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高斯-博内引力中的有质量标量云与黑洞时空

广义相对论与量子宇宙学 2024-12-17 v2 高能物理 - 理论

摘要

我们研究了标量-高斯-博内(sGB)引力中带有质量标量场的静态黑洞,作为高曲率引力的一个例子。标量质量引入了一个额外的尺度,并导致标量场在其康普顿波长之外被强烈抑制。我们数值计算了sGB黑洞时空和标量构型,并与小耦合下的微扰结果进行了比较,其中我们关注的是膨胀耦合函数。我们分析了要求曲率奇点位于黑洞视界rhr_h内部以及标量场正则性条件对参数的限制。对于标量场质量mrh101m r_h \gtrsim 10^{-1},这导致在恒星质量黑洞背景下,对sGB耦合常数α\alpha产生了新的且目前最严格的约束:α/rh2101\alpha/r_h^2 \sim 10^{-1}。最后,我们研究了与进一步观测后果工作相关的黑洞构型的几个性质,包括标量单极荷、阿尔诺维特-德塞尔-米斯纳质量、曲率不变量以及最内稳定圆轨道和光环的频率。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.13737,
  title  = {Massive scalar clouds and black hole spacetimes in Gauss-Bonnet gravity},
  author = {Iris van Gemeren and Tanja Hinderer and Stefan Vandoren},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.13737},
  year   = {2024}
}

备注

v2:revised manuscript for resubmission, section 5.2 added, minor corrections, 29 pages + appendix, 14 figures