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二次引力中非史瓦西原初黑洞作为暗物质

广义相对论与量子宇宙学 2021-06-23 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

引力的单圈重整化量子有效作用量包含曲率平方项。我们通过仅保留径向球对称涨落并将四维(4D)理论降维至带势的二维(2D) dilaton 引力,找到了二次引力中的一个近似解析黑洞解。该解在爱因斯坦引力极限下退化为史瓦西黑洞,但在其他情况下具有非负的 Arnowitt-Deser-Misner(ADM)质量和正定的准局域 Misner-Sharp 质量,且二者可能有显著差异。我们随后研究了此类量子修正黑洞的热力学,并计算了其在霍金蒸发下的寿命。我们注意到,在部分参数范围内,黑洞在发射霍金辐射时质量反而增加。这一病态行为源于二次引力中存在的负能态。我们还发现,非史瓦西黑洞的微引力透镜效应可能与其史瓦西对应体显著偏离。这些发现对原初黑洞(PBHs)作为暗物质的现象学具有重要意义。特别是,基于微引力透镜数据对 PBH 暗物质的既有约束可被完全规避,从而使得质量范围约 101210 M10^{-12} - 10~M_{\odot} 的 PBH 成为可行的暗物质候选者。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.11764,
  title  = {Non-Schwarzschild Primordial Black Holes as Dark Matter in Quadratic Gravity},
  author = {Yunho Kim and Archil Kobakhidze},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.11764},
  year   = {2021}
}

备注

6 pages