The Shear at the Common Dynamical Horizon in Binary Black Hole Mergers and its Imprint in their Gravitational Radiation
本文通过数值相对论模拟研究双黑洞并合后公共动力学视界剪切与引力辐射新闻的相关性，发现剪切包含准正则频率及 remnant 与母黑洞的质量和自旋信息，为视界相关性猜想提供证据。
2023-12-02 gr-qc
What Happens to Apparent Horizons in a Binary Black Hole Merger?
我们解决了两个非旋转黑洞迎头合并过程中两个原始视视界的命运。我们表明，在外部共同的地平线和随后的相互渗透的原始视野的外观，他们继续存在一个有限的时间内，他们被个别湮灭不稳定的MOTS之前。内部共同视界以类似的方式消失，尽管是独立的。这就完成了对事件视界的“裤子”图与视视界的类比的理解。我们的研究结果是促进了一种新的方法定位边缘外捕获表面（MOTS）的基础上广义射击方法。我们还讨论了MOTS稳定性运营商在辨别众多的MOTS中应被视为黑洞边界所发挥的作用。
2021-11-16 gr-qc
Post-merger chirps from binary black holes as probes of the final black-hole horizon
二元黑洞的合并产生了一个高度扭曲的末态黑洞。当这个黑洞松弛时发出的引力辐射为我们提供了一个独特的机会来探测极端引力及其与黑洞视界动力学的联系。使用数值相对论模拟，我们证明了一个具体的可观察到的引力波和几何特征之间的联系的动态视视界的最终黑洞。具体来说，我们展示了如何在最后的黑洞的地平线上的“尖点”状缺陷的视线通道与“啁啾”状的频率峰值在合并后的引力波。随着LIGO和Virgo的灵敏度增加以及未来一代探测器（如LISA和爱因斯坦望远镜）的投入使用，这些合并后的啁啾应该被观察和分析。
2020-11-17 gr-qc
Ultimate fate of apparent horizons during a binary black hole merger I: Locating and understanding axisymmetric marginally outer trapped surfaces
在经典数值相对论中，边缘外捕获面（MOTS）是定位和表征黑洞的主要工具。五十年来，人们已经知道，在双星合并过程中，一旦它们足够接近，就会在单个黑洞的初始视视界周围形成一个新的外视界。然而，这些初始视野的最终命运仍然是一个猜测的主题。最近的轴对称研究揭示了这一过程的新的光，这对论文基本上完成了这一系列的研究：我们解决了吞咽后的轴对称演化的初始视野的关键特征。本文首先介绍了一种新的拍摄方法，寻找轴对称MOTS随着重新解释的稳定运营商的模拟的雅可比方程的家庭MOTS。在这里，这些工具用于研究精确解和初始数据。在后续的论文中，他们被应用到黑洞合并。
2021-04-22 gr-qc
Event Horizon Deformations in Extreme Mass-Ratio Black Hole Mergers
本文研究了当一个小的致密物体坠入一个大的史瓦西黑洞时，时空的事件视界的几何。我们首先利用Regge-Wheeler和Zerilli公式计算这个小的紧凑物体引起的度规扰动，然后通过在未扰动视界附近传播零测地线来找到新的事件视界。一个焦散被证明存在于合并之前。重点关注焦散点附近的几何形状，我们表明它主要由大l扰动决定，而大l扰动在粒子坠入视界的点附近又具有简单的渐近形式。因此，可以获得独立于倾伏细节的几何形状的解析表征。我们计算焦散线的不变长度。我们进一步表明，在领导阶视界面积增加，一半来自发电机进入视界通过焦散，其余的来自焦散附近的面积增加，引起的紧凑的对象的引力场。
2011-12-08 gr-qc
Geometric horizons in binary black hole mergers
数值研究了两个非自旋黑洞合并过程中外尔张量的代数性质。我们特别感兴趣的猜想，对于这样一个真空时空，这是零阶代数一般，几何视界（GH），其上的时空是代数特殊的，并确定为消失的复标量不变量（${\mathcal{D}}$），表征一个光滑的叶理无关表面（视界）与BH。在第一个模拟中，我们研究了两个质量不等的黑洞迎头碰撞中$\text{Re}({\mathcal{D}})$（自$\text{Im}({\mathcal{D}})= 0$）的水平$0$集。在第二个模拟中，我们将通过两个非旋转的等质量黑洞的准圆形合并来研究$|{\mathcal{D}}|$的水平$\varepsilon$集。数值结果，如图所示，提供的证据表明，一个（独特的）光滑GH可以确定在整个阶段的二进制BH合并。
2021-08-09 gr-qc
The Final Remnant of Binary Black Hole Mergers: Multipolar Analysis
方法来定义和计算源多极的动力学视野的数值相对论代码，扩展以前的工作从孤立的和动力学的地平线形式主义的方式，允许考虑的视野是不轴对称的。这些方法，然后应用到一个二元黑洞合并模拟，提供证据表明，最终的残余物是一个克尔黑洞，无论是通过（空间）规范不变的恢复的几何形状的视视界，并通过一个详细的提取准正规振铃模式直接从强场区域。
2010-04-22 gr-qc
Horizons in a binary black hole merger II: Fluxes, multipole moments and stability
我们详细研究了二元黑洞合并过程中边缘捕获面的动力学和稳定性。这是两部分研究中的第二部分。第一部分研究了由边缘面描绘出的世界管的基本几何方面和面积增长规律的现状。在这里，我们继续研究合并过程中视界的动力学，同样是两个非旋转黑洞的迎头碰撞。特别是，我们遵循频谱的稳定运营商在合并过程中的所有视野中存在的问题，并实施系统的频谱统计分析。我们还研究了合并的更多物理方面，即穿过视界并导致区域变化的能量通量。我们在视界上构造一个自然的坐标系，并将磁通中出现的各种场，主要是出射零法线的切变，用自旋加权球谐函数分解。对于每一种模式，我们提取衰变率作为最终的黑洞接近平衡。衰减的后期部分与预期的准正常模式频率一致，而早期部分显示出更陡峭的衰减。同样地，我们计算视界多极矩的衰减，再次发现两个不同的制度。最后，寻求这种行为的解释，动机膜范式的解释，我们试图确定不同的动态时间尺度的面积增加。这导致了"慢度参数“的定义，用于预测从较快衰变到较慢衰变的转变的开始。
2020-06-06 gr-qc
Dynamics of marginally trapped surfaces in a binary black hole merger: Growth and approach to equilibrium
数值研究了双黑洞合并中准局域黑洞视界的行为。我们计算了整个合并过程中黑洞视界的视界多极矩、通量等物理量。这些导致了对两个黑洞合并的更好的定性和定量理解;最终的黑洞是如何形成的，最初的增长，然后安定下来成为克尔黑洞。我们计算的速度，最终黑洞接近平衡在一个完全非微扰的情况下，并确定一个时间，在该时间的线性振铃阶段开始。最后，我们提供了额外的支持，在地平线上的领域相关的领域在波区通过比较在地平线上的下降引力波通量的传出通量估计从引力波形的猜想。
2018-03-23 gr-qc
Toroidal Horizons in Binary Black Hole Mergers
我们发现第一个二元黑洞的事件视界与环形拓扑。人们曾预言，一般来说，合并黑洞的事件视界应该有一个短暂的环形拓扑结构，但这样的相位在这项工作之前从未见过。在所有以前的二元黑洞模拟中，在用于演化黑洞的坐标切片中，事件视界的拓扑结构直接从螺旋期间的两个球体过渡到黑洞合并时的单个球体。我们提出了一个坐标变换的叶状类空超曲面，“削减一个洞”通过事件视界表面，导致在一个环形的事件视界。环面可能提供违反拓扑审查的机制。然而，这些环形事件视界满足拓扑审查的建设，因为我们总是可以平凡地应用逆坐标变换，以消除拓扑特征。
2016-06-01 gr-qc
Revisiting Event Horizon Finders
事件视界是黑洞时空的定义性物理特征，在黑洞动力学研究中具有重要意义。在这里，我们重新考虑三种技术，本地化事件视界在数值时空：集成测地线，集成表面，并集成一个水平集的表面上的体积。我们实现了前两种技术，并发现直接集成的测地线向后的时间是最强大的。我们发现零曲面向旋转黑洞的事件视界的指数趋近率等于黑洞的表面引力。在迎头合并中，我们能够通过7次振荡跟踪合并后的黑洞的准正常振铃，覆盖的动态范围约为10^5。无论是在晚期（当最后一个黑洞稳定下来时）还是在早期（在合并之前），视视界都被发现是事件视界的一个极好的近似。在对向双黑洞合并中，视界的未来零发生器中只有{ \em some}是从过去的零无穷大开始的;其他的在合并之前很久的时候接近单个黑洞的事件视界。
2009-02-14 gr-qc
Exact Event Horizon of a Black Hole Merger
我们认为，一个二元黑洞合并的事件视界，在极端质量比的限制，其中一个黑洞是远远小于其他，可以描述在一个精确的分析方法。这是通过在史瓦西几何中追踪在无穷远处接近零平面的零测地线的同余来完成的。它的形式可以明确地给出椭圆函数，我们用它来分析和说明的时间演变的地平线沿合并。我们确定的特点，如线的焦散线，光线进入地平线，和临界点，地平线接触。我们还计算了几个量，这些方面的合并的特点。
2016-06-27 gr-qc hep-th
Probing the Binary Black Hole Merger Regime with Scalar Perturbations
我们提出的结果通过散射标量场关闭的弯曲背景的合并的二元黑洞系统。一个无质量的标量场是在一组固定的背景上演化的，每一个背景都由一个在二元黑洞合并过程中数值生成的空间超曲面提供。我们发现，一旦一个共同的视视界包围着两个黑洞，从合并区域散射的标量场将呈现出拟正规振铃。这发生早于微扰制度的开始测量的重力波形中的准正规振铃的开始。我们还使用标量拟正规频率关联的质量和自旋与每个超曲面，并观察这种措施的兼容性与视界质量和自旋从动力学视界框架计算。
2008-01-23 gr-qc
Black-hole horizons as probes of black-hole dynamics I: post-merger recoil in head-on collisions
对黑洞视界附近强场动力学的理解是广义相对论中一个长期存在且具有挑战性的问题。最近在数值相对论和黑洞视界的几何特征方面的进展为这个问题开辟了新的途径。本文是两篇系列文章中的第一篇，我们着重分析了双黑洞并合中的反冲，推广了文[1]中的Robinson- Trautman时空分析。更具体地说，我们探测时空动力学的相关性定义在黑洞视界和零无穷大的数量。这些超曲面的几何形状响应于体引力场作为时空动力学散射视角中的测试屏。在一个3 + 1的方法，我们建立了一个有效的曲率向量的动态视界部分的内在几何和相关的发展与大距离的邦迪线动量通量。我们利用这个装置数值研究了非自旋黑洞的迎头碰撞，并证明了它在追踪无穷远反冲动力学定性方面的有效性。我们也接触的建议，反踢可以描述的“慢度参数”，以及如何计算这可以从本地的地平线属性。在另一篇文章[2]中，我们将进一步阐述这种方法的几何方面，以及它与其他描述黑洞视界动力学性质的方法的关系。
2012-05-05 gr-qc
Reconstruction of Primordial Power Spectrum of curvature perturbation from the merger rate of Primordial Black Hole Binaries
小尺度上的原初曲率扰动的性质还不清楚，而大尺度上的原初曲率扰动的性质已经通过对宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的观测得到了很好的探索。本文提出了一种通过二元太初黑洞的合并率来重建小尺度上太初曲率扰动的方法，这种合并率可以由小尺度上的太初曲率大扰动来形成.
2021-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tidal deformation of dynamical horizons in binary black hole mergers
在两个轨道紧凑的物体的螺旋过程中，一个重要的物理现象是每个物体在其同伴的引力影响下的潮汐变形。在双中子星合并的情况下，这种潮汐变形和相关的洛夫数已被用来探测致密物质的性质和核物质状态方程。另一方面，在广义相对论中，不旋转的黑洞有一个消失的（场）潮汐勒夫数。这与渐近引力场的形变有关。在某些情况下，特别是在螺旋阶段的后期，当黑洞彼此靠近时，源多极矩可能与探测它们的性质和无毛猜想更相关;相反，这些勒夫数不会消失。在本文中，我们跟踪的源多极矩在模拟的几个双黑洞合并和计算这些爱数。我们提出的证据表明，至少对于适度的质量比，源多极矩的行为是普遍的。
2022-01-20 gr-qc
Universal Structure of Horizon Formation in Generic Binary Black Hole Mergers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究推导了通用双黑洞并合中首个公共视界形成的普适局部结构，通过稳定性分析与李雅普诺夫-施密特约化得到平方根分支分离，并在三个模拟中验证，指出视界形成可能在引力波波形中留下特征。
2026-10-21 gr-qc hep-th
Lovelock black holes with nonmaximally symmetric horizons
给出了一类新的三阶Lovelock引力下的黑洞解，其视界为Einstein空间，并对其Weyl张量给出了两个补充条件.这些解是利用Lovelock引力中出现的高曲率项的优点得到的。我们发现，当具有常曲率视界的三阶Lovelock引力在没有质量参数的情况下的解是反德西特（AdS）度规时，这种具有非常曲率视界的解只是渐近AdS，并且可能有视界.我们还发现，可能存在一个极端的具有非常曲率视界的黑洞，其Ricci标量为零或为正常数，而不存在这样的具有常曲率视界的黑洞。此外，黑洞在常曲率视界和非常曲率视界两种情况下的热力学性质是完全不同的。特别地，我们考虑了Ricci标量为零的黑洞的热力学，发现与具有常曲率视界的Lovelock引力黑洞的情况相比，熵的面积定律不满足.最后，我们研究了这些黑洞的局部和全局稳定性，发现当具有常曲率视界的黑洞局部和全局稳定时，具有非常曲率视界的黑洞具有不稳定的相位。
2014-09-04 gr-qc
Horizons in a binary black hole merger I: Geometry and area increase
数值相对论的最新进展揭示了当黑洞合并时，边缘捕获表面的行为。现在我们知道，在合并过程中会出现有趣的拓扑特征，并且边缘捕获的曲面可以有自相交。本文介绍了最详细的研究，但这种情况下的物理和几何方面。对于非自旋黑洞的迎头碰撞，我们详细研究了由边缘捕获面演化形成的世界管。在这两部分研究的第一部分中，我们专注于动力学视界的几何性质，即由边缘外捕获表面的时间演化追踪出的世界管。我们表明，即使是简单的情况下，一个正面碰撞的非自旋黑洞包含了丰富的几何和拓扑性质，一般比以前在文献中考虑的更复杂。动力学的地平线被证明有混合签名，并不是未来边际被困无处不在。我们分析了沿连接两个最初不相交的地平线与最终的共同地平线的序列的边缘表面的面积增加。虽然该区域确实沿着该序列整体增加，但它不是单调的。我们发现短时间的异常面积变化，鉴于面积与熵的联系，可能会有有趣的物理后果。我们调查这种效果的可能原因，并表明，这是与现有的面积增加法的证据是一致的。
2020-06-06 gr-qc
Identification of black hole horizons using scalar curvature invariants
我们引入了几何视界的概念，它是一个曲面，其特征在于其特殊的代数性质的某些曲率不变量的消失。我们激励其使用的事件视界的一个固定的黑洞的检测，通过提供一组适当的标量多项式曲率不变量，消失在这个表面上。我们通过证明一个推广了Killing视界的非扩张视界与几何视界重合来推广这个结果。最后，我们考虑坍缩球对称度规，并表明几何视界确定了一个唯一的准局部表面对应于唯一的球对称边缘捕获管，这意味着球对称动态黑洞承认几何视界。基于这些结果，我们提出了一套关于几何视界的应用更一般的动态黑洞的情况。
2017-12-22 gr-qc
Scalar Polynomial Curvature Invariant Vanishing on the Event Horizon of Any Black Hole Metric Conformal to a Static Spherical Metric
我们构造了一个标量多项式曲率不变的变换协变下的保角变换从任何球对称度量。这个不变量还有一个额外的性质，即它在任何共形于静态球度规的黑洞的事件视界上消失。
2017-04-25 gr-qc
Curvature Invariants and Lower Dimensional Black Hole Horizons
众所周知，黑洞的事件视界通常可以由某些曲率不变量的零点来识别。低维的情况还没有完全弄清楚。在这项工作中，我们研究了（2+1）-和（1+1）-维黑洞视界的静态，静止和动态黑洞，确定与零的标量多项式和Cartan曲率不变量，与区别的Weyl和Riemann曲率张量所发挥的不同作用的目的。这些方法的应用场合和适用范围与四维时空中的方法有很大的不同。用于检测视界的合适的Cartan不变量可以被解释为潮汐力的局部极值，这表明黑洞的视界是完全流形内真正的特殊超曲面，与通常的视界没有特殊的说法相反，这被认为是等效原理的结果。
2019-11-17 gr-qc
Event Horizon of a Charged Black Hole Binary Merger
分析了黑洞带电时，黑洞并合事件视界的形成和演化。我们发现，电荷的存在影响合并的属性，可以是有用的调查各种理论的有效性修改重力和几个建议的暗物质候选人。此外，它还可以深入了解涉及黑洞的天体物理现象的各个方面，例如引力波参数确定中的简并。我们进行分析和数值计算，在$D=4$尺寸，在极端质量比（EMR）的限制，并比较结果。在EMR极限的分析结果的发展是极其重要的，鉴于即将到来的观测LISA干涉仪。然后，我们用我们的分析来描述如何在合并过程中的地平线演变的时间和调查的增长领域的事件视界和合并的持续时间。此外，我们提供了一个数值解有效的任意尺寸$D \geq 4$可能感兴趣的上下文中的AdS/CFT对应或检查可能的扩展广义相对论。
2022-04-19 gr-qc hep-th
The Asymmetric Merger of Black Holes
我们研究非轴对称黑洞的事件视界，并显示如何在轴对称研究中发现的功能碰撞黑洞和环形黑洞是非通用的，以及如何出现新的功能。黑洞形成和黑洞合并的大部分细节只在轴对称的情况下才知道，在这种情况下，数值演化已经成功地产生了动力学时空。这里介绍的工作使用了一种新的方法来构造事件视界的几何结构，不是通过将其定位在给定的时空中，而是通过直接构造。在轴对称的情况下，我们的方法产生熟悉的对裤子结构中发现以前的黑洞合并的数值模拟，以及事件视界，通过一个环形的时代，发现在旋转的物质崩溃。本文的主要目的是显示如何新的-显着不同的-功能出现在非轴对称的情况下。特别是，我们展示了黑洞在变成球形之前是如何一般地经历一个环形阶段的，以及这是如何与黑洞的合并相结合的。
1999-05-13 gr-qc
Horizon curvature and spacetime structure influences on black hole scalarization
黑洞的自发标量化因其规避了著名的无毛定理而受到越来越多的关注。本文研究了在不同曲率的黑洞背景中，标量场探测下Einstein-scalar-Gauss-Bonnet理论中的标量化问题。我们首先在不同的时空中探测了正曲率黑洞标量化的信号。AdS时空中的标量场比平坦时空中的标量场更容易形成。然后，我们研究了具有负曲率和零曲率的AdS黑洞周围的标量场。与负曲率和零曲率情况相比，正曲率的AdS黑洞附近更容易出现标量场。在负曲率情况下，标量场在视界附近最难有界。
2021-09-15 gr-qc
Time-frequency structure in the post-merger binary black hole gravitational wave signal
本文研究并合后双黑洞引力波信号的时频结构，发现强对齐自旋诱发额外时频峰，轻微进动自旋影响辐射功率分布，支持并合后信号与视界几何相关的理论。
2025-05-23 gr-qc
Black hole mergers as probes of spacetime's condensed degrees of freedom?
Space Pole；Dept. of Physics and Astronomy, Ghent University（根特大学物理与天文系）
本文通过黑洞合并事件的支持，提出将黑洞视为时空热力学自由度的凝聚体，从而解释黑洞质量、熵和内部（非）奇点等概念。
2026-05-18 gr-qc
Probing Near-Horizon Fluctuations with Black Hole Binary Mergers
吉丁斯的强版本的非暴力非定域性提议预言了黑洞视界附近“强而软”的量子度规波动，试图解决信息悖论。为了研究这一提议的可观测特征，我们数值求解了由这些波动修改的爱因斯坦方程，并分析了两个黑洞螺旋和合并的引力波信号。在这种波动的演化模型中，我们表明，它们会导致观察到的波形显着偏差，即使黑洞仍然很好地分离，并可能被ALIGO观察到。
2018-04-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Coordinates with Non-Singular Curvature for a Time Dependent Black Hole Horizon
一个天真的介绍依赖于一个黑洞的史瓦西时间坐标的结果在视界曲率不变量的奇异行为，违反互补性的预期。相反，如果引入一个类似于河流时间表示的坐标的时间依赖性，则里奇标量在远离原点的任何地方都是奇异的。结果发现，由于蒸发的质量尺度收缩，零径向测地线产生的地平线轻微位移的坐标奇点。此外，一个变化的地平线尺度显着改变的形式的坐标奇异性对角（正交）度量坐标表示的时空。构造了一个描述黑洞生长和蒸发过程的彭罗斯图，考察了坐标奇异性的演化。
2006-10-21 gr-qc
Binary black holes in the heat of merger
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文学与天体物理中心）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；Department of Physics and Astronomy, Washington State University（华盛顿州立大学物理与天文系）；School of Physics and Astronomy and Institute for Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院及引力波天文研究所）
本文基于数值相对论数据，提出了一种考虑潮汐加热效应的频域近似模型，用于描述二元黑洞并合过程中的轨道变化及质量参数特征。
2026-05-10 gr-qc
Does spatial curvature generate new thermodynamic criticality at the FLRW apparent horizon?
Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（智利天主教瓦帕拉索大学）
该研究将表观视界热力学推广到含非零空间曲率的FLRW宇宙，发现空间曲率会重新标度临界量但不产生新普适类，还推导了二次全息模型的共存曲线并指出轨迹相交是独立动力学问题。
2026-09-07 gr-qc
Kerr Isolated Horizons in Ashtekar and Ashtekar-Barbero Connection Variables
导出了克尔孤立层位的Ashtekar和Ashtekar-Barbero联系变量公式。在穿透视界的类Kruskal-Szekeres坐标系中，利用规则Kinnersley四分体，通过求解第一Maurer-Cartan结构方程，确定了Kerr几何的自旋系数。孤立视界条件施加在四分体和自旋系数。转换成一个正交四元框架，是固定在时间规和明确的计算自旋连接，Ashtekar和Ashtekar-Barbero连接，以及相应的曲率上的水平2-球进行。由于所得的Ashtekar-Barbero曲率不符合Schwarzschild孤立视界的视界边界条件的简单形式，即，在视界2-球面上，Ashtekar-Barbero曲率与Plebanski 2-形式不成比例，而Plebanski 2-形式是在圈量子引力的背景下，对视界边界上的规范自由度进行SU（2）Chern-Simons处理所必需的.为了说明的目的，这种方法是在框架中的缓慢旋转克尔孤立层。
2017-07-29 gr-qc
Momentum flow in black-hole binaries: II. Numerical simulations of equal-mass, head-on mergers with antiparallel spins
从双星黑洞（BBH）模拟中提取科学的研究通常采用“散射矩阵”的观点：给定双星的初始参数，最终黑洞的参数和发射的引力波形是什么？相反，我们正在使用BBH模拟来探索弯曲时空的非线性动力学。聚焦于头上的暴跌，合并，并ringdown的BBH横向，反平行的自旋，我们探讨数值的动量流之间的孔和周围的时空。我们利用广义相对论的平坦时空中的朗道-利夫希茨场论来定义和计算视界外的场能量和场动量的密度以及视界内的能量和动量，并将每个视视界和事件视界的有效速度定义为其封闭动量与封闭质能的比值。我们发现视界的有效速度和坐标速度惊人地一致。为了研究我们的结果的规范依赖性，我们比较了物理上相似的初始数据的伪谱和移动穿刺演化;虽然谱和穿刺模拟使用不同的规范条件，我们发现我们的结果在这两种情况下非常好的协议。我们还比较了我们的模拟与后牛顿轨迹和近场能量动量。[摘要缩写;完整摘要还提到了其他结果。]
2009-07-05 gr-qc
Quasinormal modes and their overtones at the common horizon in a binary black hole merger
所有处于平衡态的天体物理学黑洞都可以用克尔解来描述。此外，任何远离平衡态的黑洞，例如最初在致密双星合并或大质量恒星坍缩中形成的黑洞，最终都会达到最终的克尔平衡态。在这个达到平衡的过程的足够晚的时候，我们期望黑洞被建模为围绕终态的扰动。然后，发射的引力波将是阻尼的正弦曲线，其频率和阻尼时间由最终克尔黑洞的准正规模谱给出。对这种情况的观测测试，通常被称为黑洞光谱学，是引力波天文学的主要目标之一。最近有人提出，包括更高的泛音的准正规模式描述可能甚至在残余黑洞首次形成之后仍然成立。在这些时候，预计黑洞是高度动态的，非线性效应可能是重要的。在本文中，我们调查这一显着的情况下的地平线动力学。工作的一个简单的配置，即两个非自旋黑洞与不相等的质量迎面碰撞的高精度模拟，我们研究的最终共同视界的动力学方面的剪切和多极矩。我们表明，它们确实是很好地描述了振铃模式的叠加，只要足够大的数量更高的泛音。这种描述甚至适用于形成后不久的高度动态的最终黑洞。我们讨论的影响和注意事项，这一结果的黑洞光谱学和我们的理解的方法来平衡。
2022-01-13 gr-qc
Cartan Invariants and Event Horizon Detection, Extended Version
我们表明，它是可能的定位事件视界的黑洞（在任意尺寸）的某些Cartan不变量的零点。这种方法占了最近的结果检测的平稳地平线使用标量多项式曲率不变量，并改进后，因为所提出的方法是计算成本较低。作为一个应用程序，我们生产的Cartan不变量，定位事件视界的各种精确的四维和五维静止，渐近平坦（或（反）德西特）黑洞解方案和比较Cartan不变量与相应的标量曲率不变量，检测事件视界。特别是，对于每一个四维的例子，我们表示的标量多项式曲率不变量引入的阿卜杜勒卡德尔和湖的Cartan不变量，并显示了直接的关系的标量多项式曲率不变量和Cartan不变量，检测地平线。
2020-01-10 gr-qc
Tracking Black Holes in Numerical Relativity
本文解决了在黑洞相互作用的计算模拟中一般跟踪黑洞事件视界的问题。双曲程函方程的解决方案，解决了一个弯曲的时空流形包含黑洞源，在一个强大的跟踪方法，能够连续监测任意变化的拓扑结构的事件视界，以及任意数量的引力源的发展。该方法利用Eikonal方程的连续水平集粘性解族，通过Eikonal解中不连续形成的特征来识别黑洞事件视界。将该方法应用于双黑洞系统非对称合并的事件视界分析。在这第一个这样的三维分析，我们建立了定性和定量的物理非对称碰撞，包括：1。合并后连接孔的喉道拓扑的边界，2。合并的时间，以及3。连续计算黑洞源的截面积。
2003-03-25 gr-qc
Precursory collapse in Neutron Star-Black Hole mergers
研究了大黑洞与小中子星并合过程中事件视界的性质。我们发现，如果恒星足够紧凑，那么在静止坐标系中，在恒星与黑洞合并之前，视界开始在恒星内部增长，其方式类似于恒星坍缩中事件视界的增长。我们可以说，中子星在落入更大的黑洞之前，它本身就开始变成一个黑洞。我们讨论如何的现象，即使不能直接观察到的，可以不变的特点。我们通过在极端质量比极限下构造并合事件视界来定量地证明这一点。结果表明，对于实际的中子星模型和紧致度的容许值，这种效应是存在的。
2020-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Higher curvature Lagrangians, conformal symmetry and microscopic entropy of Killing horizons
我们施加了一定的一类边界条件的Killing视界和拉格朗日与任意曲率依赖，可以确定一个维拉索罗代数与非平凡的中心荷和可计算的Hamilton本征值。熵可以由Cardy公式计算。
2003-06-03 gr-qc hep-th
Analogue black hole merger in a polariton condensate
Université Clermont Auvergne（克莱蒙奥弗涅大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
极iton凝聚体中通过量子涡旋的相互作用模拟黑洞并合，揭示了视界形成与几何规律的关系。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall gr-qc
On the existence of horizons in spacetimes with vanishing curvature invariants
给出了曲率标量不变量为零的时空中不可能存在封闭的捕获面（因此不存在黑洞区）的一个直接而简单的证明。最近推出的“动态视界”，但不包含任何捕获区域的明确的例子也提出。
2003-11-19 gr-qc hep-th
A simple diagnosis of non-smoothness of black hole horizon: Curvature singularity at horizons in extremal Kaluza-Klein black holes
提出了一种证明黑洞视界非光滑性的简单方法。如果黎曼张量的$N$阶协变导数的某些分量在视界上在$C^1$扩张的坐标中发散，则跨视界的$C^1$扩张的存在意味着不存在跨视界的$C^{N + 2}$扩张.特别地，黎曼张量在视界处的一个分量的发散直接表明曲率奇点的存在。通过使用这种方法，我们可以确认存在曲率奇异的几种情况下，从黎曼张量构造的标量不变量，例如，Ricci标量和Kretschmann不变量在视界上取有限值。作为应用的一个具体例子，我们证明了当时空维数大于5时，Myers构造的Kaluza-Klein黑洞在视界处具有曲率奇异性.
2014-10-09 gr-qc hep-th
Visualizing Spacetime Curvature via Frame-Drag Vortexes and Tidal Tendexes II. Stationary Black Holes
当我们把时空分裂成空间加时间时，外尔曲率张量（等于真空中的黎曼张量）分裂成两个空间对称的无迹张量：产生潮汐力的潮汐场$E$和产生微分坐标系拖曳的坐标系拖曳场$B$。在最近的论文中，我们和同事们介绍了可视化这两个领域的方法：潮汐趋势线（$E$的三个特征向量场的积分曲线）和它们的趋势（这些特征向量场的特征值）;以及框架阻力场的相应实体：框架阻力涡线及其涡度。这些实体充分表征了真空黎曼张量。本文计算并刻画了稳态（Schwarzschild和Kerr）黑洞视界外的趋势线和涡线及其趋势度和涡度，并引入并刻画了黑洞视界的趋势度和涡度（视界上$E$和$B$的法向-法向分量）.对于Schwarzschild和Kerr黑洞，视界倾向性正比于视界的内禀标量曲率，视界涡度正比于外禀标量曲率。我们表明，对于视界穿透时间切片，所有这些实体（$E$，$B$，的tendex线和涡线，线的倾向性和涡度，和视界倾向性和涡度）的影响只有微弱的切片的变化和空间坐标的变化，在那些切片和坐标的选择，通常用于黑洞。[摘要已缩短]
2013-01-31 gr-qc
Prolate horizons and the Penrose inequality
彭罗斯不等式迄今已证明的情况下，球对称和零外曲率。下一个值得探索的最简单的例子是非球形、非旋转的黑洞，它具有非零的外部曲率。根据Karkowski et al.的建设长黑洞，我们定义的初始数据上的渐近平坦的类空3-表面与非零的外部曲率，可以自由选择。这给了我们定义视视界位置的自由，使得彭罗斯不等式被违反。我们表明，主导能量条件被违反的极点考虑的所有情况下。
2009-03-11 gr-qc
Measuring a Black Hole's Area Immediately after Merger: A Direct-Wave Test of Hawking's Area Law
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
提出一种引力波方法，利用合并后直接波推断克尔等效视界面积，应用于GW250114，在峰值前3-4.5M的分析得到与克尔残余一致的面积，首次实现直接波面积测量并检验霍金面积定律。
2026-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Horizon-Driven Expansion from Hawking-Like Radiation: A Curvature-Coupled Cosmological Model
本文提出用视界类霍金能量流入替代宇宙学常数驱动宇宙膨胀，通过曲率与物质辐射密度耦合，自然抑制空间曲率并可能产生近标度不变涨落。
2025-04-28 gr-qc hep-th
Curvature invariant characterization of event horizons of four-dimensional black holes conformal to stationary black holes
我们介绍了三种方法来产生的曲率不变，变换协变下的一个四维时空的共形变换。对于任何黑洞共形相关的一个固定的黑洞，我们展示了如何一组共形协变不变量可以结合起来，产生一个共形协变不变量，检测共形相关的黑洞的事件视界。作为一个应用，我们考虑旋转动力学黑洞共形相关的Kerr-NUT-（反）-de Sitter时空，并构建一个不变量，检测共形的Killing视界以及第二个不变量，检测共形的静态极限曲面。此外，我们提出的必要条件，一个动态的黑洞是共形相关的一个固定的黑洞，并将这些条件应用到进入的Kerr-Vaidya和Vaidya黑洞解，以确定他们是否共形相关的固定黑洞的特定选择的质量函数。虽然这三种方法中的两种不能推广到更高的维度，我们讨论了共形协变不变量的存在，将检测事件视界的任何高维黑洞共形相关的一个固定的黑洞承认至少有两个共形协变不变量，包括所有的真空时空。
2017-11-17 gr-qc
Multipole moments on the common horizon in a binary-black-hole simulation
我们构造了等质量、非自旋准圆双星黑洞系统公共视界上的协变多极矩。我们看到这些多极矩和引力波形之间有很强的相关性。我们发现，多极矩很好地描述了基本拟正规模式在足够晚的时间。对于每个多极矩，至少有两个不同的$\ell$的基本模式是可检测的最佳模型。这些模型提供了真实质量和残余黑洞自旋的可靠估计。我们还表明，通过包括泛音，$\ell=m=2$质量多极矩承认一个很好的准正态模式的描述在合并后的任何时候。这证明了微扰理论在合并附近的惊人力量。
2022-08-05 gr-qc
Marginally Outer Trapped Tori in Black Hole Spacetimes
本文证明环面边缘外俘获面不仅出现在双黑洞并合早期，也会在 Schwarzschild 时空最大解析延拓中随 Kruskal 时间推进而形成，表明其产生源于初始条件而非并合物理，并进一步分析了 Kruskal-Szekeres 切片中球面拓扑 MOTSs 的性质。
2023-12-01 gr-qc
Adaptive Event Horizon Tracking and Critical Phenomena in Binary Black Hole Coalescence
建立了黑洞并合拓扑转变的临界现象。我们描述并验证了计算前沿跟踪事件视界求解器，开发的通用研究的黑洞合并问题。然后，我们将其应用于具有宇宙学常数的极端Maxwell - Einstein黑洞合并的Kastor-Traschen轴对称解析解.这种计算分析的令人惊讶的结果是最小喉道与时间成比例的幂律缩放。连接两个孔的最小喉道在合并开始时的短时间内服从幂律。我们还分析了这种行为。因此，至少在一种轴对称情况下存在临界现象。我们给出了一个更广泛的普遍性类的参数比限制要求的Kastor-Traschen解决方案。
2003-04-30 gr-qc
An Exact Single-Rotating Near-Horizon Geometry in Einstein-Gauss-Bonnet Gravity
Middle East Technical University（中东技术大学）；University of Oldenburg（奥尔登堡大学）
本文研究了爱因斯坦-高斯-博内引力中五维单旋转近 horizon 解，证明高斯-博内项可消除局部曲率奇点，使曲率不变量在时空内有限，并分析了不同参数区域的几何特性及热力学性质。
2026-09-09 gr-qc
Towards the merger of Hawking radiating black holes
讨论了考虑霍金辐射的双黑洞的并合过程。除了红移到无穷远的辐射外，双黑洞还可以在它们之间交换辐射，当它从一个黑洞传播到另一个黑洞时，它首先红移，然后蓝移。当温度发散层相互穿透形成具有唯一温度的单一层时，交换率应该很大。在视界合并过程中，这将导致黑洞之间不可忽略的质量和角动量转移。在大质量比极限下，由于红移-蓝移效应的竞争，轻空穴的局部蒸发增强，轻空穴在到达重空穴的视界之前可能会蒸发或完全衰变。我们还讨论了在引力波观测中检验霍金辐射甚至探索信息丢失之谜的可能性。
2021-06-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Global curvature control in a regular black hole with Minkowski core and inner-extremal horizon
School of Physics and Astronomy, China West Normal University（西华师范大学物理与天体学院）；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）
本文构造了一个具有闵氏核心的静态球对称规则黑洞，其内部视界为退化且表面引力为零，外视界非极端，其曲率保持亚普朗克尺度，并抑制了内部视界附近的指数膨胀行为。
2026-10-20 gr-qc
Geometric surfaces: An invariant characterization of spherically symmetric black hole horizons and wormhole throats
我们考虑一个球对称线元素，承认无论是一个黑洞几何形状或虫洞几何形状，并表明，在这两种情况下的视视界或虫洞喉的部分特点是由一个单一的曲率不变的零集。用这个不变量检测视视界与几何视界检测图是一致的，并暗示它是黑洞的几何视界，而检测虫洞喉道则是几何视界检测图的一个概念问题。为了区分这些表面，我们确定了一组曲率不变量，充分表征了视视界和虫洞喉。基于这一结果，我们引入了几何曲面的概念作为几何视界的推广，并将几何视界检测算法推广到几何曲面。作为一个应用，我们采用曲率不变量来表征三个重要的线元素介绍了辛普森，马丁-Moruno和Visser，它描述了定期Vaidya黑洞，可穿越的虫洞和黑色反弹之间的过渡表面。
2021-06-16 gr-qc
Two-dimensional dilaton gravity and spacetimes with finite curvature at the horizon away from the Hawking temperature
结果表明，在温度为$T\neq T_{H}$（包括T=0）的情况下，当$T_{H} $为Hawking解时，非线性引力场可能存在视界曲率有限的静态解.霍金辐射是不存在的，系统的状态表示在博尔韦尔真空上的热激发。视界对于观测者来说仍然是不可达到的，因为那里量子场的应力-能量的热发散。然而，当从外部测量时，视界处的曲率是有限的，因为这些发散被介子场梯度中的发散所补偿。我们考虑的时空在测地线上是不完整的，引力子和引力之间的耦合在视界上是发散的，所以我们有“没有奇点的奇点”。
1999-11-11 gr-qc hep-th
