Tidal force effects and periodic orbits in null naked singularity spacetime
裸奇点在非均匀物质云的引力坍缩过程中形成。奇点的最终性质取决于物质的初始条件、性质和物质剖面的类型。这些裸奇点也可以分为两类：类零奇点和类时奇点。史瓦西黑洞的类空奇点可以与空的和类时的裸奇点时空区分开来。基于此，我们研究了零裸奇点时空中类时束缚轨道的进动，以及潮汐力效应和测地偏差特征。结果发现，零裸奇点时空中类时束缚轨道的轨道进动可以与史瓦西进动的情形区别开来。潮汐力的径向分量有一个有趣的配置文件，而角分量的配置文件，这是一个类似于史瓦西黑洞的情况。测地线偏差方程，然后解决数字，产生类似于史瓦西黑洞的结果。然后，这些特性特征可以用于辨别这些奇点。
2022-05-31 gr-qc
Shadows and negative precession in non-Kerr spacetime
现在我们知道，阴影不仅是黑洞的特性，它也可以由其他紧凑的物体，如裸奇点投射。然而，裸奇点的阴影存在一些新的特征，这些特征在最近的一些文章中得到了详细的讨论。在早期的文献中，也指出裸奇点可以允许束缚类时轨道的负进动，而这在Schwarzschild和Kerr黑洞时空中是看不到的。在裸奇点存在下，类时束缚轨道的这种可区分的行为以及阴影的新特征可能有助于在观测上区分黑洞和裸奇点。然而，在本文中，它表明，变形克尔时空可以允许负进动的束缚类时轨道时，该时空的中心奇点是裸露的。我们还证明了在变形Kerr裸奇点时空中可以同时存在负旋进和阴影。因此，任何束缚轨道负进动的观测证据，连同中心阴影，都可能表明存在变形克尔裸奇点。
2021-01-11 gr-qc
Closed Timelike Curves and "Effective" Superluminal Travel with Naked Line Singularities
我们研究封闭的类时曲线（CTC）和“有效的”超光速旅行在一个时空包含裸线奇点，我们称之为“电线”。每根线可以是直线奇点或环奇点。弱能量条件（Weak Energy Condition，WEC）在所有定义明确的时空区域都是成立的。(The奇点本身并没有很好的定义，所以WEC在那里是未定义的，但它永远不会被显式地违反。平行于导线，“有效的”超光速旅行是可能的，因为导线可以被用作时空遥远区域之间的捷径。我们在介绍超光速方面的电线的目的是消除普遍持有的观点，明确的WEC违反是必要的有效的超光速旅行，而事实上，对超光速旅行的狭窄是更复杂的。我们还演示了如何存在这样的“电线”可以创建CTC。我们提出了一个模型时空，其中包含两个线是自由移动的相对于彼此。这个时空是渐近平坦的：它变成了一个距离每根线有限距离的闵可夫斯基时空。研究中的CTC不需要进入线的奇点，并且可以被限制在弱场区域：这意味着如果这些线在物理上是可能的，它们甚至会在时空的非奇异、能量上现实的区域中提出因果关系问题。我们的结论是，弱能量条件本身不足以阻止渐近平坦时空中的超光速旅行。
2018-07-12 gr-qc
Timelike Geodesics in Naked Singularity and Black Hole Spacetimes II
本文导出了裸奇点时空中粒子的轨道方程，即Bertrand（BST）和Janis-Newman-Winicour（JNW）几何，以及Schwarzschild黑洞的轨道方程。我们绘制的轨道方程，并找到在BST和JNW时空的粒子轨道的近日点进动，并比较这些与史瓦西黑洞时空。我们发现并讨论了BST、JNW和Schwarzschild时空中粒子的有效势和轨道的不同区别性质，并给出了BST与外Schwarzschild时空匹配时的粒子轨道.我们证明了BST和Schwarzschild时空中轨道近日点进动的性质是相似的，而在JNW情况下轨道近日点进动的性质与Schwarzschild和BST时空中的轨道近日点进动的性质相反.这些轨道的其他有趣的和重要的功能指出。
2019-09-20 astro-ph.GA gr-qc
Quantum singularities in a model of f(R) Gravity
本文从量子力学的观点出发，讨论了以线性电磁场为源的f（R）引力模型中裸奇点的形成。利用满足Klein-Gordon、Dirac和麦克斯韦方程组的量子测试场，研究了在r=0处产生的经典类时裸奇点.我们证明了场的空间导数算子本质上不是自伴的。因此，当用具有不同自旋结构的量子场探测经典类时裸奇点时，它仍然是量子力学奇异的。
2012-07-25 gr-qc
Quantum fate of timelike naked singularity with scalar hair
我们用几种方法研究了由标量场引起的裸曲率奇点的量子命运，并比较了所得结果。第一种方法依赖于固定背景下的相对论性量子力学，采用静态时空的Klein-Gordon和Dirac方程。我们表明，Klein-Gordon和狄拉克粒子都感觉到这种奇异性，因此这种方法不提供其解决方案。为了比较，我们随后采用的方法量化的几何本身。我们通过条件对称性选择了正则量子化，作为最后一种方法，我们在协变循环量子引力中使用了最大加速度推导。在这两种方法中，奇点都是在量子水平上解决的。我们讨论这些相互矛盾的结果铭记量子粒子探测经典几何的第一种方法，而最后两种方法的几何本身。
2020-05-16 gr-qc hep-th
Perihelion Precession and Shadows near Blackholes and Naked Singularities
现在已知，除了黑洞之外，一些裸奇点也可以投射阴影，从而提供它们可能的可观察特征。我们在这里研究相关的问题，即如何根据进一步的物理签名来区分这些实体。我们指出，黑洞总是允许有正近日点进动的类时束缚轨道。此外，虽然带有光子球的裸奇点可以投射阴影，但它也可以允许这种轨道的正近日点进动，从而模仿黑洞。这表明具有光子球（阴影）的紧凑物体总是允许围绕它们的类时束缚轨道的正近日点进动。另一方面，没有光子球的裸奇点可以允许正负近日点进动，但不需要有阴影。本文构造了一个具有中心裸奇点但没有光子球的时空位形，它既能产生阴影又能产生负近日点进动。我们的结果意味着，而存在的阴影和一个积极的近日点岁差意味着要么是一个黑洞或裸奇点，阴影的存在和一个消极的近日点岁差同时将意味着一个裸奇点。我们讨论我们的结果的背景下，恒星运动（运动的“S”星）周围的Sgr-A* 银河系中心。
2020-03-15 gr-qc
Quantum complexity and bulk timelike singularities
本文以 CA 与 CV 两种全息复杂度探测含裸类时奇点的负质量 SAdS、Kasner-AdS 和 Einstein-dilaton 几何，发现二者均不能可靠识别 Gubser 准则下的奇点可容许性。
2023-11-28 gr-qc hep-th
Can we see naked singularities?
研究了一般物质场在弱能量条件下球对称引力坍缩中可能形成的奇异性。我们证明了没有能量可以从零裸奇点到达外部观察者。这意味着他们不会对宇宙审查猜想（CCC）构成严重威胁。对于类时裸奇点，只有中心壳层变得奇异，红移总是有限的，原则上，它们可以携带能量到远处的观察者。因此，对于证明或证伪CCC，类时裸奇点的研究将更为重要。我们的结果是非常普遍的，是独立的初始数据和物质的形式。
2007-10-09 astro-ph gr-qc hep-th
Shear-free gravitational collapse is strongly censored
我们考虑球对称的时空与物质的类时流被假定为剪切自由。一些关于时空奇点的形成和可见性的结果得到了证明，其中主要的一个是无剪切坍缩不允许局部裸奇点（这意味着不存在全局裸奇点）。我们猜想剪切是一般引力坍缩中局部裸奇点出现的必要条件。
2003-12-30 gr-qc
A Time-Like Naked Singularity
我们构造了一类球对称坍缩模型，其中裸奇点可能发展为坍缩的终态。所考虑的物质分布具有负的径向和切向压力，但始终服从弱能量条件。奇点形成在坍缩云的中心，并在有限的时间内继续可见。能见度的持续时间取决于能量分布的性质。因此，由此产生的奇点的因果结构取决于为云选择的质量函数的性质。我们提出了一个一般的模型，其中形成的裸奇点是类时的，既不点状也不为零。我们的工作代表着朝着澄清宇宙审查猜想有效性的必要条件迈出了一步。
2004-10-08 gr-qc
Overspinning naked singularities in AdS$_3$ spacetime
BTZ黑洞属于一个局部三维反德西特（AdS $_3$）时空家族，由它们的质量$M$和角动量$J$标记。在$M \ell \geq |J|$的情况下，其中$\ell$是反德西特半径，提供了黑洞。将度量扩展到$M$和$J$的其他值，会导致具有相同渐近行为和全局对称性的几何，但在原点包含裸奇点。情况$M \ell \leq -|J|$对应于自旋圆锥奇点，这是合理的理解。在这里，我们研究剩下的情况，即$-|J|<M\ell<|J|$。这些裸奇点是描述经典时空的数学上可接受的解。它们是通过对$\mathbb{R}^{2,2}$中的覆盖伪球的鉴别而得到的，并且不含封闭的类时曲线.在这里，我们研究的因果结构和测地线周围的这些\textit{overspinning}几何。我们提出了一个审查的测地线为整个BTZ家庭。测地线方程是完全积分的，其解用初等函数表示。特别是在圆测地线的确定方面，得到了一些新的结果，根据半径边界，BTZ时空中出现了八种非圆测地线。对于超旋裸奇点的情形，零测地线和类空测地线可以通过离奇点最近的一点到达无穷远，其他的从中心奇点延伸到无穷远，其他的仍然有一个径向上界并终止于奇点。类时测地线不能到达无穷远，它们要么围绕奇点，要么落入奇点。测地线（轨道）的空间投影表现出自相交，其数目由零测地线和类空测地线确定，并发现一类特殊的空间投影闭合的类时测地线。
2021-05-13 gr-qc hep-th
Probing naked singularities in the charged and uncharged $γ$-metrics with quantum wave packets
本文在量子力学背景下研究带电与不带电Zipoy-Voorhees时空中的裸奇点，利用服从Klein-Gordon方程的量子波包证明赤道面奇点对所有参数均量子奇异，而对称轴方向奇点仅在特定参数和s波模式下部分愈合。
2023-09-08 gr-qc
Instability of a Kerr-type naked singularity due to light and matter accretion and its shadow
本文研究了Kerr型裸奇点因吸积导致的不稳定性，发现赤道逆行轨道粒子会迅速降低其自旋至$α=1$并形成事件视界，且在极平面观察时其阴影与Kerr黑洞难以区分。
2024-02-19 astro-ph.HE gr-qc
Causality Violation and Naked Time Machines in AdS_5
我们研究了AdS $_5$中的超对称带电旋转黑洞，证明了在事件视界外存在闭合的类时曲线.在提升到10维IIB型超引力的旋转D3膜解时，封闭的类时曲线仍然存在。我们认为这些因果异常对应于对偶${\cal N}=4$，D=4的超级Yang-Mills理论中幺正性的丧失，即AdS体中的时序保护猜想与边界CFT中的幺正性边界有关.我们证明了带电或不带电的测地线都不能穿透视界，因此外部区域是测地线完备的。这些结果在量子情形下仍然成立，即e.~在黑洞背景中传播的Klein-Gordon标量的总吸收截面为零。这表明有效温度为零，而不是假设天真地发现的虚值。
2001-05-07 gr-qc hep-th
Qualitative and quantitative features of orbits of massive particles and photons moving in Wyman geometry
怀曼解取决于两个参数，质量$M$和标量电荷$σ$。如果将$M$固定为一个正值，比如说$M_0$，让$σ^2$沿实数线取值，它描述了三种不同类型的时空。对于$σ^2 >0$，时空是裸奇点;对于$σ^2 = 0$，时空是质量为$M_0$的史瓦西黑洞;最后，对于$-M_0^2 \leq σ^2 < 0$，时空是虫洞时空。本文主要研究在怀曼解的裸奇点和虫洞时空中运动的大质量粒子和光子的轨道的定性和定量特征。这些轨道是大质量粒子的类时测地线和光子的零测地线。结合四个测地线方程和一个由线元导出的附加方程，我们得到了一个大质量粒子的有效势和一个不同的光子的有效势。我们通过研究适当的有效势，研究了大质量粒子和光子的所有可能的轨道类型。我们注意到，对于$σ^2 >0$的某些值，存在一个无限大的势墙，阻止大质量粒子和光子到达裸奇点。我们还注意到，对于$-M_0^2 \leq σ^2 < 0$的某些值，势在任何地方都是有限的，这允许大质量粒子和光子从一个虫洞移动到另一个渐近平坦的区域。我们还计算了大质量粒子和光子分别在裸奇点和虫洞时空中运动的径向类时和零测地线。
2008-01-29 gr-qc
Shadows and precession of orbits in rotating Janis-Newman-Winicour spacetime
本文利用Newman-Janis算法（NJA）构造了旋转Janis-Newman-Winicour（JNW）裸奇点时空。我们分析了NJA与和没有复杂化的方法，发现能量条件满足时，我们跳过复杂化的步骤。我们研究了旋转JNW裸奇点投射的阴影，并与Kerr黑洞投射的阴影进行了比较。我们发现旋转裸奇点的阴影可以与克尔黑洞的阴影区分开来。当我们分析旋转JNW时空中类时束缚轨道的进动时，我们发现它可以有一个负的（或相反的）进动，这在克尔黑洞的情况下是不存在的。这些新的签名的阴影和轨道进动旋转JNW裸奇点时空的背景下，最近的观察M87银河系中心的阴影和恒星动力学的'S-星'周围银河系中心可能是重要的。
2021-09-30 gr-qc
A Study of Black Holes and Beyond: Shadows and Relativistic Orbits
本博士论文系统研究了黑洞与裸奇点的阴影及相对论轨道，涵盖引力坍缩终态、光线追踪阴影构建、旋转时空NJA方法、类时束缚轨道进动，并利用S2星数据探讨了标量场下的相对论轨道。
2024-06-03 gr-qc
Linear Stability of Black Holes and Naked Singularities
这些笔记来自于2021年9月30日至10月5日在巴西瓜拉帕里（圣埃斯皮里图）举行的V José Pl\'ınio Baptista宇宙学学院举办的课程。对黑洞和裸奇点的线性稳定性的研究现状进行了综述。本文简要介绍了利用背景对称性和分别分析线性扰动的谐波分量的标准模态方法，并证明了Kerr-Newman族中的裸奇点以及柯西视界外的内黑洞区是不稳定的，因而是非物理的。证明需要在类时边界，这是详细的边界条件的治疗。然后引入非模态线性稳定性的概念，证明了具有非负宇宙学常数的Schwarzschild黑洞的外部通信域满足这一更强的稳定性条件，排除了扰动的瞬态增长，并证明了受扰动的黑洞稳定为缓慢旋转的Kerr黑洞.讨论了在规范不变曲率标量中微扰场的编码以及微扰对时空几何的影响。
2022-01-10 gr-qc
Naked singularities as particle accelerators
本文研究了粒子通过裸奇点加速到任意高的质心能量。最近有人提出黑洞可以作为粒子加速器来探测普朗克尺度物理。我们表明，裸奇点服务于同样的目的，可能会做得更好，比他们的黑洞同行。我们研究了从规则的初始数据开始的自相似引力坍缩，导致全局裸奇点的形成。当沿类时测地线运动的粒子在柯西视界附近发生相互作用和碰撞时，在质心系中碰撞能量将是任意高的，从而为普朗克尺度物理提供了一个窗口。
2010-11-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Photon surface extensions in general spherical dust collapse
School of Science and Technology, Mathematics Division, Università di Camerino（卡梅里诺大学理学院数学系）；Osservatorio Astronomico di Brera, INAF（布雷拉天文台，意大利国家天体物理研究所）
将球对称尘埃塌缩中光子曲面的分析推广到一般非边缘束缚情况，推导光子曲面方程并证明外部光子球r=3M的唯一物理扩展为零超曲面，且光子曲面到达中心奇点当且仅当奇点裸露。
2026-09-24 gr-qc
Light rings and optical appearances of naked singularities, solitons, and black holes in beyond Horndeski gravity
Jiangxi Normal University（江西师范大学）；Universität Oldenburg（奥尔登堡大学）；Rajendra Singh Rawat Government Degree College（拉杰德拉·辛格·劳瓦特政府学院）
通过研究超越Horndeski引力中具有标量毛的致密物体的测地线结构和光学图像，发现视界数量与光学外观无直接对应，光子势和盘内缘主导图像特征。
2026-05-28 gr-qc hep-th
Naked Singularities as Particle Accelerators II
我们在这里推广了我们以前关于裸奇点加速粒子的结果。我们最近证明了[1]，由于大质量恒星的引力坍缩而形成的裸奇点提供了一个合适的环境，粒子可以在任意高的质心能量下加速和碰撞。然而，我们只关注球对称的引力坍缩模型，它们也被假定为自相似的。在本文中，我们将结果推广到所有的引力坍缩模型，导致形成一个裸奇点作为最终的崩溃状态，从一个规则的初始数据，而不作任何限制性的假设，如上述时空对称性。我们证明，当粒子在柯西视界附近相互作用并碰撞时，质心系中的碰撞能量将任意高，从而为普朗克尺度物理提供了一个窗口。我们还考虑了从裸奇点附近产生这种非常高能量粒子的各种可能的物理机制的问题。然后，我们构建了一个引力坍缩到类时裸奇点的模型，以证明这些想法的工作，其中允许压力为负，但能量条件得到尊重。我们表明，有一定数量的质量-能量密度必须辐射远离附近的裸奇点的坍缩演变。因此，裸奇点的性质，无论是在经典和量子水平上都可以在粒子加速过程中发挥重要作用，解释了在柯西视界附近参与极高能量碰撞的高能出射粒子的发生。
2011-02-14 astro-ph.HE gr-qc
Geodesic Structure of Naked Singularities in AdS$_3$ Spacetime
本文对三维反德西特时空AdS $_3$中裸奇点周围的测地线进行了完整的研究。这些静止时空，其特征在于两个保守的电荷-质量和角动量-，通过沿着类空基灵向量与一个不动点的标识。它们被解释为大量旋转的点粒子，可以被看作是四维时空中宇宙弦的三维类似物。对测地线方程进行了完全积分，并将解用初等函数表示。我们分类不同的测地线在其径向边界，这取决于常数的运动。类空测地线和类空测地线从无穷远处接近裸奇点，要么落入奇点，要么绕着奇点回到无穷远处，这取决于这些常数的值，除了极端和无质量的情况，零测地线可能有一个圆形轨道。类时测地线永远不会逃逸到无穷远，也不总是落入奇点，也就是说，它们可以永久地被限制在两个半径之间。测地线（轨道）的空间投影表现出自相交，其数量对于零测地线特别简单。作为一个特殊的应用，我们还计算了固定时间类空测地线的长度的静态裸奇点使用两种不同的正则化。
2019-05-23 gr-qc hep-th
Probing entropy bounds with scalar field spacetimes
研究了具有裸奇点的动力学时空中的协变熵界。具体地说，我们研究了球对称无质量标量场解。这个解是一个非均匀宇宙学，它有一个初始的类空奇点，在原点有一个裸的类时奇点。我们构造了标量场的熵通量4-向量，并通过显式计算表明，在（演化的）视视界附近的光片$L(B,B')$违反了广义协变界$S_{L(B,B')}\le (A(B)-A(B'))/4 $.我们发现没有违反的Bousso界（其中$A(B')=0$），即使某些充分条件，这个界不成立。因此，该结果表明这些条件是不必要的。
2004-06-02 gr-qc hep-th
Generating Rotating Spacetime in Ricci-Based Gravity: Naked Singularity as a Black Hole Mimicker
由于在广义相对论和修正的引力理论中缺乏由物质引起的旋转解，我们将最近发现的最小爱因斯坦标量理论的精确旋转解扩展到与Eddington激发的Born-Infeld标量场耦合的Born-Infeld引力中。这是完成了一个完善的映射的解决方案之间的里奇基于Palatini理论的重力和广义相对论的实施。新的解决方案是参数化的标量电荷和Born-Infeld耦合常数除了质量和自旋的紧凑的对象。与映射前的时空相比，我们发现Born-Infeld尺度下的高能修改能够抑制但不能消除原始裸零奇点的曲率发散。根据玻恩-因菲尔德耦合常数的符号，这些修改甚至可能会引起一个额外的类时奇点外部的零。尽管如此，在映射之前和之后的裸奇点都能够投射阴影，并且作为映射关系的结果，它们的阴影在赤道平面上被远处的观察者看到是相同的。尽管标量场导致阴影的外观具有一定的扁率，其左右端点保持固定，阴影轮廓的封闭性条件对标量荷的绝对值设置了一个小的上限，这导致阴影的观测特征非常类似于克尔黑洞的特征。
2021-03-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Curvature conditions for the occurrence of a class of spacetime singularities
它以前被证明[W。Rudnicki，Phys. Lett. A 224，45（1996）]，一般的引力坍缩不会导致伴随着封闭的类时曲线的裸奇点。在这个结果中的一个重要作用是所谓的不可拓条件，这是需要保持某些不完全零测地线。本文证明了一个定理，建立了不完全零测地线上的Ricci曲率的不可延拓条件与增长率之间的某些关系。这一定理表明，不可拓条件可以适用于比强曲率型奇点更一般的一类奇点。也有人认为，一些较早的宇宙监督结果得到的强曲率奇点可以扩展到相应的奇点的不可扩展性条件。
1999-04-15 gr-qc
Ultra-high energy particle collisions in a regular spacetime without blackholes or naked singularities
本文研究了在既不含奇点也不含事件视界的完全规则时空中具有极大质心能量的粒子加速和碰撞。近年来，在极端Kerr黑洞的事件视界附近，以及在许多极端黑洞的例子中，粒子的超高能碰撞被研究和报道。研究了无视界Kerr和Reissner-Nordstrom时空中含有裸奇点的粒子加速过程。此外，我们在这里表明，粒子加速和碰撞过程实际上与黑洞和裸奇点无关，并且可以发生在不包含这两者的完全规则时空中。在一般静态球对称度规下，我们得到了这种现象发生的条件。我们表明，为了有超高能量的碰撞，它是必要的规范的类时Killing矢量承认一个最大值与一个消失的小，但一个负值。这也是一个条件，意味着一个表面的存在非常大，但有限的值的红移或蓝移。具有低能碰撞和规则中心的条件意味着在中心附近违反了强能量条件，而在中心周围区域遵守了弱能量条件。因此，中心区域被暗能量流体包围。在高能碰撞发生的位置，这两种能量条件都受到尊重。作为一个具体的例子，我们然后研究的加速过程中的时空几何导出的Barnel，这是来源于一个非线性的自引力磁引力。
2012-08-01 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
