坍缩之后:物理真空如何改变黑洞范式
广义相对论与量子宇宙学
2023-07-26 v1 高能物理 - 理论
摘要
标准广义相对论假定在缺乏经典物质源时,时空为空。本章考察并分析了当以反应性真空(尤其源自量子场论所提供真空概念)取代这种空虚时,引力场出现的新行为。我们将研究限于球对称构型,并以简单的自由量子标量场作为更复杂表述的代理。我们的分析分为静态构型与动态构型两部分。在静态性假设下,我们借助真空重整化应力-能量张量(RSET)作为爱因斯坦方程中的附加源,发现并描述了出现的不同渐近平直自洽解。特别令人感兴趣的是如下发现:与标准广义相对论相反,新理论天然包含静态超致密恒星构型,其在观测上可能被误认为黑洞(BH)。随后,在动态构型研究中,我们探究了这些相同的真空效应在初始引力坍缩后改变内部引力过程的可能性,其展现了一条形成上述超致密构型的路径。这促使我们分析了文献中鲜有探讨的若干动力学情形。尤为相关的是,我们发现所有真实黑洞都应包含的内视界可能向外膨胀得足够快,以至于在任何可观的霍金蒸发发生之前便与外视界相遇。
引用
@article{arxiv.2307.13416,
title = {After collapse: On how a physical vacuum can change the black hole paradigm},
author = {Julio Arrechea and Carlos Barceló and Valentin Boyanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13416},
year = {2023}
}
备注
64 pages, 9 figures. Invited chapter to appear in the volume "New Frontiers in Gravitational Collapse and Spacetime Singularities" (Eds. P. S. Joshi and D. Malafarina, Springer Series in Astrophysics and Cosmology)