Instability and backreaction of massive spin-2 fields around black holes
Notice bibliographique
Résumé
A massive spin-2 field can grow unstably around a black hole, giving rise to a potential probe of the existence of such fields. In this work, we use time-domain evolutions to study such instabilities. Considering the linear regime by solving the equations generically governing a massive tensor field on the background of a Kerr black hole, we find that black hole spin increases the growth rate and, most significantly, the mass range of the axisymmetric (azimuthal number $m=0$) instability, which takes the form of the Gregory-Laflamme black string instability for zero spin. We also consider the superradiant unstable modes with $1\ensuremath{\le}m\ensuremath{\le}3$, extending previous results to higher spin-2 masses, black hole spins, and azimuthal numbers. We find that the superradiant modes grow slower than the $m=0$ modes, except for a narrow range of high spins and masses, with $m=1$ and 2 requiring a dimensionless black hole spin of ${a}_{\mathrm{BH}}\ensuremath{\gtrsim}0.95$ to be dominant. Thus, in most of the parameter space, the backreaction of the $m=0$ instability must be taken into account when using black holes to constrain massive spin-2 fields. As a simple model of this, we consider nonlinear evolutions in quadratic gravity, in particular Einstein-Weyl gravity. We find that, depending on the initial perturbation, the black hole may approach zero mass with the curvature blowing up in finite time, or can saturate at a larger mass with a surrounding cloud of the ghost spin-2 field.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».