利用潮汐 Love 数检验强场引力
广义相对论与量子宇宙学
2017-04-13 v4 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
潮汐 Love 数（TLNs）编码了浸入潮汐环境中的自引力物体的可变形性，并显著依赖于物体的内部结构和引力场动力学。经典广义相对论中的一个有趣结果是黑洞的 TLNs 消失。我们以三种方式扩展该结果，旨在检验致密天体的性质：(i) 我们计算了奇异致密天体（包括不同族的玻色子星、引力真空星、虫洞以及其他用于视界尺度量子修正的玩具模型）的 TLNs。在黑洞极限下，我们发现 TLNs 对表面位置存在普遍的日志依赖；(ii) 我们计算了真空广义相对论之外黑洞的 TLNs，包括 Einstein-Maxwell、Brans-Dicke 和 Chern-Simons 引力；(iii) 我们评估了当前和未来引力波探测器测量这些天体 TLNs 的能力，包括首次用 LISA 分析 TLNs。LIGO、ET 和 LISA 都能对玻色子星施加有趣的约束，而 LISA 甚至能够探测极其致密的天体。我们认为 TLNs 提供了视界尺度新物理的确凿证据，并且未来对双体旋进中 TLNs 的引力波测量提供了一种检验强场区黑洞和广义相对论的新方法。
引用
@article{arxiv.1701.01116,
title = {Testing strong-field gravity with tidal Love numbers},
author = {Vitor Cardoso and Edgardo Franzin and Andrea Maselli and Paolo Pani and Guilherme Raposo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01116},
year = {2017}
}
备注
18 pages + appendices; 9 figures. v2: references updated and legend of Fig.7 corrected; v3: clarifications and improvements in the discussion; v4: minor changes to match the PRD version (selected as Editors' Suggestion)