Testing General Relativity with the ACES Mission
新一代原子钟将达到$10^{-18}$频率的前所未有的不确定度。为了准备空间任务，如ACES，我们计算所有的相对论频率偏移检测在此任务期间的情况下，国际空间站上的时钟。
2006-10-16 astro-ph
Testing General Relativity with Pulsar Timing
各种不同类型的脉冲星--孤立的天体、具有短周期和长周期轨道的双星、白矮星和中子星伴星--为检验广义相对论的预言和其他引力理论的可行性提供了手段。本文首先介绍了强场引力实验的概况，然后讨论了强场引力实验和等效原理违背检验的现状和前景。
2003-07-30 astro-ph
Testing General Relativity with High-Resolution Imaging of Sgr A*
在不久的将来，可能在红外和亚毫米波长上对银河系中心的黑洞Sgr A* 进行亚毫弧秒天体测量和成像。这个分辨率足以观察银河系中心的超大质量黑洞在背景辐射下的轮廓。然而，更令人兴奋的是在吸积流中观察“热点”的前景。在这里，我们讨论如何测量可能被用来测试不仅是广义相对论的一致性，而且特别是克尔度量的有效性。
2006-07-12 astro-ph
Testing a new analytic model for gravitational lensing probabilities
我们研究引力透镜与多透镜平面的方法，提出了一个简单的分析模型的概率分布函数（PDF）的暗物质收敛，kappa，在一个给定的宇宙学的红移和平滑角，θ的函数的不同的透镜平面。该模型仅由kappa的方差固定，而kappa的方差又由功率谱的幅度sigma_8固定。我们测试PDF对高分辨率树粒子网格模拟，并发现它是远远优于高斯或对数正态分布，特别是对于小值的θ << 1 arcmin和在大值的kappa相关的强透镜。利用这个模型，我们预测了单平面或多平面强透镜的概率。我们发现，θ ~ 10角秒，一个单一的平面占几乎所有（~ 98%）的强透镜源红移单位的情况下。然而，对于一个更典型的源红移为4，大约12%的强透镜情况将导致沿视线的第二团物质的贡献，在确定团簇的表面密度时引入系统误差，通常高估约2- 5%。我们还发现，物质的不均匀性引入了分散的角直径距离的值约其宇宙学平均值。对于z ~ 6和θ ~ 10角秒，相对于平均值的或然误差随着红移的增加而增加，大约为8%。
2006-03-05 astro-ph
Strong lensing probability for testing TeVeS theory
我们计算了TeVeS（张量-矢量-标量）宇宙学中强透镜几率随像分离$Δθ$的变化，TeVeS是MOND（修正牛顿动力学）的相对论版本.透镜，通常是一个椭圆星系，是由赫恩奎斯特轮廓模型。我们假设一个具有$Ω_b=1-Ω_Λ=0.04$和最简单插值函数$μ(x)={\rm min}(1,x)$的平坦宇宙学。为了比较，我们重新计算了透镜的概率奇异等温球（SIS）星系晕LCDM与Schechter拟合速度函数。基于第二亮图像的放大率而不是两个较亮图像的总和来计算放大偏差。我们的计算表明，Hernquist模型预测不足，但可以接受的概率在平坦的TeVeS宇宙学相比，定义良好的组合样本的宇宙透镜全天巡天（CLASS）和Jodrell银行/甚大阵天体测量巡天（JVAS）的结果;在同一时间，它预测更高的概率比SIS模型在LCDM在小的图像分离。
2006-10-09 astro-ph
Gravitational Lensing in the metric theory proposed by Sobouti
最近，Y. Sobelian（2007）提供了一个度规理论f（R），可以解释在螺旋星系中观察到的某些动力学异常。Mendoza & Rosas-Guevara（2007）已经证明，与标准的广义相对论相比，在这个理论中有一个额外的弯曲。在目前的工作中，我们已经开发了更具体的细节，这种额外的透镜效应，我们已经作出了评估的α参数中使用的模型调整的理论，在X射线观测的13个星系团的引力透镜（Hoekstra（2007））。
2008-11-12 astro-ph
Testing general relativity with the multipole spectra of the SDSS luminous red galaxies
作为宇宙学尺度上广义相对论的检验，我们利用Sloan数字巡天（SDSS）中亮红星系的红移-空间畸变测量了密度扰动增长率的γ参数。假设宇宙学常数模型与WMAP实验结果相匹配，在1-sigma置信水平下，我们发现γ=0.62+1.8（σ_8-0.8）\pm 0.11，这与广义相对论的预测一致，γ \simeq 0.55 \sim 0.56。要与宇宙学DGP模型的预言γ \simeq 0.68相一致，需要相当高的σ_8值（\geq 0.87）。
2008-09-05 astro-ph
OJ 287: New Testing Ground for General Relativity and Beyond
本文讨论了超大质量短周期黑洞双星OJ 287作为广义相对论和交变引力理论的一个新的精密试验场。就像双星系统一样，相对论引力效应比太阳系中的大得多。例如，观测到的轨道进动是每周期40度。引力辐射的能量损失与典型的耀变体电磁辐射相当，比双星脉冲星大10个数量级，在光变曲线中已经明显地看到了明显的轨道收缩。这已经在宇宙学距离上的物体上测试了爱因斯坦引力的百分之几。交替重力理论的约束，以及可能的检测长期影响的暗物质和暗能量对这个系统进行了说明。
2008-03-14 astro-ph
Gravitational lensing time delays as a tool for testing Lorentz Invariance Violation
尽管事实上量子引力理论仍然是难以捉摸的，但人们普遍期望它将带来短距离时空泡沫的图像，导致洛伦兹不变性破坏（LIV），例如通过标准相对论色散关系的能量相关修改来表现。研究的一个方向，追求密集的是测量能量依赖的时间到达延迟的光子发射的天体物理源位于宇宙学距离。然而，由于我们忽视了不同能量通道中的固有延迟（在源帧处），或者如最近所示，背景宇宙学的正确模型，这一点得到了缓和。本文提出了一种基于引力透镜的新方法。监测在不同能量通道（例如，光学-低能量和TeV光子）中执行的图像之间的时间延迟可能会揭示由于LIV理论中典型的扭曲色散关系而导致的额外延迟-这是一种不受其他设置中固有的系统学影响的测试。
2008-09-11 astro-ph
Testing Bekenstein's Relativistic MOND gravity with Lensing Data
我们建议使用多重成像引力透镜来限制没有暗物质的引力理论，特别是TeVeS（Bekenstein 2004），一个与基本相对论原理和修正牛顿动力学（MOND）理论的现象学相一致的理论。在建立了透镜和宇宙学的框架之后，我们解析地导出了点透镜的偏转角和Hernquist星系的轮廓，并在CASTLES样本中拟合了星系类星体透镜。我们用三种方法做到这一点，拟合观测到的爱因斯坦环大小，图像位置或通量比。在所有情况下，我们始终发现，在MOND/TeVeS星系中的恒星提供足够的透镜。Bekenstein的玩具$μ$功能提供比标准MOND $μ$功能更有效的透镜。但是对于少数透镜[如表2，3所示，图16]，一个好的拟合将需要透镜质量比由光度导出的恒星质量大/小几个数量级，除非万有引力的修正函数$μ$和修正尺度$a_0$被允许与螺旋星系旋转曲线通常所暗示的有很大的不同。我们讨论了现有数据的局限性，并总结了MOND $μ$函数的约束条件。我们还表明，最简单的TeVeS的“最小物质”宇宙学，一个重子宇宙的宇宙学常数，可以适合的距离红移关系从超新星的数据，但低估的声音视界的大小在最后的散射。我们的结论是，透镜是一个有前途的方法来区分引力定律（见astro-ph/0512425）。
2005-12-16 astro-ph
Testing Cosmological Models by Gravitational Lensing: I. Method and First Applications
引力透镜直接测量沿着视线到非常远的物体的质量密度波动。关于偏差，即星系密度与质量密度的比值，不需要做任何假设。因此，透镜效应是研究宇宙低到中等红移的一个非常有用的工具。本文详细描述了一种新的方法来追踪从零红移到高红移的三维质量分布的光线。作为一个例子，这个方法在这里被应用到一个标准的冷暗物质宇宙。我们得到了各种各样的结果，其中一些是统计性质的，另一些则来自对个人“视线”的相当详细的案例研究。前者包括多重成像类星体的频率，多重类星体的分离分布，透镜的红移分布：所有这些都是类星体红移的函数。我们发现从非常弱的透镜效应到高度放大的高红移物体的多个图像的影响，对于扩展的背景源（即星系），范围从轻微变形的形状通过切向对齐的弧到巨大的发光弧。不同的宇宙学模型在对质量（引力势）分布的预测上存在差异，随着红移的增加而增加。我们的最终目标是将这种方法应用于一些宇宙演化模型，并消除一些模型的引力透镜的性质与观察到的不一致。
1996-10-14 astro-ph
The Shear TEsting Programme 2: Factors affecting high precision weak lensing analyses
剪切测试计划（STEP）是一个合作项目，旨在提高弱透镜测量的准确性和可靠性，为下一代宽场测量做准备。我们回顾16个当前和新兴的剪切测量方法在一个共同的语言，并通过运行它们（盲目）包含一个已知的剪切信号的模拟图像评估其性能。我们确定最成功地恢复输入参数的算法的共同特点。我们实现了以前未达到的歧视精度在我们的分析中，通过更广泛的模拟相结合，并对星系的图像，已相对于彼此旋转，从而消除噪声从其固有的椭圆。我们的模拟方法的鲁棒性也证实了测试的相对校准的方法对真实数据。自第一篇STEP论文以来，弱透镜测量得到了改进。现在有几种方法始终达到优于2%的精度，并且仍在开发中。然而，模拟现在可以区分所有方法的完美性能。我们的主要关注点仍然是乘法剪切校准偏差的可能性：尤其是因为这不能用真实数据进行内部校准。我们确定哪些星系人口负责，并通过调整模拟观测条件，我们还调查仪器和大气参数的影响。我们已经分离出了几个以前未被认识到的星系形状测量方面，其中重点发展可以为未来的调查提供进一步的进展，达到所需的精度。[删节]
2006-09-13 astro-ph
The Shear TEsting Programme 1: Weak lensing analysis of simulated ground-based observations
剪切测试计划STEP是一个合作项目，旨在提高所有弱透镜测量的准确性和可靠性，为下一代宽场测量做准备。在这第一步文件中，我们提出了模拟地面观测相对简单的星系形态盲分析的结果。最成功的方法是实现百分比级精度。从已被用来约束宇宙学的宇宙剪切管道，我们发现弱透镜剪切测量的准确性是在目前的弱透镜分析的统计误差，剪切测量精度优于7%。测量误差的主要来源是由校准的不确定性所产生的测量剪切是由一个常数乘法因子超过或低估。这是令人担忧的，因为校准误差无法通过标准诊断测试检测到。测量的校准误差似乎是由于恒星污染，错误的对象检测，剪切测量方法本身，选择偏差和/或使用偏置权重。由残余点扩散函数各向异性引起的附加系统学（剪切的错误检测）在大多数情况下被减少到低于0.001的等效剪切，低于当前调查所探测的尺度上的宇宙剪切畸变的一个数量级。我们的研究结果提供了一个快照的准确性，目前的地基弱透镜方法和基准，我们可以提高。为此，我们提供了测试的每种方法的描述，并包括常用的凯泽，斯奎尔斯和布罗德赫斯特（1995年）的方法（KSB+），以帮助改善未来的KSB+分析的八个不同的实现的细节。
2006-02-10 astro-ph
Weak Lensing, Shear and the Cosmic Virial Theorem in a Model with a Scale-Dependent Gravitational Coupling
有人认为，在模型中的引力耦合是尺度相关的，预测弱引力透镜和剪切基本上是类似的来自广义相对论。这与最近对MS 1224、CL 2218和A1689系统的观测结果是一致的，这些系统的目的是从这些方法中推断出暗物质的存在。然而，它表明，当基于宇宙维里定理的分析是相当不同的情况。
1997-04-11 astro-ph
Probing the galactic center by gravitational lensing
银河系中心的性质可以通过透镜实验来探测，这些实验能够测试它附近和之外恒星的空间和速度分布，有几种假设是可能的（例如大质量中微子凝聚，玻色子星），这些假设避免了超大质量黑洞模型的缺点。
2000-06-30 astro-ph
Einstein-Rosen Bridges and the Characteristic Properties of Gravitational Lensing by Them
它表明，爱因斯坦-罗森桥（虫洞）拓扑连接在宇宙中的不同位置的假设对象可以是静态的爱因斯坦方程的解决方案。相应的桥梁方程简化为便于分析和数值求解的形式。形成桥的物质必须具有足够硬和各向异性的状态方程。我们的结果与以前已知的解析解的桥梁，这是一个特殊的情况下，在广义相对论的框架内的一般解决方案进行了比较。研究了光子在引力透镜桥（引力透镜）作用下的偏转。
2004-07-13 astro-ph
Dynamics of Fermat potentials in non-perturbative gravitational lensing
我们提出了一个框架，基于零面制定的广义相对论，讨论费马势的动力学引力透镜在一个通用的情况下，没有任何形式的近似。此外，我们推导了两个透镜方程：一个是厚的紧凑透镜的情况下，另一个是由引力波透镜。这些方程在原则上推广了天体物理学的透镜方案，通过删除薄透镜近似，同时保留弱场。
2002-05-03 astro-ph gr-qc
Formalism for testing theories of gravity using lensing by compact objects. II: Probing Post-Post-Newtonian metrics
我们在引力理论中研究紧凑物体的引力透镜，该引力理论可以写成后后牛顿（PPN）框架：即，度规是静态的，球对称的，可以用泰勒级数m/r表示，其中m是致密物体的引力半径。工作不变，我们计算校正标准弱偏转透镜观测量在第一和第二阶的角引力半径的角爱因斯坦环半径的透镜的比率。我们表明，一阶修正的总放大率和质心位置消失的重力理论，可以写在PPN框架。这源于PPN引力模型中透镜观测量之间的一些令人惊讶的基本关系。我们推导出这些关系的图像的位置，放大倍率和时间延迟。一个深刻的后果是，任何对普适关系的违背都表明需要在PPN框架之外建立一个引力模型（只要一些基本假设成立）。实际上，这些关系将指导观测计划来检验广义相对论、修正的引力理论，甚至可能是宇宙审查猜想。我们使用新的关系，以确定可访问的当前或不久的将来的技术透镜观测，并找到最有用的探测时空度量的观测组合。我们给出明确的应用银河系黑洞，微透镜，和脉冲双星J 0737 -3039。
2006-01-13 astro-ph gr-qc
Magnification relations for Kerr lensing and testing Cosmic Censorship
具有质量参数m和角动量参数a的Kerr黑洞作为引力透镜，在弱场极限下产生两个像。我们研究了相应的放大率关系，即符号和绝对放大率和质心到后牛顿阶。我们表明，有后牛顿修正的总绝对放大率和质心成比例的a/m，这是在相反的球对称的情况下，这种修正消失。因此，我们还提出了一套新的透镜观测量的两个图像涉及这些修正，这应该允许测量a/m的引力透镜。事实上，观测银河系黑洞所需的分辨率能力原则上应该是目前和不久的将来的仪器所能达到的。由于a/m >1表示一个裸奇点，一个最有趣的应用将是对宇宙审查猜想的测试。用于导出图像特性的技术是基于克尔透镜的简并性和后牛顿阶的适当位移的史瓦西透镜。对这种简并现象给出了简单的物理解释。
2007-08-01 astro-ph gr-qc
Lensing by gravitational waves in scalar-tensor gravity: Einstein frame analysis
研究了干涉引力波对光束的放大作用。先前的约当框架的结果表明，标量-张量引力中的放大比广义相对论中的放大大许多数量级，但在爱因斯坦共形框架中并不成立。引力波透镜的讨论与正在进行的和拟议的VLBI观测，旨在检测闪烁效应。
1998-01-17 astro-ph gr-qc
(Sort of) Testing relativity with extreme mass ratio inspirals
"小“（$1 - 100 M_\odot$）致密天体通过大质量（几个$\times 10^5 M_\odot -$几个$\times 10^6 M_\odot$）黑洞的高度相对论轨道的螺旋是LISA引力波天线最令人期待的来源之一。对这些波的测量有望以高精度绘制更大物体的时空，使我们能够详细测试黑洞候选者由广义相对论的克尔度规描述的假设。在本文中，我们将简要描述如何使用这些源来执行这样的测试。这些建议的测量通常被描述为“测试相对性”。这种描述充其量是有点油嘴滑舌的：因为--至少到目前为止--所有与这些测量有关的工作都假设广义相对论是进行这些测试的理论框架，所以这些测量不能说是从根本上“测试相对论”。更准确地说，他们测试了{广义相对论中大质量致密体的\it性质}。这样一个测试的一个令人惊讶的结果可能指向对广义相对论的偏离，并将提供一个实验动机的方向，以追求超越GR的引力理论的测试。
2006-08-31 astro-ph gr-qc
Testing General Relativity with Satellite Laser Ranging: Recent Developments
本文介绍了用卫星激光测距技术在地球引力场中检验广义相对论的最新进展。特别是，我们集中我们的注意力在一些重电和重磁后牛顿轨道的测试机构在中心质量的外场的运动的影响。
2003-09-22 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Formalism for Testing Theories of Gravity Using Lensing by Compact Objects. I: Static, Spherically Symmetric Case
我们正在开发一个通用的，统一的，严格的分析框架，使用引力透镜的紧凑的对象，以测试不同的引力理论超过弱偏转极限。在本文中，我们提出的形式主义计算校正透镜观测静态，球对称引力理论中的弱偏转极限的校正可以扩展为一个参数，即引力半径的透镜对象的泰勒级数。我们注意推导与坐标无关的表达式并计算直接可观察的量。我们计算一阶和二阶校正的图像的位置，放大率和时间延迟。有趣的是，我们发现，总放大率和质心位置的一阶修正消失在所有的引力理论，同意广义相对论在弱偏转极限，但他们可以保持非零的修改后的理论，不同意GR在弱偏转极限。对于Reissner-Nordstrom度规和杂合弦论中的一个相关度规，我们的形式主义揭示了透镜观测量和裸奇点条件之间的有趣联系，这可能提供一种观测方法来检验这种物体的存在。我们应用我们的形式主义的银河系黑洞和预测的图像位置的校正是在10微弧秒的水平，而校正的时间延迟是百分之几秒。如果发现一颗脉冲星被银河系黑洞透镜化，这些修正在今天就可以测量;而且它们应该很容易通过像MAXIM这样的计划任务检测到。
2005-11-04 astro-ph gr-qc
Reconstruction of Stellar Orbits Close to Sagittarius A*: Possibilities for Testing General Relativity
我们已经重建了位于0.5角秒的Sgr A* 的恒星集合的可能轨道。这些轨道受到观测到的恒星位置和角自行的限制。这样的轨道的建设作为一个基线，从搜索可能的偏差，由于在中央1000 AU的银河系看不见的质量分布。我们还讨论了其中一些恒星最终可能表现出可检测到的相对论效应的可能性，从而可以围绕2.6 x 10^6太阳质量的中心物体进行有趣的广义相对论测试。
2000-05-10 astro-ph gr-qc
Weak Gravitational Lensing of the CMB
弱引力透镜对宇宙微波背景（CMB）有几个重要的影响：它改变了CMB的功率谱，诱导非高斯性，并产生一个B模式偏振信号，这是一个重要的来源混淆的信号从原始的引力波。透镜信号也可以用来帮助约束宇宙学参数和透镜质量分布。我们回顾了这些影响的起源和计算。主题包括：广义相对论中的透镜效应、透镜效应势、透镜效应温度和偏振功率谱、约束暴胀的含义、非高斯结构、透镜效应势的重建、去透镜效应、天空曲率修正、模拟、宇宙学参数估计、星系团质量重建和移动透镜/偶极透镜效应。
2006-03-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational Lenses and Unconventional Gravity Theories
我们研究星系团的引力透镜的背景下的通用类的非常规引力理论的标量-张量型。对于具有任何动力学的正能量标量场，弱引力系统（星系或星系团）对光的弯曲总是小于广义相对论对可见物质和迄今未探测到的物质质量（但不包括标量场能量）的弯曲。在广义相对论中，如果团簇中不可忽略的一部分质量处于相干标量场{ \it，即\/}希格斯场。因此，星系团对光线的偏转比它们所包含的可观测物质的预期要强烈得多的观测主张，不能用没有暗物质的标量张量非常规引力理论来解释。如果观测结果最终表明，通过广义相对论从透镜效应中推断出的物质分布与从测试物体的动力学中确定的物质分布非常相似，那么标量-张量非常规引力将与理解星系团中的质量差异无关。然而，即使是一个动力学确定的质量大大超过广义相对论所建议的透镜质量的单一系统，对于暗物质的图像来说也是非常有问题的，但它将与非传统的标量-张量引力完全一致。
1993-11-25 astro-ph gr-qc
Formalism for testing theories of gravity using lensing by compact objects. III: Braneworld gravity
膜世界引力是一个赋予物理空间额外维度的模型。在II型兰德尔-桑德拉姆膜世界引力模型中，额外维度改变了黑洞周围的时空几何，并改变了对原始黑洞形成和生存的预测。在这个模型中，我们发展了一个全面的远场黑洞透镜的解析形式，用不变量来计算所有的几何光学透镜观测量。然后，我们在半经典极限下对膜世界透镜中的波动光学进行了初步分析。我们表明，波动光学提供了唯一现实的方式来观察膜世界效应的黑洞透镜。我们指出，如果原始膜世界黑洞存在，质量为M，并且贡献了暗物质的一小部分f，那么它们中大约有3e 5 x f（M/1 e-18 Msun）^（-1）位于我们的太阳系内。我们称这些天体为“attolenses”，它们会在能量约为100（M/1 e-18 Msun）^（-1）MeV的伽马射线暴的能谱中产生干涉条纹（GLAST卫星很快就能探测到）。遍布宇宙的原始膜世界黑洞也能产生类似的干涉效应，“衰减”的概率可能是不可忽略的。如果观察到干涉条纹，则条纹间距将产生M的简单上限。探测到M <~ 1 e-19 Msun的原初黑洞将挑战广义相对论，并有利于膜世界模型。关于膜世界引力透镜测试的进一步工作必须进入物理光学领域，这需要对膜世界黑洞周围的完整时空几何进行描述。
2006-05-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing General Relativity with Atom Interferometry
原子干涉测量术空前的精确度将很快导致广义相对论的实验室检验达到与天体物理学观测相媲美或超过的水平。我们提出了这样一个实验，最初将测试等效原理为10^15分之一（比目前的限制好300倍），未来将测试10^17分之一。它还将探测广义相对论效应--如非线性的三引力子耦合、原子动能的引力和光的下落--精确到小数点后几位。此外，与天体物理学观测相反，实验室测试可以通过它们对实验变量的不同函数依赖性来隔离这些影响。
2007-03-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Recent Improvements in Testing General Relativity with Satellite Laser Ranging
在这项工作中，某些方面的检测在地球的弱引力场通过激光测距数据到一些现有的或拟议的大地测量卫星的某些广义相对论效应进行了审查。重点是测试机构的轨道的透镜Thirring阻力，重力磁钟效应和重力电近地点移动。研究了某些系统误差源的影响。介绍了一个实验，其目标是用LAGEOS卫星在10^（-3）级测量地面场的PPN参数β和γ。一个修改后的版本，拟议的LARES任务进行审查。
2002-05-22 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
