相对论性潮汐响应对于微小势修正的稳定性
广义相对论与量子宇宙学
2025-07-15 v4 高能天体物理现象
摘要
旋进双星系统中致密物体的潮汐响应由刻印在引力波波形中的一组潮汐 Love 数和耗散数来度量。虽然广义相对论中真空四维黑洞的 Love 数消失，但替代引力理论中的黑洞可获得非零 Love 数。耗散数可量化视界尺度上的普朗克修正。这些性质将允许通过引力波观测在强场 regime 检验经典引力理论。由于黑洞在天体物理情形中并非处于精确真空环境，以下问题随之产生：环境能否影响潮汐响应？在本文中，我们研究 Schwarzschild 黑洞对频率相关潮汐场扰动的潮汐响应在背景微小修正下的稳定性。我们的分析依赖于散射理论，其克服了计算相对论性潮汐 Love 数的困难。潮汐 Love 数和耗散数可从足够低频散射波的性质理解。我们表明潮汐 Love 数对修正的性质敏感。因此，在利用 Love 数评估潜在引力理论相对于广义相对论的偏离时，我们需要仔细考虑黑洞周围的环境。该修正对耗散数影响较小，表明利用它们量化事件视界的存在性不受破坏。我们还证明，在复合系统（即具有环境效应的致密物体）中，Love 数和耗散数近似由各组分相应数值之和确定。
引用
@article{arxiv.2304.04551,
title = {Stability of relativistic tidal response against small potential modification},
author = {Takuya Katagiri and Hiroyuki Nakano and Kazuyuki Omukai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04551},
year = {2025}
}
备注
44 pages, 19 figures, v2: minor corrections, v3: minor corrections, accepted for publication in PRD, v4: corrected a few minor typographical errors