广义相对论与量子宇宙学
[提交于 2025年8月28日
(v1)
,最后修订 2025年8月30日 (此版本, v2)]
标题: 旋转有效到逆向单体($\texttt{SEBOB}$):将有效单体旋进和逆向单体合并-衰减结合用于对齐自旋的黑洞双星
标题: Spinning Effective-to-Backwards One Body ($\texttt{SEBOB}$): combining Effective One-Body inspirals and Backwards One-Body merger-ringdowns for aligned spin black hole binaries
摘要: 高保真引力波模型对于实现下一代引力波观测站的科学潜力至关重要。 虽然高度准确,但最先进的模型通常依赖于对数值相对论(NR)模拟的广泛现象校准,以处理晚期 inspiral 和合并阶段,这可能会限制物理洞察力,并限制在 NR 数据稀疏区域的外推。 为了解决这个问题,我们引入了自旋有效-反向单体(SEBOB)形式,这是一种混合方法,结合了已建立的有效单体(EOB)框架与解析驱动的反向单体(BOB)模型,该模型从第一性原理描述合并-环降作为最终残余黑洞的扰动。 我们提出了两种变体,基于最先进的$\texttt{SEOBNRv5HM}$模型:$\texttt{seobnrv5_nrnqc_bob}$,它保留标准 NR 校准的非准圆(NQC)修正,并附加一个基于 BOB 的合并-环降;以及一个更具雄心的变体,$\texttt{seobnrv5_bob}$,它也使用 BOB 来提供 NQC 修正,从而减少对 NR 拟合的依赖,并通过构建实现更高阶($\mathcal{C}^2$)连续性。 在用于优化 C 代码生成的开源$\texttt{NRPy}$框架中实现,SEBOB 模型是透明、可扩展且计算高效的。 通过将我们的波形与大量 NR 模拟目录进行比较,我们证明 SEBOB 的精度可与高度校准的$\texttt{SEOBNRv5HM}$模型相媲美,为更物理驱动和稳健的波形模型提供了一条可行的途径。
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