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旋转黑洞的精确动力学Chern-Simons度量具有第四个运动常数:一个基于动力学系统的猜想。 (英语) Zbl 1409.83047号

概述:LIGO/Virgo合作组织最近的引力波观测,首次对极端重力状态下的广义相对论进行了测试,当时可比黑洞和中子星发生碰撞。未来的天基探测器,如激光干涉仪太空天线,将允许在小黑洞以极高的质量比落入超大质量黑洞时发射引力波来测试爱因斯坦的理论。为这种灵感量身定制的一个特殊测试是在极端重力下寻找混沌。在这里,我们研究了实验粒子围绕违反平价修正引力的旋转黑洞的运动中是否存在混沌,特别关注动态Chern-Simons引力。我们开发了一种恢复策略,可以恢复广义相对论极限中的所有自旋项,同时在Kerr度量的动态Chern-Simons修正中保留多达五阶自旋项。然后,我们计算了这一重新提出的度量的一系列测地线的截面和旋转数的庞加莱曲面。我们发现测地混沌的证据,由变形不变圆环包围的薄混沌层所描述。随着高阶自旋包含在Kerr度量的动力学Chern-Simons修正中,该混沌层的尺寸缩小。我们的数值结果表明,在这个理论中,自旋黑洞的初始未知精确解的测地线可能是可积的,因此可能存在与这个精确解相关的第四个运动积分。本文的研究通过激光干涉仪空间天线观测极端质量比激励信号,为广义相对论的混沌测试奠定了基础。

MSC公司:

83立方厘米 引力能与守恒定律;运动组
83元57 黑洞
83立方厘米 广义相对论和引力理论中问题的精确解
58J28型 Eta不变量、Chern-Simons不变量
83D05号 爱因斯坦以外的相对论引力理论,包括非对称场理论
37N20号 物理学其他分支的动力系统(量子力学、广义相对论、激光物理)
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