引力波天文學(xué)與理論模型引力波理論建模.ppt

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1、數(shù)值相對論與引力波建模的一些新進展ZhoujianCao(曹周鍵)DepartmentofAstronomy,BNU2018-5-23第二屆引力波天體物理學(xué)術(shù)研討會ContentCurrentstateofGWtheoreticalmodelFiniteelementmethodtoNRTheoreticalmodeltoeccentricbinarysystemSummaryandprospect引力波探測數(shù)據(jù)是典型的強噪聲、弱信號匹配濾波方法是引力波數(shù)據(jù)處理的理想方法引力波理論模型可以在既定硬件靈敏度的基礎(chǔ)上很好地提高引力波探測的能力GW151226?13,5sigma引力波理論模型是

2、波源參數(shù)反演的基礎(chǔ)雙黑洞?雙中子星?星體質(zhì)量、自旋？……引力波天文學(xué)與理論模型引力波理論建模針對實際的波源天體，求解愛因斯坦方程沒有對稱性，解析解基本沒有希望在極端條件下，近似方法失效數(shù)值計算成為主要依賴的方法(數(shù)值相對論NR)CurrentproblemsfacedbyNRCurrentNRcodesPDEformusedbyAMSS-NCKUPDEformforFEFEnumericalschemeCao,Fu,Ji,andXia,2018Shockforms,butreallystable!ConsistenttoPDEpropertyofnon-linearlydegenerate

3、MoreflexiblethanPSConvergencebehaviorbetterthanFD,4thvs2ndMoreaccuratethanFD,2ordersbetterComputationcostofNR10orbits,256CPUs,7daysGW150914:4orbitsGW151226:28orbits3daysx250000=2055years(256CPUs)GW150914StateofartforEOBNRTotalmass:0

4、GW170104(1.61),GW170608(1.71),GW170814(1.21)Spin:-1

5、WeventsassumedLSC,ApJ818,L22(2016)BinaryBlackHolewitheccentricorbitPlausiblesourceforLIGOManysourcesforLISASEOBNREmodelAssumesmalleccentricityexpansion(c)parteffectivelymorethan4PNElippartabout2PNCao&Han,PRD96,044028(2017)Notlikeadiabaticapproximatedmodel,consistentcheckfore=0caseCompareto‘standar

6、danswer’NRm1:m2=1:1e=0.02m1:m2=1:5e=0.02m1:m2=1:1e=0.2m1:m2=1:1000e=0.3a=0.9a=0.5a=-0.5a=-0.9ax-modelforeccentricBBHadiabaticapproximationmodelm1:m2=1:1e=0.3Moreaccuratethanadiabaticmodelforlaterinspiralandmerger初步發(fā)展有限元數(shù)值相對論算法，希望實現(xiàn)大質(zhì)量比雙星系統(tǒng)和中子星雙星系統(tǒng)準(zhǔn)確建模描述橢圓軌道雙黑洞系統(tǒng)的引力波理論模型SEOBNRE準(zhǔn)確可靠，可直接被LIGO數(shù)據(jù)處理使用SE

7、OBNRE模型可作為大質(zhì)量比雙黑洞系統(tǒng)理論模型的研究起點，發(fā)展未來空間引力波探測項目，如LISA，太極，天琴等，所需的雙黑洞并合系統(tǒng)的理論模板Summary