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从连续谱解码额外维度信号并估算类星体自旋

广义相对论与量子宇宙学 2019-08-30 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

类星体周围吸积盘发出的连续谱蕴含关于大质量中心天体所产生的强引力场的丰富信息。此类强引力 regime 常预期会展现对广义相对论(GR)的偏离,这可能通过额外维度的存在而显现。作为弦论与 M 理论基石的高维空间,可作为暗物质的颇有前景的替代方案,并对暴胀宇宙学、引力波与对撞机物理具有有趣启示。因此,研究多于四个时空维度对黑洞连续谱的影响是有益的,这为强引力 regime 提供了有效的天体物理探针。为探索此类情形,我们计算了旋转超大质量黑洞周围薄吸积盘在存在额外维度情况下发出的光学光度。该背景度规类似于 GR 中的 Kerr-Newman 时空,其中源自额外维度的潮汐电荷参数也可取负值。在此类背景中计算的理论光度与八十个类星体的光学观测进行了对比。这些类星体理论光度与观测光度之间的差异被用于推断每个类星体自转参数与潮汐电荷参数最受偏好的取值。这通过最小化/最大化若干误差估计量(如卡方、Nash-Sutcliffe 效率、一致指数等)得以实现。有趣的是,它们全都偏好潮汐电荷参数为负值,这是额外维度的特征信号。因此,吸积盘确实通过其同强引力 regime 的紧密对应,提供了探索额外维度存在的显著可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.08043,
  title  = {Decoding signatures of extra dimensions and estimating spin of quasars from the continuum spectrum},
  author = {Indrani Banerjee and Sumanta Chakraborty and Soumitra SenGupta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.08043},
  year   = {2019}
}

备注

References Updated, Published Version, 32 pages, 4 figures, 1 Table