Effect of magnetic fields on equatorial circular orbits in Kerr spacetimes
在这项工作中，我们分析了外部磁场对带电粒子在克尔时空赤道圆轨道的影响，无论是在黑洞和裸奇点的情况下。了解这些现象是非常重要的，因为赤道圆轨道是简单的吸积盘模型的关键组成部分。我们重点研究两种重要的磁场结构：a）与角动量一致的均匀磁场和b）偶极磁场。我们把注意力集中在这些外场对边缘有界和边缘稳定的赤道圆轨道的影响上，因为它们提供了关于可观测量的信息，这些信息可能有助于确定中心物体是黑洞还是裸奇点。使用微扰的方法，我们能够给出分析结果和比较（在黑洞的情况下）与以前的结果。
2013-07-05 astro-ph.HE gr-qc
The ergoregion in the Kerr spacetime: properties of the equatorial circular motion
详细研究了Kerr时空中各能区赤道面上的测试粒子的圆周运动。我们考虑所有的区域，圆周运动是允许的，我们分析的稳定性和测试粒子的能量和角动量。我们表明，稳定区域的结构有明确的功能，使之有可能区分黑洞和裸奇点。裸奇点的情况下提出了一个非常结构化的非连接的轨道稳定性区域，其中存在的反向旋转粒子和零角动量粒子的特定类别的裸奇点被解释为由于存在的排斥场产生的重力的中心源。特别地，我们分析了能区的动力学结构（不同吸引子自旋的轨道区域的联合）对中心源周围的吸积盘行为的影响。圆周运动的性质是如此独特，以至于可以对克尔时空进行完整的分类，每一类时空都具有不同的物理效应，这些效应在观测天体物理学中可能具有特殊的相关性。我们还确定了一些特殊的黑洞时空，这些影响可能是相关的。
2015-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Instability of a Kerr-type naked singularity due to light and matter accretion and its shadow
本文研究了Kerr型裸奇点因吸积导致的不稳定性，发现赤道逆行轨道粒子会迅速降低其自旋至$α=1$并形成事件视界，且在极平面观察时其阴影与Kerr黑洞难以区分。
2024-02-19 astro-ph.HE gr-qc
High-Order Photon Rings around Kerr Naked Singularities
University of Arizona（亚利桑那大学）；Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学）
研究高阶光子环结构及可见度特征，以区分Kerr无毛奇异体与Kerr黑洞，为检验广义相对论提供观测方法。
2025-11-25 astro-ph.HE gr-qc
Equatorial circular orbits in the Kerr-de Sitter spacetimes
研究了Kerr-de Sitter时空中试验粒子的赤道运动。圆形轨道的确定，它们的性质进行了讨论的黑洞和裸奇异时空，并建立薄吸积盘的相关性。
2004-04-14 gr-qc
String loops in the field of braneworld spherically symmetric black holes and naked sigularities
本文研究了膜世界球对称黑洞和裸奇点场中载流弦环的运动。时空由RN几何描述，潮汐电荷b反映了来自外部维度的非局部潮汐效应;时空参数b的正值和负值都被考虑。我们限制注意弦环的轴对称运动时，运动可以完全由一个适当定义的有效的潜在的能量和角动量的弦环。依赖于这两个运动常数，弦环可以被捕获，捕获，或者可以逃逸到无限远。在捕获态中心的稳定平衡点附近，运动是有规律的。我们描述了它是如何被转化为混沌运动与不断增长的能源的弦环。在裸奇点场中，存在着位于系统赤道面之外的俘获态，并且出现了不能穿过赤道面的轨道，这与黑洞场中总是允许穿过赤道面的轨道相反。我们把注意力集中在弦环在黑洞或裸奇点附近的深引力场中加速时的所谓嬗变效应上，即把振荡能量转化为跃迁运动的能量。我们证明了在b>1的裸奇异时空中，潮汐荷的影响是很大的，在那里可以达到超相对论速度的加速度，其洛伦兹因子γ ~ 100，比在黑洞时空中得到的加速度高出一个数量级.
2013-09-26 gr-qc
Quasinormal modes of the generalized JMN naked singularity using exact WKB analysis
National Institute of Technology Hamirpur（哈米普尔国家技术学院）
本文通过精确WKB方法研究广义JMN裸奇点时空的准正常模，发现Stokes几何的弓形变形源于WKB相位在r=0处的对数分支点奇点，揭示了裸奇点的全局解析结构特征。
2026-04-19 gr-qc hep-th
Inertial Frame Dragging as a Probe to Differentiate Kerr-Newman Naked Singularities from Black Holes
Gurukul Kangri (Deemed to be University)（古鲁库尔坎格里大学）；Hiralal Mazumdar Memorial College For Women（希拉拉尔·马祖姆达纪念女子学院）
通过研究测试陀螺在克尔-新曼时空中的自转进动，探讨电荷对区分裸奇点与黑洞的影响，分析不同角动量观测者下的进动频率特性，揭示电荷在强场中对轨道频率结构的作用。
2026-03-22 gr-qc
Hawking radiation may violate the Penrose cosmic censorship conjecture
分析了Reissner-Nordström黑洞的Hawking蒸发过程。结果表明，带电黑洞发射的特征辐射量子可以使近极值黑洞时空变为无水平裸奇点。本文的分析揭示了黑洞的半经典霍金蒸发过程可能违反彭罗斯宇宙监督猜想的有趣可能性。
2021-02-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A ghost and a naked singularity; facing our demons
我们遇到这些恶魔的道路上紫外完整QFT的引力和一个无地平线的替代黑洞。鬼的命运在经典尺度不变的二次引力的强耦合版本中进行了讨论。完整的引力子传播子不是一个传播的幽灵，而是以轻微的因果行为结束。然后，我们转向2-2-洞的解决方案出现在一个经典近似的引力理论。我们提出了一个新的解决方案，是由相对论气体，其中一个良性的类时奇点被火球笼罩。计算标准熵给出了一个面积定律，2-2-洞的熵可以超过同样大小的黑洞。最后，2-2-洞的观测结果表现为引力波回波的形式，它可以由2 - 2-洞合并后新形成的2-2-洞产生。LIGO对这种信号很敏感。我们更新了我们之前搜索的证据，其中包括LIGO最近报告的另外五个事件。
2019-05-21 gr-qc
Energy extraction-driven instability and horizon formation in Kerr-Newman naked singularities and their limiting cases
PDPIAS, Charusat University（PDPIAS，查鲁萨特大学）；International Centre for Space and Cosmology, School of Arts and Sciences, Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学文理学院国际空间与宇宙学中心）
本文研究了Kerr-Newman裸奇点中通过旋转和电磁能量提取的效率及长期演化，发现连续提取可使裸奇点逐渐趋近极端界限并可能形成视界。
2026-03-11 gr-qc
Electromagnetic tests of horizonless rotating black hole mimickers
自从第一次探测到引力波以来，人们对天体物理观测对理解黑洞结构的意义越来越感兴趣。为了限制其他黑洞模型而提出的许多论点都依赖于一些实质性的假设，例如完美的球对称，这意味着没有旋转。然而，鉴于天体物理学上的黑洞一般会表现出非零的角动量，现实的约束必须考虑旋转的影响。在这项工作中，我们分析的引力效应，旋转的超紧凑物体的表面上的发射，通过研究角动量如何影响光线的传播。这使我们能够评估超大质量黑洞（更具体地说，人马座A* 和M87*）假设缺乏旋转的约束的可靠性，如[Astrophys. J. 701，1357（2009）; Astrophys. J. 805，179（2015）]。我们发现，对于快速旋转的对象旋转可以显着影响逃逸概率的光子从物体的表面发射的，与一个显着的增加在赤道地区和减少在两极相对于非旋转的情况下。对于像人马座A* 这样旋转不那么快的黑洞候选者，这样的修改不会显著影响目前的约束，然而，由于这里考虑的相对论透镜和描述基本过程（如吸收）的额外唯象参数，这些约束比最初假设的要弱。然而，考虑到快速旋转的黑洞模仿者的表面发射的角度依赖性将是必要的，为未来的研究对象，如M87*。
2021-01-29 astro-ph.HE gr-qc
Dynamics of current-carrying string loops in the Kerr naked-singularity and black-hole spacetimes
在克尔时空中研究了载流弦环动力学。通过研究黑洞（BH）和裸奇点（NS）时空弦环的轴对称运动，证明了弦环的轴对称运动受黑洞和裸奇点自旋影响的外部张力势垒和内部角动量势垒的控制.我们根据弦环运动的能量边界函数（有效势）的性质对弦动力学进行了分类。我们发现，对于NS存在新的类型的能量边界函数，即那些离赤道的最小值。研究了弦振动能量向直线平移运动能量的转换。在NS时空中，由于没有事件视界，这样的嬗变效应要有效得多。对于BH时空，嬗变效应的效率仅弱自旋相关。弦环动力学从规则到混沌状态的过渡被研究并用于解释弦环运动聚焦问题。给出了赤道平面内弦环在有效势极小值附近的小振荡的径向和垂向频率。这可能与在黑洞附近观测到的高频准周期振荡有关。
2013-09-26 gr-qc
Quantum chaos inside Black Holes
我们展示了如何半经典黑洞可以被重新解释为一个有效的几何形状，由一个大的ensample的无水平裸奇点（最终在普朗克尺度平滑）。我们称之为{ \it frizzyballs}，它可以严格定义的欧几里德路径积分方法。这对信息悖论有着有趣的影响。我们证明了下落信息在进入完整的量子引力体系（普朗克尺度）之前将在这个系统内混沌传播。
2015-10-21 gr-qc hep-th
Equatorial photon motion in the Kerr-Newman spacetimes with a non-zero cosmological constant
讨论了具有非零宇宙学常数的Kerr-Newman黑洞和裸奇点时空中赤道光子的运动。排斥和吸引的宇宙学常数被认为是。圆光子轨道的确定，并建立其稳定性。根据“有效势”的性质，时空被分成不同的类。有一类特殊的Kerr-Newman-de Sitter黑洞时空具有所谓的“限制排斥势垒”。进一步讨论了光子的方位角运动，给出了典型情况下的光子轨迹。结果表明，对于某些具有负碰撞参量的光子，它们的方位角运动可能存在转折点。
2008-03-17 gr-qc
Equatorial timelike circular orbits around generic ultracompact objects
本文证明具有赤道面对称性的超致密天体，其赤道类时圆轨道结构完全由光环的径向稳定性决定，并通过奇异星和非 Kerr 黑洞实例展示了可超过 Kerr 黑洞 42% 最大效率的引力能转化效率。
2023-04-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black-hole evaporation, cosmic censorship, and a quantum lower bound on the Bekenstein-Hawking temperature
分析了Reissner-Nordström黑洞的半经典Hawking蒸发过程。结果表明，这种量子机制可能使具有$T_{\text{BH}}\lesssim \hbar^2/G^2M^3$的近极值黑洞时空变为无视界裸奇点，从而违反了彭罗斯宇宙监督猜想.因此，在自洽量子引力理论的框架内，贝肯斯坦-霍金温度应该由简单的关系式$T_{\text{BH}}\gtrsim \hbar^2/G^2M^3$从下面限定。
2018-09-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Kerr Naked Singularities as Particle Accelerators
本文研究了Kerr裸奇点对粒子加速的影响。我们考虑粒子之间的碰撞从无穷大下降在休息，遵循测地线运动在赤道平面，其角动量在一个适当的有限范围内的值。当没有事件视界时，一个最初下落的粒子在它的角动量处于适当的值范围内时，会变成一个出射的粒子，然后与下落的粒子碰撞。当碰撞发生在接近极端情况下的事件视界时，碰撞的质心能量是任意大的，这取决于超旋克尔几何离极端情况有多近。因此，快速旋转的克尔组态，如果它们存在于自然界中，可以提供一个很好的宇宙实验室来探测超高能物理。
2011-11-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Accretion disk luminosity around rotating naked singularities
本研究基于Quevedo-Mashhoon解探究旋转形变裸奇点的赤道面圆形测地线与吸积盘辐射特性，分析了区分Kerr黑洞与旋转裸奇点的可能性及相关天体物理意义。
2025-03-23 gr-qc
Probing naked singularities in the charged and uncharged $γ$-metrics with quantum wave packets
本文在量子力学背景下研究带电与不带电Zipoy-Voorhees时空中的裸奇点，利用服从Klein-Gordon方程的量子波包证明赤道面奇点对所有参数均量子奇异，而对称轴方向奇点仅在特定参数和s波模式下部分愈合。
2023-09-08 gr-qc
Distinguishing Black Hole and Naked Singularity in MOG via Inertial Frame Dragging Effect
本研究在修正引力（MOG）框架下，通过分析测试陀螺的广义自旋进动、Lense-Thirring频率及吸积盘的多种本征频率，实现了对Kerr-MOG时空中非极端黑洞、极端黑洞与裸奇点三类致密天体的区分。
2020-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Multi-ring images of thin accretion disk of a regular naked compact object
本文讨论了无水平球对称致密天体在光学薄吸积盘照射下的光学现象中多环像的重要性。这样一个对象对应于克尔解的一个易于分析的扩展的子情形，辛普森和维瑟在[JCAP \textbf{03}（2022）011]中称之为{ \it风暴眼}，其优点是通过渐近闵可夫斯基核消除曲率奇异性，同时在零测地线的中心处具有临界曲线和无限势垒。这种多环结构是由光线围绕物体缠绕几次引起的，并且与史瓦西解相比，其亮度通过修改的势的形状而显着提高。使用三个玩具配置文件的无限薄盘的发射，截断在其内边缘（取其最大值），并具有不同的衰减与距离，我们讨论的图像由八个环叠加在顶部的直接发射的磁盘作为其边缘移动靠近中心的对象。我们的研究结果指出，存在的多环图像与不可忽略的亮度在阴影观测时，允许在宇宙动物园超越史瓦西解决方案的其他紧凑的对象的存在。在今后的甚长基线干涉测量项目中可以探测到这种多环图像。
2022-08-22 gr-qc
Light rings and optical appearances of naked singularities, solitons, and black holes in beyond Horndeski gravity
Jiangxi Normal University（江西师范大学）；Universität Oldenburg（奥尔登堡大学）；Rajendra Singh Rawat Government Degree College（拉杰德拉·辛格·劳瓦特政府学院）
通过研究超越Horndeski引力中具有标量毛的致密物体的测地线结构和光学图像，发现视界数量与光学外观无直接对应，光子势和盘内缘主导图像特征。
2026-05-28 gr-qc hep-th
Spherical photon orbits in the field of Kerr naked singularities
研究了Kerr裸奇异性时空中被限制在常数Boyer-Lindquist半径r内的球光子轨道的性质。发现了Kerr黑洞（KBH）时空中所没有的SPO的一些新特征，特别是可以是纯逆/逆行的稳定轨道，或者在方位角方向上具有转折点。当r > 1（r < 1）时，协变光子能量E > 0（E < 0），当r = 1时，E = 0。所有不稳定的轨道必须有E > 0。结果表明，极旋时空只能存在于无量纲自旋a < 1.7996的时空中。证明了方位角总变化为零的闭合SPO的存在性。分类的KNS和KBH时空的依赖于它们的无量纲自旋a的建议，考虑到SPO的属性。对于选定类型的KNS时空，典型的SPO构造，包括封闭路径。结果表明，稳定的SPO相交的赤道平面的区域内的稳定的圆形轨道的测试粒子，取决于自旋a。开普勒吸积盘的交叉点的相关性概述和观测效果估计。
2018-11-06 gr-qc
Generating Rotating Spacetime in Ricci-Based Gravity: Naked Singularity as a Black Hole Mimicker
由于在广义相对论和修正的引力理论中缺乏由物质引起的旋转解，我们将最近发现的最小爱因斯坦标量理论的精确旋转解扩展到与Eddington激发的Born-Infeld标量场耦合的Born-Infeld引力中。这是完成了一个完善的映射的解决方案之间的里奇基于Palatini理论的重力和广义相对论的实施。新的解决方案是参数化的标量电荷和Born-Infeld耦合常数除了质量和自旋的紧凑的对象。与映射前的时空相比，我们发现Born-Infeld尺度下的高能修改能够抑制但不能消除原始裸零奇点的曲率发散。根据玻恩-因菲尔德耦合常数的符号，这些修改甚至可能会引起一个额外的类时奇点外部的零。尽管如此，在映射之前和之后的裸奇点都能够投射阴影，并且作为映射关系的结果，它们的阴影在赤道平面上被远处的观察者看到是相同的。尽管标量场导致阴影的外观具有一定的扁率，其左右端点保持固定，阴影轮廓的封闭性条件对标量荷的绝对值设置了一个小的上限，这导致阴影的观测特征非常类似于克尔黑洞的特征。
2021-03-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superentropic AdS Black Hole Shadows
我们研究四维超熵黑洞的阴影方面。利用Hamilton-Jacobi形式，我们首先得到零测地线方程。在依赖于观测者位置固定的天体坐标系中，我们研究了阴影随质量和宇宙尺度变化参数的变化。其中，我们得到椭圆形的几何形状相反，通常的黑洞解。通过修改描述几何观测量的一般关系式，讨论了这些非平凡几何形式的大小和形状变形参数。由于与某些质量值相关的无视界限制，我们探索了这种黑洞的裸奇点的阴影。
2021-10-13 gr-qc hep-th
Off-equatorial orbits in strong gravitational fields near compact objects
在黑洞或超致密恒星附近，粒子的运动受强引力场的支配。带电粒子也感受到由于恒星内部的电流或周围环绕的等离子体而产生的电磁力。我们研究的可能性，引力和电磁作用之间的相互作用可能允许稳定的，充满活力的约束带电粒子的赤道运动。这将代表众所周知的广义斯托默的“晕”轨道，这已经讨论了与行星磁层中的尘埃颗粒的运动。我们证明，这样的轨道存在，可以是天体物理相关时，一个紧凑的恒星或黑洞被赋予偶极型磁场。在Kerr-Newman解的情况下，数值分析表明相互连接的引力场和电磁场不允许黑洞外视界上存在稳定的晕轨道.这样的轨道要么隐藏在黑洞视界的内部，要么需要裸奇点的存在。
2008-03-21 astro-ph gr-qc
The images of Brans-Dicke-Kerr type naked singularities
University of South China（南华大学）；Hunan Institute of Technology（湖南工学院）；Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangzhou University（扬州大学）
研究布拉恩-迪克-凯尔时空图像，揭示其裸奇点结构及分形特征，为测试布拉恩-迪克理论提供观测基础。
2025-12-17 gr-qc
Distinguishing between Kerr and rotating JNW space-times via frame dragging and tidal effects
本文首先研究了强引力中标架拖曳的某些问题。的计算进行了克尔黑洞和旋转的Janis-Newman-Winicour的解决方案，这是已知的有一个裸奇点在一个有限半径的表面上。对于克尔度规，陀螺仪进动频率的几个有趣的可能性，由哥白尼观察员以外的ergoregion，指出。它表明，对于某些角速度的一个固定的观察者，这个频率可能完全消失，接近的ergosregion。类似的计算重复静态观察员在裸奇异性的背景下，和强烈的增强相比，黑洞的情况下建立的Lense-Thirring进动频率。然后，我们研究了费米法向坐标系下旋转裸奇点背景下潮汐力的性质。在这里，物理量表征潮汐中断的天体在赤道圆轨道的数值计算。我们的结果表明，在我们考虑的近似水平上，可能与相应的克尔黑洞计算存在显著的偏差。
2017-10-29 gr-qc hep-th
Photon motion in Kerr-de Sitter spacetimes
研究了Kerr-de Sitter黑洞和裸奇点时空中光子的一般非赤道运动。运动由与时空轴对称性有关的碰撞参量$X$和与其隐藏对称性有关的碰撞参量$q$控制。适当的“有效电位”的纬向和径向运动的介绍和他们的行为进行了检查“中国盒”技术允许的运动方面的碰撞参量。对碰撞参量$X$和$q$的限制是根据时空参数$M, Λ, a$建立的。这种运动可以是轨道型的（穿过赤道面，$q>0$）和涡旋型的（系在赤道面之上或之下，$q<0$）。结果表明，当$q$为负值时，横向运动的实际条件对参数$X$的约束比径向运动的实际条件对参数$X$的约束更强，即：当$q$为负值时，横向运动的实际条件对参数$X$的约束比径向运动的实际条件对参数$X$的约束更强。例如，在一个实施例中，排除存在恒定半径的旋涡运动的可能性。其他几个后果的确定和分类克尔德西特时空反映的行为的有效潜力。
2018-02-19 gr-qc
Distinguishing Kerr naked singularities and black holes using the spin precession of a test gyro in strong gravitational fields
本文研究了克尔时空中固定观测者的陀螺仪的自旋进动，特别是为了区分裸奇点和黑洞。最近的研究表明，对于安装在静态观测器上的陀螺仪，在趋近于能面的极限内，其进动频率变得任意大。对于固定在以非零角速度$Ω$运动的观测者上的陀螺仪，可以避免在能面上的这种发散。具体来说，对于这样的陀螺仪，岁差频率在BH的事件视界上发散，但对于NS来说，除了奇点本身之外，在任何地方都是有限且规则的。因此，在这种情况下，对事件视界的真正探测成为可能。我们还表明，对于一个近极值NS（$1<a_* < 1.1$），特征功能出现在径向剖面的进动频率，使用它，我们可以进一步区分一个近极值NS从BH，甚至从NS具有较大的角动量。然后，我们调查的Lense-Thirring（LT）进动或节面进动频率的吸积盘周围的BH和NS显示，这些配置存在明确的区别，在径向变化的功能。赤道圆轨道的LT岁差随着接近BH而增加，而NS则增加，达到一个峰值，然后减小。有趣的是，对于$a_*=1.089$，它减小直到在某个半径处消失，并且对于$r$的某个范围，获得$a_* > 1.089$的负值。对于$1<a_*<1.089$，出现峰值，但LT频率保持正确定。BH和NS的吸积盘LT频率存在重要差异，由于LT频率与观测到的QPO密切相关，这些特征可能使我们能够确定给定的旋转致密天体是BH还是NS。
2017-03-27 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Equilibrium conditions of spinning test particles in Kerr-de Sitter spacetimes
本文讨论了在静止轴对称Kerr-de Sitter黑洞或裸奇异时空中自旋试验粒子的平衡条件和自旋动力学。建立了一般的平衡条件，但由于它们的复杂性，平衡条件和自旋动力学的详细讨论只在赤道平面和时空对称轴上的平衡位置的简单和最相关的情况下提出。结果表明，由于源的旋转和宇宙排斥的综合作用，平衡是自旋相关的球对称时空。在赤道平面内，在所谓的静态半径处，引力吸引力与宇宙排斥力平衡，对于无自旋粒子以及具有任意大方位角取向自旋的自旋粒子，或者在能层之外的任何半径处，具有特定给定的自旋垂直于赤道平面，都是可能的。在对称轴上，在静止区域的任何半径处都可能存在平衡，并且由沿轴方向的适当调谐的自旋给出。在轴上的静态半径处，处于平衡状态的粒子的自旋必定为零。
2006-11-30 gr-qc
Exact constraints on D$\leq 10$ Myers Perry black holes and the Wald Problem
在$D\leq 10$维中得到了Myers Perry黑洞视界存在性的精确关系.进一步证明了裸奇点不能通过将粒子射入$\lfloor\frac{D-1}{2}\rfloor$赤道面而使这些黑洞“自旋”而产生。
2011-01-31 gr-qc hep-th
Zipoy--Voorhees spacetime with Maxwell and dilaton fields: exact solution and equatorial geodesics
Universitas Katolik Parahyangan（帕拉希扬天主教大学）
研究通过提升 - 推进 - 约化程序，对齐波伊 - 沃尔赫斯真空种子求解四维卡鲁扎 - 克莱因理论，得到新时空精确解。提取相关电荷并研究赤道测地线，确定光子环阈值等，计算引力红移和临界碰撞参数，展现该时空与史瓦西时空的不同特性。
2026-07-24 gr-qc
Collisional super-Penrose process and Wald inequalities
我们考虑两个有质量的粒子在轴对称静止时空的赤道面上碰撞，碰撞后产生两个无质量的粒子。这意味着视界是不存在的，但有一个裸奇点或另一个潜在的障碍，使迎面碰撞成为可能。分析了质心系$E_{c.m.}$中的能量与在无穷远处测得的Killing能$E$之间的关系。从Wald不等式可以直接得出无界$E$仅对无界$E_{c.m.}$是可能的。如果时空接近视界形成的阈值，这就可以实现。不同类型的时空（黑洞、裸奇点、虫洞）对应着$E_{c.m.}$和$E$之间不同的可能关系。我们开发了一个通用的方法，使我们能够描述碰撞过程中的固定观测器和ZAMO（零角动量观测器）的框架。导出了逃逸锥和逃逸分数。对亮点的存在给出了简单的解释。对于Kerr度规的特殊情况，我们的结果与以前在M. Patil，T. Harada，K. Nakao，P.S. Joshi和M. Kimura，Phys. Rev. D 93，104015（2016）。
2017-08-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Effective Potential and Topological Photon Spheres: A Novel Approach to Black Hole Parameter Classification
本文基于拓扑光子球概念，根据光子球结构对引力模型进行分类，为黑洞参数定义边界以区分黑洞与裸奇点，并验证了该方法在 Perfect Fluid Dark Matter (PFDM) 及多事件视界模型中的适用性。
2024-12-23 gr-qc hep-th
Black holes that are too cold to respect cosmic censorship
本研究通过分析高电荷黑洞的发射光谱，发现温度低于特定阈值的近极端黑洞发射光子后可能变成裸奇点违反宇宙监督原理，进而猜想量子引力中良性黑洞温度存在下界。
2023-05-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Distinguishing fuzzballs from black holes through their multipolar structure
在广义相对论中，孤立黑洞的唯一定态解是克尔时空，它具有一种独特的多极结构，只取决于它的质量和自旋。我们开发了一个通用的方法来提取任意静止时空的多极矩，并将其应用到一个大家庭的水平微观几何形状。后者可以打破Kerr度规的轴对称和赤道对称，具有更丰富的多极结构，这为唯象地约束模糊球模型提供了一个入口。我们发现的数值证据表明，所有的多极矩通常大于（绝对值）的克尔黑洞具有相同的质量和自旋。目前对黑洞候选者四极矩的测量只能对模糊球施加轻微的限制，而未来通过空间任务LISA对极端质量比吸气的引力波探测将使这些限制提高几个数量级。
2020-10-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational echoes from macroscopic quantum gravity effects
最近几年发展起来的新理论方法预测，黑洞中的宏观量子引力效应应该会导致经典广义相对论框架中预期的引力波信号的修改，这些修改的特征是存在阻尼重复的原始信号。在这里，我们使用这样一个事实，即非微扰校正的近视界外部几何的黑洞是必要的，这些修改的存在，为了分类不同的建议和范式，关于这个标准和研究在一个整洁和系统的方式，他们的现象。自然地导致黑洞合并产生的引力波信号的后期振铃中存在回声的提议，必须共享由具有在相关频率范围内显示反射特性的物理表面的无水平结构取代黑洞。另一方面，将量子引力对外部几何的影响限制为微扰的提议或范式，如黑洞互补性或密切相关的防火墙提议，没有显示回声。为了完整起见，我们利用与防火墙形成相关的时间尺度和回声存在背后的机制之间的相互作用，以得出结论，即使是非常规的扭曲防火墙的概念（如裸防火墙）不会导致这种现象。
2017-02-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
An analytic model for a total process of gravitational collapse: From star to Schwarzschild black hole
RIKEN（理化学研究所）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
该研究提出精确解析模型描述物质引力坍缩到黑洞形成全过程，追踪视界演化，揭示动态视界增长与裸奇点解析两阶段，为研究量子到经典转变提供框架。
2026-07-10 gr-qc
Aschenbach effect for spinning particles in Kerr spacetime
当黑洞的自旋参数$a$大于某一临界值$a_c \approx 0.9953 M$时，Kerr黑洞赤道面上圆形类时测地线的轨道速度剖面具有非单调径向行为.在这里，轨道速度是相对于局部非旋转坐标系（LNRF）测量的，而非单调行为，即所谓的阿申巴赫效应，只发生在共同旋转的轨道上。利用自旋粒子的Mathisson-Papapetrou-Dixon方程，研究了自旋粒子的Aschenbach效应。除了黑洞的自旋，粒子自旋的绝对值和它的方向（与黑洞自旋平行或反平行）也对阿申巴赫效应起着重要的作用。我们确定了克尔黑洞的自旋参数的临界值$a_c$，其中Aschenbach效应作为探针自旋的函数。我们不仅考虑黑洞（$a^2 \le M^2$），而且考虑裸奇点（$a^2>M^2$）.而对于无自旋（测地线）粒子的轨道速度总是单调递减，如果运动是反向旋转，我们发现，自旋粒子在反向旋转运动与反平行自旋周围的裸奇点的轨道速度是增加在一定的半径间隔。
2020-06-15 gr-qc
The multipolar structure of fuzzballs
我们推广和改进了一种提取任意定常时空多极矩的一般方法，并将其应用于研究耦合到四个阿贝尔规范场的$ {\cal N}{\,=\,}2$四维超引力的一大类正则无视界解.这些微态几何可以携带角动量，并且具有比克尔黑洞更丰富的多极结构。特别是他们打破了轴对称和赤道对称，从而产生了大量的非平凡的多极矩。在研究了一些分析实例后，我们用统计分析的方法研究了这个族的四维参数空间。我们发现微态质量和自旋多极矩通常（但不总是）大于具有相同质量和角动量的克尔黑洞。此外，我们发现的数值证据表明，一些不变量与这些微态（无量纲）的时刻单调增长的微态的大小和显示的全球最小值在黑洞的限制，当所有的中心碰撞。我们的分析是相关的背景下，测量的多极矩的黑暗紧凑的物体与电磁和引力波探头，观测测试，以区分模糊球从经典的黑洞。
2020-11-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
What is the fate of Hawking evaporation in gravity theories with higher curvature terms?
在黑洞蒸发的最后阶段，紫外线对广义相对论的偏离最终变得戏剧性，可能会影响最终状态。我们探索这个问题，通过执行非线性模拟的波包在Einstein-Stronon-Gauss-Bonnet重力，唯一的重力理论与二次曲率项，可以在完全非微扰水平上进行研究。这个理论中的黑洞有一个最小质量，但也有一个非零温度。这就提出了一个关于霍金蒸发在高曲率非微扰效应存在下的最终命运的难题。通过在经典水平上模拟蒸发引起的质量损失，我们研究了黑洞通过最小质量后的非线性演化。我们观察到视界的失控收缩（广义相对论中禁止的非微扰效应），最终揭示了一个高曲率的椭圆区域。虽然这可能暗示着裸奇点的形成（从而违反了弱宇宙监督）或病态时空区域的形成，但在这个理论中，可能需要一个不同的初值问题的数值公式来排除其他可能性，包括从临界黑洞过渡到稳定的无视界残余物。我们的研究与信息丢失悖论、暗物质残余和微观原始黑洞的约束有关。
2023-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitomagnetism and Pulsar Beam Precession near a Kerr Black Hole
旋转的黑洞由于大地和重力磁场的框架拖曳效应，导致附近脉冲星的自旋轴进动。我们在这里的理论工作的目的是探索这种自旋进动如何改变地球上接收脉冲的速率。为此，我们得到了完整的演化的光束矢量的赤道圆形轨道上的克尔时空中的运动的恒星，相对于渐近固定的观察者。我们继续建立这样的自旋进动效应可以显着修改所观察到的脉冲频率，具体来说，我们发现，所观察到的脉冲频率急剧上升的轨道收缩，潜在地提供了一种新的方式来定位克尔黑洞的视野，即使观察的时间很短。我们还讨论了检测亚毫秒脉冲星，脉冲星零，准周期振荡，多峰脉冲星傅立叶轮廓和克尔黑洞如何可能被区分裸奇点的影响。
2019-09-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Nonspherically-symmetric black hole in Einstein-massless scalar theory
本文提出爱因斯坦引力耦合无质量标量场中的双参数静态非球对称黑洞解，分析其奇点结构、能量条件及粒子圆轨道。
2023-09-08 gr-qc
A Metric for Rapidly Spinning Black Holes Suitable for Strong-Field Tests of the No-Hair Theorem
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞是由它们的质量和自旋唯一表征的，并由克尔度规描述。有人提出了几种偏离克尔度规的参数，以研究电磁波谱和引力波谱中与预期克尔信号不同的观测特征。然而，由于无毛定理，如果这些时空是爱因斯坦场方程的解，那么它们不可能在事件视界之外的任何地方都是正则的;它们通常在外部观察者可以到达的时空区域中以裸奇点或闭合的类时环为特征。对于无毛定理的观测测试，涉及在圆形光子轨道或黑洞周围的最内部稳定圆形轨道附近的现象，这些病态限制了度量的适用性，仅限于不快速旋转的紧凑对象。在本文中，我们构造了一个Kerr型度规，它除了依赖于它的质量和自旋之外还依赖于一组自由参数，并且在事件视界之外处处正则。我们推导出了在围绕黑洞的赤道圆轨道上的粒子的能量和角动量的表达式，并计算了最内层稳定圆轨道和圆光子轨道的位置。我们证明，这些轨道的变化显着，即使是温和的偏离克尔度规。我们的度规的性质使它成为一个理想的时空，可以利用任意自旋的天体物理学黑洞周围的吸积流的性质，在电磁波谱中对无毛定理进行强场检验。
2011-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Observational features of the Bardeen-boson star with thin disk accretion
本文数值构建Bardeen-玻色子星模型，通过光线追踪研究薄盘吸积下的光学图像，发现亮度凹陷类似黑洞内阴影，并提出结合透镜带与偏振效应两种区分方法。
2025-10-15 gr-qc
Regular Black Hole Metric with Three Constants of Motion
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞是由它们的质量和自旋唯一表征的，并由克尔度规描述。为了用电磁波谱和引力波谱中的黑洞观测来检验这个定理，人们提出了几种偏离克尔度规的参量时空。这种度量通常包含裸奇点或封闭的类时曲线在附近的紧凑的对象，可以限制的适用性的度量不快速旋转的紧凑的对象，一般只承认两个常数的运动。然而，第三个常数的存在可以方便观测量的计算，因为运动方程可以写成一阶形式。在本文中，我设计了一个克尔类黑洞度规，它是定期的事件视界外的任何地方，拥有三个独立的运动常数，并依赖于非线性的四个自由函数，参数化潜在的偏离克尔度规。这个度规通常不是任何特定引力理论的场方程的解，但可以映射到已知的四维修正引力理论的黑洞解，以便适当地选择偏差函数。我推导出的能量，角动量和周转频率的一个粒子的圆形赤道轨道上的黑洞和计算的位置最稳定的圆形轨道。此外，我写的度量在一个克尔-Schild的形式，它允许一个简单的实施完全相对论性磁流体动力学模拟吸积流在这个度量。这个度规的性质使它成为一个非常适合的时空，用于强场测试无毛定理在电磁波谱与任意自旋的黑洞。
2015-12-15 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Spacetime Geometry of Sgr A* with the Relativistic Orbit of S2 star
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo（圣保罗大学天文、地球物理和大气科学研究所）；P. D. Patel Institute for Applied Sciences, Charusat University（Charusat大学P.D. Patel应用科学学院）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高等理工学院物理系CENTRA中心）
通过S2星的轨道数据，研究Sgr A*周围不同时空几何模型的相对论检验，发现多个模型在现有数据下无法区分，同时利用AIC和BIC准则评估不同模型性能，并约束非Schwarzschild时空中的电荷类参数。
2026-05-20 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational radiation pulses from Extreme-Mass-Ratio-Inspiral system with a supermassive boson star
未来的星载引力波探测器将观测毫赫兹的引力波。中心超大质量黑洞的极质量比吸气是提供黑洞附近信息的重要来源。事件视界将黑洞的内部区域分隔开来，没有任何东西可以从这个区域逃脱。当中心的超大质量致密天体是一个规则的、无水平旋转的玻色子星时，一个小天体可以穿过中心并遵循新的轨道类型。这将产生引力波，这在对应于中心超大质量黑洞的极端质量比螺旋的情况下是无法获得的。这可以用来检查在星系中心是否存在超大质量的旋转玻色子星。在这项工作中，我们考虑了一个极端的质量比inspiral系统描述的一个小的紧凑的对象inspiral到一个中央超大质量旋转玻色子星。综合四种特殊的赤道测地线，利用四极近似下的数值kludge方法，得到了相应的引力波形，发现在这类系统中存在着高频的引力辐射脉冲。引力辐射脉冲的频率可以达到$10^{-1}$ Hz量级，整个引力波部分的频率都在毫赫兹量级。假设中心超大质量旋转玻色子星和小型致密天体的质量分别为$10^6 M_\odot$和$10 M_\odot$，距离为$1\text{Gpc}$，证明了星载引力波探测器可以探测到引力辐射脉冲。我们的研究结果将为区分银河系中心致密天体提供可能的证据。
2021-08-30 gr-qc
Observational signatures and polarized images of rotating charged black holes in Kalb-Ramond Gravity
本文研究了Kalb-Ramond引力中旋转带电黑洞的阴影与偏振图像，发现M87*观测数据对电荷和洛伦兹破坏参数约束更强，且参数变化影响阴影尺寸、临界曲线亮度及红移分布，为理解洛伦兹破坏引力下的黑洞阴影特性提供了新见解。
2025-08-10 gr-qc
How to distinguish an actual astrophysical magnetized black hole mimicker from a true (theoretical) black hole
我们提醒，在LIGO GW中观察到的衰荡特征是由新形成的致密物体的光子球（Rp= 3 M）的抖动引起的，而不是由它们的事件视界（R= 2 M）的抖动引起的。此外，GWs中晚期回波的初步证据可能是无水平致密天体的特征，而不是真空黑洞（BH）。类似地，即使对于理想BH，其阴影的半径为R_shad = \sqrt{3} Rp实际上是其光子球的引力透镜阴影。因此，具有R \geq R = 3 M的任何紧凑对象将生成类似的阴影。因此，从来没有观测到任何事件视界或任何确切的BH。还要注意，嵌入在靠近致密物体的吸积等离子体中的磁场预计具有B \sim 1/r的径向图案，而较强的BHM偶极磁场应该下降为B \sim 1/r3。因此，有人建议，可以通过研究黑洞附近磁场的径向分布来推断所谓天体物理黑洞的真实性质。但在这里，我们强调，接近BHM的表面，磁场模式显着不同的非相对论偶极子相同。特别指出，对于超紧BHM，极场比赤道场弱一个非常大的因子\sim z_s/lnz_s，其中z_s>>1是表面引力红移。我们认为，通过研究的径向变化以及显着的角度不对称的磁场结构附近的紧凑的对象，未来的观测可能会区分理论上的黑洞从天体物理BH模仿。这项研究还表明，即使一些BHM被假设拥有比磁星更强的磁场，在某些情况下，它们也可能有效地表现为具有极低磁场的环礁型中子星。
2021-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Source multipoles and energy-momentum tensors for spinning black holes and other compact objects in arbitrary dimensions
本文在动量空间中推导出任意维度下由质量和角动量构成的能量-动量张量的一般形式，首次在广义相对论中定义源多极矩，并由此重建Kerr和Myers-Perry黑洞的多极结构及相应物质源。
2025-04-09 gr-qc hep-th
Distinguishing Signature of Kerr-MOG Black Hole and Superspinar via Lense-Thirring Precession
本文通过 Lense-Thirring 进动研究了旋转修正引力中黑洞与 superspinar 的几何差异，推导并证明了两者在极点和赤道等不同位置处的进动频率与自旋、距离等参数的特定比例关系，为区分这两类天体提供了理论特征依据。
2024-08-26 gr-qc hep-ex hep-th
