大质量引力中的拓扑荷与黑洞光子球

本文在 de Rham-Gabadadze-Tolley (dRGT) 大质量引力理论中四维静态球对称黑洞的背景下，研究了光子球（PS）的存在性与性质。除了已知的一个 PS 的情况外，在大质量引力的参数空间中，在事件视界之外存在两个或不存在 PS 的区域。拓扑论证表明，一个 PS 的情况属于 Einstein 引力类别（拓扑荷为 $-1$），而两个或零个 PS 的情况属于总荷为零的不同拓扑类。无视界致密天体的 PSs 也属于总拓扑荷为 $0$ 的同一类，尽管可以与大质量引力中的黑洞作出区分。在前者情况下，内部 PS 是稳定的；而在后者情况下，外部 PS 是稳定的（内部 PS 不稳定）。我们还研究了大质量引力参数空间中标准光子球和奇异光子球可能存在区域的图景，并将其与黑洞的视界结构相关联。