完备刻画 Kerr 与 Kerr-Newman 度规中的光子轨道
广义相对论与量子宇宙学
2019-05-01 v2 高能物理 - 理论
摘要
近来，人们引入了若干新特征来描述稳态时空的零测地线结构，例如光子区(PR)与横向俘获面(TTS)。前者是限制球状光子轨道的三维区域，而后者是球拓扑的闭二维曲面，填满称为 TTR 的其他区域。我们认为，在一般稳态轴对称时空中，自然地也应考虑满足相同条件（“部分”TTS 或 PTTS）的球冠几何的非闭 TTS，它们填满三维区域 PTTR。接着我们证明，PR、TTR 与 PTTR 连同相应的反俘获区域一起，构成了填满类 Kerr 时空整个三维空间（定义类时曲面的地方）的完整区域集合。这一构造提供了一种不依赖于显式求解测地线方程的对这类时空的新光学描述。将此分析应用于 Kerr-Newman 度规（包括超速自旋情形），我们揭示了对于不同自转与电荷参数集合的四种不同光学类型。为说明其性质，我们将 Synge 对 Schwarzschild 度规中光子逃逸的分析推广到稳态时空，并构造了描述来自上述所有区域的光子逃逸的密度图。
引用
@article{arxiv.1901.02785,
title = {Completing characterization of photon orbits in Kerr and Kerr-Newman metrics},
author = {D. V. Gal'tsov and K. V. Kobialko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.02785},
year = {2019}
}
备注
Minor corrections, editing, Appendix added. 33 pages, 52 figures