Weakly Isolated Horizons: First order actions and gauge symmetries
孤立视界在引力物理学中扮演着重要的角色，从黑洞合并终点的表征到黑洞熵。着眼于一个规范的公式，我们考虑广义相对论的一阶形式。我们关注两个问题：i）内部规范自由度在作用量原理的相容表述中的作用; ii）3+1分解在允许的内部规范中的作用。我们澄清了如何适定的变分原理兼容一般弱孤立视界（WIHs）的要求，导致部分规范固定在一阶描述以前在文献中使用。我们考虑Palatini行动与霍尔斯特扩展，在地平线上有和没有边界项。我们表明，完整的配置空间-没有规范固定-，Palatini行动是可微的，没有额外的表面条款在WIH边界，但更一般的霍尔斯特行动不是。一个表面项在地平线上-这使得渐近平坦配置的作用可微-使霍尔斯特作用可微，但只有当一个限制配置空间和部分减少内部洛伦兹规范。对于第二个问题，我们表明，在执行3+1分解和施加的时间规范，有一个进一步的规范减少的哈密尔顿理论在Ashtekar-Barbero变量的$U(1)$ -规范理论的地平线上。我们表明，即使当霍尔斯特行动是可微的，没有额外的表面条款或任何规范固定为I型球对称（强）孤立的地平线-和一个首选的叶理-，这一结果不通过更一般的孤立或弱孤立的地平线。我们的研究结果代表了对这些问题的第一次全面研究，并澄清了文献中发现的一些相互矛盾的说法。
2016-12-05 gr-qc
Kerr-Newman black hole in the formalism of isolated horizons
平衡状态下一般黑洞的近视界几何可以方便地用弱孤立视界的形式主义以类邦迪展开式（Krishnan B，Class.\量子引力29，205006，2012）。虽然Kerr-Newman黑洞的内禀几何在弱孤立视界框架下得到了广泛的研究，但Krishnan所采用的Bondi类系统的视界外描述还没有被研究。我们扩展Krishnan的工作，明确的，非微扰建设的邦迪四分体在完整的Kerr-Newman时空。也就是说，我们构造了Bondi型四分体，它沿着一个横截于视界的无扭零测地线汇传播，并提供了与这个四分体相关的所有Newman-Penrose标量。这项工作完成了对弱孤立视界形式的克尔-纽曼时空的描述，是研究变形黑洞的起点。
2017-09-26 gr-qc
Geometry of Generic Isolated Horizons
分析了非膨胀、弱孤立和孤立视界固有的几何结构，并将其与广义相对论中其他背景下出现的结构进行了比较，例如，在零无穷大。特别是，我们详细解决的问题，挑出来的首选法线在各种应用程序中所需的这些视野。这项工作提供了强大的工具，提取不变的，物理信息的数值模拟的近地平线，强场几何。虽然它补充了以前的弱孤立层力学定律的分析，但并不假设这些结果的先验知识。
2002-01-28 gr-qc
Gravitational radiation of generic isolated horizons
从零无限和视界的相似性出发，我们给出了如何在一般孤立视界附近建立适当的标架。利用渐近展开和参考自旋标架研究了一般孤立视界附近的引力辐射，发现在非膨胀视界上出现了新函数。我们还证明了在弱孤立视界上表面引力是常数。通过渐近展开得到了一般孤立视界允许引力辐射的相应守恒量和相应的渐近对称群。
2008-07-16 gr-qc
Radiation from quantum weakly dynamical horizons in LQG
利用Ghosh和Perez最近对孤立视界的理论研究，我们给出了巨正则系综中平衡态附近孤立视界的统计力学分析。通过匹配描述的动力学阶段弱动力学的视野与这个本地的统计框架，我们引入了一个概念的温度在当地的表面重力。这进一步支持了仅从物理角度恢复半经典面积定律。此外，它使我们能够研究视界附近的LQG动力学产生的辐射过程，提供了一个量子引力描述的视界蒸发。对于大的黑洞，我们得到的光谱呈现出一种离散的结构，这种结构可能是潜在的可观察的，甚至在包含所有相关的过渡线之后也可能被保留。
2012-04-03 gr-qc
The spacetime in the neighborhood of a general isolated black hole
我们在一般孤立的、旋转的、带电的黑洞附近构造时空。将黑洞模型化为弱孤立视界，并采用以视界为内边界的爱因斯坦方程的特征初值形式。通过求解Newman-Penrose形式的特征场方程，将时空度规和其他几何场在远离视界的径向坐标系中展开成幂级数。这是第一个在一系列的文件，调查近地平线的几何形状和它的物理应用，使用孤立的地平线框架。
2012-04-19 gr-qc
Weakly Isolated Horizons: $3+1$ decomposition and canonical formulations in self-dual variables
孤立视界的概念在引力物理学中扮演了重要的角色，从描述黑洞合并的终点到（量子）黑洞熵都很有用。特别是，{ \it weakly} isolated horizons（WIH）作为事件视界的准局部推广的定义是纯几何的，并且与描述引力场所用的变量无关。在这里，我们考虑一个典型的分解广义相对论的连接和Vierbein变量从一阶行动。在这种方法中，关于存在（弱）孤立视界的信息是通过一组边界条件的内部边界的时空区域的考虑。对于自对偶作用，我们采用了具有边界区域的狄拉克算法的推广。虽然处理有边界的规范理论的形式是明确的，但边界上动力学变量的选择却不是。我们探索这种自由，并考虑不同的规范制定的非旋转黑洞定义的WIH。我们表明，无论是视界自由度和能量的概念与视界是不是唯一的，即使描述可能是自洽的。这代表了以前的工作在孤立的视野，无论是在探索这种自由和视野类型的考虑。我们评论以前的结果发现在文献中。
2022-09-23 gr-qc hep-th math-ph
Extremal Isolated Horizon/CFT Correspondence
在类Bondi坐标下，得到了极值（弱）孤立视界的近视界极限。在真空情形下，得到了类Bondi坐标系下的近视界度规与极值Kerr黑洞的标准Poincaré型或整体近视界度规之间的显式坐标变换，表明这两种几何是相同的.结合已知的（弱）孤立视界的热力学，我们认为Kerr/CFT对应可以推广到一大类非稳态极值黑洞的情形.
2009-07-22 gr-qc hep-th
Isolated Horizons in 2+1 Gravity
利用高维引力理论的思想，在2+1维空间中引入非膨胀、弱孤立和孤立视界，并进行了分析。虽然基本的定义可以直接从更高的维度中继承，但由于2+1维度的特殊性，它们的结果有些不同。尽管如此，在更高的维度，我们能够：i）详细分析视界几何; ii）使用几何方法引入孤立视界的质量，电荷和角动量的概念; iii）推广黑洞力学的第零和第一定律。哈密顿方法还首次提供了带电旋转黑洞的总角动量和质量的表达式，以及它们与视界上定义的类似量的关系。我们还构造了2+1维Newman-Penrose框架的类似物，这在2+1维引力的各种问题中应该是有用的。
2003-04-28 gr-qc
Null infinity as $SU(2)$ Chern-Simons theories and its quantization
本文利用弱孤立视界量子化框架，将未来零无穷远视为两个相反能级SU(2) Chern-Simons理论之和，通过计数微观态计算熵，得到与截面面积成正比的结果，与普适熵公式一致。
2025-08-06 gr-qc
On covariant and canonical Hamiltonian formalisms: Weakly Isolated Horizons
本文研究协变与正则哈密顿形式论在带孤立视界边界时空中的关系，通过分析差异并调整相空间实现两者结果完全对应，阐明边界项作用。
2025-09-10 gr-qc hep-th
Null Infinity as a Weakly Isolated Horizon
本研究证明类光无穷远是共形完备化中的弱孤立视界（WIH），推导其性质源于WIH框架，解释了其与黑洞WIH的物理差异根源，为统一研究视界动力学与无穷远波形及量子引力黑洞蒸发分析提供了基础。
2024-07-04 gr-qc hep-th math-ph
Isolated horizons in higher-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity
孤立视界框架的引入是为了提供一个局部的描述，黑洞是在平衡与他们的（可能是动态的）环境。在过去的几年中，该框架已被扩展到包括D=4维的物质场（介子，杨米尔斯等）和$D\geq3$维的宇宙学常数。在这篇文章中，我们提出了一个进一步的扩展框架，包括在高维爱因斯坦-高斯-邦纳（EGB）引力黑洞。特别是，我们构造了一个协变相空间的EGB引力在任意尺寸，使我们能够推导出第一定律。我们发现弱孤立非旋转视界的熵由$\mathcal{S}=(1/4G_{D})\oint_{S^{D-2}}\bm{\tildeε}(1+2α\mathcal{R})$给出。在这个表达式中，$S^{D-2}$是具有面积形式$\bm{\tildeε}$和Ricci标量$\mathcal{R}$的视界的$(D-2)$维横截面，$G_{D}$是$D$维牛顿常数，而$α$是高斯-邦内参数。视界熵的表达式与欧几里德和Noether电荷方法所预言的一致。因此，我们将孤立视界框架扩展到爱因斯坦引力之外。
2007-06-13 gr-qc
Weakly-Gravitating Objects in dynamical Chern-Simons gravity and Constraints with Gravity Probe B
传统上，对太阳系的观测允许对爱因斯坦的广义相对论进行非常严格的检验。在这里，我们重新审视使用这些观测来约束动力学陈-西蒙斯引力中所封装的引力宇称破坏的可能性。本文在小耦合近似和后牛顿近似下，解析计算了孤立的、弱引力的、具有均匀自转和四极质量形变的天体内外的引力场的标量场和重磁扇区。我们发现，外部场的渐近剥离行为与黑洞和中子星以及非相对论性物体的渐近剥离行为是一致的，其总体系数是不同的，并且取决于弱场源的结构。然后，我们使用这些领域明确地计算动力学陈-西蒙斯校正的自旋进动的陀螺仪在地球周围的轨道，我们发现在相同的方向作为广义相对论的Lense-Thirring效应。然后，我们比较这个校正的自旋进动预测的广义相对论的重力探测器B实验的结果，把一个约束动力学陈-西蒙斯理论，是与以前的近似估计。尽管我们主要关注单个物体，但我们的方法可以直接扩展到二元系统或N个物体。
2018-10-31 gr-qc
Supersymmetric isolated horizons
在所有（奇）$D\geq5$维下，构造了Einstein-Maxwell-Chern-Simons理论中旋转弱孤立视界的协变相空间.特别是，我们表明，相应的相空间上的视界满足黑洞力学的第零和第一定律。我们证明了在四维（当去掉陈-西蒙斯项时）和五维中孤立视界上的Killing旋量的存在要求视界上的诱导（法向）联系必须为零，这反过来又意味着表面引力和旋转的一种形式为零。这意味着视界角动量的引力分量为零，而电磁分量（归因于体辐射场）不受约束。由此可见，孤立视界只有当它是极值的且不旋转时才是超对称的。这些视界的一个显著性质是，Killing旋量只需要存在于视界本身。它不一定存在于地平线之外。此外，我们发现，当视界的表面引力为零时的极限提供了一个拓扑约束。具体地说，当主能量条件满足且宇宙学常数$Λ$为零或正值时，视界横截面的标量曲率的积分必须为正，特别是排除了超对称孤立视界的环面拓扑（除非$Λ<0$）当且仅当应力-能量张量$T_{ab}$的形式是，对于任何两个零矢量$\ell$和$n$，$T_{ab}\ell^{a}n^{b}=0$具有在视界上的归一化$\ell_{a}n^{a}=-1$。
2008-04-11 gr-qc hep-th
Fluid/Gravity Correspondence For General Non-rotating Black Holes
本文研究了具有一般非旋转弱孤立视界的时空中的流体/引力对应。借助Petrov-like边界条件和大平均曲率极限，我们证明了对偶流体动力系统可以用广义受迫不可压Navier-Stocks方程描述。特别地，对于静止的黑洞或具有某些渐近静止条件的时空，这样的系统退化为标准的强迫Navier-Stocks系统。
2013-03-15 gr-qc hep-th
Magnetized Black Holes in an External Gravitational Field
我们得到了描述外引力场中磁化黑洞的一族精确解。局部的解决方案可以被解释为代表的近视界区域的黑洞，它与周围的物质分布产生强磁场的相互作用。因此，该解决方案反映了在强场制度的引力和电磁外势的影响。族中的静态成员是史瓦西解在所描述的环境中的推广，而旋转成员在考虑外部引力源的影响时推广了磁化Reissner-Nordström解。从技术上讲，解决方案是通过哈里森变换。我们研究的解决方案的物理性质，并将它们与相应的孤立的黑洞，并与特定的情况下，只有一个外部潜力的相互作用被考虑在内。对于静态黑洞，外部引力场和磁场的影响在某种意义上被分解了，它们都影响不同的性质，而其余的性质保持不变。对于旋转解，外部引力场和磁场通过避免圆锥奇点的条件耦合。迈斯纳效应只在零电荷极限下的极端旋转解中观察到，类似于磁化的Reissner-Nordström黑洞。
2017-04-15 gr-qc hep-th
Pathways for producing binary black holes with large misaligned spins in the isolated formation channel
双星黑洞（BBH）可以从孤立的大质量双星的坍缩核心形成。这些BBH的质量和自旋是由潮汐、风、吸积、共同包络演化（CEE）、超新星诞生踢和恒星核-包络耦合等现象的复杂相互作用决定的。在黑洞合并过程中发射的引力波依赖于黑洞的质量和自旋，因此可以约束这些现象。我们提出了一个简化的二元恒星演化模型，并确定了参数空间的区域，产生大自旋与轨道角动量不一致的BBH。在我们模型的场景A（B）中，稳定质量转移（SMT）发生在质量较大（较小）的恒星的罗氏瓣溢出（RLOF）之后，而CEE发生在质量较小（较大）的恒星的罗氏瓣溢出（RLOF）之后。每一种情况进一步分为途径1和途径2，这取决于大质量恒星的核心是在小质量恒星的RLOF之前还是之后坍塌。如果恒星核心与其包层之间的耦合较弱，那么如果从恒星祖先那里继承了大于解体值$10\%$的出生自旋，就可以产生高自旋的BBH。BBH也可以在场景A中的沃尔夫-拉叶阶段通过潮汐同步获得大自旋，或者在场景B中的SMT阶段通过吸积到最初质量更大的恒星上获得大自旋。如果反冲与轨道速度相当，BBH自旋可能会高度错位，这在路径A1中更容易实现，其中更大质量的恒星的反冲先于CEE。
2023-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Horizons and Null Infinity: A Fugue in 4 voices
本文证明平衡黑洞视界与渐近平坦时空的零无穷远共享几何性质，均为弱孤立视界，并利用统一视角揭示其物理差异的起源，以赋格类比主题交织。
2024-03-01 gr-qc hep-th
