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旋转膜世界黑洞周围球形轨道的特征进动

广义相对论与量子宇宙学 2025-05-28 v1 高能天体物理现象

摘要

我们研究了 Randall-Sundrum 框架下旋转膜世界黑洞时空中的轨道动力学和相对论进动效应。对于球形轨道上的测试粒子,我们分析了三个守恒量——能量、角动量和 Carter 常数——并考察了最内稳定球形轨道如何依赖于潮汐荷和轨道倾角。与 Kerr 黑洞相比,膜世界修正显著改变了节点进动和近星点进动频率:正潮汐荷抑制进动率,而负潮汐荷则增强进动率。对于静止陀螺仪,我们计算了 Lense-Thirring 进动频率,并证明了其对潮汐荷、黑洞自旋和陀螺仪方向的敏感性。我们的结果表明,正潮汐荷在增强引力吸引的同时削弱了参考系拖曳效应——这提供了额外维度引力的一个独特特征。这些结果对天体物理观测,包括吸积盘行为、恒星轨道动力学和引力波探测,具有重要意义。修正后的轨道和陀螺仪进动为在强场区域检验膜世界引力提供了新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.20736,
  title  = {Characteristic precessions of spherical orbit around a rotating braneworld black hole},
  author = {Hui-Min Wang and Kai Liao and Shao-Wen Wei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20736},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 5 figures