以脉冲星-黑洞双星照亮量子引力
高能物理 - 理论
2017-03-27 v3 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
脉冲星是自然界中发现的一些最精确的时钟，而黑洞则为量子引力研究提供了独特的舞台。因此，脉冲星-黑洞（PSR-BH）双星为探测量子引力效应提供了理想的天体物理系统。随着 aLIGO 的成功以及 SKA 和 eLISA 等仪器的出现，发现此类 PSR-BH 双星的前景非常乐观。我们认为，PSR-BH 双星可以作为检验黑洞信息悖论所提出解决方案的现成试验场。我们提议利用穿过黑洞事件视界附近区域的脉冲星束的计时信号，作为量子引力效应的探针。特别地，我们证明黑洞外部几何结构的涨落会导致在视界附近传播的脉冲星脉冲到达时间测量的均方根偏差增加。这为黑洞信息逃逸的非暴力非局域性提议提供了一个清晰的观测检验。对于一系列穿越近视界区域的脉冲，该模型预测，对于 黑洞，脉冲到达时间的均方根约为 30 微秒；对于 黑洞，约为 0.3 毫秒；对于人马座 A*，约为 40 秒。当前脉冲到达时间测量的精度足以分辨这些均方根涨落。本工作旨在推动对 PSR-BH 系统的观测搜寻，以此作为检验量子引力模型的一种手段。
引用
@article{arxiv.1607.00018,
title = {Shining Light on Quantum Gravity with Pulsar-Black Hole Binaries},
author = {John Estes and Michael Kavic and Matthew Lippert and John H. Simonetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.00018},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 1 figure; v2: references added; v3: improved discussion of lensing and reference added, to be published in ApJ