引力波的泊松-阿拉戈亮斑
广义相对论与量子宇宙学
2021-11-10 v3
摘要
对于无穷远处的观测者，史瓦西黑洞相当于一个半径为3√3 M的吸引性不透明圆盘，它会产生引力波（GWs）的衍射图样。在本研究中，我们证明当入射（准）平面引力波被史瓦西黑洞衍射时，会出现一个亮斑，这是一种类似于光学中泊松-阿拉戈亮斑的衍射效应。此处，我们提出用Heun函数给出的引力波精确衍射解所描述的引力波衍射效应。首次提出用菲涅耳半波带法计算无穷远处观测者看到的引力波散射条纹的角向部分。利用程函近似讨论了观测该衍射亮斑的前景。对于被银河系中心黑洞衍射的频率为100 Hz（0.1 Hz）的正入射（准）平面波，地球处于亮斑中与第一暗条纹极小值之间的时间延迟为3.86（3860）天。我们将在6.2（6200）天后观测到第二亮纹（为中心亮斑40%的振幅）。这种涉及旋进早期以及脉冲星作为连续引力波源的新的衍射图样，分别是未来天基与地基引力波探测器的潜在科学目标。
引用
@article{arxiv.1809.06511,
title = {Poisson-Arago spot for gravitational waves},
author = {Zhang Hongsheng and Fan Xilong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.06511},
year = {2021}
}