用Solv几何模拟缓慢旋转的黑洞

极端真空黑洞的近视界几何分类

A classification of near-horizon geometries of extremal vacuum black holes

我们考虑极端的近视界几何，旋转黑洞的真空爱因斯坦方程的解决方案，包括一个负的宇宙学常数，在四维和五维。我们假设存在一个旋转对称的4D，两个交换旋转对称的5D和在这两种情况下的非环形地平线拓扑。在4d中，我们确定了这种黑洞的最一般的近视界几何，并证明了它与极值Kerr-AdS（4）黑洞的近视界极限相同.在5d中，没有宇宙学常数，我们确定了所有可能的近视界的黑洞的几何形状。我们证明了唯一的可能性是一个具有拓扑S^1 X S^2视界的族和两个具有拓扑S^3视界的不同族。S^1 X S^2族包含了提升极值克尔弦的近视界极限和极值真空黑环。第一种拓扑球形情形与两种不同的黑洞解的近视界极限相同：极端的Myers-Perry黑洞和缓慢旋转的极端的Kaluza-Klein（KK）黑洞.第二种拓扑球情形包含了快速旋转极值KK黑洞的近视界极限。最后，在宇宙学常数为负的5维情形下，我们将问题归结为求解一个函数的六阶非线性常微分方程。这使我们能够恢复已知的拓扑S^3极端旋转AdS（5）黑洞的近视界极限。进一步，我们构造了一个近似解对应于一个小的，极值AdS（5）黑环的近地平线几何。

2009-07-09gr-qchep-th

（1+3）维Einstein-power-Maxwell理论中带电慢转环形黑洞

Charged slowly rotating toroidal black holes in the (1+3)-dimensional Einstein-power-Maxwell theory

在这篇工作中，我们发现了四维爱因斯坦-幂-麦克斯韦非线性电动力学中的带电慢转解，假设一个负的宇宙学常数。通过显式求解耦合场方程组，得到了小转动极限下的近似解析解。得到的解具有平坦的视界结构，它对应于一个环形黑洞。简要讨论了Smarr公式、热力学和Ricci标量、Kretschmann标量不变量。

2018-09-04gr-qc

具有精确Killing张量对称性的慢旋转黑洞

Slowly rotating black holes with exact Killing tensor symmetries

我们提出了一个新的家庭缓慢旋转的黑洞解在四维和更高的维度，扩展了著名的Lense-Thirring时空和解决的场方程的线性顺序的旋转参数。作为“精确度规”，新的（非真空）时空具有以下两个显著的性质：i）在黑洞视界附近，它们可以被转换成明显规则的Painlevé-Gullstrand形式; ii）它们承认精确的Killing张量对称性。我们发现，这些对称性是继承自主Killing-Yano张量的确切旋转黑洞几何在慢旋转极限。值得注意的是，在更高的维度中，新的广义Lense-Thirring时空具有快速增长的精确不可约秩2，以及更高秩的Killing张量--给出了第一个物理时空具有更多隐藏对称性而不是显式对称性的例子。

2022-02-15gr-qchep-th

Lorentz破坏模型中慢转Einstein-Bumblebee黑洞解及其灰体因子

Slowly rotating Einstein-bumblebee black hole solution and its greybody factor in a Lorentz violation model

通过求解两种情况下引力场方程的相应的$rr$和$tϕ$分量，我们得到了一个精确的慢转爱因斯坦-大黄蜂黑洞解：A，$b_μ=(0,b(r),0,0)$ ; B，$b_μ=(0,b(r),\mathfrak{b}(θ),0)$ .然后用此解检验了其它引力场方程和大黄蜂场运动方程。我们发现，在情形A中，对于任意LV（Lorentz violation）耦合常数$\ell$，确实存在一个缓慢旋转的黑洞解;然而，与情形B一样，存在这个缓慢旋转的黑洞解当且仅当耦合常数$\ell$与角动量$a$一样小或更小.由于目前还没有完整的旋转黑洞解，所以在爱因斯坦-大黄蜂理论中，不能用Newman-Janis算法来产生旋转解。这类似于爱因斯坦-以太理论中只存在一些缓慢旋转的黑洞解。为了研究这种Lorentz对称性破缺的影响，我们考虑了黑洞灰体因子，发现当角折射率为$l=0$时，LV常数$\ell$降低了有效势，提高了吸收几率，这与非最小导数耦合理论的结果相似.

2020-11-05gr-qchep-th

大D处的黑色环

Black rings at large D

研究了时空维D无限极限下慢转黑洞的有效理论。这种大D有效理论是通过对爱因斯坦方程在径向上积分而得到的。有效理论给出了慢转黑洞的非线性动力学变形方程作为有效方程。有效方程包含慢旋转的Myers-Perry黑洞、慢提升的黑弦、非均匀黑弦和黑环作为定态解。通过求解有效方程组，得到了黑环的解析解。通过对有效方程组的微扰分析，得到了黑环的一个拟正规模条件。结果证实薄黑环对非轴对称扰动是不稳定的。我们还包括1/D校正的有效方程，并讨论了1/D校正的影响。

2016-03-01gr-qchep-th

彼得罗夫型慢转流体球

Petrov types of slowly rotating fluid balls

研究了小角速度下二阶圆旋转轴对称理想流体时空。各种特殊的彼得罗夫类型的条件下解决了一个共动的四分体形式主义。一些定理的各种流体模型的可能彼得罗夫类型。结果表明，彼得罗夫II型解决方案必须减少到de Sitter时空的静态限制。详细研究了具有物理上满意的能量动量张量的两个时空。对于旋转的不可压缩流体，证明了Petrov型不可能是D。旋转函数$ω$的方程可以用求积法求解。我们还证明了旋转的托尔曼IV时空不可能是彼得罗夫D型时空。

2000-06-11gr-qc

爱因斯坦立方引力中的极端旋转黑洞

Extremal Rotating Black Holes in Einsteinian Cubic Gravity

我们得到了耦合到麦克斯韦场的爱因斯坦立方引力的新解，它描述了带电旋转黑洞的近视界几何。我们表明，AdS $_2\times\mathbb{S}^2$近视界几何的Reissner-Nordström黑洞接收没有修正，但相对于极端的克尔-纽曼解决方案出现偏差，因为我们打开角动量。我们使用数值方法和慢速旋转展开来构造这些校正几何的轮廓，但我们也找到了在任何限制下都不还原为AdS $_2\times\mathbb{S}^2$几何并且在爱因斯坦引力中没有对应物的额外解决方案。非常值得注意的是，我们能够获得封闭形式的精确表达式的面积和Wald熵的所有这些解决方案，并使用这个结果，我们分析了极端背洞在这个理论中的相空间。据我们所知，这是第一次精确计算高阶引力下旋转黑洞的熵。

2019-10-23gr-qchep-th

具有常拓扑欧拉密度的黑洞

Black holes with constant topological Euler density

研究了一类具有常拓扑欧拉密度的四维球对称静态几何。当采用非线性Born-Infeld-like电动力学时，这些几何形状被示出以解决耦合的Einstein-Maxwell系统。

2016-09-26gr-qchep-th

慢转重力恒星

Slowly rotating gravastars

我们解决爱因斯坦方程的缓慢旋转的引力凝聚星（gravastars）的旋转到第二阶的球对称gravastar与德西特内部和史瓦西外部匹配在他们共同的地平线上扩展。要求零面上的微扰是有限的，这就把外部几何简化为克尔黑洞的几何，这意味着一个缓慢旋转的引力星不能通过限制在视界外的宏观时空的任何测量或观测来与克尔黑洞区分开来。我们确定的内部解决方案，表面应力张量，和科马尔质量和角动量本地化的缓慢旋转的地平线表面。当内部状态方程固定在$p=-ρ$时，零视界表面上的有限结条件必然导致具有奇异核的内部解，其中微扰展开破裂。比较其他模型和影响更迅速旋转重力星进行了简要讨论。

2022-01-04gr-qc

夸克质量密度和温度依赖模型中的慢转原奇异星

Slowly rotating proto strange stars in Quark mass density- and temperature- dependent model

利用夸克质量密度和温度依赖模型和Hartle方法，研究了匀角速度慢转奇异星。给出了不同频率下的质量-半径关系、转动惯量和坐标系拖曳。我们发现，我们不能使用奇怪的明星来解决的挑战，斯特拉和Vietri的水平分支振荡和转动惯量$I_{45}/(M/M_ s)>2.3$。此外，我们还将Hartle方法推广到了差分自转奇异星的研究中，发现差分自转是获得大质量奇异星的有效途径。

2005-03-04astro-phgr-qchep-th

慢转流体球的四极矩

The quadrupole moment of slowly rotating fluid balls

本文利用Hartle的二阶方法研究了慢转恒星和刚性恒星的四极矩。二阶场方程的内部流体数值求解不同类别的可能的状态方程，这些解决方案，然后匹配到一个真空的解决方案，其中包括一般渐近平坦的轴对称到二阶，使用Darmois-Israel程序。对于这些解决方案，我们发现，四极矩不同于克尔度规，也已发现在其他研究中的一些状态方程。此外，我们考虑后闵可夫斯基极限分析。在本文中，我们还说明了如何相对论多极矩可以计算从一个复杂的引力势。

2008-12-06gr-qc

慢转虫洞：一阶近似

Slowly rotating wormholes: the first order approximation

本文讨论了引力理论中描述旋转虫洞的一个解，该解具有负动能标量场。为了解决这个问题，我们使用了慢旋转的假设。一个小的无量纲参数的作用是虫洞喉道旋转的线速度与光速的比值。在小参数一阶近似的框架下构造了旋转虫洞解。我们对所得解进行了分析，并研究了测试粒子在旋转虫洞时空中的运动和光的传播。

2007-10-30gr-qc

慢旋转标量场虫洞的二级近似

Slowly rotating scalar field wormholes: the second order approximation

本文讨论了广义相对论中具有负动能的标量场的旋转虫洞。为了解决这个问题，我们使用了慢旋转的假设。一个小的无量纲参数的作用是虫洞喉道旋转的线速度与光速的比值。我们构造了关于小参数的二阶近似的旋转虫洞解。分析表明，旋转虫孔的渐近质量大于非旋转虫孔的渐近质量，旋转虫孔时空中的NEC破坏比非旋转虫孔时空中的弱.

2008-09-11gr-qc

彼得罗夫D型慢速旋转流体球

Slowly rotating fluid balls of Petrov type D

数值求解了PetrovD型慢转理想流体球的二阶微扰场方程。研究发现，所有二阶以下的慢旋转和刚性旋转的理想流体球，不论是何种Petrov型，都可以匹配到一个可能非渐近平坦的静止轴对称真空外表面. Petrov型D内部解的特征是五个积分常数，分别对应于零阶位形的密度和压力，涡量的大小，一个二阶常数和一个独立的球对称二阶中心压力小扰动。这个五维参数空间的四维子空间的解决方案可以匹配到一个渐近平坦的外部真空区域。因此，这些解完全取决于球形构形和涡量的大小.物理性质，如状态方程，形状和声速确定了一些解决方案。

2006-12-07gr-qc

具有幻影全局引力的慢转黑洞的引力场

Gravitational field of a slowly rotating black hole with phantom global monopole

通过求解Einstein场方程，我们提出了一个具有幻影全局引力的缓慢旋转黑洞，发现全局引力的存在改变了黑洞的结构。度规系数$g_{tϕ}$包含了极坐标$r$的超几何函数，它比通常的慢转黑洞中的度规系数$g_{tϕ}$要复杂得多。对称破缺$η$的能量尺度影响黑洞视界和亏损立体角。特别地，对于具有幻影球对称性的黑洞，立体角是盈余的而不是亏损的。在薄吸积盘模型中，我们还研究了由全球引力引起的对视界角速度$Ω_H$的修正、开普勒第三定律、最内层稳定圆轨道和辐射效率$ε$。我们的结果还表明，对于幻影黑洞的辐射效率$ε$是积极的情况下，$η\leq η_c$。阈值$η_c$随着旋转参数$a$而增加。

2013-06-25gr-qc

慢转均匀星与Heun方程

Slowly Rotating Homogeneous Stars and the Heun Equation

哈特尔在1967年为描述缓慢旋转的物体而提出的方案，在1974年被应用到了Ehrasekhar和Miller的简单的等密度模型中。关键的方程之一，必须解决原来是一个Heun的方程。在简要地讨论了该方程和找到封闭形式解的可能性之后，给出了它的一个快速收敛的级数解。与数值解的完整爱因斯坦方程的比较允许一个截断系列在一个适当的顺序慢旋转近似。截断的解决方案，然后用于提供明确的表达式的度量。

2007-02-06gr-qcmath-phmath.MP

慢旋转玻色子星

Slowly Rotating Boson Stars

本研究在慢旋转近似下求解爱因斯坦-克莱因-戈登系统得到玻色子星解，将方程简化为可低成本数值求解的常微分方程组，分析了解的物理性质与粒子测地线动力学，并通过与全旋转玻色子星对比明确了近似的适用范围。

2024-08-09gr-qc

Gmunu：动力时空中曲线几何中的网格化，网格自适应，广义相对论磁流体力学

Gmunu: Paralleled, grid-adaptive, general-relativistic magnetohydrodynamics in curvilinear geometries in dynamical spacetimes

我们提出了一个更新的广义相对论多重网格数值（Gmunu）代码，一个并行化的，多维曲线，广义相对论磁流体动力学代码与一个有效的非线性细胞为中心的多重网格（CCMG）椭圆形求解器，这是完全耦合与一个有效的基于块的自适应网格细化模块。目前，Gmunu能够用多重网格方法在共形平坦条件（CFC）近似下求解椭圆度规方程，并通过高分辨率激波捕获有限体积方法求解理想广义相对论磁流体动力学方程，参考度规公式在Carnival，圆柱或球形几何中多维化。为了保证在演化过程中不出现磁单极子，我们发展了一种利用多重网格求解器的椭圆发散清理方法。在本文中，我们提出的方法，完整的演化方程和实现细节，我们的代码Gmunu和它的属性和性能在一些基准和具有挑战性的相对论磁流体力学问题。

2021-09-10astro-ph.HEastro-ph.IMgr-qc

慢速差动旋转流体壳的Rossby-Haurwitz波

Rossby-Haurwitz waves of a slowly and differentially rotating fluid shell

最近的研究提出了怀疑的r模式的发生在牛顿恒星与大程度的差异旋转。为了评估这个猜想的有效性，我们已经解决了Rossby-Haurwitz波（薄壳上r波的类似物）的本征值问题，在存在微分旋转。所得到的结果表明，本征值问题是从来没有奇异的，至少对于薄壳的情况下，类似的r模式可以找到任意大程度的微分旋转。这项工作澄清了令人困惑的结果中获得的计算差分旋转轴对称牛顿星。

2001-07-09astro-phgr-qc

在$R^2$引力中慢旋转的中子星和奇异星

Slowly rotating neutron and strange stars in $R^2$ gravity

本文研究了自洽慢转中子星和奇异星在R平方引力中的运动。为此，我们首先推导出描述缓慢旋转致密星在$f(R)$ -引力作用下结构的方程，然后同时求解外部和内部问题。在两种不同的强子状态方程和一种奇异物质状态方程下，研究了慢转中子星的结构。详细讨论了转动惯量及其对恒星质量和$R$平方引力参数$a$的依赖关系。我们发现，中子星的转动惯量的参数$a$的大值可以高达$30\%$更大的相比，相应的广义相对论模型。这比由$R$平方重力引起的最大质量变化高得多，并且超出了EOS的不确定性。这样，未来对致密恒星转动惯量的观测就可以让我们区分广义相对论和$f(R)$引力，更广泛地测试引力的强场机制。

2014-07-08astro-ph.HEgr-qc

膜世界中慢转致密磁化星的电磁场

Electromagnetic Fields of Slowly Rotating Compact Magnetized Stars in Braneworld

研究了Randall-Sundrum II型膜世界中慢转磁化星的电磁场结构。恒星被模拟为一个由具有无限大电导率和冻结的偶极磁场的理想高磁化流体组成的球体。在离星体表面很近的近似下，解析地求解了膜世界中星体外部磁场的麦克斯韦方程组。我们还找到了膜世界中旋转磁化中子星外电场随膜张力变化的数值解。强调了膜张力对旋转磁化星电磁能量损失的影响。得到的“膜”的更正被证明是相关的，并具有不可忽略的值。与天体物理学观测到的双星自旋下降数据相比，它们可能为膜张力提供了证据，从而可以作为宇宙膜世界模型的检验。

2010-12-10astro-ph.SRgr-qc

非线性电动力学中的高维缓慢旋转黑洞

Higher-Dimensional Slowly Rotating Black Holes in Nonlinear Electrodynamics

Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院理论物理研究所）

本文研究高维非线性电动力学中缓慢旋转黑洞，证明麦克斯韦理论唯一性，并构造一类可解理论，给出闭式电势与隐式拉格朗日量。

2026-09-15gr-qc

慢转黑洞时空中的中微子物理与非线性电动力学

Neutrino physics in slowly rotating black hole spacetime and nonlinear electrodynamics

在超新星动力学的后期阶段，已知存在巨大的电磁场。因此，当在这种情况下处理电动力学时，可能会出现探测非线性理论的可能性。在慢旋转状态下，即黑洞质量（$a << M$），求解了最小耦合到任意非线性电动力学拉格朗日量的爱因斯坦场方程，直到$a/M$中的一阶.我们使用Born-Infeld拉格朗日函数将所得结果与Maxwell对应的结果进行了比较。我们专注于中微子味振荡（$ν_e\toν_{μ, τ}$）和自旋翻转（$ν_L\toν_R$）的天体物理学，以及对电子分数$Y_e$的计算，因此r-过程，这可能显着不同于相对于标准电动力学。

2020-04-10astro-ph.HEgr-qc

标量张量引力中的慢转相对论星

Slowly Rotating Relativistic Stars in Scalar-Tensor Gravity

考虑在标量-张量引力场中以均匀角速度缓慢旋转的相对论性恒星，研究了这类致密天体的旋转效应。为此，我们导出了描述标张量引力中标架拖曳的二阶微分方程，并进行了数值求解。结果表明，即使在标量张量引力中，总角动量也与角速度成正比。当标量场的宇宙学值为零时，可以观察到转动效应中的自发标量化以及恒星的其它性质。另一方面，如果标量场的宇宙学值不为零，则在很大的耦合常数范围内，都可以看到对广义相对论的偏离。此外，我们还发现，随着质量的增加，对广义相对论的偏离越来越大，这与标量场的宇宙学值无关。因此，通过对与旋转相对论性恒星有关的天文现象的精确观测，人们不仅可以探测强场区域的引力理论，而且可以探测标量场的存在。

2012-11-29astro-ph.HEgr-qc

以太标量-张量理论中的慢速旋转中子星

Slowly Rotating Neutron Stars in Aether Scalar-Tensor Theory

本文在以太标量-张量理论框架下推导并求解慢速旋转中子星方程，发现其转动惯量-致密度普适关系与广义相对论不同，为利用脉冲星X射线和双中子星并合引力波观测检验该理论提供了可能。

2025-05-06astro-ph.COastro-ph.HEgr-qc

慢转相对论性中子星的R模频率

R-mode frequencies of slowly rotating relativistic neutron stars with realistic equations of state

旋转中子星的r模振荡频率可以用于指导和解释引力波和电磁观测。缓慢旋转、正压和非磁性牛顿恒星的频率是众所周知的，但受到各种修正。在对这些修正的相对强度做了简单的估计后，我们得出结论，相对论修正可能是最重要的。为此，我们推广了K. H. Lockitch，J. L. Friedman和N. Andersson [Phys.Rev.D68，124010（2003）]，他们考虑相对论性多面体，以现实的状态方程的情况。该制剂的结果在微扰方程，使用谱方法求解。我们发现，对于现实的状态方程的r-模式的频率范围从1.39到1.57倍的自旋频率的恒星时，相对论性的紧凑性参数（M/R）是在天体物理动机的间隔0.11至0.31变化。本文的结果对引力波和电磁r模探测的设计有一定的指导意义，而成功的r模探测有助于约束高密度状态方程。

2014-10-27astro-ph.SRgr-qc