Detectability of Inflationary Gravitational Waves with Microwave Background Polarization
暴胀预言了密度(标量度规)扰动和引力波(张量度规扰动)的原始谱的振幅和谱指数之间的特定关系。随机重力波背景的检测对于识别这种明确的特征至关重要。极化的宇宙微波背景可以隔离这些张量模式在一个模型无关的方式,从而规避宇宙方差的限制,检测一个小的张量信号,只有一个温度图。在这里,我们评估的温度和偏振图的引力波背景的可探测性。对于比$10-20 μK \sqrt{sec}$更好的探测器灵敏度,对张量信号的灵敏度总是由偏振图支配。在探测器灵敏度为$1 μK \sqrt{sec}$量级的情况下,偏振可以将温度图对张量模式的灵敏度提高两到三个数量级。即使是少量的再电离也大大增强了张量模式的可探测性。我们还认为,普朗克测量仪张量模式的灵敏度显着提高偏振,即使考虑到由此产生的退化的强度测定在高频通道。
1997-05-28 astro-ph
Detectability of Gravitational Radiation from Prompt and Delayed Star Collapse to a Black Hole
我们考虑在两个大质量恒星坍缩成黑洞的模型中引力波的发射:瞬发坍缩和延迟坍缩,在瞬发坍缩中,几乎所有的恒星都在动态时间尺度上坍缩成黑洞,在延迟坍缩中,轻的黑洞或中子星随后吸积物质,由于回退而形成,在中子星的情况下,形成黑洞的临界质量。最近的模拟结果强烈支持最后一种情况。我们表明,由于回落的缓慢性,在延迟坍缩的主要爆发的引力辐射发射取决于参数,质量和角动量,初始,轻,黑洞。我们估计,在不同的假设下,发射的引力波的可探测性表明,这种崩溃是不是特别适合于检测即将到来的干涉探测器。在大于~4-5 kHz的频率下具有高灵敏度的探测器将非常适合于这种源。我们还计算了单个黑洞的最终质量分布函数。
2001-01-31 astro-ph
Detectability of gravitational wave bursts from a class of neutron star starquake GRB models
一大类伽马射线暴(GRB)模型(直到最近才被广泛采用)涉及中子星地震中的能量释放。尽管BATSE实验所建立的GRB天空的极端各向同性现在已经将人们的兴趣转移到宇宙学模型上,但以前的星震场景仍然很有吸引力,可能会自然地产生携带大部分释放能量的引力波爆发。我们讨论了未来的干涉仪和球形天线检测这些高频爆发的前景,强调最新的结果的分布和性质的伽玛射线暴源。我们发现,即使整体情况是正确的,GRB相关的引力波爆发的积极检测是不太可能的,因此这些事件将不会是探测器的主要目标。
1995-07-19 astro-ph
On the Detectability of Very Massive Compact Objects with Gravitational Microlensing
如果我们银河系的暗晕是由质量相当于太阳质量M = 10^6的致密天体组成的,那么通过普通的微透镜搜索来探测它们将需要很长的时间,因为这种透镜事件的特征时间尺度t_0大约是200年。幸运的是,许多微弱恒星的非常高的放大率事件,通常远低于检测阈值,具有短持续时间的峰值,其特征时间尺度仅为t_0 / A_{max},其中A_{max} 1是峰值放大因子。这两个几乎同样明亮的图像相隔约2“(M/10^6太阳质量)^{1/2},它们围绕透镜快速旋转,相对自行增强了2倍A_{max}。同样的事件将提供一个机会来研究光谱恒星,这些恒星通常太暗而无法到达。
1995-05-04 astro-ph
Resonant Gravitational Wave Amplification - Axion and Inflaton
我们证明了随机引力波背景的参数放大过程中的暴胀再加热和轴子/模量振荡。这种放大增强了弦/暴胀重力波信号的可探测性,在光谱上留下了指纹,可能会被未来的引力波探测器发现。
1997-10-02 astro-ph gr-qc hep-ph
An Overview of Gravitational-Wave Sources
我们回顾了目前最好的估计强度和可探测性的引力波从各种来源,地面和空间为基础的探测器,我们描述的信息所携带的波。
2002-04-30 astro-ph gr-qc
A limit on the detectability of the energy scale of inflation
我们证明,如果暴胀的能量标度大于3.2 × 10^15 GeV,则可以利用宇宙微波背景的偏振来探测暴胀产生的重力波。这些重力波产生的偏振模式具有旋度,而(在微扰理论中为一阶)密度微扰则没有旋度。极限“噪音”来自密度扰动产生的旋度二阶,或者更确切地说是来自其减法的残余。我们计算最佳的天空覆盖范围和探测器的灵敏度和观测时间的函数的可探测性限制。
2002-02-15 astro-ph hep-ph
Detectability of Gravitational Lensing Effect on the Two-point Correlation Function of Hotspots in the CMB maps
本文定量研究了弱透镜效应对宇宙微波背景(CMB)图中局部极大值(热点)两点关联函数$\xipk(θ)$的影响。透镜效应取决于从现在到红移$z_{\rm rec}\approx1100$之间的质量涨落。如果采用高斯假设的原始温度波动场,峰值统计可以提供一个额外的信息的内在分布的热点,这些对有一些特征的分离角。然后,弱透镜作用从固有分布重新分布所观察到的CMB图中的热点,并因此将非高斯签名压印到$\xipk(θ)$上。特别是,由于本征$\xipk(θ)$在平坦宇宙的$θ\approx 70'$角标度附近具有明显的凹陷特征,弱透镜效应在该标度处诱导了大的平滑。我们表明,透镜签名,因此具有优势,有效地探测质量波动与大波长模式周围$λ\approx 50 h^{-1}{\rm Mpc}$。为了揭示可探测性,我们进行了数值实验的规格{ \em MAP}和{ \em普朗克勘测者},包括光束平滑和探测器噪声的仪器效应。然后发现,我们的方法可以成功地提供约束的振幅的质量波动和宇宙学参数在一个平坦的宇宙中,宇宙学常数和没有,只要我们使用的地图与65%的天空覆盖率预期从普朗克。
2000-08-24 astro-ph
Limits on the detectability of the CMB B-mode polarization imposed by foregrounds
我们调查的实际约束所施加的前景,以探测的B-模式偏振产生的引力波的情况下,目前正在计划的类型的实验。因为B模式信号可能在所有频率上都受前景的支配,所以宇宙分量的检测在很大程度上取决于我们去除前景的能力。我们提供了一个解析表达式来估计银河系前景的剩余偏振水平,根据他们的减法所采用的方法。我们解释这一结果的张量标量比r的下限,允许解开宇宙学的B-模式偏振前景的贡献。还考虑了河外射电源和引力透镜的偏振辐射。作为第一种方法,我们考虑仪器无噪声实验的理想极限:对于全天空覆盖和度分辨率,我们得到r~10^(-4)的极限。这个值可以通过高分辨率的实验来提高,原则上,引力波偏振的可探测性没有明确的基本限制,我们的分析也适用于计划或假设的未来偏振实验,考虑到预期的噪声水平。
2005-04-19 astro-ph
Phase Transitions in Neutron Stars and Gravitational Wave Emission
本文综述了在中子星的核中,强子物质到退禁闭夸克胶子物质的相变激发的振荡所产生的引力波的可探测性。中子星的性质计算使用Boguta和Bodmer的基础模型和MIT袋模型。可用于激发恒星机械振荡的最大能量是通过有和没有夸克胶子物质核的配置之间的能量差来估计的。根据现有激光干涉仪(VIRGO或LIGO I)和下一代激光干涉仪(LIGO II)的计划灵敏度,确定了这些实验所需的最大体积。这些结果被用作中子星作为引力波源的潜在可探测性的指示。我们的结果表明,第一代探测器探测的最大距离远超过M31,而第二代探测器可能会看到相变事件的距离为两倍长,但肯定还没有达到室女星系团。
2002-08-26 astro-ph hep-ph
Electromagnetic Generators and Detectors of Gravitational Waves
人们对引力波可能的实际应用重新产生了浓厚的兴趣,这是令人鼓舞的。在前人工作的基础上,我认为强变电磁场是产生和探测高频引力波(HFGW)的合适系统。电磁系统的优势在所提出的完整实验室实验中清楚地看到,其中必须确保HFGW的生成过程和检测过程的效率。在电磁系统的家庭,仍然有各种各样的可能的几何配置,经典和量子态的电磁场,检测策略等,根据30年前进行的评估,HFGW实验室信号和其水平的可检测性之间的差距是至少4个数量级。希望今天的新技术可以消除这个差距,使实验室实验可行。实验室的实验肯定是昂贵的,但人们应该记住,一部分费用可能会从诺贝尔奖中报销!电磁系统似乎也适用于探测残余引力波频谱的高频端。虽然目前观测残余引力波随机背景的努力主要集中在相反的频谱末端,即非常低的频率,但对于基础科学来说,探测高频残余引力波或对其设定合理的上限将是非常有价值的。我将简要地讨论遗留引力波的起源,高频信号的预期水平,以及现有的对其可探测性的估计。
2003-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Detectability of the Parallax-induced Deviations in the Astrometric Centroid Shift Trajectories of Gravitational Microlensing Events
如果通过使用高精度干涉仪从源图像质心偏移$\vdelta\vtheta_c$的天体测量获得的透镜自行确定透镜质量,则可以大大减小透镜质量的不确定性。然而,对于透镜参数简并的完全分辨率,需要通过测量质心偏移轨迹$\vDelta \vdelta \vtheta_c$中的视差引起的偏差来确定透镜视差。在本文中,我们调查的$\vdelta\vtheta_c$和$\vDelta\vdelt\vtheta_c$的可探测性,通过确定的分布的最大质心位移和平均最大偏差预期不同类型的银河系微透镜事件所造成的各种质量。从这次研究中我们发现,只要光源足够亮,可以进行天体测量观测,那么对于质量大于0.1 M_(\odot)的大多数事件,无论事件类型如何,$\vdeltavxtheta_c$都可以很容易地从观测中探测到,不仅使用空间干涉测量任务(SIM,检测阈值约为3 μ-as),也可以使用地基干涉仪(阈值约为30 μ-as)。然而,从地面观测中探测$\vDelta\vdelta\vtheta_c$对于几乎所有的银河系核球自透镜事件都是困难的,并且只限于小部分的盘核球和晕-LMC事件,因为这些事件的偏差相对较大。另一方面,从使用SIM的观测来看,对于大多数盘状凸起和晕状LMC事件,甚至对于一些凸起自透镜事件,检测$\vDelta\vdelta\vtheta_c$将是可能的。因此,对于透镜参数简并的完整分辨率…
2000-11-04 astro-ph
Gravitational Wave Radiation from Compact Binary Systems in the Jordan-Brans-Dicke Theory
本文用Jordan-Brans-Dicke理论分析了紧致双星系统的辐射信号。计算了辐射源辐射功率的标量分量和张量分量,研究了标量波形。最后,我们考虑的辐射的标量分量的干涉仪和共振质量探测器的可探测性。
1998-09-29 astro-ph gr-qc hep-th
Potential Sources of Gravitational Wave Emission and Laser Beam Interferometers
综述了中子星、黑洞和双星系统等潜在引力波源的性质,以及它们对引力波背景的不同贡献(随机和连续)。还考虑了将于2002年前后全面投入使用的当代激光束干涉仪对这些辐射源的探测能力。
2000-12-06 astro-ph
The Universe as a Diffusive Medium -- Constraining or Detecting the Gravitational Wave Background
我们计算了由于引力波背景对远源的“视”效应。我们推导出的应变和能量密度的引力波的基础上,这种影响与目前的望远镜分辨率的探测极限。我们还比较了我们的检测限从现有的方法。
1996-05-14 astro-ph
On the detectability of non-trivial topologies
我们探讨的主要物理过程,可能会影响拓扑信号的宇宙微波背景(CMB)的一系列环形宇宙。我们特别考虑再电离,综合萨克斯-沃尔夫(ISW)效应,因果视界的大小,拓扑缺陷和原始引力波。我们使用三个估计:信息含量,S/N统计量和贝叶斯证据。虽然再电离几乎没有影响的估计,我们表明,考虑到ISW强烈降低我们的能力,检测到的拓扑信号。我们还研究了在目前数据允许的2 σ范围内改变相关宇宙学参数的影响。我们发现,只有Omega_Lambda,这影响了ISW和因果范围的大小,显着改变检测所有三个估计在这里考虑。
2007-04-23 astro-ph
Massive gravitational waves from f(R) theories of gravity: Potential detection with LISA
这封信是以前从f(R)引力理论得到的关于引力波(GW)的结果的推广。在以前的一些论文中,特定的f(R)理论在文献中首次被线性化。现在,这个过程被进一步推广,表明每一个f(R)理论都可以线性化,产生第三个质量模式的引力辐射。在这个框架中,以前的结果是在这封信中讨论的更一般的问题的特殊情况。本文还讨论了用激光干涉仪探测大质量巨波导的可能性,并给出了相应的纵向响应函数。
2008-12-11 astro-ph