具有自相互作用有质量复标量毛发的黑洞的动态阴影
广义相对论与量子宇宙学
2025-11-25 v3
摘要
我们研究了具有自相互作用有质量复标量毛发的黑洞的动态阴影。复标量场ψ随时间t演化,其在视界上的幅度|ψ_h|从零开始,经历急剧上升后快速振荡,最终收敛到一个常数值。光子球半径r_ps的变化与幅度|ψ_h|的变化相似。由于复标量毛发ψ的出现,视界半径r_h开始急剧增加,然后平滑地趋近于一个稳定值。带有吸积盘的黑洞的阴影半径R_sh随观测者位置的时间t_o增加而增大。在没有吸积盘的情况下,阴影半径R_sh更大,并且也随t_o增加而增大。此外,我们将所有时间点t的动态时空切片为类空超曲面。对于有吸积盘的情况,R_sh的变化与视界r_h的变化相似,因为吸积盘的内边缘延伸至视界。在没有吸积盘的情况下,R_sh的变化与光子球半径r_ps的变化相似,因为黑洞阴影边界由光子球决定。由于r_ps的变化是由ψ引起的,可以说阴影大小的变化同样是由ψ的变化引起的。无论是否存在吸积盘,复标量毛发ψ的出现都会导致阴影半径R_sh开始变化。此外,我们研究了从光源到观测者的光线传播的时间延迟Δt。这些发现不仅丰富了动态黑洞阴影的理论模型,也为检验黑洞时空动力学提供了基础。
引用
@article{arxiv.2507.20569,
title = {Dynamic shadow of a black hole with a self-interacting massive complex scalar hair},
author = {Mingzhi Wang and Cheng-Yong Zhang and Songbai Chen and Jiliang Jing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20569},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 15 figures