黑洞振铃的线性与非线性建模
广义相对论与量子宇宙学
2025-09-08 v3
摘要
引力波的振铃(RD)阶段对于检验广义相对论(GR)至关重要。在克尔谱内对线性准正则模(QNM)进行建模——或采用对该GR谱的不可知参数化偏离——已成为常规做法；然而，最近人们特别关注校准非线性扰动对主导的四极、模的影响。本文测试了几个非线性玩具模型以及非线性旋进-合并-振铃(IMR)模型IMRPhenomD在忠实表示RD区域方面的性能，并将它们与使用线性解作为QNM音调之和得到的结果进行比较。利用多个准圆、无进动的数值波形，我们拟合了应变的优势、模，并根据贝叶斯因子以及最终黑洞质量和自旋的后验分布来评估结果。我们发现，当从应变峰值开始分析时，尤其是在与第三代观测站一致的高信噪比下，非线性模型可以与线性纯QNM解相媲美或更受青睐。由于高泛音模型中音调相对振幅和相位与前身参数的校准仍然缺失，甚至无法实现，我们认为使用非线性模型更适合在从早期时刻开始的RD区域基础上对广义相对论进行可信检验。
引用
@article{arxiv.2312.15904,
title = {Linear vs. nonlinear modeling of black hole ringdowns},
author = {Yi Qiu and Xisco Jiménez Forteza and Pierre Mourier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15904},
year = {2025}
}
备注
18 pages, version consistent with the article published in Phys. Rev. D 109, 064075 - Published 26 March 2024, see https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.064075