中文

动力学Chern-Simons修正引力I:慢旋转近似下的自旋黑洞

广义相对论与量子宇宙学 2009-10-29 v3 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

弦理论的低能极限包含对爱因斯坦-希尔伯特作用量的反常抵消修正,这定义了一个有效理论:Chern-Simons(CS)修正引力。CS修正由一个标量场与庞特里亚金密度的乘积组成,其中前者可视为背景场(非动力学形式)或演化场(动力学形式)。广义相对论的许多解在修正理论中仍然成立;一个显著的例外是克尔度规,这引发了对旋转黑洞解的寻找。本文首次在动力学框架和小耦合/慢旋转极限下找到了描述旋转黑洞的解。该解是轴对称且稳态的,构成了具有偶极标量“毛发”的克尔度规的形变,其对测地线运动的影响是削弱了参考系拖曳效应,并相对于克尔度规将同向(反向)旋转测地线的最内稳定圆轨道位置向外(向内)移动。我们进一步证明,度规修正与到黑洞径向距离的四次方成反比,这表明它将避免来自弱场实验的任何有意义的约束。例如,利用双脉冲星数据,我们只能对动力学耦合常数的大小施加初始界限ξ1/4104km\xi^{1/4} \lesssim 10^{4} {\textrm{km}}。更严格的界限将需要观测固有的强场现象。

关键词

引用

@article{arxiv.0902.4669,
  title  = {Dynamical Chern-Simons Modified Gravity I: Spinning Black Holes in the Slow-Rotation Approximation},
  author = {Nicolas Yunes and Frans Pretorius},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0902.4669},
  year   = {2009}
}

备注

13 pages, no figures, replaced with version accepted for publication in Phys. Rev. D. This version corrects a minor typo in Eq. 1 of the published version