Constraining the spin and the deformation parameters from the black hole shadow
在5-10年内，甚长基线干涉测量（VLBI）设施将能够直接对银河系中心超大质量黑洞候选者SgrA $^*$周围的吸积流成像，并观测到黑洞“影子”。在四维广义相对论中，无毛定理断言不带电的黑洞可以用克尔解来描述，并且完全由它们的质量$M$和自旋参数$a$来描述。本文探讨了区分克尔和巴丁黑洞与其阴影的可能性。在Hioki & Maeda（2009）中，假设背景几何由Kerr解描述，作者提出了一种算法，通过测量失真参数$δ$来估计$a/M$的值，失真参数是表征阴影形状的可观察量。在这里，我们试图扩展他们的方法。由于Hioki-Maeda畸变参数相对于自旋和可能偏离克尔解是简并的，因此必须测量另一个量来检验克尔黑洞假设。我们研究了几种可能性。我们发现，仅仅通过对阴影的观察来区分克尔和巴氏黑洞是极其困难的，而且在不久的将来是遥不可及的。对阴影的测量与对围绕SgrA $^*$的紧凑轨道上的脉冲星的可能的精确无线电观测相结合，可能是验证克尔黑洞范例的更有希望的策略。
2014-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Generalized Uncertainty Principle Through Black Hole Shadow and Quasiperiodic Oscillations
本文研究了广义不确定原理（GUP）对GUP修正的Kerr黑洞阴影的影响以及阴影半径与拟正规模实部的对应关系.我们发现GUP修正的Kerr黑洞的阴影曲率半径比Kerr真空解的大，并且随着GUP参数的增加而线性单调增加.然后，我们调查的特征点的内在曲率的阴影从拓扑的角度来看，计算的角度大小为这些曲率半径的阴影。为此，我们利用M87* 黑洞的EHT数据来限制GUP参数red的上限，得到了$β<10^{95}$ .最后，我们探讨了阴影半径和标量/电磁/引力QNM之间的联系。利用GUP修正的Kerr黑洞，对三个微类星体的粒子振荡上、下频率进行了曲线拟合，并将修正的黑洞度规中的修正参数限制在非常合理的$β<10^{77}$范围内.
2021-03-21 gr-qc
Constraining the Konoplya-Rezzolla-Zhidenko deformation parameters III: limits from stellar-mass black holes using gravitational-wave observations
对双黑洞的引力波观测提供了一个合适的舞台来测试强场区域中引力的基本性质。利用LIGO-Virgo天文台探测到的29个事件的数据，我们进行了克尔假设的理论不可知检验。我们计算了在频域中发射的引力波的导阶偏差，并对Konoplya，Rezzolla和Zhidenko提出的一般类轴对称非克尔黑洞时空的两个变形参数（$δ_1$和$δ_2$）提供了约束。我们的研究表明，所有分析的事件都符合克尔假设。LIGO-Virgo数据对$δ_1$和$δ_2$的约束比我们以前用X射线数据进行的研究（论文I和II）中获得的约束更强，而另一方面，它们不能约束Konoplya-Rezzolla-Zhidenko度量的其他变形参数（$δ_3$、$δ_4$、$δ_5$和$δ_6$）。
2022-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Konoplya-Rezzolla-Zhidenko deformation parameters II: limits from stellar-mass black hole X-ray data
天体物理学上的黑洞被认为是广义相对论预言的克尔黑洞，但是从一些涉及新物理学的场景中可以预期克尔解的宏观偏差。在论文I中，我们研究了星系MCG-06-30-15中心超大质量黑洞在NuSTAR和XMM-牛顿谱中的反射特征，并约束了Konoplya，Rezzolla和Zhidenko（Phys. Rev. D93，064015，2016）提出的一组变形参数。在目前的工作中，我们分析的X射线数据的恒星质量的黑洞在同一理论框架内，以探测不同的曲率制度。我们考虑NuSTAR在2019年爆发期间对X射线二进制EXO 1846-031的观测。与论文I的情况一样，我们的拟合结果都符合Kerr黑洞假设，但有些形变参数不能很好地约束。
2021-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Deviation of Kerr Metric via Bumpy Parameterization and Particle Swarm Optimization in Extreme Mass-Ratio Inspirals
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology（射电天文与技术国家重点实验室）；The University of Texas Rio Grande Valley（德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校）
针对极端质量比旋近系统中Kerr度规偏差测量问题，结合粒子群优化与匹配滤波开展分析，发现似然函数存在大量简并峰及系统误差，提出利用简并峰信息缓解误差的方法，提升引力波天体物理推断可靠性。
2025-10-30 astro-ph.IM gr-qc
Constraining the Johannsen deformation parameter $ε_3$ with black hole X-ray data
我们扩展了我们以前的工作，使用X射线反射光谱的克尔黑洞假设的测试，我们推断观测约束的约翰森变形参数$ε_3$。我们分析了GS 1354-645中恒星质量黑洞的NuSTAR观测，方舟564，1H 0419 -577和PKS 0558-504中超大质量黑洞的朱雀数据，以及MCG-6-30-15中超大质量黑洞的一些同时XMM-牛顿和NuSTAR观测。我们对$ε_3$的所有测量都与Kerr度量一致，并且我们发现Ark 564和MCG-6-30-15具有相当强的约束。我们讨论了我们的结果的影响和下一步改进我们的测试。
2019-04-02 astro-ph.HE gr-qc
Study of Einstein-bumblebee gravity with Kerr-Sen-like solution in the presence of a dispersive medium
在爱因斯坦-大黄蜂引力理论中出现了一个类似于Kerr-Sen的黑洞解。该解以显式的方式包含一个Lorentz破坏参数。我们研究了这个被等离子体等分散介质包围的类克尔森黑洞背景中的零测地线。我们研究了黑洞的电荷、Lorentz破坏参数和等离子体参数对光子轨道的影响，并计算了Lorentz破坏参数和等离子体参数同时存在时的有效势.我们还研究了洛伦兹破坏参数和等离子体参数对黑洞热辐射能量发射的影响。此外，我们还在弱场近似下计算了无质量粒子的偏转角，并考察了在等离子体存在下它随Lorentz破坏参数的变化。利用事件视界望远镜（EHT）合作观测的结果，对这个类Lorentz违反Kerr-Sen黑洞的参数进行了约束.
2022-02-01 gr-qc hep-th
A Circular Disformal Kerr Black Hole
Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics（阿诺德·索末菲理论物理中心）；Univ de Lyon, ENS de Lyon, Laboratoire de Physique, CNRS UMR 5672（里昂大学，里昂高等师范学校，物理实验室，法国国家科学研究中心）；Sede Esmeralda, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学埃斯梅拉达校区）
本文提出了一种新的精确旋转黑洞解，通过反常变换保留凯尔几何特性，为研究修改引力中的类似凯尔黑洞现象提供了理论工具。
2026-01-10 gr-qc hep-th
Constraining the quadrupole moment of stellar-mass black-hole candidates with the continuum fitting method
广义相对论中的黑洞被称为克尔黑洞，其特征仅在于两个参数，质量$M$和自旋$J$。所有引力场的高阶多极矩都是这两个参数的函数。例如，四极矩是$Q=-J^2/M$，这意味着对黑洞候选者的$M$、$J$和$Q$的测量将允许人们测试这些物体是否真的是广义相对论所描述的黑洞。虽然未来的引力波实验将能够测试这些对象的克尔性质具有非常高的精度，在本文中，我们表明，它是可能的，把四极矩的恒星质量的黑洞候选人使用目前可用的X射线数据的热谱的吸积盘的限制。
2015-10-30 astro-ph.HE gr-qc
Constraining Alternative Gravity Theories Using The Solar Neutrino Problem
利用球对称性，研究了在$θ=π/2$指定平面上的几类替代引力理论中的中微子味振荡，给出了振荡相位的一般方程.我们首先计算了一般静态球对称模型中的相位，然后讨论了替代引力理论中的一些球对称解。其中讨论了$F(R)$理论中真空解Schwarzschild-（反）de Sitter解中宇宙学项的影响，给出了电荷和Gauss-Bonnet耦合参数对振荡相位的影响。最后讨论了$F(R)$理论中球对称的带电解及其对振荡相位的影响。我们计算了这些球对称时空中的振荡长度和跃迁几率，并给出了我们理论中各种参数选择下跃迁几率的图形表示。由此，我们可以用标准的太阳中微子结果来约束这些替代理论中出现的参数。
2014-03-13 gr-qc hep-ph hep-th
Quasinormal Modes Beyond Kerr
黑洞时空的准正规模（QNM）是时空的自由衰减振荡，在克尔黑洞的情况下得到了很好的理解。我们讨论了一种方法来计算时空的QNM从克尔轻微变形。我们提到两个例子的应用：参数，湍流不稳定性的标量场的背景，其中包括一个引力QNM，和位移的QNM频率的克尔时，黑洞是弱电荷。这种方法可以用于研究黑洞，这些黑洞在外场作用下变形，或者是引力理论的替代方案。
2014-06-17 gr-qc hep-th
Constraining photon trajectories in black hole shadows
本研究通过分析Kerr黑洞阴影边界对应的光子轨道与碰撞参数，揭示了逆转与共转情形下的显著约束差异，为黑洞观测提供了新模板。
2024-05-22 astro-ph.HE gr-qc
Kerr-de Sitter Black Hole Revisited
我们将宇宙学常数解释为真空的能量，并在最低限度的假设下，我们证明它在黑洞附近会变形。这使我们重新审视Kerr-de Sitter解决方案。我们提供了一个新的解决方案，更简单，几何更丰富，它显示了一个扭曲的曲率形式的旋转的影响。我们对新的黑洞解进行了详细而精确的研究，并对我们的结果对其他理论可能产生的影响提出了一个猜想。
2021-04-13 gr-qc hep-th
Quasi-periodic oscillations as a tool for testing the Kerr metric: A comparison with gravitational waves and iron line
QPO是黑洞双星X射线功率密度谱的一个共同特征，也是探测这些天体周围时空几何的一个潜在的有力工具。在这里，我们讨论他们的约束力，以测试克尔黑洞假设的相对论性进动模型。我们将所得结果与由引力波和铁线得到的约束条件进行了比较。我们发现，QPO可以提供非常精确的测量，但它们受到参数简并的强烈影响，并且在没有独立观测来约束质量或自旋的情况下，很难用这种方法测试Kerr度量。
2016-12-10 astro-ph.HE gr-qc
Measuring deviations from the Kerr geometry with black hole ringdown
本文提出通过黑洞并合后铃宕引力波信号测量偏离克尔几何的额外黑洞荷，在程函极限下计算四极矩偏差对准正则模式频率的影响，并结合贝叶斯分析表明未来探测器观测高阶模式可将克尔四极偏差约束到百分比水平。
2023-08-07 gr-qc
Constraining the Cardoso-Pani-Rico metric with future observations of SgrA$^*$
SgrA $^*$是位于银河系中心的超大质量黑洞候选者，是检验Kerr黑洞假说的最有希望的天体之一。在几年内，人们有望测量出围绕这个天体的一些相对论效应，并且不同观测的组合可以用来限制可能偏离克尔解的情况。在本文中，我讨论了在Cardoso-Pani-Rico参数化的框架下，三种有前途的技术的组合：观测等离子体在最内侧稳定圆形轨道附近的斑点，探测黑洞阴影，以及在紧凑轨道上的射电脉冲星的定时观测。等离子体团和阴影的观测可以探测SgrA $^*$周围的强引力场，而射电脉冲星则对较大半径的弱场区域敏感。在快速旋转物体的情况下，三个测量的组合可以对SgrA $^*$的实际性质提供强有力的约束。对于非旋转或缓慢旋转的物体，边界将是弱的。
2015-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Insights from Melvin-Kerr-Newman spacetimes
我们研究了几个方面的黑洞视界物理使用梅尔文-克尔-纽曼（MKN）家庭的时空。粗略地说，这些黑洞是沉浸在扭曲的背景磁场中，与标准的Kerr-Newman（KN）家族不同，它们不是渐近平坦的。作为视界相对于KN可能高度扭曲的精确解，它们为限制黑洞视界的想法和定理提供了一个很好的测试平台。我们明确地表明，MKN的视界与固定的磁场参数可能是唯一指定的面积，电荷和角动量和电荷和角动量的束缚视界面积以同样的方式为KN。正如预期的那样，极值MKN视界与极值KN视界是几何同构的，并且近极值视界的几何失真受到它们接近极值的约束。在另一个极端，梅尔文-史瓦西（MS）解可能是无限扭曲的，然而对于中间情况，任何非零电荷或角动量限制扭曲是有限的。这些性质与已知的定理是一致的，但被认为是满足有趣的和非平凡的方式。
2015-12-08 gr-qc hep-th
Testing the Kerr hypothesis using X-ray reflection spectroscopy with NuSTAR data of Cygnus X-1 in the soft state
我们继续探索的约束能力的X射线反射光谱测试的克尔性质的天体物理黑洞，我们提出了我们的分析结果的两个NuSTAR观测天鹅座X-1的软状态。我们发现，最终的测量可以强烈地依赖于强度分布的假设。我们得出结论，天鹅座X-1是不适合广义相对论的测试使用X射线反射光谱，我们讨论了所需的属性的源是一个很好的候选人，我们的研究。
2019-06-11 astro-ph.HE gr-qc
Bounding the greybody factors for scalar excitations of the Kerr-Newman spacetime
寻找黑洞灰体因子的精确解通常是不切实际的;通常人们要么采取半解析或数值估计，要么推导出严格的解析界。实际上，史瓦西和里斯纳-诺德斯特罗姆黑洞的灰体因子已经有了严格的界限，更一般地说，任意静态球对称渐近平坦黑洞的灰体因子也有了严格的界限。在问题中加入旋转会大大增加难度，这不仅是纯粹的技术原因（克尔或克尔-纽曼黑洞通常比史瓦西或赖斯纳-诺德斯特龙黑洞更难处理），而且是概念层面上的（由于超辐射模的普遍存在）。在当前的文章中，我们分析的克尔-纽曼几何的标量激发的灰体因子的界限在一些细节，首先为零角动量模式，然后为非超辐射模式，最后为超辐射模式。
2014-01-03 gr-qc hep-th
Constraining Black Hole Horizon Properties Through Long-Duration Gravitational Wave Observations
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
通过长时间引力波观测，研究发现黑洞视界符合 Kerr 几何，无显著偏离，最严格约束为 log10(epsilon) < -29.58
2026-02-10 gr-qc
Terrestrial Sagnac delay constraining modified gravity models
修正的引力理论包括$f(\mathbf{R})-$引力模型，这些模型通常受到宇宙演化情景的约束。然而，最近的研究表明，它们也可以被常Ricci曲率Kerr- $f(\mathbf{R}_{0})$恒星大小的黑洞周围吸积盘的签名所约束。我们在这里的目的是使用另一个实验事实，即，地面Sagnac延迟以约束特定$f(\mathbf{R})-$重力规定的参数。我们假定Kerr- $f(\mathbf{R}_{0})$解渐近地描述了地球表面附近的弱引力。在这个时空中，我们将研究来自源/观察者的反向光束在非测地线和测地线圆形轨道上运动，并计算光束重新结合时的时间间隔。我们在这两种情况下得到了称为Sagnac延迟的\textit{exact }时间间隙，并将其扩展以显示如何通过Ricci曲率、引力源的质量和自旋来校正平坦空间值。在假设修正量的量级为延迟测量中剩余不确定性的量级的条件下，我们导出了Ricci曲率的允许区间。我们的结论是，地面Sagnac延迟可以用来限制特定的$f(\mathbf{R})$处方的参数。结果表明，尽管采用了近地表的弱场引力，模型的参数范围仍然与强场吸积盘现象的参数范围相同。
2018-04-02 gr-qc
Vacuum energy in Kerr-AdS black holes
我们计算了具有反de Sitter（AdS）渐近性的Kerr黑洞在$5\leq D\leq 9$维中的真空能量，其中包含所有的转动参数.计算进行采用另一种正则化方案的渐近AdS重力，它考虑补充与counterterterterms是一个给定的多项式的外在和内在的曲率的边界（也被称为Kounterterterms）的散装行动。旋转解的克尔-席德形式使我们能够确定真空能量来自对应于用扁球坐标表示的整体AdS时空的度规部分。我们发现，当所有的转动参数都相等时，高维Kerr-AdS的零点能退化为Schwarzschild-AdS黑洞的零点能，这在五维空间中是众所周知的.我们还勾画了一个紧凑的真空能量公式的渐近量，可能是有用的计算扩展到更高的奇数维方面的表达。
2014-02-04 gr-qc hep-th
Meissner effect and holographic dual for the Melvin-Kerr-Newman-Taub-NUT spacetimes
本研究针对Melvin-Kerr-Newman-Taub-NUT时空，分别用渐近对称群方法和拉伸视界方法验证其全息对应关系，结果一致，同时探讨了相关黑洞的迈斯纳效应。
2023-06-21 gr-qc hep-th
Black holes: on the universality of the Kerr hypothesis
在多大程度上，所有天体物理学上的、暗的、致密的物体都是黑洞（BH），并由克尔几何描述？我们开始挑战这个通常被称为“克尔假设”的非凡想法的普遍性。在建立其合理性和及时性，我们定义了一个最小的合理性标准的替代模型的黑暗紧凑的对象。然后，作为原理的证明，我们讨论具体的，动态鲁棒的非克尔黑洞和无视界的模仿者，1）通过基本的理论，特别是动力学，测试，2）匹配（一些）最先进的天体物理观测值和3）只出现在一些（宏观）尺度。这些例子说明了克尔假设的普适性（在所有宏观尺度上）如何受到挑战。
2022-04-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
About the ability of agnostic X-ray tests of the Kerr Hypothesis to discover new physics
本研究通过模拟X射线观测，评估了克尔假设的不可知论测试发现新物理的能力，发现其有效但约束力可能低于特定理论分析。
2024-03-19 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr Nature of Black Hole Candidates using Iron Line Spectra in the CPR Framework
在恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线谱中普遍观察到的铁K $α$线源自内部吸积盘的X射线荧光。因此，它可以用来映射这些物体周围的时空几何。在本文中，我们扩展了以前的工作，使用铁K $α$线来测试克尔黑洞假设。我们采用的Cardoso-Pani-Rico参数化，我们测试的可能性，约束可能的偏差从克尔的解决方案，可以从整个范围内的观测黑洞自旋和倾角。我们证实了以前的说法，铁K $α$线是一个潜在的相当强大的探针，用于测试克尔度规给出足够高的质量数据和系统学的控制下，特别是在快速旋转的黑洞和高倾角的情况下，因为这两个条件有助于最大限度地提高相对论效应。我们发现，从克尔几何的一些几何扰动表现出更强烈的铁线轮廓比别人。虽然扰动参数$ε^t_3$可以很好地约束的铁线轮廓，正交的数据集是必要的，以约束偏离克尔几何在$ε^r_3$。
2015-09-05 astro-ph.HE gr-qc
The Weak Cosmic Censorship Conjecture in Hairy Kerr Black Holes
本文通过Gedanken实验研究毛状克尔黑洞在测试粒子和标量场作用下的超转行为，发现其超转强烈依赖毛状参数，为探索黑洞内部结构及约束参数提供新线索。
2024-03-30 gr-qc
Constraining alternative theories of gravity using GW$150914$ and GW$151226$
最近报道的引力波事件GW $150914$和GW $151226$由双黑洞合并引起[arXiv：1602.03841]，[arXiv：1606.04855]，[arXiv：1606.04856]提供了一种强大的方法来限制强场区域中引力的替代度量理论。在本文中，我们发展了一种方法，其中任意的引力理论可以参数化一个有效的耦合$G_{eff}$和一个有效的引力位$Φ(r)$。$G_{eff}\rightarrow G_N$和$Φ(r)\rightarrow Φ_{N}$一旦恢复到广义相对论的标准牛顿极限。由LIGO-VIRGO合作报告的引力子质量和引力相互作用长度的上限可以直接根据理论参数进行重新计算，这允许分析引力波频率调制对可能的替代引力模型的范围设置约束。本文还报道了基于已发表的双黑洞合并参数的数值计算结果。比较观测到的GW $150914$和GW $151226$的相位与调制的相位在其他理论的重力并没有给出合理的限制，由于大的不确定性估计参数的合并黑洞。除了这些一般的考虑，我们得到的$α$参数的标量张量引力理论的频率依赖性的限制。
2016-11-16 gr-qc
Black Hole Photon Rings Beyond General Relativity
研究黑洞成像光子环能否区分Kerr黑洞与替代黑洞，计算三种替代黑洞光子环发现需大偏离和大倾角才能改变形状，而Lyapunov指数对偏离更敏感，为未来观测奠定基础。
2023-03-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Testing the Kerr metric with the iron line and the KRZ parametrization
天体物理学上的黑洞周围的时空几何被认为可以很好地近似于克尔度规，但是在一些涉及新物理学的场景中，克尔解的偏差被预测出来。宽铁K $α$线通常在黑洞的X射线谱中观察到，并且起源于内部吸积盘的X射线荧光。在强引力区，铁线的轮廓受时空几何的敏感影响，可以用来检验克尔黑洞假说。在本文中，我们扩展了以前的工作在文献中。特别是：i）作为测试度量，我们采用Konoplya，Rezzolla和Zhidenko最近提出的参数化，相对于现有方法，它具有许多微妙的优势; ii）我们对特定的X射线任务进行模拟，我们认为NuSTAR是当前观测设施的原型，eXTP是下一代X射线观测站的一个例子。我们发现NuSTAR和eXTP的约束能力之间存在显着差异。使用NuSTAR，很难或不可能限制Kerr度量的偏差。使用eXTP，在大多数情况下，我们可以获得相当严格的约束（模，我们有正确的天体物理模型）。
2016-09-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraining alternative theories of gravity using pulsar timing arrays
地面激光干涉仪打开的引力波窗口使得许多新的引力测试成为可能，包括对偏振的第一个约束。希望在未来十年内，脉冲星计时将通过在纳赫兹频率范围内进行首次探测来扩展窗口。脉冲星计时在限制引力波偏振方面比地基干涉仪有几个优势，因为不同的视线对脉冲星提供了许多偏振模式的投影，并且增强了对纵向偏振的响应。在这里，我们表明，脉冲星定时阵列的现有结果可以用来放置纵向随机引力波的能量密度的严格限制。然而，奇怪的是，我们发现，由于这些模式的脉冲星-脉冲星相关模式的变化很大，纵向模式将是非常难以检测。脉冲星定时残差功率谱的现有上限意味着，在1/年的频率矢量纵向和标量纵向模式的振幅受到限制：${\cal A}_{\rm VL} < 4.1\times 10^{-16}$和${\cal A}_{\rm SL} < 3.7\times 10^{-17}$，而在尺度不变的宇宙学背景的能量密度的界限是：$Ω_{\rm VL}h^2 < 3.5 \times 10^{-11}$和$Ω_{\rm SL}h^2 < 3.2 \times 10^{-13}$。
2017-12-19 gr-qc
Strong field gravitational lensing by hairy Kerr black holes
近年来，由于事件视界望远镜（EHT）的研究结果，人们对黑洞的强引力透镜产生了浓厚的兴趣。EHT的研究结果表明，广义相对论和修正引力理论中的黑洞透镜效应是一致的。这可能有助于我们评估这些模型之间的现象学差异。克尔黑洞也是一些替代引力理论的解决方案，而最近获得的修正克尔黑洞（多毛克尔黑洞），它避开了无毛定理，是由于来自周围流体的额外来源，如暗物质，具有守恒的能量动量张量（EMT）。这些毛茸茸的克尔黑洞也可能是另一种引力理论的解决方案。本文将前人关于Kerr黑洞在强偏转极限下的引力透镜效应的研究推广到具有偏离参数$α$和主发$\ell_0$的多毛Kerr黑洞.有趣的是，偏转系数$\bar{a}$分别随着$\ell_0$和$α$的增加而增加和减小。$\bar{b}$与$\ell_0$和$α$表现出相反的行为。我们还发现偏转角$α_D$、角位置$θ_{\infty}$和$u_{m}$随着$α$的减小而减小，而角间距$s$随着$α$的增大而增大。我们将我们的结果与Kerr黑洞的结果进行了比较，并应用该方法讨论了超大质量黑洞Sgr A* 和M87* 的天体物理结果.我们观察到，Sgr A* 的角位置与Kerr黑洞角位置的偏差不超过$2.6~μ$，M87* 的角位置与Kerr黑洞角位置的偏差不超过$1.96~μ$，这是目前EHT观测所不能分辨的。
2021-06-09 gr-qc
An alternative to the Simon tensor
西蒙张量在真空时空的固定类中给出了克尔-NUT家族的局部特征。我们发现，一个对称的和无痕张量的商空间中的固定Killing轨迹提供了一个有用的替代西蒙张量。我们的张量不同于Simon张量的空间对偶，并且更明显地说明了三维商空间的几何性质。给出了广义Simon张量为零的度量的重建过程。我们给出了一个四维描述这个张量的库仑部分的虚自对偶Weyl张量，这对应于推广的三个指标张量火星定义。这使我们能够为Kerr-NUT族建立一个新的和简单的判据：Ernst势的梯度成为虚自对偶Weyl张量的库仑部分的非零本征向量。我们还讨论了${\rm SU}(1,2)$协变扩张的阻塞张量到Einstein-Maxwell系统的Kerr-Newman-NUT家庭的一个内在的特征。
2021-06-22 gr-qc hep-th math-ph
Kerr-Schild Double Copy of the Randall-Sundrum Black String
Universidad Argentina de la Empresa (UADE)（阿根廷企业大学）
研究通过Kerr-Schild经典双倍复制方法构建Randall-Sundrum II模型中的黑洞弦，推导单倍和零倍复制，并验证场方程。单倍复制电场满足无源Maxwell方程，零倍复制标量满足修改的Klein-Gordon方程。
2026-07-15 gr-qc hep-th
Re-examining the stability of rotating horizonless black shells mimicking Kerr black holes
在arXiv：1705.10172中，弦理论提出了一个替代引力坍缩的方案，它由一个由弦论成分组成的AdS空间泡组成。这些超紧凑的物体是相应的史瓦西黑洞大小的$9/8$倍，但在光球层内几乎无法与它们区分。在arXiv：1712.00511中构造了这些黑壳层的缓慢旋转对应物，它们非常类似克尔黑洞，但具有与克尔不同的四极矩。最近，arXiv：2109.09814研究了静止黑壳层对径向扰动和物质吸积的动力学稳定性，并研究了稳定性所需的两个参数通量族。在本文中，我们重新审视旋转的黑壳，特别注意的约束所施加的非旋转壳的动力学分析。将这些结果外推到旋转壳层，我们发现它们确实可以在引力势的临界点处支撑自己。此外，要求它们在吸积物质后回到新的布赫达尔半径，唯一地固定了动力学稳定性所需的通量。通量参数原来有一个非常简单的形式，并满足扰动径向稳定性的约束之一，而完全饱和的其他。在某些物理假设下，我们发现的优选四极矩比克尔小7%。
2021-12-30 gr-qc hep-th
Instability of hyper-compact Kerr-like objects
天体物理学上黑洞的可行替代物包括没有视界的超紧凑物体，如引力星、玻色子星、虫洞和超旋星。作者最近表明，典型的快速旋转引力星和玻色子星发展出强烈的不稳定性。该分析在本文中扩展到广泛的一类水平的物体近似克尔几何。详细调查的虫洞和superspinars，使用合理的模型和镜像边界条件的表面。像引力星和玻色子星一样，这些物体是不稳定的，不稳定的时间尺度很短。这一结果加强了先前的结论，即观测到的具有大旋转的超紧凑天体很可能是黑洞。
2008-08-12 astro-ph gr-qc hep-th
Constraining Black Holes with Light Boson Hair and Boson Stars using Epicyclic Frequencies and QPOs
轻玻色场在标准模型的扩展中是普遍存在的。即使在最低限度地与引力耦合时，这些场也可能避开黑洞无毛定理的假设，并产生旋转的黑洞，这可能与克尔度规截然不同。此外，它们允许自引力的紧凑孤子，称为（标量或Proca）玻色子星。准周期振荡（QPOs）中观察到的X射线通量所发射的吸积紧凑的对象进行强场区域的信息，从而提供了一个强大的工具，以约束偏离克尔几何和搜索外来紧凑的对象。通过使用相对论性进动模型作为代理解释QPO的测地频率，我们研究如何QPO频率可以用来测试无毛定理和存在的轻玻色场附近的吸积致密物体。我们发现，检测到两个QPO三胞胎与当前的灵敏度已经可以约束这些模型，未来的eXTP任务或LOFT类任务可以设置非常严格的约束黑洞玻色子头发和（标量或Proca）玻色子星。紧凑标量/Proca玻色子星的特殊测地线结构意味着这些物体可以很容易地被排除作为X射线源GRO J1655-40的替代模型。
2017-06-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Mass, Angular Momentum and Thermodynamics in Four-Dimensional Kerr-AdS Black Holes
本文探讨了四维AdS引力作用量正则化的洛伦兹协变反项与拓扑不变量之间的联系。它表明，要求的时空有一个负的常曲率的渐近区域允许明确建设这样一系列的边界项。标准正交框架被适配为适当地描述边界几何形状，并且因此，边界项可以被表示为边界度量、非本征曲率和本征曲率的函数。这种选择也允许写下来的背景独立的诺特费用与渐近对称性在标准张量形式主义。吉布斯-霍金项的缺失是作用量原理基于不同于狄利克雷度规的边界条件的结果。这一论点使得把这种方法看作是AdS引力在所有偶数维中的另一种正则化方案的想法似乎是合理的，不同于标准的反项规定。作为电荷的有限性和欧氏作用量的例证，计算了四维Kerr AdS的守恒量和黑洞熵.
2005-05-30 gr-qc hep-th
Observational Features of Nonsingular Rotating Black Holes in the Dark-Energy Dominated Universe
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）
本研究探讨暗能量主导宇宙中非奇异旋转黑洞的阴影观测特征，发现阴影面积和垂直直径对跑动宇宙学项敏感，联合多观测可约束正则化尺度并区分Kerr解。
2026-09-22 gr-qc hep-th
Generating Kerr-anti-de Sitter thermodynamics
本研究针对Kerr-anti-de Sitter黑洞热力学构建问题，提出等齐次变换方法生成满足Smarr公式的新热力学形式，改进了不满足第一定律的霍金方案，并将相关热力学推广至高维。
2024-07-12 gr-qc hep-th math-ph
Killing spinors as a characterisation of rotating black hole spacetimes
我们研究了时空中Killing旋量存在的意义。特别是，我们表明，在真空和电真空的一个Killing旋量，以及相关的Killing矢量在渐近区域的一些假设，保证时空是局部等距的克尔或克尔-纽曼解决方案。我们表明，这些时空的特征的杀害旋量是一个替代的表达火星（克尔）和黄（克尔-纽曼）的特征的结果，涉及限制外尔曲率和物质含量。
2016-04-26 gr-qc
Geometric modeling of M87* as a Kerr black hole or a non-Kerr compact object
上下文事件视界望远镜（EHT）合作最近获得了位于星系M87中心的超大质量致密物体M87* 周围的第一张图像。目的。我们想发展一个简单的解析盘模型来描述M87* 的吸积流。与广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模型相比，它的优点是独立的湍流特性的流动，并控制只有几个易于解释，物理上有意义的参数。我们想用这个模型来预测M87* 的图像，假设它是一个克尔黑洞，或者是一个替代的紧凑物体。方法.我们从圆盘模型计算同步辐射，并通过相对论光线追迹将产生的光线传播到远处的观察者。这样的计算是假设不同的时空（克尔，闵可夫斯基，非旋转超紧恒星，旋转玻色子星或拉米旋转虫洞）。我们进行数值拟合这些模型的EHT数据。结果我们讨论了克尔图像的高度透镜化特征，并表明它们与吸积流性质有内在联系，而不仅仅是引力。这个事实是由我们介绍的概念的辅助环。我们的自旋克尔黑洞模型预测的质量和方向与EHT解释一致。非克尔图像导致数值拟合的类似质量，并且一旦模糊到EHT分辨率，则可能看起来非常类似于克尔图像。这意味着用现有的数据可能无法对克尔时空进行强有力的检验。我们注意到，EHT的未来发展可能会改变这种情况。结论.我们的研究结果表明，为了能够明确地测试克尔范式，研究克尔时空的替代品的重要性。
2020-10-27 astro-ph.HE gr-qc
Testing disformal non-circular deformation of Kerr black holes with LISA
本文在 DHOST 理论下研究 disformal Kerr 黑洞的 EMRI 引力波，表明 LISA 可通过累积相位效应测量极小 disformal 参数并检验 Kerr 几何偏离。
2024-06-12 gr-qc hep-th
Constraining the geometry of rotating black holes with eikonal QNMs
Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；University of Tübingen（蒂宾根大学）
本研究通过校准eikonal方法结合贝叶斯推断，比较度规特定与度规无关模型对旋转黑洞光环局部几何的约束，发现多参数分析更鲁棒但存在简并，且均与Kerr度规一致。
2026-09-22 gr-qc
Circular Orbits Structure and Thin Accretion Disks around Kerr Black Holes with Scalar Hair
本文首先研究了具有标量头发的Kerr黑洞（KBHsSH）的赤道圆轨道结构，并突出了它们与普通秃Kerr黑洞的外部区域截然不同的最显著的特征，即由具有偏心的、自引力分布的标量物质的黑洞的组合束缚系统所产生的特殊性。这些特征中的一些是不兼容的薄磁盘的方法，因此，我们确定和映射出的参数空间中的各个区域分别。所有的解决方案，其稳定的圆轨道速度（和角动量）曲线是连续的，用于建立薄和光学厚盘周围，从中我们提取的辐射能通量，光度和效率。我们比较了具有相同自旋参数$j$但不同归一化电荷的批次结果，并且轮廓是丰富多样的。由于守恒标量荷$Q$的存在，这些解在$(M, J)$参数空间中是非唯一的。此外，$Q$不能从度量函数中渐近地提取。然而，如果KBHsSH存在，通过不同的观测约束参数，光度分布可以反过来用来约束诺特荷和表征时空。
2021-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Rotation in vacuum and scalar background: are there alternatives to Newman-Janis algorithm?
该研究探讨广义相对论中旋转时空的构建问题，分析Newman-Janis算法应用于标量背景时的不足，提出基于Schwarzschild时空局部旋转坐标变换的精确解作为替代，指出Lense-Thirring效应或为坐标效应。
2023-01-19 gr-qc
Constraining alternative polarization states of gravitational waves from individual black hole binaries using pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列对单个超大质量黑洞双星在其早期螺旋阶段产生的引力波扰动非常敏感。修正的重力理论允许发射重力偶极辐射，相对于低轨道速度的四极辐射，这种辐射增强，使早期的螺旋成为测试修正重力效应存在的理想状态。使用理论不可知论的描述修改后的引力理论的基础上的参数化后爱因斯坦的框架，我们探索的可能性检测偏离广义相对论使用模拟脉冲星定时阵列数据，并提供预测的约束条件，可以实现。我们推广的{ \tt enterprise}脉冲星定时软件，以考虑可能的额外的偏振状态和修改的相位演化，并研究如何准确地模拟信号的参数可以恢复。我们发现，虽然纯偶极模型可以部分恢复纯四极信号，但当使用具有所有极化状态的完整模型时，几乎不可能出现混淆。由于没有信号存在，并使用噪声水平在当代阵列中看到的，我们产生预测的上限，可以放置在替代偏振模式的振幅作为源的天空位置的函数。
2019-04-04 astro-ph.HE gr-qc
Constraining alternatives to a cosmological constant: generalized couplings and scale invariance
我们提出了一个比较分析的观测低红移背景的限制，解释宇宙的低红移加速的三个候选模型。Feng和Carloni的广义耦合模型和Maeder的标度不变模型（这两个模型都可以被解释为双度量理论）与Chevallier、Polarski和Linder的传统参数化模型进行了比较。在原则上，广义耦合模型，这在真空中是等效的广义相对论，包含两种类型的真空能量：通常的宇宙学常数加上第二个贡献，由于物质场。我们表明，前者是必要的模型同意低红移的意见，而没有统计上显着的证据存在的第二个。另一方面，标度不变模型实际上具有依赖于时间的宇宙学常数。在这种情况下，我们表明，物质密度$Ω_m\sim0.3$是一个相对较差的数据拟合，最佳拟合模型将需要一个流体的密度小得多，状态参数的显着积极的方程。
2020-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inspiral-Transition-Plunge Gravitational Waveforms Beyond Kerr: A Kerr-Newman Case Study
Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科）；Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科早期宇宙研究中心）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；University of Iowa（爱荷华大学）
本文研究了Kerr-Newman背景下的二黑洞并合引力波形，通过显式建模后进动动态，显著收紧电荷-质量比约束，为未来非Kerr特征探测提供基础。
2025-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Refined Perspectives on the Kerr-Schild Double Copy:Harmonizing Gravity and Electromagnetism in Metric Formulations
本文研究关联引力与电磁学的Kerr-Schild double copy对偶性，展示四维爱因斯坦真空解向麦克斯韦解的转换方法，验证其在多类黑洞解推导等场景的应用，并分析特定对称性下的相关影响。
2023-12-17 gr-qc
Probing scalar field with generic extreme mass-ratio inspirals around Kerr black holes
Nanchang University（南昌大学）；Indian Institute of Technology, Gandhinagar（印度理工学院甘地纳加尔分校）
研究通过分析EMRIs中标量电荷的影响，探讨其对引力波信号的修改，并展示轨道倾角如何增强标量场效应的探测能力。
2026-02-23 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Probing Hairy Kerr Black Holes through Quasi-Periodic Oscillations I: A study based on the kinematic models
National Institute of Technology Rourkela（印度国家技术学院鲁尔克拉分校）；IISER Mohali（昌迪加尔印度科学教育研究所Mohali校区）
本文研究引力退耦方法导出的旋转有毛黑洞解，分析其视界结构及毛发参数对粒子运动基本频率的影响，并通过高频准周期振荡（HFQPO）运动学模型与六个黑洞源的观测数据对比，发现当前精度下多数源无法区分克尔与有毛克尔黑洞，但为不同HFQPO模型对每个源的适用性提供了系统评估框架。
2026-06-18 gr-qc
Observational signature of near-extremal Kerr-like black holes in a modified gravity theory at the Event Horizon Telescope
我们研究了修正引力（MOG）中不同参数值的近极值Kerr-MOG黑洞的阴影。特别是，我们考虑一个各向同性的发射器轨道附近的黑洞和解析计算的位置，流量和红移因子的图像。增加修改的参数时，阴影的大小会减小。对于每个阴影，发射器的图像出现在具有丰富结构的阴影的特定部分上。初级图像和次级图像类似于近极值（高自旋）克尔黑洞产生的图像，但近极值克尔-MOG黑洞的自旋（$\hat{J}/M^2_α$）可能小于1。当修改后的参数变化时，相应图像的典型位置不会改变，与主图像相关联的典型红移因子也不会改变。然而，当修改的参数增加时，与二次图像相关联的另一个典型的红移因子增加。我们还发现，在这种情况下，通量增加。这些图像周期性地出现，其周期大于克尔的周期。这提供了一个替代签名远离克尔的情况下，可以测试的事件视界望远镜。
2018-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
