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具有非对齐电磁场的新型旋转带电黑洞类

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-05 v3 高能物理 - 理论

摘要

我们提出了一大类爱因斯坦-麦克斯韦方程中代数类型D的扭曲扩张解,其中惠勒张量的两个双重主虚无方向(PNDs)与法拉第张量的虚特征方向不重合。除系统推导这一新类解外,我们还展示了其各种度规形式和便捷的参数化方式。我们指出,采用布莱oyer-林quist坐标系时,这些解依赖于7个参数,即Kerr和NUT(Newman-Unti-Tamburino)扭曲参数aall,质量参数mm,加速度α\alpha,麦克斯韦场强度c|c|,以及表示法拉第张量两个二次辩识旋转的角参数β,γ\beta, \gamma,其中包含产生对齐部分电磁场的电荷与磁荷之间旋转。这种坐标参数化类似于佩尔布ński-达米ński解的格里菲斯-波多尔斯基形式,使我们能够进行各种极限,显式识别子情形,并确定新类的物理解释。有趣的是,通过考虑加速度为零的极限(α0\alpha\to 0),可得到著名的Kerr-Newman-NUT黑洞(若参数c|c|保持不变)或新近提出的Kerr-Bertotti-Robinson黑洞[Kerr Black Hole in a Uniform Bertotti-Robinson Magnetic Field: An Exact Solution, Phys. Rev. Lett. {\bf 135} (2025) 18, 181401](若c|c|\rightarrow \inftyαc=const.\alpha |c|=const.)。因此,我们可以得出结论,这一新型时空类代表的是扭曲带电加速黑洞,浸泡在外部磁场(或电场)中。在非扭曲子情形下,我们得到了之前已知的范德·伯尔格-卡尔曼第解。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.04850,
  title  = {New class of rotating charged black holes with nonaligned electromagnetic field},
  author = {Hryhorii Ovcharenko and Jiří Podolský},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04850},
  year   = {2025}
}

备注

57 pages, 5 figures; Supplementary Wolfram Mathematica file with derivations added to the source archive (changes concerning static subcase made, Ref. [52] added in version 2; title changed in accordance with the published title in version 3)