Quantum ergosphere and brick wall entropy
我们重新审视了“砖墙”模型的黑洞熵考虑到反反应的视界结构的影响。我们这样做，通过采用蒸发度规的准静态近似，偏离标准史瓦西度规由一个小的光度因子。反作用的影响之一是产生一个类能层区域，它自然地抑制了计算场的配分函数时通常出现的发散。黑洞的光度决定了这种“量子能层”的宽度。我们发现一个有限的视界贡献的熵，与霍金通量的光度，同意非常好的贝肯斯坦-霍金关系。
2019-01-28 gr-qc
On the energy of particle collisions in the ergosphere of the rotating black holes
结果表明，在转动黑洞能层的任意点上，自由降落碰撞粒子在质心系中的能量，在无穷远处，对于固定的能量值，可以无限增长。这种效应发生在其中一个粒子的角动量为大负值时。
2013-01-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Mapping of electromagnetic negative-phase-velocity propagation in the ergosphere of a rotating black hole
本文报道了在旋转黑洞的能层中负相速平面波的传播。通过实施克尔度规，它表明，区域的NPV传播集中在赤道的能层，而NPV传播是不太常见的向极地地区。增加黑洞的角速度会夸大赤道处的NPV浓度。在静态极限面之外没有观察到NPV传播。
2005-08-23 astro-ph gr-qc hep-th
Ergosphere, photon region structure, and the shadow of a rotating charged Weyl black hole
本文利用零测地线和类时测地线研究了静电外尔黑洞的光子区和转动黑洞的阴影。旋转的黑洞对电荷和自旋参数表现出很强的敏感性，随着自旋参数的增大，黑洞的阴影由扁扁变为尖锐。将计算得到的阴影的垂直角直径与M87* 的垂直角直径进行比较，发现如果它是一个旋转带电外尔黑洞，则M87 * 可能具有约$10^36$质子作为其电荷源。一个完整的推导过程的遍历层和静态极限。
2021-06-18 gr-qc hep-th
Black hole entropy, log corrections and quantum ergosphere
在Parikh-Wilczek隧穿框架下研究了粒子从黑洞发射几率的量子引力修正。我们考虑了度规的零点量子涨落对隧穿壳层发射几率的影响。几何的量子性质是形成“量子自我层”的原因，其对发射概率的影响可能与贝肯斯坦-霍金熵面积公式的对数修正有关。
2005-12-12 gr-qc hep-th
A comparison of superradiance and negative-phase-velocity phenomenons in the ergosphere of a rotating black hole
近年来，人们报道了具有负相速的平面电磁波在旋转黑洞能层中的传播。NPV传播和超辐射的比较。我们表明，虽然这两种现象涉及负能量密度，有两个显着的区别。
2006-11-23 astro-ph gr-qc hep-th
Ergosphere Dynamics and Rotational Energy Extraction in Bumblebee Kerr-Newman-AdS Black Holes
Khazar University（哈萨尔大学）；Erzurum Technical University（埃尔祖鲁姆理工大学）；UCSI University（优西里大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）
研究bumblebee Kerr-Newman-AdS黑洞的ergosphere动力学与旋转能量提取，揭示洛伦兹对称破坏对黑洞热力学和几何特性的影响。
2025-12-20 gr-qc
High energy particles with negative and positive energies in the vicinity of black holes
结果表明，当无穷远处粒子能量固定时，两个碰撞粒子在旋转黑洞能层任意点自由降落时，质心系中的能量可以无限增长。这种效应发生在其中一个粒子的角动量为大负值时。旋转黑洞赤道面上的负能量测地线不能起源于能层，也不能终止于能层。它们的长度总是有限的，这导致了它们必须在能层的引力半径内起源和终止的结论。一个粒子落入引力半径，另一个粒子从引力半径内的区域到达，在质心系中的能量在视界上无限增长。
2014-01-02 gr-qc
Black holes and particles with zero or negative energy
研究了旋转黑洞能层中具有零能量和负能量且轨道角动量不为零的粒子的性质。我们证明了粒子能量的符号唯一地由它在能层中旋转的角速度决定。我们给出一个简单的证明，极端的黑洞不存在。我们研究了两个碰撞粒子的质心系统中能量无限增加的可能性问题，其中一个或两个粒子的能量为负或零。
2017-04-12 gr-qc
Ergoregions between two ergospheres
对于一个静止的时空度规，黑洞是一个空间区域，扰动不能传播出去。在我们以前的工作中，证明了二维空间中黑洞的存在性和正则性定理，其中遍历区域的边界是围绕奇点的简单闭曲线。本文研究了边界有两个分量的环形遍历区域的情形。
2018-01-30 gr-qc math.AP
Shielding of Penrose superradiance in optical black holes
通过计算在这种时空背景下无质量粒子的径向运动，研究了光学涡旋模拟的模拟旋转黑洞的超辐射屏蔽效应。我们增加了条件$E<LΩ_{r_{e}}$和$L>0$来判断超辐射的经典禁戒区。结果表明，在能层内部的静态极限附近存在着超辐射禁带，这将限制具有特定能量和角动量的粒子的经典Penrose过程。一旦在能层外测量到这些满足超辐射条件的粒子，这表明彭罗斯过程可以是量子的。
2023-03-25 gr-qc
Extraction Energy From Charged Vaidya Black Hole Via Penrose Process
本文研究带电 Vaidya 时空中的 Penrose 过程，通过分析广义能层边界及负能量粒子轨道，指出该能层是暂时的且粒子无闭合轨道，并证明无法从黑洞高效提取大量能量。
2022-10-10 gr-qc
A boosted Kerr black hole solution and the structure of a general astrophysical black hole
本文导出了描述增强型克尔黑洞相对于未来零无穷远处渐近洛伦兹坐标系的爱因斯坦真空场方程的解。该解有三个参数（质量、旋转和助推），对应于天体物理学上黑洞必须具有的最一般的配置;当助推参数为零时，它简化为克尔解。在这个解决方案中，能层是南北不对称的，主要的波瓣在与助推器相反的方向上。而作为黑洞结构核心的事件视界、柯西视界和环奇点则不随boost参数的变化而变化。与彭罗斯过程在非对称能层的天体物理过程可能产生的后果进行了讨论。
2017-05-24 gr-qc
Geodesics for particles with negative energy in Kerr's metric
根据彭罗斯效应，负能量粒子可以存在于旋转黑洞的能层中。我们分析了这种粒子的测地线，并表明在旋转的黑洞的能层中没有圆形和椭圆形轨道。我们还表明，有测地线开始和终止于奇点和目前的条件下，这样的测地线不开始和终止于奇点。
2022-10-10 gr-qc
Higher dimensional non-Kerr black hole and energy extraction
研究了旋转高维形变类克尔黑洞的视界和能层的性质。我们还明确地提出了变形参数$ε$和额外维度对从黑洞中提取能量的Penrose过程效率的影响。有趣的是，能层大小对形变参数$ε$和时空维度$D$都很敏感。这使得HD非克尔黑洞的能层结构更加丰富，从而使得彭罗斯过程比四维克尔黑洞的过程更有效。
2014-02-14 astro-ph.CO gr-qc
Rotating non-Kerr black hole and energy extraction
研究了旋转非Kerr黑洞中能层的性质和Penrose过程的能量提取。结果表明，能层对变形参数$ε$敏感，能层形状随着变形参数$ε$的增大而变厚。有趣的是，与Kerr黑洞相比，形变参数$ε$可以大大提高能量提取过程的最大效率.特别是对于$a>M$，非Kerr度规描述的是超自旋的致密体，其最大效率可以超过60%，而对于极端Kerr黑洞，其最大效率只有20.7%.
2012-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Energy extraction from a Konoplya-Zhidenko rotating non-Kerr black hole
研究了旋转非Kerr黑洞中能层的性质和Penrose过程的能量提取.我们发现，随着变形参数的增加，能层变薄，能量提取的最大效率降低。对于$a<M$，正的形变参数导致最大效率低于相同转动参数的Kerr黑洞.而对于$a>M$的超旋情形，我们发现当正形变参数接近零时，最大效率可以达到几乎无限大，这是这类旋转非Kerr黑洞时空中能量提取的一个新特征.
2017-07-11 gr-qc
A Nonsingular Kerr-Sen Black Hole
在低能杂化弦论中给出了一个描述四维旋转规则带电黑洞的新解。这个解的特征在于它的质量、荷电以及角动量。讨论了事件视界、能层和角速度等问题。后来证明，我们的事件视界和能层表达式无法解析获得。另一方面，为了保证我们的解是否描述了一个非奇异的旋转带电黑洞，我们使用了两种类型的标量不变量：压缩Ricci张量和Kretschmann标量。根据我们的结果，电荷的加入并不改变黑洞的规则性。我们还提出了一个自然的处方，有旋转带电黑洞解与弱能量条件的最小违反。
2020-11-27 gr-qc
Acoustic black holes: horizons, ergospheres, and Hawking radiation
这是一个看似简单的问题，问声扰动如何在非均匀流动流体中传播。这个问题可以用洛仑兹微分几何的语言来回答：如果流体是正压和无粘的，并且流动是无旋的（尽管可能与时间有关），那么描述声波的速度势的运动方程与在（3+1）维洛仑兹几何中传播的最小耦合无质量标量场的运动方程是相同的。控制声音传播的声学度量在代数上取决于密度、流速和局部声速。这个相当简单的物理系统是爱因斯坦引力的黑洞和超音速流体流动之间深刻而富有成效的类比的基础。许多结果和定义可以直接从一个系统转移到另一个系统。例如，我将展示如何定义超声波流体流的能层、捕获区域、声学视视界和声学事件视界，并展示围绕点汇的流体流的声学度规与黑洞的史瓦西度规的Painleve-Gullstrand形式之间的密切关系。这种分析可以用来提供一个具体的非相对论模型的黑洞物理学，直到并包括霍金辐射，或提供一个框架，攻击声学问题的全部权力的洛伦兹微分几何。
1997-12-15 gr-qc hep-th
Energy extraction from the Reissner-Nordström de Sitter black hole
本文分析了通过带电粒子衰变或分裂从静电黑洞提取能量的过程，确定了能量提取的可行条件与效率表达式，并重点探讨了 Reissner Nordström de Sitter 黑洞中广义能层与宇宙能层连通使得黑洞附近任意位置均可提取能量的条件及效率最大化问题。
2024-06-17 gr-qc
High energy collisions of particles inside ergosphere: general approach
我们表明，最近的观察Grib和巴甫洛夫，Europhys。Lett. 101（2013）20004关于Kerr黑洞的结论在旋转轴对称度规的一般情况下是有效的。也就是说，两个粒子在能层中的碰撞导致质心系中能量的无限增长，只要两个粒子之一的角动量是负的，并且对于无穷远处的固定能量无限制地增加。一般的方法使我们能够阐明，为什么能层在这一过程中的作用是至关重要的。
2013-04-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
From bricks to quasinormal modes: A new perspective on black hole entropy
基于史瓦西背景中传播的量子场模式计数的黑洞熵的计算需要在视界附近正则化。为了获得贝肯斯坦-霍金结果，需要手动固定短距离截止。在这篇文章中，我们给出了一个以自然方式获得这个截止值的论证。我们通过用一组准正规模来模拟黑洞来做到这一点。于是视界变成了一个扩展的区域：量子能层。量子能层和量子场的相互作用提供了一种自然的正则化机制。量子能层的宽度为熵的计算提供了正确的截止值。我们得到了黑洞熵的对偶图像。黑洞的熵由体量子场的熵和视界上的动力学自由度共同给出。
2013-05-15 gr-qc hep-th
Repetitive Penrose Process in Kerr-Taub-NUT black hole spacetime
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Institute for Advanced Studies, New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学高等研究院）；Institute of Theoretical Physics, National University of Uzbekistan（乌兹别克斯坦国立大学理论物理研究所）
研究Kerr-Taub-NUT黑洞中的重复Penrose过程，分析引力磁电荷对事件视界和能层半径的影响，以及通过守恒定律和迭代停止条件计算可提取能量的变化。
2026-03-26 gr-qc
Unbound geodesics from the ergosphere and potential observability of debris from ultrahigh energy particle collisions
黑洞能区内的粒子碰撞可能会导致极高的质心能量，如果逃逸到无穷大是可能的话，这些能量可以探索新的物理学。在这里，我们表明，在高倾角的赤道平面的某些测地线可能是无约束的。因此，有限的湮灭碎片流能够逃逸，特别是在接近极端的克尔黑洞的情况下，如果彭罗斯过程发挥作用。对于一类Penrose过程，我们证明了Wald不等式是满足的，使得Penrose过程在高能喷射中起着关键作用。因此，从黑洞加速器以前所未有的高粒子碰撞能量观察新的物理效应的可能性仍然是一个诱人的，如果未来的，实验的愿景。
2014-09-11 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Quantum Black Hole Seismology I: Echoes, Ergospheres, and Spectra
天体物理学上的黑洞在合并和/或形成后产生的引力波回声的研究最近为了解黑洞视界的量子性质打开了一扇新颖而令人惊讶的窗户。类似于天文学和日震学，对量子黑洞光谱的研究提供了一种很有前途的方法来了解它们的内部结构，我们称之为$\textit{quantum black hole seismology}$。我们提供了一个详细的数值和解析描述的克尔时空和量子黑洞视界的属性，这表明它与经典的对应物有很大的不同。我们最有意义的发现是：（1）如果量子黑洞的温度是$\lesssim 2 \times$ Hawking温度，那么它就不会遭受能区不稳定性（尽管在较小的自旋下，束缚较松）。(2)我们发现量子黑洞光谱如何精确地指出量子结构的微观性质。例如，谱线的详细间隔可以通过紧凑性区分量子效应是否出现（即，外来致密物体）或频率（即，修正的色散关系）。(3)我们发现泛音准正规模在低频区可以强烈地增强回波的幅度。(4)我们证明了谱在线性扰动的广义达布变换下的不变性，表明它是一个真正的协变观测。
2020-07-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Optical and thermodynamic properties of Kerr-Bertotti-Robinson black holes
California State University, Fresno（弗雷斯诺加州州立大学）；University of Hradec Králové（赫拉德茨克拉洛韦大学）；Khazar University（卡扎尔大学）；Nazarbayev University（纳扎尔巴耶夫大学）；National Taiwan University（台湾大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Università di Camerino（卡梅里诺大学）；University at Albany-SUNY（奥尔巴尼纽约州立大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所-布雷拉天文台）；Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）；Center for Theoretical Physics, Khazar University（卡扎尔大学理论物理中心）
研究克尔-贝托蒂-罗宾逊黑洞的光学和热力学性质，通过推导相关量、引入新解释、计算质量电荷及推导多种参数，得出该背景对黑洞多种性质有影响，如减小能层厚度和阴影面积等。
2026-07-15 gr-qc
Rotating charged black hole with Weyl corrections
首次提出了一个具有小Weyl修正的四维球对称黑洞，发现随着Weyl修正的增加，当Weyl耦合参数为负时，黑洞在参数空间中的事件视界存在区域增大，当Weyl耦合参数为正时，黑洞视界存在区域减小.此外，我们还利用复坐标变换的方法得到了具有弱Weyl修正的旋转带电黑洞。结果表明，当黑洞的参数位于参数空间的某些特定区域时，外尔耦合参数$α$的符号将导致事件视界的不同空间拓扑结构.我们还分析了能层对Weyl耦合参数$α$的依赖关系，发现随着Weyl修正的增加，在具有$α>0$的黑洞的赤道面能层变厚，而在具有$α<0$的情况下，赤道面能层变薄，这意味着在具有正Weyl耦合参数的黑洞的背景下，能量提取变得更容易.但在一个负的黑洞的背景下更难。
2014-04-28 gr-qc
Super-Penrose process due to collisions inside ergosphere
如果两个粒子在能层内碰撞，只要其中至少一个粒子具有大的负角动量（A），质心系中的能量就可以不受约束。A.格里布和尤巴甫洛夫，欧洲物理学家。Lett. 101，20004（2013））。我们证明了在同样的条件下，碎片在无穷远处的Killing能是无限的，即超Penrose过程。碰撞点与黑洞视界的接近度并不是必需的。
2016-06-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Self force on a scalar charge in the spacetime of a stationary, axisymmetric black hole
我们研究了作用在静止轴对称黑洞外的带有标量荷的粒子上的自作用力。我们发现，由于自作用力的加速度是在同一方向上的黑洞的自旋，并发散时，粒子接近外边界的黑洞的能层。这种加速度在接近能层边界时比没有自作用力时的粒子加速度发散得更快。在主导阶，这种自作用力是（后）$^2$-牛顿效应。对于具有高荷质比的标量电荷，由于自作用力而产生的加速度开始超过已经远离黑洞的常规加速度。自作用力与黑洞旋转能量的耗散率成正比。这种自作用力是局部的（即，只有Abraham-Lorentz-Dirac力和与Ricci曲率的局部耦合对其有贡献）。非局部的，自作用力的尾部为零。
2001-03-02 gr-qc
Unbound geodesics from the ergosphere and the M87 jet profile
假设位于活动星系核Messier 87（M87）核心的黑洞的自旋$a$取能层克尔时空体积最大化的值，我们发现结果与最近通过高分辨率干涉测量获得的关于喷流起源的观测结果一致，喷流起源位于最内侧稳定的圆形轨道直径内。此外，我们发现一个流动的未绑定测地线发出的ergoregion能够框架最近获得的描述从这个中央发动机发射的相对论性喷流观测到的配置文件在大规模的最佳拟合。
2013-03-26 astro-ph.HE gr-qc
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
The Gravitomagnetic Field and Penrose Processes
本文给出了用广义相对论理论Monte Carlo方法对超大质量（10^8太阳质量）旋转黑洞能层中的康普顿散射和e-e+对产生过程进行计算机模拟的结果。来自吸积盘的粒子落入能层，并将处于赤道和非赤道约束轨道的粒子散射出去。一般来说，彭罗斯机制允许克尔黑洞的旋转能量被从能层逃逸到无穷远的散射粒子提取（即，距离黑洞很远）。这些模型的计算结果表明，Penrose机制的一种形式能够产生观测到的类星体和其他活动星系核发射的高能粒子（可达GeV量级），而不需要吸积盘的外电磁场。重要的是，这些模型计算表明，透镜-瑟林效应，即，由旋转的黑洞的角动量引起的惯性系的旋转拖拽导致重力磁力（GM）施加在散射的逃逸粒子上。在能层内部，这种拖曳是严重的，似乎GM矢量场线被框架拖曳到正方位角方向，即，黑洞的旋转方向。由此产生的GM力作用于彭罗斯散射粒子产生对称和不对称（或单侧）的粒子发射极方向，与射电强活动星系核中观测到的天体物理喷流一致。注意，这些彭罗斯过程可以适用于任何大小的旋转黑洞。
2004-02-18 astro-ph gr-qc
Statistical Description of Rotating Kaluza-Klein Black Holes
我们扩展了最近对极端双音Kaluza-Klein（D 0-D 6）黑洞的微观分析，使其不仅包括慢转，还包括快转。快速旋转的黑洞与慢速旋转的黑洞相比，具有非零的角速度和能球，因此它们更类似于克尔黑洞。D膜模型精确地再现了它们的熵，但质量从弱耦合到强耦合得到了重整化，与最近对旋转吸引子的宏观分析一致。我们讨论了如何存在的能层和超辐射表现自己的微观模型。此外，我们显示在充分的一般性如何获得迈尔斯-佩里黑洞作为一个极限的卡鲁扎-克莱因黑洞，并讨论在这种情况下的慢，快旋转制度和超辐射。
2007-01-29 gr-qc hep-th
Properties of a deformed Myers-Perry black hole
本文基于五维Einstein方程的精确解，研究了形变对具有单一角动量的Myers-Perry黑洞视界的影响，发现形变视界受外部源影响而凹凸，但能层不受影响。
2025-09-16 gr-qc
Spin dynamics of moving bodies in rotating black hole spacetimes
研究了旋转黑洞（Kerr、Bardeen-like和Hayward-like）时空中自旋测试体的动力学。在Kerr时空中，所有的球形轨道，变焦旋转和未绑定的轨道被数值考虑。在高自旋情况下，由于自旋-曲率耦合作用，在自旋进动角速度的谐波演化中发现了振幅调制。沿着所讨论的变焦旋转和无约束轨道，测试体接近中心，以至于它通过能层。在能层附近和内部，自旋方向的变化可以非常迅速。自旋-曲率耦合的影响也进行了研究。初始值的选择是这样的，即物体和它的自旋分别在坐标空间和共动坐标系的赤道平面内运动。因此，当轨道和自旋矢量离开赤道平面时，可以观察到明显的自旋-曲率耦合效应。还考虑了自旋进动角速度和自旋矢量的Boyer-Lindquist坐标分量的演化中的附加效应。最后，对于不同的规则黑洞，自旋-曲率耦合对轨道和自旋演化的影响不同。
2022-02-09 gr-qc
Magnetic Reconnection and Energy Extraction from a Rotating Black Hole in a Four-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet Gravity
University of Okara（奥卡拉大学）；University of Management and Technology（管理科技大学）；Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学）；Biruni University（比尔尼大学）
本文研究四维爱因斯坦-高斯-博内特引力旋转黑洞的磁重联能量提取，发现其自旋阈值低于此前结果，plunge regime的功率更高，α参数可降低阈值。
2026-08-06 gr-qc
Particles with negative energies in black holes
研究了在Schwarzschild、带电和旋转的黑洞内外是否存在负能量粒子的问题。分析了史瓦西黑洞内部粒子能量的不同定义，并表明在什么情况下该能量可以为负。比较了Kerr度规和Reissner-Nordstrom度规描述的能层中粒子能量为负的旋转黑洞的情况。
2011-05-22 gr-qc
Kerr-Newman-AdS Black Hole Surrounded by Perfect Fluid Matter in Rastall Gravity
Rastall引力是修正的爱因斯坦广义相对论，其中能量动量守恒定律被推广到$T^{μν}_{~~;μ}=λR^{,ν}$。本文利用Newman-Janis方法和Mathematica软件包，导出了Rastall引力场中被理想流体物质包围的Kerr-Newman-AdS（KN-AdS）黑洞解.然后讨论了被两种特殊的理想流体物质包围的黑洞的性质，即暗能量（$ω=-2/3$）和理想流体暗物质（$ω=-1/3$）.首先，Rastall参数$κλ$可以用弱能条件和强能条件来约束.其次，通过分析视界方程中根的个数，得到了理想流体物质强度$α$的取值范围，它依赖于黑洞质量$M$和Rastall参数$κλ$。第三，我们研究了理想流体暗物质和暗能量对能层的影响。我们发现理想流体暗物质对能层大小有显著的影响，而暗能量的影响较小。最后，我们发现理想流体物质并不改变黑洞的奇异性。此外，我们还研究了具有暗能量和理想流体暗物质的KN-AdS黑洞在赤道面上的自转速度。我们认为，当同时考虑理想流体暗物质晕和重子盘时，低表面亮度星系的自转曲线多样性可以在Rastall引力框架下得到解释。
2020-01-13 gr-qc
Higher-order-in-spin interaction Hamiltonians for binary black holes from source terms of Kerr geometry in approximate ADM coordinates
从准各向同性和调和坐标下的Kerr解出发，将能层外的Kerr度规分别在径向坐标$r$和约化角动量变量$a$中变换到ADM坐标下，直到$1/r^4$和$a^2$阶.计算了近似解的分布源项。在线性动量的高阶基础上，导出了黑洞双星的高阶自旋相互作用哈密顿量。
2012-04-25 gr-qc
Hawking radiation screening and Penrose process shielding in the Kerr black hole
研究了Kerr黑洞赤道面上大质量粒子的径向运动。考察了能层内外对霍金辐射的屏蔽和对彭罗斯过程的屏蔽，并研究了它们对黑洞蒸发的影响。特别是，轨迹和宽度的一个经典的禁止区域和依赖于粒子的角动量和能量进行了分析。考虑了该区域边界之间粒子的透射，确定了透射系数。
2016-03-29 gr-qc
Energy Extraction from the Einstein-Born-Infeld Black Hole
利用不可约质量的概念，确定了能层的外延，并讨论了从EBI黑洞中提取能量的问题。这些结果进行了比较Reissner-Nordstrom（RN）的; RN是BI黑洞的线性电磁对应物。结果表明，对于一个固定的电荷Q，从RN黑洞中提取的能量比从EBI黑洞中提取的能量多。在极端情况下也进行了研究，表现出显著的特点，例如，更多的能量可以从极端EBI黑洞比极端RN，但极端EBI黑洞缺乏一个线性电磁黑洞限制。
2016-11-25 gr-qc
Geodesic Motion in the (Charged) Doubly Spinning Black Ring Spacetime
在这篇文章中，我们分析了测试粒子和光在五维（带电）双自旋黑环时空中的测地线。显然，这是不可能的，以单独的哈密顿-雅可比方程（带电）双自旋的黑环一般，所以我们集中在特殊情况下：零测地线在能层和测地线的两个旋转轴的（带电）双自旋的黑环。我们提出了这些特殊情况下的测地线方程的解析解。利用有效势方法，我们研究了实验粒子和光的运动，并讨论了相应的轨道。
2012-12-03 gr-qc
Remarks on electrical Penrose process for magnetized Reissner-Nordström black hole
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politecnico Nacional（墨西哥国立理工学院高级研究中心）；Universidad Autónoma de Ciudad Juárez（华雷斯自治大学）
本文研究了磁化Reissner-Nordström黑洞中电Penrose机制下的能量提取问题，推导了能量提取效率的通用表达式，并明确了磁场在控制能提取过程中的作用。
2026-08-31 gr-qc
Kerr-Anti-De-Sitter/De-Sitter Black Hole In Perfect Fluid Dark Matter Background
利用Newman-Janis方法和Mathematica软件包，得到了理想流体暗物质背景下Einstein场方程的Kerr-anti-de-sitter（Kerr-AdS）和Kerr-de-sitter（Kerr-dS）黑洞解.（1）从视界方程$g_{rr}=0$出发，导出了当宇宙视界$r_Λ$存在时，理想流体暗物质参数$α$与宇宙常数$Λ$之间的关系。对于$Λ=0$，我们发现$α$在$α>0$的$0<α<2M$和$α<0$的$-7.18M<α<0$范围内。对于正的宇宙学常数$Λ$（Kerr-AdS BH），如果$α>0$，则$α_{max}$减小，如果$α<0$，则$α_{min}$增大。对于负的宇宙学常数$-Λ$（克尔-dS BH），$α_{max}$增加，如果$α>0$和$α_{min}$减少，如果$α<0$ ;（ii）一个能层之间存在的事件视界和外部静态极限面。对于$α>0$和$α<0$，能层的大小相反地演变，而随着$\midα\mid$的增加而减小。当黑洞周围有足够的暗物质时，黑洞的时空发生显著的变化;（iii）这些黑洞的奇异性与旋转黑洞的奇异性相同。此外，我们还利用Hamilton-Jacobi方法研究了测地线运动，发现当$α$在上述范围内时，对于$Λ=0$，存在稳定轨道.此外，对于不同的$α$和黑洞自旋$a$，赤道平面上的黑洞旋转速度有不同的行为。如果$α>0$，它是…
2018-04-23 gr-qc
Production of the High Energy-Momentum Spectra of Quasars 3C 279 and 3C 273 Using the Penrose Mechanism
理论和数值（Monte Carlo）N粒子计算机模型模拟表明，在超大质量旋转黑洞的能层中，事件视界附近的彭罗斯康普顿散射（PCS）和光子轨道上或附近的彭罗斯对产生（PPP）可以产生必要的能量-动量谱来解释超相对论电子神秘通量的起源，从类星体3C 279和3C 273的核心以及其他活动星系核（AGN）的观测中推断出来。来自黑洞周围的吸积盘的粒子落入能层，并散射出处于被捕获或束缚的不稳定轨道的粒子。彭罗斯机制允许克尔黑洞的旋转能量，以及由其强引力场产生的能量动量，被从能层逃逸到无穷远的散射粒子提取。这些模型的计算结果表明，彭罗斯机制是能够产生观测到的高能粒子（~GeV）的类星体和其他活动星系核发射。这种机制可以通过在能层中的目标轨道电子从最初落入低能UV/软X射线光子的PCS中提取硬X射线/伽马射线光子。PPP允许相对论性的e-e+对逃逸--这是由下落的低能光子与光子轨道上高度蓝移的目标光子相互作用产生的。此外，重要的是，散射粒子的发射通过这种机制自然产生相对论喷流准直极轴，在大多数情况下，单侧或不对称，同意AGN的观测。在这些完全相对论计算中，得到了散射粒子的能量-动量四矢量（或四动量）。（简略）
2003-06-06 astro-ph gr-qc
Regular rotating black holes and the weak energy condition
我们在这里重温最近的定期旋转黑洞的工作。我们引入了一个新的质量函数，推广了常用的Barclay和Hayward质量函数，并扩展了最近提出的解决方案，以适应宇宙学常数$Λ$。我们讨论的因果结构（视野）和新提出的解决方案的遍历的一些方面。我们还表明，与球对称的情况下，黑洞的旋转将不可避免地导致违反弱能量条件的任何物理合理的选择的质量函数，加强的想法克尔黑洞的内部区域的描述是更具挑战性的比在史瓦西的情况下。
2014-02-11 gr-qc
Boosted Kerr black holes in general relativity
爱因斯坦的真空场方程的一个解决方案的推导，描述了一个一般的提升克尔黑洞相对于洛伦兹框架在未来的零无穷大。该度规包含5个独立的参数--质量$m$、旋转$ω$、助推参数$v/c$和由满足$(n_1)^2+(n_2)^2+(n_3)^2=1$的$(n_1,n_2,n_3)$定义的助推方向，当助推参数为0和$n_1=1$时，该度规约化为Kerr黑洞.该解描述了天体物理学黑洞必须具有的最一般的配置。黑洞绕$z$轴旋转，角动量与$m ω$成正比，几何形状只有一个Killing矢量$\partial/\partial{u}$，其中$u$是延迟时间坐标。助推器使能层不对称，主波瓣在与助推器相反的方向。为$ω< m$情况定义的事件视界和柯西视界分别由半径$r_{\pm}=m \pm \sqrt{m^2-ω^2}$指定。视界是拓扑球形的，奇点在与助推方向正交的平面上具有圆的拓扑。我们认为，这个黑洞的几何形状是自然的设置来描述最近观察到的引力波事件$GW150914$，$GW151226$，$GW170814$和$GW170817$ \cite{gw1,gw2,gw3,gw4}的残余。在结论中，我们讨论了可能的天体物理过程中的非对称ergosphere和电磁动力学效应，可能会导致从旋转的黑洞运动在相对论速度与推进轴的进动围绕黑洞的旋转轴。
2019-04-11 gr-qc
Spinning Gyroscope in an Acoustic Black Hole : Precession Effects and Observational Aspects
精确的进动频率的自由旋进测试陀螺仪导出的$2+1$维旋转声黑洞模拟时空，而不作出有点不切实际的假设，陀螺仪是静态的。我们表明，作为一个结果，陀螺仪穿过声学的黑洞的能层与有限的进动频率，提供其角速度位于一个特定的范围内的规定，Killing矢量是类时的ergoseion。专门的“排水槽”声学黑洞，进动频率发散附近的声学地平线，而不是附近的能层。在声学黑洞无限小旋转的极限下，陀螺仪仍然以有限的频率进动，从而证实了类似于史瓦西黑洞这样的物理非旋转时空中的测地进动的行为。可能的实验方法来检测声学自旋进动和测量随之而来的进动频率，进行了讨论。
2020-05-21 cond-mat.other gr-qc hep-th
Gravitational Field of a Rotating Mass on an Expanding Universe
Higher Polytechnic School, Autonomous University of Madrid（马德里自治大学高等理工学院）
提出一个统一克尔黑洞与FLRW宇宙学的新精确解，该解在适当极限下退化为克尔-德西特度规，并描述了黑洞内外宇宙膨胀动力学的影响。
2026-05-21 astro-ph.CO gr-qc
Bounds on spinning particles in their innermost stable circular orbits around rotating braneworld black hole
研究了在轴对称旋转膜世界黑洞（BH）附近运动的自旋试验粒子的最内层稳定圆轨道（ISCO）。我们从黑洞的事件视界、静态极限面和能层的描述入手，指出了潮汐电荷参数对能层的影响。研究发现，旋转膜世界BH的ISCO除了对膜世界BH的旋转参数非常敏感外，还对膜世界BH参数C（也称为潮汐电荷参数）非常敏感。我们进一步发现自旋粒子的轨道半径随膜世界BH潮汐荷参数的变化是非单调的。研究发现，对于旋转膜世界BH，粒子自旋的允许范围随着潮汐电荷参数C的减小而增大，与Kerr Newman BH相反。我们还发现膜世界Reissner Nordstrom（C < 0）BH的粒子自旋行为与具有（C > 0）的膜世界BH的粒子自旋行为相似。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Magnetic Reconnection as a Mechanism for Energy Extraction from Rotating Black Holes
旋转的黑洞储存了可以提取的旋转能量。当一个黑洞沉浸在外部提供的磁场中时，能层内磁力线的重联会产生负能量（相对于无穷大）的粒子，这些粒子落入黑洞事件视界，而其他粒子则从黑洞中逃脱窃取能量。我们分析表明，通过磁重联的能量提取是可能的，当黑洞自旋高（无量纲自旋$a\sim1$）和等离子体是强磁化（等离子体磁化$σ_0>1/3$）。允许能量提取的参数空间区域取决于等离子体磁化强度和重连磁场线的取向。对于$σ_0 \gg 1$，发现被最大旋转黑洞吞噬的减速等离子体在无穷远处每焓的渐近负能量为$ε^\infty_- \simeq - \sqrt{σ_0/3}$ .逃逸到无穷远并带走黑洞能量的加速等离子体在无穷远处的能量渐近于单位焓$ε^\infty_+ \simeq \sqrt{3σ_0}$。我们发现，从黑洞中提取的逃逸等离子体的最大功率是$P_{\rm extr}^{\rm max} \sim 0.1 M^2\sqrt{σ_0}\,w_0$（这里，$M$是黑洞质量和$w_0$是等离子体焓密度）的碰撞等离子体制度和一个数量级低的碰撞制度。当$a \sim 1$。在能层中通过磁重联的等离子体重联过程的最大效率被发现是$η_{\rm max} \simeq 3/2$。由于在这里提出的方案中，能层中的快速磁重联应该间歇性地发生，因此在黑洞的几个引力半径内的相关发射预计将显示出突发性质。
2020-12-01 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Energy extraction in electrostatic extreme binary black holes
基于Penrose过程机制，研究了由两个极性相反的静电黑洞（BH）组成的二元系统中能量提取的可能性.我们确定并绘制了仅包围其中一个BH的广义能层。我们证明了非封闭轨道的存在下，负能量的事件视界外，这些轨道允许的能量提取的可能性粒子衰变从BM所描述的系统。此外，我们证明了提取过程可以发生时，带电的测试粒子和BH具有相反的电荷，并分析了该过程的效率。
2022-12-29 gr-qc
Ergosphere Geometry and Thermodynamic Properties of Boosted Kerr-Taub-NUT Solutions in Kaluza-Klein Theory
研究Kaluza-Klein boost作用下Kerr-Taub-NUT时空得到的旋转黑洞，分析四维几何和热力学特性。通过修改诱导空间度量扩大物理ergoregion，验证包含电和磁Kaluza-Klein做工项的黑洞热力学第一定律。
2026-05-11 gr-qc math-ph math.MP
General Boosted Kerr Black Holes and Papapetrou Electrodynamics
本文以一个一般的提升Kerr黑洞相对于未来零无穷远处的Lorentz坐标系的时空为背景，考察了它各自的Papapetrou场.考虑到它的唯一的Killing矢量，我们评估的电和磁组件-在Bondi-Sachs（BS）和Kerr-Schild（KS）坐标-的麦克斯韦场，来自时空等距。为此，我们考虑KS坐标中的一般类时观察者。在满足视界和能层形成的充分条件下，证明了在增强Kerr黑洞周围形成非奇异的磁场组态，而电对应物消失.不同的磁场图案的情况下，讨论的升压参数$γ$和方向$\boldsymbol{\hat{n}}$的变化。
2022-04-02 gr-qc
