黑洞—脈沖星系統(tǒng)強(qiáng)引力中的光傳播效應(yīng)

黑洞—脈沖星系統(tǒng)強(qiáng)引力中的光傳播效應(yīng)

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1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文黑洞一脈沖星系統(tǒng)強(qiáng)引力中的光傳播效應(yīng)作者姓名:學(xué)科專業(yè):導(dǎo)師姓名:完成時(shí)間:李春靈天體物理袁業(yè)飛教授二零一四年五月㈣㈣㈣洲岫秈剛洲㈣IY2589974UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeLiqhtprODagatIOnIntneStrOng-■IIVgravitationalfieldofpulsar-·blackholebinarysystemAuthor’SName:Speciality:Supervisor:Finishedtime:Ch

2、un.LingLi—AstrophysicsProf.Ye.FeiYuanMay,2014中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含任何他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。作者簽名:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之一,學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán),即:學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文

3、編入《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》等有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。吣么開口保密(——年)作者簽名:撻曼簽字日期:迦f生:§:壘導(dǎo)師簽名:盔絲型簽字日期:—互翌墜嘩摘要脈沖星是宇宙中最精確的時(shí)鐘,其信號(hào)周期的精確度能夠超過原子鐘。1979年,Hulse和Taylor發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星PSRB1913+16(脈沖星帶有一個(gè)中子星伴星),該系統(tǒng)軌道周期的衰減率與廣義相對(duì)論預(yù)言的由引力輻射造成的軌道衰減相符合,這間接驗(yàn)證了引力波的存在。到目前為止,廣義相對(duì)論僅僅

4、在弱場(chǎng)(例如太陽系)中被正確檢驗(yàn),脈沖雙星的發(fā)現(xiàn)為未來在強(qiáng)場(chǎng)中精確檢驗(yàn)廣義相對(duì)論提供了可能。若脈沖星的伴星是一個(gè)黑洞,那么引力效應(yīng)將更加顯著,我們可以利用脈沖星精準(zhǔn)的脈沖到達(dá)時(shí)間作為研究強(qiáng)引力物理和黑洞性質(zhì)的探針。本文研究的對(duì)象是脈沖星圍繞星系中心超大質(zhì)量黑洞做軌道運(yùn)動(dòng)的雙星系統(tǒng)。脈沖星發(fā)出的脈沖在到達(dá)地球的過程中,如果途徑黑洞附近,會(huì)被強(qiáng)引力場(chǎng)彎曲,原則上可以通過觀測(cè)接收到的脈沖來研究黑洞和強(qiáng)引力場(chǎng)的性質(zhì)。我們以圍繞銀河系中心超大質(zhì)量黑洞SgrA木做圓周運(yùn)動(dòng)的脈沖星為例,分析了強(qiáng)引力場(chǎng)對(duì)脈沖路徑的影響和脈沖到達(dá)時(shí)間的延遲。結(jié)果表明,脈沖軌跡和時(shí)延敏感依賴于觀測(cè)者的觀測(cè)傾

5、角。觀測(cè)角越大,強(qiáng)引力場(chǎng)效應(yīng)就越顯著。相比于黑洞的引力質(zhì)量,黑洞自旋對(duì)結(jié)果的影響較??;當(dāng)觀測(cè)者偏離脈沖星軌道平面較大(即觀測(cè)角較小時(shí)),黑洞自旋造成的效應(yīng)明顯變??;因此,需要借助高精度和靈敏度的望遠(yuǎn)鏡來探究黑洞自旋的影響。隨著大型射電望遠(yuǎn)鏡FAST、SKA等的建成使用,我們有理由相信,發(fā)現(xiàn)更多、距離SgrA幸更近的脈沖星指日可待。關(guān)鍵詞:銀心,脈沖星一黑洞雙星,光線彎曲,時(shí)延ABSTRACTABSTRACTPulsariSthemostaccurateclockinouruniverse,theaccuracyofitsperiodISmorethanthatofatom

6、icclock.In1979,HulseandTaylordiscoveredthebinarypulsarPSRB1913+16(apairofneutronstars,oneofwhichisapulsar)whichhasadecreaseinitsorbitalperiodataratebeingconsistentwiththepredictionofEinstein’Sgeneralrelativitywhichisduetotheorbitalenergylosstakenawaybygravitationalwave.Thisdiscoveryprovid

7、edindirectevidencefortheexistenceofgravitationalradiation.Uptoknow,generalrelativityhasonlybeentestedintheweakfieldregime(suchasthesolarsystem)witllhighprecision.Thediscoveryofpulsarbinarymadetheprecisiontestofgeneralrelativityintheregimeofstrongfieldbepossible.Ifth

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