Cosmic censorship in overcharging a Reissner-Nordström black hole via charged particle absorption
有一种说法认为，一个静态带电的黑洞（Reissner-Nordström黑洞）可以通过吸收一个带电的测试粒子而被过度充电。如果这是真的，它可能会给弱宇宙监督猜想提供一个反例，弱宇宙监督猜想认为时空奇点永远不会被遥远的观察者观察到。然而，到目前为止，所提出的过程仅在测试粒子近似下进行了分析。在这里，我们认为，在判断所建议的过程是否真的是宇宙监督猜想的反例时，带电粒子的反反应效应不能被忽略。此外，我们认为，当我们考虑陷入轨道和反弹轨道之间边界上的粒子轨迹时，所有反反应效应都可以适当考虑。在这种边缘情况下，我们发现赖斯纳-努德斯特伦黑洞永远不会通过吸收带电粒子而被过度充电。由于所有的暴跌轨道预计将有一个更高的能量比边缘轨道，我们的结论是，没有支持的证据表明，违反宇宙审查在拟议的过度充电过程。
2011-10-27 gr-qc hep-th
Examining the weak cosmic censorship conjecture by gedanken experiments for Kerr-Sen black holes
利用Sorce和Wald最近提出的新版本的gedanken实验，研究了Kerr-Sen黑洞的弱宇宙监督猜想.基于Iyer-Wald形式，导出了杂化弦论低能极限下的前两阶微扰不等式，并将其应用于Kerr-Sen黑洞中，发现在考虑了二阶微扰不等式后，带电物质碰撞不能使Kerr-Sen黑洞超旋或超荷，尽管它们可能被仅考虑一阶扰动不等式的场景破坏。因此，弱宇宙监督猜想在这个水平的克尔-森黑洞中得以保存。
2019-10-17 hep-th
Challenging the cosmic censorship in Einstein-Maxwell-scalar theory with numerically simulated gedankenexperiments
我们在Einstein-Maxwell理论和Einstein-Maxwell标量理论中对带电波包在带电黑洞上的球形坍缩进行了广泛的非线性数值模拟，其中Einstein-Maxwell标量理论具有非最小耦合和自发标量化机制。我们证实，黑洞在成熟的爱因斯坦-麦克斯韦理论不能过度充电过去的极端性和没有裸奇点的形式，与宇宙审查猜想。我们表明，裸奇点不形成，即使在爱因斯坦-麦克斯韦标量理论，虽然它是可能的，形成标量黑洞以上的Reissner-Nordström界限的电荷。我们认为，由于超辐射在完全非线性水平的电荷和质量提取是至关重要的约束下的最后黑洞的电荷质量比极值。我们还讨论了超辐射或吸收带相反电荷的波包引起的标度化黑洞的一些“量子化”机制;在所有情况下，量子化后的最终状态都是次极值Reissner-Nordström黑洞。
2021-08-18 gr-qc hep-ph hep-th
Testing the Weak Cosmic Censorship Conjecture in Lanczos-Lovelock gravity
基于Sorce和Wald提出的新版本的gedanken实验，在Lanczos-Lovelock-Maxwell引力的近极值静态荷黑洞中检验了弱宇宙监督猜想（WCCC）.在引入物质场的零能量条件后，我们证明了在一级近似下，对于$S'(r_h)\leq 0$，（近）极值黑洞可以被摧毁，其中$S(r_h)$是Lanczos-Lovelock引力下背景黑洞几何的熵.这意味着在这些情况下违反了WCCC。对于$S'(r_h)>0$的情况，几乎极端的黑洞不能被新版本的一阶和二阶扰动近似的gedanken实验过度充电。这些结果表明，在Lanczos-Lovelock引力下，WCCC满足条件$S'(r_h)>0$ .我们的工作也意味着WCCC将发挥自然的作用，以限制Lanczos-Lovelock引力。最后，我们还证明了在一级近似下，破坏条件$S'(r_h)<0$意味着近极值黑洞是不稳定的。
2020-08-11 gr-qc hep-th
Scalarization of the Reissner-Nordström black hole with higher derivative gauge field corrections
本文研究含高阶导数规范场修正的 Reissner-Nordström 黑洞自发标量化，揭示快子失稳条件、非极端终结奇点与过充特性，并证明新解熵更大且满足能量条件。
2024-01-15 gr-qc hep-th
Revisit Weak Cosmic Censorship in Einstein-Maxwell-Dilaton Black Holes: Third-order Protection, Swampland Distance Conjecture, and Weak Gravity Conjectures
Chung Yuan Christian University（中原大学）
本文通过对GMG黑洞开展三阶Sorce-Wald思想实验，证实弱宇宙监督在三阶下成立，结合沼泽地距离猜想进一步强化该结论并放宽弱引力猜想的荷质比边界。
2026-08-26 gr-qc hep-th
Examining the weak cosmic censorship conjecture of RN-AdS black holes via the new version of the gedanken experiment
基于Sorce和Wald提出的新版本的gedanken实验，研究了Reissner-Nordström-Anti-de Sitter（RN-AdS）黑洞在额外物质场扰动下的弱宇宙监督猜想（WCCC）.首先，我们提出宇宙学常数可以有效地从物质场导出，它的值随扰动黑洞的物质场而变化。同时，我们假设扰动满足稳定性条件。这个条件意味着经过长时间的扰动，黑洞解也属于RN-AdS解族。然后，基于稳定性条件和零能条件，利用离壳变分方法，分别导出了以宇宙学常数为动力学变量时的一阶和二阶微扰不等式.首次将这两个微扰不等式推广到包含热力学的压强和体积项。最后，我们利用这两个微扰不等式在微扰的二阶近似下检验了RN-AdS黑洞的WCCC。结果表明，如果物质场引起宇宙学常数的变化，在稳定性条件和零能条件都满足的情况下，扰动后的黑洞不会被破坏。换句话说，RN-AdS黑洞的WCCC在扰动的二级近似下是有效的。
2020-06-22 gr-qc hep-th
Collapsing and static thin massive charged dust shells in a Reissner-Nordström black hole background in higher dimensions
在广义相对论的框架下，研究了在$d$时空维中球对称带电尘埃薄壳层引力坍缩成带电Reissner-Nordström黑洞的问题.在这样的背景下，静电荷壳进行了分析。首先推导了这种壳在$d$维时空中的运动方程。然后在带电坍缩框架下证明了宇宙监督猜想，并导出了一个有用的约束条件，该约束条件可导出内部空的带电壳层的静止质量的上界.还证明了总质量等于电荷的壳层，即，一个极端壳层，在一个空的内部，只能保持在中性平衡以外的引力半径。这意味着在极端尘埃薄壳的引力半径内放置一个极端尘埃薄壳是不可能产生规则的极端黑洞的。此外，它表明，对于一个空的内部，壳的静止质量是有限的从上面。然后研究了带电振动壳的几种行为。在视界存在的情况下，我们证明了一个振荡壳总是进入视界，并在扩展的Reissner-Nordström时空的一个新的渐近平坦区域中重新出现。另一方面，对于过度充电的内部，即，给出了一个例子，说明了无视界壳体可以达到一个稳定的平衡位置。所提出的结果在具有超大尺寸的膜场景中有应用，在当前的粒子加速器中创建微小的高维带电黑洞可能是一种真正的可能性，并且将先前关于四维带电壳层动力学的计算推广到高维。
2008-04-02 gr-qc hep-th
The First Law and Weak Cosmic Censorship for de Sitter Black Holes
本文利用 Iyer-Wald 协变相空间形式建立渐近德西特黑洞的热力学第一定律，并通过过充思想实验证明在零能量条件下黑洞不可过充，从而支持弱宇宙监督猜想。
2025-08-18 gr-qc hep-th
Regular black holes: Electrically charged solutions, Reissner-Nordström outside a de Sitter core
要想对黑洞有一个正确的整体认识，了解它的内部是至关重要的。在通常的克尔-纽曼黑洞解族的视界中潜伏着的奇点标志着物理定律的终结，因此应该以这样或那样的方式被取代。一个已经存在了一段时间的提议是用一个包含某种形式的物质或假真空配置的区域来取代时空的奇异区域，这些物质或假真空配置也可以与黑洞内部共存。没有奇点的黑洞称为规则黑洞。在目前的工作中，经常黑洞解中发现的广义相对论耦合到麦克斯韦的电磁和带电物质。我们表明，有对象对应于规则的带电黑洞，其内部区域是德西特，其外部区域是Reissner-Nordström，和两个区域之间的边界是由一个带电的球对称涂层。有几种类型的解决方案：规则的非极值黑洞与零物质边界，规则的非极值黑洞与类时物质边界，规则的极值黑洞与类时物质边界，和规则的过度充电的恒星与类时物质边界。分析了这种荷电正则解的主要物理和几何性质。
2011-04-25 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Weak cosmic censorship conjecture in Einstein-Born-Infeld black holes
最近，Sorce和Wald提出了一个新版本的gedanken实验，以在爱因斯坦-麦克斯韦引力中使Kerr-Newman黑洞过度自旋或过度充电。在此基础上，本文研究了静态Einstein-Born-Infeld黑洞中Einstein引力与非线性电动力学耦合的弱宇宙监督猜想（WCCC）.首先，基于Iyer-Wald形式和物质场的零能条件，导出了Einstein-Born-Infeld引力中带电碰撞物质的前两阶微扰不等式，并证明了它们与Einstein-Maxwell引力中的形式相同。在考虑了这些不等式后，我们发现静态Einstein-Born-Infeld黑洞在二级近似下不可能是超荷的。我们的结果在某种程度上暗示了弱宇宙监督猜想对弦论的有效性。
2019-12-11 gr-qc hep-th
All fundamental electrically charged thin shells in general relativity: From star shells to tension shell black holes and regular black holes and beyond
我们将广义相对论中所有基本的带电薄壳进行分类，即，静态球对称完美流体薄壳，内部为闵可夫斯基时空，外部为Reissner-Nordström时空，以时空质量和电荷为特征。基本壳层可以存在于三种状态，非极值，极值和过度充电。非极值状态允许壳的位置使其半径可以在其自身引力半径之外，也可以在其自身柯西半径之内。极端状态允许壳层的半径在其自身引力半径之外，或者在其自身引力半径之内;过荷状态允许壳层位于任何地方。还有一个进一步的划分，必须指定外壳的方向，即，壳外的法线是否指向增大或减小的半径。当壳处于引力半径时，在极端状态中仍然存在细分，因为壳可以从上面或下面接近它。假设壳体是由带电的理想流体组成，并测试了能量条件。卡特-彭罗斯图绘制的壳时空。基本壳的分类有14种情况，即非极值星壳，非极值张力壳黑洞，非极值张力壳正则和非正则黑洞，非极值紧壳裸奇点，Majumdar-Papapetrou星壳，极值张力壳奇点，极值张力壳正则和非正则黑洞，Majumdar-Papapetrou紧壳裸奇点，Majumdar-Papapetrou壳层拟黑洞，极值零壳层拟非黑洞，极值零壳层奇异性，Majumdar-Papapetrou零壳层奇异性，超荷星壳层，超荷紧壳层裸奇异性。
2021-03-29 gr-qc hep-th math-ph
Bekenstein's generalized second law of thermodynamics: The role of the hoop conjecture
贝肯斯坦广义热力学第二定律（GSL）断言黑洞熵$S_{\text{BH}}=Ac^3/4\hbar G$（这里$A$是黑洞表面积）与黑洞外部区域物质和辐射场的普通熵之和永远不会减少。我们在这里重新分析一个有趣的gedanken实验，这是由贝肯斯坦设计的挑战GSL。在这个历史性的实验中，一个带有熵的盒子被放入带电的Reissner-Nordström黑洞中。为了使GSL起作用，黑洞表面积（熵）的增加必须补偿盒子熵的损失。我们表明，如果盒子可以降低到黑洞的视界，如以前在文献中假设的那样，那么对于近极值黑洞，黑洞表面积的增加（由于盒子被黑洞同化）可能变得太小，无法补偿盒子熵的损失。为了解决这个明显违反GSL，我们在这里建议使用一个广义版本的箍猜想。特别地，假设一个由质量$M$和电荷$Q$组成的物理系统形成一个黑洞，如果它的圆周半径$r_{\text{c}}$等于（或小于）相应的Reissner-Nordström黑洞半径$r_{\text{RN}}=M+\sqrt{M^2-Q^2}$，我们证明了一个新的（和更大的）视界已经形成之前，熵轴承箱到达原来的近极值黑洞的视界。这一结果，这似乎被忽视了在以前的分析的组合黑洞盒系统，确保贝肯斯坦的GSL在这个著名的gedanken实验的有效性。
2015-11-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spherical electro-vacuum black holes with resonant, scalar $Q$-hair
渐近平坦，球形，电真空黑洞（BH）的支持静态，球形配置的规范，自相互作用，标量场，最低限度地耦合到几何形状。考虑标量场的$Q$ -球型势，在测试场近似下，我们称这些组态为$Q$ -云。云存在的共振条件下，在阈值（收费）超辐射。这与克尔黑洞支持的静止云相似，克尔黑洞存在于同步条件下，处于（旋转）超辐射的阈值。然而，与旋转情况相反，$Q$云要求标量场是有质量的和自相互作用的;对于有质量但自由的标量场，不存在类似的云。首先，考虑到退耦极限，我们在Schwarzschild黑洞和Reissner-Nordström黑洞周围构造了$Q$ -云，表明质量间隙总是存在的。然后，我们使$Q$ -云发生反作用，构造了描述球形带电黑洞的Einstein-Maxwell规范标量系统的完全非线性解，该系统具有共振的标量$Q$ -头发。在其他性质中，我们观察到在这个模型中带电BH的非唯一性，并且对于相同的荷质比，$Q$ -hairy BH可以在熵上优于Reissner-Nordström;一些$Q$ -hairy BH溶液可以被过度充电。我们还讨论了一些著名的无毛定理在文献中，适用于电真空加上最小耦合标量场，是如何规避这种新类型的BH。
2020-05-11 gr-qc hep-th
Overcharging dilaton black holes in 2+1 dimensions to extremality and beyond
我们通过从无穷远发送测试粒子来测试2+1维空间中的黑洞上的静电荷粒子是否可以变成裸奇点。我们得出，过度充电是可能的和一般的极值和近极值黑洞。我们的分析还意味着，近似极值的带电玻色子黑洞可以被连续地驱动到极值或更远，而不像近似极值的Baunados-Teitelboim-Zanelli，Kerr和Reissner-Nordström黑洞那样被离散跳跃过度旋转或过度充电。因此，在2+1维黑洞上的带电粒子与测试粒子的相互作用中，宇宙监督猜想的弱形式和黑洞热力学第三定律都被违反了。我们还导出了在从黑洞到裸奇点的过渡过程中，不存在热容为零或发散的点。可能阻止裸奇点形成的相变不会发生。
2020-09-27 gr-qc hep-th
The weak cosmic censorship conjecture and thermodynamics in the quintessence AdS black hole under charge particle absorption
以宇宙学常数为压强，主要研究了带电粒子吸收下被精粹暗能量包围的Reissner-Nordström-AdS黑洞中的热力学定律和弱宇宙监督猜想.当粒子被黑洞吸收时，热力学第一定律是有效的。然而，第二定律被发现违反极端和近极端的黑洞，因为这些黑洞的熵减少。此外，我们还发现极值黑洞在扩展相空间中并不改变其位形，这意味着弱宇宙监督猜想是成立的。值得注意的是，近极值黑洞可以在带电粒子吸收下被过度充电，超过极值条件。也就是说，对于扩展相空间中的近极值黑洞，宇宙监督猜想可能被违反。作为比较，我们还讨论了正规相空间中的第一定律、第二定律以及弱宇宙监督猜想，发现它们在这种情况下都成立。
2019-10-08 gr-qc hep-th
Stability of electrically charged stars, regular black holes, quasiblack holes, and quasinonblack holes
研究了一类带电流体球在径向扰动下的稳定性。在这些球体中有规则星、过充张力星、规则黑洞、准黑洞和类非黑洞，它们都具有Reissner-Nordström外部。我们制定的动力学摄动方程以下的Eschrasekhar方法和研究的稳定性对径向摄动通过数值方法。我们发现：（i）在依赖于径向扰动绝热指数的一定条件下，存在稳定的带电星和稳定的张力星;（ii）依赖于绝热指数，存在稳定的规则黑洞;（iii）准黑洞组态，例如，充电经常压力星或放电经常紧张星，可以稳定对径向扰动的合理值的绝热指数;（四）quasinonblack洞是不稳定的对径向扰动。
2023-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Cosmic Censorship: Formation of a Shielding Horizon Around a Fragile Horizon
弱宇宙监督猜想断言，在引力坍缩中产生的时空奇点总是隐藏在黑洞内部，对遥远的观测者来说是不可见的。这个猜想是彭罗斯在四十多年前提出的，被广泛认为是自然界的基本原理之一。然而，这一假设的完整证明仍然缺乏，因此该猜想的有效性仍然是广义相对论中最重要的未决问题之一。在这项研究中，我们分析了一个gedanken实验，该实验旨在通过试图对Reissner-Nordström黑洞过度充电来挑战宇宙审查：带电壳层被{ \it自动}降低到带电黑洞中。传递到黑洞的质能可以通过使壳层的落点接近黑洞视界而发生红移。另一方面，壳层的电荷不会因黑洞的引力场而发生红移。因此，乍看之下，带电壳层进入黑洞，使其过度充电，并消除其视界，似乎并没有受到阻碍。然而，在目前的研究中，我们证明，暴露的裸奇点，以遥远的观察者实际上是排除由于形成一个新的（和{ \it更大}）的地平线周围的原始黑洞。此外，我们将证明这个新视界已经形成{ \it before}带电壳穿过原始黑洞视界。这一结果在以前似乎被忽视了，它保证了弱宇宙监督猜想在这种类型的gedanken实验中的有效性。
2013-02-27 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Einstein-Maxwell-scalar black holes: the hot, the cold and the bald
带电黑洞的自发标度化现象最近激发了各种Einstein-Maxwell标量模型的研究。在这些模型中，根据标量场和麦克斯韦不变量之间的非最小耦合函数$f(ϕ)$，不同类别的BH解是可能的。在这里，我们考虑的类，其中（秃）电真空Reissner-Nordström（RN）BH和新的标量化BH共存，前者从来没有对标量扰动不稳定。特别是，我们研究的模型，在这个子类中，与四次耦合功能：$f(Φ) = 1+αΦ^4$。对于固定的$α$，标量化BH的存在域由两个分支组成。第一支路（冷标量化BH）连续连接到极值RN BH。第二支路（热标量化BH）在荷质比的最小值处连接到第一支路，并且其包括过充电BH。然后，我们评估的标量化的解决方案的扰动稳定性，专注于球面扰动。一方面，冷标化BH被证明是不稳定的明确计算增长模式。不稳定性在第一分支的两个端点处被淬灭。另一方面，热标量化BH被证明是稳定的，通过使用S-变形方法。因此，在球形扇区中，该模型具有两个稳定的BH局部基态（RN和热标化）。指出该模型中黑洞的分支结构与五维真空引力中黑洞的分支结构相似，[Myer-Perry黑洞，胖环，薄环]扮演[RN，冷标度化，热标度化]黑洞的角色.
2020-02-03 gr-qc hep-th
Computational Cosmic Censorship
Hüseyin Avni Sözen Anatolian High School（侯赛因·阿夫尼·索赞安纳托利亚高中）
提出全息复杂性解释黑洞力学第三定律和弱宇宙审查，发现次极端与极端黑洞的相对复杂性对数发散，阻止有限时间转变。
2026-07-29 gr-qc hep-th quant-ph
Challenging the generalized second law
黑洞热力学广义第二定律（GSL）指出，黑洞熵的变化与黑洞外物质和场的常熵的变化之和必须是非负的。在经典极限下，GSL归结为霍金面积定理。这两项法律都没有确定使其在特定情况下发挥作用的具体效果。戴维斯最近的gedanken实验的动机，他用来推断一个约束的大小的精细结构常数从GSL，我们研究了一系列的变种，其中一个电试探电荷降低到一个有限的半径，然后下降到史瓦西，一个近极端的磁Reissner-Nordstrom或一个近极端的克尔黑洞。对于一个经典的收费，我们证明了一个特定的“反作用”的效果是负责保护面积定理在近极值的例子。对于带磁荷的Reissner-Nordstrom黑洞，面积定理的违反被化解，因为考虑到电荷排斥的一个微妙来源：在将电荷带到其下降点的过程中，黑洞的旋转。在克尔洞的情况下，电荷上的电自作用力足以纠正问题。然而，在涉及元电荷的所有实验中，如果精细结构常数大于约1阶，则显然会违反完整的GSL。我们认为，在这种情况下，一个量子效应，Unruh-Wald量子浮力，可能会保护GSL。
2013-05-26 astro-ph gr-qc hep-th
Note on the local calculation of decoherence of quantum superposition in the static black holes
Qufu Normal University（曲阜师范大学）；Stony Brook University（石溪大学）
研究Schwarzschild和Reissner-Nordström黑洞中静态粒子量子空间叠加的退相干，通过相干态生成和Wightman函数推导退相干泛函的局域表达式，发现退相干行为依赖于环境场的量子态，Unruh和Hartle-Hawking真空中的热效应可导致非零退相干。
2026-06-15 gr-qc hep-th quant-ph
Violation of Weak Cosmic Censorship in de Sitter Space
本研究受近极端RN-dS黑洞强宇宙监督假设破缺的启发，通过热力学第二定律检验发现，近极端RN-dS在二阶微扰的某些区间内弱宇宙监督假设可被破缺，且两种监督假设的破缺可能存在关联。
2024-05-13 hep-th
