Dark-Matter Induced Scalarization of Black Holes in Extended Scalar-Tensor-Gauss-Bonnet Theories
该研究发现在扩展标量-张量-高斯-博内特理论中,暗物质可在GB⁻区域诱导球对称黑洞的自发标量化,临界参数b/M约为1.86287,并通过数值分析验证了标量化区域随耦合常数增大而扩展的规律。
2025-04-21 gr-qc hep-th
The onset of spontaneous scalarization in generalised scalar-tensor theories
在表现出自发标量化的引力理论中,天体物理学对象与它们的广义相对论对应物是相同的,直到它们在紧凑性或曲率上达到一定的阈值。超过这个阈值,他们获得一个非平凡的标量配置,这也影响他们的结构。标量化的开始仅由在广义相对论解周围产生线性扰动的项控制。对于广义标量张量理论,这些项的完整集合已经被确定。在此基础上,我们研究了广义标量张量理论中标量化的起始,并根据起作用的耦合常数和紧物体的性质确定了相应的阈值。
2020-06-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spontaneous Scalarization in Scalar-Tensor Theories with Conformal Symmetry as an Attractor
受常数G理论的启发,我们引入了一个单参数标量张量理论族作为常数G理论的推广,其中共形对称是宇宙学吸引子。由于该模型具有负曲率的耦合函数,我们预期会发生自发标量化,并且参数受脉冲星定时测量的约束。我们用实际状态方程模拟中子星,研究了中子星的结构,并计算了这些理论中与中子星的有效标量耦合。我们发现,在参数区域内的观测约束得到满足,有效的标量耦合几乎一致,使用二次模型具有相同的曲率。这表明,二次模型得到的约束条件将在未来普遍用于限制耦合函数的曲率。
2022-01-20 gr-qc hep-th
Neutron star solutions with curvature induced scalarization in the extended Gauss-Bonnet scalar-tensor theories
本文研究了一类扩展标量张量Gauss-Bonnet(ESTGB)理论中的中子星模型,该模型的标量自由度仅在强曲率区存在。我们表明,在所考虑的ESTGB理论的框架下,存在新的中子星的解决方案,这是通过自发标量化的广义相对论中子星。与标准标量张量理论中由物质的存在引起的自发标量化相反,在我们的情况下,标量化是由时空曲率引起的。
2017-12-11 astro-ph.HE gr-qc
Early dark energy and scalarization in a scalar-tensor model
提出一种标量-张量模型,通过Gauss-Bonnet不变量维持$Z_2$对称性产生早期暗能量,随后对称性破缺引发标量化使其迅速回归$Λ$CDM模型,可解释声学视界减小且符合引力波速度假设。
2024-08-17 gr-qc hep-th
Higher dimensional black hole scalarization
在最简单的标量-张量理论中,其中标量场与里奇标量非最小耦合,电真空黑洞(BH)的自发标量化不会发生。这在更高维的时空$d>4$中不再成立。我们考虑标量张量模型中高维Reissner-Nordström黑洞的标量化,并给出了不同$d$的零模结果,以及$d=5$中标量化黑洞的显式构造,讨论了它们的一些性质。我们还观察到,一个共形变换到爱因斯坦框架映射到Einstein-Maxwell标量模型,其中的非最小耦合之间发生的标量场和麦克斯韦不变量(而不是Ricci标量),从而在两个模型中的标量化的发生。其次,我们考虑了偶数维扩展标量张量Lovelock引力中Schwarzschild-Tangherlini BH的自发标量化。在这些模型中,标量场在$d$时空维度上与$(d/2)^{th}$欧拉密度非最小耦合。我们明确地构造$d=6,8$中的例子,显示四维情况下的性质是定性通用的,但与定量的差异。我们比较这些较高的$d$标量化BH与毛BH的移位对称Horndeski理论,对于相同的$d$,我们也构建。
2020-07-08 gr-qc hep-th
Scalar-Connection Gravity and Spontaneous Scalarization
众所周知,引力的标量-张量理论允许通过各种天体物理现象与广义相对论产生显著的偏差。本文通过建立标量和连接组态来代替度规,给出了一个标量连接引力。由于物质扇区在没有度规的情况下是不容易想象的,我们引用宇宙流体在不变作用量的体积元中的一种形式的速度。这导致了具有理想流体源和生成度规的引力方程,在强场区域,这些方程预计会产生与广义相对论的合理偏差。作为相关的应用,我们研究了自发标量化机制,并证明了Damour-Esposito-Farèse模型产生于一类标量连接引力。此外,我们调查的一般性研究中,本框架成为区别于著名的标量张量理论。
2021-01-20 gr-qc hep-th
Scalarization and superradiant instability of black hole induced by dark matter halo in the scalar-tensor theory of gravity
The University of Tokyo(东京大学)
研究标量-张量引力中,暗物质晕环绕的黑洞是否会出现标量化或超辐射不稳定性,发现小晕时晕的大小和质量影响强度,大晕时耦合常数影响更强。
2025-05-27 gr-qc
The Effect of Cosmological Evolution on Solar System Constraints and on the Scalarization of Neutron Stars in Massless Scalar-Tensor Theories
某些标量-张量引力理论推广了乔丹-菲尔茨-布兰-迪克理论,可以预测中子星的非平凡现象。在这些理论中,首先由Damour和Esposito-Farèse提出,标量场有一个标准的动力学项,并与物质场共形耦合。弱等效原理因此得到满足,但标量效应可能出现在强场区域,例如允许在中子星(“自发标量化”)或足够紧密的中子星双星系统(“动力学/诱导标量化”)中违反强等效原理。如果考虑到标量场的宇宙学演化,并且作用量中没有包含质量项,那么达穆尔和埃斯波西托-法雷斯最初提出的标量-张量理论与太阳系统的约束(导致标量化的耦合)处于紧张状态。在这里,我们扩展了共形耦合的理论,以确定是否,以这种方式,太阳能系统的测试可以通过,而保留一个非平凡的现象中子星。我们发现,即使有这种广义的共形耦合,它是不可能构建一个理论,通过大爆炸核合成和太阳系的限制,而同时允许标量化孤立/二元中子星。
2016-07-29 gr-qc
Black hole scalarization with Gauss-Bonnet and Ricci scalar couplings
自发标度化是一种引力现象,一旦超过一定的曲率阈值,就会出现对广义相对论的偏离,而低于该阈值时则完全不存在。对于黑洞,标量化是由标量和高斯-邦纳不变量之间的耦合触发的。与里奇标量的耦合,可以触发中子星的标量化,而不是已知的黑洞标量化的开始,迄今为止在研究标量化黑洞的文献中基本上被忽略了。本文研究了这两种耦合对黑洞标量化的联合作用。我们证明了Ricci耦合对标量化解的性质及其存在域起着重要的作用。这项工作是一个重要的一步,在标量化模型的建设,逃避二进制脉冲星的约束,并有广义相对论作为宇宙学后期吸引子,同时仍然预测偏离广义相对论的黑洞观测。
2021-09-06 gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of self-gravitating magnetic fields
本文研究了一个具有电磁场的、静态的、圆柱对称的、扩展的自引力系统的自发标量化。我们证明了一个真正的大质量标量场凝聚在这个梅尔文磁宇宙的解决方案时,引入一个非最小耦合的标量场和(a)的磁场和(b)的曲率的时空,分别。我们发现,在这两种情况下,解决方案存在于耦合常数的有限区间上,并与一些节点$k$在标量场存在的解决方案。对于情况(a),我们观察到对于不同的$k$,存在的间隔是互斥的。
2021-03-16 gr-qc hep-th
Curvature-induced scalarization of charged AdS black holes
Nanchang University(南昌大学);Sogang University(西江大学);Hunan Institute of Technology(湖南工学院);Jiangxi Normal University(江西师范大学)
研究负宇宙常数如何影响爱因斯坦-麦克斯韦-标量-高斯-博内理论中的高斯-博内标量化,发现标量化受Breitenlohner-Freedman界约束,并得到单支标量化AdS黑洞,相变为二阶。
2026-07-29 gr-qc
Spontaneous scalarization around a black hole in a dark matter halo
University of Tehran(德黑兰大学)
研究暗物质与标量场共形耦合理论中,被赫恩奎斯特暗物质晕包围的黑洞自发标量化现象,通过该理论与晕的天体物理性质,得出标量场构型类量子谱,发现共形耦合常数由晕紧致度参数决定。
2026-07-21 gr-qc hep-th
Induced scalarization in boson stars and scalar gravitational radiation
本文在物理(约当)框架下研究标量-张量引力理论中玻色子星的动力学演化。我们以广义相对论中著名的单玻色子星S分支上的初始数据位形为基础,重点研究了自发标量化和诱导标量化。我们表明,在标量化过程中发生的标量辐射的强发射。在一个特定的标量张量理论中的一个单一的玻色子星的新的稳定配置(S分支)。
2012-11-21 gr-qc
Dynamic transition to spontaneous scalarization in boson stars
我们表明,自发标量化的现象预测在中子星的标量-张量张量引力理论的框架内,也发生在玻色子星,不包括一个自相互作用项的玻色子场(除质量项),与以前声称的相反。分析是在物理(约旦)框架,是基于3+1分解的时空假设球对称。
2010-05-19 gr-qc
Matter around Kerr black holes in scalar-tensor theories: scalarization and superradiant instability
在标量-张量引力理论中,在电真空中静止的、渐近平坦的黑洞可以用克尔-纽曼解族来描述,就像在广义相对论中一样。我们发现,存在两种机制,可以使克尔黑洞不稳定时,物质存在于附近的黑洞,因为这会导致有效质量的标量。第一种机制是当有效质量平方为负时出现的快子不稳定性,引发标量头发的发展-“自发标量化”的黑洞版本。第二种不稳定性与超辐射有关,当有效质量的平方为正值,并且当黑洞自旋超过某个阈值时,就会出现这种不稳定性。第二种机制也是标量波超辐射散射的共振效应的原因,其放大因子高达10^5或更高。
2014-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Critical scalarization and descalarization of black holes in a generalized scalar-tensor theory
本文研究标量场与高斯-博内不变量及里奇标量耦合的广义理论中黑洞标量化与去标量化的临界动力学,发现I型临界现象及新型相变临界行为,并证明标量-里奇耦合可抑制椭圆区域、扩大计算参数空间。
2023-10-28 gr-qc
Phase transitions of boson stars in scalar-tensor theories
Jiangxi Normal University(江西师范大学);Universidade de Aveiro(阿威罗大学)
该研究探讨了玻色星在标量-张量理论中的相变特性,发现其物质诱导自发标量化仅与一级相变相关。
2025-12-31 gr-qc
Spontaneous Holographic Scalarization of Black Holes in Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet Theories
我们用全息方法研究了具有负宇宙学常数的Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet引力中的标量化。我们发现当标量场和Gauss-Bonnet曲率修正之间存在适当的相互作用时,平面视界的Schwarzschild-AdS和Reissner-Nordstrom-AdS黑洞都存在不稳定性.我们将这种不稳定性与可能的全息标量化联系起来,并在存在宇宙学常数的情况下构造了相应的多毛黑洞解。利用全息原理,我们期望这种体标量化对应于标量头发凝聚的边界描述而不破坏任何对称性,并计算了系统的全息纠缠熵.此外,我们还比较了电磁场作用下,标量场与Gauss-Bonnet项的耦合效应和全息超导效应引起的全息标量化机制,揭示了它们在标量场有效质量、温度依赖性和光学电导率方面的差异。
2020-10-14 gr-qc hep-th
Spin-induced scalarization and magnetic fields
在标量场和高斯-邦纳曲率不变量之间存在某些非最小耦合的情况下,克尔黑洞可以标量化,只要它们旋转得足够快。这提供了一个独特的违反克尔假设,只发生在一些高自旋范围。在本文中,我们评估,如果强磁场,可能存在于附近的天体物理黑洞,可以促进这种独特的效果,通过降低自旋阈值标量化。这项研究的动机是自引力磁场本身也可以促进“自旋诱导”标量化。尽管如此,我们表明,在\textit{vicinity of the horizon}的磁场$B$的质量$M$黑洞的效果,高达$BM\lesssim 1$,工程\textit{against}自旋诱导标量化,需要一个更大的无量纲自旋$j$从黑洞。根据旋转$vs.$磁场对视界几何的影响,对这一结果提出了一种几何解释。
2022-03-24 gr-qc hep-th
Dynamical scalarization of neutron stars in scalar-tensor gravity theories
我们提出了一个框架,研究一般的中子星双星的标量张量引力理论。我们的形式主义实现了这一目标,通过适当的接口后牛顿轨道演化(由一组常微分方程描述)与一组非线性代数方程组,它提供了一个描述的标量电荷的每个二进制的组件沿孤立星数据的演变。我们通过将其结果与完全广义相对论模拟的结果进行比较来验证这种半分析方法,并使用它来研究标量张量理论参数空间中大部分二元系统的行为。这使我们能够进一步阐明“动态标量化”现象,我们在[Barausse,Palenzuela,Ponce和Lehner,Phys. Rev. D 87,081506(R)(2013)]中发现了这一现象,它发生在紧双星中,即使是孤立的标量电荷为零的恒星。我们还采用我们的形式主义研究代表性的二元系统,获得它们的引力波信号,并讨论在何种程度上偏离广义相对论可以检测到。通过这个框架获得的见解使我们能够额外地表明偏心二进制文件可以经历标量化/去标量化现象。
2014-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Strong breaking of black-hole uniqueness from coexisting scalarization mechanisms
Universität Heidelberg(海德堡大学)
该研究探讨了超越广义相对论的理论中黑洞独特性的破坏,发现标量场与高斯-博内不变量的耦合导致了强破坏现象。
2026-03-05 gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of black holes and compact stars from a Gauss-Bonnet coupling
我们确定了一类标量张量理论的标量和高斯-邦纳不变量之间的耦合,表现出自发标量化的黑洞和致密星。特别是,这些理论正式承认广义相对论的所有定态解,但如果满足某些条件,这些定态解就不是动力学上的首选解。值得注意的是,如果黑洞的质量位于许多窄带中的一个,那么它们就会表现出标量化。我们发现了标量化在中子星中也能发生的证据。
2018-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Perspectives on Spontaneous Scalarization in Black Holes and Neutron Stars
虽然广义相对论通过了迄今为止所有的精确测试,但有几个理由超越当前的引力模型,寻找新的基础物理学。这意味着寻找新的,迄今未被发现的领域。标量场是最容易考虑的场,它们在标准模型的扩展和引力的替代理论中都无处不在。这就是为什么大量的注意力被吸引到标量-张量理论的研究上,在标量-张量理论中,引力是由度规张量和标量场来描述的。一个特别有趣的现象,最近获得了越来越多的兴趣是自发标量化。在表现出这种机制的引力理论中,天体物理对象与它们的广义相对论对应物是相同的,直到它们达到特定的阈值,通常是在紧凑性,曲率或最近显示的自旋方面。超过这个阈值,他们获得一个非平凡的标量配置,这也影响他们的结构。在这篇论文中,我们主要在广义标量张量理论中研究这种机制。我们确定了一个最小的行动,包含所有的条款,可能会触发自发标量化。首先,我们专注于在这个特定的理论标量化的发病,并确定相关的阈值方面的贡献耦合常数和紧凑的对象的属性。最后,我们研究了该模型对标度化黑洞和中子星性质的影响,例如影响它们的存在域或它们携带的标量电荷量。
2022-09-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
EFT Approach to Black Hole Scalarization and its Compatibility with Cosmic Evolution
我们从有效场论(EFT)的观点讨论了黑洞标量化及其与宇宙暴胀和大爆炸宇宙学的相容性问题。在实践中,使用一个定义良好的和健康的玩具模型,(部分)已被广泛认为是在文献中,我们考虑如何高阶引力理论,三次算子在黎曼曲率,适合在这种情况下。有趣的是,我们发现,已经在这个最小的水平,有一个非平凡的相互作用的威尔逊系数,否则是完全独立的,限制参数空间的标量化可能实际发生。最后,我们声称EFT确实表现出黑洞标量化,仍然与暴胀范式兼容,并承认广义相对论是宇宙学吸引子。
2022-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Shape dependence of spontaneous scalarization
在标量张量理论中,自发标量化是通过标量场与物质或曲率不变量的非最小耦合来修改引力的一种有趣机制,其开始是由对应的广义相对论解周围的标量场的线性不稳定性发出的信号。因此,我们执行的线性稳定性分析的标量场的广义相对论解决方案,并强调一个球对称的轮廓和平面对称的轮廓之间的一个关键的区别。我们澄清,临界值的不稳定性是敏感的形态和自发标量化发生更容易与平面对称的形状比球对称的形状。
2019-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalarization of Taub-NUT Black Holes in Extended scalar-tensor-Gauss-Bonnet Theory
本研究在扩展标量-张量-高斯-博内理论框架下探究Taub-NUT黑洞的标量化,通过探测分析与打靶法数值构建出两支平滑相连的带毛黑洞,发现其熵高于无标量黑洞,且正质量参数下分岔点处熵恒定,并推测存在最大熵界。
2024-07-11 gr-qc
Supermassive black hole scalarization and effective field theory
本文探讨超大质量黑洞标量化模型能否源于有效场论或双标量场理论,发现这些理论均无法自然实现仅针对超大质量黑洞的标量化。
2025-06-26 gr-qc
On spontaneous scalarization
我们在物理框架中研究了发生在紧凑物体的标量-张量引力理论中的自发标量化现象。我们讨论的事实是,这种现象发生在政权的牛顿分析表明,它不应该。最后,我们讨论了这种现象依赖于状态方程用来描述核物质的方式。
1998-06-16 gr-qc
Non-linear tides and Gauss-Bonnet scalarization
本研究在广义相对论框架下,通过分析多极引力场中黑洞的精确解,探讨了非线性潮汐对高斯-博内曲率不变量的影响,证明强静态潮汐相互作用无法诱导GB⁻标量化,并发现邻近黑洞会产生显著不对称潮汐。
2023-07-19 gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of charged black holes at the approach to extremality
在二次Einstein-scalar-Gauss-Bonnet引力模型中研究了静态、球对称和带电黑洞解。与不带电的情况非常相似,黑洞在足够大的标量-张量耦合$γ$下会经历自发标量化--这一现象归因于标量场系统的快子不稳定性。虽然在不带电的情况下,这种效果是只可能为正值的$γ$,我们表明,足够大的值的电荷$Q$两个独立的域存在的$γ$ - $Q$ -平面出现:一个为正$γ$和一个为负$γ$。我们证明了这个新的负$γ$区域的存在是因为一个近极荷黑洞的近视界几何是$AdS_2\times S^2$ .这个新的区域出现在电荷大于约74 $\%$的极荷.对于正的$γ$,我们观察到一个奇点与发散曲率不变量的形式外的视界时,接近极值。
2019-02-15 gr-qc hep-th
Spinning Wormholes in Scalar-Tensor Theory
我们考虑在标量张量理论中的自旋推广的埃利斯虫洞。类似于其他紧凑的对象,这些虫洞可以进行非平凡标量化。我们确定了标量化虫洞的存在域,并研究了标量化对其性质的影响。根据耦合函数的选择,它们在约当坐标系中可能有多个喉道和赤道,而在爱因斯坦坐标系中可能只有一个喉道。
2018-02-01 gr-qc
Highly compact neutron stars in scalar-tensor theories of gravity: Spontaneous scalarization versus gravitational collapse
引力的标量-张量理论是广义相对论的扩展,包括一个额外的、非最小耦合的标量自由度。这些理论中的一大类,虽然在弱场区与GR没有什么区别,但由于非微扰的强场效应(称为自发标量化),预测了中子星完全不同的现象。在标量场和物质场之间的有效线性耦合$β_0$足够负(即$β_0 \lesssim -4.35$)的理论中,这种效应是已知的,并且受到脉冲星定时观测的强烈约束。在测试场近似下,自发标量化表现为一种类似快子的不稳定性。最近,有人认为,在$β_0>0$理论中,一个类似的不稳定性将由足够紧凑的中子星服从现实的状态方程触发。在这项工作中,我们调查了这种不稳定性的终态与$β_0>0$的一些代表性的耦合功能。这是通过现有的平衡配置的能量平衡分析,并通过数值确定的非线性柯西发展的不稳定的初始数据。我们发现,相反的$β_0<0$的情况下,不稳定的最终状态是高度敏感的耦合函数的细节,从引力坍缩自发标量化。特别是,我们表明,第一次,自发标量化可以发生在理论与$β_0>0$,这可能会引起新的天体物理学的引力理论的测试。
2016-06-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
An effective action model of dynamically scalarizing binary neutron stars
引力波可以用来在强场的高度动态状态下检验广义相对论(GR)。标量-张量引力理论是GR的天然替代物,它可以证明中子星(NS)中的非微扰现象。其中一种现象称为动态标量化,发生在合并的二元NS系统中。地基引力波探测器可能对这种效应很敏感,因此可能进一步限制标量张量理论。这种类型的分析需要动态标量化系统的波形模型,在这项工作中,我们设计了一个分析模型的动态标量化使用有效的行动方法。第一次,我们计算牛顿阶哈密顿描述动态标量化二进制的自洽方式的动态。尽管只工作到前导阶,该模型准确地预测了动力学标量化发生的频率。结合朗道理论,我们的模型可以明确地建立动态标量化为二阶相变。我们还将动力学标量化与自发标量化和诱导标量化的相关现象联系起来;这些现象自然包含在我们的有效行动方法中。
2017-10-09 gr-qc
Black hole scalarization induced by the spin -- 2+1 time evolution
标量化是一个非常有趣的现象,它可以赋予一个紧凑的物体标量头发,同时保持所有的预测在弱场限制不变。在高斯-邦尼引力中,标量场的源可以是时空的曲率。最近的研究表明,对于标量场和高斯-邦纳不变量之间的特定类型的耦合函数,自旋诱导的黑洞标量化是可能的。在本文中,我们研究了这一现象进行2+1时间演化的相关线性标量场微扰方程和检查的区域,克尔黑洞变得不稳定,产生新的标量旋转黑洞。这是研究自旋诱导标量化发展的更直接的数值方法,可以作为对以前结果的独立检验。
2020-08-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining spontaneous black hole scalarization in scalar-tensor-Gauss-Bonnet theories with current gravitational-wave data
我们研究了当前的引力波数据的标量张量高斯-邦纳理论,允许自发标量化的黑洞的约束力。在我们考虑的基准模型中,一个缓慢旋转的黑洞如果其大小与理论引入的新长度尺度$λ$相当,那么它必须标度化,尽管任何质量的快速旋转黑洞实际上都无法与广义相对论中的黑洞区分开来。考虑到这一点,我们使用的引力波事件GW 190814 $\,\unicode{x2014}\,$,其主要的黑洞有一个自旋,是有界的小,其信号显示没有证据的标度化的主要$\,\unicode{x2014}\,$,以排除一个狭窄的区域的参数空间。特别是,我们发现,${λ\in [56, 96]~M_\odot}$的值是强烈不赞成与$0.1$或更少的贝叶斯因子。我们还包括第二个事件,GW 151226,在我们的分析,以说明什么信息可以提取时,两个组件的自旋测量不佳。
2022-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Mixed scalarization of charged black holes: from spontaneous to non-linear scalarization
本文研究 Einstein-Maxwell-Scalar 模型中带电黑洞的混合标量化,通过存在域分析线性与非线性机制共存及反号耦合效应,发现自发标量化占优且混合解在熵上更受偏好。
2024-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Charged Gauss-Bonnet black holes with curvature induced scalarization in the extended scalar-tensor theories
最近在扩展的标量张量Gauss-Bonnet引力中构造了新的标量化黑洞解,其中标量场由时空曲率通过Gauss-Bonnet不变量导出.这些结果的一个自然推广是考虑非零黑洞电荷的情况。此外,为了更好地理解解的行为和对纯广义相对论的偏离,我们还研究了高斯-邦纳不变量和标量场之间的一组耦合函数,这是直到现在才完成的,即使是在不带电的情况下。结果表明,在非零黑洞荷的情况下,存在两个分岔点:一个在较大质量处,标量解从Reissner-Nordstrom解分岔;另一个在较小质量处,标量荷再次减少到零,分支再次与GR解合并.所有构造的标量化分支都没有达到极值极限。我们研究了具有非平凡标量场的黑洞的熵,结果表明,与不带电的情况类似,对于所考虑的耦合函数,具有无节点标量场的基本分支在热力学上优于Reissner-Nordstrom分支,而拥有具有一个或多个零的标量场的其余分支与GR情况相比具有较低的熵,并且它们被假定为不稳定
2018-09-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Modeling dynamical scalarization with a resummed post-Newtonian expansion
尽管受到天体物理观测的严格限制,仍然存在可行的标量张量理论,可以用引力波探测器与广义相对论区分开来。在这些替代理论中预测的一个有希望的信号是动态标量化,它可以显着影响合并附近的中子星双星的演化。自发标量化的成功治疗的动机,我们开发了一种形式主义,部分resums后牛顿膨胀捕获动态标量化在数学上一致的方式。计算了双星系统运动方程和标量质量方程的后牛顿阶修正。通过与准平衡组态计算的比较,我们验证了新的近似方案可以准确地预测动力学标量化的开始和大小。
2016-03-13 gr-qc
Torsional oscillations of neutron stars in scalar-tensor theory of gravity
本文在相对论Cowling近似下,用标量-张量引力理论研究了中子星的扭转振荡。我们采用真实的中子星核壳状态方程,计算了无扰动的中子星模型。对于允许自发标量化的标量-张量理论,地壳厚度可以比广义相对论小得多。我们推导了描述扭转振动的标量-张量理论的微扰方程,并求解了相应的本征值问题,得到了扭转振动的频率。对于标度化恒星模型,基模(泛音)频率变得比广义相对论中的小(大)。如果微物理效应不因标量化等强重力效应而退化,则扭振频率可提供地壳微物理的信息。为了解决这个问题,我们考虑两种不同的模型的状态方程的地壳,我们看看电子屏蔽的影响。扭转振荡频率的标量化的影响原来是小于微观物理的不确定性,所有的自发标量化模型允许的二元脉冲星观测。我们的研究表明,无论是否发生自发标度化,巨大耀斑后的准周期振荡(QPO)观测都可以用来约束中子星壳的微观物理。
2014-10-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Spin-induced black hole spontaneous scalarization
我们研究了黑洞背景中的标量场,并表明,当标量场与曲率适当耦合时,快速旋转可以引起快子不稳定性。这种不稳定性,这是在线性化制度的自发标量化的标志,预计将被淬火的非线性和赋予黑洞与标量头发。因此,我们的结果表明,存在着广泛的理论,共享相同的静态黑洞解,在低自旋的广义相对论,但表现出黑洞头发在足够高的自旋($a/M\gtrsim 0.5$)。这一结果对广义相对论的检验和黑洞的性质与引力和电磁观测具有明确的意义。
2020-11-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of boson stars
在$(α{\cal R} + γ{\cal G}) ϕ^2$标量张量引力模型下研究了球对称渐近平坦玻色子星的自发标量化。这些紧凑的物体是由一个具有谐波时间依赖性的复值标量场组成的,而它们的时空是静态的,它们可以达到类似于超大质量黑洞的密度和质量。我们发现,玻色子星可以标量化的标量张量耦合$α$和$γ$的两个符号,分别。这对于{ \it a priori}稳定的玻色子星来说尤其正确,因为它们会衰变成单独的玻色子粒子。$α$ -标量化和$γ$ -标量化之间存在着根本的区别:虽然我们在$α> 0$中发现了一个区间,在这个区间内,当$γ=0$时玻色子星{ \it永远}可以标量化,但当$α=0$时,对$γ\neq 0$没有限制。通常,存在两个解决方案的分支,它们在玻色子星的标度化方式上有所不同:要么标量场在恒星的中心最大,要么在具有有限半径的壳上最大,该半径大致对应于玻色子星的外半径。我们还证明了前者的解决方案可以径向激发。
2019-05-28 gr-qc hep-ph hep-th
Spontaneous scalarization: asymmetron as dark matter
我们提出了一个新的标量-张量模型,该模型在像中子星这样的致密天体内部引起了与广义相对论的显著偏离,同时通过了太阳系和地球实验,扩展了Damour和Esposito-Farese提出的模型。与他们的模型不同,我们采用了一个被称为不对称的大质量标量场,这样它不仅实现了正确的宇宙演化,而且还可以解释冷暗物质。在我们的模型中,非对称性在致密物体内部经历自发标量化,这导致引力常量减少了一个因子。这表明高密度相引力常量恒定性的观测检验是研究非对称模型的有效途径。
2015-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Underlying mechanisms of phase transitions in scalar-tensor theories
Koç University(科奇大学);Turkish-German University(土德大学)
研究通过从头原理计算标量化相变的Landau展开系数,揭示相变顺序与耦合函数及参数空间的关系,从而预测天文观测信号。
2026-07-23 gr-qc
Scalarization and descalarization in hyperbolic encounters of black holes
Center for AstroPhysical Surveys, National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校国家超级计算应用中心天体物理调查中心)
通过数值相对论研究二次标量高斯-博内引力中黑洞双曲相遇的标量场演化,发现相遇期间可发生动态标量化,以及自旋变化导致的自旋诱导(去)标量化。
2026-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalar Gravitational Wave Signals from Core Collapse in Massive Scalar-Tensor Gravity with Triple-Scalar Interactions
大质量标量-张量引力理论中恒星核坍缩过程中的自发标量化在引力波中引入了额外的极化(在正模和交叉模之上),其振幅由几个模型参数决定。因此,对这种标度化引起的引力波形的观测为这些引力理论提供了有价值的探索。考虑到三标量相互作用,我们发现自耦合效应抑制了标量化的幅度,从而降低了相关的引力波信号的幅度。此外,自相互作用的影响,在引力波形被证明是可以忽略不计的,由于分散在整个天体物理远距离传播。因此,在地球上观测到的引力波具有特征性的逆啁啾模式。虽然不是与正在进行的地面探测器,我们说明,标量化引起的引力波可能是可检测的信噪比水平的${\cal O}(100)$与未来的探测器,如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器。
2021-06-24 astro-ph.HE gr-qc
New model of spontaneous scalarization of black holes induced by curvature and matter
本文提出融合 scalar–Gauss–Bonnet 与 U(1) 规范场非最小耦合的黑洞自发标量化模型,通过数值求解揭示更宽标量毛区间、新分支及过带电解。
2025-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical scalarization in Schwarzschild binary inspirals
该研究证明在特定ESGB引力理论子类中,Schwarzschild黑洞双星旋进阶段可发生动力学标量化,并估算了起始轨道间距及标量毛增长。
2023-12-28 gr-qc
Onset of spontaneous scalarization in dark matter stars
Independent Researcher, Tokyo, Japan
在标量-张量理论框架下,研究自相互作用暗物质形成的致密星中标量场增长的参数范围,发现负耦合参数β_d下标量化普遍发生,且参数范围比中子星更宽。
2026-08-11 gr-qc
Neutron star scalarization with Gauss-Bonnet and Ricci scalar couplings
本文研究中子星在Ricci标量与Gauss-Bonnet不变量双重耦合下的自发标量化,发现两者结合会显著影响标量化中子星的存在域及携带的标量荷。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Cosmological instability of scalar-Gauss-Bonnet theories exhibiting scalarization
在标量张量理论的一个子类中,已经证明了具有平凡标量场分布的中子星和黑洞的标准广义相对论解是不稳定的。这种不稳定性导致的解决方案是不同于那些广义相对论,并具有非平凡的标量场的档案,在一个过程中称为标量化。在目前的工作中,我们专注于标量化由于非最小耦合的标量场的高斯-邦纳曲率不变。这种耦合作用相当于标量模的快子质量,从而导致了广义相对论解的不稳定性。我们指出,在宇宙学背景下,标量模也可能出现类似的效应,导致宇宙学解的不稳定性。特别是,我们表明,一个灾难性的不稳定性的发展过程中的通货膨胀在一段时间内远远短于所需的最低持续时间的通货膨胀。因此,标准的宇宙动力学无法恢复。这就提出了表现出标度化的标度高斯-博内理论的可行性问题。
2019-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ferromagnetic Neutron Stars in Scalar-Tensor Theories of Gravity
在中子星中可以发生铁磁自旋有序。这种相变改变了中子星的状态方程。本文应用标量-张量引力理论,研究了处于铁磁相的中子星的结构。考虑零温下具有Skyrme型相互作用的铁磁中子物质的物态方程,利用具有充分负的耦合常数的标量-张量引力理论,研究了铁磁中子星中的自发标度化.在此基础上,给出了铁磁中子星的质量与中心密度的关系、标量场和质量与密度的分布、不同中心密度下的中心标量场以及质量与半径的关系。此外,我们还研究了耦合常数对铁磁中子星标量化的影响。计算了耦合常数对标量化临界密度和铁磁中子星标量电荷的影响。此外,我们还研究了自发标量化发生时的耦合常数的最大值,给出了中子物质状态方程对这个临界值的影响。
2019-02-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Projected Constraints on Scalarization with Gravitational Waves from Neutron Star Binaries
某些标量-张量理论具有赋予恒星标量头发的性质,来源于恒星自身的紧密性(自发标量化),或者对于双星系统,来源于伴星的标量头发(诱导标量化)或轨道结合能(动力标量化)。双星系统中的标量化恒星呈现出不同于广义相对论的保守动力学,并且在度规微扰中也可以激发标量模式,带走偶极辐射。因此,双星轨道的收缩速度比广义相对论预测的要快,从而改变了轨道周期的衰减速度。尽管如此,标量-张量理论仍然可以通过现有的脉冲双星测试,因为观测到的脉冲双星可能不够紧凑,或者没有足够的轨道约束来激活标量化。因此,在致密双星吸气的最后阶段发射的引力波是标量化效应的理想探测器。对于先进的LIGO的标准投影灵敏度,我们在这里表明,如果中子星足够紧凑,进入探测器的灵敏度带已经标度化,然后引力波可以放置约束至少可比的二元双星。如果恒星在带内吸气时动态标量化,那么只要标量化在吸气中足够早地发生,大约低于50 Hz的轨道频率,限制仍然是可能的。在进行这些研究,我们得出一个易于计算的数据分析措施,一个综合的相位差之间的广义相对论和修改后的信号,直接映射到贝叶斯因子,以确定是否修改后的重力效应是可检测的。最后,我们发现,定制的模板是同样有效的模型无关,参数化后爱因斯坦波形在检测这种修改后的重力效应在现实的信噪比。
2014-11-28 gr-qc
Legendre scalarization in gravity and cosmology
本文提出将 Legendre 变换作为动力学项的标量化 $f(R)$ 引力,得到二阶场方程,并分析其二次形式及 Friedmann 宇宙学意义。
2023-05-27 gr-qc hep-th