加速宇宙中逼近未来奇点的动态黑洞——（超）大质量黑洞的可能起源

我们构建并研究了嵌入在充满宇宙流体（如暗能量）的膨胀宇宙中的动态黑洞时空。当流体的状态方程（EoS）参数为常数时，我们找到了史瓦西黑洞嵌入膨胀宇宙的爱因斯坦方程精确解。该解不同于著名的McVittie度规，后者的EoS参数并非常数，而是依赖于径向坐标。研究表明，动态黑洞会随着宇宙的膨胀而增长。如果原初黑洞在暴胀之前或期间产生，上述动态黑洞可能是星系中心超大质量黑洞、GW231123事件所暗示的大质量黑洞以及暗物质的起源。我们还考虑了宇宙流体EoS更一般的情况，使得宇宙进入有限时间未来奇点时期。我们仔细研究了黑洞在不同未来奇点附近的热力学和行为。随后证明，黑洞视界会增强潮汐力，但在视界附近，潮汐力会挤压延展物体，这与大质量天体在未来奇点附近的情况相反。我们还提出了一种新型的未来奇点，其中黑洞内部的奇点是一个具有有限半径的球体。当球状奇点的半径变得大于黑洞视界的半径时，它就变成裸奇点。当奇点的半径变为无穷大时，宇宙可能以宇宙末日告终。