Тени черных дыр как источник проверки расширенных теорий гравитации
Автор: Зенин О.И., Алексеев С.О., Прокопов В.А.
Журнал: Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статья в выпуске: 1 (42), 2023 года.
Бесплатный доступ
Первые изображения чёрных дыр открыли новые возможности для проверки расширенных теорий гравитации. В данной работе предложен и развит метод построения фона тени сферически-симметричных невращающихся черных дыр для случая 𝑔11 ̸= -𝑔-1 00 . Результаты анализа для расширенных теорий гравитации сравниваются с предсказаниями общей теории относительности (ОТО) при учете данных Event Horizon Telescope (глобальная сеть радиотелескопов, на которой было получено первое прямое изображение ЧД). После публикации статьи [1] проектом Event Horizon Telescope (EHT) было получено первое прямое изображение черной дыры в центре нашей галактики: Sagittarius A* [2]. Полученные в работе [1] результаты полностью согласуются с результатами наблюдений Sgr A* и M87* для следующих моделей: модель Хорндески с инвариантом Гаусса-Бонне, петлевая квантовая гравитация, скалярная модель бамбелби, модель Гаусса-Бонне. В конформной гравитации должны быть исключены большие значения 𝑚2 и 𝑄𝑠. В 𝑓(𝑄) гравитации наблюдения Sgr A* дополнительно ограничивают значения параметра 𝛼: -0, 025
Тень черной дыры, event horizon telescope, расширенные теории гравитации, модель бамбелби, f(q) гравитация
Короткий адрес: https://sciup.org/142238137
IDR: 142238137 | УДК: 53.01 | DOI: 10.17238/issn2226-8812.2023.1.65-70
Black hole shadows as a source for testing extended theories
The first images of black holes have opened up new possibilities for testing extended theories of gravity. In this paper, we propose and develop a method for constructing the background of the shadow of spherically symmetric non-rotating black holes for the case of 𝑔11 ̸= -𝑔-1 00 . The results of the analysis for the extended theories of gravity are compared with the predictions of the general theory of relativity (GRT) when taking into account the data of the Event Horizon Telescope (the global network of radio telescopes on which the first direct image of the BH was obtained). After the publication of the article [1], the Event Horizon Telescope (HET) project obtained the first direct image of a black hole in the center of our galaxy: Sagittarius A* [2]. The results obtained in [1] are in full agreement with the results of observations of Sagittarius A* and M87* for the following models: the Horndeski model with the Gauss-Bonnet invariant, loop quantum gravity, Bambelby scalar model, Gauss-Bonnet model. In conformal gravity, large values of 𝑚2 and should be excluded. In 𝑓(𝑄) gravity, observations of Sgr A* additionally limit the values of the parameter 𝛼: -0.025
Список литературы Тени черных дыр как источник проверки расширенных теорий гравитации
- Алексеев С.О., Прокопов В.А., Зенин О.И. ЖЭТФ, 2022, 161 (7), 108.
- The Event Horizon Telescope Collaboration. The Astrophysical Journal Letters, 2022, 930, L17.
- Orosz J.A., McClintock J.E., et al. Astrophys. J., 2011, 742, 84.
- Abbott B., et al. Phys. Rev. D, 2016, 93, 12.
- Abbott B., et al. American Physical Society, 2017, 119 16.
- Akiyama K., et al. Astrophys. J., 2019, 875 (1) L5.
- Capozziello S., De Laurentis M. Phys. Rept., 2011, 509 167.
- D’Ambrosio F., Fell S.D.B., et al. Phys. Rev. D, 2022, 105 (2) 024042.
- Sotiriou T.P., Faraoni V. Rev. Mod. Phys., 2010, 82 451.
- De Felice A., Tsujikawa S. Living Rev. Rel., 2010, 13 3.
- Charmousis C., Copeland E.J., et al. Phys. Rev. Lett., 2012, 108 5.
- Babichev E., Charmousis C., et al. JCAP, 2017, 4 27.
- Mannheim P.D. Foundations of Physics, 2011, 42 (3) 388.
- Myung Y.S., Zou D.-C. Physical Review D, 2019, 100 (6).
- Casares P.A.M. A review on loop quantum gravity (2018). http://arxiv.org/abs/1808.01252
- De Lorenzo T., Pacilio C., et al. General Relativity and Gravitation, 2015, 47 (4).
- Hu J.-P., Shi L.-L., et al. Astrophysics and Space Science, Sep 2018, 363 (10).
- Yunes N., Stein L.C. Phys. Rev. D, 2011, 83, 104002.
- Casana R., Cavalcante A., et al. Physical Review D, May 2018, 97 (10), 104001.
- Алексеев С.О., Латош Б.Н., Прокопов В.А., Емцова Е.Д. ЖЭТФ. 2019. 157 (5). 796.
- Алексеев С.О., Прокопов В.А. ЖЭТФ. 2020. 155 (5). 847.
