相互作用 Kerr 黑洞的动力学与热力学方面

我们考虑了具有相同或相反角动量且其间存在无质量支柱的两个等质量黑洞的渐近平直双 Kerr 解。在固定角动量和质量的情况下，两个同向旋转 Kerr 黑洞的角速度随着它们彼此靠近而减小，从无限远分离时的 Kerr 值减小到视界合并极限处具有两倍质量和角动量的单个 Kerr 黑洞的值。我们表明，极端同向旋转 Kerr 黑洞的比率 J/M^2 从无限远分离时的 1 变化到合并极限时的 2。这些结果用旋转拖拽来解释，并与反向旋转 Kerr 黑洞的情形进行了比较。然后我们分析了能层区域的合并。在同向旋转情形下，合并点出现在 \pi/2 角度处，这与近期的一般论证相符。在反向旋转情形下，能层区域永远不会合并。我们研究了两种情形下作为距离函数的视界几何，并提供了嵌入图。最后，我们研究了同向旋转双 Kerr 系统的热力学演化，表明在正则系综中，对于快速旋转的黑洞，它是热力学稳定的。与单个 Kerr 黑洞一样，稳定相与不稳定相由二阶相变分隔。我们表明，对于大的固定角动量，两个 Kerr 黑洞在视界合并发生之前会达到一个最小距离，在该处热力学近似失效。我们还考虑了微正则系综，以研究可以从双 Kerr 系统中提取的最大能量作为黑洞间距的函数。