黑洞及其超越研究：阴影与相对论轨道

本博士论文共七章。第一章向读者介绍黑洞和裸奇点作为连续引力坍缩终态的形成。总结了史瓦西黑洞、JMN-1裸奇点和JNW裸奇点的物理和几何性质。基于文献综述给出了动机和要推导的目标。第二章涉及上述致密天体的阴影。使用射线追踪形式论和零测地线显式计算了一般球对称静态时空的运动方程。第三章重点使用NJA构造旋转裸奇点。使用无复化方法的NJA，得到旋转JNW裸奇点时空。推导了旋转时空阴影形状的一般形式，并得到了旋转JNW、Kerr和变形Kerr时空的阴影形状。第四章研究了史瓦西、JMN-1和JNW时空中类时束缚轨道的进动。为所提供的模型推导了完全相对论轨道方程。使用轨道方程的近似解来表征轨道进动的性质。下一章是关于旋转Kerr和JNW时空中类时束缚轨道的进动。第六章涉及S星的相对论轨道，并讨论了真实轨道和视轨道的轨道参数。从现有文献中采用了S2星的天体测量数据，并使用数值技术研究了标量场存在下S2星的相对论轨道。最后一章旨在总结结果，并探讨一些未来展望，以探测Sgr A*的性质，可能使用黑洞模拟器。