利用非线性准正规模进行黑洞光谱学
广义相对论与量子宇宙学
2024-12-19 v2
摘要
未来对黑洞铃降中准正规模（QNMs）的探测将允许在强场区域对广义相对论（GR）进行一致性和独立检验。在本文中，我们对包含主导二次准正规模（QQNM）的铃降进行了 Fisher 预报，该 QQNM 预期出现在下一代地面探测器爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探索者（CE）观测的近等质量准圆双黑洞（BBH）中。我们考虑了一个总共包含四个模的铃降模型：三个线性 QNM，标记为 ，以及一个来自主导线性 (220) QNM 自相互作用的 QQNM。我们在两种场景下进行预报：(a) QQNM 参数被视为与线性 QNM 独立；(b) QQNM 参数根据 GR 依赖于 (220) QNM 参数。在场景 (a) 中，我们发现 QQNM 通常比 (440) 模测量得更精确，但不如 (330) 模精确。正如过去所显示的，高自旋 BBH 倾向于具有更高的相对 QQNM。即使在这种情况下，我们也仅期望对附近事件（ET 和 CE 中中等质量黑洞的红移 以下）有信心地探测和分辨这四个独立 QNM。在场景 (b) 中，我们发现 QQNM 对于提高 (440) 参数的精度极为有用，而对 (220) 参数的改进微乎其微。在这种情况下，(440) 参数的测量精度预计甚至优于 (330) QNM。因此，我们期望对红移高达 的 ET 和 CE 中中等质量黑洞事件也有信心地探测和分辨三个独立线性 QNM。因此，由于 QQNM 的加入，几乎所有第二代 BBH 事件都将提供优秀的 GR 一致性检验。
引用
@article{arxiv.2411.02264,
title = {Black hole spectroscopy with nonlinear quasi-normal modes},
author = {Macarena Lagos and Tomás Andrade and Jordi Rafecas-Ventosa and Lam Hui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02264},
year = {2024}
}
备注
Version accepted in journal