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史瓦西黑洞附近悬挂于弦上的粒子

广义相对论与量子宇宙学 2021-08-18 v2

摘要

文献中有许多包含由两个黑洞组成的时空的实例,这两个黑洞由连接它们的轴上的稀薄物质分布保持分离。对于所有此类时空,爱因斯坦场方程都是在不包含轴向物质贡献的能量-动量张量下积分的;该物质的存在反而由时空中圆锥奇点的存在推断出来。并且对于所有此类时空,轴向物质的特征在于其压强(或张力)等于其线性能量密度;因此该物质被揭示具有非常特定的状态方程。本文的目的是表明,可以在计算之初通过指定分布式的能量-动量张量引入轴向物质,并且可以为其选择任意状态方程。为了规避关于广义相对论中线源的不可行定理,我们退回到引力场的微扰展开,使用史瓦西度规作为背景时空的描述。我们的原型系统不是第二个黑洞,而是史瓦西黑洞外固定位置处的一个点粒子,连接着一根延伸至无穷远的弦。该物质用分布式能量-动量张量描述,我们考察了弦的不同状态方程。为了积分场方程,我们引入了一种新的度规微扰的“Weyl”规范,它使我们能够找到引力势的闭式表达式。我们的解是多孔时空的线性化版本,其中一些具有张力变化、不等于能量密度的弦。我们描述了这些时空的性质,并开始了对其扩展热力学的探索。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.06968,
  title  = {Particle hanging on a string near a Schwarzschild black hole},
  author = {Michael LaHaye and Eric Poisson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06968},
  year   = {2021}
}

备注

43 pages, no figure, matches version published in Physical Review D