Resolving the pathologies of self-interacting Proca fields: A case study of Proca stars
有人认为，自相互作用的大质量矢量场是病态的，这是由于矢量场的奇异有效度量的动态形成，这是梯度或鬼不稳定性的开始。我们讨论，这种奇异性的形成不一定是一个基本问题，但大规模矢量场的有效场论（EFT）描述的故障。通过使用大质量矢量场的紫外线（UV）完成模型，我们证明了Proca星，矢量场的自引力凝聚体，即使在EFT遭受梯度不稳定性之后仍然存在，而在UV没有任何病理，其中EFT描述仍然有效，EFT中的梯度不稳定性可以解释为高-从紫外线的角度来看密度玻色子星。另一方面，我们发现在鬼不稳定性出现之前，EFT描述被破坏。这表明，随着EFT动态地趋向于接近鬼影不稳定的发作，可以自发地激发大量的自由度以治愈EFT的病理。
2022-09-14 gr-qc hep-th
Rotating black holes with primary hair in five-dimensional generalized Proca theory
Universidad de Talca（塔尔卡大学）
该研究通过Kerr-Schild假设构造了五维广义Proca理论中的新一类精确解析旋转黑洞解，利用Proca场沿null几何线束设置，非线性场方程简化为三个主方程，从而得到具有任意非Killing角坐标函数的主发解，并扩展了Myers-Perry家族。
2026-08-13 gr-qc hep-th
Superradiant instability of massive vector fields around spinning black holes in the relativistic regime
研究了在测试场极限下旋转黑洞周围的大质量矢量场（Proca场）的超辐射不稳定性。这是由于天体物理学黑洞的观测可能会探测到超轻玻色子的存在。通过利用时域模拟，我们表征的增长率，频率，空间分布，和其他属性的不稳定模式，包括在政权的黑洞是快速旋转和康普顿波长的Proca字段是可比的黑洞半径。我们发现，在这个政权的相对论效应增加的范围Proca群众是不稳定的，以及最大的不稳定率。我们还研究了由这种不稳定性产生的引力波，发现它们比大质量标量场的情况要强得多。
2017-07-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Spinning Proca-Higgs balls, stars and hairy black holes
本文将Einstein-Proca-Higgs模型中的静态孤子解推广到旋转情形，构造并研究了旋转球、星体、Kerr黑洞周围的稳态云及其非线性延拓得到的带Proca-Higgs毛黑洞。
2024-06-05 gr-qc
Modified Hawking radiation of stationary and nonstationary Kerr-Newman-de Sitter black hole
利用WKB近似和Proca方程的Hamilton-Jacobi近似，研究了矢量玻色子穿过Kerr-Newman-deSitter（KNdS）事件视界的隧穿.得到了KNdS黑洞事件视界处的隧穿几率和辐射谱。利用Rarita-Schwinger变换到变形Hamilton-Jacobi方法和新的Tortoise坐标变换，研究了稳态和非稳态KNdS黑洞的修正霍金辐射.我们观察到，无论是定常时空还是非定常时空，事件视界附近的修正Hawking温度都依赖于黑洞参数。
2020-12-18 gr-qc hep-ph
Perturbations of slowly rotating black holes: massive vector fields in the Kerr metric
本文讨论了研究慢转黑洞线性扰动的一般方法，它对任何扰动场都有效，尤其是当场方程不可分时更有优势。作为一个例子的方法，我们调查大规模矢量（Proca）扰动的克尔度规，这似乎是不可分离的标准Teukolsky形式主义。在微扰方案下，我们讨论了旋转引起的两个重要效应：不同方位角数m的非轴对称准正规模和束缚态的类塞曼位移，以及不同多极指数l的轴模和极模之间的耦合.我们显式计算的扰动方程旋转到二阶，但在原则上的方法可以扩展到任何顺序。工作在一阶旋转，我们表明，极性和轴向Proca模式可以通过求解两个解耦的方程组计算，我们推导出一个单一的主方程描述轴向扰动的自旋s=0和s=+-1。通过将计算推广到二阶，我们可以用自洽的方法研究Proca扰动的超辐射区。我们第一次表明，Proca领域克尔黑洞周围表现出超辐射不稳定性，这是显着强于大规模的标量场。由于这种不稳定性，天体物理学对旋转黑洞的观测提供了光子质量的最严格上限：在我们最保守的假设下，mv<4 × 10 ^-20 eV。对最大的黑洞进行自旋测量，可以将这个束缚降低到mv<10^-22 eV或更低。
2012-10-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Marginal scalar and Proca clouds around Reissner-Nordström black holes
克尔黑洞周围的大质量标量测试场可以形成具有复频率的准束缚态。这些状态中的一些会随着时间的推移而衰减，但另一些-在超辐射状态中-会增长，导致超辐射不稳定性。在衰减模式和增长模式之间的临界点处，存在具有实频率的束缚态，称为标量云。这些云的完全非线性对应物已经被证明会产生带有标量头发的克尔黑洞。在这里，我们考虑大量的，（电）充电，测试标量和Proca场的背景下的Reissner-Nordström黑洞。通过计算准束缚态的频率，我们建立了没有这样的国家存在于超辐射制度的Proca场-一个类似的行为，已知的标量场。但是存在具有任意小的频率虚部的衰减准束缚态，因此它们的寿命是任意长的。在消失的频率的虚部的限制，字段不平凡化，我们配音的边缘（带电）标量或Proca云的相应配置，因为他们只是边际约束。我们评论可能存在的非线性对应这些边缘云。
2014-06-13 gr-qc hep-th
Eruptive Massive Vector Particles of 5-Dimensional Kerr-Gödel Spacetime
本文研究了5维Kerr-Gödel时空中自旋为1的大质量粒子的霍金辐射。将WKB近似和Hamilton-Jacobi近似应用于相对论Proca方程，得到了有质量矢量粒子的量子隧穿率。利用所得到的隧穿率，我们展示了如何合理地计算5维克尔-哥德尔时空的霍金温度。
2017-10-04 gr-qc
On the dynamical bar-mode instability in spinning bosonic stars
自旋玻色子星（SBS）可以由角动量不为零的标量/Proca粒子的稀云的引力坍缩形成。在最近的工作中，我们发现标量星是瞬态的，由于非轴对称的不稳定性，触发角动量的损失。我们进一步研究了SBS的动力学形成的爱因斯坦（大规模的，复杂的）Klein-Gordon系统和爱因斯坦（复杂的）Proca系统的三维数值相对论模拟。我们将一个四次自相互作用势的标量情况下，以衡量其对不稳定性的影响，我们调查（m=2）Proca星，以评估其稳定性，我们试图与方位角密度模式的增长率和存在的共转点的SBS的不稳定性。我们证明：自相互作用势只能延迟标量玻色子系统的不稳定性，m=2 Proca星总是迁移到稳定的m=1球状族，不稳定的m=2 Proca星和m=1标量玻色子星存在共转点.这建立了一个平行的旋转中子星受动力学棒模不稳定性。我们计算引力波（GW）发射和调查的波形的可探测性比较信号的特征应变与各种探测器的灵敏度曲线，计算的信噪比。通过假设的特征阻尼时间尺度的条形变形在SBS只设置由GWs的排放，而不是由粘度（不像在中子星），我们发现，后崩溃的排放可能是数量级更充满活力的比棒模式不稳定性本身。我们的研究结果表明，GW观测的SBS可能是在未来的实验范围内，提供了一个潜在的手段来建立这样的恒星的存在，并把严格的玻色子粒子的质量约束。
2020-10-13 gr-qc
Constraint on massive vector field with extreme-mass-ratio inspirals around a slowly rotating black hole
Nanchang University（南昌大学）；South China University of Technology（华南理工大学）
研究通过LISA探测极端质量比inspirals波形相位差，以约束Proca场质量。
2025-11-23 astro-ph.HE gr-qc
Kerr black holes with synchronised hair: an analytic model and dynamical formation
East和Pretorius（arXiv：1704.04791）利用完全非线性的数值模拟成功地演化出了克尔黑洞（BH）的超辐射不稳定性，这种不稳定性是由大质量的复杂矢量场触发的。演化终止于与旋转BH视界同步的矢量场凝聚的静止状态。我们发现这些端点是同步Proca头发的Kerr BH的基本状态。从这些模拟的“实验数据”的动机，我们建议一个通用的（即场自旋独立），具有准克尔地平线，适用于弱发制度的同步头发的BH的子集的分析模型。比较这个模型与完全非线性数值解的BH与同步标量或Proca头发，我们表明该模型是准确的毛BH，可能会出现动态超辐射，其域，我们确定。
2017-06-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Hawking emission of massive vector fields by Kerr black holes
University of Trento（特伦托大学）；Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA)-INFN（特伦托基础物理与应用研究所（TIFPA）-意大利国家核物理研究所）；Centro de Física da Universidade de Coimbra（科英布拉大学物理中心）；Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra（科英布拉大学理学院与技术学院）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Instituto de Física Teórica (IFT) UAM/CSIC（马德里自治大学/西班牙国家科研委员会理论物理研究所）
该研究首次计算克尔黑洞对大质量矢量场的霍金辐射谱，确定灰体因子及质量、自旋损失函数，分析极化模式贡献、蒸发率及超辐射发射等，揭示高自旋黑洞能在低温下发射大质量矢量场且超辐射更显著。
2026-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The problem with Proca: ghost instabilities in self-interacting vector fields
大规模矢量场在粒子物理学的几个领域中发挥作用，例如，作为弱相互作用、暗物质候选者的载流子，或者作为等离子体中光子的有效描述。在这里，我们调查与自相互作用的矢量场取代质量项的Proca方程与一般的潜力。我们表明，这种看似良性的修改不可避免地引入了鬼不稳定性，最近确定的矢量张量理论的修改引力（但在这个更简单，最低限度的耦合理论）。有人建议，非微扰动力学可以驱动系统远离这种不稳定性。我们证明，这是不是这样的情况下，通过不断发展的自相互作用Proca场的克尔背景下，它的增长，由于超辐射不稳定性。系统最初的演化过程与大质量系统相同，但一旦自相互作用变得显著，不稳定性就会在有限的时间内被触发。这些不稳定性对大质量、自相互作用矢量玻色子凝聚体的形成、自旋为1的玻色子的可能性、矢量暗物质模型以及等离子体中相互作用光子的有效模型都有影响。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Solutions in the generalized Proca theory with the nonminimal coupling to the Einstein tensor
研究了一类与爱因斯坦张量具有非最小耦合的广义Proca理论的静态球对称解。首先，我们证明了在标量张量理论与爱因斯坦张量的非最小导数耦合的解决方案可以是那些在广义Proca理论与消失的场强。然后，我们表明，当场强采取非零值的静态和球对称的解决方案，可以找到只有特定值的非最小耦合常数。其次，我们研究了静态球对称背景的一阶慢旋转修正。我们发现，对于电场强度为零的背景，慢旋解与广义相对论中的Kerr-（反）de Sitter解是一致的。另一方面，对于非零电场强度的背景，在慢旋转近似下，可以实现一阶隐身。
2016-10-30 gr-qc
Iron K$α$ line of Proca stars
X射线反射光谱学可以成为检验天体物理学黑洞性质的有力工具。扩展了先前对具有标量头发的克尔黑洞[1]和玻色子星[2]的工作，在这里，我们研究天体物理学黑洞候选者是否可能是无水平的，自引力的，矢量玻色-爱因斯坦凝聚体，称为Proca星[3]。我们发现，目前的X射线任务的观测只能提供弱约束，并排除单独Proca星与低紧凑性。原因有二。首先，目前我们不知道日冕的几何形状，因此发射率分布的不确定性限制了约束背景度量的能力。其次，即使是明亮的黑洞双星，光子数也很低，我们无法精确测量光谱。
2017-01-01 astro-ph.HE gr-qc
Head-on collisions and orbital mergers of Proca stars
Proca星是自引力的玻色-爱因斯坦凝聚体，它是爱因斯坦-（复）-Proca系统的数值定态解。这些孤子既可以是稳定的，又可以通过引力冷却机制从一般的初始数据动态地形成。在本文中，我们进一步探索这些孤子对象的动力学性质，通过执行迎面碰撞和轨道合并的等质量Proca星，使用完全非线性数值演化。对于迎面碰撞，我们表明，这些碰撞的终点和引力波形取决于Proca星的紧凑性。紧凑度足够小的Proca星碰撞后留下稳定的Proca星残骸。但是更紧凑的Proca星碰撞形成一个短暂的${\it hypermassive}$ Proca星，它最终衰变成一个黑洞，尽管暂时被Proca准束缚态包围。不稳定的中间阶段会在波形中留下印记，使其与黑洞正面碰撞的波形不同。最后的准正常振铃相匹配的史瓦西黑洞，即使小的偏差可能会发生，作为充分的非线性和长寿命的Proca准束缚态的签名。对于轨道合并，结果也取决于恒星的紧凑性。对于大多数紧凑型恒星，双星合并形成一个克尔黑洞，它保留了部分初始轨道角动量，被短暂的Proca场残余所包围;在较低紧凑度的情况下，双星合并形成一个大质量的Proca星，有角动量，但不平衡。与先前对（标量）玻色子星的研究一样，当接近最终的平衡态时，这些物体的角动量似乎收敛到零。
2018-11-23 gr-qc
Photon Orbital Angular Momentum and Proca effects in rotating and charged spacetimes
我们分析了在Kerr-Newman和Reissner-Nordstrom-deSitter时空中结构等离子体对光子的Proca质量和轨道角动量的影响。湍流等离子体中特征长度的存在将虚Proca光子质量转换为轨道角动量，结果是虚光子质量减小。这种等离子体效应和引力场效应的结合导致了一种新的天体物理现象，这种现象将轨道角动量的特定分布印刻到从这种黑洞附近发射的不同频率的光中。在不同的频带中的辐射的轨道角动量谱的测定导致的静电和引力场的黑洞和等离子体湍流的完整表征，具有基本的天体物理学和宇宙学的影响。
2011-09-01 astro-ph.HE gr-qc quant-ph
Quasinormal modes of massive vector fields on the Kerr spacetime
研究了旋转黑洞时空中Proca场的准正规模频率谱。首先，我们回顾如何引入场质量修改的标量场的情况下，导致倏逝模和准共振的频谱。接下来，我们将研究Proca场的三种物理极化及其与无质量极限中电磁场模式的关系。利用分离的变量，我们得到了一个五项递归关系，从一个适当的矩阵的径向函数。应用高斯消去法和改进的Lentz算法，从连分数的根计算拟正规频率。我们验证我们的方法通过计算准束缚态频率，这是互补的准正规模式，可以使用相同的方法计算。我们提出了一个选择的结果，所有三个极化的低卧泛音，在一个范围内的黑洞自旋和字段质量。
2020-08-24 gr-qc hep-th
Non-linear dynamics of spinning bosonic stars: formation and stability
我们进行数值演化的完全非线性爱因斯坦-（复杂的，大规模的）克莱因-戈登和爱因斯坦-（复杂的）Proca系统，以评估自旋玻色子星的形成和稳定性。在标量/矢量的情况下，它们被称为玻色子/普罗卡星。首先，我们考虑编队的情况。从服从约束的初始数据开始，描述一个旋转标量/Proca场的稀释的轴对称云，通过引力冷却，发生朝向旋转恒星的引力坍缩。在标量的情况下，形成是短暂的，即使是一个非扰动的初始云;非轴对称的不稳定性总是发展喷射所有的角动量从标量星。相比之下，在Proca的情况下，没有观察到不稳定性，并且演化与旋转Proca星的形成是一致的。其次，我们讨论了现有恒星的稳定性，即场方程的定态解。在纯量情况下，非轴对称扰动将恒星坍缩为旋转的黑洞。在Proca的情况下，没有发现这样的不稳定性，在那里的恒星生存大幅度扰动;此外，一些激发Proca星衰变，并保持为基本状态。我们的分析表明，玻色子星有不同的稳定性在标量/矢量的情况下，我们暂时涉及到他们的环形/球状形态。简要讨论了自旋流体星不稳定性的平行性。
2019-07-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The quasinormal modes, pseudospectrum and time evolution of Proca fields in quantum Oppenheimer-Snyder-de Sitter spacetime
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文研究了量子修正de Sitter黑洞背景下Proca场的准正规模式与时间演化，通过超曲面框架和伪谱方法揭示量子修正、宇宙学常数及Proca质量对模式不稳定性的不同影响，并确认无幂律晚期尾部。
2025-11-05 gr-qc
Stability Conditions in the Generalized SU(2) Proca Theory
在伽利略-霍恩代斯基理论及其更现代的扩展的相同精神下，广义SU（2）普罗卡理论是通过要求其作用量可以不受奥斯特罗格拉茨基不稳定性的影响而建立的。然而，理论也必须摆脱其他不稳定性问题，以确保其可行性。作为第一种方法来解决这个问题，我们集中在一个相当普遍的理论变体，并调查的一般条件下，鬼和梯度不稳定性的张量部门，而不需要解决的动力学背景。这种方法的现象学的兴趣，以及研究的变体在于建立宇宙模型的可能性，完全由非阿贝尔向量场，可以解释一个成功的描述早期的通货膨胀和后期的时间加速膨胀的宇宙。
2019-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Classical instability of Kerr-AdS black holes and the issue of final state
现在已经确定小Kerr-Anti-de Sitter（Kerr-AdS）黑洞通过超辐射放大机制对标量扰动是不稳定的。我们表明，小的Kerr-AdS黑洞也不稳定对引力摄动，我们计算这种不稳定性的特点。我们还非常详细地描述了这种不稳定性的演变。特别是，我们确定其端点状态。它对应于一个Kerr-AdS黑洞，其边界是一个以光速旋转的爱因斯坦宇宙。这个黑洞被认为是稍微扁扁的，并与一定量的外部辐射平衡共存。
2006-08-03 gr-qc hep-ph hep-th
Massive Vector Fields in Rotating Black-Hole Spacetimes: Separability and Quasinormal Modes
我们证明了一般Kerr-NUT-（A）dS黑洞时空中任意维数的质量矢量场方程的可分性，填补了文献中的一个长期空白.在四维Kerr几何下，对所得的分离方程进行了更详细的研究，并计算了相应的准正规模。Proca场的三个独立极化中的两个被证明是从分离假设中出现的，并且发现结果与最近的数值研究结果完全一致，其中在不使用可分性属性的情况下处理了全耦合偏微分方程。
2018-05-31 gr-qc hep-th
Highly compact Proca stars with quartic self-interactions
我们研究了具有一种新的四阶自相互作用的复矢量场的自引力束缚态，这种自引力束缚态在复标量场和实矢量场的情况下都不存在。根据耦合常数的符号，这种四次自相互作用可以产生一个独特的功能Proca星从以前研究的自相互作用的矢量场。我们发现，自引力解可以是如此紧凑，光子球可以形成。然而，我们也表明，自相互作用引起的鬼不稳定性的恒星的紧凑性是接近的光子球的形成，这可能会使光子球的形成无效。
2023-02-14 astro-ph.CO gr-qc
GW190521 as a merger of Proca stars: a potential new vector boson of $8.7 \times 10^{-13}$ eV
先进的LIGO-Virgo报告了一个短的引力波信号（GW 190521），解释为黑洞的准圆形合并，其中一个填充了对不稳定的超新星间隙，形成了一个亮度距离为$d_L \sim 5.3$ Gpc的残留黑洞$M_f\sim 142 M_\odot$。然而，GW 190521几乎没有可见的合并前排放，值得进一步研究合并前的动力学，甚至是碰撞物体的性质。我们发现，GW 190521与两个（等质量和自旋）水平矢量玻色子星（又名Proca星）迎头碰撞的数值模拟信号是一致的，形成了一个最终的黑洞与$M_f = 231^{+13}_{-17}\,M_\odot$，位于$d_L = 571^{+348}_{-181}$ Mpc的距离。Proca星的超轻矢量玻色子成分的有利质量是$μ_{\rm V}= 8.72^{+0.73}_{-0.82}\times10^{-13}$ eV。这提供了第一个证明这两个理论模型之间的密切简并，一个真正的引力波事件。普罗卡星解释的证实，我们发现统计上稍微倾向于，将提供长期寻找的暗物质粒子的第一个证据。
2021-01-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Vector Superradiance without Separability: Instability Rates from the Worldline Effective Theory
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Cimulate, Salesforce
利用点粒子有效场论精确计算旋转黑洞周围超轻矢量场的超辐射不稳定性速率，无需可分性假设，解决了文献中速率差异问题，并揭示了视界接触项的关键作用。
2026-09-21 gr-qc hep-th
Constraining Black Holes with Light Boson Hair and Boson Stars using Epicyclic Frequencies and QPOs
轻玻色场在标准模型的扩展中是普遍存在的。即使在最低限度地与引力耦合时，这些场也可能避开黑洞无毛定理的假设，并产生旋转的黑洞，这可能与克尔度规截然不同。此外，它们允许自引力的紧凑孤子，称为（标量或Proca）玻色子星。准周期振荡（QPOs）中观察到的X射线通量所发射的吸积紧凑的对象进行强场区域的信息，从而提供了一个强大的工具，以约束偏离克尔几何和搜索外来紧凑的对象。通过使用相对论性进动模型作为代理解释QPO的测地频率，我们研究如何QPO频率可以用来测试无毛定理和存在的轻玻色场附近的吸积致密物体。我们发现，检测到两个QPO三胞胎与当前的灵敏度已经可以约束这些模型，未来的eXTP任务或LOFT类任务可以设置非常严格的约束黑洞玻色子头发和（标量或Proca）玻色子星。紧凑标量/Proca玻色子星的特殊测地线结构意味着这些物体可以很容易地被排除作为X射线源GRO J1655-40的替代模型。
2017-06-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Instability of a Kerr black hole in f(R) gravity
研究了在可行$f(R)$引力场中旋转（Kerr）黑洞的稳定性.线性化Ricci标量方程表现出超辐射不稳定性，导致了$f(R)$引力场中Kerr黑洞的不稳定性.
2013-11-05 gr-qc hep-th
Proca in an Expanding Universe
本文将宇宙学常数纳入 Einstein+Proca 系统，并用 GRBoondi 数值模拟发现正 Λ 会使超辐射矢量场由增长转为衰减。
2024-06-17 astro-ph.HE gr-qc
Non-linear stability analysis of $\ell$-Proca stars
本文通过三维数值相对论模拟对 $\ell=2$ 的 $\ell$-Proca stars 进行非线性稳定性分析，发现其在整个存在域内不稳定，低致密构型会因非轴对称模式失稳并迁移至不稳定的多场状态。
2025-11-04 gr-qc
A note on the instability of the Kerr Cauchy horizon under linearised gravitational perturbations
School of Mathematics, University of Edinburgh（爱丁堡大学数学学院）
本文强化了克尔因果 horizon 在线性引力扰动下的不稳定性结果，并用于证明非线性不稳定性。
2026-04-07 gr-qc math.AP
Conditions for superradiant instability of the Kerr-Newman black holes
通过对渐近标量势和远区波函数的分析，得到了带电质量标量扰动下Kerr-Newman黑洞超辐射不稳定性的两个条件。实际上，它们对应于获得捕获井的条件。同时，我们得到了Kerr-Newman黑洞的超辐射稳定性条件，即不存在俘获阱.将该分析应用于克尔黑洞，以找到超辐射不稳定性的条件。
2022-05-25 gr-qc hep-th
Massive scalar field instability in Kerr spacetime
本文在时域上研究克尔时空中大质量标量场的Klein-Gordon方程。我们证明了在超辐射条件下，标量场变得不稳定，其振幅无限制地增长。我们还估计了这种不稳定性的增长率。
2004-12-05 astro-ph gr-qc
On the instability for massive scalar fields in Kerr-Newman spacetime
在Kerr-Newman黑洞的背景中，一个大质量的带电标量场可以引发超辐射不稳定性。在本文中，我们提出了一个数值研究，这样的不稳定性使用连分式方法。结果表明，对于给定的黑洞，具有特定方位角指数$m$的不稳定标量模只出现在标量场参数空间的有限区域内。标量云的最大质量正好是不稳定模质量的上界。我们证明了由于标量场与Kerr-Newman黑洞之间的电磁相互作用，在相同转动参数的Kerr时空中，不稳定性的增长率可以比标量场的增长率大$15.7\%$.此外，我们还发现了一个增长率的最大值$τ^{-1}=1.788\times 10^{-7}M^{-1}$，它比Kerr情形下的增长率大$4\%$.
2018-07-17 gr-qc
Gravitational instability of an extreme Kerr black hole
阿雷塔基斯证明了极端克尔或雷斯纳-诺德斯特伦黑洞视界处无质量标量场的不稳定性：对于一般的初始数据，视界处标量场的横导数不会衰减，更高的横导数会爆炸。我们表明，一个类似的不稳定性发生的线性化的引力，电磁，扰动的极端克尔黑洞。我们还表明，无质量标量场的不稳定性发生极端黑洞解的一大类理论在不同的时空维度。
2012-11-05 gr-qc hep-th
Superradiant instability of the Kerr brane
我们考虑克尔膜的线性引力扰动，四维以上真空爱因斯坦方程的精确解和弦论的低能解。通过对横向Ricci平坦空间张量调和函数中的扰动进行分解，证明了Kerr膜的张量型和矢量型度量扰动分别满足四维Kerr空间上的质量Klein-Gordon方程和Proca方程，其中质量项与调和函数的本征值成正比.在克尔黑洞中，大质量玻色子场引发了一种著名的超辐射不稳定性。因此，我们建立了在$D\geq6$维的克尔膜是引力不稳定的，由于超辐射。这些解对于Gregory-Laflamme不稳定性来说也是不稳定的，我们讨论了两种不稳定性发生的条件以及它们相当不同的性质。当横向维度被紧化并且比克尔视界小得多时，只存在超辐射不稳定性，其时间尺度比动力学时间尺度长得多。利用四维黑洞线性微扰研究的最新进展，我们的形式也可以用来讨论其他类型的高维黑天体。
2015-07-25 gr-qc hep-th
Efficiency of the Keplerian accretion in the Braneworld Kerr--Newman Spacetimes and mining instability of some naked singularity spacetimes
我们证明了具有正负膜世界潮荷参数的~膜世界旋转Kerr-Newman黑洞和裸奇点时空可以根据~Keplerian吸积的圆测地线的性质分为14类.本文确定了所有膜世界Kerr-Newman时空的~Keplerian吸积盘的效率。我们证明了在具有~膜世界无量纲潮荷$b \in (1/4,1)$和~无量纲自旋$a \in (2\sqrt{b}-\sqrt{b(4b-1)},2\sqrt{b}+\sqrt{b(4b-1)})$的Kerr-Newman裸奇异时空中存在~无限深的引力势，这意味着~开普勒吸积的无束缚效率和提取~全部裸奇异质量的可能性.因此，我们称它们为膜世界的“采矿不稳定”克尔-纽曼裸奇点时空。吸积物质测地运动假设的有效性给出了对非寻常但完全经典的采矿不稳定性现象相关性的基本限制。
2016-10-24 gr-qc
Instability of the charged massive scalar field on the Kerr-Newman black hole spacetime
利用Heun函数的多项式条件，研究了Kerr-Newman黑洞时空中带电质量标量场的准束缚态.我们计算了与准束缚态谱相关的共振频率，以及相应的角向和径向波本征函数。我们还分析了系统的不稳定性。这些结果特别适用于Schwarzschild和Kerr黑洞的情形。此外，我们比较我们的分析结果与文献中已知的数值。最后，我们应用所得结果计算了位于M87星系中心的超大质量黑洞周围玻色子的特征增长和衰变时间。
2022-10-21 gr-qc
Instability of Massive Scalar Fields in Kerr-Newman Spacetime
研究了Kerr-Newman时空中带电质量标量场的不稳定性。由于背景几何的超辐射效应，标量场的束缚态是不稳定的，其振幅随时间增长。通过将标量场的Klein-Gordon方程作为本征值问题求解，我们数值地得到了标量场振幅的增长率。虽然标量场质量和标量场电荷对该增长率的依赖关系与解析近似的结果一致，但增长率的最大值比解析近似的大3倍。我们还讨论了电荷对标量场不稳定性的影响。
2004-12-07 gr-qc
Matter around Kerr black holes in scalar-tensor theories: scalarization and superradiant instability
在标量-张量引力理论中，在电真空中静止的、渐近平坦的黑洞可以用克尔-纽曼解族来描述，就像在广义相对论中一样。我们发现，存在两种机制，可以使克尔黑洞不稳定时，物质存在于附近的黑洞，因为这会导致有效质量的标量。第一种机制是当有效质量平方为负时出现的快子不稳定性，引发标量头发的发展-“自发标量化”的黑洞版本。第二种不稳定性与超辐射有关，当有效质量的平方为正值，并且当黑洞自旋超过某个阈值时，就会出现这种不稳定性。第二种机制也是标量波超辐射散射的共振效应的原因，其放大因子高达10^5或更高。
2014-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Quasinormal modes of Proca fields in a Schwarzschild-AdS spacetime
本文给出了Schwarzschild-AdS黑洞几何中Proca大质量矢量场的新结果。我们提供了一个第一原理分析Proca矢量场在这种几何结构中使用矢量球谐函数（VSH）分离方法和Frolov-Krtoughness-Kubiztencies ák-Santos（FKKS）方法，分离相关的方程在自旋几何。VSH方法的分析表明，一方面很难区分Proca场电扇区的标量型和矢量型极化，另一方面可以清楚地显示电和磁模式扇区。FKKS方法的分析是在Kerr-AdS时空的非旋转极限下进行的，结果表明，即使在非旋转极限下，该方法也能解释电模扇区中的极化.另一方面，它只捕获三种可能极化中的两种，磁模式扇区丢失。没有这种极化的原因与静态球对称时空中主张量的简并有关。求出了Proca场两种分离方法的自由度和拟正规模，并计算了拟正规模的频率。对于VSH方法中的电模式扇区的频率是通过扩展找到的，其中矩阵系数，Horowitz-Hubeny数值程序，而对于VSH方法中的磁模式扇区和FKKS方法的电扇区，它示出了可以直接使用该程序。每种方法得到的准正规模式频率的值进行了比较，并显示出良好的一致性。这进一步支持的分析方法，在这里提出的行为的Proca场的Schwarzschild-AdS黑洞的背景。
2022-02-10 gr-qc hep-th
Analytical study of superradiant instability for five-dimensional Kerr-Gödel black hole
在五维最小超引力理论下，研究了旋转渐近哥德尔黑洞（Kerr-Gödel黑洞）的超辐射不稳定性.通过求解标量场微扰的Klein-Gordon方程的匹配渐近展开方法，我们证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。这意味着超辐射模的不稳定性越来越大。这种不稳定性的原因是渐近无穷远的Dirichlet边界条件，这与反德西特（AdS）时空中旋转黑洞的边界条件相似。
2013-01-23 gr-qc hep-th
Superradiant instability of Kerr-de Sitter black holes in scalar-tensor theory
本文详细研究了标量张量引力中超辐射导致Kerr-de Sitter黑洞不稳定性的机制。我们的结果为研究具有宇宙学常数的天体物理黑洞中的标量张量引力提供了更多的线索。我们还讨论了在deSitter背景下的自发标量化，发现这种不稳定性也可以以一种特殊的形式发生在球形deSitter位形中。
2014-07-17 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
Instability of the extreme Kerr-Newman black-holes
利用黑洞不等式和视界面积的增加，我们证明了极端Reissner-Nordstrom黑洞的标准初始数据存在任意小的电真空扰动，（通过矛盾），不能在时间上衰减到任何极端Kerr-Newman黑洞。这证明了极端Kerr-Newman黑洞族是不稳定的。当然，带电黑洞的整个家族，包括那些极端的黑洞，是否稳定，还有待观察。
2013-11-13 gr-qc math.DG
Superradiant instability of charged massive scalar field in Kerr-Newman-anti-de Sitter black hole
研究了Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞背景下带电大质量标量场的超辐射不稳定性。利用渐近匹配技术解析求解Klein-Gordon方程，证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。由于计算是在小黑洞的近似下进行的，结果表明小Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞对带小电荷的大质量标量场扰动是不稳定的.
2012-07-07 gr-qc hep-th
The superradiant instability regime of the spinning Kerr black hole
自旋克尔黑洞是已知的超辐射不稳定的大规模标量扰动。本文证明了组合Kerr-black-hole-massive-scalar-field系统的不稳定性区域由无量纲不等式$Mμ< m \cdot \sqrt{{{2(1+γ) (1-\sqrt{1-γ^2}) - γ^2} \over {4γ^2}}}$从上到下有界，其中$\{μ,m\}$分别是标量场的真质量和方位调和指数，$γ\equiv r_-/r_+$是黑洞视界半径之间的无量纲比值.进一步证明了{ \it解析}导出的自旋Kerr黑洞超辐射不稳定区的上界与最近{ \it数值}计算的不稳定共振谱一致。
2016-06-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalar clouds and the superradiant instability regime of Kerr-Newman black hole
本文研究了由大质量带电标量场与带电旋转Kerr-Newman黑洞线性耦合组成的物理系统。给定黑洞的参数和一组特定的“量子”数，用3条简单的约束线和标量云存在线将标量场的参数空间划分为5个分区。在这些分区的系统的物理性质。结果表明，超辐射不稳定性可能只在两个分区中产生。特别是，它示出的标量云的质量和电荷都有界在一个有限的区域。我们的结果可用于快速判断超辐射不稳定性的可能性和黑洞周围标量云的存在。
2016-06-28 gr-qc
Stationary scalar and vector clouds around Kerr-Newman black holes
当Kerr-Newman黑洞附近的大质量玻色子的相角速度满足同步条件，即在超辐射阈值时，它们可以形成纯束缚态。这些在线性水平上的静止云的存在与在非线性水平上具有同步毛发的克尔黑洞的存在密切相关。这些组态与氢原子中电子的原子轨道非常相似。它们可以用四个量子数来标记：$n$，径向节点数; $\ell$，轨道角动量; $j$，总角动量; $m_j$，方位角总角动量。这些同步配置只允许特定值的黑洞的质量，角动量和电荷。这种量子化导致了Kerr-Newman黑洞在三维参数空间中的存在面。静止标量云的现象学在过去的几年里得到了广泛的研究。然而，在关于它们的矢量表兄弟的文献中有一个空白。根据Kerr（-Newman）时空中Proca方程的可分性，本文探讨并比较了Kerr和Kerr-Newman黑洞周围的标量和矢量静止云，扩展了前人的研究。
2020-05-14 gr-qc
Superradiant instability of area quantized Kerr black hole with discrete reflectivity
本文研究了面积量子化Kerr黑洞周围大质量标量场的超辐射不稳定性，发现离散反射率使超辐射模式仅在特定质量范围内存在，且面积量子化可终止或抑制玻色云形成。
2025-05-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Instability of the massive Klein-Gordon field on the Kerr spacetime
研究了旋转黑洞附近的大质量标量场的不稳定性。这种不稳定性是由经典超辐射效应引起的放大引起的。不稳定性影响束缚态：大质量克莱因-戈登方程的解在无穷远处趋于零。我们计算的克尔背景上的束缚态频率的频谱使用连分式方法，改编自准正规模式的研究。我们证明，不稳定性是最重要的$l = 1$，$m = 1$状态，为$M μ\lesssim 0.5$。对于一个快速旋转的空穴（$a = 0.99$），我们发现$τ^{-1} \approx 1.5 \times 10^{-7} (GM/c^3)^{-1}$的最大增长率在$M μ\approx 0.42$。物理影响进行了讨论。
2007-06-05 gr-qc hep-th
Superradiant instability in slowly rotating Kerr-Newman black holes
研究了慢转Kerr-Newman（sKN）黑洞在带电质量标量扰动下的超辐射不稳定性。这些黑洞更像是Reissner-Nordström黑洞，而不是Kerr-Newman黑洞。本文计算了低频极限下有质量标量超辐射散射的负吸收截面。从标量势分析中，我们发现在sKN黑洞中不允许超辐射不稳定性，因为俘获阱的条件与超辐射条件不相容。然而，如果sKN黑洞被放置在反射腔内，能量提取的速率可能会呈指数增长。最后，通过对渐近标量势和波函数的分析，得到了sKN黑洞中陷阱阱具有准束缚态的条件。
2022-06-12 gr-qc hep-th
Energy extraction-driven instability and horizon formation in Kerr-Newman naked singularities and their limiting cases
PDPIAS, Charusat University（PDPIAS，查鲁萨特大学）；International Centre for Space and Cosmology, School of Arts and Sciences, Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学文理学院国际空间与宇宙学中心）
本文研究了Kerr-Newman裸奇点中通过旋转和电磁能量提取的效率及长期演化，发现连续提取可使裸奇点逐渐趋近极端界限并可能形成视界。
2026-03-11 gr-qc
Non-linear instability of Kerr-type Cauchy horizons
利用Hayward提出的相交零面上的Einstein方程的一般解，研究了实际黑洞中柯西视界的非线性不稳定性.对自由引力数据作一个最小的假设，我们就可以沿一个穿过柯西视界的零曲面求解场方程。在球形的情况下，结果表明，发散的引力能流入，在音乐会上的CH流出，是负责的奇异性。时空是渐近彼得罗夫型N，与引力激波的代数类型相同。通过奇点的时空延续的影响进行了简要的讨论。
1995-01-21 gr-qc
