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渐近平坦时空上波衰减的 Price 定律的精确版本

偏微分方程分析 2022-01-05 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

对于一类包含次极值 Kerr 黑洞的平稳渐近平坦 (3+1)(3+1) 维时空上的标量波方程的解 ϕ(t,x)\phi(t,x),我们证明了具有显式领头项的 Price 定律。我们在完整的前向因果锥中的精确渐近性特别表明,对于有界的 x|x|,有 ϕ(t,x)=ct3+O(t4+)\phi(t,x)=c t^{-3}+\mathcal O(t^{-4+}),其中 cCc\in\mathbb C 是一个显式常数。这种衰减在 Kerr 时空的事件视界上也成立,从而使 Luk-Sbierski 关于 Cauchy 视界的线性标量不稳定性的结果成为无条件结果。此外,我们还证明了辐射场的逆二次衰减,并带有显式领头项。我们针对具有逆三次空间衰减的平稳势的散射建立了类似的结果。在 Schwarzschild 时空上,我们证明了角频率至少为 ll 的波具有逐点 t2l3t^{-2 l-3} 衰减,而额外在初始时刻为静态的波具有 t2l4t^{-2 l-4} 衰减。这完全在最一般的意义上确立了线性标量波的 Price 定律。证明的核心是低能量下预解式的分析。我们没有显式构造其 Schwartz 核,而是更直接地使用了由 Melrose 首创、最近由 Vasy 扩展到零能量极限的几何微局部极限吸收原理方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.01664,
  title  = {A sharp version of Price's law for wave decay on asymptotically flat spacetimes},
  author = {Peter Hintz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.01664},
  year   = {2022}
}

备注

49 pages, 4 figures. v2: strengthened Price law decay on Schwarzschild spacetimes, allowing for sum over angular frequencies; added references