引力波物理

目錄
序言
**章 數(shù)值相對論基礎 1
1.1 數(shù)值相對論發(fā)展簡史和研究現(xiàn)狀 1
1.2 時間演化形式的愛因斯坦方程 3
1.2.1 時空流形的 3 1 分解 3
1.2.2 一階時間導數(shù)和外*率 4
1.2.3 外*率的一些性質(zhì) 5
1.2.4 高斯方程和 Codazzi 方程 6
1.2.5 二階時間導數(shù)和外*率的演化 7
1.2.6 演化方程與愛因斯坦方程的關(guān)系 8
1.2.7 坐標選擇問題 10
1.3 數(shù)值相對論核心困難和現(xiàn)行處理方法 11
1.3.1 計算方程形式問題 11
1.3.2 黑洞奇點問題 14
1.3.3 多物理尺度問題 15
1.3.4 邊界條件問題 16
1.3.5 坐標選擇問題 17
1.3.6 并行可擴展性問題 18
1.4 小結(jié)和展望 19
作者簡介 20
第二章 致密雙星旋近的引力波簡介 21
2.1 引言 21
2.2 引力的線性近似 22
2.3 引力的后牛頓展開 28
2.3.1 引力場方程的朗道–栗弗席茲形式與后閔可夫斯基展開 29
2.3.2 后牛頓展開 33
2.4 雙星系統(tǒng)的引力波 42
2.4.1 分立物體組成系統(tǒng)的運動方程 42
2.4.2 兩體運動 44
2.4.3 雙星繞轉(zhuǎn)的四極引力波輻射 45
2.4.4 引力波引起的軌道衰減 49
2.5 引力波的探測 50
2.5.1 引力波在干涉儀探測器中的信號 51
2.5.2 在探測器的局域慣性系中計算引力波的信號 55
2.5.3 匹配濾波 58
2.6 小結(jié) 63
作者簡介 64
參考文獻 64
第三章 極端質(zhì)量比旋近：動力學和引力波 66
3.1 引言 66
3.2 試驗粒子的運動 68
3.3 延展體在強場中的運動 71
3.4 引力波的四極輻射 74
3.5 等效單體和黑洞微擾 75
3.5.1 等效單體方法 75
3.5.2 圖科斯基方程 77
3.6 小結(jié) 80
作者簡介 80
參考文獻 81
第四章 廣義相對論及其超越理論中黑洞似正規(guī)模的分析估值 84
4.1 引言 84
4.2 廣義相對論 86
4.2.1 擾動方程 86
4.2.2 程函近似下的似正規(guī)模計算 88
4.3 標量高斯-伯奈特引力 91
4.3.1 理論及黑洞解 92
4.3.2 擾動方程 93
4.3.3 程函近似下的似正規(guī)模計算 95
4.3.4 光程函數(shù)表達式總結(jié) 97
4.4 討論 99
作者簡介 80
參考文獻 99
第五章 引力波天體波源物理研究現(xiàn)狀和展望 102
5.1 引言 102
5.2 主要引力波天體波源：致密雙星系統(tǒng) 103
5.3 致密雙星系統(tǒng)的形成演化 108
5.4 超大質(zhì)量雙黑洞 118
5.4.1 超大質(zhì)量雙黑洞的形成演化和并合 119
5.4.2 超大質(zhì)量雙黑洞電磁觀測特征及搜尋發(fā)現(xiàn) 122
5.5 極端質(zhì)量比旋近系統(tǒng) 128
5.6 引力波的引力透鏡 128
5.7 引力波事件的電磁對應體 129
5.8 多波段引力波探測主要方法和目標天體波源 132
5.8.1 地基激光干涉儀探測 132
5.8.2 空間激光干涉引力波探測 133
5.8.3 脈沖星測時陣探測 135
5.9 引力波探測結(jié)果 136
5.9.1 地基引力波探測結(jié)果 136
5.9.2 脈沖星測時陣探測現(xiàn)狀 146
5.10 展望 147
作者簡介 149
參考文獻 149
第六章 引力波標準汽笛及其宇宙學應用 164
6.1 引言 164
6.2 宇宙中的引力波源與引力波探測器 165
6.3 引力波源作為宇宙探針 169
6.3.1 確定波源的距離 169
6.3.2 確定波源的紅移 172
6.4 宇宙學參數(shù)限制 178
6.4.1 地基的激光干涉儀陣列 178
6.4.2 空間的激光干涉儀 182
6.5 標準汽笛舉例 185
6.5.1 雙中子星并合引力波源及其電磁對應體觀測 185
6.5.2 雙黑洞并合引力波源作為暗汽笛 190
6.5.3 超大質(zhì)量雙黑洞旋近的引力波源作為標準汽笛 194
6.6 引力波標準汽笛的其他應用 200
6.6.1 區(qū)分暗能量和修改引力 200
6.6.2 限制暗能量的各向異性 200
6.6.3 限制宇宙中的中微子質(zhì)量 200
6.6.4 檢驗宇宙距離對偶關(guān)系 201
6.7 結(jié)論 201
作者簡介 202
參考文獻 202