Effective field theory of black hole quasinormal modes in scalar-tensor theories
Effective field theory of black hole quasinormal modes in scalar-tensor theories
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标量张量理论中黑洞拟正则模的有效场论
DOI：
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发表时间：
2018
影响因子：
5.4
通讯作者：
E. Trincherini
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
G. Franciolini;L. Hui;R. Penco;Luca Santoni;E. Trincherini
Bstract聚合过程中的最后一个环化阶段是检验广义相对论和潜在地限制引力部分额外自由度的一个有价值的实验室。我们在标量张量理论的背景下介绍了球对称时空扰动的一种有效描述，并将其应用于研究具有标量毛发的黑洞的准正则模。根据有效理论的系数，我们推导出了控制极模和轴模动力学的运动方程。假设背景与Schwarzschild的偏差很小，我们用WKB方法引入了“光环展开”的概念。这种近似类似于用于膨胀的慢滚膨胀，它允许我们用少量的参数来表示准正规模谱。这项工作是以一种与模型无关的方式描述标量头发如何影响回旋阶段并在发出的引力波信号上留下信号的第一步。潜在的特征包括准正常谱的移动，极模和轴模之间等谱的破坏，以及标量辐射的存在。
A bstractThe final ringdown phase in a coalescence process is a valuable laboratory to test General Relativity and potentially constrain additional degrees of freedom in the gravitational sector. We introduce here an effective description for perturbations around spherically symmetric spacetimes in the context of scalar-tensor theories, which we apply to study quasi-normal modes for black holes with scalar hair. We derive the equations of motion governing the dynamics of both the polar and the axial modes in terms of the coefficients of the effective theory. Assuming the deviation of the background from Schwarzschild is small, we use the WKB method to introduce the notion of “light ring expansion”. This approximation is analogous to the slow-roll expansion used for inflation, and it allows us to express the quasinormal mode spectrum in terms of a small number of parameters. This work is a first step in describing, in a model independent way, how the scalar hair can affect the ringdown stage and leave signatures on the emitted gravitational wave signal. Potential signatures include the shifting of the quasi-normal spectrum, the breaking of isospectrality between polar and axial modes, and the existence of scalar radiation.
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