强场中的轨道 Lense-Thirring 进动
广义相对论与量子宇宙学
2019-07-11 v1 高能天体物理现象
摘要
我们研究了 Kerr 黑洞引力场中一个重粒子轨道角动量的精确演化。我们解析地证明，对于一大类轨道，角动量的速端曲线总是接近于一个圆。这适用于不落入黑洞的有界轨道和无界轨道。对于有界和无界轨道，偏离圆形形状的程度分别不超过 和 。我们还发现章动为这些偏离提供了精确的近似，在最大偏离的轨道中其拟合精确曲线的误差在 以内。值得注意的是，偏离越大，章动对其的近似越好。因此，我们证明了最初在弱场极限下得到的轨道 Lense-Thirring 进动，在（几乎）任意精确轨道的一般情况下也是有效的描述。作为副产品，我们还推导了不稳定球形类时轨道的参数，将其表示为半径、任意旋转参数 和 Carter 常数 的函数。我们对所研究的所有类型轨道都进行了数值验证。
引用
@article{arxiv.1906.05309,
title = {The Orbital Lense-Thirring Precession in a Strong Field},
author = {Vladimir N. Strokov and Shant Khlghatyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05309},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 6 figures, 2 tables, typeset in arxiv-style; accepted for publication in General Relativity and Gravitation