黑洞及其环境的物理学：引力波科学的影响

十年前，我们曾经有幸见证了一场科学的复兴的开端：人类最终成功实现了直接探测引力波的艰巨目标。这一突破并非凭空产生：它是数十年研究爱因斯坦广义相对论中引力本质所作出努力的自然 culmination。这是一部充满错误开始、坚持不懈和卓越洞察力的故事，技术进步与人类好奇心同样推动了进程。我们现在自豪地生活在引力物理的新黄金时代。来自二元黑洞和中子星合并的引力波信号正变得常态化。结合对强引力 regime 中现象的理论理解，黑洞物理学已成为一门精密科学。这些 lecture notes 的目的是帮助读者理解这一快速发展学科的语言和 framework，并发展出解释、思考和讨论引力波天文学与黑洞物理学交汇观念的能力。我们希望这些笔记能为学生和同事准备他们，以便在引力波事件变得常见且我们开始观察意想不到的特征时迎接下一次革命，这些特征可能指示出意想不到的天体物理情景，或强烈需要修改对引力相互作用的理论描述。我们提供了黑洞和引力波物理学的 first principles analysis，并时常附上个人对结果的解释。我们与读者分享了一些 notebook，使他们能够复现该领域最重要的结果，甚至可能帮助开展前沿研究。我们还包括一些我们认为有助于理解更广阔图景的 original 结果。