Close-slow analysis for head-on collision of two black holes in higher dimensions: Bowen-York initial data
大的额外维度的场景增强了在更高维度中研究黑洞的重要性。在本文中，我们分析了两个黑洞的轴对称系统。具体地说，为了计算两个等质量黑洞迎头碰撞的初始数据，将Bowen-York方法推广到更高的维度。然后采用密慢近似对初始数据进行演化，研究碰撞过程中发射的引力波。我们推导出一个辐射效率的经验公式，它依赖于弱的维数。讨论了我们的结果对粒子对撞机中黑洞形成的可能影响。
2006-12-20 gr-qc hep-ph hep-th
Beyond the Bowen-York extrinsic curvature for spinning black holes
众所周知，Bowen-York初始数据包含假辐射。虽然这种"垃圾“辐射对于圆形轨道上的非旋转黑洞双星来说很小，但当黑洞旋转时，它的大小就会增加。通过对多个克尔黑洞应用穿刺方法可以减少杂散辐射，我们以等质量黑洞双星的迎头碰撞为例进行了论证。
2006-12-02 gr-qc
Bowen-York Type Initial Data for Binaries with Neutron Stars
介绍了一种构造含有中子星成分的双星系统初始数据的新方法。该方法是基于动量约束的Bowen-York解的二元黑洞穿刺初始数据方法的推广。与二元黑洞一样，该方法允许直接从后牛顿近似输入来设置轨道配置，并且只涉及求解哈密顿约束。以双中子星和黑洞-中子星双星在准圆轨道上的演化为例，验证了该方法的有效性。
2016-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Bowen-York Tensors
在共形平坦的三维空间中，导出了一族线性二阶偏微分算子，它们将向量送入无迹对称的两张量中。这些映射由三维空间上的共形Killing向量参数化，使得所得到的张量场的散度仅取决于原始向量场的散度。特别地，这些映射将无源电场发送到TT张量中。此外，如果原始向量场是$\mathbb{R}^3\backslash \lbrace0\rbrace$上的库仑场，则在$\mathbb{R}^3\backslash \lbrace0\rbrace$上得到的张量场只不过是Bowen和York最初写下的TT-张量族。
2004-03-14 gr-qc
Rotating Bowen-York initial data with a positive cosmological constant
本文研究了将Bowen-York初值推广到正宇宙学常数的情形。我们遵循Bizoenz，Pletka和Simon最近提出的构造，数值求解紧致域$\mathbb S^1 \times \mathbb S^2$上的Lichnerowicz方程.除了两个分支的解决方案取决于极性变量的$\mathbb S^2$是已知的，我们发现分支的解决方案取决于两个变量：极性变量的$\mathbb S^2$和$\mathbb S^1$上的坐标。利用Vanderbauwhede关于对称解分支的结果，我们证明了相应分支点的存在性。通过线性化Lichnerowicz方程和解决由此产生的特征值问题，我们收集的数值证据表明，没有额外的分支的解决方案。
2018-01-25 gr-qc
Tidal deformations of spinning black holes in Bowen-York initial data
本文研究了Bowen-York初始数据中双星伴星对旋转黑洞视界形状的潮汐形变。我们使用准局域视界的框架，并确定一个黑洞的边缘外捕获表面。内禀视界几何分别由一组质量和角动量多极矩$\mathcal{M}_n$和$\mathcal{J}_n$指定。潮汐形变由外部扰动引起的多极矩的变化来描述。这使我们定义了两组无量纲数，即$\mathcal{M}_n$和$\mathcal{J}_n$的潮汐系数，它们指定了具有双星伴星的黑洞的变形。我们计算这些潮汐系数在一个特定的模型问题，即鲍文约克初始数据集的二进制黑洞。我们只限于轴对称和小自旋的情形。在这种近似下，我们分析计算的共形因子，边缘捕获表面的位置，最后的多极矩和潮汐系数。
2014-07-29 gr-qc
Head-on Collisions of Boson Stars with Bowen-York Type Initial Data
Center for Gravitational Physics, Weinberg Institute, Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校引力物理中心、韦恩伯格研究所、物理系）
研究玻色子星正面碰撞，采用受鲍恩 - 约克初始数据启发的方法，测试单个带线性动量的玻色子星，展示了玻色子星间及与黑洞碰撞结果，证明该方法有效，且发现玻色子星碰撞与黑洞碰撞在引力波辐射能量上的差异。
2026-07-13 gr-qc
Perturbative Analytical Construction of Bowen-York Initial Data for Binary Black Holes up to Third Order in Spin and Linear Momentum
Middle East Technical University（中东理工大学）；Gazi University（加齐大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；Bilkent University（比尔肯特大学）
该研究在Bowen-York框架下解析构造双黑洞初始数据，得到源参数至三阶的微扰解，计算相关物理量并为数值相对论提供解析基准。
2026-08-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Extra-Large Remnant Recoil Velocities and Spins from Near-Extremal-Bowen-York-Spin Black-Hole Binaries
我们演化出等质量、等自旋的黑洞双星，其特定自旋为a/mH 0.925，是迄今为止模拟的最高自旋，几乎是鲍文-约克黑洞的最大可能自旋，在一组自旋反向对齐并指向轨道平面的配置中，这使合并残余物的反冲速度最大化，以及其中两个自旋指向与轨道角动量相同的方向的配置，这使得轨道悬挂效应和剩余自旋最大化。在这些情况下，各个视层位的坐标半径非常小，并且模拟需要非常高的中心分辨率（h ~ M/320）。我们发现，这些高度旋转的洞达到最大反冲速度~3300公里/秒（迄今为止最大的模拟），并为挂起配置，剩余自旋的a/mH 0.922。这些结果与我们以前的预测一致的最大反冲速度~4000公里/秒和残余自旋;后者加强了宇宙审查制度不违反合并高自旋黑洞双星的预测。我们还数值求解了一个最大Bowen-York自旋黑洞的初始数据，并对其进行了演化，证实了3度规在穿刺处具有O（1/r^2）的奇异性，而不是通常在非最大自旋情况下看到的O（1/r^4）的奇异性。
2008-07-17 astro-ph gr-qc
A Differentiable Parametric Model of Binary-Black-Hole Initial Data: I. Conformally flat Bowen-York punctures
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Institute for Theoretical Physics, KU Leuven（荷语鲁汶大学理论物理研究所）；Leuven Gravity Institute, KU Leuven（荷语鲁汶大学列日引力研究所）；STADIUS Center for Dynamical Systems, Signal Processing and Data Analytics, KU Leuven（荷语鲁汶大学STADIUS动力学系统、信号处理与数据分析中心）
提出一种结合稀疏网格谱插值与Newton细化的可微参数化模型，用于快速生成满足约束的双黑洞初始数据，并实现梯度优化与偏心降低。
2026-09-10 astro-ph.IM gr-qc
Distributional sources for black hole initial data
黑洞初始数据通常是利用Bowen-York型穿刺初始数据或通过施加切除边界条件产生的。Bowen-York初始数据的好处是能够指定系统的自旋和动量作为初始数据的参数。为了将这些好处扩展到爱因斯坦约束的其他公式中，使用分布作为源项重新制定了穿刺方法。给出了Bowen-York穿刺黑洞初始数据和喇叭形变化是如何由分布源产生的。一个启发式的论点，认为这些来源的自旋和动量的一般来源。为了阐明其他分布源的意义，研究了一类精确的哈密顿约束广义源初始数据族，并研究了旋转喇叭形黑洞初始数据和高阶动量源黑洞初始数据.
2011-07-23 gr-qc
Nonexistence of conformally flat slices of the Kerr spacetime
黑洞碰撞的初始数据通常使用基于共形平坦3-几何的Bowen-York方法生成。克尔时空的标准（恒定的波耶-林奎斯特时间）空间切片并不是共形平坦的，因此鲍文-约克方法在处理旋转黑洞时受到限制。我们在这里调查是否存在叶状的克尔时空是共形平坦的。我们限制我们的考虑是轴对称的叶理，并顺利减少在史瓦西极限切片恒定史瓦西时间。有了这些限制，我们表明，没有共形平坦切片可以存在。
2000-02-02 gr-qc
Puncture Initial Data for Black-Hole Binaries with High Spins and High Boosts
我们在穿刺形式下求解了两个具有近极值自旋和相对论性增强的黑洞的广义相对论的哈密顿量和动量约束。我们使用一个非共形平坦的anadrons与衰减叠加的两个洛伦兹提升，共形克尔或共形史瓦西3度量和相应的外在曲率。我们比较这些数据的演变与标准的Bowen-York共形平坦的Ancor（技术上限于固有的自旋$χ=S/M^2_{\text{ADM}}=0.928$和助推$P/M_{\text{ADM}}=0.897$），发现，通常，一个数量级较小的虚假辐射和协议的爆发螺旋和合并。作为第一个案例研究，我们从静止演化出两个等质量黑洞，初始分离为$d=12M$和自旋$χ_i=S_i/m_i^2=0.99$，计算了碰撞产生的波形，辐射的能量和角动量，以及最终残余黑洞的反冲.我们发现，黑洞的轨道曲线在近距离，导致辐射的角动量。我们还研究了轨道非自旋和中等自旋黑洞二进制和标准的Bowen-York数据进行比较。我们发现，非物理的初始辐射脉冲的大幅减少，导致更干净的波形。最后，我们研究的情况下，轨道的二元黑洞系统的自旋大小$χ_i=0.95$在对齐的配置和比较波形和最终的残留结果与SXS合作，发现非常好的协议。这代表了第一个运动的穿刺演变的轨道和旋转的黑洞超过鲍文约克限制。最后，为了提高模拟的精度和效率，我们研究了移动穿刺方法中初始时滞和时滞演化方程的不同选择。
2017-01-11 gr-qc
Bondi-Sachs Energy-Momentum for the CMC Initial Value Problem
详细分析了广义相对论初值方程对常平均外曲率（CMC）超曲面的共形因子和共形外曲率渐近性态的约束.我们推导出明确的Bondi-Sachs能量和动量的CMC超曲面的渐近展开系数在未来零无穷远。Bondi-Sachs能量、动量和角动量的精确数值结果用于物理解释Buchman等人[Phys. Rev. D 80：084024（2009）]早期获得的共形平坦CMC超曲面上的初值方程的Bowen-York解。
2012-03-16 gr-qc math-ph math.MP
Study of Conformally Flat Initial Data for Highly Spinning Black Holes and their Early Evolutions
我们研究共形平坦的初始数据为任意数量的自旋黑洞的精确解析解的动量约束构造从经典的Bowen-York和共形克尔外曲率的线性组合。导致最大内禀自旋的解（相对于时空的ADM质量）是一个叠加，对于共形克尔，其相对权重为λ =0.783，对于鲍文-约克，其相对权重为（1-λ）=0.217。此外，我们测量了相对于初始视界质量M_{H_0}的自旋，发现当λ =0.753时，量chi=S/ M_{H_0} ^2达到最大值χ^{max}=0.9856。平衡后，黑洞的最终自旋应该在0.9324< chi_{final} <0.9856的区间内。我们执行完整的数值演化计算辐射的能量和最终的视界质量和自旋。我们发现，当λ =0.783时，黑洞的最终自旋为chi_{final} ^{max}=0.935。我们还详细研究了这个“极大”黑洞的视视界结构的演化。
2012-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Conformally flat black hole initial data, with one cylindrical end
本文给出了爱因斯坦方程类极端黑洞初值的存在唯一性的完整解析证明，它具有类似于极端Kerr、极端Reissner Nordstrom和极端Bowen-York初值的无穷端点.这扩展和完善以前的结果\cite{dain-gabach09}的一般情况下，共形平坦，最大的初始数据与角动量，线动量和物质。
2012-08-16 gr-qc
A New Method for Solving the Initial Value Problem with Application to Multiple Black Holes
这项工作包括两个不同的部分。在第一部分中，我们提出了一种求解广义相对论初值问题的新方法。给定任何空间度量与表面正交的Killing场和两个自由指定的组件的外部曲率，我们解决外部曲率的其余组件。对于第二部分，在注意到克尔时空的初始数据可以在我们的形式中导出之后，我们构造了旋转黑洞的轴对称配置的数据。虽然我们的方法是有限的轴对称，它提供了一个优势，超过Bowen-York程序，我们的数据接近那些克尔孔在大分离的限制和关闭的限制。
1998-02-03 gr-qc
Extreme throat initial data set and horizon area--angular momentum inequality for axisymmetric black holes
我们提出了一个公式，涉及极端喉初始数据的变化与适当定义的质量泛函的变化的面积。从这个表达式中，我们推导出的第一个变化，与固定的角动量，面积为零，第二个变化是正定的极端克尔喉初始数据的评估。这表明，极端克尔喉初始数据的面积是这类数据中的最小值。因此，一般喉道初始数据的区域由角动量从下面限定。此外，这一结果强烈表明，面积和角动量之间的不平等持有一般渐近平坦的轴对称黑洞。作为应用，我们证明了这个不等式在非平凡族的自旋Bowen-York初始数据。
2010-11-03 gr-qc
Initial data for black hole evolutions
本文讨论了广义相对论在其最近统一的拉格朗日和哈密顿图象下的初值问题，并提出了一种多区域伪谱配置方法来求解由此产生的耦合非线性偏微分方程。使用此代码，我们探讨了几种方法来构建初始数据集包含一个或两个黑洞：我们计算准圆形轨道的自旋等质量黑洞和不等质量（nonspinning）黑洞使用的有效势方法与Bowen-York外部曲率。我们比较初始数据集产生不同的分解，并从不同的选择的共形度量彼此。此外，我们使用准平衡方法构造的初始数据的单黑洞和双黑洞在准圆轨道。我们调查这些二进制黑洞的数据集，并检查大质量比和广泛的分离的限制。最后，我们提出了一种新的方法来构建时空叠加引力波可能非常大的振幅。
2005-10-04 gr-qc
Initial data for rotating cosmologies
利用共形方法重新讨论了具有正宇宙学常数的真空紧致流形上最大初始数据的构造。我们讨论、推广和应用Hebey等人[19]和Premoselli [31]的最新结果，这些结果给出了Lichnerowicz方程解的存在性、不存在性、（非）唯一性和（线性化）稳定性，取决于其系数。然后，我们专注于所谓的$(t,φ)$ -对称数据作为“种子流形”，特别是鲍文约克数据的圆形超环面$\mathbb{S}^2 \times \mathbb{S}$（一片纳里埃）和克尔deSitter。在前一种情况下，我们澄清的Lichnerowicz方程的轴对称解的分支结构的角动量作为分支参数，使用分析和数值技术相结合。至于后一个例子，我们展示了如何动态数据可以构建在一个自然的方式，通过共形重标度的克尔deSitter数据。
2016-03-18 gr-qc
Initial data for general relativistic simulations of multiple electrically charged black holes with linear and angular momenta
四维渐近平坦时空中的广义相对论性稳态轴对称黑洞完全由其质量、角动量和电荷决定。天体物理学相关的黑洞不带电的期望导致了有限数量的调查运动和带电的黑洞在动力学，强场引力（和电磁）制度，在那里的数值研究是必要的。除了理论上的兴趣，引力波多信使天文学的出现为思考带电黑洞提供了新的方法。在这项工作中，我们开始探索带电的二元黑洞产生有效的初始数据的广义相对论模拟的黑洞系统，具有通用的电荷，线性和角动量。我们开发我们的初始数据形式主义的框架内的共形横向无痕（鲍文-约克）技术使用穿刺的方法，并应用理论的孤立视野属性的物理参数（质量，电荷和角动量），每个孔。我们通过修改公开可用的TwoPunctures和QuasiLocalMeasures代码，在二进制系统的情况下实现了我们的形式主义。我们证明，我们的代码可以恢复现有的解决方案，它具有良好的自收敛性能的两个黑洞的一般配置。
2019-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Time asymmetric spacetimes near null and spatial infinity. I. Expansions of developments of conformally flat data
共形爱因斯坦方程和弗里德里希提出的空间无穷远的圆柱表示被用来分析引力场在零和空间无穷远附近的行为，以获得渐近欧几里德、共形平坦和时间非对称的数据。我们的分析允许初始数据的第二基本形式是更一般的比一个标准的Bowen-York Anglands。共形爱因斯坦方程意味着在空间无限远的圆柱体上计算时，可以用一系列输运方程递归地计算引力场的渐近展开式。结果发现，这些输运方程的解决方案开发对数发散在某些临界集，零无穷满足空间无穷大。与此相关的是一系列可以用初始数据（障碍物）表示的量，如果这些量为零，就排除了某些对数发散的出现。障碍物一般是时间不对称的。也就是说，在未来的零无限与空间无限的交叉点处的障碍物是不同的，并且一般不意味着在过去的零无限与空间无限的交叉点处获得的障碍物。后者允许有这样的可能性，即未来和过去的零无限具有不同的平滑度。最后，它表明，如果这两组障碍物消失到一定的顺序，那么初始数据是渐近Schwarzschildean到一定程度。
2004-08-26 gr-qc
