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引力坍缩能否维持无奇点的俘获面?

广义相对论与量子宇宙学 2008-11-26 v1 天体物理学 高能物理 - 理论

摘要

在产生奇点的时空中,视界内部零测地线汇的外向膨胀率 θ+\theta ^{+} 和内向膨胀率 θ\theta ^{-} 均应无界地变得越来越负。这种行为导致测地不完备性,进而预言奇点的存在。本文探讨在引力坍缩中,时空是否能维持无奇点的俘获面,即此类时空保持测地完备。作为测试案例,我们考虑爱因斯坦场方程的一个著名解,该解在大距离处类似史瓦西解,且在 r=0r=0 附近由具有 p=ρp=-\rho 物态方程的流体组成。通过追踪膨胀参数 θ+\theta ^{+}θ\theta ^{-} 穿过视界并进入黑洞内部,我们发现 θ+\theta ^{+}θ+θ\theta ^{+}\theta ^{-} 在俘获区域内均存在转折点。此外,我们发现黑洞深处存在一个区域 0r<r00\leq r<r_{0}(包含黑洞中心),该区域未被俘获。因此,俘获区域在外部和内部均是有界的。该时空是测地完备的,这一结果违反了奇点形成的一个条件。由此推断,一般而言,如果引力坍缩伴随 p=ρp=-\rho 流体的形成,所产生的黑洞可能是无奇点的。

关键词

引用

@article{arxiv.0708.2360,
  title  = {Can gravitational collapse sustain singularity-free trapped surfaces?},
  author = {Manasse R. Mbonye and Demosthenes Kazanas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0708.2360},
  year   = {2008}
}

评论

17 pages, 3 figures, accepted for publication in International Journal of Modern Physics D

R2 v1 2026-06-29T02:35:25.378Z