Parametrized black hole quasinormal ringdown. II. Coupled equations and quadratic corrections for nonrotating black holes
Parametrized black hole quasinormal ringdown. II. Coupled equations and quadratic corrections for nonrotating black holes
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参数化黑洞拟正规振铃。
DOI：
10.1103/physrevd.100.044061
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
Cardoso, Vitor
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McManus, Ryan;Berti, Emanuele;Macedo, Caio F. B.;Kimura, Masashi;Maselli, Andrea;Cardoso, Vitor
广义相对论中球对称时空的线性扰动由径向波动方程描述，其势取决于扰动场的自旋。在之前的工作中[物理。 Rev. D 99, 104077 (2019)PRVDAQ2470-001010.1103/PhysRevD.99.104077]我们研究了时空的准正规模谱，其径向势从其广义相对论形式稍作修改，将通用的小修改写为径向坐标中的幂级数展开。我们假设准正规频率的扰动在某些扰动参数中是线性的，并且扰动方程之间不存在耦合。一般来说，物质场和引力场方程的修改会产生耦合波动方程。在这里，我们以两个重要的方式扩展了之前的分析：我们研究扰动参数的二阶校正，并且我们解决耦合波动方程的更复杂（和现实）的情况。我们强调了当两个波动方程具有简并谱时耦合引起的校正的特殊性质，并且我们提供了一个现成的方法来计算拟正规模式。我们通过将其应用于各种示例来说明参数化的威力，包括动态 Chern-Simons 引力、Horndeski 引力和有效场论启发的模型。
Linear perturbations of spherically symmetric spacetimes in general relativity are described by radial wave equations, with potentials that depend on the spin of the perturbing field. In previous work [Phys. Rev. D 99, 104077 (2019)PRVDAQ2470-001010.1103/PhysRevD.99.104077] we studied the quasinormal mode spectrum of spacetimes for which the radial potentials are slightly modified from their general relativistic form, writing generic small modifications as a power-series expansion in the radial coordinate. We assumed that the perturbations in the quasinormal frequencies are linear in some perturbative parameter, and that there is no coupling between the perturbation equations. In general, matter fields and modifications to the gravitational field equations lead to coupled wave equations. Here we extend our previous analysis in two important ways: we study second-order corrections in the perturbative parameter, and we address the more complex (and realistic) case of coupled wave equations. We highlight the special nature of coupling-induced corrections when two of the wave equations have degenerate spectra, and we provide a ready-to-use recipe to compute quasinormal modes. We illustrate the power of our parametrization by applying it to various examples, including dynamical Chern-Simons gravity, Horndeski gravity and an effective field theory-inspired model.
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O. Hannuksela;Ka-wah Wong;R. Brito;E. Berti;T. Li
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--
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--
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