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双黑洞并合中的视界 II:通量、多极矩与稳定性

广义相对论与量子宇宙学 2020-06-09 v1

摘要

我们详细研究了双黑洞并合过程中边际俘获面的动力学与稳定性。这是分为两部分的研究中的第二部分。第一部分研究了由边际面描绘的世界管的基本几何方面以及面积增加定律的状况。此处我们继续研究并合过程中视界的动力学,同样针对两个非自旋黑洞的对头碰撞。特别地,我们跟踪了问题中所有视界的稳定性算符谱,并采用系统的谱统计方法对其进行分析。我们还研究了并合中更具物理性的方面,即穿过视界并导致面积改变的能量通量。我们在视界上构造了一个自然坐标系,并将通量中出现的各种场(主要是出射零法向的剪切)按自旋加权球谐函数分解。对于各模态,我们提取了最终黑洞趋近平衡时的衰减率。衰减的后期与预期的准正规模频率一致,而早期则表现出陡峭得多的下降。类似地,我们计算了视界多极矩的衰减,同样发现了两种不同的 regime。最后,为寻求对此行为的解释,受膜范式诠释的启发,我们试图辨识面积增加的不同动力学时间尺度。这导出了一种用于预测从较快衰减到较慢衰减转变 onset 的“缓慢度参数”的定义。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.03940,
  title  = {Horizons in a binary black hole merger II: Fluxes, multipole moments and stability},
  author = {Daniel Pook-Kolb and Ofek Birnholtz and Jose Luis Jaramillo and Badri Krishnan and Erik Schnetter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03940},
  year   = {2020}
}

备注

25 pages, 19 figures