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黑洞光谱学与 Einstein-Maxwell-标量理论中的非线性回声

广义相对论与量子宇宙学 2025-07-14 v4 高能天体物理现象 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

在电磁场与标量场之间存在非最小耦合的 Einstein-Maxwell-标量理论中,我们研究了球对称黑洞的线性(非)径向扰动及其非线性径向动力学。在参数空间的某个区域,该理论允许拥有稳定光子球的毛绒黑洞。这在线性扰动的有效势中体现为多个最大值和最小值。相应的准阻尼模态光谱包含被势阱捕获的长寿命模态,时域线性响应显示出回声,这此前已在无事件视界紧凑天体中观察到。有趣的是,该理论中的黑洞动力学可在非线性水平上进行研究。通过进行完整的 1+1 模拟,我们展示即使在非线性显著时也会出现回声。据我们了解,这是首个在一致理论中超越线性分析观察到回声的例子。在后续工作中我们将研究该特征在该理论下黑洞碰撞后合并信号中是否也呈现。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.14259,
  title  = {Black hole spectroscopy and nonlinear echoes in Einstein-Maxwell-scalar theory},
  author = {Marco Melis and Fabrizio Corelli and Robin Croft and Paolo Pani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14259},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 13 figures; v4: published version and corrected typo