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标量-电磁耦合作为变形黑洞的来源:从阴影到热力学拓扑

广义相对论与量子宇宙学 2026-05-05 v1 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

我们通过识别来自基本作用量的一致物质源,重构了一个最初作为有效度规提出的静止球对称黑洞几何。该时空由一个磁电荷的非线性电动力学(NED)场与标量场非最小耦合而支持。维数一致性将参数空间简化为单个磁电荷,逆构造形式化产生一个单参数的电磁拉格朗日函数族 L(F)=Fn+1/(n+1)\mathcal{L}(F)=F^{n+1}/(n+1),涵盖线性与非线性电动力学。我们分析了视界结构,确定分离黑洞与无视界配置的临界磁电荷。计算了光子球及其相应的阴影半径,并利用 Sagittarius A* 事件视界望远镜对磁电荷的观测限制约束其允许范围。在扩展相空间热力学中,该解满足第一定律和 Smarr 关系,出现 Hawking-Page 相变,仅呈现单一稳定性变化而无 van der Waals 型临界行为。我们还研究了光子球和热力学参数空间的拓扑性质。光子球携带总拓扑电荷 Qtot=1Q_{\text{tot}}=-1,而热力学向量场产生全局环数 W=0W=0,将该解置于与 Reissner-Nordstr"om 黑洞相同的拓扑类中。最后我们讨论了这种非最小耦合框架的灵活性,既为先前引入的解提供理论支持,也将其与强场引力中的观测设定相连接。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.01934,
  title  = {Scalar-Electromagnetic Couplings as Source of Deformed Black Hole: From Shadows to Thermodynamic Topology},
  author = {Ednaldo L. B. Junior and José Tarciso S. S. Junior and Francisco S. N. Lobo and Jorde A. A. Ramos and Manuel E. Rodrigues and Diego Rubiera-Garcia and Luís F. Dias da Silva and Henrique A. Vieira},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01934},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 10 figures