Black hole scalar charge from a topological horizon integral in Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet gravity
Black hole scalar charge from a topological horizon integral in Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet gravity
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爱因斯坦-膨胀-高斯-邦内引力中拓扑视界积分的黑洞标量电荷
DOI：
10.1103/physrevd.98.021503
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发表时间：
2018
影响因子：
5
通讯作者：
Stein, Leo C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Prabhu, Kartik;Stein, Leo C.
在包括标量场的重力理论中，致密物体的标量电荷是一个至关重要的量，因为它控制偶极子辐射，而偶极子辐射可能受到脉冲星计时和引力波观测的强烈约束。然而，在大多数此类理论中，计算标量电荷需要同时求解耦合的非线性度量和标量场运动方程。在本文中，我们证明了在线性耦合的爱因斯坦-膨胀-高斯-邦尼特引力中，黑洞的标量电荷完全由地平线表面引力乘以分叉面的欧拉特性决定，而无需求解任何运动方程。在这个理论中，黑洞通过膨胀场向宇宙的其他部分宣布它们的视界拓扑和表面引力。在我们的证明中，四维拓扑密度在杀伤视界的分叉面上下降为二维拓扑密度。我们还评论了我们的证明如何推广到一般丛上的其他拓扑密度，以及膨胀子与欧拉密度非线性耦合的理论。
In theories of gravity that include a scalar field, a compact object’s scalar charge is a crucial quantity since it controls dipole radiation, which can be strongly constrained by pulsar timing and gravitational wave observations. However, in most such theories, computing the scalar charge requires simultaneously solving the coupled, nonlinear metric and scalar field equations of motion. In this article, we prove that in linearly coupled Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet gravity, a black hole’s scalar charge is completely determined by the horizon surface gravity times the Euler characteristic of the bifurcation surface, without solving any equations of motion. Within this theory, black holes announce their horizon topology and surface gravity to the rest of the Universe through the dilaton field. In our proof, a four-dimensional topological density descends to a two-dimensional topological density on the bifurcation surface of a Killing horizon. We also comment on how our proof can be generalized to other topological densities on general-bundles, and to theories where the dilaton is nonlinearly coupled to the Euler density.
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