Hawking radiation as a manifestation of spontaneous symmetry breaking
本文将黑洞蒸发建模为对称性连续自发破缺过程,通过三个自由参数决定发射粒子类型,解释了蒸发过程的普遍性,并指出该普遍性在某些引力修正中自然涌现。
2024-04-26 gr-qc hep-th
The light ring and the appearance of matter accreted by black holes
黑洞时空的几何形状可以在引力波窗口中精确地探测,也可能在光学范围内。我们研究非旋转的黑洞对亮点的吸积作用--亮点是在光学或引力波中发射出强烈辐射的物体。当物体落入黑洞时,其辐射主要由光子或引力子围绕光环运行,导致总光度以${\cal L}_o\sim e^{-t/(3\sqrt{3}\,M)}$的形式呈指数下降。晚期辐射是蓝移的,因为它是在坠落期间发射的,被捕获在光环中,随后重新发射。这些普适性质是时空中存在光环的明确标志,并且对近视界的细节并不特别敏感。
2021-04-23 astro-ph.HE gr-qc physics.space-ph
Three observational differences for binary black holes detections with second and third generation gravitational-wave detectors
先进的引力波天文台,如LIGO和Virgo,将在未来几年内探测到数百个由双黑洞发射的引力波。检测到的源的集合预期具有某些属性。预计会有一个选择偏向,朝向更高质量的系统,大多数事件的角动量将指向或远离地球,安静的事件将比大声的事件多得多。在本文中,我们将展示所有这些假设只适用于现有的检测器,并没有任何普遍性。使用拟议的第三代引力波探测器的网络,我们展示了这些假设必须如何进行修改,我们讨论了几个后果的源的特性。
2016-11-08 gr-qc
Universality, maximum radiation and absorption in high-energy collisions of black holes with spin
我们探讨了黑洞自旋对高能黑洞碰撞动力学的影响。我们报告的结果,从数值模拟与伽玛因子高达2.49和无量纲自旋参数+0.85,+0.6,0,-0.6,-0.85。我们发现,散射阈值变得独立的自旋在大的质心能量,确认以前的apturtures的结构并不重要的超相对论碰撞。进一步论证了,在该极限下,可以通过将碰撞参量微调到阈值来辐射系统的所有动能。相反,我们发现,只有约60%的动能辐射γ =2.49。通过观测散射前后的视视界,我们发现在碰撞过程中“丢失的能量”被单个黑洞吸收,而且单个黑洞的自旋也发生了显著的变化。我们支持这一结论与微扰计算。将我们的结果外推到极限gamma->infinity表明,大约一半的系统质心能量可以在引力辐射中发射,而其余的必须转换为静止质量和自旋能量。
2013-08-07 gr-qc hep-th
Gravitational-wave signal from binary neutron stars: a systematic analysis of the spectral properties
大量工作表明,从合并中子星双星发射的引力波中可以提取出关于核密度下物质物态方程的重要信息。本文对56颗中子星双星在旋进、合并和合并后的引力波信号进行了全面的分析。这个双星样本可以说是迄今为止用现实状态方程研究的最大样本,跨越了六个不同的核物理状态方程和十个质量,使我们能够锐化最近获得的关于引力波信号光谱特性的一些结果。总体而言,我们发现:(i)对于质量相差不超过$20\%$的双星,引力波振幅最大值处的频率与两星的潮汐变形性准普适地相关;(ii)光谱性质在合并后阶段发生变化,在合并后的几毫秒内有一个瞬态阶段,随后是一个准稳定阶段;(iii)当区分这两个相位之间的谱峰时,在峰的识别中的许多模糊性消失,留下简单和鲁棒的图像;(iv)利用正确识别的频率,在中子星的光谱特征和性质之间找到了准普适关系;(v)对于最显著的峰,可以根据恒星潮汐变形性或紧度得到解析拟合函数。总之,这些结果支持了这样一种观点,即当探测到来自双中子星的引力波信号时,核物质的状态方程可以被严格约束。
2016-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Investigating the impact of quasi-universal relations on neutron star constraints in third-generation detectors
Universität Potsdam(波茨坦大学);Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão, UEMASUL(马拉尼昂州托坎廷斯地区州立大学);Universidade Federal do Maranhão(马拉尼昂联邦大学);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))
研究准普遍关系对第三代探测器中中子星约束的影响,发现不同关系在快速旋转系统和次主导参数中引入偏差,需谨慎处理以避免物态方程测量偏差。
2026-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Polarimetry: Universal Polarization of Synchrotron Radiation at the Horizon
Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);Department of Physics & Astronomy, Vanderbilt University(范德堡大学物理与天文学系);Princeton Gravity Initiative, Princeton University(普林顿引力倡议,普林斯顿大学);School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(高等研究院自然科学院);Department of Physics, Princeton University(普林斯顿大学物理系);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体科学系)
本文研究稳态轴对称克尔磁层中视界附近同步辐射的线性偏振,发现观测偏振模式由黑洞自旋和观测倾角唯一决定,与磁场几何无关,并给出解析公式。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Remarks on Hawking radiation as tunneling from the BTZ black holes
在考虑发射粒子的自引力效应的情况下,不仅考虑能量守恒,而且考虑角动量守恒,重新研究了(2 + 1)维旋转BTZ黑洞事件视界的半经典隧穿过程霍金辐射.与文献中对这个问题的分析相反,我们的结果与Kraus-Parikh-Wilczek的普适结论吻合得很好,而不需要对BTZ黑洞的Bekenstein-Hawking面积熵公式作任何修改.
2006-03-25 gr-qc hep-th
Gravitational waves from black hole binary inspiral and merger: The span of third post-Newtonian effective-one-body templates
通过在第三个后牛顿(3PN)有效单体(EOB)模板中引入7个新的影响两体动力学和引力辐射的“柔性”参数,扩展了对双黑洞在涡卷和合并的最后阶段发射的引力波的描述.这些灵活性参数的合理范围,特别是参数表征的第四后牛顿效应的动态,估计。使用这些估计,我们表明,目前可用的标准3PN银行的EOB模板不“跨度”的空间开放的所有的灵活性参数的信号,在其最大化的相互重叠大于96.5%。这证实了3PN EOB模板的有效性的检测的双黑洞的引力波数据从干涉探测器。建议使用一些“通用”定相函数来大幅减少EOB模板的数量。
2003-06-04 gr-qc
Cosmology with Love: Measuring the Hubble constant using neutron star universal relations
引力波宇宙学始于2017年,当时观测到两颗中子星合并时发射的引力波,以及随后对电磁辐射的同步观测。虽然只有一个$30\%$测量的哈勃常数实现,未来的观测可能会产生更精确的测量,无论是通过其他符合事件或通过交叉相关的引力波事件与星系目录。在这里,我们实现了一种新的方法来测量哈勃常数没有电磁对应物,并通过使用的二元洛夫关系。这些关系以状态方程不敏感的方式支配着中子星的潮汐形变。重要的是,洛夫关系依赖于源坐标系中双星的分量质量。由于引力波的相位和振幅取决于观测者坐标系中的啁啾质量(因此也就是红移),原则上可以将二元洛夫关系与引力波数据结合起来直接测量红移,从而推断出哈勃常数的值。我们实现这种方法在真实和合成数据通过贝叶斯参数估计研究在一系列的观察方案。我们发现,对于LIGO/Virgo/KAGRA设计灵敏度的时代,这种方法的结果在一个类似的测量精度的哈勃常数,目前的天,暗警报测量。对于第三代探测器,当结合来自LIGO旅行者时代的二元中子星事件的测量时,这种精度提高到$\lesssim 10\%$,并在宇宙探测器时代提高到$\lesssim 2\%$。
2021-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Black holes reconsidered
我回顾了黑洞理论的基础要素,注意到有问题的问题,并描述了一些技术,似乎可以帮助解决困难,或至少调查其范围。通过事件视界定义黑洞是有问题的,因为它依赖于对时空整体结构的了解;通常试图避免这种情况(例如,表观视界)需要内部几何的知识。我建议转而研究将初始视界的外部邻域与远处观察者的状态联系起来的整体论;至少在球对称的情况下,这种整体论将发展出某些普遍的特征,原则上可以从下落物体发出的信号中观察到。我将讨论弯曲时空中的量子场理论,以及霍金预言黑洞辐射的困难。然后,我表明,通常的,非常自然的,弯曲的时空中的量子场理论遇到困难时,适用于测量问题,相互作用,零点效应和应力能量。我建议我们认真对待这个理论的可能性,尽管它很自然,但可能并不完全正确。
2011-05-10 gr-qc
Gravitational quantum friction and the information-loss problem
Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔研究所);Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);Institut für Theoretische Physik, Max-von-Laue-Str.1, 60438 Frankfurt, Germany(法兰克福大学理论物理研究所)
本文研究量子物质壳层引力坍缩,发现半经典引力下物质与几何耦合诱导壳层与负频模式相互作用,产生引力量子摩擦,阻碍俘获区域形成并传递信息,对黑洞信息丢失问题有重要启示。
2026-09-10 gr-qc hep-th
Black Holes Trapped by Ghosts
Jinan University(暨南大学);Yangzhou University(扬州大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
该研究揭示了黑洞残余体在非线性阶段的演化特征,通过相空间中的鞍点幽灵延迟线性化,提出宁静-爆发模式作为未来观测的目标。
2026-02-12 gr-qc hep-ph
Effect of symmetry energy on properties of rapidly rotating neutron stars and universal relations
本研究探讨了在Keplerian旋转极限下,对称能参数变化对致密星性质及I-Love-Q型普适关系的影响,发现该普适关系在快速旋转条件下依然有效,支持其在引力波观测建模中的应用。
2025-09-01 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Impact of Higher-order Tidal Corrections on the Measurement Accuracy of Neutron Star Tidal Deformability
Pusan National University(釜山国立大学);Extreme Physics Institute, Pusan National University(釜山国立大学极端物理研究所)
本文研究了高阶后牛顿潮汐修正对中子星潮汐变形性测量精度的影响,发现有效自旋增加可降低测量误差,且更刚性的物态方程有助于提高测量精度。
2025-02-04 gr-qc
Gravitational wave emission from oscillating millisecond pulsars
中子星经历r-模式振荡时会发出引力辐射,这种辐射在地球上可能被探测到。对于已知的毫秒双星,观测到的自旋下降速率对这些源可能的引力波信号施加了上限。考虑到物理的r-模式的演变,我们表明,只有在几百赫兹以上的频率旋转的源可以是不稳定的r-模式,我们推导出一个更严格的通用r-模式的自旋限制其引力波信号,利用的事实是,r-模式的饱和振幅是不敏感的结构特性的个别来源。我们发现,这种改进的边界限制了从毫秒级微扰的引力波应变值低于下一代探测器的探测灵敏度。因此,年轻的源是一个更有前途的选择,用于探测r模式发射的引力波,并在不久的将来探测致密恒星的内部组成。
2014-03-28 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Unraveling information about supranuclear-dense matter from the complete binary neutron star coalescence process using future gravitational-wave detector networks
本文提出一种新的解析频域模型,完整描述双中子星旋近-并合-并合后引力波信号,并评估未来探测器网络对揭示超核密度物质状态方程信息的潜力。
2023-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Radiation from Plunging Orbits - Perturbative Study -
数值相对论最近已经产生了大量关于自旋合并的结果,这反过来又极大地增加了我们对黑洞系统自旋相互作用的认识。本文利用黑洞微扰理论精确计算了极端质量比并合的俯冲阶段末所产生的引力波,以进一步理解这一现象。本研究主要集中在自旋诱导效应,重点是最大自旋极限和识别的可能原因的一般行为。我们发现,引力波在暴跌阶段发射表现出阻尼振荡行为,对应于准正常模式的相干激发的测试粒子。这一特征是普遍的,因为频率和阻尼时间不依赖于俯冲粒子的轨道参数。此外,所观察到的频率是不同于那些与通常的自由准正常振铃。我们的计算表明,辐射能量和动量的最大值发生在自旋参数等于$a/M=0.86$和$a/M=0.81$,分别为一个极轨道的暴跌阶段。线性动量发射的依赖于极轨道影响地平线的角度进行了量化。这里采用的微扰方法的优点之一是,洞察辐射发射的实际机制及其与黑洞振铃的关系是通过仔细确定所使用的扩展中的主要条款。
2008-09-16 gr-qc
Decoding infrared imprints of quantum origins of black holes
在假设黑洞几何离散化和全息熵-面积关系的基础上,分析了Kerr-Newman族中(基本量子)黑洞的发射光谱.我们证明,给定上述黑洞熵的结构,宏观黑洞总是具有非连续分离的质量态,因此它们以离散的方式下降。我们评估的离散谱,消失在极值极限,导致连续光谱预期从热性质的黑洞的步长。这进一步揭示了一个有趣的关系,在每一个类,之间的动力学和运动学的长度尺度为所有黑洞属于克尔-纽曼家庭,指向一个可能的普遍性质在整个类,只依赖于黑洞质量。此外,我们还计算了黑洞的最大发射量子数,并估计了它的寿命。我们还认为,这些功能的独立性,从额外的时空维度的存在。
2019-01-09 gr-qc hep-th
Dynamics around black holes: Radiation Emission and Tidal Effects
在这篇论文中,我们研究了四维和更高维中涉及黑洞的几个动力学过程。首先,利用微扰技术,我们比较了径向落入Schwarzchild黑洞的粒子所发射的无质量和有质量标量辐射。我们表明,大规模标量扰动的后期波形是由一个普遍的振荡衰减尾巴,这是由于曲率效应出现的占主导地位。我们还表明,能谱是在完美的协议与ZFL计算一旦考虑到无头发的黑洞的属性。在第二部分中,我们研究了高维中的超辐射现象,并推测从旋转黑洞中提取的最大能量可以用能区真体积来理解。然后,我们研究了一些后果的超辐射在动力学的卫星围绕高维旋转黑洞。在四维时空中,黑洞周围的卫星会产生低振幅的潮汐,从黑洞旋转中提取的能量总是小于损失到无穷大的引力辐射。我们表明,在大于5的维度,从黑洞通过超辐射提取的能量大于进行到无穷大的能量。我们的研究结果提供了强有力的支持,推测潮汐加速是规则,而不是例外,在更高的维度。超辐射支配着能量收支,卫星“外旋”;对于某些特定的轨道频率,在视界提取的能量等于发射到无穷远的能量,“浮动轨道”通常会发生。我们给出了解释这种现象的膜范式和潮汐加速由于能量耗散跨越地平线。
2012-11-09 gr-qc hep-ph hep-th
Bumpy black holes from spontaneous Lorentz violation
我们考虑洛伦兹破坏大质量引力理论中的黑洞。我们认为,在这些理论中,黑洞解不再是普遍的,并表现出大量的头发。如果它们存在的话,这些毛发将探测黑洞内部的奇点,为我们提供一个了解量子引力的窗口。未来的引力波观测站可以检验这些毛发的存在。我们一般认为,对于质量更大的黑洞,我们讨论的效应会更大。在最简单的模型中,毛发的强度由设置引力子质量的相同参数控制(张量模式)。然后,这个质量的上限来自于双星发射的引力辐射,这意味着星系中心的超大质量黑洞的几乎整个质量范围内的头发都可能被抑制。
2007-12-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Longterm general relativistic simulation of binary neutron stars collapsing to a black hole
作为先前工作\cite{Shibata:2006nm}的扩展,对双中子星合并进行了广义相对论模拟。我们准备一个大的初始轨道分离的二元中子星,并采用移动穿刺配方,这使得合并和振铃阶段,即使在黑洞形成后很长一段时间。对于由冷中子星组成的吸气中子星,采用Akmal-Pandhalipande-Ravenhall(APR)状态方程进行模拟。在合并开始后,使用混合型EOS;即,冷部分和热部分分别由APR和PDMATHAMN定律EOS给出。制备了三个质量均为$1.4M_\odot,1.45M_\odot,1.5M_\odot$的等质量双星和两个质量分别为1.3- $1.6M_\odot$和1.35- $1.65M_\odot$的不等质量双星。我们主要集中在黑洞形成的情况下,并探讨质量和自旋的黑洞,质量的磁盘包围的黑洞,和引力波发射过程中的黑洞形成。我们发现:(i)对于质量比为$m_0=2.9$- $3.0M_\odot$和质量比为$\approx 0.8$的系统,所形成的黑洞周围的盘的质量为0.006-$0.02M_{\odot}$ ;(ii)在动力学时间尺度上,当合并后形成一个黑洞时,所形成的黑洞的自旋为$0.78 \pm 0.02$。这个值与总质量和质量比的关系很弱,比由非自旋双黑洞组成的黑洞的质量比大0.1左右;(iii)对于黑洞形成情况,在合并和衰荡阶段发射的引力波的傅立叶谱形状具有与…
2009-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Memory Burden Effect in Black Holes and Solitons: Implications for PBH
本文深化了对记忆负担效应的研究,在一般哈密顿系统、孤子与黑洞间建立对应关系,指出该效应抑制黑洞衰变,使轻原初黑洞成为可行的暗物质候选者。
2024-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermodynamics of acoustic black holes in two dimensions
声视界可以发射类霍金热辐射,这是众所周知的,但对声黑洞却很少有类似霍金热辐射的理解。本文证明了二维流体模型和引力模型之间的运动学联系可以导致在视界处的动力学联系,这意味着声学黑洞存在类牛顿描述。然后,我们讨论了声学黑洞的热力学热力学第一定律,通过一个有趣的连接之间的类引力动力学的声学视界和热力学。我们得到了声学黑洞熵的一个普遍形式,它具有类似于熵引力的解释。我们还讨论了比热,发现背景流体速度的导数可以看作是二维玻色子势的一种新的声学模拟,这解释了二维流体动力学可以与引力动力学联系起来而四维情况却很难联系起来的原因.特别地,当对流体添加约束时,可以实现史瓦西黑洞的类似物。
2016-08-05 gr-qc hep-th
Similarities in the evaporation of saturated solitons and black holes
The University of Sydney(悉尼大学)
本文研究了饱和溶iton与黑洞蒸发的相似性,通过展示真空气泡的衰变过程,揭示了其与黑洞蒸发及信息检索的共同特征。
2025-09-09 gr-qc hep-ph hep-th
Effective field theory for gravitational radiation in scalar-tensor gravity
一个轻标量自由度,作为可能导致宇宙加速膨胀的自由度,可以在双星系统的螺旋引力波信号中留下可观察到的痕迹。为了研究这些效应,我们将Goldberger和Rothstein的有效场论形式推广到引力的最小标量张量理论。这类模型仍然非常广泛,因为标量与物质的耦合比无质量自旋2场的耦合受的约束要小得多。在大部分的文件,我们专注于共形耦合。使用有效场论的方法,我们讨论了出现违反强等效原理,即使在模型中表现出普遍性的自由降落在微观水平。我们的结果保守动力学的二进制和它的权力发出的引力和标量辐射同意与标准后牛顿形式主义。我们还将它们与最近的工作进行了比较。最后,我们讨论了考虑非正式耦合的影响。
2019-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Resummed energy loss in extreme-mass-ratio scattering using critical orbits
University of Southampton(南安普顿大学);Queen Mary University of London(伦敦玛丽女王大学);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));University College Dublin(都柏林大学学院)
提出一种重求和方案,结合后牛顿项,利用散射与坠落分界线附近测地线辐射能量的发散形式,推导极端质量比散射中引力波总能量的通用插值公式,并通过黑洞微扰理论数值验证。
2026-05-26 gr-qc hep-th
Vortex Effects in Merging Black Holes and Saturons
该研究以类似Q球的饱和子为模拟对象研究黑洞并合的涡旋效应,发现涡旋会显著影响辐射及终态电荷、角动量,预期黑洞并合中也会出现此类效应,其独特信号可被未来引力波探测捕捉,为研究黑洞宏观量子效应提供途径。
2024-04-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
All Order Gravitational Wave Tails for Subleading Post-Newtonian Expansion
International Centre for Theoretical Sciences (ICTS-TIFR) Tata Institute of Fundamental Research(国际理论科学中心(ICTS-TIFR)塔塔基础研究所)
该研究将牛顿极限下引力波尾项的普适性结果推广至后牛顿展开次领头阶,推导得到任意非相对论引力散射的完整尾项序列,其系数由渐近轨道决定,且与前期相对论猜想一致。
2026-10-16 gr-qc hep-th
Gravitational wave forms for extreme mass ratio collisions from supersymmetric gauge theories
本文利用 $\mathcal{N}=2$ 超对称规范理论、局域化与 AGT 对应计算 Schwarzschild 测地线粒子的引力波形,给出双瞬子求和及软极限普适公式。
2025-02-18 gr-qc hep-th
Inferring neutron-star Love-Q relations from gravitational waves in the hierarchical Bayesian framework
Peking University(北京大学);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
采用分层贝叶斯框架,结合多个模拟引力波事件,验证了中子星无量纲潮汐变形率与四极矩之间的线性关系,并利用该关系约束修正引力理论的特征长度。
2026-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Radiation from the radial infall of highly relativistic point particles into Kerr black holes
本文考虑了高度相对论性粒子与旋转Kerr黑洞碰撞产生的引力辐射。我们使用的Sasaki-Nakamura形式主义计算的波形,能量谱和总能量辐射在这个过程中。我们证明了高能碰撞的引力谱具有明确的特征普适性,它与碰撞物体的自旋无关。我们还讨论了这些结果与黑洞-黑洞光速碰撞过程之间的可能联系。有了这些结果,我们预测在非旋转黑洞与旋转黑洞的高速碰撞过程中,大约35%的总能量可以转化为引力波。因此,如果人们能够在大型强子对撞机上产生黑洞,那么在所谓的秃顶阶段应该会释放出多达35%的部分子能量。由于我们没有能够测量这种振幅的引力波探测器,因此这种能量将会丢失。一个旋转的黑洞和一个或两个不旋转的旋转黑洞之间以光速发生的碰撞被证明是宇宙中最有效的引力波发生器。
2003-01-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解,该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制,因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体(太阳、行星)或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转(Skrotskii效应)的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动,大大推广了前人的结果。最后,我们讨论了由定域源(如双星系统)发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应,并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc
Quasinormal modes of black holes encircled by a gravitating thin disk
本文研究了带引力薄盘的Schwarzschild黑洞的准正规模,发现盘会降低其振荡频率和衰减率,且存在普适频移关系,有助于区分盘效应与新物理效应,对黑洞光谱学检验具有重要意义。
2023-10-03 astro-ph.HE gr-qc
Spectral properties of the post-merger gravitational-wave signal from binary neutron stars
扩展了许多作者以前的工作,我们最近提出了一种新的方法,其中合并中子星双星的引力波的检测可以用来确定核密度的物质状态方程,从而中子星的结构。特别是,在进行了大量的数值相对论模拟的二进制核状态方程,我们发现,合并后的排放的特点是由两个不同的和强大的光谱特征。虽然高频峰已经被证明与合并产生的超大质量中子星的振荡有关,并依赖于状态方程,但我们强调了低频峰与合并过程和双星中恒星的总紧凑性有关。这种关系本质上是普遍的,并提供了一个强大的工具,以设置严格的约束状态方程。我们在这里提供了关于所进行的广泛分析的额外信息,说明了所使用的方法,所考虑的测试以及结果的稳健性。我们还讨论了额外的关系,可以推导出当探索的数据,以及这些如何与二进制的各种属性相关。最后,我们提出了一个简单的机械玩具模型,解释了合并后的信号的主要频谱特征,甚至可以分析再现合并后发出的复杂波形。
2015-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Wiggly tails: a gravitational wave signature of massive fields around black holes
大质量场可以存在于黑洞周围的长寿命结构中。我们研究如何受扰动的黑洞的引力波信号是由线性理论内的这种“肮脏”的影响。作为一个具体的例子,我们考虑了一个大质量标量场落入一个史瓦西黑洞所产生的引力辐射。虽然标量场的一部分被黑洞吸收/散射并触发引力波发射,但另一部分则停留在长寿命的准束缚态。数值求解Teukolsky主方程的引力摄动耦合到大质量的Klein-Gordon方程,我们发现一个特征的引力波信号,由准正常的振铃,其次是后期的时间尾巴。然而,与“干净”的黑洞相反,晚时间尾包含小幅度摆动的频率占主导地位的准束缚态。此外,还可以看到依赖于观察者的跳动模式。这些特征已经在完全非线性研究中观察到;我们的分析表明它们存在于线性水平,并且由于它简化为1+1维数值问题,因此可以获得更清晰的数值数据。此外,我们讨论的权力法律的尾巴,它只成为普遍足够远离“脏”黑洞。由巴斯特提出的摆动的尾巴是一个通用的特征,可以被用作黑洞周围存在大质量场的确凿证据,无论是线性云还是完全非线性的头发。
2014-08-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exploring lensing signatures through spectrotemporal correlations: implications for black hole parameter estimation
本文通过数值计算黑洞附近热斑辐射的谱时关联函数,揭示直接发射与透镜主导贡献,并训练卷积神经网络从关联图中估计黑洞参数,为未来X射线观测中的强场时空探测和参数推断提供新方法。
2025-08-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Quasinormal ringing of Kerr black holes: The excitation factors
扭曲的黑洞辐射出引力波。在所谓的衰荡阶段,辐射以一组离散的复准正规频率发射,其值仅取决于黑洞的质量和角动量。激光干涉空间天线LISA可以探测到大信噪比的衰荡辐射。如果探测到一种以上的模式,就有可能对源的黑洞性质进行测试。不同模式的可探测性取决于它们的相对激发,而相对激发又取决于扰动的原因(即初始数据)。相对模式激励的"通用“、初始数据独立的测量被编码在传播几何结构的小扰动("激励因子”)的格林函数的极点中。首次计算了Kerr黑洞广义自旋微扰的激发因子。我们发现,与$l=m$的共转模式的激发因子趋于零的极值极限,并在黑洞是快速旋转的贡献应该是更显着的泛频。我们还提出了第一个分析计算的大阻尼渐近的静态黑洞的激发因子,包括史瓦西和Reissner-Nordstrom度规。这是确定拟正规模展开式收敛性质的重要步骤。
2006-11-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Tidal deformation and strain accumulation of solid compact stars
Peking University(北京大学);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))
研究类似脉冲星的致密恒星内部是流体还是固体,基于奇异子星模型构建潮汐形变建模框架,发现固态和流体奇异子星潮汐可变形性有差异,建模内部应变积累,其结果或能结合电磁辐射检验致密恒星的固态性质。
2026-07-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Spherically symmetric static black holes in Einstein-aether theory
本文在Einstein-aether理论的框架下系统地研究了球对称静态时空,特别关注了黑洞(BH)的存在性。在本研究中,我们首先澄清几个微妙的问题。特别是,我们发现,在五个非平凡场方程中,只有三个是独立的,所以问题是适定的,因为现在一般只有三个未知函数,{ $F(r), B(r), A(r)$,其中$F$和$B$是度量系数,$A$描述以太场。另外,$A$和$F$的两个二阶微分方程与$B$无关,一旦找到它们,$B$就简单地由$F,\; A$及其导数的代数表达式给出。为了进一步简化问题,我们探讨了场重定义的对称性,并首先对重定义的度规和以太场进行处理,然后通过逆变换得到物理的度规和以太场。这些澄清大大简化了计算工作,这是很重要的,因为这个问题在数学上是高度复杂的。事实上,正是由于这些,我们找到了各种数值BH解决方案的精度,至少是两个订单高于以前的。更重要的是,这些BH解是唯一满足自洽条件,同时与迄今为止得到的所有观测约束一致的解。宇宙视界的位置也确定,连同其他几个观测上有趣的量,如最内层稳定圆轨道(ISCO),ISCO频率,和最大红移$z_{max}$的源发射的光子轨道ISCO。所有这些量都被发现非常接近它们的相对论极限。
2020-09-16 astro-ph.GA gr-qc hep-ph