论受限几何结构的非线性不稳定性
广义相对论与量子宇宙学
2015-06-22 v2 高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
反德西特 (anti-de Sitter) 时空存在“弱湍流”不稳定性的发现支持了受限涨落最终会坍缩成黑洞的观点，并表明在渐近平直时空中也可能出现类似现象，例如在球对称恒星振荡或超致密天体的非径向脉动背景下。在此，我们详细研究了腔体内爱因斯坦 - 克莱因 - 戈登 (Einstein-Klein-Gordon) 系统的演化，考虑了不同类型的谱变形，包括标量场的质量项和边界处的诺伊曼 (Neumann) 条件。我们提供了数值证据，表明引力坍缩总是会发生，至少对于比 Choptuik 临界值小三个数量级的振幅而言是如此，且对应于坍缩前超过 次反射。在小振幅极限下，坍缩时间与初始振幅的平方成反比。此外，我们发现具有非共振谱的场比完全共振情况下的场更早坍缩，这一结果与当前对该过程的理解相悖。当谱为共振时，能量通过直接级联转移到高频；但对于非共振谱，我们观察到了直接级联和逆级联效应。我们的结果表明，完全共振谱可能并非推测中的湍流不稳定性的关键要素，其他机制也可能相关。我们讨论了如何在现有框架内 essentially 不可能给出该问题的确切答案。
引用
@article{arxiv.1409.0533,
title = {On the nonlinear instability of confined geometries},
author = {Hirotada Okawa and Vitor Cardoso and Paolo Pani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.0533},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 9 figures; v2:Some improvements in convergence results, accepted for publication in Physical Review D