黑洞视界处的扩展对称性

我们证明，四维广义相对论中的非极端黑洞在其近视界区域展现出无限维对称性。通过在视界处规定一组物理上合理的边界条件，我们推导出渐近Killing矢量代数，该代数被证明是无限维的，并且特别包含两组超平移和两个相互对易的Virasoro代数副本。我们定义了与保持边界条件的渐近微分同胚相关联的表面荷，并讨论了这一定义的微妙之处，例如可积性条件和Dirac括号的正确定义。当在稳态解上求值时，仅有的非零荷是零模。其中一个零模再现了Kerr黑洞的Bekenstein-Hawking熵。我们还研究了极端极限，恢复了NHEK几何。在这种奇异情形下，荷代数和可积性条件发生改变，我们发现零模的计算正确地再现了黑洞熵。此外，我们分析了三维时空的情形，其中可积性条件显著简化，场方程可以解析求解，从而产生一族明确实现边界条件的精确解。我们考察了其他特征，例如极端极限下的代数形式以及与文献中其他工作的关系。