Momentum flow in black-hole binaries: II. Numerical simulations of equal-mass, head-on mergers with antiparallel spins
从双星黑洞（BBH）模拟中提取科学的研究通常采用“散射矩阵”的观点：给定双星的初始参数，最终黑洞的参数和发射的引力波形是什么？相反，我们正在使用BBH模拟来探索弯曲时空的非线性动力学。聚焦于头上的暴跌，合并，并ringdown的BBH横向，反平行的自旋，我们探讨数值的动量流之间的孔和周围的时空。我们利用广义相对论的平坦时空中的朗道-利夫希茨场论来定义和计算视界外的场能量和场动量的密度以及视界内的能量和动量，并将每个视视界和事件视界的有效速度定义为其封闭动量与封闭质能的比值。我们发现视界的有效速度和坐标速度惊人地一致。为了研究我们的结果的规范依赖性，我们比较了物理上相似的初始数据的伪谱和移动穿刺演化;虽然谱和穿刺模拟使用不同的规范条件，我们发现我们的结果在这两种情况下非常好的协议。我们还比较了我们的模拟与后牛顿轨迹和近场能量动量。[摘要缩写;完整摘要还提到了其他结果。]
2009-07-05 gr-qc
Revisiting Event Horizon Finders
事件视界是黑洞时空的定义性物理特征，在黑洞动力学研究中具有重要意义。在这里，我们重新考虑三种技术，本地化事件视界在数值时空：集成测地线，集成表面，并集成一个水平集的表面上的体积。我们实现了前两种技术，并发现直接集成的测地线向后的时间是最强大的。我们发现零曲面向旋转黑洞的事件视界的指数趋近率等于黑洞的表面引力。在迎头合并中，我们能够通过7次振荡跟踪合并后的黑洞的准正常振铃，覆盖的动态范围约为10^5。无论是在晚期（当最后一个黑洞稳定下来时）还是在早期（在合并之前），视视界都被发现是事件视界的一个极好的近似。在对向双黑洞合并中，视界的未来零发生器中只有{ \em some}是从过去的零无穷大开始的;其他的在合并之前很久的时候接近单个黑洞的事件视界。
2009-02-14 gr-qc
Head-on collisions of unequal mass black holes in D=5 dimensions
我们研究了D=5维时空中不等质量黑洞双星的迎头碰撞，质量比在1：1和1：4之间。利用Kodama-Ishibashi规范不变形式和最终黑洞视视界的细节提取了引力辐射的信息。首次给出了这一过程的波形、总积分能量和动量。我们的结果显示出令人惊讶的良好的协议，在5%或更少，与那些外推线性，点粒子计算。我们的结果还表明，与面积定理界限的一致性要求在大量的时空维度中的相同过程必须显示新的特征。
2011-02-14 gr-qc hep-th
Black hole formation in the head-on collision of ultrarelativistic charges
研究了超相对论性电荷迎头碰撞中黑洞的形成。带电粒子的度规是通过将Reissner-Nordström时空提升到光速而获得的。利用碰撞瞬间的切片，我们研究了视视界（AH）的形成，并导出了形成视视界所需的电荷临界值的条件。在大型强子对撞机的特征值评估这一条件，我们发现，电荷的存在降低了加速器中的黑洞产生率。我们评论我们的方法可能存在的局限性。
2006-08-05 gr-qc hep-ph hep-th
The Head-On Collision of Two Equal Mass Black Holes Peter Anninos
研究了两个等质量非旋转黑洞的迎头碰撞。各种初始配置进行了研究，包括最初由一个共同的视视界包围的孔，以约$20M$，其中$M$是一个单一的黑洞的质量分开的孔。我们提取了碰撞产生的$\ell = 2$和$\ell=4$引力波形。在所研究的所有情况下，最后一个黑洞的简正模在光谱中占主导地位。辐射的总能量使用几种独立的方法计算，通常小于$0.002 M$。我们还讨论了一种分析方法来估计总的引力辐射的碰撞中发出的广义点粒子动力学占有限的大小和内部动态的两个黑洞。用黑洞的膜模型分析了视界潮汐形变的影响。我们发现很好的数值结果和分析估计之间的协议。
1994-08-31 gr-qc
Quasi-Local Linear Momentum in Black-Hole Binaries
受准定域视界形式的启发，我们提出了一个黑洞视界线性动量的准定域公式。我们测试这个公式使用两个互补的配置：（i）通过计算两个黑洞在不等质量，零自旋，准圆双星的大轨道线动量和（ii）通过计算非常小的反冲动量赋予的头对碰撞的残余物的质量相等，反对齐自旋的二进制。我们得到的结果与轨道情况下的地平线轨迹一致，并且与小得多的迎面反冲速度下的净辐射线动量一致。
2007-10-01 astro-ph gr-qc
The dynamics of apparent horizons in Robinson-Trautman spacetimes
我们提出了一个替代方案，找到明显的地平线的基础上，适用于罗宾逊-特劳特曼时空的谱方法。我们已经考虑了不同的初始数据，例如代表物质的球体和两个非旋转黑洞的迎头碰撞。给出了视视界的演化。在某些情况下，我们得到了在最终Bondi质量和视视界质量之间的质量间隙，并根据黑洞的热力学对它的意义作了简要的评论。
2009-12-21 gr-qc
Horizons in 2+1-dimensional collapse of particles
对于具有负宇宙学常数的三维时空，我们给出了一个简单的几何构造，其中包含两个迎面碰撞的粒子。根据粒子质量和距离等参数，组合的几何结构将是粒子或黑洞的几何结构。在黑洞的情况下，视界计算。研究发现，视界一般从一点开始，扩展成一条带角点的封闭曲线，这些角点沿着类空焦散线传播，当视界经过粒子时消失。
2007-07-12 gr-qc
Head-on collision and merging entropy of black holes: reconsideration of Hawking's inequality
我们计算了在黑洞的正面碰撞中有多少能量可以转化为引力辐射。从黑洞热力学的观点出发，结合碰撞黑洞的合并熵，用黑洞视界面积定理估计了它。然后我们得到了引力辐射能量比的一个上界，这个上界比Hawking最初导出的上界要小。这一估计与低能和高能迎头碰撞的数值研究结果并不矛盾，这一事实意味着合并黑洞的热力学需要合并熵的贡献。
2013-04-23 gr-qc
Head-on collision of two black holes: comparison of different approaches
数值相对论的一个基准问题是两个黑洞从"米斯纳初始数据“开始的迎头碰撞，米斯纳初始数据是约束方程的一个封闭形式的瞬时静止解，具有可调的封闭参数$μ_0$。我们在这里展示了如何折衷的混合近似方法可以提供一个有效的手段来确定初始数据的时间发展和很好地理解物理问题。当米斯纳数据被选择为对应于最初非常接近的孔时，共同的视界围绕着两个孔，并且视界外部的几何形状可以被视为单个史瓦西孔的非球形扰动。当孔最初被很好地分离时，问题可以用不同的近似方案来处理，即粒子膜方法。对于所有的初始分离，数值相对论原则上都是适用的，但是代价很高，而且精度也不确定。我们在这里提出的不同方法的比较。我们比较波形，为$\ell=2$和$\ell=4$辐射，不同的值的$μ_0$，从三个不同的方法来解决这个问题。
1995-05-24 gr-qc
Horizons in a binary black hole merger I: Geometry and area increase
数值相对论的最新进展揭示了当黑洞合并时，边缘捕获表面的行为。现在我们知道，在合并过程中会出现有趣的拓扑特征，并且边缘捕获的曲面可以有自相交。本文介绍了最详细的研究，但这种情况下的物理和几何方面。对于非自旋黑洞的迎头碰撞，我们详细研究了由边缘捕获面演化形成的世界管。在这两部分研究的第一部分中，我们专注于动力学视界的几何性质，即由边缘外捕获表面的时间演化追踪出的世界管。我们表明，即使是简单的情况下，一个正面碰撞的非自旋黑洞包含了丰富的几何和拓扑性质，一般比以前在文献中考虑的更复杂。动力学的地平线被证明有混合签名，并不是未来边际被困无处不在。我们分析了沿连接两个最初不相交的地平线与最终的共同地平线的序列的边缘表面的面积增加。虽然该区域确实沿着该序列整体增加，但它不是单调的。我们发现短时间的异常面积变化，鉴于面积与熵的联系，可能会有有趣的物理后果。我们调查这种效果的可能原因，并表明，这是与现有的面积增加法的证据是一致的。
2020-06-06 gr-qc
Can the Reissner-Nordström black hole or Schwarzschild black hole be the stable Planck-scale particle accelerator?
结果表明，在考虑粒子的反作用效应和引力效应的情况下，极端Reissner-Nordström黑洞、多散射粒子的非极端黑洞和径向迎头粒子的Schwarzschild黑洞在视界附近粒子碰撞下是稳定的.此外，在具有天体物理典型质量的Reissner-Nordström黑洞附近的碰撞不能产生普朗克尺度的质心能量.然而，典型的原始黑洞附近的正面碰撞可能只发生在普朗克能量尺度上。
2011-11-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Ultimate fate of apparent horizons during a binary black hole merger II: Horizons weaving back and forth in time
在这篇两部分论文的第二部分中，我们讨论了两个非旋转黑洞迎头合并的数值模拟。我们解决了原来的两个明显的地平线的命运，表明相交后，他们的世界管“转身”，并继续向后的时间。使用第一篇论文中提出的方法来定位这些表面，我们解决了几个这样的世界管通过各种分歧和零化的发展和连接。这也画出了一个一致的图片完全合并的视地平线，或更一般地说，边际外捕获表面（MOTS）。MOTS稳定性算子提供了一个自然的机制来识别MOTS，应该被认为是黑洞边界。这是两个最初的和最后的残余。所有其他MOTS都位于内部，既不稳定也不被内部捕获。
2021-04-22 gr-qc
What Happens to Apparent Horizons in a Binary Black Hole Merger?
我们解决了两个非旋转黑洞迎头合并过程中两个原始视视界的命运。我们表明，在外部共同的地平线和随后的相互渗透的原始视野的外观，他们继续存在一个有限的时间内，他们被个别湮灭不稳定的MOTS之前。内部共同视界以类似的方式消失，尽管是独立的。这就完成了对事件视界的“裤子”图与视视界的类比的理解。我们的研究结果是促进了一种新的方法定位边缘外捕获表面（MOTS）的基础上广义射击方法。我们还讨论了MOTS稳定性运营商在辨别众多的MOTS中应被视为黑洞边界所发挥的作用。
2021-11-16 gr-qc
Dynamics of Black Hole Formation in an Exactly Solvable Model
在2+1维Anti de Sitter引力的精确可解框架下，研究了粒子碰撞中黑洞的形成过程。本文给出了一个描述迎头碰撞近视界动力学的有效哈密顿量。哈密顿量具有普遍的结构，在临界距离处形成视界。在此基础上，我们估计了该过程的作用，并讨论了黑洞形成的半经典振幅。导出的幅度被认为不包含指数抑制或增强。对该过程的CFT描述进行了评述。
2002-04-24 gr-qc hep-ph hep-th
Introduction to dynamical horizons in numerical relativity
本文提出了一种研究动态黑洞物理的准定域方法。这是在动态视界框架内完成的，它将早期关于孤立视界的工作扩展到依赖时间的情况。特别是：（i）我们定位各种边缘表面，并研究它们的时间演化。一个重要的组成部分是计算视界的签名，它可以是类空的，类时的，或零。(ii)我们推广的黑洞的质量和角动量的计算，这是以前定义的轴对称孤立视界的动力学情况。(iii)我们计算了黑洞的源多极矩，它可以用来验证黑洞稳定到Kerr解. (iv)我们还研究了穿过视界的能量通量，它描述了黑洞如何在吸积物质和/或辐射时生长。我们描述我们的数值实现这些概念，并将它们应用到三个具体的测试情况下，即，两个黑洞的轴对称迎面碰撞，轴对称崩溃的中子星，和非轴对称黑洞碰撞与非零初始轨道角动量。
2006-06-06 gr-qc
Geometric horizons in binary black hole mergers
数值研究了两个非自旋黑洞合并过程中外尔张量的代数性质。我们特别感兴趣的猜想，对于这样一个真空时空，这是零阶代数一般，几何视界（GH），其上的时空是代数特殊的，并确定为消失的复标量不变量（${\mathcal{D}}$），表征一个光滑的叶理无关表面（视界）与BH。在第一个模拟中，我们研究了两个质量不等的黑洞迎头碰撞中$\text{Re}({\mathcal{D}})$（自$\text{Im}({\mathcal{D}})= 0$）的水平$0$集。在第二个模拟中，我们将通过两个非旋转的等质量黑洞的准圆形合并来研究$|{\mathcal{D}}|$的水平$\varepsilon$集。数值结果，如图所示，提供的证据表明，一个（独特的）光滑GH可以确定在整个阶段的二进制BH合并。
2021-08-09 gr-qc
Numerical evolutions of a black hole-neutron star system in full General Relativity: I. Head-on collision
我们提出的第一个完整的广义相对论的正面碰撞之间的一个中子星和一个黑洞的质量相当的模拟。这些模拟是通过爱因斯坦方程的解决方案，通过高分辨率激波捕捉技术结合相对论流体动力学方程的精确解进行的。初始数据是通过以下的York-Lichnerowicz共形分解与时间对称的假设。与其他相对论研究不同的是，该研究对黑洞和中子星的质量比没有限制，对黑洞的位置也没有限制，黑洞的视视界完全包含在计算域中。后者延伸超过~ 400米，覆盖了六个级别的固定网格细化。通过对一个质量比约为6的典型双星系统的研究，我们发现尽管存在明显的潮汐形变，但中子星还是迅速地被吸积到黑洞中。虽然碰撞在~ 300 M之前完成，但演化一直持续到~ 1700 M，从而为提取产生的引力波信号提供了时间，并允许对这种类型过程的辐射效率进行初步估计。
2007-06-28 gr-qc
Black-hole horizons as probes of black-hole dynamics II: geometrical insights
在另一篇论文[1]中，我们提出了一种近视界物理学的互相关方法，其中通过定义在作为测试屏的内外时空超曲面上的量的相关性来探测体动力学。更具体地说，动力学视界提供了适当的内部屏幕在3+1设置，在这种情况下，我们已经表明，有效曲率矢量测量在共同的视界产生的迎面碰撞合并可以与通量的线性邦迪动量在零无穷大。在本文中，我们提供了一个更健全的几何基础，这幅画。首先，我们表明，刚性的动态视野，即叶理的唯一性，导致一个首选类的零四分体和Weyl标量在这些超曲面。其次，我们确定了一个启发式的地平线新闻样功能，只依赖于地平线的空间部分的几何形状。从这个函数构造的通量提供了精细的几何量与邦迪通量在无穷远，以及与准本地4-动力学视野上的动量的讨论接触。第三，我们强调的重要性，跟踪内视界对偶的表观视界在空间3切片时，沿地平线积分通量。最后，我们讨论了耗散的视界的几何形状的非平稳部分与黑洞的粘性流体类比之间的联系，介绍了黑洞反冲动力学的“慢度参数”的几何处方。
2012-05-05 gr-qc
Exact Solutions for the Intrinsic Geometry of Black Hole Coalescence
我们用平坦空间零超曲面的共形重标度来描述多重黑洞事件视界的零几何。对于长椭球情形，我们证明了该方法再现了在黑洞迎头碰撞数值模拟中发现的一对裤子形状的视界。对于扁圆的情况下，它再现了最初的环形事件视界中发现的旋转集群崩溃的数值模拟。该方法的分析性质使得进一步的结论成为可能，例如对箍猜想的影响。从时间反演的观点出发，该方法给出了裂变白洞过去事件视界的描述，可作为外部时空演化特征的零数据。
1999-05-26 gr-qc
Particle Acceleration by Static Black Holes in a Model of $f(R)$ Gravity
粒子碰撞在由$f(R)=R+2α\sqrt{R}$描述的$f(R)$引力的上下文中被考虑，其中$R$代表Ricci标量，并且$α$是非零常数。考虑了在裸奇点/视界附近沿径向相向运动的对撞粒子的质心能量。粒子在事件视界附近同向碰撞产生有限的能量，而相反运动的粒子的能量则无限增长。增加一个宇宙学常数并不改变这个特征。一个无质量的出射光子与一个下落粒子的碰撞和两个沿零测地线反向运动的光子的碰撞也被考虑在内。
2017-04-24 gr-qc hep-th
Extreme mass ratio head-on collisions of black holes in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet theory
SISSA, International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Universidad de Alcalá（阿尔卡拉大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；ISCTE – Instituto Universitário de Lisboa（里斯本大学学院）；Universidade de Lisboa - UL（里斯本大学）；Instituto de Telecomunicações–IUL（电信研究所）
研究极端质量比下非旋转毛发黑洞在爱因斯坦-标量-高斯-博内引力中的正面碰撞，发现合并持续时间受耦合常数影响，指数耦合导致非单调变化。
2026-03-09 gr-qc hep-th
Testing excision techniques for dynamical 3D black hole evolutions
我们进行扭曲的黑洞演化和二进制黑洞头上的碰撞，并比较使用一个完整的网格的结果，通过切除的黑洞内部所获得的结果。在这两种情况下的演变被发现运行基本上是无限的，并产生相同的，收敛的波形。此外，由于扭曲的黑洞和穿刺初始数据的正面碰撞可以在没有切除的情况下进行，它们为切除码提供了一个很好的动力学测试平台。这提供了一个强有力的数值证明切除的想法的有效性，即事件视界可以“保护”的切除边界的时空，并允许一个准确的外部演化。
2004-11-29 gr-qc
On the value of the Immirzi parameter and the horizon entropy
在圈量子引力（LQG）中，广义相对论的量子化导致了对几何可观测量（如体积和面积）的本征值的精确预测，直到理论中唯一的自由参数Barbero-Immirzi（BI）参数的值。借助于面积算符的本征值方程，LQG成功地导出了孤立视界大黑洞的Bekenstein-Hawking熵，并在此极限下将BI参数固定为$γ\approx 0.274$ .本文证明了具有角动量$\hbar$和普朗克质量的黑洞是面积算符的本征态，只要$γ= \sqrt{3}/6 \approx 1.05 \times 0.274$。由于黑洞是极端的，所以没有霍金辐射，视界是孤立的。我们还认为，这样一个黑洞可以形成在两个平行的标准模型中微子在质量状态$m_2$（假设$m_1 = 0$）的正面散射。此外，我们使用所获得的BI参数数值计算孤立视野的熵与范围高达$250\,l_P^2$的区域，通过计数的数量与一个给定的区域相关联的微观状态。由此产生的熵有一个前导项${\cal S} \approx 0.25\, {\cal A}$，与贝肯斯坦-霍金熵一致。由于上述本征态的识别依赖于经典面积和量子面积本征值之间的匹配，我们还在Ashtekar，Olmedo和Singh最近提出的Schwarzschild黑洞的有效量子模型的基础上，给出了一个适用于任何黑洞质量的孤立视界的量子校正面积的表达式.量子修正被证明是可以忽略的普朗克质量黑洞…
2020-11-29 gr-qc hep-th
Echoes of ECOs: gravitational-wave signatures of exotic compact objects and of quantum corrections at the horizon scale
双星合并产生的引力波提供了致密天体性质的最清晰的特征之一。最近有人认为，奇异超紧天体的合并后振铃波形最初与黑洞的波形相同，并且在视界尺度上的假定修正将在辐射的主爆发之后作为次级脉冲出现。在这里，我们扩展这一分析在三个重要的方向：（i）我们表明，这一结果适用于一个大类的异国情调的紧凑对象与光子球的一般轨道的测试粒子的限制;（ii）我们调查的后期时间振铃更详细，表明它是普遍的特点是调制和扭曲的训练的“回声”的模式与光子球;（iii）我们首次研究了两颗超紧玻色子星的等质量迎头碰撞，并将它们的引力波信号与一对黑洞产生的信号进行了比较。如果最初的物体足够紧凑，可以模仿双星黑洞碰撞直到合并，最终的物体超过玻色子星的最大质量，并坍缩成黑洞。这表明，在某些配置中，致密玻色子星的合并可能与黑洞的合并几乎无法区分。另一方面，一般的配置显示出特殊的签名，可以在引力波数据中搜索，作为外来紧凑物体的吸烟枪。
2016-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Cusp Formation in Merging Black Hole Horizons
Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Radboud University（拉德堡德大学数学、天体物理与粒子物理研究所）
本文研究了双黑洞合并过程中凹口的形成，通过数值方法分析了两个非自转黑洞正面对撞时凹口的形成过程，并提出了关于质量及更高阶质量多极矩的行为现象模型。
2026-05-19 gr-qc
Nonlinear ringdown at the black hole horizon
研究双黑洞正面碰撞后新黑洞视界的振铃，在不同质量比与助推参数模拟中识别出 l=2、4、6 剪切数据中的二次非线性模，并验证其振幅与线性模振幅呈二次关系。
2024-01-19 gr-qc
Gravitational wave momentum extraction in non-axisymmetric Robinson-Trautman spacetimes
本文用数值方法研究了非轴对称Robinson-Trautman时空中的引力波反冲。我们构造了Robinson-Trautman动力学的特征初始数据，这些动力学被解释为对应于具有共同视视界的两个助推碰撞黑洞的早期合并后状态。我们的分析是基于Bondi-Sachs能量-动量守恒定律，该定律调节了引力波发射中涉及的辐射转移过程。我们评估了由引力波进行的Bondi-Sachs动量通量和相关的净反冲速度定义（在零初始Bondi动量框架中）与系统上施加的总引力波脉冲成比例。得到并分析了对应于（i）非迎头碰撞和（ii）黑洞迎头碰撞的两类不同初始数据的反冲速度分布。对于第一类（i），净引力波动量通量和相关的踢评估为一个给定的域的参数（入射角和质量比）。典型地，对于质量相等的情况，净引力波动量通量不为零。这最后一个结果表明，这些配置是没有连接到黑洞双螺旋或迎面碰撞。我们认为，这些系统可能是一个候选人的合并后阶段的非头上碰撞的黑洞不合并前的螺旋阶段之前，例如碰撞黑洞在合并前的无界轨迹的近似描述。对于第二类（ii），迎头碰撞，我们比较了我们的结果，并讨论了类比，与$1+3$数值相对论模拟的二元黑洞吸气和迎头碰撞。
2014-03-18 gr-qc
Horizons in a binary black hole merger II: Fluxes, multipole moments and stability
我们详细研究了二元黑洞合并过程中边缘捕获面的动力学和稳定性。这是两部分研究中的第二部分。第一部分研究了由边缘面描绘出的世界管的基本几何方面和面积增长规律的现状。在这里，我们继续研究合并过程中视界的动力学，同样是两个非旋转黑洞的迎头碰撞。特别是，我们遵循频谱的稳定运营商在合并过程中的所有视野中存在的问题，并实施系统的频谱统计分析。我们还研究了合并的更多物理方面，即穿过视界并导致区域变化的能量通量。我们在视界上构造一个自然的坐标系，并将磁通中出现的各种场，主要是出射零法线的切变，用自旋加权球谐函数分解。对于每一种模式，我们提取衰变率作为最终的黑洞接近平衡。衰减的后期部分与预期的准正常模式频率一致，而早期部分显示出更陡峭的衰减。同样地，我们计算视界多极矩的衰减，再次发现两个不同的制度。最后，寻求这种行为的解释，动机膜范式的解释，我们试图确定不同的动态时间尺度的面积增加。这导致了"慢度参数“的定义，用于预测从较快衰变到较慢衰变的转变的开始。
2020-06-06 gr-qc
Grazing Collisions of Black Holes via the Excision of Singularities
我们提出了第一次模拟的非迎面（掠）碰撞的二进制黑洞中的黑洞奇点已被切除的计算域。最初，两个质量相等的黑洞$m$相隔一段距离$\approx10m$，碰撞参量$\approx2m$。初始数据的基础上叠加，提高（速度$\approx0.5c$）解决方案的单个黑洞在克尔-Schild坐标。旋转和非旋转的黑洞被认为是。包含奇点的切除区域通过以下的动态表观视野来指定。进化到$t \approx 35m$，其中两个最初独立的表观视野是目前$t\approx3.8m$。此时，形成了一个单一的包络视层位，表明孔已经合并。视视界面积估计表明引力辐射约占总质量的2.6%。由于不稳定性，演化在适度的时间后结束。
2000-09-14 astro-ph gr-qc
The Collision of Two Black Holes
研究了两个等质量非旋转黑洞的迎头碰撞。我们考虑了一系列的情况下，从一个共同的地平线包围的孔孔最初分开约$20M$，其中$M$是每个孔的质量。我们确定的波形和能量辐射的$\ell = 2$和$\ell=4$波碰撞产生的。在所研究的所有情况下，最后一个黑洞的简正模在光谱中占主导地位。我们还估计分析的总引力辐射发射，考虑到潮汐加热的地平线使用膜范例，和其他影响。对于这个问题，我们第一次能够比较解析计算，黑洞微扰理论，和强场，非线性数值计算，我们发现很好的协议。
1993-09-14 gr-qc
Inside the Final Black Hole: Puncture and Trapped Surface Dynamics
在黑洞双星的数值模拟中，一种流行的方法是将黑洞模拟为时空结构中的穿孔。黑洞穿刺的位置和性质的跟踪与表观地平线，即最外边缘外捕获表面（MOTS）。当两个黑洞相互靠近时，一个共同的视视界突然出现，吞没了两个黑洞，发出了合并的信号。在动力学视界的框架下，详细研究了常见视视界的演化及其与引力波发射的关系。我们提出了一个MOTS的动力学和他们的穿刺在内部的最终黑洞的研究。研究的重点是各种初始分离和质量比的迎面合并。我们发现，MOTS相交的参数空间的大部分。我们表明，对于那些情况下，他们不，这是因为在研究中使用的移动穿刺规范条件的奇异性避免属性。虽然我们无法进行足够长的时间来显示穿孔的最终命运的演变，我们的研究结果表明，MOTS总是相交的，在晚些时候，它们的重叠只是部分的。因此，MOTS内的穿孔尽管彼此足够接近以有效地充当单个穿孔，但不会合并。
2020-04-24 gr-qc
Marginally Outer Trapped Tori in Black Hole Spacetimes
本文证明环面边缘外俘获面不仅出现在双黑洞并合早期，也会在 Schwarzschild 时空最大解析延拓中随 Kruskal 时间推进而形成，表明其产生源于初始条件而非并合物理，并进一步分析了 Kruskal-Szekeres 切片中球面拓扑 MOTSs 的性质。
2023-12-01 gr-qc
Quantum fields interacting with colliding plane waves: the stress-energy tensor and backreaction
在前人对时空中无质量标量场的量子化工作的基础上，我们计算了两个平面波在Killing-Cauchy视界中迎头碰撞时，在对应于Minkowski真空的物理状态下，Killing-Cauchy视界附近量子场的应力-能量张量的重整化期望值.研究发现，对于最小耦合和共形耦合的标量场，其应力-能量张量在视界中是无界的。发散的具体形式表明，当考虑描述量子场对时空几何的反作用的半经典爱因斯坦方程时，视界将获得曲率奇点。因此，已知在“一般”经典扰动下不稳定的Killing-Cauchy视界在真空极化下也是不稳定的。计算是按照点分裂正则化技术进行的。动力学碰撞波时空有四个截然不同的时空区域，即一个平坦区域、两个单平面波区域和一个相互作用区域。量子场方程的精确模式解不能精确地找到，但是在平面波和相互作用区域中的初始模式所遭受的蓝移使得使用WKB展开是一种合适的求解方法。为了保证应力-能量张量的正则化，传播到相互作用区域的初始平坦模式必须被赋予相当高的绝热近似阶数。
1996-05-03 gr-qc
Quasinormal modes and their overtones at the common horizon in a binary black hole merger
所有处于平衡态的天体物理学黑洞都可以用克尔解来描述。此外，任何远离平衡态的黑洞，例如最初在致密双星合并或大质量恒星坍缩中形成的黑洞，最终都会达到最终的克尔平衡态。在这个达到平衡的过程的足够晚的时候，我们期望黑洞被建模为围绕终态的扰动。然后，发射的引力波将是阻尼的正弦曲线，其频率和阻尼时间由最终克尔黑洞的准正规模谱给出。对这种情况的观测测试，通常被称为黑洞光谱学，是引力波天文学的主要目标之一。最近有人提出，包括更高的泛音的准正规模式描述可能甚至在残余黑洞首次形成之后仍然成立。在这些时候，预计黑洞是高度动态的，非线性效应可能是重要的。在本文中，我们调查这一显着的情况下的地平线动力学。工作的一个简单的配置，即两个非自旋黑洞与不相等的质量迎面碰撞的高精度模拟，我们研究的最终共同视界的动力学方面的剪切和多极矩。我们表明，它们确实是很好地描述了振铃模式的叠加，只要足够大的数量更高的泛音。这种描述甚至适用于形成后不久的高度动态的最终黑洞。我们讨论的影响和注意事项，这一结果的黑洞光谱学和我们的理解的方法来平衡。
2022-01-13 gr-qc
