广义相对论与量子宇宙学
[提交于 2022年11月2日
]
标题: 修改引力理论中的黑洞扰动
标题: Black hole perturbations in modified gravity theories
摘要: 最近对双黑洞合并产生的引力波(GWs)的首次探测激发了人们对广义相对论(GR)可能偏离的兴趣,因为这些偏离可能在这些系统发出的GWs中被探测到。特别值得关注的是双黑洞合并的回音阶段,该阶段可以通过关于背景静态黑洞解的线性扰动来描述。这些扰动主要对应于“准正则模”(QNMs)的叠加,其频率形成一个离散集。人们预期修改的引力模型可能会预测与GR对应的QNMs不同的QNMs:对GW信号的详细分析为测试GR和寻找修改引力的具体特征提供了无价的窗口。本论文的工作是在标量-张量引力理论,特别是退化的高阶标量-张量理论的背景下进行的。我们首先回顾这些理论及其特性,并描述一种将它们重新表述为具有清晰几何解释框架的方法。然后,我们研究了这些理论中几个现有非旋转黑洞解的线性扰动,并说明为什么通常情况下得到的扰动方程很难解耦。在奇宇称扰动的情况下,当有可能时,我们描述波的传播并将其与底层时空的稳定性联系起来。当不可能时,我们通过使用数学文献中最近提出的一种算法来克服这一困难,该算法允许我们在黑洞视界和无限远处解耦方程。这使我们能够获得此类时空上波的渐近行为,提供有价值的信息,可以帮助排除其中一些情况。最后,我们利用获得的渐近行为数值计算QNMs。
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