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量子修正引力坍缩与多信使信号:在环量子引力中超越球对称性

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-11 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

我们构建了一套完整的理论框架,探讨在包含扰动不对称性的扩展阿什特卡尔-奥尔梅多-singh (AOS) 环量子引力模型中,量子修正引力坍缩产生的多信使信号。通过在量子修正的球对称背景上发展出针对非球对称模式的一致扰动理论,我们解决了球对称性假设与引力波辐射要求之间的根本性矛盾。我们的分析表明,量子几何效应自然在弹跳阶段为不对称扰动提供种子,从而导致频率在 fgw103f_{\rm gw} \sim 10^{-3}--10310^{3} Hz 范围内、具有质量依赖特征的可观测引力波脉冲,以及通过时空中量子场效应产生的独特电磁信号。基于有效AOS框架的自洽计算,我们计算了量子弹跳动力学与扰动模式之间的耦合,对于质量为 M1M \sim 1--100100 MM_{\odot} 的原始黑洞,得到引力波应变 h1023h \sim 10^{-23}--102110^{-21}(距离100 Mpc)。我们通过详细计算动态卡西米尔效应和时变量子几何中的相干场放大,分析了电磁辐射机制。我们的敏感性分析揭示,检测前景严重依赖于原始黑洞丰度约束,在当前观测限制下,实际事件率为 \mcR103\mc{R} \sim 10^{-3}--10110^{-1} yr1^{-1}。这些结果为可测试的量子引力理论提供了预测,同时将之前的工作超越了球对称性假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.05624,
  title  = {Quantum-corrected gravitational collapse and multi-messenger signatures: Beyond spherical symmetry in loop quantum gravity},
  author = {Hoang Van Quyet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05624},
  year   = {2025}
}