Teukolsky 方程源的解析分离

近期来自黑洞并合的引力波探测突显了黑洞微扰理论和 Teukolsky 方程在理解黑洞行为中的关键作用。Teukolsky 方程的可分离性长期以来被用于研究真空线性 Teukolsky 方程；然而，随着理论和测量的进步，求解有源 Teukolsky 方程正成为研究的前沿。特别是，准正则模和自力问题中的二阶计算具有扩展源。本文提出了一种解析分离 Teukolsky 方程源的新方法，旨在提高效率。由于 Kerr 时空中通用量的角向和径向混合，分离源是一个非平凡的问题。我们提供了该方法的概念验证演示，并表明其具有准确性，成功分离了由环绕 Kerr 黑洞的理想气体云应力 - 能量张量产生的 Teukolsky 源。我们方法的详细应用见附带的\textit{Mathematica} 笔记本。我们的方法为在时域和频域中进行带有源的精确黑洞微扰理论计算开辟了新途径。