组成 Kerr-Newman 轨道环系统中惯性坐标系的拖曳效应

轨道物体对惯性坐标系的拖曳效应意味着组成的黑洞-轨道环系统中中心黑洞的视界角速度 $\Omega^{\text{BH-ring}}_{\text{H}}$ 不再与其角动量 $J_{\text{H}}$ 之间存在熟悉的真空函数关系 $\Omega_{\text{H}}(J_{\text{H}})=J_{\text{H}}/M\alpha$（其中 $\{M,\alpha\}$ 分别为中心旋转黑洞的质量和归一化面积）。通过连续性论证，最近揭示了组成 Kerr 环系统具有普遍（即与自旋无关的）关系 \Delta\Omega_{\text{H}}\equiv\Omega^{\text{BH-ring}}_{\text{H}}(J_{\text{H}},J_{\text{R}},R\to R^{+}_{\text{H}})-\Omega^{\text{Kerr}}_{\text{H}}(J_{\text{H}})={{J_{\text{R}}/{4M^3}}，其中 $\{R,J_{\text{R}}\}$ 分别为环的半径和轨道角动量，$R_{\text{H}}$ 为中心 Kerr 黑洞的视界半径。这一有趣的观察自然提出了以下物理上有趣的问题：在组成的黑洞-轨道环系统中，物理量 $\Delta\Omega_{\text{H}}$ 是否总是由近视界函数关系 \Delta\Omega_{\text{H}}={{J_{\text{R}}/{4M^3}} 给出，这一关系独立于中心黑洞的自旋（角动量）$J_{\text{H}}$？本文通过解析技术探索了轨道环对惯性坐标系拖曳效应的物理现象。具体而言，我们揭示了在组成的两个身体（黑洞-环）系统中，量 $\Delta\Omega_{\text{H}}$ 对中心旋转黑洞角动量 $J_{\text{H}}$ 有显式的非平凡函数依赖性。