Instabilities of Black Strings and Branes
本文综述了纯爱因斯坦引力和与弦论相关的超引力理论中黑弦和膜不稳定性的最新进展。我们主要关注Gregory-Laflamme不稳定性。在第一部分中，我们提供了一个详细的讨论在高维引力中性均匀黑弦的经典引力不稳定性。均匀黑弦是卡鲁扎-克莱因黑洞的一个更大的相图的一部分，我们将对此进行深入的讨论。该相图表现出许多有趣的特点，包括新的阶段，非唯一性和地平线拓扑变化的过渡。在第二部分中，我们转向超引力中的带电黑膜，并展示中性黑弦的格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性如何通过boost/U-对偶映射暗示弦论中的非极值和近极值涂抹膜的类似不稳定性。我们还讨论了D-膜束缚态的不稳定性。经典和热力学稳定性之间的连接，被称为相关的稳定性猜想，也审查和举例说明。最后，我们研究了格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性对包括杨-米尔斯理论和小弦论在内的一些非引力理论的全息意义。
2007-10-07 gr-qc hep-th
Hierarchy of Angular Instabilities in Scalarized Black Holes
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Universität Oldenburg（奥尔登堡大学）
研究爱因斯坦-标量-高斯-博内-里奇理论中标量黑洞基本分支的稳定性，通过分析发现其角不稳定性形成层次结构，阈值有标度律，与径向稳定性不同，揭示了此前未探索的角不稳定性组织。
2026-07-09 gr-qc
Quasinormal modes, quasibound states, scalar clouds, and superradiant instabilities of a Kerr-like black hole
我们用连分式方法确定了类克尔黑洞周围标量场的本征频率。本文所考虑的类Kerr度规是Konoplya，Rezzolla和Zhidenko提出的轴对称黑洞的一般参数化的一个子类。除了质量$M$和比角动量$a$，黑洞还依赖于第三个参数$η$，称为变形参数。研究了形变参数对黑洞周围大质量标量场的准正规模和准束缚态的影响。特别是，我们计算的时间尺度与超辐射不稳定性的标量场在这样的时空。本文还讨论了这些不稳定性可能形成的定常标量云的性质。
2022-07-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Instabilities of naked singularities and black hole interiors in General Relativity
在广义相对论中，代表黑洞的粒子可能会对它们的某些参数值表现出裸奇点。超极值（$J^2 > M>0$）克尔和超极值（$|Q|>M>0$）赖斯纳-诺德斯特伦时空，以及负质量史瓦西时空都是如此。我们回顾了我们最近的工作，我们表明，这些赤裸裸的奇异时空是不稳定的线性引力扰动下，一个结果，支持宇宙审查猜想，也是内部固定区域以外的内部视界的克尔黑洞（$J^2 <M$）是线性不稳定的。
2008-09-30 gr-qc
Superradiance Instabilities of Charged Black Holes in Einstein-Maxwell-scalar Theory
本研究针对带电带毛黑洞背景的带电标量扰动展开，发现双峰势阱中束缚的部分准正模可被超辐射放大，进而导致黑洞失稳，且该效应由外势垒超辐射放大与内势垒模泄漏的竞争产生。
2023-02-02 gr-qc
Black hole spectral instabilities in the laboratory: Shallow water analogue
本研究利用排水浴缸流构建类比黑洞模型，发现流体涡旋会在波方程有效势中引入微小凸起，从而引发拟正规模谱不稳定性，产生长寿命振铃效应。
2025-03-31 gr-qc
Follow-up signals from superradiant instabilities of black hole merger remnants
超辐射不稳定性可以触发旋转黑洞周围玻色子云的形成。如果玻色子场的增长足够快，这些云就可能在双黑洞合并后不久形成。这种云是连续的引力波源，其检测（或缺乏）可以探测超轻玻色子（如轴子样粒子）的存在及其性质。由先进的LIGO到目前为止看到的二元黑洞合并的动机，我们详细研究了参数空间，可以探测到连续的引力波信号从超轻标量场云周围的黑洞合并残留物，特别是未来的地面探测器（A+，旅行者和宇宙探测器）。我们还研究了来自未解决来源的假定随机引力波背景的混淆噪声对这种搜索的影响，并且我们估计，在不同的天体物理先验下，可能导致可观察到的合并后信号的二进制黑洞合并事件的数量。在我们最乐观的假设下，宇宙探索者可以探测到几十个合并后的信号。
2019-05-25 gr-qc
Near-horizon Geodesic Instabilities and Anomalous Decay of Quasinormal Modes in Weyl Black Holes
本文研究了韦伊尔黑洞的测地不稳定性及本征振荡的异常衰减，揭示了李雅普诺夫指数与本征振荡之间的关系。
2025-11-25 gr-qc hep-th
Black hole instabilities and local Penrose inequalities
各种高维黑洞已经通过研究线性化的引力摄动而被证明是不稳定的。证明不稳定性的一个更简单的方法是找到描述黑洞的小扰动并违反彭罗斯不等式的初始数据。构造初始数据的一个简单方法是对未扰动的黑洞初始数据进行共形重标度。对于紧化黑弦，我们构造了几乎恰好在Gregory-Laflamme不稳定性出现的地方违反不等式的初始数据。然后我们用这种方法证实了Myers-Perry黑洞的“超自旋”不稳定性的存在。最后，我们来研究一下黑环。我们表明，“胖”黑环是不稳定的。我们没有发现任何旋转对称不稳定的“薄”黑环的证据。
2011-11-12 gr-qc hep-th
Instabilities of Thin Black Rings: Closing the Gap
我们利用Blackfold方法研究了高维黑洞的动力学不稳定性，主要研究了$D\ge5$中渐近平坦的助推黑弦和单自旋黑环。我们推导出了新的解析表达式的增长率的格雷戈里-Laflamme不稳定性的提升黑弦和它的发病率为任意的提升参数。在黑环的情况下，我们研究其稳定性的参数空间，迄今为止仍然无法访问的数值方法的区域。特别是，我们发现，非常薄（超自旋）黑环表现出格雷戈里-Laflamme不稳定性，给出了强有力的证据表明，黑环是不稳定的参数空间的整个范围内。对于非常薄的环，我们表明，增长率的不稳定性的增加，而对于较厚的环，有不同的模式之间的竞争的非轴对称模式$m$。然而，在Blackfold近似的二阶，我们没有观察到弹性不稳定性，特别是对于大模式$m\gg1$，这种近似具有更高的精度。这表明，格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性是非常薄的黑环的主导不稳定性。此外，我们发现了一个长寿命的模式，描述了一个摇摆的时间依赖变形的黑环。我们评论我们的结果和相应的黑环不稳定性从一个大的$D$分析得到的分歧。
2019-05-11 gr-qc hep-th
Two instabilities of Schwarzschild-AdS black holes in Einstein-Weyl-scalar theory
本文在Einstein-Weyl-scalar理论中研究Schwarzschild-AdS黑洞的稳定性，发现其存在Gregory-Laflamme和快子两种不稳定性，并证明关联稳定性猜想对小SAdS黑洞成立，同时利用快子不稳定性构造出五分支标量化黑洞。
2023-09-23 gr-qc hep-th
Black hole collisions, instabilities, and cosmic censorship violation at large D
我们研究了高维黑洞碰撞和超自旋黑洞不稳定性的演化。这些过程可以有效地解决数值在一个有效的理论在大的维数D的限制。我们提出的证据表明，它们导致违反宇宙审查。两个总角动量大于一定值的黑洞碰撞后的演化，受一个类似共振的中间态的性质支配：一个长寿的旋转黑棒，由于类似于黑弦的不稳定性，它会向裸奇点夹断。我们计算的辐射损失的自旋旋转杆使用四极公式在有限的D，并认为，在足够大的D -很可能为$D\gtrsim 8$，但可能下降到D=6-自旋下降是太低效，淬火这种不稳定性。我们还通过数值求解轴对称和非轴对称扰动的时间演化来研究超自旋黑洞的不稳定性。我们展示了在前一种情况下的瞬态黑环的发展，以及在后一种情况下的多管齐下的视野，然后继续捏，可以说，碎片成较小的黑洞。
2019-09-16 gr-qc hep-th
Turning Point Instabilities for Relativistic Stars and Black Holes
根据相对论性恒星和黑洞的动力学和热力学稳定性的最新结果，我们重新研究了“转折点”之间的关系，即，极值热力学变量沿一个参数家庭的解决方案-和不稳定性。我们给出了索金的一般结果的证明-显示存在的热力学不稳定性的一侧的转折点-这并不依赖于启发式参数涉及无限维流形结构。我们使用转折点的结果证明了在$c_J > 0$的区域中5维时空中黑环的动力学不稳定性的存在，与Figueras，Murata和Reall的结果一致。
2013-12-10 astro-ph.SR gr-qc
Scalar field instabilities in charged BTZ black holes
本文研究带电BTZ黑洞中标量场的稳定性，发现存在临界标量电荷，超过后演化不稳定，并在小电荷稳定区域计算了准正则模。
2024-02-26 gr-qc hep-th
Gravitational ringing and superradiant instabilities of the Kerr-like black holes in a dark matter halo
本文用连分数方法研究暗物质晕中类克尔黑洞的QNM和QBS，在CDM与SFDM模型中确认超辐射不稳定性，并分析暗物质参数影响，为引力波探测暗物质提供依据。
2023-07-10 gr-qc
End Point of Black Ring Instabilities and the Weak Cosmic Censorship Conjecture
我们产生的第一个具体的证据表明，违反弱宇宙审查猜想可以发生在渐近平坦的空间的五个维度的数值演变扰动黑环。对于某些薄环，我们确定了一个新的，弹性型不稳定性主导的演变，导致系统解决一个球形黑洞。然而，对于足够薄的环，格雷戈里-拉弗拉姆模是主导的，并且不稳定性的展开类似于黑弦，在那里视界发展出一种由颈部连接的凸起结构，这些颈部随着时间的推移变得越来越薄。
2016-02-11 gr-qc hep-th
String Instabilities in Black Hole Spacetimes
我们研究了$D$维黑洞时空（Schwarzschild和Reissner - Nordstrøm）和De Sitter空间（在静态坐标中，以便与黑洞情况进行更好的比较）中弦不稳定性的出现。我们求解了空间无限远、视界附近和时空奇点处的一阶弦涨落。我们发现，时间分量总是表现良好的三个区域和三个背景。径向分量是{ \it不稳定的}：虚频率在视界附近的振荡模中发展，演化类似于时空奇点$r\to0$附近的$(τ-τ_0)^{-P}$、$(P>0)$，在那里世界片时间$(τ-τ_0)\to0$，弦的固有长度无限增长。在史瓦西黑洞中，角分量总是表现良好的，而在赖斯纳-努德斯特朗的情况下，它们在视界内发展出不稳定性，靠近$r\to0$，在那里电荷的排斥效应超过质量的排斥效应。一般来说，只要引力背景中存在足够大的排斥效应，弦不稳定性就会发展。在De Sitter空间中，所有的空间分量都表现出不稳定性。弦落入黑洞奇点就像粒子在势$γ(τ-τ_0)^{-2}$中的运动，其中$γ$依赖于$D$时空维数和弦角动量，其中$γ>0$是史瓦西黑洞，$γ<0$是赖斯纳-努德斯特朗黑洞。对于$(τ-τ_0)\to0$，弦的末端被黑洞奇点捕获。
1993-01-25 gr-qc hep-th
End point of nonaxisymmetric black hole instabilities in higher dimensions
本文研究了单自旋渐近平坦Myers-Perry黑洞的非轴对称不稳定性的终态。从D = 5，6，7维的单自旋黑洞出发，引入了m = 2，m = 3，m = 4的角模扰动.当D = 5时，我们发现所有单自旋的Myers-Perry黑洞都是稳定的，这与微扰理论的结果一致.在D = 6和7时，我们发现这些黑洞只有在足够低的自旋下才是非线性稳定的。对于中等自旋，虽然m = 2的棒模变得不稳定并导致大的形变，但黑洞通过引力波发射回到Myers-Perry家族的另一个成员;令人惊讶的是，我们发现所有这些不稳定的黑洞都回到Myers-Perry家族的同一个成员。辐射到引力波中的能量可能非常大，在某些情况下超过系统初始总质量的30%。当自旋足够高时，m = 4模式成为主导的不稳定模式，导致变形的黑洞发展出局部的格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性，从而在有限时间内形成裸奇点，这进一步证明了在渐近平坦的高维时空中弱宇宙监督猜想的违反。
2019-10-22 gr-qc hep-th
Instabilities and Anti-Evaporation of Reissner-Nordström Black Holes in modified $F(R)$ gravity
研究了在$F(R)$引力场中极端Reissner-Nordström（RN）黑洞的不稳定性及其反蒸发.值得注意的是，在没有电磁场的情况下，$F(R)$引力的某些解可以产生有效电荷。反蒸发效应发生，但它只出现在有效引力耦合的强耦合极限。研究了在$F(R)$引力作用下加入电磁扇形时RN黑洞的不稳定性。我们证明了在任意引力耦合常数的Maxwell- $F(R)$引力中存在反蒸发现象，而在Maxwell-Einstein引力中不存在反蒸发现象.进而得到了$F(R)$引力在Einstein坐标系下的球对称通解。
2014-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Semiclassical instabilities of Kerr-AdS black holes
本文从引力配分函数的微扰修正出发，研究了Kerr-AdS黑洞的热力学稳定性。临界稳定线是由欧几里德作用量的负模式的出现来确定的，该负模式使得配分函数不明确。特征值问题，由一个系统的三个耦合偏微分方程的度量扰动，数值求解。与巨正则系综热力学稳定性的标准条件的一致性是显著的。结果说明了引力配分函数在超越瞬子近似的旋转时空中的物理意义。
2010-01-18 gr-qc hep-th
Fundamental photon orbits: black hole shadows and spacetime instabilities
广义相对论中的标准黑洞（BH）以及其他超紧凑物体（有或没有事件视界）都承认平面圆形光子轨道。这些光环（LR）决定了几个时空性质。例如，稳定的LR触发不稳定性，在球对称中，（不稳定的）LR完全决定BH阴影。在一般的定常、轴对称时空中，也可能存在非平面束缚光子轨道，而不管光子运动的可积性。我们建议这些基本光子轨道（FPO）的分类，并使用庞加莱映射，确定其稳定性的标准。对于Kerr BH，所有FPO都是不稳定的（类似于它的LR），并且完全决定了Kerr阴影。但在非克尔时空中，稳定的FPO也可能存在，即使所有LR都不稳定，引发新的不稳定性。我们说明这一点的情况下，克尔BH与Proca头发，其中，此外，定性新颖的阴影与尖形边缘存在，一个功能，可以理解的稳定和不稳定的FPO之间的相互作用。FPO是超越球对称的LR的自然概括，应该概括LR在不同时空性质中的关键作用。
2017-05-15 gr-qc
Final state of instabilities in Born-Infeld black holes
研究了Einstein-Born-Infeld-标量场理论中的两类线性不稳定性，发现小Born-Infeld（BI）黑洞在特定频率范围内具有超辐射不稳定性，BI耦合参数越大，不稳定性增长速率越慢.据预测，一个小的BI黑洞衰变成一个小的毛茸茸的黑洞，有一个带电的标量凝聚体漂浮在视界附近。我们数值计算表明，有毛和BI黑洞之间的相变。度规解表明$T<T_{c}$存在一个多毛黑洞，$T>T_{c}$存在一个BI黑洞.此外，BI黑洞将遭受快子质量，导致近视界标量凝聚不稳定性，这与平面毛状黑洞有关。我们证明了在小多毛黑洞框架中，BI耦合参数与临界温度有直接的关系。这是不正确的平面毛黑洞，其中较大的BI耦合参数导致较小的临界温度。最后，我们证明了在临界温度下，小毛状黑洞是稳定的，因此可以认为它是超辐射不稳定性的终点。
2020-10-03 gr-qc hep-th
Numerical investigation of plasma-driven superradiant instabilities
在等离子体中传播的光子获得有效质量$μ$，其由等离子体频率给出并且与等离子体密度的平方根成比例。正如康伦和赫代罗之前所指出的，对于电子数密度$n_e\sim 10^{-3}$ cm $^{-3}$（例如在星际介质中测量的那些），等离子体诱导的有效质量是$μ\sim 10^{-12}$ eV。这将导致几十个太阳质量的旋转黑洞的超辐射不稳定性。这幅图的一个明显问题是，由于吸积作用，黑洞附近的密度比星际介质中的密度高得多。为了模拟吸积效应，我们对旋转的黑洞中的超辐射不稳定性进行了数值模拟，等离子体的密度随着离黑洞的距离的增加而增加。虽然我们证实，超辐射不稳定性出现的等离子体密度足够低的黑洞附近，我们发现，天体物理现实的吸积盘是不可能触发这样的不稳定性。
2020-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Evaporation and Antievaporation instabilities
我们在量子引力和扩展的引力理论的背景下回顾（反）蒸发现象。（反）蒸发效应是黑洞视界的一种不稳定性，在许多不同的场景中被发现：量子引力，$f(R)$ -引力，$f(T)$ -引力，弦启发的黑洞和膜世界宇宙学。与标准半经典黑洞相比，蒸发和反蒸发黑洞似乎具有完全不同的物理特征。这篇评论的目的是提供一个概念和技术方面的介绍（抗）蒸发效果，同时讨论仍然开放的问题。
2017-10-22 gr-qc hep-th
Onset of superradiant instabilities in the composed Kerr-black-hole-mirror bomb
Press和Teukolsky首先指出，由一个被反射镜包围的旋转克尔黑洞组成的系统可能会产生不稳定性。导致这些指数增长的不稳定性发展的物理机制是限制在黑洞和镜子之间的玻色子场的超辐射放大。这个复合黑洞-镜场系统的一个显著特征是存在一个临界镜半径$r^{\text{stat}}_{\text{m}}$，它支持{ \it平稳}（边缘稳定）场组态。这一关键（“静止”）镜半径标志着稳定和不稳定的黑洞镜场配置之间的界限：约束镜位于$r_{\text{m}}<r^{\text{stat}}_{\text{m}}$区域的组合系统是稳定的（即，受限场的所有模式随时间衰减），而其受限镜位于区域$r_{\text{m}}>r^{\text{stat}}_{\text{m}}$中的组合系统是不稳定的（即，存在随时间指数增长的受限场模式）。在本文中，我们探讨这个临界（边缘稳定）之间的边界稳定和爆炸黑洞镜场配置。结果表明，在快速旋转的黑洞的极限情况下，能从自旋Kerr黑洞中提取转动能的约束镜的最内半径（{ \it最小}）接近于黑洞的视界半径.我们发现，特别是，这一临界镜半径（这标志着在组成系统的超辐射不稳定性的开始）与黑洞温度呈线性比例。
2014-12-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Thermodynamic instabilities of Kerr-Newman Ads black holes
本研究针对超熵黑洞热力学的两个相关猜想，以无穷远转动坐标系下的Kerr-Newman-AdS黑洞为例展开分析，发现存在定容比热与定压比热同时为正的区域，为两个猜想提供了反例。
2023-05-02 gr-qc
Modified Black Hole Potentials and Their Korteweg-de Vries Integrals: Instabilities and Beyond
本文针对黑洞准正态模的不稳定性问题，利用KdV积分这一守恒量序列分析修正黑洞势，证实KdV积分可作为探测准正态模与灰体因子不稳定性的有效指标。
2025-11-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Instabilities of Uniform Black Strings in AdS
局部AdS $_{d-1}\times\mathbb{R}$均匀黑弦（UBS）在无质量标量场的存在下被认为避免了$d\ge4$中的Gregory-Laflamme（GL）不稳定性的开始，因为在Laplace-Beltrami算符的谱中不存在快子模。我们提出的GL模式的Lichnerowicz光谱表明，AdS $_{d-1}$ UBS是经典和非线性不稳定的线性水平在$d>4$的分析和数值证据。在$d=4$中，我们证实了均匀BTZ $_3$字符串确实是稳定的，如前所述。我们提出，当且仅当一个快子模式存在于Lichnerowicz谱中时，黑弦的线性不稳定性被触发。在不稳定性的终态，有限长度的AdS $_{d-1}$ UBS可以隧穿到SAdS $_d$黑洞或收敛到一个新的非均匀AdS $_d$黑弦.我们推测，弱宇宙审查被违反，如果非一致的解决方案是一个确切的AdS $_d$黑漏斗和计算熵估计$d>4$作为证据。
2021-10-26 gr-qc hep-th
Linear stability of black holes with static scalar hair in full Horndeski theories: generic instabilities and surviving models
在完全Horndeski理论中，我们证明了具有静态标量场~ $ϕ$且其动力学项~ $X$在黑洞视界上不为零的静态和球对称黑洞解一般倾向于鬼/拉普拉斯不稳定性.然后，我们搜索渐近闵可夫斯基毛BH解决方案的消失$X$的地平线上的幽灵/拉普拉斯不稳定性。我们发现，模型与经常耦合功能的$ϕ$和$X$的结果在无头发史瓦西BH一般。另一方面，标量场和Gauss-Bonnet（GB）项$R_{\rm GB}^2$之间的耦合的存在，即使与其他规则的耦合功能的共存，导致实现的渐近Minkowski毛BH解决方案没有鬼/拉普拉斯不稳定性。最后，我们发现在幂律$F(R_{\rm GB}^2)$引力中的毛BH解受到鬼不稳定性的困扰。这些结果意味着，GB耦合的形式$ξ(ϕ)R_{\rm GB}^2$起着突出的作用，渐近Minkowski毛BH解决方案的存在，鬼/拉普拉斯不稳定性。
2022-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar field dynamics around black holes: superradiant instabilities and binary evolution
在经典广义相对论中，当引力与轻玻色子场的耦合达到最小时，天体物理学上的黑洞会受到超辐射不稳定性的影响。大多数唯象学研究都集中在理想化的情况下，即黑洞最初被一个单模超辐射种子包围。在准绝热近似下研究了具有多模初始数据的标量场的演化过程，结果表明，标量场的动力学行为与初始种子能量和模间振幅比有关.我们还提出了一个大规模的标量场周围的牛顿和完全相对论，黑洞二进制的动力学演化的初步结果。
2021-05-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
On the fate of black string instabilities: An Observation
Gregory和Laflamme（hep-th/9301052）认为，不稳定性导致史瓦西黑弦分裂成不相交的黑洞。另一方面，Horowitz和Maeda（arXiv：hep-th/0105111）推导出了最小球体夹断速率的界限，表明如果真的发生夹断，这种夹断只能发生在沿视界的无穷仿射参数处。一个有趣的观点是，如果奇点形成，这样一个无限仿射参数可能对应于一个有限的超前时间--这实际上是一个更合适的无穷大时间概念。我们在下面论证，在有限提前时间夹断实际上是在霍洛维茨和前田导出的界限下的自然期望。
2005-05-09 gr-qc hep-th
Spontaneous Scalarization of Brane Black Holes: Quantum-Enhanced Tachyonic Instabilities
Institute of Quantum Physics, School of Physics, Central South University（中南大学物理学院量子物理研究所）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；School of Physics, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理学院）；School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）
研究膜局域带电黑洞自发标量化中量子增强快子不稳定性的作用，通过数值求解耦合方程构建黑洞解并分析稳定性，建立参数空间相图，发现量子增强不稳定性可提高临界温度促进标量化。
2026-09-29 gr-qc hep-th
Superradiance and instabilities in black holes surrounded by anisotropic fluids
在本文中，我们分析了带电标量场在一个Reissner-Nordström黑洞中的传播，该黑洞被赋予一种各向异性流体，对于某些参数集，该流体可以起到宇宙学项的作用。标量波散射的演变检查产生相同的超辐射散射条件，在德西特的情况下。此外，对拟正规边界条件的应用所产生的模态进行了分析。讨论了某些特殊情况下拟正规频率的解析解。此外，超辐射条件适用于触发不稳定模的拟正规问题，这一点通过我们的数值分析得到了证实。
2021-12-01 gr-qc hep-th
Dynamical instabilities and quasi-normal modes, a spectral analysis with applications to black-hole physics
黑洞动力学不稳定性的研究主要是在特定的模型下进行的。在这里，我们研究的复频率模式负责这种不稳定性的一般性质，指导的静电势中的带电标量场的例子。我们表明，这些模式是平方可积的，有一个消失的保守规范，并出现在模式双峰或四重峰。我们还研究了它们如何出现在频谱中，以及当改变一些外部参数时，它们的复频率如何演变。当工作在一个无限域，他们出现从水库的准正常模式服从传出边界条件。这是说明了推广，在非正定Krein空间，一个可解模型（弗里德里希模型），最初描述的外观时，耦合的孤立系的模式连续的共振。相反，在有限的空间域中，它们是由两个具有相反范数的实频模式的融合产生的，通过一个非常类似于避免交叉的过程。
2016-07-01 gr-qc hep-th
The instabilities and (anti)-evaporation of Schwarzschild-de Sitter black holes in modified gravity
在修正引力下，我们研究了Schwarzschild-de Sitter黑洞的极值Nariai黑洞的未来演化.在一般$F(R)$引力下，导出了Nariai黑洞在静态和宇宙学斑片中的扰动方程.对几个实际的$F(R)$模型的分析和数值研究表明，在这些模型中存在着各种各样的情形：不稳定性、著名的Hawking蒸发和黑洞的反蒸发。具体情景的实现取决于所考虑的模型。值得注意的是，这种原始黑洞在当前宇宙中的存在可能表明了支持反蒸发模型的修正引力。作为推广，我们将Nariai黑洞演化的研究推广到修正的Gauss-Bonnet引力。相应的扰动方程比$F(R)$引力的情况复杂得多。对于修正的Gauss-Bonnet引力的具体例子，我们证明了Nariai解是稳定的。
2013-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black Holes and Instabilities of Negative Tension Branes
本文考虑2+1维中黑洞与轨道上负张力膜的碰撞。因为在2+1维中没有引力辐射，所以当部分膜穿过时，视界面积会缩小。这提供了对广义热力学第二定律的潜在违反。然而，追踪动力学演化的细节，人们发现它并不是从平衡位形到平衡位形。相反，一个灾难性的时空奇点的发展类似于$Ω>1$ FRW时空的“大挤压”。在经典广义相对论的背景下，我们的结果证明了负张力膜结构的一种新的不稳定性。
2001-03-23 gr-qc hep-th
A Black-Hole Primer: Particles, Waves, Critical Phenomena and Superradiant Instabilities
这些笔记是为在DPG物理学院“广义相对论@99”（德国巴特霍内夫物理中心，2014年9月）上发表的关于黑洞的演讲准备的。讲座的共同点是几何光学极限中测地稳定性和黑洞扰动之间的关系。第一章建立了Michell“牛顿黑洞“的符号并讨论了一个常见的误解。第二章和第三章分别讨论黑洞时空中的粒子动力学和波动动力学。所有的计算都应该足够简单，可以用笔和纸完成。第4章在此基础上讨论了当前研究中两个令人兴奋的主题：黑洞合并中的临界现象和黑洞炸弹不稳定性。
2014-10-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Instabilities of extremal rotating black holes in higher dimensions
最近，Durkee和Reall给出了$d\ge 4$维中旋转、极值、渐近闵可夫斯基黑洞（如Myers-Perry黑洞）线性不稳定性的一个判据.他们考虑了某个椭圆算子$\cA$，它作用于视界固有的对称无迹张量。部分基于数值证据，他们提出，如果该算子的最低本征值小于临界值$-1/4$（称为“有效BF-界限”），那么黑洞是线性不稳定的。在本文中，我们证明了他们的猜想的一个扩展版本。我们的证明使用的方法相结合，如（i）“正则能量法”的Hollands-Wald，（ii）代数特殊性质的近视界几何与黑洞，（iii）的Corvino Schoen技术，（iv）半经典分析。我们的证明方法也适用于旋转，极值渐近反deSitter黑洞。在这种情况下，我们发现了超自旋黑洞的额外不稳定性。虽然我们在本文中只明确讨论极值黑洞，我们认为我们的结果可以推广到{ \em near}极值黑洞。
2015-04-30 gr-qc hep-th math-ph
Instabilities of wormholes and regular black holes supported by a phantom scalar field
我们测试了具有负动力学项的标量场支持的各种虫洞和黑洞的稳定性。在线性近似中考虑了一般的轴向扰动和极向扰动。两类对象被认为是：（i）虫洞与平坦的渐近行为在一端和AdS的其他（M-AdS虫洞）和（ii）定期黑洞与渐近德西特膨胀远远超出地平线（所谓的黑宇宙）。在这种稳定性研究中的一个困难是，扰动的有效势在喉部形成一个无限大的墙，如果有的话。它的正则化一般只能通过数值方法，这样的方法建议在一般形式，并在本文中使用。因此，我们已经表明，所有的配置下研究球对称扰动是不稳定的，除了一类特殊的黑色宇宙的事件视界符合面积函数的最小值。对于这个稳定族，计算了轴向扰动的拟正规模的频率。
2013-07-12 gr-qc
Hunting for fermionic instabilities in charged AdS black holes
在黑洞背景上散射的费米子不会产生由超辐射引起的不稳定性。然而，在一个整体（或平面）的AdS $_4$ -Reissner-Nordström背景中，费米子可以违反AdS $_2$费米子质量稳定性边界，这是由零温度下的近视界观测者测量的。这表明AdS-Reissner-Nordström黑洞可能仍然对狄拉克扰动不稳定。受此观察的启发，我们在这些背景下寻找狄拉克场的线性模不稳定性，但没有发现。这与标量场的情况相反，在标量场的情况下，在AdS-Reissner-Nordström背景中违反近视界Breitenlöhner-Freedman稳定性界限会触发已知的标量凝聚近视界线性不稳定性（在平面极限中，这是Gubser的不稳定性，引发了全息超导体计划）。我们考虑了标准和替代的AdS/CFT量化（保持AdS的共形不变性）。这些是在渐近边界处能量通量为零的反射边界条件。
2020-04-27 gr-qc hep-th
CLAP for modified gravity: scalar instabilities in binary black hole spacetimes
双黑洞的闭极限近似是研究高度非线性几何中引力波辐射的一种有效方法。在这项工作中，我们使用它作为一个工具，模型的黑洞时空引力理论与一个新的基本标量自由度。作为一个例子，我们考虑Einstein-scalar-Gauss-Bonnet引力，它承认Schwarzschild几何以及带有标量头发的黑洞作为解。因此，我们发现标量扰动增长无界周围的二元系统。这种“动态标量化”过程比孤立黑洞的相应过程更容易触发（即发生在理论的耦合常数较低值时）。我们的研究结果和框架突出了相互作用在紧凑的物体碰撞的基础作用。他们还强调了在替代理论中为黑洞双星提供波形的重要性，以便始终如一地执行超越广义相对论的测试。
2021-05-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A sufficient condition for the development of superradiant instabilities in charged black-hole spacetimes
研究证明在eikonal大质量区间，不等式Φ_H>Q/M是带电黑洞超辐射不稳定的充分条件，且所有ABG黑洞满足该条件而Reissner-Nordström黑洞不满足。
2025-01-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black holes as particle detectors: evolution of superradiant instabilities
旋转黑洞的超辐射不稳定性可以用来对超轻玻色子施加强约束，从而将黑洞变成有效的粒子探测器。然而，很少有人知道的发展的不稳定性，其非线性时间演化是否符合线性直觉。这是我们第一次通过研究引力波发射和气体吸积对不稳定性演化的影响来解决这个问题。我们的准绝热，完全相对论性分析表明：（i）引力波发射并没有显着的影响黑洞的演化，（ii）吸积起着重要的作用，（iii）虽然通过超辐射发展的标量云的质量可以是黑洞质量的一个相当大的部分，它的能量密度是非常低的，可以忽略不计的反反应。因此，大质量的黑洞可以用克尔几何很好地描述，即使它们通过超辐射形成玻色子云。使用Monte Carlo方法和非常保守的假设，我们提供了强有力的支持的线性化分析的有效性和以前的研究的界限。
2014-11-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant instabilities by accretion disks in scalar-tensor theories
我们研究了标量张量引力理论中的超辐射不稳定性，其中黑洞外的物质为引力扇区的标量自由度提供了有效质量。我们讨论了这种效果的任意旋转的黑洞和现实的模型截断薄和厚的吸积盘（其中的扰动方程是不可分离的），特别注意热日冕流在附近的黑洞的作用。该系统在性质上类似于广义相对论中等离子体驱动的超辐射不稳定性现象。尽管如此，我们表明，在广义相对论中阻碍等离子体驱动的超辐射不稳定性的效率的障碍可以绕过标量张量理论。我们发现了一个广泛的参数空间，超辐射不稳定性可以触发在现实的情况下，并讨论了标量张量理论施加这种影响的约束。特别是，我们认为，存在的高度旋转吸积黑洞是在紧张局势与一些标量张量的替代品的暗能量，例如屏蔽的介子模型。
2022-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Theory of Optical Black Hole Lasers
黑洞和白洞的事件视界可以在模拟引力的背景下实现。在声波的情况下，如果这两个视界彼此靠近，它们的动力学就像一个激光器，一个黑洞激光器，在那里，类似于霍金辐射的东西被捕获和放大。光学类似物也非常成功，可以在那里实现类似的系统。在这项工作中，我们发展了光学黑洞激光器的理论，并证明了放大也是可能的。然后，我们研究的光学系统，通过确定模式的前向传播，获得一个近似的相位差，支配放大，并进行数值模拟我们的系统的脉冲传播。
2017-04-03 gr-qc physics.optics quant-ph
On Brane Instabilities in the Large $D$ Limit
利用大量的维度展开，采取subleading订单，我们讨论了几个问题的格雷戈里-Laflamme不稳定性。我们绘制了中性黑弦和带电黑弦的相图，并讨论了在1/D展开中高阶不稳定性的终态性质的可能转变。我们还讨论了不稳定的黑膜，并表明，在一定的限制，非均匀相的首选形状是三角形晶格。
2016-09-01 gr-qc hep-th
The nonlinear evolution of de Sitter space instabilities
我们研究了在de Sitter空间中自发成核的大黑洞的量子演化。通过数值计算的s波和单圈近似，我们验证索赔，这样的黑洞可以最初的“反蒸发”，而不是收缩。然而，我们表明，这是一个短暂的影响。接着是一个蒸发阶段，我们能够追踪到黑洞小到足以被视为史瓦西。在一般的扰动下，有核几何被证明衰变成一个由蒸发黑洞连接的德西特区域环。这证实了德西特空间是全局不稳定的，并分裂成不连通的子宇宙。
2000-04-01 astro-ph gr-qc
Three dimensional black strings: instabilities and asymptotic charges
三维爱因斯坦引力耦合到零，一和两个形式的解决方面的多齐次渐近展开，推广静态黑弦解决方案。从一阶项，我们得到，在封闭的形式，一个新的解决方案，从静态的黑弦结构的几何发展的奇点在未来的发展。这个新的解决方案本身可以扩展到更一般的。考虑到渐近展开式的次引导项，过去和未来的奇点都出现了。这证明了稳态黑弦的不稳定性：由打破稳态黑弦组态的旋转不变性的项产生的微小扰动导致了类宇宙奇点。守恒电荷的对称代数也被确定：它是有限维的。在一般情况下，与能量有关的表面电荷是不可积的。然而，我们确定了一个子类的解决方案，承认渐近辛对称性，并作为一个结果保守的费用，似乎是可积的。
2019-07-24 gr-qc hep-th
Perturbing microscopic black holes inspired by noncommutativity
我们探讨微观量子黑洞的不稳定性。为此，我们研究了受非对易几何启发的史瓦西黑洞的无质量标量扰动的准正规模（QNM）。通过一个六阶Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB）近似，我们证明了广泛使用的WKB方法在三阶不稳定性出现的临界情况下不收敛。通过采用反电势方法，我们证明了不稳定性是WKB方法的一个伪像。最后，我们讨论了渐近迭代法的实用性，找到QNM。
2019-07-23 gr-qc hep-th
Time evolution of superradiant instabilities for charged black holes in a cavity
最近的频域研究表明，当带电标量场与腔中的带电黑洞相互作用时，表现出快速增长的超辐射不稳定性。在这里，我们提出了一个时域分析的长期演变的测试带电标量场配置的Reissner-Nordström背景下，与或没有镜像边界条件。初始数据是一个高斯波包或正则化（地平线附近）的准束缚态。然后，傅立叶变换的演变中获得的数据证实了在频域分析中获得的结果，特别是对于快速增长的模式。我们表明，球对称（L=0）模式有更快的增长速度比L=1模式的“小”场电荷。因此，我们的研究证实，这种设置是特别有前途的考虑超辐射不稳定性的非线性发展，因为快速增长，使信号克服的数值误差，占主导地位的小增长率，分析可以完全在球对称。
2013-12-16 gr-qc hep-th
Rapid growth of superradiant instabilities for charged black holes in a cavity
在Kerr黑洞背景中，由质量项或镜像边界条件约束的标量场具有不稳定模。假设时间依赖性为$e^{-iωt}$，则这些不稳定模式的增长时间尺度由频率的（正）虚部的倒数Im $(ω)$设定，其达到Im $(ω)M\sim 10^{-5}$量级的最大值，这是针对镜像边界条件获得的，其中$M$是黑洞质量。本文研究了Reissner-Nordström黑洞背景中带电标量场的最小耦合Klein-Gordon方程，并证明了由于镜像边界条件，不稳定模可以比旋转情况快几个数量级：我们得到了高达Im $(ω)M\sim 0.07$的模。我们提供了一个理解，解析近似的基础上，为什么不稳定性的情况下，有一个较小的时间尺度比旋转的情况下。这种更快的增长，再加上球对称性，使充电的情况下，一个有前途的模型研究的完全非线性发展的超辐射不稳定性。
2013-05-23 gr-qc hep-th
The black hole bomb and superradiant instabilities
如果满足一定的条件，撞击在克尔黑洞上的波在被黑洞散射时会被放大，从而产生超辐射散射。通过在黑洞周围放置一面镜子，可以使系统不稳定。这是普雷斯和特科尔斯基的黑洞炸弹。我们详细研究了这个过程，并计算了增长的时间尺度和振荡频率作为镜子的位置的函数。发现为了使系统黑洞和镜面变得不稳定，存在一个最小的镜面距离。我们还给出了一个明确的例子，表明这样的炸弹可以建立。此外，我们的论点使我们能够证明为什么大的Kerr-AdS黑洞是稳定的，而小的Kerr-AdS黑洞应该是不稳定的。
2004-08-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Thermodynamic Instabilities of Conformal Gravity Holography in Four Dimensions
本文通过分析四维共形黑洞的定容与定压比热容，发现二者可同时为正，从而给出超熵黑洞必然热力学不稳定这一猜想的反例。
2023-04-18 gr-qc
Charged black hole bombs in a Minkowski cavity
Press和Teukolsky引入了著名的黑洞炸弹系统的概念：标量场散射限制在镜子内的克尔黑洞，由于镜子的反射边界条件，它会经历超辐射放大，并不断重复。如果我们有一个带电标量场在一个被限制在盒子里的Reissner-Nordstrom黑洞中传播，那么也存在一个类似的带电黑洞炸弹系统。我们指出，在这样的背景下传播的标量场不仅对超辐射不稳定，而且对近视界标量凝聚不稳定性机制也不稳定。这两种不稳定性通常是纠缠的，但我们确定在相空间中的制度，其中一个被抑制，但另一个是存在的，反之亦然（我们这样做明确的收费，但非旋转的黑洞炸弹）。这些'角落'在相空间中，再加上数值研究的不稳定性，使我们能够准确地确定发病的不稳定性。因此，我们的研究结果应该是有用的，使受过教育的选择初始数据的柯西问题，遵循的时间演化和端点的不稳定性。最后，我们使用一个简单的热力学模型（不使用运动方程），以找到毛黑洞和孤立子，应该存在的结果（这应该是端点），这些不稳定性的主导顺序的热力学性质。在同伴出版物中，我们明确地解决了爱因斯坦-麦克斯韦标量运动方程组，以找到这些毛茸茸的解决方案在高阶微扰理论的性质。
2018-01-30 gr-qc hep-th
