引力坍缩中的阴影形成：时空动力学引起的红移与蓝移
广义相对论与量子宇宙学
2025-09-03 v2
摘要
被背景光源照亮的黑洞被观测为黑洞阴影。对于由透射物体引力坍缩形成的黑洞，由于时空动力学引起的光红移预计在阴影形成中起关键作用。在本文中，我们研究了由时空动力学引起的光红移。首先，我们考虑球壳模型。我们看到壳层的坍缩通常导致光的红移，但在某些情况下也可以观察到蓝移。这一结果表明，阴影图像通常在透射物体引力坍缩的晚期阶段形成。其次，我们提出了一般、动态且球对称时空中光红移的协变公式。该公式将红移与背景时空的能动量张量联系起来，并通过牛顿类比提供了其直观解释。本工作分析的红移效应被视为引力坍缩中的积分 Sachs-Wolfe 效应或 Rees-Sciama 效应。
引用
@article{arxiv.2503.11401,
title = {Shadow formation in gravitational collapse: Redshift and blueshift by spacetime dynamics},
author = {Yasutaka Koga and Nobuyuki Asaka and Masashi Kimura and Kazumasa Okabayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11401},
year = {2025}
}
备注
44 pages, 18 figures