GHP a Weylův formalismus pro gravitační perturbace

Abstract

Mnoho astrofyzikálně zajímavých situací neumíme dnes popsat analyticky přesným řešením Einsteinových rovnic, a proto se zkoumají na úrovni perturbací známých prosto- ročasů. Existují různé způsoby, jak tyto perturbace zkoumat. Lze hledat přímo perturbace metriky přesného řešení Einsteinových rovnic. Ve vakuových prostoročasech typu D se ukázalo výhodné zkoumat perturbace v GHP formalismu zavedením Debyeova potenci- álu. V této práci se věnujeme propojením těchto dvou přístupů. Prezentujeme obecný postup, jak přejít od Debyeova potenciálu ke stacionárním axisymetrickým perturbacím Kerrovy metriky. Tento postup vyžaduje hledání kalibračního vektoru. Ukázali jsme, že oba přístupy vedou na stejnou perturbaci zářivých komponent Weylova tenzoru, a mezi těmito komponentami jsme nalezli jednoduchý vztah. 1

The exact analytical solutions of Einstein's equations describing systems of astrophy- sical interest have not been found yet, and thus they have to be studied only as perturba- tions of known spacetimes. There are various ways to investigate these perturbations. One can look directly for perturbations of metric of the exact solution of Einstein's equations. In vacuum spacetimes of type D, it has proved advantageous to investigate perturbations in the GHP formalism by introducing the Debye potential. In this paper, we discuss the connection between these two approaches. We present a general procedure for translating the results from the Debye potential formalism to stationary axisymmetric perturbations of the Kerr metric. This procedure requires solving for a calibration vector. We show that both approaches lead to the same perturbation of the radiative components of the Weyl tensor, and we find a simple relation between these components. 1