[论文解读] Instability of the regularized 4D charged Einstein-Gauss-Bonnet de-Sitter black hole

Peng Liu, Chao Niu+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 22, 2020

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 81被引用 6

一句话总结

本文研究了正则化4维带电爱因斯坦-高斯-博内德- de Sitter 黑洞在带电标量微扰下的不稳定性。研究发现，当宇宙学常数较小时且黑洞电荷适中时，不稳定性会出现；在低电荷和低宇宙学常数条件下，高斯-博内德耦合常数会增强不稳定性，而在高度带电黑洞情况下则起到稳定作用。

ABSTRACT

We studied the instability of the regularized 4D charged Einstein-Gauss-Bonnet de-Sitter black holes under charged scalar perturbations. The unstable modes satisfy the superradiant condition, but not all modes satisfying the superradiant condition are unstable. The instability occurs when the cosmological constant is small and the black hole charge is not too large. The Gauss-Bonnet coupling constant makes the unstable black hole more unstable when both the black hole charge and cosmological constant are small, and makes the stable black hole more stable when the black hole charge is large.

研究动机与目标

• 研究正则化4维带电爱因斯坦-高斯-博内德德- de Sitter 黑洞在带电标量场微扰下的稳定性。
• 确定超辐射模变为不稳定的条件。
• 评估高斯-博内德耦合常数在调节黑洞不稳定性或稳定性方面的作用。

提出的方法

• 分析正则化4维带电爱因斯坦-高斯-博内德德- de Sitter 黑洞背景下的带电标量微扰的有效势。
• 推导并评估超辐射条件，以识别潜在的不稳定模态。
• 通过数值和解析方法研究准正规模态的行为，以检测不稳定性。
• 系统性地改变宇宙学常数和黑洞电荷，以绘制不稳定性区域。
• 考察高斯-博内德耦合常数对不稳定模态增长率的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在何种条件下，带电标量微扰会导致正则化4维带电爱因斯坦-高斯-博内德德- de Sitter 黑洞出现不稳定性？
• RQ2 超辐射条件本身在多大程度上决定了这些黑洞的不稳定性？
• RQ3 高斯-博内德耦合常数如何影响不同电荷和宇宙学常数下黑洞的稳定性？
• RQ4 较小的宇宙学常数是否会促进这些黑洞系统的不稳定性？
• RQ5 耦合常数如何改变高度带电黑洞的稳定性？

主要发现

• 当宇宙学常数较小时且黑洞电荷不过大时，即使满足超辐射条件，也会出现不稳定性。
• 并非所有超辐射模都是不稳定的；超辐射的存在是不稳定的必要条件，但非充分条件。
• 当黑洞电荷和宇宙学常数均较小时，高斯-博内德耦合常数会增强不稳定性。
• 当黑洞电荷较大时，高斯-博内德耦合常数会稳定黑洞，提高其稳定性。
• 不稳定性在低宇宙学常数和中等电荷区域最为显著，且耦合常数会放大不稳定性增长率。