Gravitational waveforms from inspiralling compact binaries to second-post-Newtonian order
两个独立的“加”和"交叉”偏振波形与引力波发射的吸气，非自旋，紧凑的双星，准备用于数据分析的信号接收的激光干涉仪引力波探测器，如LIGO和VIRGO。计算是基于最近推导出的引力场的表达式在第二后牛顿近似的广义相对论超越主导（牛顿）四极场。利用这些理论波形进行测量的天体物理参数和测试的相对论引力的性质进行了讨论。
1996-02-13 gr-qc
Can the post-Newtonian gravitational waveform of an inspiraling binary be improved by solving the energy balance equation numerically?
利用匹配滤波从螺旋形致密双星中探测引力波，关键取决于能否获得精确的模板波形。我们确定是否可以通过数值求解后牛顿能量平衡方程来提高模板定相的准确性，而不是（通常情况下）在后牛顿微扰膨胀中解析。通过专门化到小质量比的极限，我们发现证据表明，在精度上没有任何增益。
1999-12-17 gr-qc
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
A Tale of Two Calibrators: Comparing Newtonian and Photon Calibration in Advanced LIGO after the Third Observing Run
The Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Washington（华盛顿大学）；LIGO Hanford Observatory（LIGO汉福德天文台）；LIGO Livingston Observatory（LIGO利文斯顿天文台）；Missouri Institute of Science and Technology（密苏里科技大学）；Kenyon College（肯扬学院）
该研究对比了高级LIGO第三次观测运行后的NCal与PCal两种校准系统，发现二者应变振幅比值相差约1%，强调需维护多个独立校准参考以验证LIGO的校准。
2026-09-09 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Second post-Newtonian waveforms as search templates II
我们提出了进一步的证据，第二后牛顿（PN）近似的引力波所发出的吸入紧凑的双星是足够的检测这些系统。这是通过将2 pN波形与从黑洞微扰理论计算的信号进行比较而建立的。不同的检测器噪声曲线的结果。我们还讨论了这种类型的分析的有效性。
1998-06-19 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Second post-Newtonian waveforms as search templates
我们确定的有效性的第二后牛顿近似的引力波发射过程中的绝热inspiral的一个紧凑的二元系统作为模板的信号搜索与更大规模的干涉检测器。参考信号是通过求解Teukolsky方程获得的，该方程适用于围绕一个大的非旋转黑洞在圆形轨道上运动的小质量。从该信号和这些模板计算的各种类型的二元系统的拟合因子都在90%以上。根据Apostolatos的准则，第二后牛顿波形应该成为可接受的有效搜索模板。
1997-05-13 gr-qc
LISA observations of supermassive black holes: parameter estimation using full post-Newtonian inspiral waveforms
利用完整的后牛顿引力波形研究了超大质量黑洞双星系统在螺旋上升末期的参数估计。我们限制我们的分析，在质量范围$10^8\Ms-10^5\Ms$的旋转可以忽略不计的圆形轨道系统，并比较结果与常用的限制后牛顿近似。这项工作的结论是特别重要的天体物理方面达到未来的激光干涉仪测量。我们的分析清楚地表明，建模的inspiral与完整的后牛顿波形，不仅扩大了范围，以更高的质量系统，但也提高了一般的参数估计。特别地，对于具有高于$5\times10^6\Ms$的总质量的系统，在角分辨率和距离测量方面有显著的改进，以及在质量确定方面有很大的改进。
2007-11-20 gr-qc
Improved resummation of post-Newtonian multipolar waveforms from circularized compact binaries
本文改进和推广了文献[1]中提出的圆紧双星后牛顿多极波形的重建方法。\cite{Damour:2007xr,Damour:2007yf}。该再确认方法的特征之一是通过将复多极波形$h_{\lm}$ { \it乘法}分解为多个子波来代替标准后牛顿方法的通常{ \it加法}分解。（物理激励）因素：（i）“牛顿”波形，（ii）来自“有效源”的相对论修正，（iii）与史瓦西背景上的传播相关的前导阶尾效应，（iv）剩余尾失相，以及（v）剩余相对论振幅校正$f_{\lm}$。我们在这里探索了一种新的方法，通过将$f_{\lm}$替换为它的第$\ell$根：$ρ_{\lm}=f_{\lm}^{1/\ell}$来重新编译$f_{\lm}$。在极端的质量比的情况下，这recrmation过程的结果在一个更好的协议之间的分析和数值波形比使用标准的后牛顿近似。然后，我们表明，我们最好的近似表现在一个强大的和连续的方式，因为我们“变形”他们的对称质量比$ν\equiv m_1 m_2/(m_1+m_2)^2$从0（极端质量比的情况下）到1/4（等质量的情况下）。本论文还完成了我们的知识的第一后牛顿修正多极矩计算准备使用的显式表达式的第一后牛顿贡献的奇宇称（电流）多极。
2009-03-11 gr-qc
Consistency of post-Newtonian waveforms with numerical relativity
广义相对论预言了合并的双黑洞的引力波特征。这种系统的明确的波形预测，所需的观测数据的最佳分析，到目前为止已经实现了使用后牛顿（PN）近似。然而，对于重要的后螺旋部分，这种治疗的质量尚不清楚。我们通过一种互补的方法，直接数值模拟爱因斯坦方程，推导出晚螺旋波形。我们比较波形相位模拟的最后$\sim 14$周期的引力辐射等质量，非自旋黑洞与相应的2.5 PN，3 PN和3.5 PN轨道相位。我们发现定相协议一致的内部误差估计的基础上，任何一种方法，这表明PN波形，这个系统是有效的，直到最后一个轨道之前，最终合并。
2007-10-29 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
A Search For Gravitational Waves from Perturbed Black Hole Ringdowns in LIGO Data
根据广义相对论，受扰的黑洞将通过准正常模式叠加的引力辐射的发射返回到稳定的配置。这样的扰动将发生由于合并的黑洞双星，在他们的螺旋和随后的合并。在晚些时候，我们称之为振铃的波形预计将由单一模式主导。由于波形是已知的，可以使用LIGO数据实施匹配滤波的方法来搜索该信号。LIGO对质量在10到500 M_sun之间的扰动黑洞的主导模式敏感，这是中等质量黑洞的区域，距离高达300 Mpc。我们提出了一个搜索的引力波从黑洞ringdowns使用的数据从第四个LIGO科学运行。我们对数据进行盲分析。我们使用预期波形的蒙特卡罗模拟，以及来自时间滑动的背景估计来调整搜索。我们提出了波形参数估计的分析和估计的搜索效率。由于没有发现引力波候选者，我们对局部宇宙中黑洞的环形下降率设定了上限。
2009-08-10 gr-qc
Black-Hole Perturbation Plus Post-Newtonian Theory: Hybrid Waveform for Neutron Star Binaries
本文研究非自旋致密天体在潮汐耦合作用下绕克尔黑洞的运动。潮汐引起的四极矩改变了轨道能量和出射通量，因此在螺旋时间尺度上，轨道和引力波相位存在累积位移。以往对致密天体潮汐效应的研究主要是在后牛顿（PN）和连续单体（EOB）形式下进行的。在这项工作中，在黑洞扰动框架内，我们提出的质量比的扩展，而高阶PN校正自然包括潮汐的影响。对于赤道轨道和圆轨道，我们导出了首阶的频率相关的潮汐相移，它在低频下与后牛顿结果一致，但在高频下偏离。我们还发现这种相移对主黑洞的自旋有弱的依赖性（$\le 10\%$）。结合这个黑洞扰动波形与后牛顿波形，我们提出了一个频域，混合波形，表现出相当的精度作为EOB波形的潮汐效应，作为校准的数值相对论模拟。进一步的改进，预计作为下一个领先的顺序，在质量比和更高的PN潮汐校正包括在内。这种混合方法也适用于产生二元黑洞波形。
2021-06-09 gr-qc
Comparison of subdominant gravitational wave harmonics between post-Newtonian and numerical relativity calculations and construction of multi-mode hybrids
描述聚结双星的螺旋、合并和衰荡的引力波形通常是通过综合来自微扰描述的信息来构建的，特别是后牛顿理论和黑洞微扰理论，以及完整的爱因斯坦方程的数值解。在本文中，我们将讨论“胶合”的数值和后牛顿波形产生混合波形，其中包括次主导球谐函数（“高阶模式”），并特别关注的过程中一致对齐的波形，这需要比较的描述和讨论他们的不精确性。我们限制到非旋进的情况下，并说明了过程中使用的数值波形的质量比$q=18$产生的BAM代码，和公开可用的波形从SXS目录。研究结果也为数值模拟中有限半径误差的分析提供了新的思路。
2015-02-24 gr-qc
Designing a template bank to observe compact binary coalescences in Advanced LIGO's second observing run
我们描述的方法和新技术用于构建一组波形，或模板银行，适用于搜索紧凑的二元聚结在先进的LIGO的第二次观测运行。该模板库适用于观测由两个中子星、两个黑洞或一个中子星和一个黑洞组成的系统。后牛顿公式用于模拟总质量小于4 $M_{\odot}$的波形，最新的有效单体模型，校准到数值相关性，包括合并和振铃，用于总质量大于4 $M_{\odot}$。忽略了自旋进动、物质、轨道偏心率和四极外辐射模的影响。与Advanced LIGO第一次观测运行中用于搜索紧凑双星合并的模板库相比，这里我们包括总质量高达数百个太阳质量的双星黑洞系统，从而提高了观测此类系统的能力。我们引入一种技术来改变波形滤波器的起始频率，使我们的银行可以同时包含二进制中子星和高质量的二进制黑洞波形。我们还引入了一个下限的滤波器波形长度，排除非常短的持续时间，高质量的模板，其灵敏度大大降低的干涉仪的特性和性能。
2017-05-04 gr-qc
Towards a first design of a Newtonian-noise cancellation system for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声被预测为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。将通过维纳滤波，使用部署在所有试验质量附近的地震仪阵列，来减轻这种噪声。在这项工作中，我们提出了优化配置的地震检波器阵列使用各种简化模型的地震场的基础上，在LIGO汉福德地震观测。最适合地震测量的模型导致主要受地震计自噪声限制的噪声降低。第一个简化设计的地震阵列牛顿噪声消除在LIGO网站，这表明它将足以监测建筑物内的表面位移。
2016-12-20 astro-ph.IM gr-qc
Radial fall: the gravitational waveform up to the second-and-half Post-Newtonian order
Istituto per le Applicazioni del Calcolo “M. Picone,” CNR（意大利国家研究委员会计算应用研究所“M·皮科内”）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学学院）
研究采用多极后闵可夫斯基形式化方法，计算两体系统径向坠落的引力波形，达到2.5后牛顿阶精度，考虑辐射阻尼力的影响，并评估能量、角动量和线动量的辐射。
2026-04-02 gr-qc
Numerical relativity reaching into post-Newtonian territory: a compact-object binary simulation spanning 350 gravitational-wave cycles
我们提出了第一个数值相对论模拟的致密物体的二进制的引力波形是足够长的，以覆盖整个频带的先进的引力波探测器，如LIGO，处女座和KAGRA，质量比7和总质量低至$45.5\,M_\odot$。我们发现，有效的单体模型，无论是未校准或校准对大幅缩短的数值相对论波形在较小的质量比，重现我们的新波形非常好，由于建模误差的检测率可以忽略不计的损失。相比之下，后牛顿inspiral波形和现有的校准的现象学inspiral合并ringdown波形显示更大的分歧与我们的新模拟。这种不一致性的变化取决于所使用的具体后牛顿近似。
2015-02-17 gr-qc
Spherical harmonic modes of 5.5 post-Newtonian gravitational wave polarizations and associated factorized resummed waveforms for a particle in circular orbit around a Schwarzschild black hol
最近在数值相对论方面的突破使人们能够检验后牛顿膨胀在螺旋后期阶段的有效性。对于后牛顿（PN）展开和数值模拟之间的比较，自旋加权球谐函数的波形比用于引力波数据分析的正极化和交叉极化更有用。与传统的泰勒展开后牛顿波形相比，因子化后的波形与数值结果有更好的一致性。本文重新讨论了质量为$\m$的实验粒子在围绕质量为$M$的Schwarzschild黑洞的半径为$r_0$的圆轨道上的引力波的后牛顿展开，并导出了与引力波偏振相关的球谐分量，直到超过牛顿的$v^{11}$阶.使用更准确的$h_{\ell m}$的计算在这项工作中，我们提供了更完整的一套相关的$ρ_{\ell m}$的和$δ_{\ell m}$的，形成重要的砖在波形的因式重构与潜在的应用建设进一步改进的波形原型紧凑的二进制源在未来。我们还提供了现成的表达式的5.5PN引力波偏振$h_+$和$h_\times$在测试粒子的限制引力波数据分析应用。此外，我们提供了封闭的分析表达式为2.5PN $h_{\ell m}$，2PN $ρ_{\ell m}$和3PN $δ_{\ell m}$，一般多极订单$\ell$和$m$的测试粒子的限制。最后，我们还研究了目前的分析紧凑的二进制源的激光干涉空间天线的影响。
2010-09-01 gr-qc
Hybrid waveforms for generic precessing binaries for gravitational-wave data analysis
我们构建混合二元黑洞合并波形使用分析模型波形的早期inspiral阶段和数值相对论波形的后期inspiral合并和合并后的阶段。为了混合分析和数值波形，我们首先执行三维旋转以在某个基准频率下对齐与两个波形相关联的瞬时轨道平面，然后找到适当的相位和时间平移，以最大化混合间隔中两个波形的重叠。我们讨论的准确性和限制，通过这种方法构建的混合动力的背景下，LIGO-Virgo-KAGRA观测。我们的目标是杂交波形更通用的进动二进制和构造更长的波形，足够准确的参数估计技术即将到来的LIGO观测。
2020-07-07 gr-qc
Comparison between numerical-relativity and post-Newtonian waveforms from spinning binaries: the orbital hang-up case
我们比较的结果从数值模拟的自旋二进制的“轨道悬挂”的情况下，二进制完成至少9个轨道合并前，与后牛顿的结果使用近似泰勒T1，T4和Et。我们发现，在引力波频率达到$Mω= 0.1$之前的10个周期内，NR和2.5PN结果之间的累积相位差小于3弧度，当使用3.5PN结果时小于2.5弧度。随着黑洞自旋的增加，NR结果和限制PN结果之间的振幅不一致性增加，从等质量情况下的约6%增加到黑洞自旋为$S_i/M_i^2 = 0.85$时的12%。最后，我们的结果表明，合并波形将发挥重要作用，估计自旋从这样的inspiral波形。
2008-11-26 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Parameter estimation using second-post-Newtonian waveforms
通过对激光干涉引力波探测器输出的引力波形模板进行匹配滤波，可以估算出螺旋形紧凑双星的参数。对于频率扫描，使用最近计算的公式，精确到第二后牛顿（2 PN）阶[阶数$(v/c)^4$，其中$v$是轨道速度]（$dF/dt$）的统计误差，研究了在确定“啁啾质量”$\cal M$，约化质量$μ$，以及自旋参数$β$和$σ$（分别与自旋-轨道效应和自旋-自旋效应相关）。我们发现，以前的结果使用模板相位精确到1.5 PN顺序实际上低估了错误的$\cal M$，$μ$，和$β$。对于两颗吸气中子星，测量误差增加不到16%。
1995-02-24 gr-qc
Third post-Newtonian gravitational waveforms for compact binary systems in general orbits: Instantaneous terms
我们计算的瞬时贡献的球谐模式的引力波形从紧凑的二进制系统在一般轨道上的第三后牛顿秩序。我们进一步扩展这些结果的紧凑型双星在准椭圆轨道使用3PN准开普勒表示的保守动力学的紧凑型双星在偏心轨道。利用多极后闵可夫斯基形式，从不同的质量和电流型多极矩出发，计算了引力波形瞬时部分的自旋加权球谐分解。这些项是滞后时间的函数，不依赖于双星演化的历史。与遗传的一部分，这取决于二进制的动力学历史，这些波形的基础上建设的精确模板的检测引力波信号从准椭圆轨道上移动的二进制。
2015-05-11 gr-qc
Fast post-adiabatic waveforms in the time domain: Applications to compact binary coalescences in LIGO and Virgo
我们提出了一个计算效率（时域）多极波形模型准圆形自旋对齐紧凑的二元聚结。该模型结合了数值相对论的优点，有效的单体（EOB）家庭的模型与绝热后的解决方案的运动方程的两体动力学的螺旋部分。我们在效率和准确性方面将此模型与其他最先进的波形进行了基准测试。我们发现一个加速的一至两个数量级相比，基本的时域EOB模型的总质量范围$2 - 100 M_{\odot}$。更具体地说，对于一个低总质量系统，例如具有相同质量的$1.4 M_{\odot}$的中子双星，如GW 170817，计算加速约为100倍;对于具有总质量$\sim 40 M_\odot$和质量比$\sim 3$的事件，如GW 190412，加速是$\sim 20$的因子，而对于具有可比质量和总质量$\sim 70 M_{\odot}$的二元系统，与GW 150914一样，它是$\sim 10$的一个因子。我们证明了新的模型是非常忠实的基本EOB模型的不忠实度小于$0.01\%$在整个适用区域的参数空间。最后，我们介绍了这种新的波形模型的参数估计研究和测试的广义相对论的成功应用。
2021-05-14 gr-qc
Phenomenological gravitational waveforms from spinning coalescing binaries
准确了解合并的二元引力波形对于LIGO-Virgo合作进行的实验搜索至关重要。在同一作者的早期论文之后，我们改进了描述来源于一般自旋二进制系统的信号的分析唯象波形的构造。初始inspiral部分的波形，所描述的自旋泰勒近似，和它的最终衰荡部分，所描述的阻尼指数，之间的差距是桥接的现象相校准的比较与一组波形，包括不同类型的数值和现象的波形的主导球谐模式。所考虑的所有波形都描述了等质量系统。这里给出的数值波形和现象波形之间的高级LIGO噪声加权重叠积分范围在0.95和0.99之间，适用于宽范围的质量值。
2011-06-23 gr-qc
Gravitational waveforms of binary neutron star inspirals using post-Newtonian tidal splicing
在一个螺旋形的致密双星中，中子星的潮汐变形改变了轨道动力学，在引力波信号上留下了印记。可以通过数值相对论模拟来对这种信号进行建模，但对于许多应用来说，这些方法的计算成本太高。分析后牛顿的治疗是有限的未知高阶非潮汐条款。本文进一步建立在“潮汐拼接”模型中，后牛顿潮汐项“拼接”到黑洞双星的数值相对论模拟。我们改进了以前的治疗潮汐拼接包括球谐模式以外的（2，2）模式，扩大后牛顿的潮汐效应的表达式为2.5阶，包括动态潮汐校正，并增加了部分治疗的自旋潮汐动力学。此外，而不是数值相对论模拟，我们使用自旋对齐的二元黑洞（BBH）代理模型“NRHybSur 3dq 8”提供BBH波形输入到潮汐切片程序。这使我们能够构建自旋对齐的，螺旋式的TaylorT 2和TaylorT 4拼接波形模型，可以快速评估。这些模型与现有的双中子星和黑洞-中子星模拟进行了测试。我们实现了TaylorT 2剪接模型作为“NRHybSur 3dq 8”的扩展，创建了一个我们称之为“NRHybSur 3dq 8 Tidal”的模型。"
2020-07-09 gr-qc
Gravitational waveform from radial infall at the third-and-half Post-Newtonian order
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Istituto per le Applicazioni del Calcolo “M. Picone,” CNR（意大利国家研究委员会计算应用研究所“M. Picone”）
研究基于后牛顿近似计算径向塌缩的引力波形，达到3.5PN阶精度，揭示了塌缩过程中的保守和辐射反应贡献，以及波形特征。
2026-05-09 gr-qc
An eccentric binary black hole inspiral-merger-ringdown gravitational waveform model from numerical relativity and post-Newtonian theory
本文提出了一种计算非自旋偏心双黑洞系统的螺旋、合并和衰荡引力波形的方法。使用后牛顿展开来计算螺旋波形，并且通过内插少量准圆形NR波形来计算合并波形。圆形合并波形的使用是可能的，因为偏心双星在合并前的最后几个周期中循环，我们证明了质量比$q = m_1/m_2 = 3$。完整的模型被校准到23个数值相对论（NR）模拟，从合并前的约20个周期开始，偏心率$e_\text{ref} \le 0.08$和质量比$q \le 3$，其中$e_\text{ref}$是合并前的偏心率约7个周期。NR波形足够长，使得对于具有总质量$M \ge 80 M_\odot$（$230 M_\odot$）的BBH系统，它们在30 Hz（10 Hz）以上开始。我们发现，对于先进的LIGO在其第一次观测运行时的灵敏度，偏心模型具有超过97%的NR的忠实性与系统的总质量$M \ge 85 M_\odot$在整个参数空间（$e_\text{ref} \le 0.08, q \le 3$）。对于总质量为$M \ge 70 M_\odot$的系统，对$e_\text{ref} \lesssim 0.05$和$q \le 3$的忠实度超过97%。该模型的NR波形和Mathematica代码是公开的。
2017-09-06 gr-qc
Recovering a spinning inspiralling compact binary waveform immersed in LIGO-like noise with spinning templates
我们通过对LAL软件包生成的10^6个随机选择的自旋波形进行匹配滤波，研究了沉浸在LIGO S5类噪声中的高自旋波形的恢复机会。虽然致密双星的质量可以很好地恢复（稍微高估），但对于自旋来说，情况并非如此。我们在时域和频域都显示出最佳的拟合匹配。这些包含了信号的一些旋转特征，但远低于识别系统的天体物理参数所需的特征。匹配方法的改进是必要的，尽管由于噪声信号可能是困难的。
2010-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Implications of dedicated seismometer measurements on Newtonian-noise cancellation for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声将成为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。计划使用围绕探测器测试质量的地震传感器，使用从传感器和探测器数据之间的相关性导出的维纳滤波器来相干地减去牛顿噪声。在这项工作中，我们使用的数据从部署在角落站的LIGO汉福德探测器结合倾斜仪的地震场的详细表征，并预测可实现的牛顿噪声减法水平。如前所示，使用地震仪数据消除倾斜仪信号是牛顿噪声消除的最佳可用代理。根据我们的研究结果，一个相对较小的地震仪的数量可能足以执行噪声消除由于一个几乎理想的两点空间相关的地震表面位移在角落站，或者，倾斜仪部署在每个角落站的两个测试质量在汉福德将能够有效地消除牛顿噪声。此外，我们表明，在LIGO的第二次科学运行期间观察到的地面倾斜到差分臂长耦合与引力耦合是一致的。
2018-07-18 astro-ph.IM gr-qc
LIGO-Virgo searches for gravitational waves from coalescing binaries: a status update
中子星或黑洞的合并致密双星被认为是地球上最有希望的引力波探测源之一。LIGO-Virgo联合合作的紧凑二元合并（CBC）小组正在通过对理论建模的模板波形进行匹配滤波来搜索这些天体物理系统发出的引力波。各种波形模板的家庭采用的质量范围探测的搜索和阶段的inspiral阶段的目标：限制后牛顿的系统具有总质量小于$35 \msun$，数值相对论启发完整的吸气合并振铃波形更大规模的系统高达$100\msun$和振铃模板建模扰动黑洞高达$500\msun$。我们给出了CBC小组在探测天体物理引力波特征方面的当前努力和即将到来的计划的最新状态。
2009-11-14 gr-qc
Post-Newtonian theory-inspired framework for characterizing eccentricity in gravitational waveforms
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所）；Theoretical AstroPhysics Including Relativity and Cosmology, California Institute of Technology（加州理工学院理论天体物理学（含相对论与宇宙学））；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院国际理论科学中心）
提出一种基于后牛顿理论的框架，利用引力波球谐模的调制特征一致地表征非旋进偏心双黑洞合并的偏心率，并验证其与数值相对论模拟的平滑连接。
2026-06-23 gr-qc
Gravitational radiation from compact binary systems: gravitational waveforms and energy loss to second post-Newtonian order
我们推导出引力波的波形和引力波的能量通量产生的双星系统的紧凑的对象（中子星或黑洞），通过第二后牛顿秩序（$O[(v/c)^4] \sim O[(Gm/rc^2)^2]$）超越最低阶四极近似准确。我们将爱因斯坦方程转化为一个平时空波动方程和一个调和规范条件，并将其形式化为在所选场点的过去零锥上的延迟积分。这个积分的一部分，涉及的物质源和近区引力场的多极矩使用标准技术进行评估;延迟积分的其余部分，在辐射区延伸，评估在一个新的方式。其结果是一个明显的收敛和有限的程序计算引力辐射的任意阶后牛顿展开。通过二阶后牛顿，辐射也被证明沿着渐近史瓦西时空的真零射线向观察者传播，尽管已经使用平坦时空波方程导出。该方法治愈了困扰以前的“蛮力”慢动作方法产生引力辐射的缺陷，并产生的结果与最近通过混合后闵可夫斯基后牛顿方法获得的结果完全一致。我们显示显式公式的引力波形和两体系统的能量通量，无论是在任意轨道和圆形轨道。在附录中，我们将形式主义扩展到具有有限空间范围的物体，并导出了波形和能量损失的自旋修正。
1996-08-05 gr-qc
Compact binary systems in scalar-tensor gravity. II. Tensor gravitational waves to second post-Newtonian order
我们推导出张量引力波形产生的一个非旋转的致密物体（黑洞或中子星）的一般类标量张量引力理论的二元。波形是准确的第二后牛顿秩序超出领先的四极近似。我们使用的放松爱因斯坦方程的形式主义，适当地适应标量张量理论，以及以前的结果，在这些理论中的运动方程的直接集成。用Eardley提出的方法处理致密天体的自引力。该标量场导致偏离广义相对论波形，仅取决于少量的参数。在标量场的影响中，有新的遗传项，它取决于源的过去历史。其中之一，偶极-偶极耦合，产生了一种零频率的“引力波记忆”，相当于广义相对论的克里斯托杜卢记忆。在两个黑洞的特殊情况下，波形简化为广义相对论波形。对于一个混合（黑洞-中子星）系统，波形与爱因斯坦理论的第一后牛顿阶相同，高阶的偏差仅取决于一个参数。这些情况下的行为与运动方程的行为相匹配。
2014-04-12 gr-qc
A complete waveform comparison of post-Newtonian and numerical relativity in eccentric orbits
本文系统比较偏心轨道中的3PN与NR波形，通过多模式及180组波形分析频率、振幅、相位和初始偏心率，明确二者在旋进阶段一致而在并合附近偏离。
2025-03-14 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
Spin effects in gravitational waveforms and fluxes for binaries on eccentric orbits to the third post-Newtonian order
本文推导了偏心轨道上旋转致密双星到第三后牛顿阶的波形模式与能量角动量通量，包含次领头阶自旋效应和遗传贡献，可提升波形模型精度。
2024-12-16 gr-qc
Suitability of post-Newtonian/numerical-relativity hybrid waveforms for gravitational wave detectors
本文提出了一个研究的足够精度的后牛顿和数值相对论波形的最苛刻的使用情况下：参数估计的强源先进的引力波探测器。对于黑洞双星，这些探测器需要精确的波形模型，可以通过融合解析后牛顿inspiral波形与数值相对论合并振铃波形来构造。我们对输入这种“混合波形”的错误进行全面分析。我们发现后牛顿的波形必须与数值相对论的波形精确地对齐，大约是引力波周期的1/100。数值相对论模拟的螺旋相位误差必须控制在0.1rad以内。（这些数字适用于对GW来源数量的适度乐观估计;特别强的信号需要更小的误差。误差的主要来源来自于研究后牛顿泰勒近似的不准确性。使用我们的误差标准，即使在3.5次后牛顿秩序，杂交必须进行显着的最长的目前可用的数值波形，涵盖30个引力波周期开始之前。目前的研究仅限于等质量、零自旋的情况，没有考虑引力波探测器的校准误差。
2011-05-25 astro-ph.HE gr-qc
Phenomenology of amplitude-corrected post-Newtonian gravitational waveforms for compact binary inspiral. I. Signal-to-noise ratios
我们研究的振幅校正后牛顿（PN）引力波形的现象学后果，而不是更常用的限制PN波形，为准圆形，绝热inspiral紧凑的二元对象。在初始检测器的情况下，已经表明，使用幅度校正的波形用于检测模板将导致比完全基于受限波形的模拟所建议的显著更低的信噪比（SNR）。我们进一步阐明的效果的起源进行了深入的分析处理。讨论扩展到先进的探测器，新的功能出现。非限制波形是轨道相位中的谐波的线性组合，并且在频域中，$k$次谐波在$k f_{LSO}$处截止，其中$f_{LSO}$是最后稳定轨道处的轨道频率。因此，使用非限制性模板，在主谐波（其是两倍于轨道相位的谐波）不进入检测器的带宽的情况下，可以实现相当大的信噪比。这将对探测涉及中等质量黑洞的双星螺旋产生重要影响。对于距离为100 Mpc的源，考虑到高次谐波将使Advanced LIGO的质量范围增加一倍，而EGO的质量范围将增加两倍。保守估计表明，受限波形低估了中等质量二元吸气的检测率至少20倍。
2006-11-05 gr-qc
Eccentric and unbound compact binaries in the LIGO-Virgo-KAGRA catalog: parameter estimation and waveform systematics with SEOBNRv6EHM
University of Nottingham（诺丁汉大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；University of Maryland（马里兰大学）
使用SEOBNRv6EHM波形模型对LIGO-Virgo-KAGRA目录中的26个引力波事件进行参数估计，发现五个事件有轻度偏心支持，并分析了三个高质事件中非束缚初始条件的可能性。
2026-05-27 gr-qc
Follow-up analyses of the binary-neutron-star signals GW170817 and GW190425 by using post-Newtonian waveform models
针对双中子星信号GW170817和GW190425，聚焦旋进阶段用后牛顿波形模型重新分析，研究$\tildeΛ$估计的系统差异，发现质点模型无显著差异、潮汐后牛顿阶影响小，还给出状态方程约束，为波形建模提供参考。
2025-04-17 gr-qc
Where post-Newtonian and numerical-relativity waveforms meet
我们分析了数值相对论（NR）波形，覆盖9个轨道（18个引力波周期）合并前的等质量系统与低偏心率，数值不确定性的相位为0.25弧度，幅度小于2%，这样的精度允许直接比较后牛顿（PN）波形。我们专注于一个PN近似，已被提出用于引力波数据分析，限制3.5 PN "泰勒T1“波形，并比较这些从第二个到第八个轨道，这是合并前约一个半轨道的数值波形的一部分。这对应于$Mω= 0.0455$到0.1的引力波频率范围。取决于匹配PN和NR波形的方法，在该频率范围上的累积相位不一致可以在数值不确定性内。在与替代PN近似3PN "TaylorT3“的比较中发现了类似的结果。另一方面，振幅差异约为6%，但对于所有13个比较的周期大致恒定，这表明仅需要模拟4.5个轨道以与9个轨道相同的精度匹配PN和NR波。然而，如果我们对振幅建模到2.5PN阶，则振幅不一致大致在合并前约11个周期的数值不确定性内。
2007-10-16 gr-qc
Complete adiabatic waveform templates for a test-mass in the Schwarzschild spacetime: VIRGO and Advanced LIGO studies
在{ \it same relative}后牛顿阶截断的结合能和引力波通量的后牛顿展开式形成了对来自螺旋压缩双星的引力波定相的{ \it标准绝热}近似的基础。从双星动力学的角度来看，标准近似相当于忽略了加速度中某些保守的后牛顿项。在较早的工作中，我们提出了一个新的{ \it完全绝热}近似构造的能量和通量函数。在首阶，它采用2 PN能量函数，而不是标准近似中的0 PN能量函数，因此，有效地近似对应于加速度中没有丢失后牛顿项的动力学。在本文中，我们比较重叠的标准和完整的绝热模板与精确的波形在绝热近似的一个测试质量运动在史瓦西时空，为VIRGO和先进的LIGO噪声谱。结果表明，完全绝热近似在较低的PN（$<$ 3 PN）阶下能显著提高{ \it有效性}，而标准的$\geq$ 3 PN阶近似为构造有效模板提供了一个较好的完全近似下界.除少数后牛顿阶外，完全逼近式的{ \it Faithfulness}优于标准逼近式.标准和完全逼近超越绝热近似也研究了使用拉格朗日模板的Buonanno，陈和Vallisneri。
2005-06-10 gr-qc
Initial Results from the LIGO Newtonian Calibrator
LIGO引力波观测站应变读数的精确标定对于准确解释引力波事件至关重要。这种校准传统上是通过辐射压力在观测台的测试质量上施加已知的力来完成的。在这里，我们描述了一个替代的校准方案的实施：牛顿校准。该系统使用一个由四极和六极质量分布组成的转子，在天文台的一个测试质量上施加随时间变化的引力。该转子产生的力可以预测为$<1\%$相对不确定度，并且在观测站的读数中得到很好的解决。该系统目前用作现有绝对校准系统的交叉检查。
2021-06-30 astro-ph.IM gr-qc
Ineffectiveness of Padé resummation techniques in post-Newtonian approximations
我们测试了用于引力波探测的Padé和有效单体（EOB）波形的重建技术。收敛性测试表明，即使在测试质量极限下，引力波能流的Padé近似也不会加速标准泰勒近似的收敛，并且没有理由认为Padé变换应该有助于在数据分析中更好地估计参数。此外，在构造这些Padé近似通量公式时，似乎不需要在通量中添加极点。Padé逼近式在建议拟合公式的形式时可能是有用的。我们比较了15轨道的数值波形的加州理工大学-康奈尔大学集团的建议Padé波形的Damour等人。在质量相等，非自旋准圆形的情况下。比较表明，Padé波形与数值波形的一致性并不比基于标准Taylor的波形好。在此基础上，我们对Buonanno等人的ET EOB模型进行了改进，设计了一个简单的EOB模型，用通量的泰勒级数，带一个未知的参数，在后牛顿第四阶，我们适合。这种简单的EOB模型生成的波形与数值波形的相位差仅为0.002弧度，远小于数值数据本身的相位不确定性的0.04弧度。EOB哈密顿量可以在其构造中使用Padé变换，但这是Padé变换唯一有用的地方。
2008-05-30 gr-qc
The NINJA-2 catalog of hybrid post-Newtonian/numerical-relativity waveforms for non-precessing black-hole binaries
数值注入分析（NINJA）项目是数值相对论和引力波数据分析社区成员之间的合作努力。NINJA的目的是使用数值生成的波形研究现有引力波搜索和参数估计算法的敏感性，并促进数值相对论和数据分析界之间更密切的合作。第一个NINJA项目只使用了少量的短数值相关性波形注入，这限制了它得出定量结论的能力。NINJA-2项目的目标是通过长后牛顿-数值相对论混合波形、大量注入和使用真实探测器数据来克服这些限制。我们报告NINJA-2项目的提交要求和波形目录的建设。八个数值相对论小组贡献了63个混合波形，包括模拟后期螺旋、合并和环降的数值部分，缝合到模拟早期螺旋的后牛顿部分。我们总结了每个小组在构建他们的意见书所使用的技术。我们还报告用于验证这些提交的程序，包括在时域和频域的检查和比较来自不同群体的波形对彼此。到目前为止，这些程序只考虑了$(\ell,m)=(2,2)$模式。基于这些研究，我们判断混合波形适用于NINJA-2研究。我们注意到这些调查的一些计划。
2012-01-25 gr-qc
Comparing eccentric waveform models based on post-Newtonian and effective-one-body approaches, over an observationally relevant parameter space
本文在观测相关参数空间上系统比较了基于后牛顿的CBwaves与基于有效单体的SEOBNRE偏心双黑洞波形模型，通过大量模拟和不匹配度分析揭示两代码差异并考察离群点。
2024-05-23 gr-qc
Ready-to-use post-Newtonian gravitational waveforms for binary black holes with non-precessing spins: An update
对于自旋与轨道角动量成（反）直线的黑洞双星，我们计算了频域相位系数，包括自旋平方项到第三后牛顿（3 PN）阶，自旋平方项到第一阶（3.5PN），以及自旋轨道效应到第四PN阶.此外，我们得到的2 PN自旋贡献的频域重力波形的振幅为非旋进双星，使用最近推导出的表达式的时域偏振振幅的二进制与通用的自旋，完成在该精度水平。这两个结果是对Arun等人（2009）[1]振幅和Wade等人（2013）[2]相位的更新。他们应该是有用的，以构建银行的模板，模型准确的非旋进的inspiraling二进制，参数估计研究，和/或构建分析模板家庭，占的inspiral-merger-ringdown阶段的二进制。
2016-01-21 gr-qc
Comparison of post-Newtonian templates for extreme mass ratio inspirals
极端质量比吸气（EMRI）是致密天体对超大质量黑洞的吸气，是激光干涉仪空间天线（LISA）的重要引力波源。我们研究了各种后牛顿（PN）模板家庭的性能相对于高精度数值波形的背景下，EMRI参数估计与LISA。本文导出了测试粒子绕Schwarzschild黑洞作圆形轨道运动时的时域波形TaylorT1、TaylorT2、TaylorT3、TaylorT4和TaylorEt的表达式，直到22PN阶，即超过牛顿项的$\mathcal{O}(v^{44})$（$v$是双星的特征速度）。上述22 PN波形的家庭和数值波形之间的相位差进行了评估，在为期两年的吸气两个原型EMRI系统的质量比$10^{-4}$和$10^{-5}$。我们发现，对于质量比为$10^{-4}$（$10^{-5}$）的TaylorT1和TaylorT2，分别约为$10^{-9}$（$10^{-2}$）和$10^{-9}$（$10^{-3}$）。这表明使用22PN TaylorT1或TaylorT2波形进行EMRI的参数估计将导致与大多数LISA参数空间的数值波形精度相当的精度。另一方面，从退相的结果，我们发现，TaylorT3，TaylorT4和TaylorEt票价相对较差，接近最后的稳定轨道。这意味着，对于使用3.5PN相位波形的可比质量双星，22PN泰勒T3和泰勒Et近似值对于EMRI的表现不够好。最后分析了Taylo…
2013-07-30 gr-qc
A surrogate model for gravitational waveforms of spin-aligned binary black holes with eccentricities
用一个偏心双星黑洞的波形模型SEOBNRE对LIGO-Virgo的引力波数据进行了分组分析。通过与数值相关性的比较，验证了该模型的准确性。然而，SEOBNRE是时域模型，并且用于生成波形的效率是数据分析中的瓶颈。为了克服这个缺点，我们提供了一个降阶代理模型的偏心双黑洞的基础上的SEOBNRE波形。该代理模型（SEOBNRE_S）能以足够的精度模拟完整的吸气合并衰荡波，适用范围为偏心率0 ~ 0.25（0.1），质量比1：1 ~ 5：1（2：1）的非自旋（自旋）双星。波形生成速度比原始SEOBNRE模型提高了约$10^2 \sim 10^3$倍。因此，SEOBNRE_S可用于分析LIGO数据，寻找潜在的偏心率。
2021-06-28 gr-qc
Numerical Relativity Injection Infrastructure
本文描述了LIGO算法库（LAL）中新的数值相对论（NR）注入基础设施，此后允许使用NR波形作为LAL中的离散波形近似。有了这个新的接口，在所描述的格式中提供的NR波形可以直接用作模拟GW信号（“注入”）的数据分析，其中包括参数估计，搜索，硬件注入等与以前的基础设施，这个新的接口原生处理次主导模式和波形的进动二进制黑洞的数值模拟，使它们直接访问LIGO分析。为了正确处理加工模拟，新的NR注入基础设施在内部将NR数据转换为LAL中使用的坐标系约定。
2017-03-03 gr-qc
Post-Newtonian Roche-Lobe-Overflow Prescription for Compact Binary Mass Transfer and the Corresponding Gravitational Waveforms
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）；Institute of Theoretical Physics & Research Center of Gravitation, Lanzhou University（兰州大学理论物理与引力研究中心）；Key Laboratory of Quantum Theory and Applications of MoE, Lanzhou University（兰州大学量子理论与应用教育部重点实验室）；Lanzhou Center for Theoretical Physics & Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Lanzhou University（兰州大学兰州理论物理中心及甘肃省理论物理重点实验室）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学亚太理论物理中心）；Taiji Laboratory for GW Universe, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学太极引力波宇宙实验室）；CAS Key Laboratory of FAST, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台FAST关键实验室）
该研究从一阶后牛顿流体动力学方程出发，推导后牛顿洛希势与质量转移处方，纳入子星质量时间依赖性修正相关引力波量，应用于极端致密双星，发现质量转移对引力波观测有长期相位漂移效应。
2026-07-31 gr-qc
Gravitational radiation for extreme mass ratio inspirals to the 14th post-Newtonian order
我们推导出计算史瓦西黑洞圆形轨道上粒子14阶后牛顿（14 PN）能流所需的引力波形，即超越牛顿近似的$v^{28}$，其中$v$是测试粒子的轨道速度.我们研究了PN展开式中能流的收敛性，并提出了一个拟合公式，该公式可用于从精确的数值数据中提取未知的高阶PN系数，从而得到更一般的Kerr黑洞轨道。螺旋上升2年后的14 PN波形与数值波形之间的相位差，对于$μ/M=10^{-4}$约为$10^{-7}$，对于$μ/M=10^{-5}$约为$10^{-3}$，其中$μ$是致密天体的质量，$M$是中心超大质量黑洞的质量.在一阶黑洞微扰理论中，对于激光干涉空间天线的主要目标之一--极端质量比吸气，14 PN表达式将使数据分析的精度与高精度数值波形的精度相当。
2012-08-27 gr-qc
Third post-Newtonian dynamics for eccentric orbits and aligned spins in the effective-one-body waveform model SEOBNRv5EHM
针对偏心轨道合并双星波形模型的偏差问题，在EOB形式体系内推导了偏心、自旋对齐双星的第三后牛顿阶解析结果，构建了SEOBNRv5EHM模型，提升了偏心轨道波形精度。
2025-08-21 gr-qc
Investigating eccentricities of the binary black hole signals from the LIGO-Virgo catalog GWTC-1
在LIGO和Virgo的第一个引力波瞬态目录中，所有事件都宣布为零偏心率。在本文中，我们研究的性能SEOBNRE，这是一个自旋对齐偏心波形模型在时域。通过与SXS库中所有偏心波形的比较，我们发现SEOBNRE与数值相对论数据完全吻合。利用SEOBNRE，我们重新估计了所有黑洞合并事件的偏心率。我们发现，这些事件中的大多数允许在10 Hz波段的初始偏心率的存在的可能性，但在所观察到的频率（$ \gtrsim 20$ Hz）完全圆化。即将到来的LIGO更新和下一代探测器，如爱因斯坦望远镜，将观测到10 Hz甚至更低的引力波。如果偏心率存在于较低的频率，它可能会显着支持动力学形成机制发生在球状星团。
2020-02-20 gr-qc
