稳定吸积球形带电黑洞内部的引力激波

我们数值研究了吸积中性零质量流体的四维球对称带电黑洞的内部。Marolf 和 Ori 先前的研究表明，晚期落入的观测者在接近内视界的出射部分时会遭遇一个有效的激波。非线性扰动可能产生一个有效的引力激波，表现为在落入观测者极短的固有时间间隔内，面积坐标 $r$ 从内视界值 $r_{-}$ 骤降至零。我们考虑了三种不同情形：a) 吸积单一（入射）零质量流体的带电黑洞；b) 受入射和出射两种零质量流体扰动的带电黑洞；c) 受入射零质量流体和自引力标量场扰动的带电黑洞。在第一种情形中我们未观察到任何引力激波的证据，而在后两种情形中，我们利用入射类时和零测地线探测到了激波。激波宽度 $\Delta\tau$ 迅速减小，与一个新的广义指数律 $\Delta\tau\sim e^{-\intop\kappa_{-} (\widetilde{V}_{f})d\widetilde{V}_{f}}$ 吻合良好，其中 $\widetilde{V}_{f}$ 是入射类时测地线的一个特定计时参数，$\kappa_{-}(\widetilde{V}_{f})$ 是带电黑洞在内视界处的广义（类 Reissner-Nordström）表面引力。我们还对受两种零质量流体扰动的带电黑洞的内部（经典）结构获得了新的认识，包括存在一个类空 $r=0$ 奇点的有力证据。我们使用具有双零坐标并结合自适应规范方法的有限差分数值代码，从黑洞外部区域向下求解场方程直至 $r=0$ 奇点附近。