Могут ли супертрансляции BMS сделать черную дыру обнаженной?

Недавно я узнал, что суперпереводы BMS на самом деле добавляют волоски к черным дырам и физически изменяют метрику. В таком сценарии мне очень любопытно узнать, может ли черная дыра быть перезаряжена в голые сингулярности с достаточно большими супертрансляциями, как черные дыры RN могут быть перезаряжены в голые сингулярности с достаточно большими электрическими зарядами. Будут ли такие ситуации типичными или нет — это, конечно, другой вопрос. Далее, я хотел бы знать, как эти волоски BMS влияют на температуру черной дыры. В частности, достигают ли черные дыры нулевой температуры именно при таком значении супертрансляции, при котором это сделало бы их голой сингулярностью? Например,

возможно полезно: arxiv.org/abs/1602.05197 (в частности, обсуждение уравнения 47).

Ответы (1)

Супертрансляции БМС — это симметрии асимптотически плоского пространства-времени. Когда мы говорим, что физическая система обладает симметриями, мы имеем в виду, что существуют преобразования, которые можно произвести в нашей системе, не влияя на результаты экспериментов.

Масса, заряд, угловой момент (и, следовательно, температура) черной дыры — все это величины, на которые не влияет действие группы БМС. Так что нет, супертрансляции BMS не могли сделать черную дыру голой .

… Суперпереводы BMS фактически добавляют волоски к черным дырам и физически изменяют метрику.

Это верно, но такие изменения, применяемые извне и ко всей системе, являются просто преобразованиями, которые оставили бы ее измеримую динамику неизменной. Это отличается от «перестройки» волос черной дыры в результате поглощения/рассеяния частицы, прилетающей из бесконечности. Последний представляет собой процесс физического взаимодействия, который также может изменять массу, заряд и т. д., а также изменять заряды BMS, такой процесс может иметь измеримые последствия.

Чтобы сделать ответ более интуитивным, мы можем спросить себя: «Могут ли преобразования Лоренца ионизировать атом водорода?» Аргументы переводят: преобразования Лоренца изменяют импульс, то есть они изменяют квантовое состояние релятивистской системы. Если у нас есть несколько частиц, их импульсы существенны, если мы рассматриваем, скажем, задачу рассеяния, но применение преобразования Лоренца ко всей системе не изменит результатов ни одного проведенного над ней эксперимента.

Спасибо за ваш ответ, особенно аналогию, она проясняет. Тем не менее, я все еще немного смущен. Я предположил, что температура черной дыры будет функцией не только массы, заряда и углового момента, но и этих дополнительных волосков BMS. Если это так, изменение волосков BMS может изменить температуру, верно? Теперь я не знаю, может ли действие группы BMS изменить значение волосков BMS, но если может, то не может ли действие группы BMS изменить температуру черной дыры?
Нет, действие группы BMS не меняет температуру. Температура должна быть величиной, инвариантной к диффеоморфизму, чтобы суперпереводы не изменили ее.