Black universes with trapped ghosts
黑宇宙是一个非奇异的黑洞，在视界之外，有一个膨胀的、渐近各向同性的宇宙。这样的模型以前已经被发现作为广义相对论的解，其中有一个幻影标量场作为引力源，没有幻影，在一个RS 2型的膜世界中。在这里，我们构造了广义相对论中静态的球对称黑宇宙解的例子，其中有一个最小耦合的标量场，其动能在时空的一个限制强场区域内为负，而在其外部为正，因此在这样的配置中，一个“鬼”被困在空间的一小部分中，这在原则上可以解释为什么在通常条件下观察不到鬼。
2011-10-27 astro-ph.CO gr-qc
McVittie's Legacy: Black Holes in an Expanding Universe
本文证明了爱因斯坦方程的一类解--最初由G. C. McVittie在1933年提出的宇宙学-包括嵌入在Friedman-Robertson-Walker宇宙学中的规则黑洞。如果宇宙学在后期被一个正的宇宙学常数所支配，则度规在黑洞视界内外和远离大爆炸奇点的任何地方都是正则的，并且解在未来和视界附近渐近于Schwarzschild-de Sitter几何。对于没有正宇宙学常数的解，可能的视界是弱零奇点。
2010-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Low-Energy String Theory Predicts Black Holes Hide a New Universe
我们提出了一个解决黑洞奇异性的构造，并使各向异性宇宙学从洞的内部出现。该模型依赖于在描述时空几何的有效作用量上增加一个S-膜。这个类空缺陷位于视界内部，外尔曲率达到极限值的表面上。我们研究如何从黑洞外的度量波动演变的宇宙学阶段的开始，未来的S-膜。我们的设置地址i）黑洞奇异性问题，ii）宇宙学奇异性问题和iii）信息丢失悖论，因为传出的霍金辐射纠缠的状态内的黑洞，成为新的宇宙。
2021-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
False Vacuum Black Holes and Universes
我们构造了一个黑洞，它的内部是经典场论中的假真空，外部是真真空。从外部看，度规是通常的史瓦西度规，但从内部看，空间是德西特度规，其宇宙学常数由假真空的能量决定。场势的参数可能允许假真空存在的时间超过宇宙的当前年龄。在QCD的背景下，一个潜在相关的有效场论导致史瓦西半径约为200 km。
2000-08-01 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational Field of a Rotating Mass on an Expanding Universe
Higher Polytechnic School, Autonomous University of Madrid（马德里自治大学高等理工学院）
提出一个统一克尔黑洞与FLRW宇宙学的新精确解，该解在适当极限下退化为克尔-德西特度规，并描述了黑洞内外宇宙膨胀动力学的影响。
2026-05-21 astro-ph.CO gr-qc
Is There a 'Conservation of Information Law' for the Universe?
如果宇宙中的全部“信息”是守恒的，那么会有什么影响呢？黑洞可能是“逻辑门”，将来自其事件视界之外的输入“信号”中的“丢失信息”重新计算为输出“信号”，输出“信号”代表黑洞量子逻辑“门”重新配置过程的蒸发或辐射衰变“产物”。信息流中明显的局部不平衡可以通过将信息的真空“储存器”的耦合效应作为任何进化过程中所涉及的总信息的一部分来纠正。通过这种方式，也许“真空”可以计算出可观测宇宙的未来。
2001-08-07 gr-qc
Black holes in a swirling universe
提出广义相对论中旋转宇宙背景下的史瓦西黑洞新解，利用恩斯特方程对称性构造，分析其物理性质、能层、测地线及热力学，并推广至克尔情形。
2024-02-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow analysis for rotating black holes in the presence of plasma for an expanding universe
研究了无压非磁化等离子体包围的Kerr-de Sitter黑洞的阴影结构，考虑了特定的等离子体分布，分离了Hamilton-Jacobi方程，找到了光子区域.导出了描述膨胀宇宙中这样一个黑洞在视界外任意有限点上的阴影边界曲线的解析公式。我们观察到的偏差，进一步探讨通过计算在一个特定的点的曲率半径为这样的结构在等离子体的存在和不存在，并计算阴影的直径。
2021-08-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Detectable universes inside regular black holes
虽然人们相信在天体物理学上的黑洞之外的附近的时空已经被很好地理解了，但是事件视界和内部仍然难以捉摸。在这里，我们发现了一个退化的无限频谱的新的广义相对论的解决方案，具有相同的质量，能量和熵，描述了一个暗能量宇宙内的天体物理黑洞。这个规则的宇宙学黑洞是稳定的有限切向压力施加在双重宇宙学黑洞事件视界，本地化到量子不确定性。我们恢复贝肯斯坦-霍金熵公式从经典的流体熵，计算在托尔曼温度等于宇宙视界温度。我们进一步计算了它的引力准简正模。我们发现宇宙学黑洞可以通过在$μ{\rm Hz}-{\rm Hz}$范围内运行的引力波实验来检测，就像LISA空间干涉仪一样。
2022-04-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Domain wall universe in the Einstein-Born-Infeld theory
在这封信中，我们讨论了嵌入到EBI理论的带电黑洞时空中的畴壁宇宙的动力学。有四种可能的时空结构，即，没有视界的黑洞、极端黑洞、有两个视界的黑洞（如Reissner-Nordstr $\rm{\ddot o}$ m黑洞）和有一个视界的黑洞（如Schwarzshild黑洞）。我们在墙上推导出有效的宇宙学方程。与以前的工作相比，我们考虑了静电能量的贡献在墙上。通过研究有效势的性质，我们发现反弹总是可以发生在（外）视界之外。对于较大质量的黑洞，视界与反弹点之间的势垒高度变小，导致反弹过程的时间尺度变长。这些结果进行了比较，在以前的作品。
2009-07-25 gr-qc hep-th
Holographic Inflation Revised
本文是对HST暴胀模型的一个重要修正。我们确定的局部波动的度量与波动的质量和角动量的黑洞，并表明，在HST的一致性条件，为一个单一的轨迹，看到越来越多的均匀分布的黑洞，意味着视界外的系统正在经历通货膨胀：小系统的等熵，没有因果联系。均匀性则要求初始轨道经历了膨胀，膨胀将黑洞半径扩大到我们当前的视界。宇宙初始状态的低熵是由这样一个事实来解释的，即这是最大熵的状态，它具有长寿命的局域激发，并且可以形成比黑洞更复杂的结构。用几个参数计算了宇宙的e折叠数、再热温度和暴胀涨落的大小。
2015-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Domain with Noncompactified Extra Dimensions in Multidimensional Universe with Compactified Extra Dimensions
在我们的紧化额外维宇宙中，存在非紧化额外维的区域，这种区域可以是位于两个零面之间的多维引力的类虫洞解。在紧化机制的作用下，这个MD域可以在两个黑洞被规范场填充的零曲面上连接。得到了具有SU（3）结构群的主丛上的MD引力解。该解是位于两个零曲面$ds^2=0$之间的虫洞状物体。在某种意义上，这些解与黑洞是对偶的：它们在零面下是静态球对称解，而黑洞在事件视界外是静态球对称解。
1997-12-16 gr-qc
Thermodynamics in Closed Universe with Entropy Corrections
通过对宇宙视界熵和黑洞熵进行量子修正（对数修正和幂律修正），讨论了三种不同系统的广义热力学第二定律。首先，我们考虑了封闭FRW宇宙中Schwarzschild黑洞的幻影能量吸积，考察了广义热力学第二定律在视视界和事件视界上的有效性。在另一种情况下，我们估计了Schwarzschild黑洞的临界质量的上限和下限的吸积过程中，由于幻影般的修改广义chaubergin气体。结果表明，在此范围内广义热力学第二定律是成立的，在此范围外黑洞不能吸积。最后，我们探讨了这一法律的封闭宇宙充满相互作用的$n$ -组分的流体（在热平衡的情况下）和非相互作用的暗物质和暗能量成分（在热非平衡的情况下）的表观和事件视界，并找到其有效性的条件。
2013-03-26 gr-qc
Late Time Correlation Functions, Baby Universes, and ETH in JT Gravity
量子黑洞是由大量宏观上无法区分的微观状态来描述的。在长时间分离时视界外的场的关联函数探测了这种不确定性。其中最简单的是热两点函数，在经过一段初始的衰减后，它围绕一个非微扰的小平均“斜坡”和“平台”不规则地振荡;这些非衰减的平均特征是黑洞光谱离散性的特征。对于一个由哈密尔顿函数系综描述的理论，两点函数遵循这种平均行为。在本文中，我们研究某些关联函数在Jackiw-Teitelboim（JT）引力，并找到精确的协议所期望的行为描述的一个理论的哈密顿与随机矩阵统计的本征态服从本征态热化假设（ETH）和能级具有随机矩阵水平统计。我们的分析的一个中心方面是一个平均体希尔伯特空间描述的相关行为。这种行为背后的机制是由于封闭的“婴儿宇宙”的发射和吸收而引起的拓扑变化。这些婴儿宇宙效应给出了两种互补的非衰减行为的图像，它们由欧几里得几何的不同延拓联系起来。一个长的爱因斯坦-罗森桥可以通过发射一个大的婴儿宇宙而变短，而在空间和时间上相距甚远的点发射和重吸收的婴儿宇宙创造了一条“捷径”，允许粒子离开黑洞的内部。
2019-10-23 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Conformal time dependent Painleve-Gullstrand spacetime
研究了膨胀宇宙中恒星或黑洞外各向异性流体的性质。人们发现，在Painleve-Gullstrand坐标系中，宇宙流体的热通量消失了，尽管应力张量的非对角分量为非零值。流体的压力和能量密度在$r = 2m$处是规则的，在$r = 0$处是发散的，并且在它们的辐角的某些值处改变符号。
2012-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Time evolution of the inside of the black hole's horizon
我们考虑了黑洞视界附近的Wheeler-DeWitt方程，其中纠缠真空态被选为静态宇宙态。然后，利用真空态的纠缠特性，研究了视界内外子系统的动力学演化。
2022-06-17 gr-qc
Magnetic wormholes and black universes with invisible ghosts
我们构建明确的例子，全球定期静态，球对称解决方案在广义相对论与标量和电磁场描述可穿越的虫洞与平坦和AdS渐近和定期黑洞，特别是黑宇宙。（黑宇宙是一个规则的黑洞，在视界之外有一个膨胀的、渐近各向同性的时空。）这种物体的存在需要调用具有负动能的标量（“幻影”或“幽灵”），这在通常的物理条件下是观察不到的。为了解释这一点，之前引入了所谓的“被困幽灵”，即，标量，其动能仅在时空的受限强场区域内为负，而在该区域外为正。这种方法导致了某些问题，包括不稳定性（如这里通过推导此类系统的球形微扰的有效势所示）。在本文中，我们使用我们所谓的“看不见的幽灵”来构建模型，即，虚标量场在弱场区域中足够快速地衰减。由此产生的配置包含不同数量的杀戮视野，从零到四。
2015-03-10 gr-qc
Hiding Charge in a Wormhole
虫洞的存在可以导致许多新的效应，如Misner-Wheeler“不带电荷的电荷”效应，其中没有由任何源产生的电通量从一个“宇宙”到达并流入另一个“宇宙”。在这里，我们展示了一种有趣的相反可能性的存在。也就是说，一个带电的物体（在我们的例子中是一个带电的类光膜）坐在虫洞的“喉咙”，把它产生的所有通量都排到其中一个“宇宙”中，这个宇宙原来是紧致的（“管状”）。因此，在非紧凑的“宇宙”中，一个外部观察者会发现一个中性物体。这种电荷隐藏效应发生在一个引力/规范场系统中，该系统与作为物质源的带电类光膜自洽地相互作用，其中规范场子系统是一种特殊的非线性形式，包含麦克斯韦项的平方根，并且先前已经证明在平坦时空中产生类似QCD的封闭规范场动力学。
2011-10-23 gr-qc hep-th
How the Universe postpones the evaporation and curtails the quantum spreading of black holes
预计黑洞会通过霍金辐射的过程蒸发。这个过程预计会导致黑洞位置的不确定性在其生命周期中增长到$\sim M^2/M_{Pl}^3$，即使它的动量只传播了$\sim M_{Pl}$。对于已经观测到的具有$M\geq M_\odot$的黑洞，这大大超过了哈勃体积。然而，黑洞的衰变和它们的量子扩散在宇宙中被延迟，而流入黑洞的能量超过了它们的霍金光度。我们证明，对于这些$M\geq M_\odot$黑洞，它们在星系和星系团外的衰变被阻止的时间远远长于黑洞被拖到哈勃视界之外的时间，在那里，它们最终的衰变发生在远离任何观察者的窥探的地方，而这些观察者并没有搭上它们的便车。与此同时，观测者所在星系或星团中的黑洞自身在最后一颗恒星灭绝后很长时间内都不会衰变，至少在它们所在的星系/星团被清除掉暗物质之前是如此，在$\gg 10^{25}$ y中。即便如此，如果黑洞变得不受束缚，它们在经历显著衰变之前会被拖到哈勃半径之外;如果不是，它们会保持在束缚轨道上，最多在星系/星系团的一个子体积上扩散，并通过散射长期局限于小得多的体积。
2022-09-28 gr-qc hep-th
A new approach to information loss (no) problem for Black Holes
黑洞会发出热辐射的发现，彻底改变了我们对黑洞行为的看法。在此之前，它们的内部被认为与宇宙的其他部分是因果分离的，因此任何进入黑洞的信息都被认为永远被困在其中。上述辐射的发射意味着一定数量的信息最终会返回到黑洞之外的宇宙。于是问题就来了，在黑洞蒸发的过程中，是否所有的信息都回到了宇宙中。从那时起，许多理论支持信息保存或灭绝。一个新的想法，提出了一个深刻的重新审视的基础上，什么是信息，它的属性。我们假设，并非所有种类的信息对自然界都同等重要，因此，在任何条件下，它们中的一些应该被保存，而其余的则允许被破坏，因此，在黑洞形成/蒸发过程中，信息的保存和破坏都是实际发生的事情。
2012-01-02 gr-qc hep-th
Quasinormal modes as exterior probes of black hole interiors in our Universe
Higgs Centre for Theoretical Physics, University of Edinburgh（爱丁堡大学希格斯理论物理中心）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
该研究提出黑洞被类时反射腔线性扰动的场景，结合arXiv:2606.11297建立热乘积公式与高阶准正则泛音渐近表达式，提出吸积等离子体作为透射镜的观测方案，或可从无线电波提取原初黑洞内部信息。
2026-08-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Holographic Inflation and the Low Entropy of the Early Universe
这是我在特内里费岛的宇宙学会议哲学上发表的演讲的完全重写版本，2014年9月，其中包含了我的IFT马德里人类学会议演讲的元素。原版技术性太强。目前的版本使用直观的概念，从黑洞物理解释模型的暴胀宇宙学的基础上全息时空形式主义。宇宙的初始状态具有低熵的原因是更一般的状态没有局域激发，因为在HST中，局域激发由基本变量的约束定义。获得辐射主导时代的唯一方法是，对于每个类时间测地线，当其视界膨胀时，看到几乎均匀的小黑洞气体，使得黑洞在碰撞和合并之前蒸发成辐射。将因果菱形沿轨迹的时间切片与全局FRW切片相比较，我们可以看到视界外的系统必须经历暴胀，有许多e折叠由当前和暴胀宇宙学常数固定，而在暴胀结束后FRW切片上的黑洞数密度。这些参数也决定了标量和张量度规扰动的大小以及宇宙的再热温度。我勾勒出一类明确的有限量子力学模型的宇宙学，它具有这些属性。对这些模型的细节感兴趣的物理学家应该参考最近的一篇论文\cite{holoinflation3}。
2015-01-12 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial black hole formation in the early universe: critical behaviour and self-similarity
继前三篇讨论早期宇宙辐射时代原始黑洞形成的论文之后，我们在这里进一步研究了所涉及过程的临界性质，旨在与临界坍缩文献中的一些基本思想相联系。我们专注于中间状态，我们发现出现在扰动接近临界极限的情况下，并检查这和相似性解决方案之间的连接，发挥了根本性的作用，在标准的图片临界崩溃。我们导出了一组零切片形式的度规的自相似方程，并将其用于数值计算，然后将积分所得结果与膨胀宇宙中宇宙学扰动坍缩的模拟结果进行了比较。我们发现相似解在一个区域中是渐近逼近的，这个区域既覆盖了收缩的物质，也覆盖了在收缩的物质外形成的部分半空洞。我们主要感兴趣的是与早期宇宙辐射时代的原始黑洞形成有关的情况，其中压力$p$和能量密度$e$之间的关系可以通过形式$p = we$的表达式合理地近似使用$w=1/3$。然而，我们还研究了$w$的其他值，这既是因为这些值在以前的文献中已经被考虑过，也是因为它们有助于进一步深入了解与原始黑洞形成相关的情况。和我们以前的工作一样，我们从一种可能来自暴胀的初始超视界尺度扰动开始模拟。
2013-04-11 astro-ph.CO gr-qc
Shadows and lensing of black holes immersed in strong magnetic fields
我们研究零测地线流，特别是光环（LR），基本光子轨道（FPO）和阴影的黑洞（BH）沉浸在一个强，均匀的磁场，描述的Schwarzschilld-Melvin电真空解决方案。空的梅尔文磁宇宙包含一个平面LR管。包括BH，对于弱磁场，阴影变成扁圆形，而内禀视界几何变成扁长形。对于强磁场（超临界解），BH视界之外没有LR，这一结果用拓扑参数解释。这个特征，加上梅尔文宇宙的光限制结构，产生了\textit{panoramic shadows}，几乎在观测者的天空赤道周围都可以看到。尽管缺少LR，但存在FPO，包括极平面FPO，其定义阴影边缘。我们还观察和讨论了混沌透镜，包括在空的梅尔文宇宙，和多个断开的阴影。
2021-08-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Twisting shadows: Light rings, lensing and shadows of black holes in swirling universes
本文研究非渐近平直旋转宇宙中 Schwarzschild 黑洞的零测地线、光环拓扑与阴影，发现光环偏离赤道面且阴影具有扭曲的南北 $\mathbb{Z}_2$ 对称性。
2025-07-29 gr-qc
The Impact of Cosmology on Quantum Mechanics
当量子力学在上世纪20年代发展起来时，物理学的另一场革命才刚刚开始。它开始于宇宙正在膨胀的发现。在很长一段时间里，量子力学和宇宙学是彼此独立发展的。然而，膨胀的发现最终将这两个学科联系在一起，因为它暗示了大爆炸，在那里，量子力学对宇宙学以及对理解和预测我们今天对宇宙的观测至关重要。教科书（哥本哈根）中的量子力学公式不适合宇宙学，至少有四个原因：1）它们预测了观测者测量的结果。但是在宇宙的早期，没有测量，也没有观察者。2)观察员在被测量系统之外。但我们感兴趣的是一个关于整个宇宙的理论，在这个理论中，包括观察者在内的一切都在里面。3)哥本哈根的量子力学无法追溯过去。但是回溯过去以理解宇宙是如何开始的是宇宙学的主要任务。4)哥本哈根量子力学需要一个固定的经典时空几何，尤其是要给薛定谔方程中的时间赋予意义。但在宇宙的极早期，时空是波动的量子力学（量子引力），没有确定的价值。一个足以用于宇宙学的量子力学的公式是由埃弗雷特提出的，并由许多人发展起来。这一努力为我们提供了一个更一般的框架，它适用于宇宙学-半经典量子引力背景下的退相干（或相容）历史量子理论。哥本哈根量子理论是对这种更一般的量子框架的一种近似，它适用于测量情况。我们讨论是否进一步推广可能仍然需要。
2019-03-05 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Dynamics of domain wall in charged AdS dilaton black hole spacetime
对于黑洞上$n-1$维带电粒子诱导的$n-1$维FRW畴壁宇宙，其在体中的运动公式可改写为畴壁的膨胀或坍缩.通过分析，我们发现在这种静态的AdS空间中，畴壁的宇宙学行为是特别单一的。更令人惊讶的是，它存在一个异常，即畴壁在视界外有一个运动区域，这是我们的经典理论无法解释的。
2019-06-03 gr-qc
James Burkett Hartle: a Biographical Memoir
本文是理论物理学家James Burkett Hartle的传记回忆录，回顾了他对量子宇宙学的奠基性贡献，包括与Hawking合作提出的Hartle-Hawking真空与宇宙无边界波函数，以及他热情关怀同侪的学术精神。
2025-09-16 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Decoding quantum gravity information with black hole accretion disk
本研究结合 Loop Quantum Gravity theory 与经典引力坍缩模型，探讨了 white holes 如何将早期宇宙伴黑洞吸积盘的量子引力信息传输至我们的宇宙，并精确计算了该吸积盘成像的位置与宽度，为天文观测验证量子引力理论提供了重要参考。
2024-04-01 gr-qc
