二次修正引力中的后牛顿准圆双星旋进
广义相对论与量子宇宙学
2016-04-12 v3 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
我们考虑了一类广义的量子引力启发的修正引力理论,其中爱因斯坦-希尔伯特作用量通过添加所有与标量场耦合的曲率张量二次项(标量场具有标准动能)而扩展。这类理论包括爱因斯坦-膨胀子-高斯-博内特理论和切伦-西蒙斯修正引力作为特例。我们在后牛顿近似下解析推导并求解了耦合场方程,假设一个质量相当、自旋的黑洞双星源处于准圆、弱场/慢速运动轨道上。我们发现,与点粒子近似相关的发散项的朴素减法不适合表示这些理论中的致密天体。相反,我们通过适当的有效源对它们进行建模,这些有效源的构建使得已知的强场解在远场极限下得以重现。在此过程中,我们证明了爱因斯坦-膨胀子-高斯-博内特理论和切伦-西蒙斯理论中的黑洞可以具有毛发,而中子星没有标量单极电荷,这与标量-张量理论中的结果截然相反。然后,我们采用类似于直接积分松弛爱因斯坦方程的技术,获得了标量场、度规扰动以及与之相关的在无穷远处测量的引力波光度的解析表达式。我们发现,标量场发射主要主导能量通量预算,产生电型(偶宇称)偶极标量辐射和磁型(奇宇称)四极标量辐射,在相对-1PN和2PN阶上修正了广义相对论的预言。这些修正导致发射的引力波产生修正,这些修正可以映射到参数化后爱因斯坦框架。此类修正可以通过引力波观测得到强有力的约束。
引用
@article{arxiv.1110.5950,
title = {Post-Newtonian, Quasi-Circular Binary Inspirals in Quadratic Modified Gravity},
author = {Kent Yagi and Leo C. Stein and Nicolas Yunes and Takahiro Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.5950},
year = {2016}
}
备注
26 pages, 3 figures, 2 tables (matches version published in PRD); v3 prepended an erratum