Kerr-Newman 黑洞引起的非赤道光线偏折：介质方法

我们探讨了时空几何对带电旋转黑洞中光线轨迹的影响。利用介质方法，我们在非赤道平面上推导了 Kerr-Newman 时空中光线偏折的解析表达式。从该偏折角表达式可以明显看出，黑洞的电荷和旋转可以影响光线的路径。此外，我们通过将时空视为介质来计算光线的折射率。我们展示了旋转参数和电荷如何影响折射率，进而影响光线的偏折角。对于 Kerr-Newman 几何，在旋转参数保持不变时，偏折角随电荷增加而减小。反之，对于恒定电荷，顺行轨迹的偏折角随旋转参数增加而增大，逆行轨迹则减小。同时考虑两个因素得到的偏折角低于 Schwarzschild 几何。非赤道偏折角研究表明，偏折角在赤道面上最大，在极点处最小。Kerr-Newman 场中的参考系拖曳效应被纳入考虑以计算光线速度，从而确定了该场几何中的折射率。本研究得出结论，根据旋转参数和电荷参数的不同取值，顺行和逆行轨迹在某些点重合，由此得出在某个点上参考系拖曳效应对于顺行和逆行运动是相同的。此外，参考系拖曳效应在逆行轨迹中朝向极点增强，在顺行轨迹中减弱，这些非平凡特性源于电荷与旋转之间的相互作用。