Global uniqueness of Kerr black hole spin and inclination from a segment of the critical curve
该研究证明，当临界曲线段在屏幕上的位置和取向未知时，可从满足$0<a<1$、$0<i\leq\pi/2$的旋转非极端克尔黑洞的一段连通正长度临界曲线，唯一确定其无量纲自旋参数$a$与倾角$i$。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Revised upper limit to energy extraction from a Kerr black hole
我们提出了一个新的上限的能量，可以提取从克尔黑洞通过粒子碰撞在能层（即，“彭罗斯过程”（Penrose Process）。早期关于这个问题的工作主要集中在具有临界角动量值的粒子从无穷远处落入极端克尔黑洞，并在视界外碰撞。虽然这些碰撞能够达到任意高的质心能量，但反应产物很难逃逸回无穷大，有效地将这种过程的峰值效率限制在大约$130\%$。当我们允许一个初始粒子具有碰撞参量$b > 2M$，从而不被视界捕获时，它能够沿着向外的轨道碰撞，大大增加了产物逃逸的机会。对于等质量粒子湮灭为光子，我们发现$E_{\rm out} \approx 6\times E_{\rm in}$的峰值能量大大增加。对于康普顿散射，利用$E_{\rm out} \approx 14\times E_{\rm in}$，效率甚至可以更高，并且对于重复的散射事件，光子既可以产生{ \it又可以逃逸到具有普朗克尺度能量的无穷大。
2015-06-22 astro-ph.HE gr-qc
Chaotic Motion of Charged Particles around a Weakly Magnetized Kerr-Newman Black Hole
本文考虑带电粒子围绕弱磁化Kerr-Newman黑洞运动的情形。我们首先研究了它的圆周运动，详细分析了它在最内层稳定圆轨道（ISCO）中的运动。然后，一个粒子的动力学，踢出的圆形轨道，也进行了探讨。最终的状态可以被描述为三种不同的类型：束缚运动，被黑洞捕获或逃逸到空间无限远。给出了各自的运动轨迹，这些运动轨迹主要取决于踢后粒子的能量和初始条件，其中我们用吸引盆来表示不同初始条件和终态之间的关系。
2018-06-24 gr-qc
Simulating cosmic string loop captured by a rotating black hole
本文数值研究了Kerr时空中被旋转黑洞捕获的宇宙弦环动力学，发现其演化为赤道平面上的旋转双线，证实辅助曲线变形能合理描述弦运动，可用于研究超辐射和重新连接等现象。
2023-04-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Surface Geometry of Some Meaningful Extreme Kerr-Newman Black Holes
本文利用Christodoulou-Ruffini/Hawking质量-能量公式，通过几何论证识别出两个有意义的极端Kerr-Newman黑洞，其质量、电荷和自旋与不可约质量成无理数比例，并研究了它们的表面几何和可提取能量，发现黄金比例黑洞的能量提取率更高。
2024-03-14 astro-ph.CO gr-qc
Particle collisions in ergoregion of braneworld Kerr black hole
本文研究了膜世界Kerr黑洞能区的中性粒子运动和碰撞Penrose过程。分析了事件视界、能层和静态极限的性质。研究了在能区中粒子碰撞的Penrose过程。此外，我们还研究了负能态，证明了粒子能量的符号可以由角动量的符号唯一确定。此外，我们还研究了Wald不等式，确定了通过Penrose过程提取能量的极限，并找到了不可约质量的下界。给出了膜Kerr黑洞的能量提取效率的表达式，并与Kerr黑洞的结果进行了比较。结果表明，效率随黑洞的转动和膜参数b的增大而增大。
2021-01-05 gr-qc
Repetitive Penrose Process in Kerr-Taub-NUT black hole spacetime
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Institute for Advanced Studies, New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学高等研究院）；Institute of Theoretical Physics, National University of Uzbekistan（乌兹别克斯坦国立大学理论物理研究所）
研究Kerr-Taub-NUT黑洞中的重复Penrose过程，分析引力磁电荷对事件视界和能层半径的影响，以及通过守恒定律和迭代停止条件计算可提取能量的变化。
2026-03-26 gr-qc
Quasilocal energy for rotating charged black hole solutions in general relativity and string theory
我们探讨（非）-普适性马丁内斯的猜想，最初提出的克尔黑洞，内和超越广义相对论。该猜想指出，在这样一个黑洞的外视界的布朗约克准局部能量减少到其不可约质量的两倍，或者等价地减少到\sqrt{A} /（2 \sqrt{pi}），其中“A”是它的面积。我们首先考虑带电克尔黑洞。对于这样的时空，我们计算的准本地能量内的两个表面的常数Boyer-Lindquist半径嵌入在一个恒定的固定的时间片。与马丁内斯的猜想一致，在外视界，这个能量等于不可约质量。能量是正的，并且随着边界面半径的发散而单调减小到ADM质量。接下来，我们对克尔-森时空的准定域能量进行了类似的计算，它对应于杂化弦论中的四维旋转带电黑洞解。这个能量作为边界面半径的函数的行为类似于带电克尔的情况。然而，我们表明，在这种情况下，它不接近马丁内斯在地平线上的表达。
1999-11-10 gr-qc hep-th
A Killing tensor for higher dimensional Kerr-AdS black holes with NUT charge
在本文中，我们研究了最近发现的一族具有额外NUT-like参数的高维Kerr-AdS黑洞。我们证明了逆度量在乘上一个简单函数后是可加可分的。这使我们能够分离的哈密尔顿-雅可比方程，表明测地线运动是可积的在此背景下。哈密顿-雅可比方程的分离与不可约的Killing张量的存在密切相关，它提供了一个额外的运动常数。我们还证明了这种背景下的Klein-Gordon方程是可分离的。
2006-05-01 gr-qc hep-th math-ph
Special symmetries of the charged Kerr-AdS black hole of D=5 minimal gauged supergravity
本文证明了在最近发现的D=5的最小规范超引力带电Kerr-AdS黑洞背景下的Hamilton-Jacobi方程对任意两个转动参数都是可分的。这使我们能够写下时空的一个不可约的基灵张量。结果还证明了在这种背景下的Klein-Gordon方程是可分的。我们还考虑了在此背景下旋转参数相等的特殊情况下的狄拉克方程，并证明它具有可分离解。最后讨论了黑洞超对称极限的近视界几何。
2005-09-15 gr-qc hep-th
Cubic action for Spinning Black Holes from massive higher-spin gauge symmetry
本研究采用受弦论启发的BRST方法实现有质量高自旋对称性，构建了可复现Arkani-Hamed--Huang--Huang正确立方振幅的旋转黑洞立方作用量，且该结论在root-Kerr理论的最小电磁相互作用场景下同样成立。
2023-12-13 gr-qc hep-th
Integrability of Particle Motion and Scalar Field Propagation in Kerr-(Anti) de Sitter Black Hole Spacetimes in All Dimensions
研究了广义Kerr-（Anti）de Sitter黑洞背景下的Hamilton-Jacobi方程和有质量Klein-Gordon方程。当有两组相等的黑洞旋转参数时，两个方程完全分离。我们明确地分析这些背景的对称性，使刘维可积性和构造一个非平凡的不可约的Killing张量与扩大的对称群，允许分离。我们还推导出这些背景中粒子的一阶运动方程，并研究它们的一些性质。这项工作极大地推广了以前已知的结果为迈尔斯-佩里度量，和克尔-（反）德西特度量在更高的维度。
2005-07-23 gr-qc hep-th math-ph
Quasilocal Energy for a Kerr black hole
本文给出了克尔时空中与定常时间片相关的准定域能量。计算是基于最近的建议\cite{by}，其中准本地能量来自空间有界引力系统的哈密顿量。三种不同类别的边界表面的克尔切片被认为是（等半径表面，圆球，和ergosurface）。分析了它们在Kerr切片和平坦三维空间（作为能量的归一化所需）中的嵌入。每个表面内包含的能量明确计算在缓慢的旋转制度和详细讨论其属性。能量是边界表面半径的正的、单调递减的函数。它在空间无穷远处接近阿诺维茨-德瑟-米斯纳（ADM）质量，在克尔黑洞视界处约为不可约质量的两倍。该表达式具有正确的静态极限，并包括由于引力约束的负贡献。将各能面上的能量与其它表面上的能量进行比较。最后，在快速旋转制度的能量估计所涉及的困难进行了讨论。
1994-09-16 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
Repetitive Penrose Process in Rotating 4D Einstein-Gauss-Bonnet Black Holes
Damghan University（达姆甘大学）；Khazar University（哈扎尔大学）
研究旋转四维爱因斯坦-高斯-博内黑洞中中性粒子的重复彭罗斯过程及非线性迭代方案，通过施加条件获守恒方程解，发现耦合对黑洞相关特性有影响，能量投资回报率与利用效率呈现特定变化规律，有别于其他黑洞情形。
2026-07-13 gr-qc
Geodesic Motion of Neutral Particles around a Kerr-Newman Black Hole
我们研究了Kerr-Newman黑洞周围的中性粒子的动力学，特别关注自旋黑洞的电荷对粒子运动的影响。我们首先考虑赤道平面上的最内稳定圆轨道（ISCO）。结果表明，与Kerr黑洞相比，由于黑洞电荷的存在，粒子的有效势具有更强的排斥效应.结果表明，当黑洞的角动量$a$为固定值时，随着黑洞的电荷$Q$的增加，ISCO的半径减小。然后，我们考虑粒子从其初始轨道脱离赤道运动的一个反冲。粒子的受扰运动最终将是有界的，或者是无界的，从而逃逸到空间无限远。更甚的是，粒子很可能会被黑洞捕获。因此，我们分析和数值确定的参数区域的相应的运动，在初始半径的轨道运动和踢的强度。将与克尔黑洞中中性粒子的运动进行比较。
2017-11-13 gr-qc
Weak Cosmic Censorship with spinning particles in Kerr-(A)dS spacetimes
本文将Wald关于旋转粒子的思想实验推广至非零宇宙学常数的Kerr-(A)dS黑洞，证明粒子吸收不会破坏极端界限形成裸奇点。
2025-07-25 gr-qc
Modeling the horizon-absorbed gravitational flux for equatorial-circular orbits in Kerr spacetime
本文提出了一个改进的克尔黑洞赤道面圆轨道小天体视界吸收引力波能流的解析模型。后牛顿（PN）理论通过轨道频率中的泰勒展开提供了吸收通量的多极分量的分析描述。在以前工作的基础上，我们构造了一个模式的模式分解的吸收通量的泰勒展开同意目前的PN结果。这种因式分解的形式显着提高了与频域Teukolsky代码，通过一系列的圆形轨道的光子轨道的演变得到的数值结果的协议。我们执行的模型和数值数据之间的比较无量纲克尔自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$和频率高达光环的克尔黑洞。我们提出的模型强制在轨道频率等于地平线的频率，如微扰理论所预测的通量中存在零。它还再现了光环附近通量的预期发散。泰勒展开的PN通量都没有捕获到这些特征。我们提出的吸收通量也有助于改进小质量比二元系统的螺旋、合并和衰荡模型。
2013-05-09 gr-qc
Appearance of Keplerian discs orbiting Kerr superspinars
我们研究了与弦论预言的克尔超旋体的开普勒吸积盘出现有关的光学现象。超旋外部是由标准克尔裸奇点几何打破了黑洞的内部角动量（自旋）的限制。我们构建本地光子逃逸锥的各种轨道源，使确定的情况下，遥远的观察者的超旋轮廓。我们表明，超旋轮廓强烈依赖于假设的边缘，外部克尔时空加入到内部时空的弦论和显着不同的黑洞轮廓。吸积盘的外观是强烈依赖于超旋自旋的值在他们的形状和频移轮廓。圆盘的表观伸展随着自旋的增加而显著增加，而频率偏移随着自旋的下降而增加。这种行为与围绕黑洞运行的圆盘的外观有很大的不同，因此，至少在原则上，可以清楚地区分克尔超旋和黑洞。在Kerr超旋体附近，非逃逸光子与被Kerr超旋体捕获的光子以及被Kerr超旋体强引力场捕获的光子分离，导致盘的自发光，甚至影响盘的结构，引起辐射的自反射效应。捕获光子的数量随着超旋自旋的下降而增加。因此，我们可以预期显着的自发光效应在克尔超旋领域与近极端的自旋$a \sim 1$。
2011-01-19 gr-qc
Repetitive Penrose Process in Accelerating Kerr Black Holes
College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University（重庆师范大学物理与电子工程学院）；School of Material Science and Engineering, Chongqing Jiaotong University（重庆交通大学材料科学与工程学院）
本文研究加速 Kerr 黑洞中重复 Penrose 过程，发现其能量提取能力更强，且在特定条件下能量利用效率可超50%。
2026-02-06 gr-qc hep-th
Repetitive Penrose process for charged particles in Kerr-Newman black holes
Damghan University（达姆甘大学）
研究极端Kerr-Newman黑洞中带电粒子的重复彭罗斯过程，建立非线性迭代框架，通过三转折点条件解析求解守恒方程，发现两种电磁耦合分别控制过程终止和提取效率，并识别出电荷参数空间中的四区域结构。
2026-07-01 gr-qc
Orbits around a Kerr black hole and its shadow
自1915年广义相对论完整版向科学界公布以来，真空爱因斯坦场方程的许多解已经被发现和研究。本文的目的是详尽地记录推导的形状补丁的天空，离开完全黑色的旋转黑洞所描述的克尔解决方案在Boyer-Lindquist坐标。在观测者的天空中的这个黑暗区域被称为黑洞阴影。首先引入了用于粒子轨道分析的守恒量，并利用这两个碰撞参量（方位角方向的比角动量L和无量纲Carter常数Q）唯一地描述了光子的轨道。然后，我们推导出光子被黑洞捕获所需的参数条件。这些条件然后被转化为黑洞阴影的方程。最后，我们得出了两个独立的情况下，赤道观测者的黑洞阴影的文件。
2020-02-14 gr-qc hep-th
Thermodynamical Characteristics of "Crystal Lattice" of Many Interacting Kerr Black Holes in Touching Limit
本文从简单的近似（准经典）方法出发，有效地再现和推广了Herdeiro和Rebelo关于两个相互作用Kerr黑洞（在接触极限下）的基本物理特性（熵和温度）的精确分析结果.与我们以前的工作一样，我们简单地假设总黑洞视界的周长（包括两个或一般来说，一个由许多相互作用的Kerr黑洞组成的“晶格”，在接触极限下，没有角动量）保持整数个约化康普顿波长，对应于在视界处捕获的小量子系统的质谱。（很明显，它在概念上类似于玻尔量子化公设，在玻尔-索末菲的量子理论中用德布罗意关系来解释。）它通过简单的数学方法、黑洞相互作用的第一近邻近似和第一热力学定律，导出了整个黑洞及其任何部分，即单个黑洞的上述基本热力学特性。特别地，在黑洞数目增加的限制下，总黑洞的熵和视界面代表离散谱的观测量，而单个黑洞的熵和视界面则趋向于连续谱的观测量.
2008-10-06 gr-qc
Transition from inspiral to plunge for eccentric equatorial Kerr orbits
Ori和Thorne讨论了恒星质量的天体从圆形的、赤道的螺旋形到坠入超大质量（$10^{5}-10^{8}M_{\odot}$）克尔黑洞的过渡的持续时间和可观测性（与LISA一起）。我们将他们的计算推广到偏心克尔赤道轨道。即使轨道参数接近精确确定，我们发现，有没有通用的过渡长度;相反，过渡的长度依赖于敏感-基本上随机-初始条件。尽管如此，Ori和Thorne的零偏心率结果本质上是涉及类似物体的偏心过渡长度的上限（例如，$a$固定）。因此，对观测的影响也好不到哪里去：如果大质量天体是$M=10^{6}M_{\odot}$，被俘获的天体的质量是$m$，这个过程发生在距离LISA的距离是$d$，那么就是$S/N \lesssim (m/10 M_{\odot})(1\text{Gpc}/d)\times O(1)$，精确的常数取决于黑洞的自旋。对于低质量物体（$m \lesssim 7 M_\odot$），其事件发生率至少是模糊的理解，我们预计几乎没有机会（可能[远]小于10%，这在很大程度上取决于天体物理学假设）LISA在运行期间用$S/N>5$探测到一个跃迁事件;但是，在此情况下，即使是少量的高浓度质量体或LISA的噪声曲线的轻微改善可能在LISA的寿命期间潜在地产生$S/N>5$转变事件。
2002-11-07 gr-qc
Sourcing the Kerr geometry
本文提出旋转冻结星模型，用一种无病态的奇异物质作为Kerr几何的源，通过修改内部几何消除奇点，为引力坍缩物质的高量子终态提供了经典描述。
2023-10-25 gr-qc
A Positive-Definite Energy Functional for the Axisymmetric Perturbations of Kerr-Newman Black Holes
本文借助 Carter-Robinson 恒等式与轴对称哈密顿约化，为任意次极端 Kerr-Newman 黑洞的线性引力-电磁耦合扰动构造并证明了一个守恒的正定能量泛函。
2021-05-26 gr-qc
Surface Area Products for Kerr-Taub-NUT Space-time
研究了四维\emph{Lorentzian geometry}中Taub-NUT（Newman-Unti-Tamburino）和Kerr-Taub-NUT（KTN）黑洞（BH）的内外视界热力学性质.我们将这些性质与Reissner Nordstrøm（RN）BH和Kerr BH的性质进行了比较和对比。重点讨论了事件视界和柯西视界的“面积积”、“熵积”和“不可约质量积”。由于质量依赖性，我们推测这些产品没有美丽的量子化特征。它也没有任何普遍属性。我们进一步观察到BH热力学的\emph{First law}和\emph {Smarr-Gibbs-Duhem}关系在Lorentz区域对Taub-NUT（TN）和KTN BH不成立.上述这些特征的失败是由于非平凡NUT电荷的存在，这使得时空是渐近非平坦的，与RN BH和Kerr BH相反。失败的另一个原因是Lorentzian TN和Lorentzian KTN几何包含了\emph{Dirac-Misner type singularity}，这是流形的非平凡拓扑扭曲的表现.计算了TN和KTN黑洞的\emph{mass formula}和\emph{Christodoulou-Ruffini mass formula}。这一热力学乘积公式使我们在微观层次上对BH熵（内熵和外熵）的本质有了进一步的认识。
2016-08-08 gr-qc math-ph math.MP
On the single versus the repetitive Penrose process in a Kerr black hole
本文回归原始彭罗斯过程，通过转向点条件求解运动方程，证明单次衰变即可提取克尔黑洞旋转能量，并量化了三个半径处的效率，同时指出MTW73重复模型违反能量守恒，需引入不可约质量修正。
2024-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of Kerr black hole surrounded by a cloud of strings in Rastall gravity and constraints from M87*
本文研究Rastall引力中弦云环绕的Kerr黑洞阴影，利用M87*的EHT观测约束参数$a$、$a_0$和$β$，证明该类黑洞可作为真实天体物理黑洞候选体。
2024-08-05 gr-qc
Self-force as a cosmic censor in the Kerr overspinning problem
众所周知，一个接近极值的克尔黑洞可以通过捕获一个测试粒子而旋转到超过其极值极限。在这里，我们表明，一旦从粒子的自身重力的反作用是适当地考虑，总是避免过度自旋。我们专注于非自旋，不带电，沿着赤道平面抛出的大质量粒子，并在一阶自作用力近似下工作（即，我们通过粒子能量和黑洞质量之间的比率（假设很小）的线性顺序，包括对粒子加速度的所有相关修正。我们的计算是我们两个人最近分析的数值实现[Phys.修订版本\ D { \bf 91}，104024（2015）]，其中为捕获场景制定了一个必要和充分的“审查”条件，涉及在极值极限下在不稳定圆形测地线的单参数族上计算的某些自力量。自作用力信息既考虑了辐射损失，又考虑了对碰撞参量临界值的有限质量修正。在这里，我们获得了所需的自作用力数据，并提出了强有力的证据表明，捕获的粒子永远不会驱动黑洞超过其极限。然而，我们表明，在我们的一阶自作用力近似，它是可能达到极值极限与适当的选择初始轨道参数。要排除这种可能性，需要（目前无法获得）关于高阶自作用力修正的信息。
2015-08-17 gr-qc
Overspinning a Kerr black hole: the effect of self-force
我们研究的情况下，一个大质量的粒子被扔进一个快速旋转的克尔黑洞，试图旋转它超过其极端极限，挑战弱宇宙审查。我们的工作在黑洞微扰理论，并专注于非自旋，不带电的粒子发送在赤道轨道。我们首先确定了完整的参数空间区域，其中发生过旋时，从粒子的自引力的反作用的影响被忽略。特别是，我们发现，只有从无限远传来的粒子才能达到超自旋。重力自作用力效应可以通过辐射掉足够量的粒子角动量（“耗散效应”）和/或通过增加有效的离心排斥来防止过度旋转，使得具有合适参数的粒子永远不会被捕获（“保守效应”）。我们分析了自作用力的全部效应，从而完成了Jacobson和Sotiriou（他们忽略了自作用力）以及Barausse，Cardoso和Khanna（他们考虑了轨道子集上的耗散效应）以前的研究。我们的主要结果是一个涉及某些自力量的不等式，它描述了过度旋转场景被推翻的充分必要条件。这个“审查”条件制定在一定的单参数家庭的测地线在极值克尔几何。我们发现，审查条件是不敏感的耗散效应（在一阶自力近似这里使用），除了一个子集的完美微调轨道，一个单独的审查条件的派生。我们在这里没有得到的自我力输入需要评估我们的两个条件，但讨论的前景，生产必要的数据，使用国家的最先进的数字代码。
2015-01-29 gr-qc
Revisiting the Penrose Process in Rotating Black Holes with Quantum Corrections: Implications for Energy Extraction and Irreducible Mass
本研究分析带量子修正参数的旋转黑洞中的彭罗斯能量提取过程，发现量子修正会改变黑洞几何结构、提升能量提取效率，推导了不可约质量表达式，揭示量子修正对黑洞能量学的显著影响。
2025-08-03 gr-qc hep-th
A discussion on the symmetry of relativistic Vlasov gas and its accretion in Kerr-Newman black hole
Wuhan Donghu University（武汉东湖学院）
研究克尔 - 纽曼时空中无碰撞弗拉索夫气体动力学性质，分析时空对称性对分布函数的约束，通过计算多种物理量及构建诊断参数，得出黑洞吸积率等解析表达式，揭示吸积率与黑洞旋转及电荷的关系，为动力学吸积过程提供新见解。
2026-07-15 gr-qc
Conditions for Sustained Orbital Resonances in Extreme Mass Ratio Inspirals
我们研究了极端质量比吸气中持续轨道共振的可能性。使用近单位平均变换，我们减少了一个粒子的运动方程的Kerr时空中移动的自作用力修正附近的共振测地线到一个一维方程的粒子移动的有效潜力。从这个有效的方程，我们得到的必要条件和充分条件，需要满足的自我力，使吸气轨道被捕获在持续的共振。一路上，我们还获得了完整的非线性表达式的跳跃绝热常数的运动引起的inspiral瞬态演变通过一个强共振的质量比的一阶。最后，我们发现，如果共振足够强，以允许在持续的共振捕获，只有一小部分（质量比的平方根的顺序）的所有吸气将确实被捕获。这使得在EMRI中观察到持续的共振-如果它们存在的话-对于像eLisa这样的太空天文台来说是非常不可能的。
2021-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Charged particle motion and acceleration around Kerr-MOG black hole
本研究探究磁化Kerr-MOG黑洞附近的带电粒子动力学与磁彭罗斯加速过程，分析了STVG引力和磁场对黑洞视界、圆轨道稳定性、粒子轨迹及逃逸行为的影响，为宇宙线高能粒子起源提供新的理论参考。
2024-04-16 gr-qc hep-th
On light surfaces in black hole thermodynamics
在由光表面及其频率决定的新框架下讨论了经典黑洞（BH）热力学的基本原理。这种新方法使我们能够研究克尔几何中的BH跃迁。在BH的情况下，我们引入了一个新的参数化的度量的最大可提取的旋转能量，或相应地，不可约的质量，这是一种替代的自旋参数化。结果表明，BH时空与自旋$a/M= \sqrt {8/9}$和$a/M=1/\sqrt{2}$显示异常的旋转能量提取和表面重力，而情况$a/M=\sqrt{3}/2$是特别相关的研究的视界面积的变化。我们发现的一般条件下，BH转换可以发生，并表示它们的初始和最终状态的质量。这表明在克尔几何中BH跃迁不是任意的，而是依赖于初态和末态的质量和自旋之间的关系。从观测的角度来看，我们认为，在BH极点附近，有可能探测到光子轨道的频率，其特征在于在这项工作中分析的光表面。
2022-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Energy and angular momentum of the gravitational field in the teleparallel geometry
考虑了广义相对论的遥平行等价的哈密顿形式。引力场的能量、动量和角动量的定义是由该理论的约束方程的积分形式导出的。特别地，引力能动量由三维类空超曲面上标量密度的积分给出。在Kerr黑洞的背景下研究了引力能的定义。在计算克尔黑洞外部事件视界内的能量时，我们得到了一个非常接近克尔黑洞不可约质量的值。本文计算了缓慢转动的薄质量壳的引力场的引力角动量。
2002-04-09 gr-qc
Measuring the Shape of Kerr Black Holes at the Photon Orbit
Perimeter Institute for Theoretical Physics（佩里曼理论物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文系）；Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo（滑铁卢大学天体物理中心）
通过观测n=2和n=3光子环与阴影的分辨，研究如何在降低天体物理不确定因素影响下测量Kerr黑洞的李雅普诺夫指数。
2025-12-18 gr-qc hep-ph
Rotating Black Hole Thermodynamics with a Particle Probe
用粒子探针研究了一般尺度下Myers-Perry黑洞的热力学性质。在粒子吸收过程中，熵和不可约质量的变化依赖于粒子的径向动量。黑洞的热力学行为依赖于特定旋转的维数。对于一个四维克尔黑洞，它的黑洞的性质保持任何粒子的吸收。5-三维黑洞可以通过吸收特定动量范围内的粒子来避免裸环奇点。超过6维的黑洞通过特定形式的粒子吸收成为超自旋黑洞。用Kerr/CFT对应解释了有限情况下Myers-Perry黑洞的微观变化。本文系统地描述了粒子吸收对黑洞性质的影响。
2011-07-08 gr-qc hep-th
Excitation region of Kerr black hole quasinormal modes from Stokes geometry
Kindai University（近畿大学）；RIKEN iTHEMS（理化学研究所 iTHEMS）
该研究从解析和数值角度，结合Stokes几何与QNM加尾展开收敛测试，确定Kerr黑洞QNM激发半径，发现其与泛音数相关，极端极限下趋近外视界。
2026-08-03 gr-qc hep-th
Weighing the Black Hole via Quasi-local Energy
我们开始在不同时空中的黑洞的事件视界上对黑洞进行称重，得到的质量大大高于它们的渐近值。在每种情况下，史瓦西、赖斯纳-诺德斯特姆或克尔黑洞的视界质量都是在无穷远处观测到的不可约质量的两倍。不可约质量不包含静电能或转动能，这就导致了一个不可避免的结论，即带有电荷和自旋的粒子不可能存在于黑洞中。它被称为外部能量范式。在双黑洞合并过程中，事件视界及其附近的质量越大，引力波的释放就越明显。我们描述了这些质量值是如何获得的准本地能量的方法，并应用到第一个引力波GW 150914的黑洞。
2018-08-06 gr-qc hep-th
Entropy Bound of Horizons for Accelerating, Rotating and Charged Plebanski-Demianski Black Hole
首先回顾了加速、旋转和带电的Plebanski-Demianski（PD）黑洞，包括Kerr-Newman旋转黑洞和Taub-NUT时空.这个黑洞的主要特征是它有四个视界，即事件视界、柯西视界和两个加速视界。在非极值情形下，给出了PD黑洞在事件视界和柯西视界上的表面积、熵、表面引力、温度、角速度、Komar能量和不可约质量.对事件视界和柯西视界求出了熵积、温度积、Komar能积和不可约质量积。此外，他们的总和也发现了两个地平线。所有这些关系都依赖于PD黑洞的质量和其他参数。因此，所有的乘积对PD黑洞并不具有普适性。研究了两个视界的熵和面积界。我们还发现了极端PD黑洞的Christodoulou-Ruffini质量。最后，利用热力学第一定律，我们还得到了PD黑洞的Smarr关系.
2015-07-02 gr-qc
Why there is no Love in black holes
本文发现稳态轴对称 Kerr 扰动具有隐藏的共形对称性，并利用其不可约最高权表示证明黑洞潮汐响应场与扰动属于不同表示，从而解释黑洞 Love 数为零。
2025-06-05 gr-qc hep-th
Black Hole Interior Mass Formula
本文通过显式计算证明，虽然事件视界和柯西视界的面积积、视界半径积、熵积和不可约质量积是普适的，但它们的\emph{surface gravity product}、\emph{surface temperature product}和\emph对Kerr-Newman（KN）黑洞时空似乎不是普适的.我们显示黑洞质量公式的\emph{Cauchy horizon}以下的开创性工作Smarr \cite{smarr}的外视界。我们还为\emph{inner horizon}规定了黑洞力学的\emph{four}定律。讨论了黑洞极值极限的新定义。
2014-05-06 gr-qc
High-energy interactions of charged black holes in full general relativity II: Near-extremal merger remnants and universality with the irreducible mass
通过等质量等电荷无自旋双黑洞的新高能模拟，研究并合遗迹的近极端参数、能量与角动量辐射，并验证基于不可约质量的普适性。
2024-12-02 gr-qc hep-ph hep-th
How to Create a 2-D Black Hole
研究了宇宙弦与四维静止黑洞的相互作用。如果无限长的弦的一部分靠近黑洞，它就能被捕获。最后固定配置的捕获字符串进行了研究。证明了一个唯一性定理，即描述被捕获的静止弦的最小二维曲面$Σ$与{ \it主Killing曲面}重合，即Killing轨迹通过Kerr-Newman几何的主零射线所形成的曲面。研究了主Killing面的几何性质，证明了$Σ$的内部几何与二维黑洞或白洞（{ \it弦洞}）的几何一致.弦微扰的传播方程与二维弦孔时空中耦合的标量场方程是相同的。描述了二维弦孔的一些有趣的物理特性。特别是，它表明，周围时空的额外维度的存在使得相互作用之间的内部和外部的弦黑洞的可能性;从二维几何的角度来看，这种相互作用是因果的。这个结果的可能应用的信息损失之谜进行了简要的讨论。
1995-11-21 gr-qc hep-th
How to Create a 2-D Black Hole
研究了宇宙弦与四维静止黑洞的相互作用。如果无限长的弦的一部分靠近黑洞，它就能被捕获。最后固定配置的捕获字符串进行了研究。证明了一个唯一性定理，即描述被捕获的静止弦的最小二维曲面$Σ$与{ \it主Killing曲面}重合，即Killing轨迹通过Kerr-Newman几何的主零射线所形成的曲面。研究了主Killing面的几何性质，证明了$Σ$的内部几何与二维黑洞或白洞（{ \it弦洞}）的几何一致.弦微扰的传播方程与二维弦孔时空中耦合的标量场方程是相同的。描述了二维弦孔的一些有趣的物理特性。特别是，它表明，周围时空的额外维度的存在使得相互作用之间的内部和外部的弦黑洞的可能性;从二维几何的角度来看，这种相互作用是因果的。这个结果的可能应用的信息损失之谜进行了简要的讨论。
1995-11-15 gr-qc hep-th
Thermodynamics and phase transition in rotational Kiselev black hole
本文研究了转动Kiselev黑洞（KBH）的热力学性质。具体来说，我们使用事件视界（EH）的一阶近似计算热力学性质的一般状态方程$ω$。这些热力学性质包括面积、熵、视界半径、表面重力、表面温度、柯西视界（CH）和EH处的科马尔能量和不可约质量。我们研究了这些热力学量的乘积，发现这些乘积是由状态方程$ω$和强度参数$α$决定的。在最本质的物质（$ω=-2/3$），辐射（$ω=1/3$）和尘埃（$ω=0$）的情况下，我们详细讨论了它们的性质。我们还将Smarr质量公式和Christodoulou-Ruffini质量公式推广到转动KBH。最后我们研究了有辐射转动KBH（$ω=1/3$）的相变和热力学几何。通过分析，我们发现这种相变是一种二级相变。此外，我们还得到了热力学几何框架下的标量曲率，表明辐射物质可能改变Kerr黑洞的相变条件和性质。
2020-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Hidden Symmetries of Higher-Dimensional Rotating Black Holes
在这篇论文中，我们研究高维旋转黑洞。目前，这种黑洞在弦论和膜世界模型中被广泛讨论。我们证明，即使是最普遍的已知Kerr-NUT-（A）dS时空，描述一般的旋转高维渐近（反）德西特黑洞NUT参数，在许多方面类似于它的四维对应。也就是说，我们表明，它承认一个基本的隐藏对称与主共形Killing-Yano张量。这样一个张量产生了隐藏和显式对称的塔。Killing张量塔是测地线运动不可约、动量二次守恒积分存在的原因。这些积分，连同对应于显式对称塔的积分，使得Kerr-NUT-（A）dS时空中的测地线方程完全可积。我们进一步证明，在这个时空中的Hamilton-Jacobi，Klein-Gordon，和固定弦方程允许完全分离的变量和问题，找到平行传播帧减少到一阶常微分方程组。此外，我们还证明了Kerr-NUT-（A）dS时空是具有所有这些性质的最一般的Einstein空间。我们还明确推导出最一般的（脱壳）规范度量承认的主要共形Killing-Yano张量，并证明这样的度量是必要的特殊代数型D的高维代数分类。本文的结果描述了高维空间中隐藏对称性与旋转黑洞之间关系的新的完整的图景。
2008-09-15 gr-qc hep-th
Black holes die hard: can one spin-up a black hole past extremality?
摧毁黑洞的一个可能过程是将具有足够大角动量的点粒子抛入黑洞。在克尔黑洞的例子中，沃尔德证明了具有危险的大角动量的粒子不会被黑洞捕获，因此事件视界不会被破坏。在这里，我们重新考虑了各种黑洞几何形状的gedanken实验，从更高维度的黑洞到黑环。我们表明，这种摧毁黑洞的特殊方式不会成功，宇宙审查被保留下来。
2010-03-22 gr-qc hep-ph hep-th
Shadow of rotating black holes with consistent thermodynamics
RIKEN iTHEMS（理化学研究所 iTHEMS）；Department of Physics, National Central University（中央大学物理系）；Center for High Energy and High Field Physics (CHiP), National Central University（中央大学高能高场物理中心 (CHiP)）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心 (APCTP)）；Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics (NITEP), Osaka Metropolitan University（大阪公立大学 南部阳一郎理论与实验物理研究所 (NITEP)）
本研究探讨了旋转黑洞阴影与热力学一致性的关系，发现阴影大小存在下限，并讨论了可能的观测影响及黑洞自转超限的可能性。
2026-02-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Information--Theoretic Black Hole Entropy II: Infrared Gravity and Charged/Rotating Extensions
National Technical University of Athens（雅典国家技术大学）
该研究将满足热力学第三定律的信息论黑洞熵扩展至引力及克尔-纽曼情形，通过微扰方法证明其可由广义相对论红外形变重现，还区分了几何极端性与统计冻结终点。
2026-08-07 gr-qc hep-ph hep-th
Black hole thermodynamics with generalized uncertainty principle
在标准观点中，静止黑洞的温度与其表面重力$T_H=\hbarκ/2π$成正比。这是一个半经典的结果，没有考虑量子引力效应。这封信探讨了广义不确定原理（GUP）意义下黑洞温度的统一表达式。我们的讨论涉及到对被黑洞吸收的粒子的启发式分析。除了一类静态球对称黑洞外，还考虑了一类轴对称Kerr-Newman黑洞.与现有文献不同的是，我们提出黑洞的不可约质量代表吸收过程的特征尺寸。在de Sitter时空中，利用Bousso的D-界讨论了余子的信息容量。
2009-03-18 gr-qc
Gravitational energy of rotating black holes
在广义相对论的遥平行等价中，渐近平坦引力场的能量密度可以自然地定义为限制在三维类空超曲面$Σ$上的标量密度。在整个$Σ$上积分产生标准ADM能量。在建立引力能为零的参考空间后，我们得到了Kerr黑洞的定域能量表达式。在小的比角动量$a$的极限下，可以明确地计算出恒定半径表面内部的能量表达式。这个表达式与Brown和York最近提出的方法得到的表达式完全相同。我们还计算了当{ \it any}值为$a$时黑洞外视界所含的能量。这个结果实际上与$E=2M_{ir}$没有区别，其中$M_{ir}$是黑洞的不可约质量。
1996-08-21 gr-qc
