从单个标量看黑洞的几何显著曲面

黑洞时空包含几个几何上可区分的超曲面，包括事件视界和柯西视界、静态极限面、曲率奇点和渐近无穷远。这些结构通常通过不同的几何或因果判据来识别。在这里，我们表明对于Kerr-Newman黑洞，一个单一的标量函数可以同时编码所有这些结构。该函数通过将拉伸视界的膜范式压力解析延拓到整个时空而得到。在完全分解的形式下，其零点定位外视界和内视界，其极点定位外静态极限面和内静态极限面，其高阶发散识别环奇点，其在大$r$处的衰减捕捉渐近区域。因此，解析延拓的膜压力可作为Kerr-Newman几何中临界曲面的统一全局探测器。我们进一步注意到，相同的解析结构允许二次解释为一种有效的广义多组分范德瓦尔斯型状态方程，其内在尺度由时空本身的特征半径确定。