黑洞合并的 on-shell 方法

我们发展了一种研究黑洞合并的 on-shell 方法。由于初始和最终状态在渐远处可以由点状旋转粒子来描述，我们提出了一个描述两个 Schwarzschild 黑洞合并成 Kerr 黑洞的质量为 3 点的�幅。该 3 点�幅以及最终状态的谱函数完全由动力学和描述黑洞合并的模型无关输入（即完全吸收过程）所决定。使用 Kosower-Maybee-O'Connell (KMOC) 形式化方法，我们随后再现了合并后动量和角动量的经典守恒律。作为应用，我们使用所提出的 3 点函数计算引力子发射�幅，从而提取到所有自旋阶数的合并波形。到自旋的亚亚次要阶数，此结果与经典软引力子定理相符。我们随后与黑洞扰动理论进行比较，后者给出的是在引力耦合的非微扰�幅，但在极端质量比极限下的主导项。结果也突显了如何可以使用 Schwarzschild 背景上的边界条件来重新推导所提出的合并过程的 on-shell �幅。