Gravitational waves from compact binaries inspiralling along post-Newtonian accurate eccentric orbits: Data analysis implications
沿偏心轨道旋转的致密双星是地基激光干涉仪的引力波源。我们探索的损失，在事件发生率时，从紧凑的二进制文件，沿着后牛顿精确偏心轨道与某些明显的非最佳搜索模板的灵感搜索GW。对于本分析，具有2.5后牛顿精确轨道演化的GW信号按照[T. Damour，A. Gopakumar和B. R. Iyer，Phys. Rev. \textbf{70}，064028（2004）]。我们证明了搜索模板，模型在规范不变的方式GWs从紧凑的二进制inspirling qudrupolar辐射反应下沿2 PN精确的圆形轨道是非常有效的捕捉我们有点现实的GW信号。然而，基于绝热、完全绝热和规范依赖的完全非绝热近似的三种类型的搜索模板在[P. Ajith，B. R.伊耶角A. K. Robinson和B. S. Sathyaprakash，%``A new class of post-Newtonian approximants to the dynamics of inspiralling compact binaries：Test-mass in the Schwarzschild spacetime，'' Phys. Rev. D { \bf 71}，044029（2005）]，与四极辐射反应下的圆形内旋相关，发现在捕获上述偏心信号方面效率低下。我们的结论是，将需要进一步的调查，以探测各种类型的PN准确的…
2008-05-23 gr-qc
Non-linear multipole interactions and gravitational-wave octupole modes for inspiralling compact binaries to third-and-a-half post-Newtonian order
本文的动机是需要提高后牛顿（PN）的振幅精度的波形引力波产生的吸入紧凑的双星，无论是用于数据分析和后牛顿近似和数值相对论计算之间的比较。它提出：（i）3.5PN以下一般后牛顿物质源多极矩之间的非线性耦合，包括尾、尾之尾和非线性记忆效应的贡献;和（ii）源质量型八极矩（非自旋）紧致双星达到3 PN阶，这允许完成八极模（3，3）和（3，1）重力波形的阶数为3.5PN。在这种情况下，我们重新确认通过独立的计算，我们以前的结果有关的源质量型四极矩订购3 PN。文中还讨论了因子分解后的波形和对数对高阶的贡献。
2015-02-04 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Angular momentum flux, evolution of the orbital elements and the wave form to the second post-Newtonian order
利用Blanchet，Damour，and Iyer（BDI）的多极后闵可夫斯基方法，得到了沿一般轨道运动的任意质量比的致密双星的后后牛顿（2PN）精确质量四极矩.利用这一点，在一般轨道的双星，2PN的引力波形的贡献，以及相关的远区能量和角动量通量的计算。对于准椭圆轨道，能量和角动量通量在一个轨道周期内平均，并用于确定轨道根数衰减率的2PN修正。
1997-10-15 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries completed at the third post-Newtonian order
在广义相对论的第三后牛顿近似下计算了点粒子双星的引力辐射。本文用量纲正则化方法确定了三个由3 PN源型质量四极矩的Hadamard自场正则化得到的模糊参数，并证明了它们的值分别为xi = -9871/9240，kappa = 0和zeta = -7/33。这些结果完成了3.5PN阶以下致密双星螺旋的广义相对论预言的推导，对当前引力波探测器网络中的信号搜索和破译具有一定的参考价值。
2004-06-03 gr-qc
The third and a half post-Newtonian gravitational wave quadrupole mode for quasi-circular inspiralling compact binaries
在广义相对论的三阶半后牛顿（3.5PN）近似下，计算了旋进致密双星引力波的四极模。计算使用多极后牛顿形式主义，并限制在准圆轨道上移动的二进制没有自旋。新的输入主要包括源的质量四极矩中的3.5PN项，以及对遗传积分贡献（拖尾和非线性记忆效应）所需次优势修正的控制。结果以波形的自旋加权球谐分解中的四极模（2，2）的形式给出，并且可以用于与数值相对论中计算的对应量进行比较。这是朝着计算全3.5PN波形迈出的一步，其知识有望减少源的位置参数上的误差。
2012-09-28 gr-qc
Third post-Newtonian angular momentum flux and the secular evolution of orbital elements for inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits
利用多极后闵可夫斯基波生成方法计算了在准椭圆轨道上运动的紧凑天体的螺旋双星系统的角动量通量。3PN角动量通量包括瞬时、尾和尾中尾对3PN能通量的贡献，此外还有非线性记忆的贡献。我们平均的角动量通量的二进制的轨道使用3PN准开普勒表示的椭圆轨道。平均角动量通量提供了在准椭圆轨道上运动的双星的引力波定相所需的最终输入。在准椭圆情形下，得到了3PN引力辐射反应下轨道根数的演化。对于小的偏心率，我们给出了简单的限制表达式有关逐步阶$e^2$。这项工作是很重要的准偏心双星的模板建设，并为后牛顿的结果与数值相对论模拟的暴跌和合并的偏心双星的比较。
2009-12-16 gr-qc
Energy losses by gravitational radiation in inspiralling compact binaries to five halves post-Newtonian order
本文在广义相对论的五个半后牛顿（2.5PN）近似下，导出了一个紧凑双星系统以引力波形式产生的总功率或能量损失率。扩展最近开发的引力波生成形式主义有效的任意（缓慢移动）系统，我们计算的质量多极矩的系统和相关的尾巴存在于波区的2.5PN顺序。在两个质点在准圆轨道上运动的情况下，我们发现2.5PN的能量损失率的贡献完全是由于尾巴。依靠能量平衡的论点，我们推导出的瞬时频率和相位的二进制的变化规律。累积相位中的2.5PN阶非常大，与前一个2PN阶的数量级大致相同，但符号相反。然而，2.5PN阶的有限质量效应很小。本文的结果应该是有用的，当分析数据从吸入紧凑的双星在未来的引力波探测器，如处女座和LIGO。
2005-05-27 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact objects: Spin-spin effects completed at the next-to-leading post-Newtonian order
利用自旋中双线性的引力势和源多极矩，首先在有效场论（EFT）框架内的后牛顿（PN）展开中计算到次领先阶（NLO），我们在这里完成了动力学不变量和通量平衡方程的推导，包括能量和角动量。我们利用这些结果来计算自旋自旋效应的轨道频率和累积相位的非线性振荡的圆形轨道。我们还推导出线性动量和质心通量和相关的踢速度，最高相关的PN阶。我们明确地证明了使用EFT形式主义获得的二次自旋源多极子和后来用更传统的工具重新推导的多极子之间的等效性，从而使两种方法之间的自旋-自旋辐射观测值与NLO完全一致。
2021-03-26 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Energy loss and waveform to second--post-Newtonian order
本文在广义相对论的后牛顿二阶近似下研究了由螺旋形致密双星产生的引力波。使用最近开发的2 PN精确波生成形式主义，我们计算的引力波形和相关的能量损失率从一个准圆轨道上移动的点质量的二进制系统。关键的新输入是我们对二进制的2 PN精确“源”四极矩的计算。在波形和能量损失率在无穷远的尾部显式计算。从能量损失出发，推导出引力辐射反应对双星轨道频率和相位的影响。在两个物体之间的质量比非常小的极限情况下，我们恢复了由黑洞微扰方法得到的结果。我们发现，有限质量比的影响是非常显着的，因为它们增加了2 PN的贡献的相位高达52%。本文的结果在破译未来LIGO/VIRGO引力波探测器网络观测到的信号时应该是有用的。
1995-01-24 gr-qc
Residual eccentricity of inspiralling orbits at the gravitational-wave detection threshold: Accurate estimates using post-Newtonian theory
我们使用包含引力辐射反应项的运动方程，通过4.5后牛顿阶来计算非自旋致密天体的吸气双星系统的晚时偏心率，因为它们越过了地基引力波干涉仪的检测阈值。初始偏心率可以大到0.999。我们发现，最终的偏心率是系统小于领先的四极近似预测的，由高达30%的300太阳质量的二进制跨越LIGO/处女座检测阈值在10赫兹，或百分之八小60太阳质量的二进制。我们找到了一个精确解释高阶后牛顿效应的晚期偏心率的解析公式，推广了Peters和Mathews在20世纪60年代得出的公式。我们还发现，最终的偏心率是独立的两个致密体的质量比优于百分之二。
2021-11-15 gr-qc
Gravitational Radiation from Post-Newtonian Sources and Inspiralling Compact Binaries
本文评述了在广义相对论背景下孤立系发射引力波问题的理论研究现状。文章的A部分涉及一般的后牛顿来源。源的外部场的分析后闵可夫斯基和多极近似相结合的方式进行调查。在远区的源的物理观测值描述了一组特定的辐射多极矩。通过将外解与后牛顿源在近区的度规相匹配，得到了源多极矩的显式表达式。辐射矩和源矩之间的关系涉及许多非线性多极相互作用，其中包括与引力波的尾（和尾之尾）有关的相互作用。文章的B部分致力于应用到紧凑的二进制系统。我们提出的二元运动方程，以及相关的拉格朗日和哈密顿量，在第三后牛顿（3PN）阶牛顿加速度以外。引力波的能量通量，始终考虑到相对论修正的二进制时刻，以及各种尾巴的影响，通过3.5PN阶的四极形式主义。双星的轨道相位，其先验知识是至关重要的搜索和分析的信号，从能量平衡参数推导。
2006-06-06 gr-qc
Linear momentum flux from inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits at 2.5 Post-Newtonian order
各向异性的引力辐射从致密双星系统的发射导致一个线性动量流。这导致系统的反冲。我们调查的损失率的线性动量通量在远区的源使用各种质量类型和电流类型的多极矩的吸气紧凑的二进制合并在准椭圆轨道在2.5后牛顿秩序。在调和坐标系下，我们计算了精确到$\mathcal{O}(e_t)$的线动量通量。本文采用2.5后牛顿准开普勒表示的后牛顿运动方程的参数解。我们还提供了一个封闭形式的表达积累的线性动量从遥远的过去，通过二进制的演变。
2021-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation of inspiralling compact binaries using 3.5 post-Newtonian gravitational wave phasing: The non-spinning case
（摘要）我们重新审视的引力波啁啾信号的参数估计的问题，从吸入的非自旋致密双星在最近扩展的后牛顿（PN）定相公式，以超过领先的牛顿秩序$(v/c)^7$。我们详细研究了从1 PN到3.5PN的更高的后牛顿阶数的影响，步长为0.5PN（$\sim v/c$），并研究了它们的收敛性。在初始和高级探测器中，啁啾质量（${\cal M}$）和对称质量比（$η$）的估计在较高PN阶下改善，但在每半个PN阶下振荡。我们比较参数估计在不同的检测器，并评估其相对性能在两种不同的方式：在{ \it固定SNR，}的目的是了解如何提高带宽参数估计，并为{ \it固定源}，以衡量灵敏度的重要性。在一个固定的SNR参数估计的误差是较小的VIRGO比初始和先进的LIGO。然而，对于固定距离的源，由于其更高的灵敏度，先进的LIGO实现了最低的误差。最后，我们计算的幅度校正由于“频率扫描”在傅立叶域表示的波形内的固定相位近似，并讨论其影响参数估计。
2005-07-30 gr-qc
Comparison and application of different post-Newtonian models for inspiralling stellar-mass binary black holes with space-based GW detectors
针对LISA、Taiji及联合探测，比较不同后牛顿模型对恒星质量双黑洞旋进信号的影响，发现低阶模型即可满足多数探测、波形精度与贝叶斯参数估计需求。
2024-05-08 gr-qc
New Class of Gravitational Wave Templates for Inspiralling Compact Binaries
沿准圆轨道盘旋的致密双星是目前运行的、计划的和建议的激光干涉仪最可能的引力波源。我们提供了一类新的限制后牛顿精确GW模板的非自旋致密双星沿PN精确准圆轨道螺旋上升。参数的基础上数据分析，理论和天体物理学的考虑被调用，以显示为什么这些时域泰勒近似应该是有趣的各种GW数据分析社区。
2007-12-19 gr-qc
Orbital phase in inspiralling compact binaries
我们推导出的平均运动的变化率的第二个后牛顿秩序的inspiralling紧凑的双星与自旋，质量四极矩和磁偶极矩的偏心轨道。我们用轨道根数给出这个结果。我们还提出了相关的轨道相位的圆形轨道。
2007-03-09 gr-qc
Second post-Newtonian order radiative dynamics of inspiralling compact binaries in the Effective Field Theory approach
我们使用有效场论（EFT）的框架计算质量四极矩，运动方程，并在二阶后牛顿（PN）近似的吸气紧凑双星的功率损失。我们提出了更高PN阶的二元系统的应力-能量伪张量分量的表达式。对质量四极矩的2 PN修正以及对线性化谐波规范中计算的加速度的2 PN修正是计算次-次-首阶辐射反作用力所需的成分，这将在其他地方介绍。虽然本文再现已知的结果，它提供了必要的积木为未来高阶计算的EFT方法。
2019-12-28 gr-qc hep-th
New class of post-Newtonian approximants to the waveform templates of inspiralling compact binaries: Test-mass in the Schwarzschild spacetime
（摘要）：标准绝热近似的相位引力波从吸入紧凑的双星使用后牛顿展开的结合能和引力波通量都截断在相同的相对后牛顿阶。出于最终需要超越绝热近似的动机，我们必须将问题视为保守后牛顿力和引力辐射阻尼下的二元动力学。从双星动力学的观点来看，在首阶的标准近似相当于保留加速度中的0PN和2.5PN项，而忽略中间的1PN和2PN项。一个完整的数学上一致的处理的加速度在领先的顺序应包括所有PN项高达2.5PN没有任何差距。它们分别定义了“标准”和“完全”非绝热近似。我们提出了一个新的和简单的完全绝热近似构造的能量和通量函数。在首阶，它使用2PN能量函数而不是标准近似中的0PN能量函数，因此在精神上它对应于加速度中没有丢失后牛顿项的动力学。我们比较重叠的标准和完全绝热近似的测试粒子绕史瓦西黑洞的精确波形。完全绝热近似在较低PN（< 3PN）阶时导致有效性的显著改善。然而，$\geq$ 3PN阶的标准绝热近似几乎与构造有效模板的完全绝热近似一样好。标准和完全近似超越绝热近似下研究使用拉格朗日模型的Buonanno，陈和Vallisneri。
2005-07-13 gr-qc
Phasing of gravitational waves from inspiralling eccentric binaries at the third-and-a-half post-Newtonian order
我们得到了一个有效的描述非自旋的紧凑型双星的动力学在吸气偏心轨道，以实现在3.5后牛顿（PN）的顺序从这样的二进制的引力波的定相。我们的计算在很大程度上依赖于[T. Damour，A. Gopakumar和B. R. Iyer，Phys. Rev. D \textbf{70}，064028（2004）]，以及在[R.-R. M. Memmesheimer，A. Gopakumar和G. Schäfer，Phys. Rev. D \textbf{70}，104011（2004）]。如果地球上现有的和先进的引力波干涉仪计划从吸气偏心双星中寻找引力波，那么具有3.5PN精确定相的引力波极化$h_{+}$和$h_{\times}$将是有用的。我们的结果将需要做\emph{astrophysics}与拟议的空间为基础的GW干涉仪，如LISA，BBO，和DECIGO。
2006-03-14 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Energy flux to third post-Newtonian order
本文将多极后闵可夫斯基引力辐射方法应用于紧致双星内旋波的产生问题。我们调查具体的第三后牛顿（3PN）近似的总能量通量。新的结果是将双星的质量四极矩计算到3PN阶，将当前的四极矩和质量八极矩计算到2PN阶。波尾和尾在远区的尾巴被包括到3.5PN阶。最近推导的3PN方程的二进制运动被用来计算的时刻的时间导数。我们发现完美的协议，3.5PN秩序与微扰计算的黑洞在测试质量限制为一个机构。在我们的计算技术输入包括一个模型的点粒子描述的紧凑的对象，和阿达玛自场正则化。由于3PN阶Hadamard正则化的物理不完全性，能流取决于一个未知的物理参数，该参数是运动方程中的参数λ和来自四极矩的新参数θ的组合。
2005-05-27 gr-qc
Effective One Body description of tidal effects in inspiralling compact binaries
中子星引力波信号的后半部分通过对相对论潮汐参数的依赖，原则上可以提供关于核物质状态方程的重要信息。在分析描述的引力波定相在螺旋后期（基本上是接触）的希望，我们提出了一个有效的一个机构（EOB）的形式主义，其中包括潮汐效应的扩展。我们比较预测的潮汐EOB形式主义最近计算的非共形平坦的准平衡循环序列的二进制中子星系统。我们的分析表明，更高阶（后牛顿）的潮汐效应的重要性，甚至超过第一后牛顿秩序，和他们的倾向{ \it显着}增加的"有效潮汐极化率“的中子星。我们比较了EOB的预测，最近提倡的，nongrammed的，后牛顿为基础的（“泰勒-T4”）描述的相位的螺旋系统。这种比较显示了后期螺旋定相对分析模型选择的强烈敏感性，但也提出了希望，即一个足够精确的数值--相对论--“校准”的EOB模型可能会给我们一个可靠的处理核物质状态方程的方法
2009-11-27 gr-qc
Inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits: The complete third post-Newtonian energy flux
利用多极后闵可夫斯基波产生理论计算了在准椭圆轨道上运动的致密天体双星系统的螺旋相位对3PN引力波光度的瞬时贡献。这种计算的必要输入包括一般轨道的3PN精确质量四极矩和2PN的质量八极矩和电流四极矩。使用最近获得的3PN准开普勒表示的椭圆轨道的流量平均超过二进制的轨道。补充这一重要的遗传贡献所产生的尾巴，尾巴的尾巴和尾巴平方项计算在以前的文件中，完整的3PN能流。本文提出的最终结果将需要为非圆轨道上的二进制移动，一个合理的类源，不仅为空间为基础的探测器，如LISA，但也为地面为基础的模板的建设。
2008-04-11 gr-qc
Improved filters for gravitational waves from inspiralling compact binaries
后牛顿展开的顺序需要，以可靠和准确的方式提取完全广义相对论性引力波信号从吸入紧凑的双星，进行了探索。基于以下两个输入构造了一类近似波形，称为P-逼近：（a）分别引入两个新的能量型和通量型函数e（v）和f（v），（b）系统地使用Pade逼近构造e（v）和f（v）的逐次逼近。新的P-逼近不仅更有效（更大的重叠）和更忠实（更小的偏差）比标准的泰勒逼近，而且收敛速度更快，单调。目前可用的O（v/c）^5精度的后牛顿结果可用于构造P近似波形，该波形与精确波形的重叠率大于96.5%，这意味着在P近似波形的帮助下可以检测到90%以上的潜在事件，而使用标准后牛顿近似波形只能检测到10- 15%。
1997-08-18 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact objects: Spin effects to fourth Post-Newtonian order
在广义相对论的后牛顿（PN）展开式中，考虑了有限尺寸效应和尾效应，导出了自旋线性和自旋平方对束缚势和引力波通量的次-次-领先级贡献.计算是通过世界线有效场论框架进行的。我们发现协议的重叠与现有的PN文献和测试机构的限制。作为一个直接的应用，我们完成的知识自旋效应的演变的轨道相位对齐自旋圆轨道到第四PN阶。我们估计了新结果对累积引力波周期数的影响。我们发现，它们将发挥重要作用，在提供可靠的物理解释的引力波信号从旋转双星与未来的探测器，如LISA和爱因斯坦望远镜。
2022-01-13 gr-qc hep-th
Post-Newtonian orbital evolution and gravitational wave forms of inspiralling compact binaries with mass transfer and spin corrections
该研究针对致密双星系统，提出同时考虑质量转移与自旋修正的二维轨道演化模型，通过数值模拟验证了二者对三类相对论双星的轨道演化与引力波偏振波形的影响。
2026-09-30 gr-qc
Bounding the mass of the graviton using gravitional-wave observations of inspiralling compact binaries
如果引力是通过一个有质量的场传播的，那么引力波（引力子）的速度将取决于它们的频率，有效牛顿势将具有汤川形式。在螺旋形致密双星的情况下，在螺旋早期以低频发射的引力波将比后来以高频发射的引力波传播得稍慢，修改了观测到的螺旋形引力波形的相位演化，类似于后牛顿修正四极相位所引起的。波形的匹配滤波可以约束传播速度中的这种频率依赖性变化，从而约束引力子质量。该边界取决于源的质量和探测器的噪声特性，但与源的距离无关，除了弱宇宙学红移效应。对于使用LIGO/VIRGO类型的地面干涉仪观测恒星质量紧凑的内旋，引力子康普顿波长的约束是$6 \times 10^{12}$ km的数量级，大约是牛顿引力汤川修正的太阳系测试的两倍。利用激光干涉仪空间天线（LISA）在宇宙学距离上观测超大质量黑洞双星螺旋，其边界可达$6 \times 10^{16}$ km。这比星系团动力学模型依赖的边界弱三个数量级。
1997-09-04 gr-qc
Post-Newtonian corrections to the gravitational-wave memory for quasicircular, inspiralling compact binaries
克里斯托杜卢记忆是对引力波场的一种非线性贡献，它来源于引力波应力-能量张量。对于准圆形的，吸气双星，克里斯托杜卢记忆产生了一个不断增长的，非振荡的变化，在引力波的“正”极化，导致永久位移的一对自由下落的测试质量后，波已经通过。除了它的非振荡行为，Christodoulou记忆是有趣的，因为即使它起源于2.5后牛顿（PN）阶多极相互作用，它影响的波形在领先的（牛顿/四极）顺序。这种记忆也可能在双星黑洞合并中被探测到。虽然准圆形的，inspiralling紧凑的双星的引力波偏振的振荡片已计算到3 PN阶，记忆的贡献，偏振只计算到领先的顺序（下一个领先的顺序0.5PN项先前已被证明为零）。本文将准圆吸气双星的记忆计算推广到3 PN阶。虽然存储器的角度依赖性在性质上保持不变，但PN校正项倾向于减小存储器的幅度。给出了度规扰动和曲率扰动对正极化和自旋加权球谐模的记忆贡献的显式表达式。结合Blanchet等人的最新结果，（2008），这完成了3 PN阶的波形。本文还讨论了：（i）从数值模拟中提取记忆的困难，（ii）在高PN阶进入波形的其他非振荡效应，以及（iii）关于记忆的可观测性的问题。
2009-06-21 astro-ph.SR gr-qc
Radiation reaction in the 2.5PN waveform from inspiralling binaries in circular orbits
本文计算了辐射反作用力对圆轨道上致密双星2.5 °后牛顿（PN）引力波偏振的贡献。(i)我们指出并纠正了Arun，Blanchet，Iyer和Qusailah推导的不一致。(ii)我们证明，所有的贡献，从辐射反应在2.5PN波形实际上是可以忽略不计的，因为它们可以被吸收到修改的轨道相位在5PN顺序。
2007-06-05 gr-qc
The mass quadrupole moment of compact binary systems at the fourth post-Newtonian order
本文在广义相对论的后牛顿四阶近似下计算了无自旋的旋进致密双星的质量型四极矩。多极矩是由物质系统外部区域的场和近区的PN场之间的匹配定义的，遵循多极后闵可夫斯基（MPM）-PN形式主义。匹配意味着一个特定的正则化处理红外（IR）的多极矩在无穷远的发散，基于Hadamard有限部分程序。另一方面，计算需要紫外线（UV）发散，由于紧凑的对象的三角函数，这是与维正则化（DR）处理的建模。在未来的工作中，我们打算系统地研究IR分歧的手段，以及维数正则化。我们的结果为获得具有4PN/4.5PN精度的旋进致密双星系统的引力波模板迈出了重要的一步。
2020-09-21 gr-qc
Spin(1)Spin(2) Effects in the Motion of Inspiralling Compact Binaries at Third Order in the Post-Newtonian Expansion
我们用有效场论方法计算了自旋-自旋和自旋-轨道效应引起的势，由此得出自旋（1）和自旋（2）对自旋致密双星运动的贡献，并给出了三阶后牛顿（PN）运动.我们使用的形式主义，使我们能够施加自旋同向性条件（SSC）在一个规范的框架中的PN扩展的所有订单。我们明确地表明与我们以前的结果，获得使用牛顿-维格纳SSC在arXiv：gr-qc/0604099和arXiv：0712.2032[gr-qc]中分别报告的自旋-自旋和自旋-轨道势的作用水平。
2009-04-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Parametrized tests of post-Newtonian theory using Advanced LIGO and Einstein Telescope
广义相对论对使用后牛顿（PN）近似获得的螺旋紧凑双星的引力波形有非常具体的预测。我们调查的程度PN系数的测量，可能与第二代引力波探测器，如先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）和第三代引力波探测器，如爱因斯坦望远镜（ET），可以用来测试后牛顿理论，并把边界的一个子类参数后，在参数化意义上不同于广义相对论的爱因斯坦理论。我们证明了这种可能性，采用最好的inspiralling波形模型nonspinning紧凑的二进制文件，这是3.5PN准确的相位和3 PN的幅度。在所考虑的理论类别中，Advanced LIGO可以在1.5PN和领先的尾部项下测试理论。未来对恒星质量黑洞双星的ET观测可以检验11-44 Msun质量范围内引力波定相中各种PN系数之间的一致性。较低频率截止的选择对于使用ET检验后牛顿理论是重要的。在测试中的偏见所产生的假设nonspinning二进制表示。
2010-09-08 gr-qc
Gravitational Recoil of Inspiralling Black-Hole Binaries to Second Post-Newtonian Order
引力辐射导致的线动量损失以及由此引起的黑洞双星系统的引力反冲可能在早期星系中大质量黑洞的生长中起重要作用。本文计算了非自旋黑洞双星在后牛顿第二阶（2 PN）的引力反冲，首次得到了由波尾引起的1.5PN修正项和下一个2 PN项.我们发现，由二进制所经历的净反冲的最大值，由于inspiral阶段的最内稳定圆轨道（ISCO）的顺序为22公里/秒。然后，我们估计的反冲速度积累的暴跌期间从ISCO到地平线的整合动量通量使用的2 PN公式沿暴跌测地线的史瓦西度规。我们发现，暴跌的贡献占主导地位的inspiral。对于质量比m_2/m_1=1/8，我们估计总反冲速度（由于绝热和倾伏阶段）为100 +/- 20 km/s。对于0.38的比率，反冲是最大的，我们估计它是250 +/- 50 km/s。在小质量比的极限下，我们估计V/c约为0.043（1 +/- 20%）（m_2/m_1）^2。我们的估计与Favata等人（2004）的估计一致，但范围要窄得多。
2005-08-25 astro-ph gr-qc
Phasing of gravitational waves from inspiralling eccentric binaries
我们提供了一种方法，解析构造高精度的引力波信号发射的紧凑的双星在吸气偏心轨道上运动的模板。与模拟由螺旋{ \it circular}轨道发射的引力波信号的简单问题相比，它只包含两个不同的时间尺度，即与轨道运动和辐射反应相关的时间尺度，{ \it螺旋偏心}轨道的情况涉及{ \it三个不同的时间尺度}：轨道周期，近星点进动和辐射反应时间尺度。通过使用一种改进的“方法的变化的常数”，我们展示了如何结合这三个时间尺度，而不使通常的近似处理的辐射时间尺度作为一个绝热过程。我们明确地实现我们的方法在2.5PN后牛顿精度。我们的最终结果可以被看作是计算新的“后绝热”短周期贡献的轨道相位，或等效地，新的短周期贡献的引力波偏振，$h_{+,\times}$，这应该明确地添加到“后牛顿”的$h_{+,\times}$的扩展，如果一个治疗辐射效应的轨道相位后者在通常的绝热近似。我们的结果应该是重要的LIGO/VIRGO/GEO网络的地面干涉引力波探测器（特别是如果Kozai振荡变成显着的球状星团三胞胎），并为未来的天基干涉仪LISA。
2004-04-30 astro-ph gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries to N$^3$LO in the Effective Field Theory approach
在有效场论框架内，通过$d$维多极展开和维数正规化计算了螺旋致密双星至N$^3$LO阶的哈密顿量与引力波能流，首次无歧义地证实了3PN阶准圆轨道能流值，并为后续自旋效应与高阶计算奠定基础。
2024-08-25 gr-qc
The Kepler equation for inspiralling compact binaries
由偏心轨道上的中子星/黑洞组成的致密双星经历受扰的开普勒运动。扰动是相对论的起源或有关的自旋，质量四极矩和磁偶极子的二元组件。这类系统的后牛顿运动分为径向和角向运动。我们在这里提出的第一次这样的二进制编码的广义开普勒方程的径向运动，包括所有上述的贡献，线性秩序的扰动。再加上适当引入的参数化，径向运动完全解决。
2005-10-20 astro-ph gr-qc
On the two-body problem in general relativity
本文考虑了广义相对论后牛顿近似下的两体问题。我们报道了关于紧双星系统在后牛顿三阶（牛顿加速度以外的1/c^6）的运动方程和相应的拉格朗日公式的最新结果。这些方程是必要的，当构建理论模板搜索和分析的引力波信号从inspiratingcompactbinaries在处女座型实验。
2001-08-31 gr-qc
Solving post-Newtonian accurate Kepler Equation
我们提供了一个优雅的方法来解决解析的第三后牛顿（3 PN）准确的开普勒方程，与3 PN准确的广义开普勒参数化的紧凑型二进制偏心轨道。一个额外的解析解，检查我们的紧凑的解决方案的正确性，我们执行我们的PN-准确的解析解和PN-准确的开普勒方程的一个非常准确的数值解之间的比较。我们调整我们的方法来计算至关重要的3 PN准确的输入，将需要计算分析的时间和频域现成的振幅校正PN准确的搜索模板的紧凑型二进制在吸气偏心轨道。
2017-08-11 gr-qc
Perturbative, Post-Newtonian, and General Relativistic Dynamics of Black Hole Binaries
在广义相对论中，可以使用各种近似方案和数值方法来研究吸入和合并的黑洞双星的轨道运动：后牛顿展开，黑洞微扰理论，数值相对论和有效单体形式主义。我们回顾了两个最近的比较，从这些不同的技术的预测。这两个比较依赖于一个坐标不变关系的计算，在非旋转的双黑洞的准圆形轨道的情况下。所有的方法都显示同意非常好，在其共同的域的有效性。
2011-09-30 gr-qc
Post-1-Newtonian tidal effects in the gravitational waveform from binary inspirals
来自一个螺旋状中子星双星系统的引力波信号将包含有关系统中潮汐耦合的详细信息，因此，也包含有关中子星内部物理的详细信息。为了提取这些信息，将需要高度精确的重力波形模型。本文计算了具有四极潮汐相互作用的双星系统的引力波信号，其中包括了守恒动力学和波动产生的所有后1牛顿阶效应。我们考虑在圆轨道上运动的具有磁感应四极矩的恒星，并将其四极矩近似为线性。我们发现，后1-牛顿修正增加了约20%的潮汐信号在引力波频率为400赫兹。
2011-01-09 gr-qc
Post-Newtonian Theory and its Application
我们回顾了一些最近的工作后牛顿理论的缓慢移动（后牛顿）源，其应用的问题，从紧凑的二元系统的动力学和引力辐射。我们目前的知识是3PN的质心能量和3.5PN的引力波通量的inspiralling紧凑的双星。我们计算了双黑洞系统的最内层圆轨道（ICO），发现与数值相对论的结果非常吻合。我们认为，在广义相对论中，两个质量相当的物体的引力动力学与史瓦西背景下的测试粒子的引力动力学不同。这使我们质疑一些“Schwarzschild样”的模板的有效性，从后牛顿的重建技术构造的二进制螺旋。
2003-04-02 gr-qc
Lessons from binary dynamics of inspiralling equal-mass boson-star mergers
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Caltech（加州理工学院）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Ecole normale supérieure（巴黎高等师范学院）；Université PSL（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
研究等质量玻色星双星的引力波现象，通过数值相对论模拟比较双星波形差异，发现玻色星在晚期 inspiral 和 merger 阶段与黑洞系统有显著差异，且某些情况下激发了子主导的奇次多极辐射。
2026-04-28 gr-qc
The 2.5PN linear momentum flux and associated recoil from inspiralling compact binaries in quasi-circular orbits: Nonspinning case
螺旋压缩双星的各向异性引力波（GW）发射导致线性动量的损失，从而导致系统的引力反冲。本文在2.5后牛顿（PN）阶下研究了源（准圆轨道上的非自旋黑洞双星系统）远区的线动量损失率，并给出了该双星系统在螺旋相中积累的2.5PN精确反冲速度的调和坐标解析表达式。我们发现，对于对称质量比为ν~0.2的双星，反冲速度在螺旋相结束时（即最内层稳定圆轨道（ISCO））最大，约为~4.58 km/s。超越inspiral，我们还提供了一个更重要的贡献，从暴跌阶段的反冲速度的估计。同样，在坍缩结束时的反冲速度，包括螺旋和坍缩阶段的贡献，对于ν~0.2的双星是最大的，大约为~180 km/s。
2013-04-16 gr-qc
Post-Newtonian-accurate pulsar timing array signals induced by inspiralling eccentric binaries: accuracy, computational cost, and single-pulsar search
本文比较了计算偏心超大质量黑洞双星引发的PTA信号的多种方法，发现近似解析表达式在保证精度的同时速度提升约50倍，并引入基于样条的方法加速窄带数据集评估，已集成至GWecc.jl和ENTERPRISE包，并在NANOGrav数据中验证了单脉冲星搜索效率。
2023-06-27 astro-ph.IM gr-qc
Leading order finite size effects with spins for inspiralling compact binaries
利用引力自旋天体的有效场论，首次导出了一般致密双星中自旋的首阶有限尺寸效应，即自旋相互作用中的三次和四次有限尺寸效应.对于快速旋转的致密物体，这些修正分别在后牛顿的第三个半和第四个阶进入。因此，我们完成了第一阶有限尺寸效应与自旋到第四后牛顿精度。我们达到这一点，通过增加点粒子有效作用与新的高维非最小耦合世界线运营商，涉及高阶导数的引力场，并引入新的威尔逊系数，对应于常数，描述八极和十六极变形的对象由于自旋。这些威尔逊系数在黑洞的情况下固定为1。非最小耦合世界线算子进入行动与电气和磁分量的Weyl张量的偶数和奇数奇偶校验，耦合到偶数和奇数世界线自旋张量，分别。此外，非相对论性的引力场分解，我们采用，演示了一个耦合的层次的重磁矢量和牛顿标量，奇数和偶数的自旋算子，分别，这扩展了最小耦合。这一观察结果对于费曼图的构造是有用的，并且提供了自旋相互作用中的主导阶自旋轨道和立方之间以及自旋相互作用中的主导阶二次和四次之间的启发性类比。
2015-06-30 gr-qc hep-th
Gravitational-Radiation Damping of Compact Binary Systems to Second Post-Newtonian order
通过超越四极近似的二阶后牛顿（2PN）$O[(Gm/rc^2)^2]$，导出了任意质量致密天体的引力波能量损失率。该结果是由两个独立的计算（源）多极矩。的2PN条款，特别是有限的质量贡献（这是不能得到的黑洞时空的微扰计算），示出了一个显着的贡献的累积相位的理论模板中使用的匹配滤波的数据从未来的引力波探测器。
1995-01-23 gr-qc
Second post-Newtonian gravitational radiation reaction for two-body systems: Nonspinning bodies
从最近得到的旋进致密双星的能量和角动量通量的2 PN精确形式出发，利用Iyer和Will提出的精细平衡方法，推导出了四极近似以外的2 PN量级的引力辐射反应--运动方程中的4.5PN项.我们批判性地探讨其建设的特点，并说明他们的对比，其他可能的变种。运动方程对一般双星轨道和一类坐标规范都是有效的。讨论了圆轨道和径向入轨的极限情况。
1997-03-26 gr-qc
Accurate numerical simulations of inspiralling binary neutron stars and their comparison with effective-one-body analytical models
中子星双星系统是最有希望的引力波源之一。为了能够提取重要的信息，特别是关于核密度下的物质状态方程，有必要掌握预期波形的准确分析模型。根据我们最近的工作，我们在这里更详细地分析了两个广义相对论模拟跨越约20个引力波周期的螺旋等质量的双中子星具有不同的紧凑性，并比较它们与潮汐扩展的有效单体（EOB）的分析模型。后一个潮汐扩展EOB模型在分析上完整到1.5后牛顿水平，并且包含一个代表潮汐效应高阶放大的分析未确定参数。我们发现，通过校准这个单一的参数，EOB模型可以重现，数值误差内，两个数值波形基本上合并。相比之下，分析模型（无论是EOB，或泰勒-T4），不包括这样一个高阶放大的潮汐效应，建立一个退相相对于几个弧度的数值波形。
2011-10-12 gr-qc
Third post-Newtonian accurate generalized quasi-Keplerian parametrization for compact binaries in eccentric orbits
我们提出了开普勒型参数化的解决方案的第三后牛顿（3PN）精确的运动方程的两个非自旋紧凑的物体在偏心轨道上移动。的参数化的轨道元素明确给出的3PN精确的守恒轨道能量和角动量在Arnowitt，Deser，和Misner型和谐波坐标。我们的代表将需要构建后牛顿准确的“准备使用”的搜索模板，从紧凑的二进制在吸气偏心轨道的引力波的检测。由于存在某些3PN精确的规范不变轨道根数，参数化应该是有用的，以分析相容性的广义相对论数值模拟，涉及紧凑的双星与相应的后牛顿描述。如果需要的话，本参数化也将需要计算后牛顿修正目前采用的相对论双星射电观测的“计时公式”。
2004-07-13 gr-qc
Gravitational-wave phasing for low-eccentricity inspiralling compact binaries to 3PN order
虽然引力辐射会导致螺旋形的致密双星形成圆形，但各种天体物理学场景表明，当它们进入地面和空间引力波探测器的低频带时，双星可能具有小但不可忽略的轨道偏心率。如果不加以考虑，即使是很小的轨道偏心率也会在螺旋双星的质量参数中引起潜在的重大系统误差。引力波搜索模板通常依赖于准圆近似，其提供了3.5后牛顿（PN）阶的引力波相位的相对简单的表达式。准开普勒形式主义提供了一个优雅的，但复杂的描述后牛顿修正的轨道和波形的任何偏心率的吸气双星。在这里，我们专门的准开普勒形式主义的二进制低偏心率。在这个极限下，引力波相位的非周期性贡献可以明确地表示为频率或时间的简单函数，除了众所周知的圆双星公式外，几乎没有额外的复杂性。这些偏心相位校正计算到3PN阶和领先的标准PN近似的偏心率。对于各种各样的系统，这些偏心率校正会对扫过探测器频带的引力波周期数产生显著的校正。这是评估使用几种措施，包括修改的有用的周期。我们还评估了进入定相的周期项的作用，并讨论了它们如何可以被纳入到一些PN近似。虽然偏心扩展的PN近似是我们的主要目标，这项工作收集了各种结果，可能是其他人的兴趣建模偏心相对论性双星。
2016-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Constraining black-hole horizon effects by LIGO-Virgo detections of inspiralling binary black holes
广义相对论预言，由于能量动量流流过黑洞视界，螺旋运动的黑洞质量和自旋会增长。这个视界通量的首阶项对二元黑洞的螺旋运动引入了2.5和3.5的后牛顿修正。这些修正可以通过引力波探测器测量。由于对广义相对论的适当改进仍然是一个谜，所以有可能真正的修正引力理论对测试质量的测地线引入了可以忽略的直接修正，而近视界修正是可以观察到的。我们引入一个参数化来描述任意质量和自旋增长的吸气黑洞。通过比较引力波信号和具有参数化视界通量校正的波形模型，可以限制对广义相对论的偏离。我们模拟了一组引力波信号的天体物理分布与地平线通量的修改。然后，我们进行贝叶斯分析，以获得预期的约束条件，从模拟响应的高级LIGO-Virgo探测器网络的模拟信号。我们表明，可以通过堆叠多个检测来改善约束。修正视界通量的约束条件可以用来检验一类特殊的修正引力理论，这些理论预测在黑洞视界附近的主要修正优于对广义相对论的其他类型的修正。为了在90%的置信水平下支持霍金面积定理，需要超过10000个LIGO-Virgo探测。在LIGO和未来的地面引力波探测器--爱因斯坦望远镜的寿命期内，如果修正的引力理论之一是正确的，并且该理论预测了一个强的修正，那么修正的引力理论的近视界修正是可能被探测到的。
2018-09-21 gr-qc
Nonlinear-in-spin effects in effective-one-body waveform models of spin-aligned, inspiralling, neutron star binaries
旋转的中子星由于自身的旋转而获得四极矩。这种自旋平方自旋效应依赖于状态方程，影响着中子星双星的轨道运动和内旋速率。我们将依赖于EOS的自旋（或双极四极）项自旋对齐的有效单体（EOB）波形模型TEOBResumS在下一个到下一个到领先（NNLO）的顺序，连同其他（双线性，立方和四次）非线性自旋效应（在领先的顺序，LO）。TEOBResumS的哈密顿量的结构是这样的，它已经纳入，在二进制黑洞的情况下，最近计算的四分之一自旋LO项。利用$ω=2πf$的函数$Q_ω=ω^2/\dotω$（其中$f$是引力波频率）提供的定相规范不变特性，我们研究了自旋效应对状态方程的依赖性，结果表明：（i）次领先阶（NLO）和非领先阶（NNLO）的自旋四极子修正产生的相位加速效应比相应的LO贡献大;（ii）对NLO（3 PN）依赖于EOS的自旋效应的标准TaylorF 2后牛顿（PN）处理使得它们的作用强于相应的EOB描述;（iii）在标准3 PN泰勒F2后牛顿定相描述中增加了LO处的自旋尾效应，使人们能够调和自TaylorF 2 PN定相的自旋部分与相应的TEOBResumS 1一起达到无量纲频率$Mω\simeq 0.04-0.06$。通过使用后绝热近似生成螺旋动力学，结合在TEOBResumS的新实现中，发现从10 Hz获得典型波形（包括直到$\ell=8$的所有多极）所需的计算时间为0.4秒的量级。
2018-12-19 gr-qc
Post-Newtonian Theory and Dimensional Regularization
鼓舞人心的紧凑型双星非常适合应用高阶后牛顿（PN）引力波生成形式主义。为了被LIGO和VIRGO探测器观测到，这些非常相对论性的系统（在最后一次旋转中的轨道速度为0.5 c）需要广义相对论理论预测的高精度模板。最近计算的运动和引力辐射的紧凑的双星在3PN近似使用阿达玛自场正则化留下了一些未确定的无量纲系数称为模糊参数。在这篇文章中，我们回顾的应用维自场正则化，在爱因斯坦的经典广义相对论制定的D时空维度，终于成功地解决了这个问题，唯一固定的所有模糊参数的值。
2006-07-04 gr-qc
Hybrid method for understanding black-hole mergers: Inspiralling case
我们适应的方法匹配后牛顿和黑洞微扰理论的类时表面（这被证明是有用的理解迎面黑洞二进制碰撞）处理等质量，吸气黑洞二进制。我们首先引入辐射反应势到这种方法中，我们表明，它导致一组自洽的方程，描述的波形和类时匹配表面的同时演变。这使我们能够产生一个完整的inspiral-merge-ringdown波形的l=2，m=2，-2模式的引力波形的等质量黑洞-二进制inspiral。这些模式与数值相对论模拟的模式在相位上匹配得很好，但在振幅上不太匹配。作为该方法的第二个应用，我们研究了自旋在轨道平面上反向排列的黑洞的合并（“超级反冲”配置）。在超级反冲的衰荡过程中，质量和电流四极辐射的相位被锁定在一起，因为它们以相同的准正规模式频率演化。我们认为，这种锁定在合并过程中开始，我们表明，如果黑洞的自旋通过我们的模型的扰动黑洞时空中的测地岁差演变，然后在合并过程中的轨道频率旋进。反过来，这会导致辐射的正确行为，并产生类似于数值模拟中观察到的反冲。
2012-02-21 gr-qc
Post-Newtonian theory and the two-body problem
可靠的预测广义相对论理论提取使用近似方法。其中，强有力的后牛顿近似为我们提供了对紧凑物体系统的运动和引力辐射问题的最佳见解。这种近似已经达到了一个令人印象深刻的成熟状态，因为它的理论基础的重要进展，并成功地建设的模板引力波发射的螺旋紧凑的双星。后牛顿理论的预言通常被用于搜索和分析当前几代探测器中非常微弱的引力波信号。本文综述了后牛顿近似的一般形式，并给出了紧致双螺旋模板的最新结果。
2010-03-11 gr-qc
