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质量引力中的波形与巨型黑洞振铃的中和

广义相对论与量子宇宙学 2016-06-22 v3 高能物理 - 理论

摘要

一个扭曲的黑洞会辐射引力波以在更光滑的几何中安定下来。在该弛豫阶段,会产生特征性的阻尼振铃。理论上,通过仔细考虑扭曲源,它可由黑洞准正规模频率(控制其振荡行为与衰减)和相关的激发因子(本质决定其振幅)共同构建。在质量引力框架中,Schwarzschild 黑洞的激发因子具有出乎意料的强共振行为,理论上可能导致巨大且慢衰减的振铃。若质量引力与物理相关,则有望利用下一代引力波探测器观测这些非凡振铃。事实上,若引力子质量不太小,它们可由超大质量黑洞产生。实际上,通过聚焦 Fierz-Pauli 场的奇宇称 =1\ell=1 模,我们在此将表明此类振铃在波形中因以下原因被中和:(i) 黑洞准束缚态的激发,以及 (ii) 可能激发相关准正规模的特定偏波的倏逝性质。尽管如此,考虑到观测后果,有趣的是波形振幅仍然相当显著且慢衰减(此效应现在源于长寿命准束缚态)。还值得注意的是,对于极低的引力子质量(对应于黑洞的弱不稳定区),波形现在非常干净且由普通振铃主导,这可用作质量引力的特征。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.03460,
  title  = {Waveforms in massive gravity and neutralization of giant black hole ringings},
  author = {Yves Décanini and Antoine Folacci and Mohamed Ould El Hadj},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.03460},
  year   = {2016}
}

备注

v1:We complete our work on resonant excitation of BHs in massive gravity (see arXiv:1401.0321[gr-qc] and arXiv:1402.2481[gr-qc]) and discuss more particularly the observability of giant ringings. v2:With additional remarks concerning waveforms corresponding to the weak instability regime. (To appear in PRD). v3:Close to the published version