后牛顿与自引力动力学对黑洞双星系统的高精度比较
广义相对论与量子宇宙学
2015-05-19 v1
摘要
利用后牛顿（PN）近似和微扰自引力（SF）形式，研究了沿圆轨道运动的致密双星系统的相对论性运动。计算了一个特定的规范不变可观测量作为双星轨道频率的函数。通过数值方法高精度地获得了引力自引力引起的保守效应，并与发展到高阶的后牛顿预测进行了比较。后牛顿计算涉及粒子位置处的3PN正则化度规的计算。其发散的自场通过维度正则化进行正则化。在维度正则化中于3PN阶出现的正比于1/(d-3)的极点从最终的规范不变结果中消失。还获得了源自引力波尾的领先4PN和次领先5PN保守对数贡献。利用这些精确的后牛顿结果，通过拟合数值自引力数据，测量了此前未知的高达7PN阶的后牛顿系数。仅使用2PN项和新的对数项，还以非常高的精度数值确认了3PN系数的值。这种跨领域比较的一致性为自引力和后牛顿形式中使用的截然不同的正则化方法提供了关键检验，并说明了这些近似方案在建模致密双星系统时的互补性。
引用
@article{arxiv.1007.2614,
title = {High-Accuracy Comparison between the Post-Newtonian and Self-Force Dynamics of Black-Hole Binaries},
author = {Luc Blanchet and Steven Detweiler and Alexandre Le Tiec and Bernard F. Whiting},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.2614},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 3 figures; to appear in the book "Mass and Motion in General Relativity", proceedings of the C.N.R.S. School in Orleans, France, eds. L. Blanchet, A. Spallicci and B. F. Whiting