基本光子轨道：黑洞阴影与时空不稳定性
广义相对论与量子宇宙学
2017-08-02 v1
摘要
广义相对论中的标准黑洞 (BHs) 以及其他超致密天体（无论是否有事件视界）都允许存在平面圆形光子轨道。这些光环 (LRs) 决定了若干时空性质。例如，稳定的 LRs 会触发不稳定性，而在球对称情况下，（不稳定的）LRs 完全决定了黑洞阴影。在一般的稳态轴对称时空中，无论光子运动的可积性性质如何，也可能存在非平面束缚光子轨道。我们建议对这些基本光子轨道 (FPOs) 进行分类，并利用 Poincar\'e 映射确定其稳定性判据。对于 Kerr 黑洞，所有 FPOs 都是不稳定的（类似于其 LRs）并完全决定了 Kerr 阴影。但在非 Kerr 时空中，即使所有 LRs 都不稳定，也可能存在稳定的 FPOs，从而触发新的不稳定性。我们以具有 Proca 毛发的 Kerr 黑洞为例说明了这一点，此外，还存在具有尖点边缘的定性新颖阴影，这一特征可以从稳定和不稳定 FPOs 之间的相互作用来理解。FPOs 是 LRs 超越球对称的自然推广，并应推广 LRs 在不同时空性质中的关键作用。
引用
@article{arxiv.1705.05461,
title = {Fundamental photon orbits: black hole shadows and spacetime instabilities},
author = {Pedro V. P. Cunha and Carlos A. R. Herdeiro and Eugen Radu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.05461},
year = {2017}
}
备注
5 pages, 4 figures