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一般静止轴对称时空的性质:圆周性及其延伸

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-06 v3 高能天体物理现象

摘要

我们分析一般静止轴对称时空的性质,特别关注圆周性——这是克尔度量所拥有的一种偶然对称性,因而在寻找旋转黑洞解或构建克尔模仿体时广泛假设。我们在由七(或六)个自由函数指定的度规下证明了局部圆周性存在性,并将其转化为度量分量之间的代数关系。这一结果为以受控方式研究圆周性破坏的后果开辟了道路。特别是,我们构造了两种克尔时空的非圆周变形解析示例。第一种是“最小”变形,因为视界和ergosphere与克尔对应完全相同,唯一区别在于视界不再是Killing量,其面积引力因此不再恒定。第二种是“非最小”变形,因为视界的轮廓可任意选择,视界与所谓rotosurface之间的差异可见一斑。我们的结果为进一步研究非圆周静止轴对称时空的现象学铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.08880,
  title  = {Properties of general stationary axisymmetric spacetimes: circularity and beyond},
  author = {Eugeny Babichev and Jacopo Mazza},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08880},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 1 figure. (v2) Typos corrected, +4 ref.'s. (v3) Minor changes after peer review, typos corrected (including one in eq. 87b), minor adjustments to the bibliography; matches published version