探索黑洞内部
广义相对论与量子宇宙学
2017-12-27 v3 高能天体物理现象
高能物理 - 理论
摘要
来自黑洞(BH)并合的引力波(GW)探测为探测天体物理黑洞内部提供了途径。对BH内部的广义相对论描述为空时空带有一个（可能的）奇点核心。然而最近，黑洞内部不存在的假说逐渐受到关注，因为它提供了解决BH信息丢失问题的一种手段。在此，我们提出一种简单方法来回答以下问题：BH内部是否存在，如果存在，它是否包含某种物质分布还是主要为空？我们的提议基于这样的想法：类似于相对论性超致密恒星的情况，任何内部具有某种物质分布的类黑洞物体除了传统的时空模式外还应支持流体模式。特别是，科里奥利诱导的Rossby（r-）模式，其谱对内部物质的组成大多不敏感，应是此类类黑洞物体的普遍特征。事实上，这些模式的频率和阻尼时间仅由物体的质量和自转速度决定。r模式以较低频率振荡，以较慢速率衰减，并产生比时空类模式更弱的GW。因此，它们在BH并合产生的GW谱中印下了非空内部的模型不敏感特征。我们发现未来GW探测器，如具有设计灵敏度的Advanced LIGO，若从类黑洞物体内部量子力学泄漏出的GW量足够大，则有可能探测到此类r模式。
引用
@article{arxiv.1701.07444,
title = {Discovering the interior of black holes},
author = {Ram Brustein and A. J. M. Medved and K. Yagi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.07444},
year = {2017}
}
备注
Added author, added discussion of detectability, clarified conclusions, 32 pages, 3 figures. V3 agrees with the accepted version - minor revisions