外太空中的肥皂泡：域壁与黑洞的相互作用

我们讨论 3+1 维 Schwarzschild 背景下的广义 Plateau 问题。这代表了可能的物理情形，例如早期宇宙中出现过的、宇宙膜（薄域壁）位于黑洞附近的情况。考虑稳态轴对称膜，根据无穷远处的边界条件，三种不同的膜拓扑是可能的：2+1 Minkowski 拓扑、2+1 虫洞拓扑和 2+1 黑洞拓扑。有趣的是，我们发现不同的膜拓扑通过 Choptuik 在研究标量场塌缩时首先讨论的那类相变相互关联。更确切地说，我们发现虫洞拓扑与黑洞拓扑之间存在一级相变（有限质量隙）；中间膜是一个不稳定虫洞，塌缩为黑洞。此外，我们发现 Minkowski 拓扑与黑洞拓扑之间存在二级相变（无质量隙）；中间膜是一个裸奇点。对于黑洞拓扑的膜，我们发现了一个质量标度关系，类似于 Choptuik 最初发现的关系。然而，在我们的情况中，参数 $p$ 被一个参数化解的二维矢量 $\vec{p}$ 所取代。我们发现 $Mass\propto|\vec{p}-\vec{p}_*|^\gamma$，其中 $\gamma\approx 0.66$。我们还发现标度关系中存在周期性摆动。我们的结果表明，作为临界现象的黑洞形成远比预期更为普遍。