广义相对论中特征初值方法的应用

广义相对论的特征初值方法是给定时空中两个相交的光锥，在光锥上赋予初始数据，从而求解Einstein方程的方法。该方法最早由Newman、Penrose、Steward等人引入。最初是用来研究渐近平坦时空的类光无穷远结构。1980年，H.Friedrich证明了该方法解的唯一存在性。此后，该方法被广泛应用于时空渐近几何、非线性引力辐射、引力波碰撞、黑洞物理、虫洞、准局部引力场能量定义等广义相对论各个重要领域。本工作准备主要围绕该方法在时空多极矩、引力辐射实验的理论分析和黑洞物理方面的应用。利用该方法，我们准备考察稳态时空类空和类光无穷远处多极矩之间的关系，从类光无穷远处多极矩如何反推时空几何，如何从微扰引力波中提取背景时空的多极矩的信息等方面的问题。此外，借助该方法，我们还希望研究一般动态黑洞视界附近的热辐射以及各种量子场的行为。