Unequal binary configurations of interacting Kerr black holes
本文给出了不等克尔源中含有无质量支杆的定常轴对称双星组态的物理表示。为了描述相互作用的黑洞，解析求解最一般情况下的轴条件，推导出相应的$5$ -参数渐进平坦精确解。此外，我们得到了简洁的公式黑洞的视野，相互作用力，以及每个源的物理Komar参数：质量$M_{i}$，角动量$J_{i}$，和坐标距离$R$，其中这些参数包含在一个三次方程的系数，可以解释为一个动力学定律相互作用的黑洞与支柱。得到了一些极限并进行了讨论。
2018-06-14 gr-qc
The Cauchy convergence of T and P-approximant templates for test-mass Kerr binary systems
在这项工作中，我们研究了柯西收敛的后牛顿（T-逼近）和重新总结后牛顿（P-逼近）模板的情况下，一个测试质量轨道克尔黑洞沿圆形赤道轨道。柯西准则要求$n$和$n+1$阶近似之间的内积随着近似阶的增加而趋于1。在以前的工作中，它已被证明，我们实现了更大的拟合因子和更好的参数估计使用的P-近似模板Schwarzschild和克尔黑洞。在这项工作中，我们表明，P-逼近模板也显示出更快的柯西收敛，使他们成为一个优越的模板，标准的后牛顿模板。
2006-09-05 gr-qc
Close limit evolution of Kerr-Schild type initial data for binary black holes
我们发展了Bishop {\em et al.}在黑洞彼此靠近的极限。我们提出了一个精确的解决方案的线性化的初始值问题的基础上，他们的建议，并利用最近推出的广义形式主义研究任意坐标系中的Schwarzschild黑洞的扰动执行的演变。通过对黑洞碰撞辐射能量和波形的分析，阐明了初始数据族中自由参数的意义。
2001-10-19 gr-qc
Unequal binary configurations of interacting Kerr-Newman black holes
本文研究了轴上被无质量支杆隔开的不等质量Kerr-Newman黑洞双星系统。在采用拟合参数化后，精确求解了轴上的条件和消除单个磁荷的条件，得到了7参数渐近平坦的精确解。它也推导出明确的解析公式，为每个半长地平线$σ_{i}$，$i = 1,2$，在任意的物理科马尔参数：质量$M_{i}$，电荷$Q_{i}$，角动量$J_{i}$，和坐标距离$R$。同时也简明地给出了黑洞的所有物理性质以及与支柱有关的相互作用力。我们的分析使我们能够详细推导出解决方案的物理限制，并介绍了一些情况下，支柱是缺席的合并过程中。
2021-10-01 gr-qc
Binary system of unequal counterrotating Kerr-Newman sources
本文研究了静止轴对称的不等向反向旋转Kerr-Newman源双星系统，在它们之间有一个无质量支撑。通过选择一个合适的参数化，轴的条件和个别磁荷的情况下得到满足，因此，整个度量减少到一个6参数渐近平坦的精确解。随后，为了描述相互作用黑洞，用质量$M_{k}$、电荷$Q_{k}$、角动量$J_{k}$和坐标距离$R$这7个物理量满足简单的代数关系，得到了视界半长参数$σ_{k}$的解析函数形式.最后，在极端黑洞的极限下，导出了全度规的封闭解析形式，并研究了离轴裸奇点的出现或不存在。
2017-06-30 gr-qc
Binary systems of recoiling extreme Kerr black holes
本文在Kinnersley-Chitre解的特殊子族的框架下，分析了两个极端Kerr黑洞由于自旋-自旋相互作用而产生的排斥.考虑了等极排斥和不等极排斥黑洞的二元组态。
2019-05-24 gr-qc hep-th
Kerr-Vaidya black holes
Kerr-Vaidya度量是Kerr度量的最简单的非平稳扩展。我们探讨了它们的性质，并将它们与蒸发和吸积物理黑洞的球对称自洽解（质量递减的传入Vaidya度规和质量递增的传出Vaidya度规）的近视界极限进行了比较. Newman-Janis变换将对应的Vaidya和Kerr-Vaidya度量联系起来。对于非零角动量，能量-动量张量违反零能量条件（NEC）。然而，我们表明，它的结构不同于标准形式的NEC违反张量。在即将离去的克尔-瓦伊迪亚度规中的视视界与克尔黑洞的视视界重合。对于传入度量，其位置不同。我们推导出这个表面的常微分方程，并将其数值定位。一个球对称的吸积黑洞导致一个防火墙--一个发散的能量密度、压力和通量，就像一个下落的观察者所感知的那样。我们证明了这对于外向的Kerr-Vaidya度量也是成立的
2020-12-15 gr-qc
Measurability of Quadrupole Deviations from Kerr in Binary black hole Mergers
Shanghai Astronomical Observatory（上海天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院基础物理与数学学院）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）
利用LIGO-Virgo-KAGRA合作组织观测的五次二元黑洞合并，通过超越广义相对论的全波形模型研究黑洞四极矩与克尔黑洞偏差的可测量性，新的高信噪比事件结果更符合克尔预测。
2026-07-07 gr-qc
Generating odd-dimensional rotating black holes with equal angular momenta by using the Kerr-Schild Cartesian form of metric
Newman-Janis（NJ）方法是从史瓦西度规导出克尔时空的一种方法。BTZ、Kerr和五维Myers-Perry（MP）黑洞解已经由不同版本的NJ方法产生。然而，如何用这种方法产生高维（d > 6）旋转黑洞的度规还不清楚。本文利用度量的Kerr-Schild形式和四元数，提出了一种生成具有两个任意角动量的五维MP度量的最简单算法。然后，我们提出了另一个新的两步版本的NJ方法，而不使用四元数，产生的五维MP度量与相等的角动量。最后，对具有等角动量的高奇维旋转黑洞（d > 5）解释了后一种方法的推广。
2020-03-18 gr-qc
Thermodynamics of two aligned Kerr black holes
研究了由两个Kerr黑洞组成的静止轴对称位形中的热力学第一定律。我们的分析采用了最近的结果扩展的双克尔解和静态单和双黑洞的热力学。我们发现，类似于静电的情况下，在固定的二元系统的热力学长度$\ell$定义的公式$\ell=L\exp(γ_0)$，其中$L$是坐标长度的支柱，和$γ_0$是度量函数$γ$的值的支柱。
2020-07-18 gr-qc
Equatorially symmetric configurations of two Kerr-Newman black holes
本文利用麦克斯韦方程组组的一般赤道对称双孤子解，详细描述了两个物理意义上的构型，描述了一对被无质量支柱隔开的等质量Kerr-Newman共转黑洞。第一种配置的特点是相反的磁荷的组成部分，而在第二种配置的黑洞携带相等的电和相反的磁荷，从而提供了一个非平凡的例子，一个二元双子黑洞系统。这些二元结构的热力学性质进行了研究和热力学热力学第一定律正确地考虑到磁场的贡献制定为每种情况下。
2020-11-09 gr-qc
Testing the Kerr nature of intermediate-mass and supermassive black hole binaries using spin-induced multipole moment measurements
利用引力波测量双黑洞系统的自旋多极矩系数可以区分黑洞和其它致密天体[N。V. Krishnendu等人，PRL 119，091101（2017）]。在这里，我们应用[N]中提出的思想。V. Krishnendu等人，PRL 119，091101（2017）]到由中等质量和超大质量黑洞组成的二元系统，并使用未来的天基引力波探测器推导出其克尔性质的预期界限。利用双星黑洞布居的天体物理模型，研究了自旋诱导四极矩和八极矩系数的LISA和DECIGO可测性。在设计灵敏度下，对于LISA能观测到的超大质量双星系统中几乎所有的$3\%$，双星系统的自旋诱导四极矩参数的误差为{ $\leq 0.1$}，而对于DECIGO能观测到的中等质量黑洞双星系统中几乎所有的$3\%$，双星系统的自旋诱导四极矩参数的误差为$\sim 46\%$}。我们发现，对于\it和LISA和DECIGO探测器，四极矩和八极矩参数的误差分别可以估计为$\leq 1$和$\sim 50\%$。{我们的发现表明，对于LISA和DECIGO探测器来说，具有分别大于200和100的信噪比阈值的二元黑洞事件的子群体将允许对黑洞性质的测试达到10%的精度。}
2020-09-24 gr-qc
Fundamental frequencies and resonances from eccentric and precessing binary black hole inspirals
双黑洞，这是偏心的，并进行岁差仍然在数值模拟探索。我们提出了这样的系统，覆盖约50个轨道在相对较高的质量比5和7的模拟。这些组态对应于Kerr时空中非自旋体的一般运动，并被用来研究Kerr时空中有限质量比吸气到点粒子运动的转变。我们开发的技术来提取类似物的三个基频的克尔测地线，比较我们的频率的克尔，并表明，差异是一致的自作用力校正进入在一阶质量比。这种分析也定位了轨道共振，在那里我们的频率比取合理的值。在所考虑的质量比，二进制通过共振在一到两个共振周期，我们发现没有明显的影响轨道演化。我们还计算了离心率的衰减过程中的inspiral和发现很好的协议与领先的顺序后牛顿预测。
2017-02-07 gr-qc
On the reconstruction of motion of a binary star moving in the external gravitational field of Kerr black hole by its redshift
研究了在Kerr黑洞外引力场中运动的双星接收光的红移随时间的演化。我们提出了一种反问题的求解方法：利用红移数据计算双星系统中恒星的相对运动参数。所考虑的形式主义没有限制的性质的一个紧凑的双星的质心的运动，甚至可以应用在双星运动的情况下接近事件视界的超大质量黑洞。该方法的效率示出的数字模型与合理的参数的二进制系统和超大质量黑洞，这是位于我们的银河系的中心。
2019-09-22 astro-ph.IM gr-qc
Testing the Kerr nature with binary black hole inspirals
本研究利用LVK引力波观测的双黑洞旋近数据，对流行的参数化非Kerr度规形变提出了约束，以在强场区域检验广义相对论。
2024-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr hypothesis beyond the quadrupole with GW241011
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；University of Birmingham（伯明翰大学）；The University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
通过GW241011事件测试双星合并中四极子和八极子时刻的偏离，验证 Kerr 假设并首次约束八极子时刻。
2026-04-10 astro-ph.HE gr-qc
Constraining Kerr supermassive black hole properties using gravitational waves from inspiraling stellar-mass binary black holes
Chongqing University（重庆大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院）
研究未来空间引力波探测器通过观测绕超质量黑洞旋进的恒星质量双黑洞，精确测量SMBH质量和自旋等性质。
2026-06-12 gr-qc
Constraining parametric deviations from the Kerr spacetime using black hole ringdowns of GW150914 and GW190521
本研究利用GW150914和GW190521的黑洞铃宕信号，结合Johannsen-Psaltis度规假设约束对Kerr时空的参数化偏离，验证了事件与Kerr度规的一致性，发现GW190521的约束精度更高且偏离参数与残留黑洞自旋反相关。
2024-03-11 gr-qc
Metric for two arbitrary Kerr sources
描述两个任意Kerr源（黑洞或超极物体）的静止轴对称系统的完整度规，位于对称轴上，并通过无质量支柱保持平衡，以简洁的显式形式给出，涉及五个物理参数。由Schwarzschild黑洞和Kerr源组成的二元系统是一般公式中没有包括的特殊情况，我们也详细阐述了这种物理上有趣的配置的度规。
2018-06-27 gr-qc
Non-Kerr Constraints using Binary Black Hole inspirals considering phase modifications up to 4 PN order
该研究使用GWTC-3中的双黑洞旋近数据，基于约翰森度规在频域计算引力波主导阶偏差，对两个非克尔形变参数进行约束并揭示其简并性，以检验强场区域引力本质与广义相对论预测。
2024-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Horizon-bound objects: Kerr--Vaidya solutions
本文研究Kerr-Vaidya度规，发现两类与陷俘区域有限形成时间相容的解，描述蒸发黑洞与膨胀白洞，并推广至变角动量比及Rindler-Schwarzschild等价性。
2025-01-23 gr-qc
Coalescence of Kerr Black Holes: Binary Systems from GW150914 to GW170814
研究了两个具有轨道角动量的Kerr黑洞合并产生的引力波的能量。聚并被构造成在初级黑洞与次级黑洞相比足够大的极限中与粒子吸收一致。在这个极限下，我们解析地得到了一个有效的引力自旋-轨道相互作用依赖于角动量的排列。然后，对具有不同参数的等质量二元系统进行了数值分析。根据数值分析，引力波的能量仍然依赖于有效相互作用，正如解析形式所预期的那样。特别是，我们确保最后的黑洞从初始的二元黑洞的轨道角动量中获得大部分的自旋角动量。为了估计实际双星黑洞中引力波释放的角动量，我们将我们的结果应用于激光干涉引力波天文台的观测：GW 150914，GW 151226，GW 170104，GW 170608和GW 170814。
2018-05-13 gr-qc hep-th
Point particles and Appell's solutions on the axis of Kerr black hole for arbitrary spin in terms of the Debye potentials
Teukolsky主方程--D型时空中任何自旋或扰动的测试场的基本方程--以其分离形式进行经典处理。然后，即使是最简单的源--点粒子--的解也用级数表示。唯一已知的例外是史瓦西黑洞附近的静态粒子（电荷或质量）。本文将这一结果推广到克尔黑洞轴上任意自旋的静态点粒子。一个简单的代数公式的德拜潜在的所有的NP分量的考虑可以产生明确地写下来。随后，我们将重点放在电磁场上，并采用经典的Appell技巧（将源移动到复空间中）来获得所谓的克尔背景下的电磁魔场。这样就得到了非平凡扩展但空间有界源的场。我们还证明了克尔黑洞上方的静电点电荷除了在预期的电负电荷之外，还在黑洞自身上感应出磁负电荷。这种贡献必须得到补偿。在一般的水平上，我们讨论Teukolsky-Starobinsky身份的德拜潜力。
2020-03-24 gr-qc
Metric for two unequal extreme Kerr-Newman black holes
本文在定常轴对称时空框架下，研究了由两个不等同向和反向旋转的极端Kerr-Newman黑洞组成的双星系统。描述这两种配置的度量引入在一个封闭的分析形式中的五个任意参数：质量$M_{i}$，电荷$Q_{i}$，和一个坐标距离$R$。我们从这些配置中获得新的结果，特别是那些与合并过程。
2021-10-10 gr-qc
The double-Kerr equilibrium configurations involving one extreme object
我们证明了双克尔解的极限情况下的平衡态的存在时，一个组成部分是一个极端的对象。在“极端-次极端”的情况下，平衡需要其中一个组分的负质量，而在“极端-超极端”的平衡构型中，两个克尔粒子可能都有正质量。我们还证明了在极端单克尔解中质量和角动量之间的著名关系|J| =M^2不再是二元系统中极端克尔粒子的特征性质。
2005-08-25 gr-qc
Amplification of gravitational wave by a Kerr black hole
双黑洞可能在超大质量黑洞附近形成。背景黑洞（BH）会影响双星黑洞产生的引力波（GW）。众所周知，彭罗斯过程可以提供额外的能量，由于能层。本文研究了Kerr黑洞背景对引力波的能量放大。特别是与以前的研究不同，我们比较了在有和没有附近的克尔BH的情况下波的能量。我们发现，只有当双黑洞相对于Kerr背景运动时，GW能量才能被放大。否则，能量将被背景克尔黑洞所抑制。这一发现与Wald对Penrose过程发现的不等式是一致的。考虑到现实的天体物理场景，我们发现克尔黑洞背景可以放大GW能量最多5倍。
2021-06-06 astro-ph.HE gr-qc
The 2PM Hamiltonian for binary Kerr to quartic in spin
本文从自旋粒子S矩阵提取双自旋黑洞至自旋四阶的2PM保守势，利用指数化引力Compton振幅，并通过匹配低阶结果及eikonal相位与MPD方程计算验证哈密顿量有效性。
2024-02-13 gr-qc hep-th
Tidal deformations of a binary system induced by an external Kerr black hole
本研究推导了Kerr黑洞的四极矩阶电潮汐矩和磁潮汐矩，并应用于Kerr黑洞与极端质量比双星组成的阶层三体系统，探讨了超越后牛顿近似的强引力效应对测试粒子长期动力学的规范不变偏移，适用于超大质量黑洞附近的双星系统。
2023-04-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Kerr binary dynamics from minimal coupling and double copy
通过引入经典自旋协变导数构建最小耦合Yang-Mills理论，结合双拷贝方法，计算了Kerr双星系统2PM阶全自旋散射振幅与散射角。
2024-03-20 gr-qc hep-th
Remarks on the mass-angular momentum relations for two extreme Kerr sources in equilibrium
本文根据著名的双Kerr时空的两个极端极限的精确解，对两个平衡的极端Kerr粒子构成的位形中质量与角动量的关系作了一般性的分析。证明了孤立Kerr黑洞的特征不等式M^2 >= |J|可由Tomimatsu解和Dietz-Hoenselaers解的所有极值分量来验证.同时，该不等式可以被这些双星系统的总质量和总角动量所违背，并且我们确定了所有发生这种违背的情况。
2010-10-04 gr-qc
Efficient simulations of high-spin black holes with a new gauge
我们提出了一个新的选择初始数据的二元黑洞模拟，显着提高高自旋模拟的效率。对于每个黑洞，我们使用球面克尔-希尔德坐标，其中旋转黑洞的视界是球面的。叠加球形克尔-Schild初始数据减少运行时间的一个因素2相比，标准叠加克尔-Schild的中间分辨率自旋0.99二进制黑洞模拟。我们还探讨了延迟从初始数据规范到演化规范的过渡的可能性，这会产生额外的1.3的加速。
2021-10-14 gr-qc
Metric of two balancing Kerr particles in physical parametrization
本文的目的是阐述广义双Kerr时空的四参数族的一个完全物理表示，它描述了两个处于引力平衡的自旋源。这涉及的问题是解决在一个简洁的分析形式，通过使用个人的Komar质量和角动量作为任意参数，和最简单的赤道对称专门化的一般表达式，我们得到的物理表示著名的Dietz-Hoenselaers超极端情况下，两个平衡相同的克尔成分。通解所允许的物理意义上的“黑洞-超极端物体”平衡构型的存在，可以被认为是一个清楚的迹象，表明自旋-自旋排斥力实际上可能远远强于先前的预期，当时只有两个超极端克尔源之间的平衡被认为是可能的。我们还给出了双Kerr组态和双Reissner-Nordström组态的平衡态的解析表达式。
2015-11-05 gr-qc hep-th
On the discrete version of the Kerr geometry
考虑了Regge演算中的一个Kerr型解。假设离散的广义相对论，Regge演算，是量化的路径积分的方法。这里使用的这种方法的唯一后果是存在一个长度尺度，在这个尺度上，边长是松散固定的，正如我们在前面的论文中所考虑的那样。此外，我们以前考虑了Regge作用在一个单形流形上的顶点是协调的，并引入了相应的分段常数度量，并发现对于最简单的周期性单形结构和在4-单形之间的度量变化的领先顺序，这减少到希尔伯特-爱因斯坦作用的有限差分形式。求解相应的离散爱因斯坦方程（经典）与长度尺度（具有量子性质）的问题，作为确定由泛函积分产生的微扰展开的最佳背景度量的问题出现。使用一个复杂的函数anastrophic的度量，这减少了克尔-Schild度量的连续，我们发现一个离散的度量，近似的连续一个在大的距离，是非奇异的（早期）奇异环。分析了有效曲率$R_{λννρ}$，包括其中的$R_{λμ} \neq 0$（重力源），重点是奇异环附近。
2021-03-09 gr-qc
Second Order Perturbations of Kerr Black Holes: Reconstruction of the Metric
受双黑洞合并的引力波观测的启发，我们提出了一个计算Kerr黑洞周围首阶非线性引力波相互作用的方法.我们描述的形式主义用于推导方程的二阶扰动。我们开发了一个程序，使我们能够重建的一阶度量扰动的知识，仅从一阶Teukolsky方程的解决方案，而不需要赫兹的潜力。最后，我们说明了这种度量重建过程中的渐近极限的一阶拟正常模式的克尔。在配套文件中，我们提出了这些想法的数值实现。
2021-05-18 gr-qc
Improved Constraints on Non-Kerr Deviations from Binary Black Hole Inspirals Using GWTC-4 Data
Fudan University（复旦大学）；Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）
基于GWTC-4数据，通过贝叶斯参数估计对二元黑洞并合过程中非Kerr效应的参数进行约束，得出更严格的限制，验证了广义相对论的正确性。
2026-07-07 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Thermodynamics of two aligned Kerr-Newman black holes
利用热力学长度的概念，对两个被无质量支柱隔开的相等的Kerr-Newman黑洞的二元组态，一致地导出了热力学第一定律.就像前面讨论的两个Reissner-Nordström黑洞的静电系统和两个Kerr黑洞的静止真空系统一样，热力学长度$\ell$也可以用同样的简单公式$\ell=L\exp(γ_0)$来定义，$L$是支柱的坐标长度，$γ_0$是支柱上度规函数$γ$的值，这使得$\ell$可以用简明的解析形式来详细说明。给出了两个一般Kerr-Newman黑洞的自由能表达式。
2020-08-03 gr-qc
Dynamical von Zeipel-Lidov-Kozai Oscillations of a Binary on a Spherical Orbit around a Rotating Supermassive Black Hole
本研究将绕超大质量黑洞双星的vZLK振荡分析从赤道圆轨道拓展至克尔时空球轨道，发现轨道纬度平动会缩短振荡周期、增大最大偏心率，且该效应随黑洞自旋增大、轨道半径减小而增强。
2025-05-17 gr-qc
Improved next-to-leading order tidal heating and torquing of a Kerr black hole
我们计算了在外部时空曲率中处于次领先阶的潮汐变形、快速旋转的黑洞事件视界上的能量和角动量通量。这些都表示在潮汐四极矩和它们的时间导数，这提供了一个通用的潮汐环境的表征。作为结果的应用，我们给出了当黑洞是一个缓慢运动的准圆轨道上的双星系统的一员时，视界上的能量和角动量通量的表达式。我们的表达式是精确到1.5后牛顿秩序以外的领先的顺序流量，但它们是有效的任意质量比。我们比较我们的结果与以前得到的极端质量比二进制的情况下，发现他们不同意在1.5后牛顿秩序。我们调查了一些可能的来源，这种差异，但最终无法解决它。
2017-02-20 gr-qc
Properties of space-time in the vicinity of trapped regions
我们调查的近视界几何的最简单的代表类的轴对称时空：克尔Vaidya度量。Kerr Vaidya度量可以通过Newman和Janis建议的复坐标变换从Vaidya度量导出。我们表明，能量动量张量属于类型3的塞格雷霍金埃利斯分类，但有一个特殊的形式，所有的洛伦兹不变特征值属于零。我们找到了准静态Kerr Vaidya黑洞的视视界的位置。Kerr Vaidya几何的能量动量张量违反了零能量条件。我们表明，能量密度，压力和流量下降的观察者发散在即将离任的克尔Vaidya度规。这道防火墙导致违反了特定的量子能量不等式。
2021-01-08 gr-qc hep-th
Comment on "Generalized near horizon extreme binary black hole geometry"
证明了两个等质量的极端Kerr黑洞的近视界几何，它们被最近在[Phys. Rev. D 100（2019）044033]中引入的无质量支柱保持有限距离，是近视界Kerr Bolt类的一个特殊成员。
2019-11-01 gr-qc hep-th
Corotating two-body system of identical Kerr sources
在导出相应的三参数渐近平坦精确解后，研究了一个二元全同共转Kerr源系统。两个源通过无质量的支柱（圆锥奇点）彼此分开。在黑洞的背景下，每个视界的解析函数形式σ可以用任意的科马尔物理参数来表示：质量M，角动量J（具有平行自旋），以及每个视界中心之间的坐标距离R。随后，我们用简明的公式描述了与视界有关的所有物理性质。最后，得到了作为Kinnersley-Chitre度量的一个2参数子类的极限情形.
2017-06-30 gr-qc
The perturbation solutions to the Blandford-Znajek mechanism in the Kerr-Sen black hole
Shanxi Normal University（山西师范大学）；Guizhou University（贵州大学）；Hebei University（河北大学）
本文研究了Kerr-Sen黑洞中布兰德福德-赞杰克机制的扰动解，发现稀释子参数r₂的增加提高了能量提取率和辐射效率，同时提取效率与Kerr情况一致。
2026-03-03 gr-qc
Binary Kerr black-hole scattering at 2PM from quantum higher-spin Compton
本研究应用量子高自旋理论计算双Kerr黑洞在2PM阶的散射振幅与可观测量，通过幺正性方法构建单圈振幅并利用KMOC形式推导了全自旋阶的冲量、散射角和程函相位，为高阶自旋动力学提供了重要参考。
2025-06-26 gr-qc hep-th
Spin-multipole effects in binary black holes and the test-body limit
根据广义相对论，讨论了黑洞的自旋多极结构在双黑洞轨道动力学中的作用，重点讨论了黑洞自旋展开中各阶的超前后牛顿阶耦合.我们首先回顾以前广泛确认的结果，通过四阶自旋，观察其中的暗示模式，并讨论如何将结果外推到所有订单的自旋与最小的信息从测试机构的限制。然后，我们证明这种外推提供一个完整的推导后牛顿框架内的一个典型的哈密顿二元黑洞，通用的轨道和自旋方向，其中包括领先的后牛顿订单在所有订单的自旋。在所考虑的量级上，结果揭示了任意质量比的双自旋黑洞动力学与Kerr时空中测试黑洞运动之间的精确等价性，以及与Kerr时空中测地线运动之间的有趣关系。
2018-04-17 gr-qc
Do floating orbits in extreme mass ratio binary black holes exist?
本文研究了极端质量比双黑洞的浮动或非衰变轨道的可能性。在绝热近似中，在极端质量比的情况下是有效的，如果由于引力辐射反应而损失的轨道通量被通过超辐射散射（或者，等价地，潮汐加速）从黑洞的自旋获得的轨道通量补偿，则轨道衰变将停止，导致双星“漂浮”。我们证明，对于具有圆形赤道轨道的极端质量比二元黑洞来说，这种通量平衡在实践中是不可能的;此外，向轨道添加偏心率和倾斜度不会显着改变这种零结果，从而排除了极端质量比二元黑洞浮动轨道的可能性。我们还认为，由密度和质量足以产生任何类型的引力波探测器可探测到的引力波的物质体组成的双星也不太可能漂浮。利用多极分析，我们证明了能够产生浮动轨道的非克尔时空（给定与克尔黑洞相同的潮汐加速度）必须是快速旋转的长椭球体，这将是一个真正的奇异物体。
2013-02-05 gr-qc
String effect on the relative time delay in the Kerr-Sen black hole
一个著名的杂种弦理论解是自旋克尔-森黑洞（KSBH），其特征在于弦参数$ξ$。克尔黑洞在$ξ=0$被发现。本文的目的是研究$ξ$对相对时间延迟（RTD）的新诊断的影响，看看后者如何偏离广义相对论。假设KSBH作为旋转透镜的合作伙伴在PSR-BH二进制系统，这提供了最好的实验室测试的时间延迟的预测，我们在这里研究的RTD高达第三PPN顺序$\left(1/r\right)$在薄透镜近似。我们制定了一个有用的推广RTD公式适用于实验可行的\textit{finite}距离镜头尺度，而高于零阶的条款显示包含$ξ$的效果。我们还将RTD与由$β/θ_{E}$确定的可观测图像放大因子相关联，其中$β$是源和观察者之间的角距，$θ_{E}$是由等效于原始对准旋转透镜的“有效”非对准静态透镜确定的“爱因斯坦角”。两个典型的二元透镜系统的数值估计显示$μ$秒级延迟在零阶与文献中的预测一致。然而，高阶弦效应太小，即使在遥远的未来也无法测量，这导致了弦理论和广义相对论黑洞在观测上还无法区分的结论。
2020-02-04 gr-qc
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (II) Ringdown
LIGO/Virgo探测到的双黑洞合并标志着天文学的分水岭时刻，开启了精确测试克尔动力学的时代。我们回顾了理论和实验上的挑战，必须克服黑洞光谱与现在和未来的引力波探测器。在其他主题中，我们讨论准正规模式激发二进制合并，天体物理事件率，黑洞动力学的测试在修改后的引力理论，参数化的“后克尔”振铃测试，外来紧凑的对象，并提出了数据分析方法，以提高光谱测试克尔动力学叠加多个事件。
2018-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dynamics for Super-Extremal Kerr Binary Systems at ${\cal O}(G^2)$
本文利用高自旋引力 Compton 振幅与三角主导奇点计算超极端 Kerr 双星在 2PM、自旋至六阶的动力学可观测量，并发现 Teukolsky 特化从自旋五阶起破坏自旋平移对称性。
2023-09-27 gr-qc hep-th
Possible confirmation of the existence of ergoregion by the Kerr quasinormal mode in gravitational waves from Pop III massive black hole binary
Kerr时空的各能区的存在还没有被观测证实。通过对引力波中的准正规模的观测，我们证明了这一点是可能的。作为一个例子，利用最近的PopIII双星黑洞的布居合成结果，我们发现最终合并质量（$M_f$）的峰值约为$50~\rm M_{\odot}$，而确认部分能区所需的最终自旋$q_f = a_f/M_f > 0.7$的分数为$\sim 77\%$ .为了确定准正态模的频率，需要${\rm SNR} > 35$。Pop III星族合成的标准模型告诉我们，由第二代引力波探测器证实能区大于$50\%$的事件率为$\sim 2.3$ ${\rm events\ yr^{-1}\ (SFR_p/(10^{-2.5}\ M_\odot yr^{-1}\ Mpc^{-3}))} \cdot (\rm [f_b/(1+f_b)]/0.33)$，其中${\rm SFR_p}$和${\rm f_b}$分别是Pop III恒星形成率和双星分数的峰值。
2016-02-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Geometrical locus of massive test particle orbits in the space of physical parameters in Kerr space-time
利用广义相对论中的绝热近似可以研究双星系统的引力辐射。在这种方法中，一个小天体沿着克尔黑洞外部区域的一系列有界测地线（轨道）组成的轨迹运动，代表了一个更大天体所创造的时空。在我们的论文中，我们研究了整个类的轨道，恒定半径（球面轨道），以及非零偏心轨道，显示了一些物理参数和轨迹的属性。主要结果是确定了克尔时空中所有轨道在物理参数空间中的几何轨迹。这成为一个强有力的工具，知道不同的轨道是否可以通过其物理参数的连续变化来连接。讨论了不同的空穴角动量值的影响。通过分析方法得到了主要结果。
2007-06-11 gr-qc
Spin wave optics for gravitational waves lensed by a Kerr black hole
本文数值求解含等质量圆双星源项的 Teukolsky 方程，研究 Kerr 黑洞透镜引力波中的自旋与波动效应，发现放大因子功率谱存在依赖螺旋度的小周期振荡。
2024-11-07 gr-qc
Dynamics of spinning test particles in Kerr spacetime
我们利用Papapetrou方程研究了旋转黑洞时空中相对论自旋试验粒子的动力学。我们使用李雅普诺夫指数的方法来确定是否轨道表现出敏感的初始条件的依赖性，混沌的签名。在最大自旋等质量双星的情况下（违反测试粒子近似的极限情况），我们发现明确的正李雅普诺夫指数，成对+/- lambda，一个特征的哈密顿动力系统。我们没有发现物理上真实的自旋参数的非零李雅普诺夫指数的证据，这表明混沌可能不会在极端质量比的二元黑洞吸入的引力辐射中表现出来（例如，可以通过激光干涉仪空间天线LISA检测到）。
2003-02-12 gr-qc
A "horizon adapted" approach to the study of relativistic accretion flows onto rotating black holes
提出了一种新的几何方法来研究旋转（Kerr）黑洞的吸积流。而不是Boyer-Lindquist坐标，在所有现有的数值模拟文献中的标准选择，我们采用最简单的例子的地平线适应坐标系，克尔-Schild坐标。这种选择消除了在事件视界的边界模糊性和非物理发散行为。本文首次计算了极端克尔黑洞的邦迪-霍伊尔吸积，证明了这种方法的主要优点。我们认为，它提供了最好的方法来数值研究，观测上，越来越接近相对论性内部区域周围的黑洞。
1998-08-21 astro-ph gr-qc
On geometry of deformed black holes: I. Majumdar-Papapetrou binary
虽然黑洞是非常强引力的突出表现，但它们周围甚至内部的时空几何形状都可能受到周围存在的其他物体的显著影响。我们研究这样的静态和轴对称（电）真空时空爱因斯坦方程的精确解描述的影响，考虑天体物理学动机的配置（如黑洞包围环），以及那些纯粹的学术兴趣（如专门“调谐”系统的多个黑洞）。几何是由最简单的不变量表示的，这些不变量由度量（lapse函数）及其梯度（引力加速度）决定，特别强调曲率（Kretschmann和Ricci平方标量）。这些量进行了分析，并绘制了它们的水平表面以上和以下的黑洞视界，特别是附近的中心奇点。估计黑洞可能受到另一个黑洞的影响最强烈，我们在第一篇论文中重点关注二元黑洞的Majumdar-Papapetrou解，并比较了由“另一个”洞（和静电场）引起的变形。与著名的Kerr和Kerr-Newman解中的旋转拖曳引起的变形。
2016-08-21 gr-qc
