Kerr 黑洞的超旋：自力的效应

我们研究了一个大质量粒子被抛入快速旋转的 Kerr 黑洞以试图使其自旋超过极值极限的情景，从而挑战弱宇宙监督假设。我们在黑洞微扰理论框架下工作，专注于沿赤道轨道发送的非自旋、不带电粒子。首先，我们确定了在忽略粒子自引力反作用效应时发生超旋的完整参数空间区域。我们发现，特别是只有从无穷远处发送的粒子才能实现超旋。引力自力效应可能通过辐射掉足够多的粒子角动量（“耗散效应”）和/或通过增加有效离心排斥力（使得具有合适参数的粒子永远无法被捕获，“保守效应”）来阻止超旋。我们分析了自力的完整效应，从而完善了 Jacobson 和 Sotiriou（忽略了自力）以及 Barausse、Cardoso 和 Khanna（仅考虑了部分轨道的耗散效应）之前的研究。我们的主要结果是一个涉及某些自力量的不等式，它描述了推翻超旋情景的充要条件。这一“监督”条件是在极值 Kerr 几何中某一单参数测地线族上 formulated 的。我们发现，除了针对一组完美精细调谐的轨道（对此推导了单独的监督条件）外，监督条件对耗散效应不敏感（在本文所用的一阶自力近似范围内）。我们在此未获得评估这两个条件所需的自力输入，但讨论了利用最先进数值代码生成必要数据的前景。