黑洞附近的受迫运动

我们提出了两种在克尔时空中积分受迫测地线方程的方法，这些方法可以容纳任意力。作为测试案例，我们计算了在简单阻力（模拟气体的存在）下的旋进。我们验证了对于这种简单力，两种方法给出了相同的结果。我们发现阻力通常会导致整个旋进过程中偏心率增加。这是一种相对论效应，在定性上与引力辐射驱动的旋进相反，并且与气体双星流体动力学模拟中观察到的现象相似。我们通过推导牛顿动力学的领头阶相对论修正，提供了一个解析解释。如果观测到偏心率增加，将为旋进发生在非真空环境中提供明确证据。我们的两种方法特别适用于绝热区域中的轨道演化。两者都使用了密切轨道方法，其中轨道上的每个点由具有相同瞬时位置和速度的测地线参数来表征。两种方法都用测地线能量、轴向角动量、卡特常数、方位角相位以及两个单调递增的角变量（它们是偏近点角的相对论推广）来描述轨道。这两种方法在处理轨道相位和力的表示上有所不同。在一种方法中，测地线相位和相位常数作为一个单一的轨道相位参数一起演化，并且力用其在Kinnersley正交标架上的分量表示。在第二种方法中，测地线运动的相位常数分别演化，并且力用其Boyer-Lindquist分量表示。第二种方法是Pound和Poisson先前关于Schwarzschild背景下平面力工作的推广。