有限厚度整体拓扑缺陷与黑洞的引力相互作用
广义相对论与量子宇宙学
2018-06-20 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
计算物理
摘要
众所周知,整体拓扑缺陷对测试粒子产生排斥引力势。'具有宇宙常数的黑洞(Schwarzschild-de Sitter(S-dS)度规)对有限厚度整体拓扑缺陷产生何种引力势?'这是本分析所解决的主要问题。我们还讨论了当标量场嵌入非平凡引力背景时 Derrick 定理的有效性。在上述问题背景下,我们考虑三种整体缺陷构型:具有中心 S-dS 黑洞的有限厚度球域壁、中心带有 S-dS 黑洞的整体弦环,以及靠近 S-dS 黑洞的整体单极子。通过使用解析模型和对演化球壁的数值模拟,我们表明球壁由于中心黑洞的质量而经历排斥引力势。该势进一步被宇宙常数的存在所放大。对于大于临界值的初始域壁半径,排斥势压倒壁张力,壁向 S-dS 度规的宇宙视界膨胀并在此处产生鬼不稳定性。对于较小的初始半径,张力占主导,壁向黑洞视界收缩并在此处也产生鬼不稳定性。我们还使用相同的解析模型和能量论证表明,整体单极子被黑洞引力吸引,而宇宙常数如测试粒子情形一样产生排斥引力势。最后我们表明,有限厚度的整体弦环由于宇宙常数经历引力排斥,对于大于临界半径的半径,该排斥压倒其张力,导致环膨胀而非收缩。
引用
@article{arxiv.1804.08098,
title = {Gravitational Interactions of Finite Thickness Global Topological Defects with Black Holes},
author = {L. Perivolaropoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.08098},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 9 Figures. The Mathematica file used for the numericala analysis and the construction of the Figures of the paper may be downloaded from http://leandros.physics.uoi.gr/defects-gravity/