多黑洞演化的基础

我们提出了利用“移动穿孔”（moving puncture）方法结合四阶和八阶有限差分模板，对多黑洞时空进行长期、稳定且精确演化的技术。我们利用这些技术探索了一个层级系统中三个黑洞的构型，该系统由第三个黑洞接近一个准圆轨道黑洞双星组成；我们发现，取决于双星的尺度，随后的相遇可能导致所有三个黑洞的即时并合、产生一个高偏心率的双星（第三个黑洞保持非束缚状态），或双星瓦解（导致三个自由黑洞）。我们还利用全数值演化分析了经典的 Burrau 三体问题。在这两种情况下，我们都发现了与牛顿力学预测截然不同的行为，这对 N 体黑洞模拟具有重要意义。对于我们的模拟，我们使用了解析近似数据。我们发现，对于我们选择的网格尺寸，八阶模板显著减少了数值误差，并且近似初始数据在对穿孔质量进行重标度后，能为具有适度初始间距的黑洞双星产生预期的波形。