利用引力波旋进-铃宕修正探测克尔时空之外的时空
广义相对论与量子宇宙学
2020-04-29 v2 高能天体物理现象
摘要
来自遥远黑洞剧烈并合的引力波携带着其波源处复杂极端引力时空的细节。在广义相对论中，旋转黑洞由著名的克尔时空度规描述，但若存在超出该理论的影响会如何？高效检验这一假设的一种方法是，首先获得一个在模型无关意义上参数化偏离克尔度规的度规。给定这样的度规后，便可预测新时空中黑洞的引力波波形在旋进与铃宕两部分的相应修正。掌握这些工具后，便可通过两种不同方法检验引力波信号中的此类效应：(i) 旋进-并合-铃宕一致性检验，以及 (ii) 参数化检验。本文给出了实现这一目标的确切步骤。我们首先推导了一般非克尔时空中波形旋进、铃宕及遗迹性质的参数化修正，并将其应用于两个由单一非克尔参数参数化的克尔之外时空示例。随后我们预测了在观测到的引力波信号中，要与广义相对论中的克尔情形在统计上不一致所需的超越克尔参数幅度。我们发现两种方法给出的界限非常相似。利用现有引力波事件得到的约束与X射线观测相当，而未来利用宇宙探险者（激光干涉空间天线）的引力波观测可将此类界限提高两个（三个）数量级。
引用
@article{arxiv.2003.02374,
title = {Probing beyond-Kerr spacetimes with inspiral-ringdown corrections to gravitational waves},
author = {Zack Carson and Kent Yagi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02374},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 4 figures; Updated to match published version