天體物理學(xué)家提出了一種近似計(jì)算愛因斯坦-麥克斯韋理論中球?qū)ΨQ黑洞參數(shù)的新方法，通過將用這種方法得到的黑洞陰影半徑與精確的數(shù)值解進(jìn)行比較，天體物理學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，近似在二階范圍內(nèi)顯示出合理的精度。

這意味著可以研究黑洞本身及其附近的現(xiàn)象，例如粒子運(yùn)動(dòng)，其研究成果發(fā)表在《物理評論D》期刊上。愛因斯坦-麥克斯韋標(biāo)量理論中黑洞度規(guī)的解析近似問題，這在一般情況下都沒有得到解決。

但是，有可能以受控精度構(gòu)造度量的解析近似，以獲得與數(shù)值解一致的結(jié)果。有一種近似的一般方法，改進(jìn)在不同的模型中繼續(xù)進(jìn)行。RUDN天體物理學(xué)家羅曼·科諾普亞分析了愛因斯坦-麥克斯韋理論中的球?qū)ΨQ黑洞情況。假設(shè)標(biāo)量與電磁場之間存在非最小相互作用，解除了黑洞中存在標(biāo)量“毛”的定律（即黑洞的三毛）。在黑洞電荷足夠大的情況下，就會(huì)發(fā)生所謂的黑洞自發(fā)標(biāo)量化。物理學(xué)家通常說的黑洞“三毛”，這意味著黑洞唯一的區(qū)別參數(shù)是質(zhì)量、自旋和電荷。

但在這種情況下，黑洞有一個(gè)額外的參數(shù)標(biāo)量“三毛”。利用RUDN天體物理學(xué)家得到的解析近似，計(jì)算了具有標(biāo)量場的黑洞投射“陰影”。事實(shí)證明，包含標(biāo)量場會(huì)增加陰影的半徑。研究結(jié)果使得找到任何所需參數(shù)值的近似度規(guī)函數(shù)解析形式以及計(jì)算每個(gè)特定黑洞陰影半徑成為可能。所得到的近似，可用于進(jìn)一步研究標(biāo)度化的愛因斯坦-麥克斯韋黑洞及其附近現(xiàn)象，如粒子運(yùn)動(dòng)、準(zhǔn)正規(guī)環(huán)、穩(wěn)定性等。

當(dāng)LISA望遠(yuǎn)鏡投入使用時(shí)，如果黑洞由于某些非最小相互作用場的物質(zhì)而產(chǎn)生了“毛發(fā)”，那么就可以在引力波中看到標(biāo)量“三毛”。然而，這并不是關(guān)于不久的將來，因?yàn)樵谒羞@樣的引力波測量中，對信噪比的識(shí)別，還不能讓人注意到致密天體幾何結(jié)構(gòu)的相對微小變化。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)固定時(shí)，研究構(gòu)造了表示標(biāo)量場不同耦合的標(biāo)量愛因斯坦-麥克斯韋黑洞的度規(guī)系數(shù)和場的近似解析形式。通過提高近似階數(shù)，可以得到任何所需精度的解析表示。

博科園｜研究/來自：RUDN大學(xué)

參考期刊《物理評論D》

DOI: 10.1103/PhysRevD.100.044015

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