Force-Free Electrodynamics around Extreme Kerr Black Holes
充满等离子体的磁层可以从旋转的黑洞中提取能量,并为各种观测到的天体物理现象提供能量来源。这些磁层由高度非线性的无力电动力学方程(FFE)描述。通常,这些方程只能用数值方法求解。在本文中,我们考虑的FFE方程非常接近视界的最大自旋黑洞,在那里的能量提取发生。由于增强的共形对称性,出现在这个近地平线区域,我们能够解析地获得几个无限族的完全非线性方程的精确解。
2015-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Force-free electrodynamics near rotation axis of a Kerr black hole
尽管它们对于理解天体物理学喷流具有潜在的重要性,但克尔黑洞周围磁层的物理上现实的精确解还没有找到,即使在无力近似下。相反,近似的分析解决方案,如Blandford-Znajek(分裂),以及数值解,已被构造。在本文中,我们考虑一种新的方法来分析和建设这样的磁层。我们考虑无力电动力学靠近磁层的旋转轴周围的克尔黑洞假设轴对称。这是无力近似应该工作得最好的区域,也是射流所在的区域。我们进行了系统的研究(分裂)抛物面,抛物面和垂直渐近行为的渐近区域。施加类似于(分裂)的渐近性,我们发现在某些假设下,要求在旋转轴和事件视界的规律性限制流方程的解决方案这么多,它是不可能的解决方案是连续连接到静态(分裂)的史瓦西黑洞周围的旋转极限为零。一方面,这一结果为文献[1]中Blandford-Znajek(split-)算子的渐近性所发现的问题提供了独立的证据。另一方面,我们也指出了我们的论点中可能的警告,人们可以想象地利用修改的布兰德福德-Znajek(分裂)的微扰建设。
2020-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Note on Bunching of Field Lines in Black Hole Magnetospheres
对高自旋下Blandford-Znajek能量提取的数值模拟表明,磁力线在事件视界的极点附近倾向于聚束。我们表明,这种行为可以从固定的功能依赖于电流和磁场线旋转的假设解析磁通量。这个论证主要依赖于Znajek条件的存在,它提供了关于视界上的场的非平凡信息,而不需要完全的无力解。我们还提供了一些新的解析表达式的抛物型场位形。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Invariant characterization of the Kerr spacetime: Locating the horizon and measuring the mass and spin of rotating black holes using curvature invariants
我们提供了一个不变的克尔时空的物理性质的表征。我们引入两个无量纲的不变量,构造出一些已知的曲率不变量,作为探测器的事件视界和ergosurface的克尔黑洞。我们还表明,质量和角动量可以从本地测量的曲率不变量,这在弱场极限可以用来近似的合并黑洞系统的总角动量和质量提取。最后,我们引入了一个无量纲的不变量,给出了一个局部的措施的“克尔性”的时空。
2015-04-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Towards an understanding of the force-free magnetosphere of rapidly spinning black holes
围绕旋转黑洞的等离子体提取旋转能量和能量发射的能力已被认为是一个关键的天体物理现象。通过对无力磁层和黑洞之间相互作用的分析,我们对这一过程的性质有了重要的认识。这项任务涉及求解复杂的方程组,通常需要复杂的数值模拟。最近的分析试图解决这个问题,利用了极端克尔(NHEK)的近视界区域被赋予了增强的对称群的事实。我们继续在这个方向上,并表明,对于一些共形自相似的解决方案,NHEK力自由方程减少到一个单一的非线性常微分方程,这是很难解决的简单集成。我们在这里介绍一种新的方法,专门针对这个问题,并描述如何可以获得物理上有意义的解决方案。
2016-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational shockwave on the Kerr-AdS horizon
我推广Dray't Hooft引力冲击波的克尔AdS背景。
2019-04-20 gr-qc hep-th
Near Horizon Extreme Magnetized Kerr Geometry
磁化Kerr/CFT对应指出,在磁场浸没的极端Kerr黑洞的近视界中,引力的量子理论,近视界极端磁化Kerr黑洞,是全息对偶的二维手征共形场论。为了获得近地平线极磁化克尔几何,磁化克尔度量的极限被取为,$ a=M $,然后通过变换坐标继续,以具有$ \textrm{AdS}_2 \times \textrm{S}^2 $的扭曲和扭曲乘积,并且还具有近地平线极磁化克尔度量。因此,我们也可以得到这些几何形状的新的Ernst势。最后,得到了Ernst-Papapetrou形式中的由极端非磁化电荷到磁化电荷的变换中心荷。
2016-11-17 gr-qc hep-th
How close can we approach the event horizon of the Kerr black hole from the detection of the gravitational quasinormal modes?
利用WKB方法,我们证明了决定Kerr黑洞准正规模频率的势的峰值位置($r_{\rm peak}$)服从一个精确的经验关系式,它是比角动量$a$和引力质量$M$的函数.如果用引力波探测器观测到$a/M \sim 1$的准正规模,我们就可以确定黑洞在事件视界周围的时空,$r_{\rm peak}=r_+ +O(\sqrt{1-q})$,其中$r_+$是事件视界半径。而如果准正规模与广义相对论的准正规模不同,我们就不得不寻求真正的引力理论,或者面对裸奇点的存在。
2016-02-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Extreme Kerr black hole microstates with horizon fluff
本文给出了四维真空爱因斯坦方程的一个单函数解族。虽然它们都与同一个极端克尔黑洞同构,但它们都被定义良好的守恒电荷所标记,因此是不同的几何形状。我们表明,这个家庭的解决方案形成一个相空间的辛结构是不变的$U(1)$卡茨-穆迪代数下产生的电流$\mathbb{J}_n$和Virasoro发电机$\mathbb{L}_n$与中心荷6倍角动量的黑洞。这个对称代数在时空中、视界附近或渐近平坦区域的任何地方都是定义良好的。在适当的$\mathbb{J}_n$电荷组合之外,我们构造了另一个具有相同中心荷的维拉索罗代数.要求这两个维拉索罗代数应该描述同一个系统,导致我们提出了一个识别极端克尔黑洞微观状态的建议,被称为极端克尔绒毛。通过对这些微观态的计数,我们不仅正确地再现了极端Kerr黑洞的Bekenstein-Hawking熵,而且得到了预期的对数修正。
2018-07-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Non-extremal Kerr black holes as particle accelerators
研究表明,极值Kerr黑洞可以用作粒子加速器,在事件视界附近可以获得任意高的能量。研究了非极值Kerr黑洞的事件视界(外视界)和Cauchy视界(内视界)附近的粒子碰撞。首先,我们给出了一个一般性的证明,证明了粒子在外视界不能以任意高的能量碰撞。其次,我们证明了在任意自旋参数$a$的Kerr黑洞的内视界附近都可以发生超能碰撞。
2011-08-03 gr-qc hep-th
Violations of the Kerr and Reissner-Nordstrom bounds: horizon versus asymptotic quantities
广义相对论中最基本的旋转黑洞解的一个中心特征是Kerr界,对于真空Kerr黑洞,Kerr界可以用ADM或视界“荷”来表示。然而,这个界限不是广义相对论的基本性质,并且已知静止的、渐近平坦的、规则的(在事件视界上和之外)黑洞违反克尔界限,无论是在它们的ADM和视界量方面。例子包括最近发现的克尔BH与标量或Proca头发。在这里,我们指出这样一个事实:众所周知的旋转和带电解(以封闭形式已知)也违反了视界量的克尔界,例如克尔-纽曼黑洞和克尔-森黑洞。对于前者,此外,我们观察到Reissner-Nordstrom(RN)界也违反了视界量,即使在静态(即RN)限制。相比之下,对于后者,视界外带电物质的存在允许ADM和视界量之间的荷质比具有奇怪的不变性。在不考虑Kerr边界破坏的情况下,我们证明了在任何情况下,事件视界的线速度都不会超过光速。最后,我们提出了一种新的BH时空的信息参数化的渐近费用的一部分是支持视界外。
2016-06-25 gr-qc hep-th
Separating metric perturbations in near-horizon extremal Kerr
线性微扰理论是研究黑洞时空的有力工具。然而,摄动方程很难求解,除非我们可以使用分离变量。在克尔时空中,度量扰动不会分离,但曲率扰动会。曲率扰动的代价是一个非常复杂的度量重建过程。在高度对称的时空中,例如在近视界极值克尔中,可以使用一种适应性强的基函数来避免这个过程。在本文中,我们专注于这个时空,并(i)构造的自适应基函数;(ii)显示他们的正交性;(iii)显示,他们导致分离变量的标量,麦克斯韦和度量微扰方程。这种分离将偏微分方程组转化为一个紧区域上的常微分方程组,即极角。
2017-09-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exact Cancellation of Horizon Modes in Kerr Ringdown
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo(宇宙射线研究所,东京大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);Department of Physics, Tokyo Metropolitan University(东京都立大学物理系);Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo(宇宙早期研究中心(RESCEU),东京大学理学研究科)
本研究通过精确分析证明,在克尔黑洞铃宕中,源诱导的视界模极点被无限松原零点塔完全消除,从而否定了近视界“直接波”的晚期存留。此发现解决了关于QNM滤波波形振荡特征的争议,并确认了鞍点近似在视界附近的失效。
2026-09-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Hidden symmetries of near-horizon extremal Kerr-AdS-NUT geometries
研究了奇维Kerr-AdS-NUT黑洞在两种极限下的近视界几何的隐对称性,即与Killing张量相关的对称性:一般极值极限和极值消失视界(EVH)极限.从椭球坐标系下的Kerr-AdS-NUT黑洞出发,利用可积测地线方程,通过取近视界极限,得到了近视界极值/EVH几何及其主张量和Killing张量.我们明确地证明了测地线方程在这些近视界几何上是可分的和可积的。我们还计算运动常数,并从运动常数中读取这些近视界几何的Killing张量。正如我们所预料的,它们与取近视界极限所给出的Killing张量相同。
2018-10-18 gr-qc hep-th
Global study of the scalar quasi-normal modes of Kerr-AdS${}_5$ black holes: Stability, thermality, and horizon area quantization
数值研究了具有等旋和不等旋的五维大小Kerr-anti de Sitter(Kerr-AdS ${}_5$)黑洞的准正规(QN)频率结构.我们的研究还包括低和高霍金温度。然后我们研究了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的稳定性和高阻尼QN模的结构,这些结构反映了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的热力学性质.我们发现,几乎最大旋转的Kerr-AdS ${}_5$黑洞的高阻尼复QN频率在虚部具有视界表面重力的周期性分离,而实部收敛于超辐射频率,这可能与Kerr-AdS ${}_5$边界上相应共形场论中热格林函数的极点结构有关。最后讨论了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的QN模与视界面积量子化的Hod猜想之间的关系,并分析了Kerr-AdS ${}_5$黑洞的视界拓扑.我们证明了在一般情况下,自旋参数无限接近于AdS曲率半径的超自旋Kerr AdS ${}_5$黑洞具有非紧视界,并基于Hod猜想,证明了视界面积可以是连续的,即在超自旋状态下视界的单位面积为零.
2022-01-18 gr-qc hep-th
Kerr-AdS type higher dimensional black holes with non-spherical cross-sections of horizons
University of Vienna(维也纳大学)
本文提出了一种构造具有非球形视界横截面的 Kerr-AdS 类高维黑洞的方法,该黑洞在偶数维中无奇点且具有负曲率的 conformal 无穷远处横截面。
2026-01-27 gr-qc hep-th
Observational signature of near-extremal Kerr-like black holes in a modified gravity theory at the Event Horizon Telescope
我们研究了修正引力(MOG)中不同参数值的近极值Kerr-MOG黑洞的阴影。特别是,我们考虑一个各向同性的发射器轨道附近的黑洞和解析计算的位置,流量和红移因子的图像。增加修改的参数时,阴影的大小会减小。对于每个阴影,发射器的图像出现在具有丰富结构的阴影的特定部分上。初级图像和次级图像类似于近极值(高自旋)克尔黑洞产生的图像,但近极值克尔-MOG黑洞的自旋($\hat{J}/M^2_α$)可能小于1。当修改后的参数变化时,相应图像的典型位置不会改变,与主图像相关联的典型红移因子也不会改变。然而,当修改的参数增加时,与二次图像相关联的另一个典型的红移因子增加。我们还发现,在这种情况下,通量增加。这些图像周期性地出现,其周期大于克尔的周期。这提供了一个替代签名远离克尔的情况下,可以测试的事件视界望远镜。
2018-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Horizon Instability of Extremal Kerr Black Holes: Nonaxisymmetric Modes and Enhanced Growth Rate
我们证明了极值Kerr黑洞的视界不稳定性与超辐射束缚频率下格林函数中的一个奇异分支点有关。我们研究了一般的初始数据支持远离地平线,并发现一个增强的增长率,由于非轴对称模式。生长由每个模式的共形权重控制。我们推测与近极端黑洞和全息对偶的联系。
2016-07-11 gr-qc hep-th
Generalized Kerr/CFT correspondence with electromagnetic field
考虑了电真空轴对称极端孤立层/CFT对应。利用Bondi坐标系下的展开技巧,证明了电真空轴对称极端孤立视界的近视界几何是唯一的。在此基础上,结合孤立视界的热力学性质,将Kerr/CFT对应推广到含电磁场的非稳态极端黑洞.
2013-11-14 gr-qc hep-th
NUT-like and near-horizon limits of Kerr-NUT-(A)dS spacetimes
研究了高维Kerr-NUT-(A)dS时空中度量函数的特殊根退化的一类极限。也就是说,我们得到的Taub-NUT-(A)dS和极端的近地平线几何作为我们的限制程序的两个例子。由此产生的时空的对称性得到增强,这表现在补充Killing矢量的存在和Killing张量分解成Killing矢量。
2017-07-05 gr-qc hep-th
Non-singular Kerr-NUT-de Sitter spacetimes
我们研究Killing视界及其邻域中的Kerr-NUT-(反)德西特和加速Kerr-NUT-(反)德西特时空。视界的几何在其中一个极点处有一个不可移动的奇点,除非表征时空的参数满足我们在本文中推导和求解的约束。在Kerr-NUT-de Sitter的情况下,这个约束关系到时空的宇宙学常数和视界面积,留下3个参数自由。在加速的情况下,加速度成为第四个参数,允许宇宙学常数取任意值,与面积无关。我们发现非奇异视界的邻域也是非奇异的,至少在非极值的情况下是这样。最后,我们比较嵌入的地平线与以前未嵌入的地平线提供的本地理论的D型Killing地平线的二阶。
2020-06-24 gr-qc hep-th
Where is the extremal Kerr ISCO?
虽然克尔黑洞的圆形光子轨道和ISCO在一个恒定的Boyer-Lindquist时间片上的极端自旋极限上彼此不同,并且与视界不同,但在一个视界交叉的时间片上,它们都与视界的零生成元重合。
2012-01-10 gr-qc hep-th
New Near Horizon Limit in Kerr/CFT
证明了角动量为J的极值Kerr黑洞与带中心荷的CFT是对偶的,cL = cR = 12 J.然而,到目前为止,右扇区中的中心荷仍有待明确推导。为了研究这个问题,我们引入了新的(近)极值Kerr和五维Myers-Perry黑洞的近视界极限。得到了作为渐近对称的维拉索罗代数,并计算了与之相关的中心荷.其中一个等价于前人的研究,另一个是非零的,但仍然是近极值参数的顺序。重新定义的代数采取标准形式,我们得到了一个有限的值所期望的克尔/CFT对应。
2010-11-04 gr-qc hep-th
Emissions of photons near the horizons of Kerr-Sen black holes
研究了Kerr-Sen黑洞视界附近光子的逃逸几率。我们发现当光源靠近赤道时,极端Kerr-Sen黑洞的事件视界极限内光子的逃逸几率不为零。我们表明,光子的逃逸概率与光源的径向位置增加。当等半径光源从赤道面向极点移动时,逃逸几率减小。此外,我们还发现,除了在极点处光子的逃逸几率相等外,在Carter坐标系中光子的逃逸几率总是大于在局域非旋转坐标系中光子的逃逸几率。
2020-11-10 gr-qc hep-th
Breaking away from the near horizon of extreme Kerr
研究了(近)极端Kerr黑洞的近视界几何中的引力扰动.通过考虑度规涨落的一致截断,我们得到了线性化爱因斯坦方程的一个解。的动力学是由两个主字段,在上下文中的nAdS $_2$ /nCFT $_1$对应,都是不相关的运营商的共形尺寸$Δ=2$。这些场通过破坏近视界区域的共形对称性来控制对极值的偏离。其中一个主场与近视界的大类质同构有关,其运动方程与史瓦西有效作用量相容。另一个领域是必不可少的一致性描述的几何远离地平线。
2019-12-05 gr-qc hep-th
Bäcklund transforms of the extreme Kerr near-horizon geometry
我们应用贝克隆变换的方法,从极端Kerr近视界几何出发,得到了真空Einstein方程的一系列新的精确解。极端克尔近地平线渐近包含任意数量的自由参数的解决方案。
2020-05-12 gr-qc hep-th math-ph
Rigidity of the extremal Kerr-Newman horizon
本文证明四维爱因斯坦-麦克斯韦理论(含宇宙学常数)中极端视界紧致横截面内禀几何需允许基灵向量场或静态,据此完成近视界几何分类并确定其必为极端克尔-纽曼视界。
2025-02-13 gr-qc hep-th math.DG
Quantization of horizon areas of the Kerr black hole
自从Bekenstein提出黑洞具有等间距面积谱以来,准正规模作为黑洞的特征模被用来获得黑洞的视界面积谱。然而,克尔黑洞的面积谱在以前的一些工作与贝肯斯坦的建议是不一致的。在本文中,我们注意到Kerr黑洞具有三种共振模式:准正规模(QNM)、全透射模(TTM)和全反射模(TRM)。所有这些共振都代表了高阻尼振荡,并且只依赖于黑洞的参数,即黑洞的质量、电荷和角动量。我们建议所有这些模式都应该被用于量子化黑洞。在所有这些模式下,我们发现克尔黑洞的内外视界区域是等间距的。在Reissner-Nordstrom黑洞中也发现了类似的行为。
2010-06-24 gr-qc hep-th
Shadowless rapidly rotating yet not ultraspinning Kerr-AdS$_4$ and Kerr-Newman-AdS$_4$ black holes
我们发现,当Kerr-(Newman)-AdS $_4$黑洞的旋转参数大于某个临界值时,黑洞将是无影的,并且当旋转参数大于该临界值时,黑洞的无影性可能与其柯西视界内和事件视界外的零超曲面焦散线(NHC)的出现有关.我们的研究还进一步证实,超自旋黑洞是否具有超熵与事件视界外NHC的存在无关。
2021-12-21 gr-qc hep-th
Constrained field theories on Kerr backgrounds
我们分析了规范理论对包含一个或多个视界的克尔和克尔-德西特时空的约束。我们发现,通过在地平线上存在额外的表面条款的约束修改这样的背景。作为一个具体的例子,我们考虑麦克斯韦场,发现高斯定律约束涉及在地平线上的表面校正。这些表面的贡献对应于感生的表面电荷和电流的视野,这与那些发现在膜范例。高斯定律约束的修改也影响了理论的规范固定和狄拉克括号。
2018-10-21 gr-qc hep-th
Near Horizon Symmetry and Entropy Formula for Kerr-Newman (A)dS Black Holes
在本文中,我们提供了第一个非平凡的证据熵公式$4πJ_{0}^{+}J_{0}^{-}$的普适性超越纯爱因斯坦引力在4维。考虑了存在宇宙学常数的Einstein-Maxwell理论,在高斯零坐标系中给出了Kerr-Newman(A)dS黑洞的近视界度规.我们考虑了度规场和$U(1)$规范场的近视界衰减条件。我们找到了渐近的组合对称生成元,它是由对称同态和$U(1)$规范变换组成的,因此它保持了下降条件。从而发现了超平移、超旋转和多电荷模,并证明了Kerr-Newman(A)dS黑洞的熵公式成立.超旋转模式存在一个问题。通过引入新的组合对称生成元,我们解决了这个问题。
2018-05-02 gr-qc hep-th
Rigidly Rotating String Sticking in a Kerr Black Hole
我们分析刚性旋转Nambu-Goto字符串在克尔时空,特别是专注于字符串坚持在地平线上。从视界上的规则性出发,我们得到了粘在视界上的条件,这与黑洞热力学第二定律是一致的。通过粘在一起的弦从克尔黑洞中提取能量。我们获得了能量提取的最大亮度值。
2018-06-26 gr-qc hep-th
Exact relativistic viscous fluid solutions in near horizon extremal Kerr background
现实的吸积盘模型需要一些成分,包括粘性流体,电磁场和广义相对论修正。接近最内层稳定圆轨道(ISCO),后者可以是明显的和(准)牛顿近似变得不可靠。这对于像GRS 1915+105这样的接近极端的黑洞尤其如此,在那里ISCO几乎与黑洞视界重合。为了在一个简化的模型中充分描述接近ISCO的物理过程,我们用近视界极值Kerr几何近似了近极值Kerr几何,并在此背景下构造了具有电磁场的相对论粘性流体解。我们讨论了我们的解决方案和可能的关系的Kerr/CFT对应的一些应用。
2009-09-10 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Horizon geometry for Kerr black holes with synchronised hair
本文研究了具有标量同步头发的Kerr黑洞的视界几何,这是连续连接到真空Kerr黑洞的Einstein-Klein-Gordon系统的一族解。我们确定的区域中的参数空间,其中一个全球等距嵌入在欧几里德3-空间,$\mathbb{E}^3$,是可能的地平线几何的毛BH。对于Kerr情形,当视界无量纲自旋$j_H$(等于总无量纲自旋$j$)、球度$\mathfrak{s}$和视界线速度$v_H$分别小于临界值$j^{\rm (S)},\mathfrak{s}^{\rm (S)}, v_H^{\rm (S)}$时,这种嵌入是可能的.对于有毛的BH,我们发现,$j_H<j^{\rm (S)}$是一个充分的,但不是必要的,被嵌入的条件; $v<v_H^{\rm (S)}$是一个必要的,但不是充分的,被嵌入的条件;而$\mathfrak{s}<\mathfrak{s}^{\rm (S)}$是一个必要和充分的条件被嵌入在$\mathbb{E}^3$。因此,后者的数量提供了最忠实的诊断存在的$\mathbb{E}^3$嵌入在整个家庭的解决方案。我们还观察到,足够多的毛BH总是可嵌入的,即使$j$ --对于毛BH(不像Kerr BH)不同于$j_H$ --大于1。
2018-04-13 gr-qc hep-th
N=2 superparticle near horizon of extreme Kerr-Newman-AdS-dS black hole
研究了近视界极端Kerr-Newman-AdS-dS黑洞的共形力学.构造了共形力学的一个唯一的N=2超对称扩张.
2011-05-03 hep-th
N=2 superparticle near horizon of a magnetized Kerr black hole
Melvin-Kerr黑洞通过Harrison变换将Kerr黑洞推广到非零外部磁场的情形。研究了与这种黑洞组态的近视界极限有关的共形力学,构造了它唯一的N=2超对称扩张。
2016-03-10 gr-qc hep-th math-ph
Extremal and nonextremal Kerr/CFT correspondences
我重新推导克尔/CFT对应,而不首先采取近地平线极值克尔极限。这种方法很容易推广到非极值黑洞,对于这些黑洞,温度和中心荷在视界处的表现很差,但熵仍然有限。计算得到标准贝肯斯坦-霍金熵的一半,暗示另一半可能与内视界的共形场论有关。然后,我提出了另一种方法,基于一个拉伸的Killing视界,在其中获得的全部熵和温度和中心荷保持良好的行为,即使在非极值的情况下。
2011-12-15 gr-qc hep-th
Escape probability of particle from Kerr-Sen black hole
假设粒子源静止在Kerr-Sen黑洞赤道面上的局部非旋转坐标系中,研究了无质量粒子和有质量粒子从黑洞逃逸到空间无穷远的过程.我们计算出发射出的粒子的逃逸概率。我们发现,在极端Kerr-Sen黑洞视界附近,Kerr-Sen黑洞的角动量增加了逃逸几率;而在非极端Kerr-Sen黑洞视界附近,Kerr-Sen黑洞的角动量抑制了逃逸几率.我们还发现,在一定条件下,Kerr-Sen黑洞的视界极限并不是粒子最难逃逸的位置。
2020-06-03 gr-qc hep-th
Kerr-Bertotti-Robinson Spacetime and the Kerr/CFT Correspondence
Universitas Katolik Parahyangan(帕拉希扬天主教大学)
研究通过克尔/卡弗对应关系,揭示了极端克尔-贝托蒂-罗宾逊黑洞的熵计算机制,展示了外部场对视界结构和热力学性质的影响。
2025-12-14 gr-qc hep-th
The Kijowski--Liu--Yau quasi-local mass of the Kerr black hole horizon
利用双曲空间中快速旋转Kerr黑洞空间视界的等距嵌入,计算了任意自旋参数$j=J/m^2$的视界准局域质量.质量从$j=0$时ADM质量的两倍单调递减至$j=\sqrt{3}/2$时的$1.76569m$。然后在$j=0.99907$附近单调增加到一个最大值,最后在$j=1$处减小到$2.01966m$,这对应于极端的Kerr黑洞.
2021-09-30 gr-qc hep-th math.DG
Electrovacuum spacetime near an extreme horizon
我们确定了爱因斯坦-麦克斯韦理论中保持轴对称的极端视界的所有无穷小横向变形。特别地,我们证明了AdS(2)XS(2)近视界几何的一般静态横向形变是一个双参数族,它包含了已知的在外部电场或磁场作用下保持平衡的极端带电、加速、静态黑洞解(Ernst解)和极端Kerr-Newman-Melvin解的一个特例.更一般地说,我们发现一个三参数家庭的极端克尔-纽曼视界,其中包含极端克尔-纽曼-梅尔文解决方案和旋转概括的恩斯特解决方案的变形。我们还考虑了具有宇宙学常数的真空引力,证明了极端Kerr-AdS视界轴对称横向形变的唯一性。最后,我们对具有负宇宙学常数的三维Einstein-Maxwell理论极端视界的横向形变进行了完全分类。
2018-09-21 gr-qc hep-th
Circular geodesics in Kerr-Newman-Kasuya black hole
本文讨论了Kerr-Newman-Kasuya黑洞周围的能域、视界和圆测地线的特征。我们研究了自旋和双子电荷参数对该黑洞的能区、事件视界和静态极限面的影响。我们观察到电荷和磁荷参数都使事件视界和静态极限的半径减小,而能区的面积增大。所得结果与Kerr和Schwarzschild黑洞的结果进行了比较。此外,我们还计算了圆零测地线的光子轨道,并研究了粒子在各能区内的角速度。
2020-12-05 gr-qc hep-th
Horizon thermalization of Kerr black hole through local instability
我们已经提出的猜想- { \it视界产生局部不稳定性,作为黑洞的量子温度的来源} -的有效性正在测试克尔黑洞。这一点在早期的球对称静态黑洞(SSS BH)中已经得到了明确的证明。更现实的情况,如克尔时空,是静止的和轴对称的,是一个不平凡的例子来分析。我们表明,对于一个不带电的无质量粒子,在克尔时空中的近视界径向运动,像SSS BH,可以局部不稳定。在相应的哈密顿量中,径向贡献是$\sim xp$类,其中$p$是正则动量,$x$是粒子的共轭位置.最后,我们证明了在半经典分析下,视界热化可以用这个哈密顿量来解释。这再次证实了近视界不稳定性对自身温度的依赖性,并进一步推广了我们提出的黑洞视界热化的束缚机制的有效性。
2022-01-10 gr-qc hep-th nlin.CD
Kerr-AdS and its Near-horizon Geometry: Perturbations and the Kerr/CFT Correspondence
利用Teukolsky主方程和Hertz势研究了Kerr-AdS黑洞及其近视界几何(NHEK-AdS)中自旋-s场的线性扰动.在NHEK-AdS几何中,我们精确地求解了相关的角度方程和径向方程。有了这些明确的解决方案,我们寻找线性模式不稳定性。我们没有发现任何(非)轴对称不稳定性与外向边界条件。这是在协议与最近的猜想有关的线性化的稳定性的完整的几何形状与其近地平线的几何形状。此外,我们发现NHEK-AdS中度量扰动的渐近行为违反了Kerr/CFT对应公式中规定的下降条件(唯一的例外是扰动的轴对称扇区)。
2012-10-05 hep-th
Exact quasi-normal modes for the near horizon Kerr metric
利用减几何近似的SL(2,R)× SL(2,R)× SO(3)对称性,研究了一般次极端Kerr背景下无质量标量场的准正规模.这忠实地模拟了近视界几何,但将黑洞定位在一个封闭的渐近锥形盒中,类似于弦理论中使用的反德西特背景。只有两个系列的模式,以超几何函数和球谐函数的形式给出,让人想起弦论中的左移和右移度:一个是过阻尼的,另一个是欠阻尼的,表现出旋转分裂。复频率的精确公式非常简单,原则上可以通过对黑洞的观测来确定质量和角动量。没有黑洞炸弹是可能的,因为与视界同向旋转的Killing场在黑洞之外的任何地方都是类时的。
2013-12-08 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
Extremal Kerr/CFT correspondence of five-dimensional rotating (charged) black holes with squashed horizons
最近提出了一种新的全息对偶Kerr/CFT对应,通过将四维极值Kerr黑洞的近视界量子态与二维共形场论的近视界量子态等同,导出了四维极值Kerr黑洞的统计熵.本文利用这种方法研究了在不同坐标系下具有压缩视界的五维极值Kerr和Cveti-Youm黑洞,发现压缩变换不影响黑洞的近视界几何.研究表明,微观熵与Bekenstein-Hawking公式所给出的结果是一致的。此外,我们还研究了具有压缩视界的一般非极值Cvetien-Youm黑洞的热力学。
2009-11-26 hep-th
The radial Teukolsky equation for Kerr-Newman-de Sitter geometry: Revisited
我们使用Heun型的解决方案在\cite{Suzuki}径向Teukolsky方程,写在背景度量的Kerr-Newman-deSitter几何,计算的拟正规频率多项式的解决方案和反射系数的波来自deSitter地平线和反射的外地平线的黑洞。
2021-01-03 gr-qc hep-th
Extremal Vanishing Horizon Kerr-AdS Black Holes at Ultraspinning Limit
利用超自旋极限,我们生成了一类新的奇维极值消失视界黑洞($d\geq5$)。从一般的多自旋Kerr AdS度量,我们显示EVH极限与ultraspinning极限,其中所得到的解决方案拥有一个非紧凑的,但有限面积流形的所有$(t,r\neq r_+)=const.$切片。我们还证明了所获得的超自旋EVH解决方案的近视界几何包含一个AdS $_3$喉,它将是一个BTZ黑洞在近EVH的情况下。同时也证实了EVH解的超自旋极限和近视界极限的交换性。此外,我们只讨论了在EVH点附近的五维情形可以看作是一个超熵黑洞。我们还证明了所得解的热力学性质与BTZ黑洞的热力学性质一致。进一步研究了EVH/CFT方案,证明了$2$ d对偶CFT的熵与Bekenstein-Hawking熵是等价的.
2019-04-06 gr-qc hep-th
Notes on the Hidden Conformal Symmetry in the Near Horizon Geometry of the Kerr Black Hole
对于一般非极值Kerr黑洞的Kerr/CFT对应,近极值Kerr对散射振幅的分析提供了线索.这种追踪揭示了在称为近区的某个时空区域中的标量场的低频波动方程中隐藏的共形对称性。对于极端情况,我们期望近区是近视界区,在此区域中研究了通过渐近对称的对应关系。研究了在视界附近的隐共形对称性,并讨论了隐共形对称性与视界附近的渐近对称性之间的关系。通过引入准定域荷的适当定义,得到了熵与极值的偏差。
2010-07-21 hep-th
BMS Goldstone modes near the horizon of a Kerr black hole are thermal
近视界Bondi-Metzner-Sachs(BMS)对称性被黑洞背景自发破缺,从而产生Goldstone模。Schwarzschild黑洞的近视界BMS类对称性的相关Goldstone模式被发现表现得像倒谐振子,这已被进一步证明导致半经典区域的热力学温度。在这里,我们调查了克尔黑洞的推广以前的结果。分析是针对两种不同的情况进行的。首先,我们分析了考虑{ \it慢旋转} Kerr的Goldstone模动力学。在另一种情况下,则在{ \it零角动量观测器}(ZAMO)的框架下,以任意的旋转角来求解。在这两种分析中,Goldstone模的有效半经典温度与Hawking温度成正比。由于这种相似性和普遍性,我们认为这些戈德斯通模式可能会发挥重要作用,以了解底层的视界热化的微观描述。
2021-12-10 gr-qc hep-th quant-ph
Perturbative Analysis of a Stationary Magnetosphere in an Extreme Black Hole Spacetime : On the Meissner-like Effect of an Extreme Black Hole
我们知道,在黑洞时空中没有电流的磁层中可以看到类迈斯纳效应:如果黑洞是极端的,则没有磁通量的非零分量穿过事件视界。本文研究了静态球对称极端黑洞时空中的无力电磁系统,以了解电流对类迈斯纳效应的影响。通过假设磁场的旋转角速度很小,我们构造了Grad-Shafranov方程的微扰解,该方程是确定具有无力电流的稳态轴对称电磁场的基本方程。我们的微扰分析表明,如果存在电流,即使黑洞是极端的,在事件视界上,更高的多极分量也可能叠加在多极分量上。
2010-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Global embedding of the Kerr black hole event horizon into hyperbolic 3-space
给出了高斯曲率下有界的轴对称2-曲面在双曲3-空间H^3中的一个显式整体唯一等距嵌入。特别地,这允许在U(1)等距的光滑不动点处将具有负的但有限的高斯曲率的旋转曲面嵌入H^3。作为一个例子,我们展示了对于任意角动量值,克尔-纽曼事件视界在H ^3中的整体嵌入。对于这个例子,考虑H^3与皮卡德群的商,我们证明了双曲嵌入在群的基本区域中的拟合,直到角动量的值略大于可能整体嵌入到欧几里得3-空间的极限。还提出了一个嵌入的双克尔事件视界,作为一个例子的嵌入,不能成为全球。
2009-06-15 gr-qc hep-th math.DG
Nonextremal Kerr/CFT on a stretched horizon
研究了非极值Kerr黑洞情形下由$SL(2,R)_L \times SL(2,R)_R$描述的共形对称性.我们利用哈密顿引力分别计算了拉伸视界上的中心荷$c_{L,R}$。为了得到两组共形对称,我们考虑两个Killing向量,每个Killing向量依赖于从地平线上的共转标架的角坐标中分离的两个独立坐标中的任何一个。然后,利用Cardy公式得到了Bekenstein-Hawking熵。
2013-04-24 hep-th