Testing Horndeski Gravity from EHT Observational Results for Rotating Black Holes
事件视界望远镜（EHT）合作最近公布了超大质量黑洞M87* 的第一张图像，它展示了一个角直径为$θ_{d}=42 \pm 3 μas$的环，圆度偏差为$ΔC \leq 0.1$，并推断出黑洞质量为$M=(6.5 \pm 0.7) \times 10^9 M_\odot $。这提供了一个新的窗口，在强场制度的引力理论的测试，包括违反无毛定理的探测。人们普遍认为克尔度规描述了天体物理学中的黑洞，正如关键但未经检验的无毛定理所描述的那样。将Horndeski引力黑洞--除了Kerr黑洞的质量$M$和自旋$a$外，还具有额外的头发参数$h$--作为超大质量黑洞M87* 进行建模，我们观察到，为了成为一个可行的天体物理黑洞候选者，EHT结果约束了（$a$，$h$）参数空间。然而，一个系统的偏差分析表明，旋转Horndeski黑洞的阴影可能会或可能不会捕获克尔黑洞的阴影，这取决于参数值;后者是在约束参数空间的相当大一部分的情况下，允许Horndeski引力和广义相对论在所述空间中是可区分的，并打开了可能性的潜在修改的克尔度量。
2022-06-16 gr-qc
Polarization Whorls from M87* at the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜（EHT）预计很快将产生邻近星系M87中心的超大质量黑洞的偏振图像。有迹象表明这个黑洞正在快速旋转。广义相对论预言，这样一个高自旋黑洞在其事件视界附近具有共形对称性。在本文中，我们使用这种对称性来分析预测的极化近地平线的排放被认为是在EHT，并找到一个独特的模式与自旋的螺纹对齐。
2020-06-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
On the analytic generalization of particle deflection in the weak field regime and shadow size in light of EHT constraints for Schwarzschild-like black hole solutions
本文基于Gauss-Bonnet定理推导了Schwarzschild-like黑洞弱场偏转角的解析公式，并利用EHT观测约束阴影大小，适用于多种修正引力模型。
2024-10-24 gr-qc
Testing the No-Hair Theorem with Event Horizon Telescope Observations of Sagittarius A*
事件视界望远镜（EHT）是一种毫米波甚长基线干涉仪阵列，它的出现使得对少数超大质量黑洞的亚视界尺度结构的空间分辨研究成为可能。其中，银河系中心的超大质量黑洞人马座A*（Sgr A*）呈现出最大的角截面。到目前为止，这些研究集中在黑洞自旋的测量和低光度吸积模型的验证。然而，对EHT数据分析的一个关键输入是黑洞时空的结构，因此这些观测提供了新的机会来测试克尔度规对天体物理学黑洞的适用性。在这里，我们采用准克尔度规，呈现了Sgr A* 周围辐射低效吸积流（RIAF）的第一个模拟图像，该度规除了在广义相对论中充分表征黑洞的质量和自旋之外，还包含独立的四极矩。我们发现，这些图像可以显着不同的图像的RIAF周围的克尔黑洞具有相同的自旋，并证明了测试无毛定理的可行性，通过约束四极偏离克尔度量与现有的EHT数据。同样重要的是，我们发现，磁盘倾角和自旋方向角是强大的列入额外的参数，提供信心，在以前的估计假设克尔度量的基础上EHT的意见。然而，目前对克尔度规的潜在修改的限制仍然很弱。
2013-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Kerr-Newman Black Holes in Weyl-Cartan Theory: Shadows and EHT constraints
本文研究Weyl-Cartan理论中的Kerr-Newman黑洞，利用EHT对M87*和Sgr A*的阴影观测约束模型参数，并计算能量发射率以分析黑洞演化与寿命，从而检验该理论与广义相对论的差异。
2024-04-09 gr-qc hep-th
Probing Kalb-Ramond gravity with charged rotating black holes: constraints from EHT observations
Centre for Theoretical Physics, Jamia Millia Islamia（贾米阿米利亚伊斯兰大学理论物理中心）；Institute for Theoretical Physics and Cosmology, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学理论与宇宙学研究所）；Astrophysics and Cosmology Research Unit, School of Mathematics, Statistics and Computer Science, University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学数学、统计与计算机科学学院天体物理学与宇宙学研究组）
本文利用EHT观测数据，研究带电旋转黑洞在卡尔布-拉蒙德引力中的影子，通过分析影子直径约束洛伦兹破坏参数和电荷。
2026-04-15 gr-qc
First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring
事件视界望远镜（EHT）以前所未有的角分辨率绘制了椭圆星系M87中心1.3毫米的致密射电源。在这里，我们考虑了2017年EHT数据中看到的不对称环的物理含义。为此，我们构建了一个大型库的模型的基础上，广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和合成图像产生的广义相对论射线追踪。我们比较观察到的vibrium与这个库，并确认不对称环是一致的，从黑洞事件视界附近的轨道运行的热等离子体的同步辐射的强引力透镜的早期预测。环的半径和环的不对称性分别取决于黑洞的质量和自旋，因此，在未来的EHT活动中，这两者都是稳定的。总的来说，观测到的图像与广义相对论预测的旋转克尔黑洞阴影的预期一致。如果黑洞的旋转和M87的大尺度喷流是一致的，那么黑洞的旋转矢量就指向远离地球的方向。我们的非旋转黑洞库中的模型与观测结果不一致，因为它们不能产生足够强大的喷流。与此同时，在那些产生足够强大的喷流的模型中，后者是通过类似于布兰德福德-兹纳杰克过程的机制提取黑洞自旋能量来提供动力的。我们简要地考虑替代黑洞的中央紧凑的对象。对现有的EHT偏振数据和在其他波长同时采集的数据进行分析，将很快使GRMHD模型的新测试成为可能，未来在230和345 GHz的EHT活动也将如此。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Measuring Photon Rings with the ngEHT
广义相对论预测，黑洞周围光学薄吸积流的图像一般应该有一个"光子环“，由一系列越来越尖锐的子环组成，对应于黑洞附近越来越强烈的透镜发射。由于透镜效应是由时空曲率决定的，光子环为精确测量黑洞的性质和检验克尔度规提供了一条途径。我们探讨了利用事件视界望远镜（EHT）和下一代EHT（ngEHT）进行甚长基线干涉测量（VLBI）探测和测量光子环的前景。我们提出了一系列的测试，使用理想化的自适应简单的几何模型，并表明在2017年和2022年的EHT观测缺乏角分辨率和灵敏度来检测光子环，而在230 GHz和345 GHz的ngEHT的改善覆盖范围和角分辨率是足够的这些模型。然后，我们分析检测前景使用更逼真的图像从广义相对论磁流体动力学模拟应用“混合成像”，同时模拟两个组件：一个灵活的光栅图像（捕捉直接发射）和环组件。使用贝叶斯VLBI建模包\comrade，我们表明，混合成像的结果必须解释与极端谨慎的光子环检测和测量-混合成像容易产生假阳性的光子环，其环测量不直接对应的光子环的属性。
2022-10-24 astro-ph.HE gr-qc
Testing dynamical torsion effects on the charged black hole's shadow, deflection angle and greybody with M87* and Sgr. A* from EHT
庞加莱规范的引力理论是广义相对论最值得注意的另一种扩展，它在自旋和时空几何之间具有对应性。本文利用Reissner-Nordstrom-de Sitter解和anti-de Sitter解，在扭转场$τ$作为独立场加入的情况下，分析了有限距离区域中有质量粒子和零粒子的弱偏转角$\hatα$.然后我们应用$\hatα$来确定M87* 和Sgr中的爱因斯坦环的形成。A*，并确定相对于这些黑洞的地球的位置，大质量扭转效应可以提供相当大的偏差，而宇宙学常数的影响仍然可以忽略不计。此外，我们还探讨了扭转参数如何影响的阴影半径感知的静态和共同移动（与宇宙膨胀）的观测者在宇宙中占主导地位的暗能量，物质和辐射。我们的研究结果表明，扭转和宇宙学常数参数影响的阴影半径不同的观察者之间的静态和共同运动的状态。我们还展示了如何扭转参数影响的光度的光子层通过研究的阴影与下落吸积。扭转参数对拟简正模、灰体边界和高能吸收截面的计算也有很大的影响。
2022-12-22 gr-qc
Modified Gravity Black Holes and their Observable Shadows
非旋转和旋转的修正引力（MOG）黑洞投射的阴影由质量$M$和角动量$J=Ma$两个参数决定。当自由参数$α$从零开始增大时，球对称静态Schwarzschild-MOG和Kerr-MOG旋转黑洞投影的大小显著增大.事件视界望远镜（EHT）的阴影图像测量可以确定爱因斯坦的广义相对论是否正确，或者是否应该在强引力场的存在下进行修改。
2015-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Null Geodesics, Thermodynamics, Weak Gravitational Lensing, and Black Hole Shadow Characteristics of a Frolov Regular Black Hole with Constraints from EHT Observations
本文研究Frolov规则黑洞的零测地线、热力学、弱引力透镜及阴影特性，利用EHT观测约束参数，并与Schwarzschild等黑洞对比，为替代引力理论检验提供新见解。
2025-03-25 gr-qc
Investigating Rotating Black Holes in Bumblebee Gravity: Insights from EHT Observations
本研究基于EHT观测背景，探究Bumblebee引力理论下含额外参数ℓ的旋转黑洞RBHBG，推导其阴影解析公式并分析参数影响，为修改引力理论的观测检验提供支撑。
2024-10-07 astro-ph.IM gr-qc
Shadow of novel rotating black holes in GR coupled to nonlinear electrodynamics and constraints from EHT results
本文研究GR耦合NED中新型正则旋转黑洞的光学性质与阴影，发现自旋、电荷及非线性参数增大使阴影畸变增大而面积和扁率减小，并利用EHT对Sgr A*和M87*的观测数据给出参数约束，同时计算了Hawking辐射发射率。
2023-12-01 gr-qc
Shadows of Kerr-like black holes in $4D$ Einstein-Gauss-Bonnet gravity and constraints from EHT observations
利用事件视界望远镜（EHT）对M87* 黑洞阴影的观测，使我们能够在极场区检验修正的引力理论，并估计黑洞的参数。在此基础上，我们研究了$4D$ Einstein-Gauss-Bonnet（EGB）引力场中的类Kerr旋转黑洞，并推导了它们的阴影.考虑到倾斜角$θ_0=17^o$，我们表明，EGB黑洞的阴影是更小，更扭曲比克尔黑洞。将M87* 黑洞模拟为EGB黑洞，我们预测了阴影角大小$35.7888μas\leq θ_d\leq 39.6192μas$ .在1 $σ$区域内的M87* 黑洞阴影角尺寸$θ_d=42\pm 3μas$限制了GB耦合参数和黑洞自旋参数。有趣的是，EGB黑洞阴影的圆度偏差比M87* 黑洞的有界偏差小。
2023-02-03 gr-qc
Constraints on black hole charges in M87* and Sgr A* with the EHT observations
本文基于会议演讲回顾了相对论发展史及苏联贡献，并探讨了利用EHT Collaboration对银河系中心与M87*黑洞阴影的观测数据来评估Reissner-Nordström黑洞（潮汐）电荷的可能性。
2023-05-24 gr-qc physics.hist-ph
Separating Astrophysics and Geometry in Black Hole Images
事件视界望远镜（Event Horizon Telescope，EHT）对超大质量黑洞M87 $^{*}$阴影的观测对圆形光子轨道附近及更远的时空几何结构非常敏感，因此有可能在强场区域检验广义相对论。然而，这一计划的障碍包括广义相对论的假定偏差之间的简并性，以及吸积流的描述和“校准参数”的不确定性，例如黑洞的质量和自旋。在这项工作中，我们介绍了一种形式主义，基于主成分分析，能够重建的黑洞度量（即“信号”）在一个不可知的方式，而减去“前景”由于校准参数和模型的吸积流的不确定性。我们应用我们的技术模拟模拟数据的球对称黑洞周围的厚吸积盘。我们表明，分离的信号和前景可能与下一代EHT样实验。
2021-12-17 astro-ph.GA gr-qc
First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation
事件视界望远镜（EHT）是一个甚长基线干涉测量（VLBI）阵列，由毫米和亚毫米波长望远镜组成，它们之间的距离相当于地球的直径。在~1.3 mm的标称工作波长下，EHT角分辨率（lambda/D）为~25微-as，这足以在对应于其事件视界的空间和时间尺度上分辨附近的超大质量黑洞候选者。有了这种能力，EHT的科学目标是探测强场区的广义相对论效应，并研究黑洞边界附近的吸积和相对论性喷流形成。在这封信中，我们描述了EHT的系统设计，详细说明了技术和仪器，使观测，并提供其性能的措施。满足EHT科学目标需要几个关键的发展，促进了VLBI技术的强大扩展到EHT观测波长和生产的仪器，可以部署在现有的望远镜和设施的异构阵列。为了满足灵敏度的要求，高带宽的数字系统被开发，处理数据的速率为64千兆位/秒，超过目前运行的厘米波长VLBI阵列的数量级以上。相关的改进包括在阵列设施开发定相系统，在几个地点安装新的接收器，以及部署氢脉泽频率标准，以确保整个阵列的数据采集一致。这些努力导致了2017年4月第一次全球EHT观测的协调和执行，以及M87中超大质量黑洞候选者的事件视界尺度成像。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Observing the eye of the storm I: testing regular black holes with LVK and EHT observations
本文利用 LVK 引力波数据和 EHT 对 SgrA* 与 M87* 的观测，约束无奇点正则黑洞的额外自由参数，并给出最严格约束事件。
2024-11-21 gr-qc
Using space-VLBI to probe gravity around Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）将很快提供银河系中心超大质量黑洞（SMBH）候选人人马座A*（Sgr A*）的第一张高分辨率图像，使我们能够在强场区域探测引力。除了研究极端环境下的吸积过程外，所获得的数据和重建图像还可用于研究潜在的时空结构。在目前的配置中，EHT能够区分旋转的克尔黑洞和像玻色子星这样的无视界物体。未来的发展可以提高EHT区分不同时空的能力。我们调查的能力，先进的EHT概念，包括轨道空间天线，图像和区分不同的时空围绕Sgr A*。我们使用GRMHD模拟吸积致密物体（克尔和玻色子黑洞，以及玻色子星），并通过广义相对论辐射转移计算计算它们的辐射特征。为了便于与即将到来的和未来的EHT观测比较，我们产生了现实的合成数据，包括源的变化，衍射和折射散射，同时将观测阵列，包括空间天线。从生成的合成观测，我们动态重建黑洞阴影图像使用正则化的最大熵方法。我们采用遗传算法来优化空间天线的轨道，以提高组合阵列（地面阵列和空间天线）的成像能力和u-v平面覆盖范围，并开发了一种新的方法来探测傅立叶空间中的源变化。包括一个轨道空间天线提高了EHT的能力，区分克尔黑洞和黑洞上的自旋的基础上重建的无线电图像和复杂的vibrations。
2021-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The Current Ability to Test Theories of Gravity with Black Hole Shadows
我们的银河系中心，人马座A*（Sgr A*），被认为拥有一个超大质量黑洞（BH），正如跟踪单个轨道恒星的观测所建议的那样。事件视界望远镜合作组织（EHTC）即将对Sgr A* 进行的亚毫米甚长基线干涉测量（VLBI）图像预计将为这种超大质量BH的存在提供关键证据。我们评估我们目前的能力，使用EHTC图像，以确定它们是否对应于克尔BH的预测爱因斯坦的广义相对论（GR）或BH在替代理论的重力。为此，我们进行广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和使用广义相对论辐射转移（GRRT）计算生成合成的阴影图像的磁化吸积流到克尔BH。此外，第一次，我们进行GRMHD模拟和GRRT计算的一个粒子BH，我们作为一个代表性的解决方案的替代引力理论。采用2017年EHTC活动的VLBI配置，我们发现区分不同重力理论的BH可能非常困难，因此强调在解释BH图像作为GR测试时需要非常谨慎。
2018-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Spherical accretion in alternative theories of gravity
M87星系中心黑洞的开创性图像在观测天文学和黑洞物理学的交叉点上提出了问题。黑洞阴影的半径能被测量到什么程度？这种测量能用来区分广义相对论和其他引力理论吗？我们探讨这些问题，使用一个简单的球流模型在广义相对论，标量高斯-邦纳引力，Rezzolla和Zhidenko参数化度量。我们假设一个光学薄等离子体的幂律半径发射率。一路上，我们提出了一个广义的邦迪流，以及一个分段分析模型的亮度轮廓的冷流入。我们使用合成图像的二阶矩作为EHT观测量的代理，并计算二阶矩与黑洞阴影半径的比值。我们表明，修正这一比例从修改广义相对论是次主导的修正相比，关键的碰撞参量，并认为这是普遍正确的。我们发现，天体物理模型参数的不确定性在此计算中的主要来源，强调了解天体物理模型的重要性。然而，如果有一个足够精确的天体物理学模型，就有可能利用黑洞阴影的测量来区分广义相对论和其他引力理论。
2021-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Testing loop quantum gravity through EHT observations of M87* and Sgr A* using rotating holonomy-corrected black holes
Jamia Millia Islamia（贾米亚米利亚伊斯兰大学）；Khazar University（哈扎尔大学）；University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）
利用EHT对M87*和Sgr A*的阴影观测，通过旋转完整校正黑洞模型检验圈量子引力，发现量子修正参数b增大阴影尺寸，且与当前数据一致。
2026-10-12 gr-qc
Black holes with scalar hair in light of the Event Horizon Telescope
寻找违反无毛定理（NHT）是检验引力和更一般的基础物理学的一种强有力的方法，特别是关于附加标量场的存在。事件视界望远镜（EHT）首次观测到黑洞（BH）阴影，为强场区域的引力测试开辟了一个新的直接窗口，包括对违反NHT的探测。我们考虑两种情况所描述的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的广义相对论和电磁，其中我们添加了一个标量场。在第一种情况下，我们考虑一个最小耦合的标量场与潜在的，而在第二种情况下，场是共形耦合曲率。在这两种情况下，我们构建收费BH解决方案，发现进行初级标量头发。然后，我们计算这两个BH投射的阴影作为它们的电荷和标量头发参数的函数。将这些阴影与最近由EHT合作成像的M87* 的阴影进行比较，我们对这两个BH携带的标量头发的数量设置了限制。共形耦合的情况下，允许一个政权的头发参数，兼容EHT约束，描述了所谓的突变Reissner-Nordström BH：这个解决方案最近发现，有效地模仿虫洞。我们的工作提供了新的限制基础物理，特别是对违反无毛定理和存在额外的标量场，从M87* 的阴影。
2020-08-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Photon regions, shadow observables and constraints from M87* of a charged rotating black hole
受超大质量黑洞M87* 在\emph{Event Horizon Telescope }（EHT）实验中观测的启发，利用黑洞阴影的可观测量来区分广义相对论和修正引力理论是黑洞物理学的一个重要突破，这也有助于揭示EHT观测中中心黑洞的天体物理性质。本文将广泛地研究共形引力下带电旋转黑洞，其中与电荷有关的项与通常的Kerr-Newman（KN）黑洞有不同的衰减。我们研究了黑洞的时空性质，包括视界、能球和光子区域，然后给出了黑洞阴影的边界，并研究了它的特征观测量。与Kerr和KN黑洞中的情况进行了比较，发现这些特征与自旋和电荷参数密切相关。然后，在假设M87* a为荷电旋转共形引力黑洞的前提下，利用EHT实验的观测约束条件对黑洞参数进行了约束。我们发现，在共形引力作用下，对于带电旋转黑洞的整个参数空间，M87* 黑洞的圆度偏差$ΔC \lesssim 0.1$和阴影轴比$1< D_x \lesssim 4/3$的约束条件都是满足的.然而，阴影角直径$θ_d = 42 \pm 3 μas$将给出参数空间的上限。我们的研究结果表明，目前的带电旋转共形引力黑洞可能是天体物理黑洞的候选者。此外，对轴比$D_x$的EHT观测还可以帮助我们在某些参数空间中区分Kerr黑洞和当前带电旋转共形引力下的黑洞.
2022-04-11 gr-qc
Tests of general relativity in the nonlinear regime: a parametrized plunge-merger-ringdown waveform model
提出一种参数化波形模型检验广义相对论在双黑洞合并非线性阶段的偏差，发现GW200129对GR的强烈违反可能源于波形系统误差或数据质量问题。
2023-05-23 astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity in the Strong Gravity Regime Based on X-Ray Spectropolarimetric Observations of Black Holes in X-Ray Binaries
虽然广义相对论（GR）已经在弱重力区得到了广泛的检验，但在强重力区仍然缺少类似的检验。在本文中，我们探索了使用X射线光谱偏振观测X射线双星中黑洞的可能性，以区分克尔度规和Johannsen和Psaltis（2011）引入的唯象度规。（这不是爱因斯坦方程的真空解），从而检验GR的无毛定理。为此，我们已经开发了一个数值程序，计算了吸积盘的径向亮度分布，并通过克尔和非GR时空并行传输光子的波矢和偏振矢量。我们使用该代码来预测GR和非GR吸积黑洞系统的观测外观。我们发现，预测的能谱和能量依赖的偏振度和偏振方向强烈依赖于底层时空。然而，对于参数空间的大区域，GR和非GR度量导致非常相似的观测特征，使得难以在观测上区分这两种类型的模型。
2012-05-31 astro-ph.HE gr-qc
Testing EGB gravity coupled to bumblebee field and black hole parameter estimation with EHT observations
本文将 M87* 与 Sgr A* 建模为 Lorentz 破缺的 KEGBB 旋转黑洞，并基于 EHT 阴影角直径和轴比观测，在含误差条件下估计 α、a 等参数。
2024-09-10 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Testing General Relativity with black hole X-ray data: recent progress and future developments
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验，包括太阳系的实验和双星的观测。在过去的五年里，强场机制的研究取得了重大进展，现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状，讨论了其最新进展和未来发展。
2021-03-21 astro-ph.HE gr-qc
No-Hair Theorem in the Wake of Event Horizon Telescope
由于M87* 超大质量黑洞（SMBH）阴影的非凡EHT图像的发布，我们有一个新的窗口来评估强场制度中基础物理的有效性。出于这一动机，我们考虑Johannsen \& Psaltis度量参数化的质量，自旋，和一个额外的无量纲的头发参数$ε$。在高旋转制度的参数框架提供了一个良好的行为床的强重力测试的无毛定理（NHT）使用的EHT数据。把$ε$推广到标准克尔时空中，丰富了它的内涵，因为根据设置的正负值，我们可以分别处理变形克尔裸奇点和克尔BH解。与这两种可能的解决方案相关联的阴影表明，变形参数$ε$影响标准阴影的几何形状，使得它分别变得更加扁圆和扁长，具有$ε<0$和$ε>0$。通过扫描与三个阴影观测值扁率，偏离圆度，和阴影直径相关联的窗口，我们进行了数值分析的范围内的无量纲旋转参数$a_*=0.9\mp0.1$，找到头发参数$ε$在两种可能的解决方案的约束。对于$ε$的两种可能的符号，我们提取了与$a_*$相互作用的各种上界。虽然通过接近旋转参数的极限，头发参数的允许范围变得更窄，毛茸茸的克尔BH解决方案是一个更有前途的候选人，以发挥替代紧凑对象的作用，而不是标准的克尔BH。毛状克尔BH与目前观测到的M87* SMBH的EHT阴影之间缺乏紧张关系，这传递了这样一个信息，即有可能违反NHT。
2021-08-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证，然而，这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中，我创建了两个框架，通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分，我设计测试的无毛定理，唯一的特点，在广义相对论的黑洞的性质，在他们的质量和自旋，并指出，这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规，并构造了一个类克尔时空，这两个时空除了质量和自旋外，还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的，那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明，已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分，我设计了一种方法，通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发，并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole X-ray Data
爱因斯坦的广义相对论在100多年前提出，并在弱引力场中成功地通过了大量的观测检验。相反，强场机制在很大程度上仍未被探索。天体物理学上的黑洞是测试强场引力的理想实验室。在这里，我将简要地回顾一下我们小组目前的工作，即利用NuSTAR、RXTE、朱雀和XMM-牛顿的X射线数据来测试黑洞周围的强引力场。
2020-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity using black hole X-ray data
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验，包括太阳系的实验和双星的观测。最近，在强场机制的研究方面取得了重大进展，现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状，讨论了其最新进展和未来发展。
2021-11-27 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data: a progress report
爱因斯坦的广义相对论是现代物理学的支柱之一。几十年来，该理论主要在弱场状态下通过太阳系实验和双星观测进行测试。由于新一代的观测设施，过去5年在这一领域发生了显著变化，现在正在作出许多努力，使用不同的技术在强场状态下用黑洞和中子星检验广义相对论。在这里，我将回顾我所在的复旦大学研究组致力于用黑洞X射线数据检验广义相对论的工作。
2021-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Outflows from naked singularities, infall through the black hole horizon: hydrodynamic simulations of accretion in the Reissner-Nordström space-time
本研究首次完成Reissner-Nordström时空中致密天体吸积的流体动力学模拟，对比发现黑洞吸积物质会坠入视界，而裸奇点吸积会形成环面内结构并产生强劲外流，结果可用于检验星系核中心致密天体的时空度规。
2024-08-15 astro-ph.HE gr-qc
Photon region and shadow of a rotating 5D black string
为了从事件视界望远镜（EHT）的观测中探索额外维度的可能线索，我们研究了广义相对论（GR）中旋转的5D黑弦的影子。代替研究有效四维理论中的阴影，我们关注光子沿着额外维$z$的运动，其中守恒动量$P_z$在光子的测地线方程中表现为有效质量。$P_z$的存在使光子区域和旋转的5D黑弦的阴影变大，但对畸变影响不大。M87* 和SgrA* 的EHT观测可以排除额外维长度无限的黑弦模型，并支持额外维是紧致的以避免Gregory-Laflamme（GL）不稳定性的假设，其中黑弦/紧致额外维的长度可以分别约束为$2.03125~\rm{mm} \lesssim \ell \lesssim 2.6~\rm{mm}$和$2.28070~\rm{mm} \lesssim \ell \lesssim 2.6~\rm{mm}$.
2022-11-15 gr-qc hep-th
Event Horizon Telescope Observational Constraints on Dymnikova-Type Non-Singular Black Holes in Higher Dimensions
University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；Khazar University（哈萨尔大学）；University Hassan II（哈桑二世大学）；Ibn Tofail University（伊本·图菲利大学）；Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics（阿卜杜斯·萨拉姆理论物理国际中心）；L.N. Gumilyov Eurasian National University（列·尼·古米廖夫欧亚国立大学）；American University of the Middle East（中东美国大学）；Central Asian University（中亚大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）
该研究通过扩展Dymnikova规则黑洞至高维空间，分析其热力学性质和观测特征，利用EHT数据对高维非奇异黑洞参数进行约束。
2026-01-10 gr-qc
Testing the Boundary-to-Bound Correspondence with Numerical Relativity
本研究通过大量双黑洞数值相对论模拟，在非微扰区域检验B2B对应关系，发现该关系在广泛偏心率范围内不成立，明确了其适用限制，并近似给出束缚与非束缚相对论相遇的分界线。
2024-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Tests of general relativity in the nonlinear regime: a parametrized plunge-merger-ringdown gravitational waveform model
在有效单体框架下开发了参数化俯冲-合并-铃宕引力波形模型，用于探测非线性引力并约束广义相对论偏离，发现GW150914约束约20%，并揭示了GW200129_065458的波形系统误差影响。
2023-08-02 astro-ph.HE gr-qc
The Near-Linear Regime of Gravitational Waves in Numerical Relativity
我们报告了一个系统的研究引力波的动力学在全三维数值相对论。我们发现，存在着一个有趣的政权在参数空间的波配置：一个近线性的政权，其中的波的振幅是足够低的，人们预计从平坦时空的几何偏差是可以忽略不计的，但尽管如此，非线性可以激发不稳定的模式的爱因斯坦演化方程导致的度规函数发展失控。这对数值相对论的影响进行了讨论。
1996-10-24 gr-qc
Impact of Perfect Fluid Dark Matter on the Appearance of Rotating Black Hole
Guangxi University（广西大学）；Chongqing Normal University（重庆师范大学）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳大联邦大学）
本研究探讨了完美流体暗物质对旋转黑洞视界尺度图像的影响，通过模拟和观测对比，发现PFDM能提高对观测到的阴影和亮度分布的一致性。
2026-01-17 astro-ph.HE gr-qc
The future ability to test theories of gravity with black-hole shadows
本文通过广义相对论磁流体动力学模拟研究偏离Kerr解的黑洞图像差异，表明未来ngEHT和BHEX任务在图像不匹配度超过2%–5%时可区分非Kerr黑洞，从而检验强场引力理论。
2025-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Searching for quantum black hole structure with the Event Horizon Telescope
来自事件视界望远镜的令人印象深刻的图像加剧了我们对引力现象的观察与量子力学原理之间的冲突。两个相关的方案协调量子力学与存在的黑洞类物体，与“最小”偏离广义相对论和本地量子场论，已被探索;其中之一可以产生签名可见的EHT观测。一个特定的目标是图像的时间变化，具有由经典黑洞半径确定的特征时间尺度。在最初的七天观测期间，没有证据表明这种变异性，预计不会强烈限制这种变异性。概述了研究此类场景的理论和观察下一步措施。
2019-09-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Multi-probe analysis of strong-field effects in $f(Q)$ gravity
Damghan University（丹罕大学）；Khazar University（哈扎尔大学）；The National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；Universidad Católica del Norte（北天主教大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究通过多探针分析，揭示了$f(Q)$引力在强场下的不同行为，提供了目前最严格的强场约束，并指明了未来测试的方向。
2026-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Shadows aspect of rotating black holes in the Einstein-AdS SU(N)-nonlinear sigma model
本文研究了Einstein-SU(N)非线性sigma模型中旋转黑洞的光子轨道与阴影特征，利用Modified Newman-Janis Algorithm构建旋转解，推导光子运动方程，并基于EHT对M87*和Sgr A*的观测数据对阴影参数施加约束，同时分析了黑洞蒸发率。
2025-05-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Modeling Compact Binary Merger Waveforms Beyond General Relativity
参数化的后爱因斯坦框架修改了螺旋波形模型，以纳入超越广义相对论的影响。我们将现有的模型扩展到合并振铃制度。这里介绍的修改增加了一个单一的自由度，对应于二元聚结时间的变化。其他合并属性仍然预测GR。我们讨论这个模型的参数估计，以及它如何可以用来提取信息超越GR波形。
2022-03-26 astro-ph.HE gr-qc
Lorentz violation signatures in the low-energy sector of Hořava gravity from black hole shadow observations
Hunan Normal University（湖南师范大学）；China West Normal University（西华师范大学）
本文通过霍拉维引力模型和EHT观测，研究黑洞阴影中洛伦兹违反的特征，并探讨其对广义相对论的挑战。
2025-06-16 gr-qc hep-th
Observational Limits on Einasto Dark Matter Parameters from Event Horizon Telescope Images of Sgr A$^{*}$ and M87$^{*}$
University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；Khazar University（哈萨尔大学）；Stellenbosch University（斯坦陵布什大学）
该研究利用事件视界望远镜图像，通过构建度量函数，分析光子势等，结合测量的阴影直径和黑洞质量，对艾纳斯托暗物质参数进行贝叶斯参数估计，得出对暗物质分布的限制，为未来EHT观测细化限制及区分暗物质描述提供基础。
2026-07-10 gr-qc
Strong Gravitational Lensing by Loop Quantum Gravity Motivated Rotating Black Holes and EHT Observations
本文研究圈量子引力旋转黑洞（LMRBH）的强引力透镜效应，分析参数 $l$ 对光子轨道、偏折角及像间距等的影响，并结合M87*和Sgr A*的EHT观测约束其参数空间，发现Sgr A*的限制更严格。
2023-10-30 astro-ph.GA gr-qc
Echoes from the black holes: Evidence of higher order corrections to General Relativity in strong gravity regime
我们发现，高阶曲率修正广义相对论在强引力制度的近视界尺度产生一个快速振荡和下落的Ricci标量火球外的地平线。这可以产生与由黑洞合并产生的固有频率相同的引力波的振铃模式。我们的分析提供了一个可行的解释，最近从LIGO数据中检测到的振铃模式的回波，没有调用任何奇异结构的存在在地平线上。
2017-02-16 gr-qc
Gravitational-Wave Tests of General Relativity with Ground-Based Detectors and Pulsar-Timing Arrays
本文综述了利用地面干涉仪和脉冲星计时阵列探测引力波以检验广义相对论的方法，涵盖修正引力理论、数据分析技术及首批观测结果。
2024-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraining Lorentz Violation in Kalb-Ramond Gravity via Thermodynamics and Gravitational Wave Analysis
University of Santo Tomas（圣多马大学）
该研究通过热力学和引力波分析，利用EHT数据约束Kalb-Ramond引力中的洛伦兹违反参数，发现其对阴影半径和准正常模式频率的影响可为普朗克尺度物理提供约束。
2026-01-04 gr-qc
Constraining a modified gravity theory in strong gravitational lensing and black hole shadow observations
研究了不同引力理论下旋转黑洞周围的强引力透镜效应。通过计算强引力透镜的偏转角，我们计算了不同旋转黑洞的相对论像的位置、分离、放大率和相对论像之间的时间延迟等引力透镜观测量。我们认为，在SgrA* 中，修正引力（MOG）理论中的旋转黑洞与广义相对论（GR）中的Kerr黑洞在像位、间距上的差异比在M87* 中更显著，而在SgrA * 中，MOG理论中的旋转黑洞与GR理论中的旋转黑洞在时间延迟上的差异比M87* 中更短.我们对强引力场中透镜观测量的估计有助于区分MOG和GR。此外，我们还研究了不同旋转黑洞的阴影观测量。分别利用超大质量M87* 和SgrA* 黑洞角阴影半径的EHT观测，估计了MOG参数的取值范围，并相应地得到了与黑洞自旋有关的MOG参数的上限约束$0.350\lesssimα_{\rm up}\lesssim 0.485$和$0.162 \lesssim α_{\rm up} \lesssim 0.285$.这是第一个约束的MOG参数旋转超大质量黑洞从EHT观测的角阴影半径。我们对MOG参数的约束比从S2星的轨道岁差得到的结果要严格得多。
2022-09-17 gr-qc
Black Hole Polarimetry II: The Connection Between Spin and Polarization
本文通过GRMHD模拟和半解析内流模型，证明黑洞视界尺度同步辐射偏振角与自旋强相关，可用于诊断自旋，且EHT数据不支持M87*和Sgr A*的高自旋。
2025-09-26 astro-ph.HE gr-qc
How to tell an accreting boson star from a black hole
事件视界望远镜（EHT）能够以视界尺度分辨率对最近的超大质量黑洞候选者成像，这为研究最强区域的引力和测试这些物体的不同模型提供了一种新的手段。在这里，我们研究的观测外观在230 GHz的一个无表面的黑洞模仿者，即非旋转玻色子星，在一个场景中一致的吸积流到Sgr A* 的属性。为此，我们进行广义相对论磁流体动力学模拟，然后在玻色子星时空的广义相对论辐射转移计算。考虑到现实天文观测条件的合成重建图像显示，尽管质量相似，但黑洞的外观差异-无论旋转与否-以及这里考虑的玻色子星类型都足够大，可以检测到。这些差异源于动力学效应，这些动力学效应与没有事件视界直接相关，特别是玻色子星内部物质以小圆环或球状云的形式积累，以及极地地区没有真空高磁化漏斗。这些效应背后的机制足够普遍，可以应用于其他无地平线和无表面的黑洞模仿者，增强了对EHT通过无线电观测识别此类物体的能力的信心。
2020-08-06 astro-ph.HE gr-qc
