绕覆扭曲黑洞的典型粒子运动：加入球对称稳定流体

本文研究了沿着球对称黑洞运动的质粒子轨迹，后者周围环绕着稳定且径向流入的理想流体。背景时空被建模为爱因斯坦方程组的球对称解，流体对时空的影响被视为对Schwarzschild背景的扰动。流体的状态方程假设为 $p = w \rho$，其中 $p$ 为压力，$\rho$ 为能量密度，$w$ 为常数。应力能量张量被当作现象学模型以捕捉真空爱因斯坦理论之外的偏差。我们允许 $w$ 取正或负值，涵盖包括异星物质在内的广泛情形。具体考察了 $w =2/3$、$1/3$、$-3/4$ 和 $-4/3$ 四种情况。对于 $\rho\geq0$，前两种情况满足所有标准能量条件；$w=-3/4$ 违反强能量条件，而 $w=-4/3$ 违反所有标准能量条件。通过求解测地线方程，我们描绘了黑洞周围的时类测地线，关注轨道的近日点位移。为进一步洞察吸积的效应，我们采用 osculating orbital elements 方法。此外，我们通过研究作为空例的作物粒子红移，分析了时空的可观测效应。我们指出，由于物质吸积导致的粒子轨道差异，可通过观测围绕黑洞运行的恒星红移来加以探测。