广义相对论中对黑洞的模仿

本论文的中心主题是对黑洞模仿者的研究与分析。引入了黑洞模仿者的概念，并在经典广义相对论框架内考察了多种模仿者时空模型。所考察的模仿者可分为球对称下的正则黑洞与可穿越虫洞两类。所考察的正则黑洞可进一步归类为静态时空，然而该可穿越虫洞允许具有动态（非静态）喉部。针对一个近期提出的、包含对 Misner-Sharp 准局域质量的指数抑制的正则黑洞模型，计算了天体物理可观测量。随后利用“剪切-粘贴”技术，由同一正则黑洞模型构造了一个虫洞。所得虫洞在 Darmois-Israel 薄壳形式体系内进行分析，并对（动态）虫洞喉部进行了线性化稳定性分析。本文还提出了另一种正则黑洞模型时空，扩展了先前试图通过 Schwarzschild 时空的量子“形变”来构造正则黑洞的工作。所得时空再次在经典广义相对论框架内加以分析。除黑洞模仿者研究外，本文以对狭义相对论理论的简要概述开篇，其中给出了一个利用四元数处理一般方向上相对论速度合成的新颖结果。随后介绍了后继引入广义相对论所需的微分几何概念。在分析了上述具体黑洞模仿者之前，还提供了对时空奇点概念的详尽讨论。