后牛顿模态振幅与双黑洞数值相对论模拟的比较
广义相对论与量子宇宙学
2020-07-08 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 理论
摘要
两个黑洞并合产生的引力波携带着双黑洞强场动力学的特征。本工作中，我们使用数值相对论模拟与后牛顿理论来研究这一动力学。后牛顿理论是一种低速展开，将伴星体视为点粒子，而数值相对论将黑洞视为具有视界的延展物体并完全捕捉其动力学。先验地，这些迥异方法计算出的波形没有理由彼此一致，尤其在黑洞运动接近光速的后期。我们惊奇地发现，后牛顿理论中的主导阶振幅与完整广义相对论解在大量球谐模态上吻合良好，即使在双黑洞演化最具动力学的部分也是如此，仅少数模态表现出与数值相对论模拟明显不同的行为。特别地，球谐指标 l = m 以及 l = 2, m = 1 的模态与其主导后牛顿行为的偏离最小。从后牛顿描述理解这些模态的性质，将有助于构建强场动力学 regime 中发射波形的更好模型。
引用
@article{arxiv.1901.08516,
title = {Comparison of post-Newtonian mode amplitudes with numerical relativity simulations of binary black holes},
author = {Ssohrab Borhanian and K. G. Arun and Harald P. Pfeiffer and B. S. Sathyaprakash},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08516},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 5 figures