1.5 阶后牛顿精度下自旋、偏心双黑洞的闭式解
广义相对论与量子宇宙学
2026-04-07 v4 高能天体物理现象
摘要
自 1966 年引入以来，1.5 阶后牛顿（PN）精度的双黑洞（BBH）哈密顿系统的闭式解长期难以获得。对任意参数（质量、自旋、偏心率）的 PN 双黑洞系统的闭式解是为其所发射引力波（GWs）建模所必需的。精确的引力波模型对其被 LIGO/Virgo 与 LISA 探测至关重要。直到最近，arXiv:1908.02927（不使用作用量-角变量）以及 arXiv:2012.06586、arXiv:2110.15351（基于作用量-角变量）提出了两种求解 BBH 动力学的方法。本文结合上述文章中的思想，填补缺失环节，并给出两个完全 1.5PN 精度的解。我们还提供了一个公开 Mathematica 包 BBHpnToolkit，实现了这两种解并与完全数值处理进行比较。这些解之间的一致程度为 arXiv:2012.06586 与 arXiv:2110.15351 中构造的全部五个作用量提供了数值验证。因此，本文可作为通过正则微扰理论将基于作用量-角变量的解推进至 2PN 阶的垫脚石。
引用
@article{arxiv.2210.01605,
title = {Closed-form solutions of spinning, eccentric binary black holes at 1.5 post-Newtonian order},
author = {Rickmoy Samanta and Sashwat Tanay and Leo C. Stein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01605},
year = {2026}
}
备注
(2+15) pages, (1+4) figures. This version is composed of an erratum (wrt. the previous arXiv preprint version), and the fully revised article appended thereafter