旋转黑洞的精确动力学Chern-Simons度规具有第四个运动常数:一个基于动力系统的猜想
广义相对论与量子宇宙学
2018-07-03 v2 高能物理 - 理论
动力系统
摘要
LIGO/Virgo合作组近期的引力波观测使得在极端引力 regime下对广义相对论的首次检验成为可能,当时质量相当的黑洞和中子星发生碰撞。未来的天基探测器,如激光干涉空间天线(LISA),将通过对极端质量比旋进中一个小黑洞落入超大质量黑洞时所发射的引力波来检验爱因斯坦的理论。特别为此类旋进量身定制的一项检验是在极端引力中搜寻混沌。我们在此研究在违反宇称的修正引力的旋转黑洞周围测试粒子的运动中是否存在混沌,特别关注动力学Chern-Simons引力。我们开发了一种重整化策略,在广义相对论极限下恢复所有自旋项,同时在动力学Chern-Simons对Kerr度规的修正中保留至五阶自旋项。然后,我们计算该重整化度规的广泛测地线族的庞加莱截面和旋转数。我们发现没有测地线混沌的证据,最多只有共振环面的形变,且随着在动力学Chern-Simons对Kerr度规的修正中纳入更高阶自旋项,这些形变会缩小。我们的数值发现表明,该理论中迄今未知的旋转黑洞精确解的测地线可能是可积的,因此可能存在与该精确解相关的第四个运动积分。此处呈现的研究开始为利用激光干涉空间天线观测极端质量比旋进来对广义相对论进行混沌检验奠定基础。
引用
@article{arxiv.1804.04002,
title = {The exact dynamical Chern Simons metric for a spinning black hole possesses a fourth constant of motion: A Dynamical-Systems-Based Conjecture},
author = {Alejandro Cardenas-Avendano and Andres F. Gutierrez and Leonardo A. Pachon and Nicolas Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.04002},
year = {2018}
}
备注
25 pages, 13 figures, V2: minor changes, typos corrected, version accepted by Class. and Quant. Gravity