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视界流体的有效场论描述确定了置乱时间

广义相对论与量子宇宙学 2022-11-18 v1 高能物理 - 理论 流体动力学

摘要

当物质能量穿过黑洞视界时,黑洞视界会与外场发生相互作用。此类非稳态黑洞视界可用黏性流体方程来描述。本文尝试使用有效场论方法来描述这一过程。这种描述能够提供超越经典黑洞物理学的重要见解。在本工作中,我们为四维、渐近平坦的爱因斯坦黑洞的视界流体构建了一个低能有效场论描述。动力学视界的有效场论包含两个要素:与外场相互作用所涉及的自由度与对称性。若非稳态黑洞视界上的理论是一种形变共形场论(CFT),则同时满足纳入近视界对称性(S1{\cal S}1 微分同胚)以及因外扰而产生长度尺度的双重要求便是自然成立的。对于均匀外扰,在最低阶下,这导致 (2+1)(2 + 1)-维有质量标量场,其中质量与 CFT 形变量的大小相关。我们通过求得对应于有效场的关联函数并将其与视界流体的体黏度相联系,确定了该质量。此外,我们表明视界流体的体黏度系数决定了黑洞置乱所需的时间。进而,我们论证了能量低于 meffm_{\rm eff} 的物质场模式落入视界时热化更慢。最后,我们构建了一个视界流体的微观玩具模型,其可归约为带单个标量自由度的有效场论。随后我们讨论了该有效场模型在理解信息于晚期如何逃离黑洞方面的用处。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.07946,
  title  = {Effective field theory description of horizon-fluid determines the scrambling time},
  author = {Swastik Bhattacharya and S. Shankaranarayanan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.07946},
  year   = {2022}
}

备注

Version to appear in Universe (Open Questions in Black Hole Physics)