相对论性振荡子碰撞中的黑洞形成

我们在全数值相对论框架下研究了具有相等质量的加速振荡子（OS）迎头碰撞形成黑洞的物理过程，包括OS同相与最大反相（反相）两种情况。虽然未加速的OS碰撞只要其初始紧致度 $\mathcal{C}\equiv GM/R$ 高于数值确定的临界值 $\mathcal{C}>0.035$ 就会形成黑洞，但我们发现赋予微小初始加速却反直觉地会阻止黑洞形成，即便 $\mathcal{C}> 0.035$。若进一步增大加速，在极高加速 $\gamma>1/12\mathcal{C}$ 时，黑洞形成如 hoop 猜想所预测般发生。这两个极限共同构成一个“稳定带”，其中碰撞导致OS“穿过”（同相）或“反弹”（反相），临界点出现在 ${\cal C}\approx 0.07$ 附近。我们认为该稳定带的存在可由碰撞的自由下落与相互作用时间尺度之间的竞争来解释。