Quasinormal Modes of Kerr Black Holes in Four and Higher Dimensions
我们解析地计算了四维、五维和七维Kerr黑洞的准正规频率的渐近形式。所有相关的量都可以用椭圆积分明确表示。在四维空间中,我们通过将解析结果与数值结果进行比较,证实了Keshest和Hod所得到的结果。
2008-01-28 gr-qc hep-th
Quasinormal modes, quasibound states, scalar clouds, and superradiant instabilities of a Kerr-like black hole
我们用连分式方法确定了类克尔黑洞周围标量场的本征频率。本文所考虑的类Kerr度规是Konoplya,Rezzolla和Zhidenko提出的轴对称黑洞的一般参数化的一个子类。除了质量$M$和比角动量$a$,黑洞还依赖于第三个参数$η$,称为变形参数。研究了形变参数对黑洞周围大质量标量场的准正规模和准束缚态的影响。特别是,我们计算的时间尺度与超辐射不稳定性的标量场在这样的时空。本文还讨论了这些不稳定性可能形成的定常标量云的性质。
2022-07-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal modes and strong cosmic censorship in near-extremal Kerr-Newman-de Sitter black-hole spacetimes
在程函区计算了近极值Kerr-Newman-deSitter黑洞时空中无质量中性场的准正规共振模。明确地证明了在角动量体系${\bar a}> \sqrt{{1-2{\barΛ}\over{4+{\barΛ}/3}}}$中,黑洞时空是由慢衰减的共振模所表征的,这些共振模由紧致公式$\Imω(n)=κ_+\cdot(n+{1\over2})$(这里的物理参数$\{{\bar a},κ_+,{\barΛ},n\}$分别是黑洞的无量纲角动量、特征表面引力、时空的无量纲宇宙学常数和整数共振参数)所描述.我们的结果支持彭罗斯强宇宙监督猜想在这些黑洞时空中的有效性。
2018-03-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal Modes of Generalized Black Holes: delta-Kerr Spacetime
δ度规和Kerr度规的非线性叠加得到了一个δ = 1 + q的变形Kerr黑洞的δ-Kerr度规,其中q > 0与坍缩位形的非相对论四极矩成正比.我们研究这个时空并确定q_{+},使得对于q,0 < q < q_{+},外层时空奇点保持为零超曲面。在这种情况下,delta-Kerr时空代表一个广义黑洞,即一个渐近平坦的、静止的、轴对称的广义相对论真空解,其外奇点是一个闭零超曲面。对于由质量M、四极参数q和角动量参数a表征的δ-Kerr时空的近似变体,其中后两个参数分别被处理为一阶和二阶近似,我们用光环方法和互补波方法解析地确定了无质量标量场扰动的准正规模(QNM)频率,0限制。δ-Kerr时空的QNM频率与旋转的Hartle-Thorne时空的QNM频率几乎相同。
2020-02-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal modes of Kerr-Newman-de Sitter black holes from Heun connection formulae
Toyota Technological Institute(丰田技术研究所);RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Nagoya University(名古屋大学)
本文利用Heun连接公式解析研究Kerr-Newman-de Sitter时空的准正规模,推导出小宇宙学常数、近极端和近Nariai极限下的谱及非整数幂修正。
2026-09-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal frequencies of a massless scalar in the hidden Kerr/CFT proposal
隐Kerr/CFT方案意味着在Kerr黑洞时空中,在低频极限附近的无质量标量波动方程遵守一个隐SL(2,R)$\times$ SL(2,R)不变性.利用这种对称性,我们可以用代数方法确定无质量标量波在克尔黑洞周围传播的准正规频率。结果表明,利用视界附近的隐共形对称性得到的QNF不仅近似对应于近极值Kerr(NEK)黑洞视界附近标量扰动的QNF,而且近似对应于NEK黑洞附近非赤道标量模的QNF.这表明隐Kerr/CFT方案可以近似确定NEK(快速旋转)黑洞周围无质量标量波的准正规模和频率。
2014-05-05 gr-qc hep-th
Estimate of the radius responsible for quasinormal modes in the extreme Kerr limit and asymptotic behavior of the Sasaki-Nakamura transformation
Sasaki-Nakamura变换给出了Kerr时空中微扰主方程的短程势和收敛源项。本文研究了该变换的渐近性质,并在远距离收敛的假设下,给出了一个新的松弛的求短程势的充要条件.此外,我们还讨论了由WKB分析中势峰附近的信息决定的准正规模频率。最后,在极端Kerr极限$a/M \to 1$($M$和$a$分别表示Kerr黑洞的质量和自旋参数)下,利用新的变换,我们找到了势$r_p/M \lesssim 1 + 1.8 \,(1-a/M)^{1/2}$的峰值位置.位置的不确定性与等效原理所预期的一样大。
2017-04-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Greybody Radiation and Quasinormal Modes of Kerr-like Black Hole in Bumblebee Gravity Model
在Lorentz对称性破缺(LSB)框架下,研究了由大黄蜂引力模型得到的类Kerr黑洞时空的准正规模(QNM)和灰体因子(GF).特别地,我们在半解析WKB方法和时域方法的框架内分析了黑洞的标量和费米子扰动。详细研究了LSB对类Kerr黑洞玻色子/费米子QNM和GFs的影响。所得结果以图形方式描绘和讨论。
2021-02-11 gr-qc hep-th
Pole Skipping, Avoided Crossing, and Resonant Excitation in Kerr Quasinormal Modes near Algebraically Special Frequencies
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo(宇宙线研究所,东京大学);Department of Physics, Tokyo Metropolitan University(物理学系,东京都立大学);Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(汤川理论物理研究所,京都大学)
研究探讨了Kerr非线性正常模式在接近代数特殊频率时的异常行为,揭示了极点跳变和消失现象的物理起源,通过分析格林函数构建块的极点和零点,发现极点跳变由共振激发引起的避让交叉导致,而消失则由非线性正常模式极点与马士巴模式零点的抵消引起。
2026-10-30 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech gr-qc
Quasinormal Modes and Love Numbers of Kerr Black Holes from AdS$_2$ Black Holes
我们证明了在Kerr黑洞的近区极限中,任何自旋场的线性扰动都与AdS $_2$黑洞的线性扰动相同,而AdS黑洞具有与Kerr黑洞相同的基本性质.由于这种识别,我们计算的频谱的准正规模式和爱数的克尔黑洞使用AdS $_2$ /CFT $_1$对应和群论方法。
2022-11-04 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
Towards a more robust algorithm for computing the Kerr quasinormal mode frequencies
Leaver的方法是几十年来计算Kerr黑洞(BH)准正规模(QNM)频率的标准方法。我们从Cook和Zalutskiy(arXiv:1410.7698)引入的Leaver方法的谱变体开始,并提出了以解析计算必要导数的形式进行改进,而不是通过数值有限差分。我们还将此衍生信息纳入到qnm中,这是一个Python软件包,通过Leaver方法的频谱变体找到QNM频率。我们只限于一阶导数。
2022-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Quasinormal ringing of Kerr black holes. II. Excitation by particles falling radially with arbitrary energy
分析理解的准正规模式振铃需要一个准确的知识格林函数描述的黑洞的外部扰动的响应。对Kerr黑洞的准正规模激发进行了全面的研究。基于Mano,Suzuki和Takasugi提出的形式,我们改进和推广了以往的复频率平面上准正规模留数(“激发因子”B_q)的计算.利用这些结果,我们计算了扰动源是沿对称轴落入黑洞的粒子的特殊情况下的“激发系数”C_q(实质上是模的振幅)。我们比较这种计算与扰动方程的数值积分,我们定量地表明如何增加更高的泛音提高了与数值波形的协议。我们的研究结果应该找到应用模型的衰荡阶段和半分析模板银行建设的引力波探测器,特别是大质量比和/或快速旋转的黑洞的双星。
2013-05-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Reply to "Comment on 'Greybody radiation and quasinormal modes of Kerr-like black hole in Bumblebee gravity model' "
在我们最近的研究中,参考文献[1]:Eur. Phys. J. C 81,501(2021),主要目标是通过灰体因子和准正规模分析揭示旋转黑洞中的洛伦兹对称性破缺(LSB)效应。Ding等[2]在本文[1]中使用的大黄蜂引力模型的类克尔黑洞解已被Maluf和Muniz [3]毫无疑问地证明是错误的。我们现在解释在什么条件下灰体因子和拟正态模分析在[1]中进行变得有效。我们根据所讨论的条件重新进行计算,并在本文中给出新的结果。
2022-02-23 gr-qc hep-th
Analytic formula for quasinormal modes in the near-extreme Kerr-Newman-de Sitter spacetime governed by a non-Pöschl-Teller potential
在极端的史瓦西-德西特背景中,标量场、电磁场和引力场的准正规模可以用解析形式表示为波施尔-特勒波动方程的本征值。我们证明了费米子场的微扰(由狄拉克方程和拉里塔-施温格方程给出)不会导致Pöschl-Teller有效势。尽管如此,使用弗罗贝纽斯方法,我们也可以在这种情况下解析地找到准正规模式。给出了近似极端Schwarzschild-de Sitter黑洞的准正规频率的解析公式,该公式对玻色子场和费米子场都适用。我们进一步将分析推广到带电旋转黑洞的情形,并找到了近极端Kerr-Newman-deSitter时空中各种自旋场的准正规模的一般解析公式。
2022-04-06 gr-qc hep-th
A detailed study of quasinormal frequencies of the Kerr black hole
利用连分式方法计算了Kerr黑洞的准正规频率。由Leaver首先提出的连分式方法仍然是唯一已知的方法稳定和准确的数值确定的克尔拟正规频率。数值计算得到了慢阻尼和快阻尼的准正规频率,并分析了这些频率在克尔极限下的特殊行为。我们还计算了Algasrasekhar首先确定的代数特殊频率,并证实它只在Schwarzschild极限处与$n=8$拟正规频率一致。
1996-10-22 gr-qc
Quasinormal modes of Kerr-Newman black holes: coupling of electromagnetic and gravitational perturbations
本文数值计算了标量情形下Kerr-Newman黑洞的准正规模,其中扰动方程是可分离的。然后,我们研究了不同的近似解耦电磁和引力扰动的克尔-纽曼度规,计算相应的准正规模式。我们的结果表明,当Q<M/2时,由Dudley和Finley导出的Teukolsky类方程对旋转带电黑洞的动力学给出了很好的近似.虽然Dudley-Finley方程不足以处理基于Kerr-Newman的基本粒子模型,但对于天体物理学的应用应该是足够的。
2005-05-29 astro-ph gr-qc hep-th
A Matrix Method for Quasinormal Modes: Kerr and Kerr-Sen Black Holes
本文用矩阵方法研究Kerr黑洞和Kerr-Sen黑洞的标量拟正规模。采用离散化方法将纯量扰动方程转化为矩阵形式的特征值问题,并采用分离变量法推导出径向和角度方程。然后通过数值求解所得到的齐次矩阵方程得到本征值,即准正规频率$ω$和角量子数$λ$。这一工作表明,本方法是研究拟正规模的一种精确而有效的方法。
2017-07-31 gr-qc
Quasinormal mode frequencies of Kerr black holes from Regge trajectories
关于Kerr黑洞的准正规模频率的大部分研究只集中在获得更高的数值精度上,而对它们的物理解释的重视有限。在这篇文章中,我们部分地解决这个问题,通过计算的准正规模频谱的克尔黑洞使用Regge极点的理论。通过考虑Teukolsky方程的延迟格林函数,我们建立了标量,电磁和引力扰动的方程连接Regge极点的准正规频率和我们解决它在高频制度得到“半经典”的关系,使我们能够获得的弱阻尼准正规模式的复频率从Regge轨迹。给出了关于引力摄动($s=-2$)的数值结果。它们与程函体系$(\ell \gg 1)$中的“精确”值非常一致,甚至对于较低的$\ell$值也非常一致。此外,每个Regge极点的Schwarzschild黑洞分裂成无限数量的Kerr Regge极点解释了打破的方位角退化的拟正规频率的Schwarzschild黑洞由于旋转。我们的工作是第一步扩展到克尔黑洞的方法开发的静态球对称黑洞允许,从几何解释的Regge极点的不稳定的圆形零测地线躺在光子球的属性,推导出精确的解析公式的Regge轨迹,作为副产品,为复杂的频率的弱阻尼准正规模式。
2021-03-01 gr-qc hep-th
Possible confirmation of the existence of ergoregion by the Kerr quasinormal mode in gravitational waves from Pop III massive black hole binary
Kerr时空的各能区的存在还没有被观测证实。通过对引力波中的准正规模的观测,我们证明了这一点是可能的。作为一个例子,利用最近的PopIII双星黑洞的布居合成结果,我们发现最终合并质量($M_f$)的峰值约为$50~\rm M_{\odot}$,而确认部分能区所需的最终自旋$q_f = a_f/M_f > 0.7$的分数为$\sim 77\%$ .为了确定准正态模的频率,需要${\rm SNR} > 35$。Pop III星族合成的标准模型告诉我们,由第二代引力波探测器证实能区大于$50\%$的事件率为$\sim 2.3$ ${\rm events\ yr^{-1}\ (SFR_p/(10^{-2.5}\ M_\odot yr^{-1}\ Mpc^{-3}))} \cdot (\rm [f_b/(1+f_b)]/0.33)$,其中${\rm SFR_p}$和${\rm f_b}$分别是Pop III恒星形成率和双星分数的峰值。
2016-02-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Neutrino Quasinormal Modes of a Kerr-Newman-de Sitter Black Hole
利用Pöshl-Teller近似计算了Kerr-Newman-deSitter黑洞的中微子准正规模。结果表明,对于Kerr-Newman-de Sitter黑洞,大的$Λ$、正的$m$和小的$n$的无质量中微子微扰将缓慢衰减.
2005-03-26 gr-qc
Quasinormal modes of Kerr black holes: The determination of the quasinormal frequencies with a new technique
我们用Leaver首先提出的连分式方法计算了旋转黑洞的准正规频率。与以往工作的主要区别是,我们的结果是由一个新的数值技术,避免了使用二维求根例程。该技术被应用到Teukolsky的角方程的角特征值的评估。这种方法使我们能够以很好的精度计算慢阻尼和快阻尼的拟正规频率。
2003-03-03 gr-qc
Analytical Forms and Degeneracy of Quasinormal Modes for Kerr-Newman-de Sitter Black Holes
本文研究Kerr-Newman-de Sitter黑洞的准正常模,推导出解析表达式并揭示频率退化现象,表明不同粒子可产生相同准正常模。
2025-12-25 gr-qc hep-th
Scalar quasinormal modes of Kerr-AdS$\mathbf{_5}$
在文献1中,作者曾用包含Painlevé VI(PVI)$τ$函数的超越方程给出了一般自旋Kerr- $\mathrm{AdS_5}$黑洞标量准正规模的解析表达式。在这项工作中,我们进行了一个数值调查的通用旋转参数的模式,比较实施的PVI $τ$功能的扩展都在保形块(Nekrasov函数)和Fredholm决定因素。我们比较的结果与标准的数值方法的子情形的史瓦西黑洞。然后,我们推导出渐近公式的角本征值和准正规模式的小黑洞限制一般标量质量和讨论,数值和分析,超辐射模式的外观。
2019-02-28 gr-qc hep-th
The detection of quasinormal mode with $a/M \sim 0.95$ would prove a sphere $99\%$ soaking in the ergoregion of the Kerr space-time
最近的数值相对论模拟的合并的双黑洞表明,$a/M$的最大最终值是$\sim 0.95$的两个等质量黑洞的合并具有对齐的自旋相同的幅度$a/M=0.994$,这是接近的上限$a/M=0.998$吸积自旋的Thorne所示。利用WKB方法,我们认为,如果第二代引力波探测器探测到具有$a/M \sim 0.95$的准正规模,那么我们就可以根据爱因斯坦广义相对论确定强引力时空,直到$1.33M$仅为事件视界半径的$\sim 1.014$倍,并且在能区之内。在这里,我们期待着关于黑洞几何学的更多信息。如果拟正规模与广义相对论的拟正规模不同,我们需要找到真正的引力理论,它只在黑洞视界附近偏离广义相对论。
2016-02-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spectroscopy of Kerr-AdS$_5$ spacetime with the Heun function: Quasinormal modes, greybody factor, and evaporation
通过求解一个有质量标量场的波动方程,研究了五维Kerr anti de Sitter(AdS $_5$)黑洞的拟正规模、灰体因子和Hawking蒸发.我们阐明了满足进入和衰减边界条件的准正规模在事件视界和共形无穷远的分布,以及它们在复频率平面上随自旋参数变化的分裂行为。我们还指出存在纯虚模。此外,我们开发了一种方法来提取在/传出波附近的AdS边界,这使我们能够定义的灰体因子的参数空间的范围很广的补充以前的作品。利用灰体因子,通过标量场的霍金辐射计算了Kerr-AdS $_5$黑洞的质量和自旋蒸发率.
2022-09-15 gr-qc hep-th
Intermediate Asymptotics of the Kerr Quasinormal Spectrum
研究了近极值(旋转)Kerr黑洞的准正规模谱。我们发现这些黑洞共振的解析表达式的黑洞的物理参数:它的贝肯斯坦-霍金温度T_{BH}和它的视界的角速度Ω,这是有效的中间渐近制度1<<ω<<1/ T_{BH}。
2005-05-23 gr-qc
Branching of quasinormal modes for nearly extremal Kerr black holes
我们证明了近极值Kerr黑洞具有两组不同的拟正规模,我们称之为零阻尼模(ZDM)和阻尼模(DM)。对于所有调和指数$l$和$m \ge 0$,ZDM都存在,并且它们的频率在极值极限中聚集在实轴上。对于所有的黑洞自旋,DM都有非零阻尼;它们存在于所有的反转模式($m<0$)和具有$0\leq μ\lesssim μ_c=0.74$的共转模式(在程函极限中),其中$μ\equiv m/(l+1/2)$。当这两个族共存时,随着黑洞自旋的减小,ZDM和DM合并形成一组准正规模。利用克尔时空扰动的有效势,我们给出了直观的解释DM的情况下,在某些领域的频谱和分支的频谱到ZDM和DM在大自旋。
2012-12-13 gr-qc hep-th
Semi-analytic expressions for quasinormal modes of slowly rotating Kerr black holes
本文给出了慢转Kerr黑洞的准正规模频率的半解析表达式,其频率随转动参数的变化为二次。我们将参数化的黑洞准正规模衰荡形式应用到Escherasekhar-Detweiler方程和Sasaki-Nakamura方程中,代替Teukolsky方程,并将我们的结果与以前的数值计算结果进行了比较.
2020-08-05 gr-qc
Gravitational quasinormal modes for Kerr Anti-de Sitter black holes
研究了四维Anti-de Sitter(AdS)时空中旋转黑洞引力扰动的准正规模.与这些模式相关的拟正规频率的研究与AdS/CFT对应有关。虽然Schwarzschild和Reissner-Nordstrom AdS黑洞的结果已经得到,但Kerr-AdS黑洞的准正规频率是第一次计算。我们解决Teukolsky方程在AdS时空,提供一个二阶和Pade近似的角特征值相关联的Teukolsky角方程。得到了Kerr-AdS的变换理论和Regge-Wheeler-Zerilli方程。
2005-02-11 gr-qc
Quasinormal modes of Kerr-de Sitter black holes via the Heun function
本文讨论四维渐近de Sitter旋转黑洞的准正规模频率。主要的动机是Mathematica 12.1实现了一个新的特殊函数族:Heun函数。利用Teukolsky的Kerr-de Sitter黑洞方程映射到Heun方程的事实,我们能够通过Heun函数计算它们的准正规模频率。在这种方法中,Mathematica通常在几秒钟内将这些频率计算到任意数值精度。我们进一步讨论了渐近平坦旋转黑洞的应用。
2020-07-29 gr-qc hep-th math-ph
Quasinormal modes of nearly extremal Kerr spacetimes: spectrum bifurcation and power-law ringdown
我们对具有近极值角动量的Kerr黑洞的准正模振荡进行了深入的研究。我们首先更详细地讨论了两种不同类型的拟正规模式频率在最近的论文(arXiv:1212.3271)。一组模式,我们称之为“零阻尼模式”,在极值极限中具有消失的虚部,并且对于所有共转扰动都存在(即,方位角指数m为非负的模式)。另一组(“阻尼模”)即使对于极端克尔黑洞也保持有限的衰减率,并且只存在于共转模的子集中。当角动量接近其极值时,当两种类型的模式都存在时,频谱分叉成这两个不同的分支。我们讨论了模式分支的物理原因,通过开发和使用的一般克尔黑洞的扰动的束缚态配方。我们还数值探讨的基本l=2模式,这有最大的天体物理学的兴趣的具体情况。利用这些研究结果,我们计算了近极值Kerr黑洞对微扰的准正规模响应。我们发现,许多叠加的泛音导致在一个缓慢的幂律衰减的准正规振铃在早期,后来让位于指数衰减。这种特殊的早期幂律衰减意味着,对于具有大角动量的黑洞来说,衰荡阶段是长期存在的,这可能为引力波探测器提供一个有希望的强源。
2013-07-30 gr-qc hep-th
On the branching of the quasinormal resonances of near-extremal Kerr black holes
最近,他被杨。et. [Phys. Rev. D { \bf 87},041502(R)(2013)],旋转克尔黑洞的特征在于两组不同的准正规共振。这两类准正规共振在极端黑洞极限($a/M\to 1$)中表现出性质上不同的渐近行为:零阻尼模(ZDM)的特征是在极端黑洞极限($\Imω\to 0$为$a/M\to 1$)中趋于无穷大的弛豫时间,而阻尼模(DM)的特征是非零阻尼率($\Imω\to$为$a/M\to 1$)。在本文中,我们驳斥了杨等提出的要求。近极值黑洞同向旋转DM被限制在有限的范围$0\leq μ\lesssimμ_{\text{c}}\approx 0.74$,其中$μ\equiv m/l$是扰动模的方位调和指数$m$和球调和指数$l$之间的无量纲比率。特别是,我们使用一个分析公式,最初推导出Detweiler为了证明存在的DM(阻尼准正规共振的特点是有限的$\Imω$值的$a/M\to 1$限制)的近极值黑洞在$μ>μ_{\text{c}}$政权,该政权声称由杨等。不包含阻尼模式。我们表明,这些同向旋转DM(在政权$μ>μ_{\text{c}}$)预计快速旋转(近极值)黑洞与$a/M\gtrsim 1-10^{-9}$的共振谱的特点。
2015-10-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal resonances of near-extremal Kerr-Newman black holes
本文研究了近极值慢旋转Kerr-Newman黑洞的基本共振。我们找到了这些黑洞准正规频率与黑洞物理参数的简单解析表达式:Ω =m Ω-2 i π T(l+1+n),其中T和Ω分别是黑洞的温度和角速度.模式参数l和m分别是同向旋转模式的球谐指数和方位谐指数。这个解析公式在Im ω << Re ω <<1/M的情况下是有效的,其中M是黑洞质量。
2008-10-30 astro-ph gr-qc hep-th
Comment on "Greybody radiation and quasinormal modes of Kerr-like black hole in Bumblebee gravity model"
结果表明,“Bumblebee引力模型中类克尔黑洞的灰体辐射和拟正规模”,Eur. J. C 81,501(2021)。arXiv:2102.06303,最近发表在该杂志上是基于丁等人获得的错误结果,EUR. J. C 80,178(2020)。arXiv:1910.02674,类克尔黑洞解。
2022-02-02 gr-qc
Kerr black hole quasinormal frequencies
黑洞的准正规模(QNM)是最近备受关注的主题,希望这些振荡频率可以揭示一些难以捉摸的量子引力理论。我们用基于玻尔对应原理的{ \it精确}公式Re $ω\to T_{BH}\ln 3+Ωm$对(旋转)Kerr黑洞的QNM谱进行了数值计算.我们发现两者之间有着密切的联系。讨论了这一结果对量子黑洞面积谱的可能影响。
2003-02-05 astro-ph gr-qc hep-th
Area Spectrum of Kerr and extremal Kerr Black Holes from Quasinormal Modes
受黑洞面积谱量子化研究的启发,我们研究了Kerr和极值Kerr黑洞的面积谱。基于Bekenstein等人提出的黑洞面积谱是离散的、等间距的观点,我们用Kunstatter方法导出了Kerr和极值Kerr黑洞的面积谱。用于计算的Kerr黑洞的拟正规频率的实部的形式为$mΩ$,其中$Ω$是黑洞视界的角速度。所得到的光谱是离散的,但并不像预期的那样均匀间隔。因此,我们推断描述Kerr黑洞拟正规频率实部的函数不是正确的。这一结论与Berti,Cardoso和Yoshida最近提出的Kerr黑洞高阻尼准正规模的数值结果一致。相反,极端克尔黑洞被证明有一个离散的面积谱,此外是均匀间隔。在我们对Kerr黑洞面积谱极值的分析中,得到的面积间距与$\ln 3$不成正比。因此,它不支持Hod的面积谱$A_{n}=(4l^{2}_{p}ln 3)n$对一般的Kerr-Newman黑洞是有效的说法。
2005-02-21 astro-ph gr-qc hep-th
Kerr quasinormal modes and Hod's time-temperature bound
给出了近极端Kerr黑洞慢阻尼拟正规模频率的显式表达式。从这个表达式可以看出,接近极端的克尔黑洞服从霍德界限:在最大旋转极限,$\lim \sup ω_{IS}/T\leq π/ \hbar$,其中$ω_{IS}$是最慢衰减的准正规模的衰减速率,$T$是黑洞的温度。另一方面,在$\lim \inf ω_{IS}/T< π/\hbar$是严格不等式的意义上,该界不是饱和的。{ \it}结合是否在$\lim \sup ω_{IS}/T= π/\hbar$的意义上饱和仍不清楚。
2007-05-11 gr-qc
Confronting eikonal and post-Kerr methods with numerical evolution of scalar field perturbations in spacetimes beyond Kerr
Università di Napoli “Federico II”(那不勒斯费德里克二世大学);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);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所));Ministero dell’Istruzione e del Merito (M.I.M., ex M.I.U.R.)(意大利教育与功绩部);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院)
本文通过数值演算方法,评估eikonal和post-Kerr近似在超越Kerr时空的标量场quasinormal模式预测中的准确性,并探讨近视变形对顺行和逆行模式的影响。
2026-01-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A global definition of quasinormal modes for Kerr-AdS Black Holes
Kerr-AdS黑洞上的大质量标量场的拟正规频率被确定为某个亚纯算子族的极点,一旦边界条件在共形边界处被指定.因此,拟正规频率形成复平面的离散子集,并且相应的极点具有有限秩。这个结果适用于广泛的椭圆边界条件,对黑洞的旋转速度没有限制。
2018-08-08 gr-qc math.AP
Quasinormal modes of massive vector fields on the Kerr spacetime
研究了旋转黑洞时空中Proca场的准正规模频率谱。首先,我们回顾如何引入场质量修改的标量场的情况下,导致倏逝模和准共振的频谱。接下来,我们将研究Proca场的三种物理极化及其与无质量极限中电磁场模式的关系。利用分离的变量,我们得到了一个五项递归关系,从一个适当的矩阵的径向函数。应用高斯消去法和改进的Lentz算法,从连分数的根计算拟正规频率。我们验证我们的方法通过计算准束缚态频率,这是互补的准正规模式,可以使用相同的方法计算。我们提出了一个选择的结果,所有三个极化的低卧泛音,在一个范围内的黑洞自旋和字段质量。
2020-08-24 gr-qc hep-th
Phase diagrams of quasinormal frequencies for Schwarzschild, Kerr, and Taub-NUT black holes
本文基于 Newman-Janis 算法的复坐标变换,研究了 Schwarzschild、Kerr 和 Taub-NUT 黑洞之间准正频的相关性,揭示了复坐标变换在准正频频谱中的物理意义。
2024-08-14 gr-qc hep-th
Quasinormal ringing of Kerr black holes. III. Excitation coefficients for equatorial inspirals from the innermost stable circular orbit
研究了Kerr黑洞最内稳定圆轨道上点粒子坠落时激发的准正常模式,发现高阶泛音和高阶模式在快速旋转黑洞中更为显著。
2025-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Existence of quasinormal modes for Kerr-AdS black holes
本文建立了Kerr-AdS时空中Klein-Gordon方程在共形边界上施加Dirichlet边界条件时,存在指数收敛于实轴的拟正规频率.证明是适应的结果在欧几里德散射的存在性所产生的时间周期近似解的波动方程的散射极点。
2017-03-28 gr-qc math.AP math.SP
Quasinormal resonances of rapidly-spinning Kerr black holes and the universal relaxation bound
普遍的弛豫界表明,微扰热力学系统的弛豫时间从下到上受简单的时间-时间-温度(TTT)量子关系$τ\times T\geq {{\hbar}\overπ}$约束。已知在$MT_{\text{BH}}/\hbar\ll m^{-2}$区域中的近极值Kerr黑洞的某些微扰模式由归一化弛豫时间$πτ\times T_{\text{BH}}/\hbar$表征,在接近极限$MT_{\text{BH}}/\hbar\to0$时,在$1$周围作无穷多次微小的等振幅振荡,因此不能直接用来验证TTT界在黑洞时空的整个参数空间中的有效性(这里$\{T_{\text{BH}},M\}$分别是黑洞的贝肯斯坦-霍金温度和质量,而$m$是线性化微扰模式的方位调和指数)。在本紧凑的文件中,我们明确证明,所有快速自旋克尔黑洞尊重TTT弛豫界限。特别是,使用分析技术,它证明了所有的黑洞扰动模式的互补制度$m^{-1}\ll MT_{\text{BH}}/\hbar\ll1$的特点是松弛时间与简单的无量纲属性$πτ\times T_{\text{BH}}/\hbar\geq1$。
2022-02-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dirac Quasinormal frequencies of the Kerr-Newman black hole
利用连分式方法研究了Kerr-Newman黑洞的Dirac拟正规模.结果表明,当黑洞的单位质量电荷或角动量增加时,复$ω$平面上的准正规频率逆时针移动。它们得到一个螺旋状的形状,随着每单位质量的电荷和角动量趋向于它们的极值,它们从史瓦西或赖斯纳-努德斯特龙值移动到一些极限频率。螺旋线的数目随泛频数的增加而增加,但随角量子数的增加而减少。研究还发现,实部和虚部都是单位质量角动量的振荡函数,振荡随泛音数的增加而变快,随角量子数的增加而变慢.
2005-06-19 astro-ph gr-qc hep-th
Highly Damped Quasinormal Modes of Kerr Black Holes: A Complete Numerical Investigation
本文首次计算了旋转克尔黑洞的高阻尼准正规模。我们的数值技术是基于一个解耦的径向和角度方程,使用大频率扩展的角度分离constant_{s} A_{l m}。这使我们在泛音数上比以往任何时候都走得更远。我们发现拟正规频率的实部趋近于一个非零常数值,它不依赖于扰动场的自旋s和角指数l:ω_R=m \varpi(a).我们数值计算\varpi(a)。渐近频率的前阶修正可能是1/ω_I阶。虚部增长没有限制,连续模式之间的间隔是a的单调函数。
2004-01-13 astro-ph gr-qc hep-th
Post-Kerr black hole spectroscopy
新诞生的引力波天文学领域的核心目标之一是在高度非线性的强场状态下测试引力,这是黑洞时空的特征。特别是“黑洞谱学”(观测和识别引力波信号中的黑洞准正规模频率)有望成为探测克尔黑洞结构和动力学的主要工具之一。在本文中,我们采取了重要的一步,通过构建一个“后克尔”拟正规模式形式主义的目标。形式主义包含了一个参数化的,但一般微扰偏离克尔度规,并利用时空的圆零测地线和基本准正规模式的属性之间的良好联系,提供近似的,程函极限公式的模式的复频率。由此产生的代数工具包可用于波形模板振铃黑洞的目的是测量偏离克尔度规。作为我们的框架的第一个说明性的应用,我们认为Johannsen-Psaltis变形克尔度规和计算所产生的偏差在准正规模式频率相对于已知的克尔结果。
2017-06-23 astro-ph.HE gr-qc
Scalar quasinormal modes of rotating black holes in parity-violating gravity
Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所);College of Humanities and Sciences, Nihon University(日本大学文理学部);Chulalongkorn University(朱拉隆功大学);The University of Tokyo(东京大学)
研究了破坏对称性引力中旋转黑洞的旋量准正常模式,通过扰动方法分析了自旋对QNMs频率的影响,并揭示了强引力区域探测破坏对称性物理的新方法。
2026-03-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
New results for electromagnetic quasinormal and quasibound modes of Kerr black holes
克尔度规的微扰及其精确解的奇迹在比较广义相对论的预测与致密大质量天体的天体物理观测中起着至关重要的作用。控制Kerr度规扰动的后期衰荡的微分方程Teukolsky角方程和Teukolsky径向方程可以用合流Heun函数解析求解。在本文中,我们数值求解这些精确解所形成的谱系统,并得到了Kerr黑洞的电磁(EM)谱。由于施加边界条件的新的直接方式,人们能够辨别三种不同类型的光谱:众所周知的准正规模式(QNM),关于实轴对称的准声波模式(QBM)和虚假的光谱谁是径向不稳定的。这种方法可以更清楚地证明术语“假”频谱,这可能是重要的考虑到最近的兴趣,电磁对应的事件产生引力波的频谱。
2015-06-11 astro-ph.HE gr-qc
Analyticity of quasinormal modes in the Kerr and Kerr-de Sitter spacetimes
该研究证明亚极端Kerr与Kerr-de Sitter时空中线性波动方程拟正规模的实解析性,通过发现相关双特征流的稳定径向点源/汇结构,结合微局部分析结果完成推导,结果可适配标准Killing向量场。
2023-12-19 gr-qc math.AP math.DG
Stability and quasinormal modes of the massive scalar field around Kerr black holes
在Kerr黑洞的背景中,我们发现了有质量标量场的拟正规谱。我们发现,所有发现的模式下的准正规模式的边界条件时,$μM$是不是大的阻尼,从而意味着稳定的大规模标量场。这补充了由拜尔不等式确定的大质量场的稳定区域。我们发现,类似于非旋转黑洞的情况下,大量的标量场的条款不有助于在政权的高阻尼。因此,高阻尼渐近应与无质量标量场相同。
2006-05-01 gr-qc
Linear mode stability of Kerr-Newman and its quasinormal modes
我们提供了强有力的证据,直到$99.999\%$的极值,Kerr-Newman黑洞(KN BH)是线性模式稳定的爱因斯坦-麦克斯韦理论。我们推导和解决,数值,耦合系统的两个偏微分方程的两个规范不变的字段,描述最一般的线性扰动的KN BH(除了平凡的模式,改变参数的解决方案)。我们确定了KN BH的准正规模(QNM)谱作为其三个参数的函数,并没有发现不稳定的模式。此外,我们发现,连续连接到引力$\ell=m=2$史瓦西QNM的QNM占主导地位的频谱参数空间的所有值($m$是波函数的方位角数和$\ell$措施的节点数量沿极方向)。此外,所有具有$\ell=m$的QNM在极值处接近Re $\,ω= m Ω_H^{ext}$和Im $\,ω=0$;这是在KN BH背景上传播的任意自旋$|s|\leq 2$的任何场的普适性质($ω$是波频率,$Ω_H^{ext}$是BH角速度)。我们比较我们的结果与现有的微扰结果在小电荷或小旋转制度,并找到很好的协议。我们还提出了一个简单的证明,Regge-Wheeler(奇数)和Zerilli(偶数)部门的史瓦西扰动必须是等谱的。
2015-01-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A mystery of black-hole gravitational resonances
三十多年前,德特韦勒为快速旋转的克尔黑洞的引力共振频率提供了一个解析公式。在本工作中,我们将讨论Detweiler著名的{ \it分析}预测与Zimmerman等人最近的{ \it数值}结果之间的重要差异。此外,我们将反驳最近出现在物理学文献中的一种说法,即快速旋转的克尔黑洞的特征引力本征频率的Detweiler-Teukolsky-Press共振方程在与$\Imω/T_{\text{BH}}\gg1$的阻尼准正规共振区域中是无效的(这里$ω$和$T_{\text{BH}}$分别是克尔黑洞的特征准正规共振频率和它的贝肯斯坦-霍金温度)。本文的主要目的是突出和揭露这一重要的{ \it黑洞准正规之谜}(即,关于快速旋转的克尔黑洞的引力准正规共振谱的分析和数值结果之间的有趣差异)。
2016-10-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th