似虫洞几何，证明初始黑洞可通过负能量流演化成虫洞。
2026-02-14 gr-qc hep-th
Some remarks on Hayward-AdS black hole surrounded by a fluid of strings
通过求解耦合非线性电磁场的爱因斯坦方程，考虑宇宙学常数和弦流体源，得到Hayward黑洞的推广解，分析其时空奇点正则性（依赖参数β）及β=-1/2时的热力学特性（如压强、热容、相变）。
2024-11-30 gr-qc
Traversable wormholes: Some simple examples
在Morris、Thorne和Yurtsever的工作基础上，展示了一些特别简单的可穿越虫洞的例子。这些例子值得注意，因为分析不仅限于球对称的情况，而且在某种意义上可以最大限度地减少奇异物质的使用。特别是，旅行者有可能穿越这样的虫洞而不穿过奇异物质的区域。正如在以前的分析中，弱能量条件是违反这些可穿越的虫洞。
2008-09-04 gr-qc
Black holes and traversible wormholes: a synthesis
描述了一个统一的黑洞和可压缩虫洞的框架，其中两者都是由外俘获视界局部定义的，虫洞是双向可压缩的，黑洞或白洞是单向可压缩的。在一个二维的引力模型中，给出了以下例子：从黑洞建造虫洞;虫洞的运输操作，包括反反应;维持一个运行的虫洞;以及虫洞坍缩成黑洞。在球对称爱因斯坦引力中，提出了几种支持虫洞解的奇异物质模型：鬼标量场、奇异流体和纯鬼辐射。
2002-03-14 gr-qc
Asymmetric Thin-Shell Wormholes
在各向同性时空中的时空虫孔传统上用对称抛物面的嵌入图来表示。然而，这种镜像对称性可以通过考虑喉部不同侧的不同来源来打破。这就产生了一个不对称的薄壳虫孔，其稳定性在这里研究的线性稳定性分析的框架。在构造了一个通用的公式之后，使用一个可变的状态方程和相关的结条件，对一些不同几何的例子，如宇宙弦、史瓦西、Reissner-Nordstr% öm和闵可夫斯基时空的结果进行了检验。基于我们选择的时空作为例子，我们的发现表明对称性是使虫洞更稳定的重要因素。此外，参数$γ$，它对应于在虫洞的喉道上的压力的半径依赖性，可以在很大程度上影响稳定性。
2018-06-14 gr-qc
Some general aspects of thin-shell wormholes with cylindrical symmetry
本文研究了一类非旋转的圆柱对称薄壳虫孔。我们认为两个物理上健全的定义耀斑的条件，我们表明，较少的限制允许建设虫洞的积极能量密度在喉咙。我们还分析了这些对象的机械稳定性扰动下保持对称性，证明以前的结果是一个一般属性的特殊情况。我们提出的例子对应于爱因斯坦-麦克斯韦时空的虫洞。
2014-07-15 gr-qc
Recent progress in wormhole dynamics
时空虫洞是在惠勒的时空泡沫思想中引入的。由莫里斯和索恩定义的可穿越虫洞作为穿越宇宙甚至时间机器的潜在捷径而流行。最近，作者提出了虫洞动力学的一般理论，统一与黑洞动力学。本文简要回顾了上述观点，并对近一年来虫洞动力学研究的进展进行了总结。首先，对第一个莫里斯-索恩虫洞的动力学扰动的数值研究表明，它是不稳定的，要么坍缩成黑洞，要么爆炸成暴胀宇宙。这提供了一种机制，可以将虫洞从时空泡沫膨胀到可用的大小。有趣的关键行为也被发现。其次，一个虫洞的解决方案支持的纯辐射被发现，并用于寻找分析的例子动态虫洞的过程，最近也发现在一个二维的引力场模型：从史瓦西黑洞和反之亦然，以及扩大或缩小的虫洞的可扩展的虫洞的建设。
2003-06-12 gr-qc
A new class of stable $(2+1)$ dimensional thin shell wormhole
最近，Bañados，Teitelboim and Zanelli（BTZ）\cite{BTZ1992}发现了一个具有负宇宙学常数的（2+1）维引力的显式真空解.有人认为，存在这样的物理系统与一个事件视界和热力学性质类似的（3+1）维黑洞。这些（2+1）维引力的真空解是渐近反德西特的，被称为BTZ黑洞。我们从BTZ黑洞中提出了一种新的薄壳稳定虫洞。这是（2+1）维稳定薄壳虫洞的第一个例子。讨论了这种薄壳虫孔的几个特征。
2011-09-05 gr-qc
Example of a stable wormhole in general relativity
我们研究了一个静态的球对称虫洞模型，其度规与所谓的Ellis虫洞一致，但重力的物质来源由具有负密度的理想流体和无源径向电场或磁场组成。对于一类流体状态方程，证明了该虫洞模型在球对称扰动和任意多极轴向扰动下都是线性稳定的。一个类似的行为预测极非球扰动。因此，这似乎是在广义相对论的框架内第一个稳定虫洞模型的例子（至少没有引用虚幻的薄壳作为虫洞源）。
2013-12-25 astro-ph.CO gr-qc
Degenerate Geometries as Matter-Free Physical Configurations in General Relativity: Three Examples
Technische Hochschule Lübeck（吕贝克应用技术大学）
通过分支坐标变换构造三种具有虫洞拓扑的退化时空构型，在爱因斯坦-帕拉蒂尼-嘉当框架下证明它们无物质，并表明退化几何构成广义相对论构型空间的独立部分。
2026-06-06 gr-qc
Revisiting black holes and wormholes under Weyl transformations
研究了黑洞视界和虫洞在Weyl共形变换下的行为。首先，一个较短的，但更一般的，推导的Weyl变换的简单处方检测视界和虫洞最近在文献中的球对称时空。推导允许一个简单和直观的方式来理解为什么和什么时候视界和虫洞可能出现在共形框架，即使他们在原来的框架缺席。然后，在更一般的时空中的黑洞视界和虫洞的共形行为，基于更“复杂”的定义，提供。研究表明，即使在原来的坐标系中没有黑洞和虫洞，但在新的坐标系中也可能出现它们。此外，它表明，在文献中发现的一些定义可能会转化为另一个下这样的转换。给出了算例。
2018-06-13 gr-qc
Dynamic wormholes
提出了一个新的一般动力学虫洞框架，将其与黑洞统一起来。两者都是由外部捕获视界局部定义的，虫洞是时间的，黑洞和白洞是空间的或空的。因此，虫洞视界是双向可分辨的，而黑洞和白洞视界只有单向可分辨。从爱因斯坦方程可以看出，在一般的虫洞视界上，零能量条件处处都不成立。这表明，量子不等式约束负能量打破在这样的视野。虫洞动力学可以像黑洞动力学一样发展，包括一个颠倒的第二定律和一个涉及虫洞表面引力定义的第一定律。由于视界的因果性质可以改变，在正能量下是空间的，在足够的负能量下是时间的，所以黑洞和虫洞是相互转化的。特别是，如果虫洞的负能量源失效，它可能坍缩成一个黑洞。相反，用负能量照射黑洞视界可以将其转化为虫洞视界。这也暗示了黑洞蒸发的一种可能的最终状态：一个静止的虫洞。新的框架允许一个完整的动态描述的实际运输的虫洞的操作，包括反反应的虫洞上的运输物质。作为物质模型的一个例子，具有负引力耦合的Klein-Gordon场是Morris & Thorne的静态虫洞的源。
2000-04-14 gr-qc
Imaging a non-singular rotating black hole at the center of the Galaxy
我们表明，以前在文献中研究的海沃德的非奇异黑洞的旋转推广是测地线不完整的，它的直接扩展导致一个奇异的时空。我们提出了另一种扩展，这是没有任何曲率奇异性。所获得的度量取决于三个参数，并且取决于它们的值，产生事件视界或不产生事件视界。这两个区域，分别命名为规则旋转海沃德黑洞和裸旋转虫孔，数值和解析研究。为了为事件视界望远镜即将获得的结果做准备，计算了银河系中心超大质量物体Sgr A* 周围吸积环的图像。即使在没有视界的情况下，这些图像也包含一个中心昏暗区域，该区域与克尔黑洞的阴影相似，并强调了从强场图像的分析中声称存在事件视界的困难。在这种几何形状的最里面的稳定圆轨道（ISCO）的同向和反向旋转轨道的频率也进行了计算，希望准周期振荡可能允许比较这个模型与克尔的黑洞的观测理由。
2018-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Surface plasmon toy-models of black holes and wormholes
金属界面的表面等离子体激元是传导电子和电磁场的集体激发。它们存在于由金属表面的形状和表面附近的介电常数的空间分布所定义的“弯曲的三维时空”中。在这里，我们表明，许多非平凡的时空度量，如虫洞和黑洞的表面等离子体玩具模型，可以很容易地建立和实验研究。例如，金属表面上的电介质液滴在相当大的频率范围内表现为表面等离子体的黑洞。另一方面，薄金属膜中的纳米孔可以被视为连接位于膜的相对界面上的两个“平坦”表面等离子体世界的虫洞。
2003-06-19 gr-qc
Ring-down gravitational waves and lensing observables: How far can a wormhole mimic those of a black hole?
有人认为，最近检测到的衰荡重力波形可能只表明在一个无水平线的对象，如手术史瓦西虫洞的光环的存在，与频率的地平线quasinormal模式的频率$ω_{\text{QNM}}$在晚些时候有很大的不同。虽然这种无视界替代的可能性本身是新颖的，但我们通过Ellis-Bronnikov虫洞的例子表明，程函极限（大$l$）中的$ω_{\text{QNM}}$的差异不需要是剧烈的。利用$ω_{\text{QNM}}$和Bozza强场透镜参数之间的联系将得到这个结果。我们还将证明，埃利斯-布朗尼科夫虫洞的透镜观测值也可以非常接近相同质量的黑洞（比如说，我们星系中的SgrA $^{\ast }$）。这表明Ellis-Bronnikov虫洞的衰荡频率和透镜观测量可以很好地模拟黑洞。简要讨论了实验精度对虫洞参数$γ$的约束。我们还提供了独立的参数支持最近证明的Ellis Bronnikov虫洞的稳定性。
2017-05-19 gr-qc
Wormhole solutions with a polynomial equation-of-state and minimal violation of the null energy condition
本文讨论了一般状态方程支持的虫孔，使线性状态方程与其他模型有了重要的结合。作为一个特例，研究了二次型状态方程的虫洞。结果表明，零能条件的破坏仅限于喉道附近的某些区域。研究了正压和多方状态方程的组合。我们考虑流体附近的虫洞喉在一个奇异的制度，在一些$r=r_{1}$，奇异制度是连接到一个分布的渐近暗能量制度与$-1<ω<-1/3$。我们提出了含有少量奇异物质的虫洞解。我们已经表明，使用不同形式的状态方程有相当大的影响，最小化违反零能量条件。研究了观测者观测到的红移和喉部能量密度等参数对$r_1$的影响。解是渐近平坦的，并且与目前在大宇宙尺度上的观测数据相一致。
2020-03-13 gr-qc
Einstein-Maxwell-Dilaton Wormholes that meet the Energy Conditions
本研究提出满足能量条件的可穿越Einstein-Maxwell-Dilaton虫洞精确解，验证了其环奇点符合宇宙审查假设，分析了两类解的最优穿越区域与物理可行性，并给出相关现实天体示例。
2025-02-11 gr-qc
Can wormholes and black holes be distinguished by magnification?
本文通过旋转 Simpson-Visser 度规计算光线偏折与放大效应，发现 Ellis-Bronnikov 虫洞仅有单放大峰而 Kerr 黑洞可有一至三个放大峰，从而为区分虫洞与黑洞提供依据。
2023-08-07 gr-qc
Notes on Wormhole Cancellation and Factorization
针对AdS/CFT中体虫洞破坏配分函数因子化的问题，本文通过JT引力和SYK模型两个例子，证明利用复相位可使虫洞贡献抵消，为实现体配分函数因子化提供了新途径。
2024-05-15 gr-qc hep-th
Novel black-bounce spacetimes: wormholes, regularity, energy conditions, and causal structure
我们开发了一些新的“黑反弹”时空。这些是特定的规则黑洞，其中“面积半径”总是保持非零，从而导致一个“喉咙”，要么是类时的（对应于可穿越的虫洞），类空的（对应于“反弹”到未来宇宙），或零（对应于“单向虫洞”）。我们将首先对这种时空的正则性条件进行一般分析，然后考虑一些具体的例子。使用类似于Fan-Wang的质量函数来构造示例，并且这些示例落入几种特定情况，诸如原始Simpson-Visser模型、Bardeen型模型及其其他概括。我们将分析这些模型的规律性、能量条件和因果结构。主要结果是几个新的几何形状，比以前更复杂，有两个或更多的视野，与极端情况的可能性。我们将导出一个关于静态时空正则性的一般定理，以及另一个关于经典能量条件（不）满足的一般定理。
2021-04-19 gr-qc
A perturbative perspective on self-supporting wormholes
我们描述了一类虫洞，在结合来自线性量子场的引力反作用后，这些虫洞一般变得可穿越，这些线性量子场满足围绕不可收缩周期的适当（周期性或反周期性）边界条件，但具有无穷大的自然边界条件（即，没有额外的边界相互作用）。该类包括渐近平坦和渐近AdS的例子。简单的渐近AdS $_3$或渐近AdS $_3 \times S^1$的例子与一个单一的周期标量场，然后详细研究。当例子承认一个光滑的极值极限，我们的微扰分析表明，反反应虫洞仍然在以后和以后的时间，因为这个极限是接近穿越。这表明，一个完全非微扰的处理将找到一个自我支持的永恒可穿越的虫洞。虽然一般情况下仍有待详细分析，上述效应与其他已知的极端黑洞不稳定性的可能关系可能使永恒可穿越虫洞的构建比以前预期的更简单。
2019-08-09 gr-qc hep-th
Dynamical wormholes
College of the Holy Cross（霍利十字学院）
本文研究了两种不同来源的虫洞动力学演化，发现其行为相似，通过双null坐标进行数值分析并回顾了相关静态解。
2026-02-20 gr-qc hep-th
Black bounces to traversable wormholes from pure gravity in four and higher dimensions
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
该研究推导了高维度规引力理论的真空解，扩展拟拓扑引力结果并逆向构建对应理论，通过典型例子展示方法的通用性与局限性，还耦合类Vaidya物质源生成时变解。
2026-08-05 gr-qc
Visible, invisible and trapped ghosts as sources of wormholes and black universes
我们构建明确的例子，全球定期静态，球对称的解决方案，在广义相对论与标量和电磁场，描述可穿越的虫洞平坦和AdS渐近和定期黑洞，特别是黑宇宙。（黑宇宙是一个规则的黑洞，在视界之外有一个膨胀的、渐近各向同性的时空。）这样的物体存在于具有负动能的标量场（“幻影”或“鬼”）中，这在通常的物理条件下是观察不到的。为了解释这一点，我们考虑了所谓的“被困鬼”（标量，其动能仅在时空的强场区域为负）和“不可见鬼”，即，虚标量场在弱场区域中足够快速地衰减。由此产生的配置包含不同数量的杀戮视野，从零到四。
2015-10-02 gr-qc
Creating a Traversable Wormhole
我们认为在量子引力中，可以通过非微扰过程使可穿越的虫洞成核。为了支持这一点，我们构造了这样的时空，在其中存在瞬子，给出了一个测试宇宙弦断裂并在其两端产生两个粒子的有限概率。人们应该能够用小的黑洞来代替粒子，而在远离视界的地方，时空只发生很小的变化。然后黑洞被创造出来，它们的视界被识别出来，所以这是一个虫洞成核的例子。不像以前的例子，创造的黑洞加速分开，在我们的情况下，他们基本上保持静止。这是很重要的，因为虫洞变得越来越难穿越，因为它们的嘴变得很远，因为穿越性可以被Unruh辐射破坏。在我们的例子中，来自量子场的反作用可以使虫洞可穿越。
2019-04-30 gr-qc hep-th
On a General Class of Wormhole Geometries
得到了一类描述球对称虫洞系统的一般解。任意函数的存在允许人们描述无限多个这种类型的虫洞系统。支持这种结构的应力能量源由一颗各向异性的褐矮星“恒星”组成，它平滑地连接着真空，并可能具有任意的宇宙学常数。它演示了这组解决方案如何允许一个非零的能量密度，因此允许积极的恒星质量，以及如何违反能源条件可能被最小化。与迄今为止考虑的例子不同，这里的重点是通过操纵物质场而不是度量来构建。这种方案通常比纯几何方法更物理化。最后，明确的例子，包括一个例子，演示了如何多个封闭的宇宙可能连接这样的虫洞。连接的宇宙的数量可能是有限的，也可能是无限的。
2001-01-29 astro-ph gr-qc
Magnetic wormholes and black universes with invisible ghosts
我们构建明确的例子，全球定期静态，球对称解决方案在广义相对论与标量和电磁场描述可穿越的虫洞与平坦和AdS渐近和定期黑洞，特别是黑宇宙。（黑宇宙是一个规则的黑洞，在视界之外有一个膨胀的、渐近各向同性的时空。）这种物体的存在需要调用具有负动能的标量（“幻影”或“幽灵”），这在通常的物理条件下是观察不到的。为了解释这一点，之前引入了所谓的“被困幽灵”，即，标量，其动能仅在时空的受限强场区域内为负，而在该区域外为正。这种方法导致了某些问题，包括不稳定性（如这里通过推导此类系统的球形微扰的有效势所示）。在本文中，我们使用我们所谓的“看不见的幽灵”来构建模型，即，虚标量场在弱场区域中足够快速地衰减。由此产生的配置包含不同数量的杀戮视野，从零到四。
2015-03-10 gr-qc
Kruskal-Penrose Formalism for Lightlike Thin-Shell Wormholes
爱因斯坦和罗森（1935年）的经典论文中的“爱因斯坦-罗森桥”的原始公式是历史上静态球对称虫洞解决方案的第一个例子。它不等同于动态且不可穿越的史瓦西虫洞的概念，在现代广义相对论教科书中也称为“爱因斯坦-罗森桥”。在我们以前的论文中，我们已经提供了一个数学上正确的处理原始的“爱因斯坦-罗森桥”作为一个可穿越的虫洞，通过表明它需要存在一种特殊的“外来物质”位于虫洞的喉咙-一个类似光的膜（后者被忽略在原来的1935年的论文）。在本说明中，我们继续我们的深入研究原来的“爱因斯坦-罗森桥”作为一个最简单的例子，一个光薄壳虫孔明确推导其描述的Kruskal-Penrose形式主义的最大解析扩展的基础虫孔时空流形。此外，我们推广的Kruskal-Penrose描述的情况下，更复杂的类光薄壳虫孔与两个喉咙表现出显着的性质的QCD电荷约束。
2016-10-22 gr-qc hep-th
Comments on wormholes, ensembles, and cosmology
某些闭宇宙大爆炸/大挤压宇宙时空可以从渐近AdS欧几里德虫洞通过解析延拓得到，如马尔达塞纳和毛兹所强调的。我们调查如何这些欧几里德虫洞时空及其相关的宇宙学物理可能被描述的AdS/CFT的上下文中。我们指出，最近在arXiv：1810.10601中提出的宇宙学全息模型可以理解为这一图景的一个具体例子。基于这个例子，我们提出了一些关键特征，这些特征应该出现在这种宇宙学方法的更一般的例子中。基本情况是，我们从与欧几里得虫洞的渐近区域相关联的欧几里得全息CFT的两个非相互作用的副本开始，并将它们耦合到辅助自由度，使得原始理论在IR中强烈地相互作用，但在UV中温和地相互作用。具有辅助自由度的完整理论的配分函数可以看作是原始理论的配分函数在可能源系综上平均的乘积。洛伦兹宇宙时空被编码在宇宙的波函数中，它存在于辅助自由度的希尔伯特空间中。
2021-07-08 gr-qc hep-th
Dilatonic wormholes: construction, operation, maintenance and collapse to black holes
本文将CGHS二维重子引力模型推广到包含鬼Klein-Gordon场，即具有负引力耦合的情况。这种奇异的辐射支持存在静态可扩展的虫洞解决方案，类似于莫里斯-索恩虫洞。由于场方程是显式可积的，因此可以给出各种动态虫洞过程的具体例子，如下所示。(i)静态虫洞是通过用鬼场照射一个初始静态的黑洞来构造的。(ii)描述了虫洞在两个宇宙之间传输物质或辐射的操作，包括虫洞上的反向反应，发现其表现出一种中性稳定性。(iii)它示出了如何保持一个操作的虫洞在一个静态的状态，或返回到其原始状态，通过打开鬼场。(iv)如果鬼场被关闭，无论是瞬间还是逐渐地，虫洞都会坍缩成一个黑洞。
2001-10-18 gr-qc hep-th
Black holes and wormholes subject to conformal mappings
引力理论的场方程的解，如果采用不同的共形坐标系表示，在这些坐标系中看起来可能非常不同。我们表明，布朗IV类解决方案描述虫洞在约旦框架（在一定的参数范围内），但对应于爱因斯坦框架中的horizonless几何。这种变化的行为下的共形映射的原因一般阐明，使用Brans IV解决方案作为一个例子。
2015-09-14 gr-qc hep-th
Classical resolution of black hole singularities via wormholes
在广义相对论的某些扩展中，球对称电场产生的虫洞可以解决黑洞奇点，而不必消除曲率发散。这是通过研究测地线的完整性，行为的类时同余通过发散区域，并通过散射波的虫洞。这提供了一个例子，说明曲率发散和时空奇点之间的逻辑独立性，这两个概念在文献中经常相互等同。
2016-03-05 gr-qc hep-th
Wormholes with fluid sources: A no-go theorem and new examples
对于广义相对论（GR）中的静态球对称时空，证明了一个不通过定理：如果源物质是各向同性的，则不存在喉道两侧具有平坦和/或AdS渐近区域的虫洞，即，径向和切向压力一致。它解释了为什么在所有以前的尝试建立这样的解决方案，有必要引入边界薄壳，明显违反了各向同性的物质。在一个简单的假设下的球形半径$r(x)$的行为，我们得到了一些例子的虫洞与各向同性的物质和一个或两个德西特渐近区域，允许的不去定理。我们还获得了两次渐近平坦的虫洞与各向异性的物质，对称和不对称的喉，假设标量曲率为零。这些解可以解释为具有无痕应力-能量张量的GR解和膜世界中的真空解。对这类虫洞，简要讨论了可穿越性条件和引力透镜性质。作为一个副产品，我们获得了两次渐近平坦的规则黑洞解多达四个Killing视界。作为另一个副产品，我们指出交叉点的家庭积分曲线的功能$A(x) = g_{tt}$，参数化的价值观的喉咙。
2017-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Wormholes leading to extra dimensions
在以标量场作为引力源的6D广义相对论中，提出了一种新的静态虫洞解：这种虫洞将我们的宇宙与一个小的2D额外子空间连接起来，在这个额外子空间很大的宇宙中，整个时空实际上是6维的。我们考虑具有结构M0 × M1 × M2的流形，其中M0是二维洛伦兹时空，而M1和M2中的每一个可以是2-球面或2-环面。在选择了与场方程相容的度量函数的可能的渐近行为之后，我们给出了在我们的时空和环形额外维度中具有球对称性的虫洞解的两个显式例子。在一个例子中，对于无质量标量场（这是一个众所周知的更一般的解的特殊情况），额外维度在“远端”有一个很大的恒定大小;另一个例子包含一个非零的势$V(ϕ)$，它提供了一个6D反德西特渐近，其中所有空间维度都是无限的。
2016-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lifting Klein-Gordon/Einstein Solutions to General Nonlinear Sigma-Models: the Wormhole Example
该研究提出一种无需目标空间等距性的技术，可将单标量场的Einstein/Klein-Gordon解推广为多场非线性sigma模型最小耦合引力的解，并以Giddings-Strominger虫洞为例验证其有效性，重现弦虫洞并生成相关微扰。
2023-08-23 gr-qc hep-ph hep-th
New asymptotically flat phantom wormhole solutions
晚期宇宙加速的一个可能原因是一种奇异的流体，其状态方程处于幻影状态，即，$w=p/ρ<-1$。后者违反了零能量条件，这是虫洞物理学的基本组成部分。因此，宇宙幻影能量原则上可以提供一种天然的流体来支持虫洞。在这项工作中，我们发现新的渐近平坦的虫洞解决方案所支持的幻影能量状态方程，从而扩展以前的解决方案。因此，没有必要像外科手术一样把内部的虫洞几何形状粘贴到外部的真空时空上。在第一个例子中，我们仔细构造了一个特定的形状函数，其中能量密度和压力在大距离处为$\sim 1/r^{n}$，其中$n>0$。我们还考虑了“体积积分量词”，它提供了有用的信息，关于能量条件违反物质的总量，并表明，在原则上，它是可以构建渐近平坦的虫洞解决方案与任意少量的能量条件违反物质。在第二个例子中，我们分析了两个状态方程，即，$p_r=p_r(ρ)$和$p_t=p_t(ρ)$，其中我们考虑了一个特定的可积性条件，以获得精确的渐近平坦虫洞的解决方案。在最后一个例子中，我们假设一个光滑的能量密度分布，在喉部有一个最大值，在空间无穷远处消失。
2013-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Traversable wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell theory
我们构造了一个具体的例子，在爱因斯坦-狄拉克-麦克斯韦理论在四维时空中的一类可穿越的虫洞，而不需要任何形式的奇异物质。限制到一个模型，两个大规模的费米子在一个单重旋量状态，我们证明了球对称的渐近平坦的配置是免费的奇点，代表本地化状态的存在。这些解满足广义Smarr关系，与极值Reissner-Nordström黑洞有关。它们还具有有限质量的$M$和电荷$Q_e$，其中有$Q_e/M>1$。一个精确的虫洞解决方案与ungauged，无质量费米子也报道。
2021-03-12 gr-qc hep-th
Echoes in brane worlds: ringing at a black hole--wormhole transition
回声被认为是黑洞通常的准正规振铃在后期的修改，因为时空偏离初始黑洞几何形状在一个小区域附近的事件视界。我们考虑一类描述黑洞和虫洞的Shiromizu-Maeda-Sasaki方程的膜世界模型解，并通过一个连续参数在它们之间插值。通过这种方式，如果连续参数选择在黑洞解的阈值附近，膜世界方案就提供了一个自然的模型来模拟黑洞的行为。我们发现，在这个阈值附近的黑洞和虫洞之间的插值，拟正常振铃的虫洞在初始阶段是无法区分的黑洞与附近的值，上述参数，但在以后的时间的信号被修改的强烈的回波。我们注意到，黑洞mimickers的虫洞附近的阈值具有最大的品质因数，因此是最好的振荡器中考虑的例子。
2019-12-11 gr-qc hep-th
Signed magnification sums for general spherical lenses
众所周知，质量透镜系统的有符号放大率之和是不变的。本文讨论了一般球面透镜模型的有符号放大率和，包括奇异等温球、Schwarzschild透镜和Ellis虫洞，其中Ellis虫洞是Morris-Thorne类可穿越虫洞的一个例子。我们表明，符号放大和是一个非常有用的工具来区分奇异透镜对象。例如，我们表明，可以区分埃利斯虫洞的史瓦西透镜与有符号的放大总和。
2012-12-27 astro-ph.CO gr-qc
Rotating Melvin-like universes and wormholes in general relativity
我们找到了旋转圆柱对称分布的理想流体的Einstein-麦克斯韦方程组组的一族精确解，状态方程为$p = wρ$（$|w| < 1$），在角方向上携带圆形电流。该电流沿$z$轴产生磁场。一些解描述的几何形状类似于梅尔文的静态磁宇宙，并包含一个规则的对称轴，而另一些解（在$w > 0$的情况下）描述的是不包含对称轴的可穿越的虫洞几何形状。与梅尔文的解决方案不同，那些旋转和磁场不能是真空，需要电流。虫洞的解决方案承认与喉部两侧的平坦空间区域相匹配，从而形成了一个圆柱形的虫洞结构，对于居住在平坦或弱弯曲空间部分的遥远观察者来说可能是可见的。在适当选择模型的自由参数的情况下，位于内层（虫洞）和外层（平坦）交界处的薄壳层由满足弱能量条件的物质组成，从而得到了广义相对论中无幻体虫洞模型的新例子.在极限$w \to 1$中，磁场趋于零，虫洞模型趋于先前获得的模型，其中重力源是具有状态方程$p = ρ$的刚性物质。
2020-07-02 gr-qc hep-th
Wormholes and the imaginary distance bound
Institute for Advanced Study（高等研究院）；Syracuse University（雪城大学）
研究虫洞解中虚值标量场的影响，提出虚距离界限作为理论解析延展的上限，并探讨其在弦论中的表现及与弱引力猜想的关联。
2026-07-09 gr-qc hep-ph hep-th
Black Hole as a Wormhole Factory
一般来说，人们可能会认为黑洞在普朗克质量时停止辐射，辐射的能量与黑洞的质量相当。此外，有人认为，由于普朗克长度以下的大波动，会有一个“虫洞状”结构，称为“时空泡沫”。在本文中，作为一个显式的例子，我们考虑一个精确的经典解，很好地代表了这两个属性在最近提出的量子引力模型的基础上不同的标度维之间的空间和时间坐标。解决方案，被称为"黑虫洞"，由两个不同的状态，取决于它的质量M和IR参数Ω：对于黑洞状态，一个不可穿越的虫洞占据的内部区域的黑洞周围的奇点在原点，而对于虫洞状态，内部虫洞暴露于外部观察者作为黑洞视界从蒸发消失。当黑洞的状态接近内部虫洞喉道和黑洞视界的合并点时，它会变得物理稳定，而霍金温度在这个合并点处消失。这个解决方案建议"广义宇宙审查"的存在，一个虫洞状的结构，保护裸奇点，即使在黑洞蒸发。人们可以将黑洞视界内的虫洞理解为霍金辐射过程中进入黑洞视界的"负"能量量子产生的微观虫洞的结果：量子黑洞可能是一个虫洞工厂。研究发现，这种推测性的图片可能与最近解决最近黑洞纠缠争论的“ER = EPR”提议是一致的。
2015-10-17 gr-qc hep-th
Can we distinguish between black holes and wormholes by their Einstein-ring systems?
近十年来，强引力场中的引力透镜效应一直是人们研究的热点。众所周知，由于黑洞的透镜效应，光线在光子球上绕着黑洞旋转，形成了无数个爱因斯坦环，称为相对论爱因斯坦环。这也是虫洞透镜的情况。本文研究了Schwarzschild黑洞和Ellis虫洞的Einstein环和相对论Einstein环，Ellis虫洞是Morris-Thorne类可穿越虫洞的一个例子。已知引力透镜的结构以及爱因斯坦环和相对论性爱因斯坦环的半径，我们原则上可以区分黑洞和虫洞。我们的结论是，我们可以利用最强大的现代仪器，如10米光学-红外望远镜，以$10^{-2}$角秒的分辨率探测到相对论性爱因斯坦环，这些虫洞的喉道半径为$a\simeq 0.5$ pc，位于银河系中心，距离为10 Mpc，在我们的银河系中有$a\simeq 10$ AU。使爱因斯坦环与虫洞周围的爱因斯坦环大小相同的黑洞是银河系的超大质量黑洞，而由黑洞形成的相对论性爱因斯坦环太小，目前无法测量。将来我们可以利用爱因斯坦环和相对论性爱因斯坦环来检验一些天体物理虫洞的假说。
2012-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Nonsingular black holes, wormholes, and de Sitter cores from anisotropic fluids
本文研究了在静态球对称背景下，各向异性流体与Born-Infeld引力耦合的问题。选择表征流体的自由函数是基于以下理由：i）在大距离上恢复GR的Reissner-Nordström解，ii）满足经典能量条件，iii）包含非线性电动力学模型作为特定示例。根据引力和物质扇区上两个参数的符号，得到了四个分支的解。在每一个分支上，我们详细讨论了相应解的最内层区域的修改，它提供了大量的组态，包括非奇异的黑洞和裸天体，虫洞和de Sitter核。根据测地线的完备性和曲率标量的性质，讨论了这些构形的正则性。
2017-09-27 gr-qc hep-th
Magnetic black universes and wormholes with a phantom scalar
我们构建明确的例子，全球定期静态，球对称解决方案，在广义相对论与标量和电磁场，描述可穿越的虫洞（平坦和AdS渐近）和定期黑洞，特别是黑宇宙。黑宇宙是一个非奇异的黑洞，在视界之外，不是一个奇点，而是一个膨胀的、渐近各向同性的宇宙。这些解决方案中的标量场是幻象（即，它的动能是负的），与重力的耦合最小，并且具有非零的自相互作用势。得到的配置是相当多样化的，并包含不同数量的杀戮视野，从零到四。这大大拓宽了已知的规则黑洞结构的列表。这样的模型既可以作为局部对象（黑洞和虫洞）的描述，也可以作为建立非奇异宇宙学场景的基础。
2012-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar fields as sources for wormholes and regular black holes
本文综述了以最小耦合标量场$ϕ$为源的广义相对论的非奇异静态球对称解。考虑的是虫洞和没有中心的规则黑洞，包括黑宇宙（宇宙学扩展到视界之外的黑洞）。这样的配置需要一个具有负动能的“鬼”场，但它可能在空间的受限区域（强场）为负，而在其外部为正（“捕获鬼”），从而解释了为什么在通常条件下没有鬼被观察到。另一种可能的解释是鬼场在大半径处的快速衰减。在讨论具体的例子之前，给出了一些一般性的结果，如各向异性物质对于获得渐近平坦或反de Sitter虫洞的必要性，无毛定理和具有标量场的黑洞的整体结构定理。在保持球对称的扰动下，讨论了标量虫洞和规则黑洞的稳定性。它强调的有效潜在的扰动$V_{eff}$具有通用的形状附近的虫洞喉（一个正的极点正则化的达布变换）和附近的过渡表面从规范的鬼行为的标量场（一个负的极点，在扰动有限性要求起着稳定的作用）。还发现$V_{eff}$的正极出现在“长喉道”（具有球形半径$r \approx r_0 + {\rm const} \cdot x^{2n}$，$n > 1$，如果$x=0$是喉道）可以通过重复达布变换的某些值的$n$。
2018-03-15 gr-qc hep-th
Magnetized dusty black holes and wormholes
我们考虑广义托尔曼解的广义相对论，描述了一个球形尘埃云的演化中存在的外部电场或磁场。该解包含三个任意函数$f(R)$、$F(R)$和$τ_0(R)$，其中$R$是共动参考系中的径向坐标。解分成三个分支，分别对应于双曲线（$f >0$）、抛物线（$f=0$）和椭圆（$f < 0$）运动类型。在这样的模型中，我们研究了在一个固定的时刻，定义为最小半径的球体的虫洞喉的可能存在性，并证明了喉的存在性在椭圆分支的任意函数施加一定的条件下。它进一步表明，喉的法线是一个类时向量（除了最大膨胀的瞬间，当这个向量为零），因此喉一般位于时空的T-区域。因此，如果这样的尘埃云放置在两个空的（Reissner-Nordström或Schwarzschild）时空区域之间，那么整个配置就是黑洞而不是虫洞。然而，具有喉部的尘埃云可以被写入充满尘埃的封闭的各向同性宇宙学模型中，形成虫洞，这些虫洞存在有限的时间段，并与相应的宇宙学一起经历膨胀和收缩。明确的例子和数值估计。通过对径向零测地线的数值研究，建立了类虫洞尘埃层的可穿越性。
2021-11-17 astro-ph.CO gr-qc
Unruh-DeWitt detector in dimensionally-reduced static spherically symmetric spacetimes
本文研究了任意静态球对称时空中的Unruh-DeWitt探测器与无质量标量场相互作用的动力学问题，该时空的度规是由单个度规函数$f(r)$表征的。为了获得清晰的物理见解，我们采用（1+1）维的Unruh-DeWitt模型的导数耦合变体，其中强大的保形技术使真空两点函数的封闭形式的表达式成为可能。由于形式主义的一般性，我们将能够研究一类非常一般的静态球对称（SSS）背景。我们选取了三个例子来说明我们的方法：（1）非奇异海沃德黑洞，（2）最近发现的$D\to 4$极限的高斯-邦内黑洞，和（3）“黑反弹”度规，内插史瓦西黑洞和可穿越的虫洞。我们还证明了与广义Hartle-Hawking真空相关联的导数耦合Wightman函数满足KMS性质，其中$r_\text{H}$是视界半径，温度为$f'(r_\text{H})/(4π)$.
2022-03-04 gr-qc hep-th quant-ph
Dark matter production from evaporation of regular primordial black holes
Physics Division, National Center for Theoretical Sciences, National Taiwan University（台湾大学理论科学国家中心物理组）
本文提出通过重新定义常规黑洞（RBH）度规中的正则化参数来保持蒸发过程的自相似性，从而实现RBH完全蒸发，进而为暗物质（DM）生产提供新的框架，同时解决黑洞奇点问题。
2026-05-21 gr-qc hep-ph hep-th
A new class of anisotropic rotating fluids and some throat-like sources for Kerr metric as examples
本研究提出一类新的各向异性旋转流体解，可用于寻找Kerr度规源、构造正则黑洞及研究含中心黑洞的星系，并给出了双向可穿越虫洞与喉状Kerr源两类示例解。
2023-10-08 astro-ph.SR gr-qc hep-th
