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$f(\mathcal{R})$ 与 $f(\mathcal{R},\mathcal{A},A^{\mu\nu}A_{\mu\nu})$ 修正引力中的圆柱黑洞解

广义相对论与量子宇宙学 2025-03-13 v2

摘要

我们在修正引力理论背景下探讨了 Lemos 提出的圆柱黑洞 (BH) 时空。具体而言,我们聚焦于 f(R)f(\mathcal{R}) 引力框架,选取两类模型函数:f(R)=(R+α1R2+α2R3+α3R4+α4R5)f(\mathcal{R})=(\mathcal{R}+\alpha_1\,\mathcal{R}^2+\alpha_2\,\mathcal{R}^3+\alpha_3\,\mathcal{R}^4+\alpha_4\,\mathcal{R}^5)f(R)=R+αkRk+1,(k=1,2,...n)f(\mathcal{R})=\mathcal{R}+\alpha_k\,\mathcal{R}^{k+1},\quad (k=1,2,...n)。我们在零能动张量 Tμν=0\mathcal{T}^{\mu\nu}=0 的条件下求解修正场方程并获得结果。此外,我们研究另一种著名的修正引力理论——Ricci-Inverse (RI\mathcal{RI}) 引力,并考察该 Lemos 黑洞 (LBH) 时空。为此,我们考虑以下不同类模型:(i) I 类模型:f(R,A)=(R+βA)f(\mathcal{R}, \mathcal{A})=(\mathcal{R}+\beta\,\mathcal{A}),(ii) II 类模型:f(R,AμνAμν)=(R+γAμνAμν)f(\mathcal{R}, A^{\mu\nu}\,A_{\mu\nu})=(\mathcal{R}+\gamma\,A^{\mu\nu}\,A_{\mu\nu}),(iii) III 类模型:f(R,A,AμνAμν)=(R+α1R2+α2R3+β1A+β2A2+γAμνAμν)f(\mathcal{R}, \mathcal{A}, A^{\mu\nu}\,A_{\mu\nu})=(\mathcal{R}+\alpha_1\,\mathcal{R}^2+\alpha_2\,\mathcal{R}^3+\beta_1\,\mathcal{A}+\beta_2\,\mathcal{A}^2+\gamma\,A^{\mu\nu}\,A_{\mu\nu}),其中 \mathcal{A}=g_{\mu\}\,A^{\mu\nu} 为反曲率标量,AμνA^{\mu\nu} 为反曲率张量,即 Ricci 张量 RμνR_{\mu\nu} 的倒数。我们在上述相同能动张量设定下求解修正场方程并得到结果。随后,我们在 Ricci-Inverse 与 f(R)f(\mathcal{R}) 引力理论中研究测试粒子绕该 LBH 的测地线运动并分析结果。我们证明这些修正引力理论中不同耦合常数的选取会影响常规宇宙学常数 Λ\Lambda,从而使结果相较于广义相对论情况发生偏移。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.00896,
  title  = {Cylindrical black hole solutions in $f(\mathcal{R})$ and $f(\mathcal{R},\mathcal{A},A^{\mu\nu}A_{\mu\nu})$ modified gravity},
  author = {Faizuddin Ahmed and Abdelmalek Bouzenada},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.00896},
  year   = {2025}
}

备注

28 pages, 7 figures, 1 table, accepted in Physics of the Dark Universe (https://doi.org/10.1016/j.dark.2025.101883), mathematics overlap with arXiv:2407.11513, arXiv:2410.11922