强场黑洞散射：探讨规范灵活性
广义相对论与量子宇宙学
2025-12-01 v2
摘要
后米氏 (PM) 引力的最新进展为紧凑二体的高精度建模提供了新途径。结合有效一体 (EOB) 框架，已出现高度精确的 PM 信息模型，用于描述二体黑洞的散射轨迹。目前存在多种互补方法，包括 SEOB-PM 模型、_{\rm EOB} 框架以及最近出现的 Lagrange-EOB (LEOB) 方法。这些模型以根本不同方式将 PM 结果纳入模型，采用不同的求和方案和规范选择。值得注意的是，SEOB-PM 和 LEOB 已被用于计算束缚系统的引力波，与数值相对论 (NR) 取得了优异一致性。所有模型的关键组成部分是描述两体时空动力学的 EOB 质量壳条件。本文将检讨该质量壳条件的构建方式，特别关注规范选择如何与不同求和方案相互作用，表明其对坐标选择和 EOB 规范都具有强烈依赖性。对于所考察的参数空间区域，我们发现表现最佳的规范与 SEOB-PM 和 _{\rm EOB} 的选择相吻合，其他选择表现较差。也讨论了旋转黑洞的情况，综述了当前用于旋转 EOB-PM 的技术方法并进行比较。我们还引入一种基于离心半径的新规范，显著改进了前述模型，尤其适用于大幅和负旋转情形。这为在 EOB-PM 框架中进一步求和旋率信息提供了有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2508.12126,
title = {Strong Field Scattering of Two Black Holes: Exploring Gauge Flexibility},
author = {Adam Clark and Geraint Pratten},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12126},
year = {2025}
}
备注
32 pages, 17 figures. v2: Published version, with minor typo in abstract fixed