持久引力波可观测量：渐近平坦时空中的曲线偏离

在本系列的第一篇论文中，我们引入了一类推广了引力波记忆效应的可观测量，并将其命名为“持久引力波可观测量”。这些可观测量在时间上都是非局域的，在存在引力辐射的时空中非零，并且在引力波经过后产生持续的可观测效应。在本文中，我们聚焦于被称为“曲线偏离”的持久可观测量，并利用 Bondi-Sachs 方法，在逆 Bondi 半径的领头非平凡阶上，对渐近平坦时空中的这一可观测量进行计算。曲线偏离与两个具有初始分离、初始相对速度和相对加速度的观测者的最终分离有关。位移引力波记忆效应是曲线偏离中依赖于初始分离的部分，并且对于在大的 Bondi 半径处初始共动、惯性的观测者而言，这是全部贡献。自旋和质心记忆效应包含在曲线偏离对初始相对速度的依赖性中，而曲线偏离对相对加速度的依赖性则包含了不同于这些已知记忆效应的可观测量。我们发现，完整的曲线偏离可观测量可以用辐射前后非辐射数据的差异（我们称之为“荷”贡献）以及一个在无引力辐射时消失的非线性“通量”贡献来表示。这种划分将位移、自旋和质心引力波记忆效应中存在的“寻常”和“零”记忆的概念推广到了完整的曲线偏离可观测量。