Conformally Flat Collapsing Stars in f (R) gravity
目前的工作包括一个坍缩的球形星在f(R)引力的分析调查。坍缩恒星的内部存在共形平坦性。关于崩溃的命运的信息提取的外部曲率和Ricci曲率标量的匹配条件的边界超曲面的恒星。研究了密度、各向异性压力和径向热流密度等物理量的径向分布。坍缩内部的不均匀性导致非零加速度。这种加速度的发散和通过热传导的能量损失迫使坍缩的速率逐渐降低,并且零固有体积奇点的形成只能渐近地实现。
2018-10-29 gr-qc
On the fate of quantum black holes
我们研究的Lemaitre-Tolman-Bondi时空的量子动力学使用聚合物量子化处方的基础上循环量子宇宙学,结合基本离散。通过求解一个有效的方程来自这个量子化,我们发现解析解的奥本海默-斯奈德和薄壳崩溃模型,和数值解的各种渐近平坦崩溃的尘埃配置文件。我们的研究(i)追踪了动力视界的形成、演化和消失,(ii)表明物质经历了一个非奇异的反弹,导致了一个向外的冲击波,(iii)确定了黑洞的寿命与其质量的平方成正比,以及(iv)提供了一个保形图,它实质上修改了标准的“信息损失”通过解决奇异性和用瞬态视视界代替事件视界,
2022-06-13 gr-qc hep-th
The final fate of anisotropic-dissipative gravitational collapse
MG Science Institute, Gujarat University(古吉拉特大学 MG 科学研究所);International Centre for Space and Cosmology, Ahmedabad University(艾哈迈达巴德大学 国际空间与宇宙学中心)
本研究探讨了高度磁化、辐射主导的球对称耗散恒星构型的坍缩最终命运,通过引入由辐射不透明度角度依赖性定义的无量纲几何因子 $f(θ, ϕ)$,推导出决定坍缩开始、停止或逆转的方向敏感阈值条件,将黑洞形成、反弹和测地线延迟捕获统一到单一几何控制框架中。
2025-11-02 gr-qc
Can a variation of Fine Structure Constant influence the fate of Gravitational Collapse?
本文研究精细结构常数随时间变化对引力坍缩的影响,发现暗物质标量场与带电物质耦合可破坏局部电荷守恒,从而在普朗克尺度界限处触发反弹与弥散,避免奇点形成。
2023-08-06 gr-qc hep-th
Fate of initially bound timelike geodesics in spherical boson stars
本文研究了球对称玻色星中初始束缚类时测地线的演化,发现稳定星中轨道保持束缚,坍缩星中轨道取决于临界半径会坠入黑洞或变为非束缚,迁移星中轨道范围扩大且大半径轨道保持束缚,为研究玻色星演化提供了新方法。
2025-05-05 gr-qc
Quantum fate of the Choptuik naked singularity
University of Washington(华盛顿大学)
通过半经典分析,研究量子反作用如何消除经典临界坍缩中的裸奇点,揭示其被量子生成视界所掩盖。
2026-09-01 gr-qc hep-th
Hot Spaghetti: Viscous Gravitational Collapse
我们探讨的命运的物质落入一个宏观史瓦西黑洞的径向塌陷薄球壳的几何反作用可以忽略不计的简化情况下。我们对待的粘性相对论流体动力学的框架内的下落物质的内部动力学和计算如何塌缩物质的内部温度的演变,因为它落向史瓦西奇点。我们发现,粘性流体动力学失败时,耗散的径向压力超过热压力和总的径向压力成为负的,或作用在塌缩物质上的潮汐力的变化的时间尺度变得短于特征流体动力学响应时间。
2017-10-11 gr-qc hep-ph nucl-th
Braneworld gravitational collapse from a radiative bulk
我们研究了在广义膜世界引力和大体积物质中膜上坍缩恒星的命运。具体来说,我们调查的可能性有一个静态的外部塌缩恒星的辐射散装方案。在这里,由于大量物质的非局部修正是在一个诱导质量,加起来的恒星的物理质量,导致有效质量的表现。一个史瓦西解决方案的外部在这个有效质量,这表明,即使恒星交换能量的大部分,外部可能会出现静态的braneworld观察员位于以外的坍缩区域。从散装物质的作用的讨论的情况提供了可能的解释。体物质的本质和相应的体几何也被获得和分析,这给出了膜和体观点的完整图像。
2006-12-02 astro-ph gr-qc hep-th
Shadow and stability of quantum-corrected black holes
该研究针对圈量子引力中的量子奥本海默-斯奈德坍缩模型,探究量子引力对黑洞阴影的影响并通过拟正模分析稳定性,发现量子修正会缩小阴影半径且黑洞对标量、矢量扰动稳定。
2023-07-19 gr-qc
Noncommutative Geometry and the Thermodynamic Fate of Black Holes
本文在非对易几何框架下用弥散 Lorentzian 分布建模时空模糊性,得到修正黑洞解,并通过质量修正恢复与 Bekenstein-Hawking 熵相容的第一定律,揭示非对易性改变普适性关系并可诱发热力学稳定性。
2025-09-27 gr-qc hep-th
Quantized shells as a tool for studying semiclassical effects in general relativity
广义相对论中的薄壳既可以作为坍缩物体的模型,也可以作为致密源外时空的探测器。因此,它们为分析坍缩物质的最终命运和强引力场在物质中引起的效应提供了有用的工具。我们描述的辐射壳作为一个(第二量子化)多体系统与一个集体自由度,(平均)半径,通过一个有效的行动,这也需要一个热力学描述。然后,我们研究了一些量子效应,发生在物质时,壳从一个(基本上是经典的)大的初始半径向奇点和计算其轨迹上相应的反作用。
1999-11-23 astro-ph gr-qc hep-th
What role pressures play to determine the final end-state of gravitational collapse?
我们在这里考察压力是如何影响连续引力坍缩的最终命运的。结果表明,在坍缩云的非零压力梯度的存在下,直接决定了时代的形成的捕获表面和视地平线,从而改变了因果结构的奇点附近。
2002-09-07 gr-qc
Gravitational Collapse and Cosmological Constant
在这里,我们考虑一个非零的宇宙学项的最终命运的球形不均匀坍缩尘埃云的影响。它表明,根据初始数据的性质,从该崩溃的演变,并为正值的宇宙学常数,我们可以有一个全球性的定期演变的反弹内的云。我们精确地描述了导致这种反弹的初始数据的初始密度和速度配置文件的崩溃云。在其他情况下,坍缩的结果要么是形成一个黑洞,要么是作为坍缩终态的裸奇点。我们还表明,一个积极的宇宙学项可以覆盖一部分的奇异谱,这是可见的,在相应的尘埃坍缩模型相同的初始数据。
2000-10-08 gr-qc
Feasibility of singularity avoidance for a collapsing object due to a scalar field
研究外部观测者视角下天体坍缩,通过Vaidya与FLRW时空匹配及标量场耦合,发现最小耦合下SEC违背可避免奇点,非最小耦合仅蒸发可完全避免,表面反弹可作为内部SEC违背的诊断。
2023-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Quantum potential in dust collapse with a negative cosmological constant
在泛函薛定谔形式主义中,我们得到的波函数描述坍缩的尘埃在反德西特背景下,所看到的共同运动的观察者,通过映射所得到的变质量薛定谔方程的量子保序振子。利用这个波函数,我们进行了因果de Broglie-Bohm分析,并得到了相应的量子势。我们通过一个非正式的变换,结合量子效应,构建了一个弹跳几何。我们导出了与此相匹配的外部解,并且是量子校正的。由于来自量子势的压力项,具有负宇宙学常数的初始坍缩解在达到最小半径后反弹回来,从而避免了广义相对论预测的经典奇点。
2021-06-14 gr-qc hep-th quant-ph
Effective Quantum Dust Collapse via Surface Matching
虽然有量子引力修正的黑洞模型,但形成黑洞的物质的命运仍然是一个悬而未决的问题。提出了回路内量子引力(LQG)模型,该模型通过黑洞到白洞的跃迁解决了黑洞中心的经典奇异性,但忽略了坍缩过程。这种情况在其他量子引力方法中也是类似的,在这些方法中可以使用永恒的非奇异模型。在本文中,提出了一种策略,这些永恒的模型推广到动态崩溃模型的表面匹配。假设1)坍缩物质外的静态量子黑洞时空的有效性,2)坍缩物质的均匀性,以及3)物质表面的可微性,时空的动力学就唯一地确定了。有人认为,这些假设类似于无压力尘埃的崩溃,因此推广了奥本海默-斯奈德-达特模型,尽管没有精确的模型。这种方法系统地忽略了霍金辐射。一般地讨论了跳跃黑洞时空的结条件和时空动力学,如LQG所提出的,虽然该方案是方法无关的。此外,方程显式求解最近的模型[1]和一个全球的时空图片的崩溃是实现。详细讨论了因果结构,并构造了彭罗斯图。坍缩物质的轨迹完全是从内部和外部观察者的角度构建的。一般分析表明,物质是坍缩和再膨胀的,并对角穿过彭罗斯图。通过这种方式,彭罗斯图的无限塔,如几个LQG模型所提出的,一般不会被切断。对于内部和外部观察者关于崩溃的不同时间尺度的问题可以得到回答。
2021-08-16 gr-qc
Naked Singularity Formation In Brans-Dicke Theory
研究了具有非零位势的Brans-Dicke标量场在物质流体中的引力坍缩问题,该物质流体服从正压状态方程$p=wρ$。利用膨胀参数的概念,发现分别对应于宇宙弦和畴壁的$w=-\frac{1}{3}$和$ w=-\frac{2}{3}$可能违反宇宙监督猜想.我们指出,在物理上,是坍缩速率和Brans Dicke标量场的存在决定了黑洞或裸奇点的形成,并指出只有在这两种情况下,奇点才能裸为坍缩终态.坍缩位形也满足弱能量条件。
2010-05-25 gr-qc hep-th
Instability of black hole formation in gravitational collapse
我们考虑奥本海默、斯奈德和达特给出的大质量物质云的引力坍缩的经典情形,并考察它在引入小切向应力时的稳定性。我们表明,通过提供一个明确的类物理上有效的切向应力扰动,切向压力的引入,无论多么小,可以定性地改变最终的命运崩溃从一个黑洞的最终状态到一个裸奇点。这表明了黑洞在坍缩中形成的不稳定性,并对宇宙监督假说的性质及其可能的表述提供了重要的启示。这些扰动的关键作用是改变坍缩云内的捕获面形成模式和视视界结构。这使得奇点是可见的,并讨论了影响。
2011-01-11 gr-qc
Gravitational Collapse in Repulsive $R+μ^4/R$ Gravity
本文给出了球形星在$R+μ^4/R$引力弱场极限下的坍缩条件,并讨论了参数$μ$在理论中产生不同判据的重要性。这些标准被证明是导致各种不同的命运演化的外壳的恒星。此外,我们研究了违反第一结条件的特殊情况,并指出了相应的矛盾正常情况。这些结果表明,引力$R+μ^4/R$理论与一般天体物理学预言的一致性在很大程度上依赖于参数$μ$的采用和第一结条件的满足/违背。对于这些异常结果,必须进行进一步的观察尝试。
2016-10-17 gr-qc
Collapse of topological texture
本文研究了非线性σ模型中拓扑纹理在标度近似下的坍缩过程。在这种近似下,我们表明,在平坦的时空拓扑纹理最终崩溃,而在空间平坦的膨胀宇宙的情况下,其命运取决于膨胀率。如果宇宙是暴胀的,那么结构就有可能永远膨胀;在指数暴胀的情况下,结构也可能永远收缩或膨胀到一个有限的极限尺寸,尽管这种行为是简并的。在幂律非暴胀膨胀的情况下,拓扑结构最终会坍缩。在一个冷物质主导的宇宙中,我们发现当宇宙的空间尺度变得与哈勃尺度相当时,伴随宇宙膨胀而形成的纹理开始坍缩,这一结果与前面的考虑是一致的。在非线性σ模型近似中,我们还考虑了塌缩椭球拓扑纹理的最后阶段。我们表明,在这种纹理的崩溃至少有两个其主尺寸收缩到零,以类似的方式,使它们的比例仍然有限。第三维可能保持有限(雪茄型塌陷),或者它也可能类似于其他两个维度收缩到零(缩放型塌陷),或者类似于其余两个维度的乘积收缩到零(煎饼型塌陷)。
1998-07-08 gr-qc hep-ph
Gravitational Collapse of Baryonic and Dark matter
当坍缩恒星内部的压力不足以平衡引力时,大质量恒星会经历持续的引力坍缩。恒星的引力坍缩物理学研究得很好。利用广义相对论技术,人们可以证明,这种灾难性坍缩的最终命运可能是黑洞或裸奇点,这取决于引力坍缩的初始条件。虽然恒星是由重子物质组成的,其坍缩已经得到了很好的研究,但有很好的间接证据表明,另一种被称为暗物质的物质在宇宙中大尺度结构(如星系)的形成中起着重要作用。据估计,宇宙中大约85%的物质是暗物质。由于暗物质的粒子组成尚不清楚,因此对暗物质的引力坍缩研究较少。这里我们首先考虑重子物质和暗物质坍缩的一些基本性质。然后讨论了不同类型物质场的引力坍缩的最终命运以及作为引力坍缩终态的奇点的性质。然后,我们提出了一个广义相对论的技术,形成平衡配置,并认为这可以被认为是一个广义相对论模拟的标准维里化过程。我们提出了一个修正,其中的顶帽坍缩模型的原始暗物质晕的形成是通过使用平衡的广义相对论技术进行修改。我们还解释了为什么这种类型的坍缩过程更有可能发生在暗物质场中。
2019-07-30 gr-qc
Loop quantum black hole
本文综述圈量子宇宙学技术在黑洞量子化中的应用,介绍四类量子化方案、无奇点的量子修正黑洞模型及其有效动力学与物理应用进展。
2023-08-20 gr-qc
Effective Quantum Extended Spacetime of Polymer Schwarzschild Black Hole
在超越经典广义相对论的理论中,引力奇点的物理解释和最终命运是令人困惑的问题,在各种量子引力方法中引起了极大的兴趣。圈量子引力是广义相对论的非微扰背景无关量子化的主要候选者之一,在圈量子引力的背景下,人们一直致力于构建有效的模型来研究这些问题。在这些模型中,经典奇点被量子几何修正引起的“反弹”所取代。然而,根据模型的细节,可能会出现不期望的特征。在本文中,我们专注于Schwarzschild黑洞,并提出了一个新的有效的量子理论的基础上聚合的新的正则相空间变量的灵感来自那些成功的圈量子宇宙学。从有效动力学的解决方案所产生的量子校正时空的特点是无限多对被困和反被困区域连接通过一个类似空间的过渡面取代中央奇点。量子效应在一个与质量无关的曲率尺度上变得相关,而在视界附近的低曲率区域,它们变得可以忽略不计。有效量子度规也描述了外部区域,并恢复了渐近经典Schwarzschild几何。然而,我们发现物理上可接受的解决方案需要我们选择初始条件的某个子集,对应于反弹后的特定质量(去)放大。我们也勾勒出相应的量子理论和明确计算的哈密顿约束算子的核。
2019-11-05 gr-qc hep-th math-ph
Wave Functions for Quantum Black Hole Formation in Scalar Field Collapse
本文从量子力学的角度研究了标量场坍缩形成自相似黑洞的过程,得到了能给出正确的半经典极限的波函数。与经典理论不同,即使在超临界情况下,黑洞形成的波函数也不仅有入射通量,而且有出射通量。从这个结果我们计算出黑洞形成的速率。在亚临界情况下,我们的结果与半经典隧穿率一致。此外,我们还通过定义Hamilton-Jacobi特征函数为$W = \hbar {\rm Im} \ln ψ$,证明了如何从波函数中恢复黑洞形成的经典演化过程。我们发现,即使在临界情况下,量子修正的表观视界也只稍微偏离经典值,没有任何质的变化。
1999-10-05 gr-qc
Coherent states quantization and affine symmetry in quantum models of gravitational singularities
我们采用仿射协变量子化和相关的半经典肖像的框架来解决量子引力系统领域中的两个主要问题:(i)奇点的命运和(ii)缺乏外部时间。我们的讨论是基于有限维的,简化的宇宙学模型。我们表明,仿射量子化的宇宙动力学消除了经典的奇异性,并建立了一个单一的发展。基于仿射相干态的半经典画像表现出一个大反弹取代大爆炸奇点。作为一个特别有趣的应用程序,我们推导和研究一个单一的量子动力学的空间均匀的,封闭的模型,Mixmaster宇宙。在经典水平上,它在坍缩成一个大坍缩奇点之前经历了无数次的振荡。在量子水平上的奇异性被绝热和非绝热反弹所取代。作为另一个应用,我们考虑时间问题。我们得到半经典的弗里德曼宇宙的量子动力学的肖像相对于各种内部自由度。接下来我们比较它们并讨论引力场量子演化的性质。
2017-09-18 gr-qc
Quantum induced shock dynamics in gravitational collapse: insights from effective models and numerical frameworks
本文在圈量子引力有效框架下研究球对称引力坍缩中的激波动力学,提出数值方案模拟量子修正时空,揭示激波面性质与质量相关转变,为黑洞形成和奇点解决提供新洞见。
2025-04-25 gr-qc
Gravitational Collapse in Energy-momentum squared gravity: Nature of singularities
本文研究了能动量平方引力(EMSG)背景下的引力坍缩机制,通过Vaidya度规推导场方程并分析两种曲率-物质耦合模型,发现坍缩最终状态通常不形成黑洞而是支持裸奇点的形成。
2024-02-10 gr-qc
Naked Singularities in Spherically Symmetric Inhomogeneous Tolman-Bondi Dust Cloud Collapse
本文研究了Tolman-Bondi尘埃云非均匀引力坍缩的裸奇点的发生和性质,证明了在包括Eardley、Smarr和Christodoulou等早期研究的一类坍缩模型中,裸奇点形成于坍缩云的中心.这个类还包含自相似和非自相似模型。这种奇异性的结构和强度进行检查和调查的问题,当一个非零的措施集的非类空轨迹可以从奇点发出,而不是孤立的轨迹出来。可以看出,弱能量条件和能量密度的正性保证了非类空轨线族脱离奇点。的曲率强度的裸奇异性的检查,它提供了一个重要的测试,其物理意义和强大的曲率增长附近的裸奇异性指出了几个子类考虑。讨论了裸奇点是全局裸奇点的条件。一旦考虑到物质分布的不均匀性,就考虑了引力坍缩最终命运的基本问题。有人认为,一个物理公式的宇宙审查可能会演变,避免上述功能。在这个方向上的可能性进行了讨论,同时指出,这里提出的分析应该是有用的任何可能的严格制定的宇宙审查假说。
1993-03-31 gr-qc
The Structure of Singularity in Spherical Inhomogeneous Dust Collapse
本文研究了球对称非均匀尘埃引力坍缩中奇点形成的结构。这种坍缩由托尔曼-邦迪-勒马度规描述,它是爱因斯坦方程的一个双参数解族,其特征在于径向坐标的两个自由函数,即“质量函数”F(r)和“能量函数”f(r)。这里的主要新结果以一般的方式将黑洞和裸壳聚焦奇异点的形成与规则初始数据的一般形式联系起来,从而导致这种坍缩的最终命运。这种数据的特点是在密度和速度方面的问题,指定的初始时间片从崩溃开始。关于这些奇点的强度和稳定性的几个问题,当他们是赤裸裸的,检查与这里开发的分析的帮助。特别是,可以看出,强曲率裸奇点可以从一个通用的形式的初始数据的初始密度配置文件的崩溃配置。我们在这里也建立了类似的结果也适用于黑洞的形成。我们还在这里讨论了避免壳层交叉奇点的初始数据的物理约束,以及壳层聚焦裸奇点,这样坍缩必然以黑洞的形式结束,从而保持宇宙的监督。这些结果作为特例推广了以往关于非均匀尘埃坍缩的工作,并对引力坍缩中的黑洞和裸奇点形成现象提供了更清晰的认识.
1997-01-10 gr-qc
Very Massive, Rapidly Spinning Binary Black Hole Progenitors through Chemically Homogeneous Evolution -- The Case of GW231123
本研究利用MESA模拟低金属丰度超大质量双星的化学均匀演化,证明其可自然形成匹配GW231123黑洞质量与高自旋的前身星,并给出自旋—质量紧密相关关系。
2025-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc