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
Detection of gravitational waves from inspiraling compact binaries using non-restricted post-Newtonian approximations
在探测螺旋形致密双星的引力波时，通常采用后牛顿近似建立匹配滤波器：滤波器相位采用后牛顿修正，振幅保持在牛顿量级。在这里，我们调查的后牛顿修正的引入也对振幅的影响，我们讨论了一些信号检测和参数估计的影响。
2000-05-16 gr-qc
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
Reducing eccentricity in black-hole binary evolutions with initial parameters from post-Newtonian inspiral
黑洞双星演化的准圆轨道参数的标准选择导致了偏心内旋。我们介绍了一个概念上简单的方法，这是通过数百个轨道积分后牛顿运动方程，并读出的动量值在分离，我们希望开始一个完全广义相对论的数值演化。对于特定的情况下，非自旋等质量inspiral与初始坐标分离的$D = 11M$，我们表明，这种方法减少了至少五个因素的偏心率，以$e < 0.002$相比，使用标准的准圆初始参数。
2007-06-07 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
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
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
Minimum energy and the end of the inspiral in the post-Newtonian approximation
用后牛顿（PN）近似的轨道能量和引力波通量，很好地模拟了致密双星并合的早期内旋相。从内旋阶段到暴跌的转变可以由最小能量圆轨道（MECO）定义。在极端的质量比极限下，直到已知的最高PN阶，PN能量等于精确克尔解的能量。然而，对于可比质量系统的PN能量的MECO不存在时，机构有大的自旋。通过包括精确的克尔极限和最近发表的后牛顿条款，我们提取了一个明确定义的轨道能量的最小值，超过该最小值，就会发生暴跌或合并。我们研究了黑洞和中子星的混合条件，并与其他常用的定义进行了比较。我们的方法可以用于任何已知的顺序后牛顿系列，并使MECO条件被用来定义的螺旋相的高度旋转，可比的质量系统的结束。
2017-04-25 gr-qc
Using Full Information When Computing Modes of Post-Newtonian Waveforms From Inspiralling Compact Binaries in Circular Orbit
致密双星（特别是双星黑洞）的数值模拟越来越复杂和精确，这为检验后牛顿（PN）理论对发射的引力波的预测是否准确提供了机会。为了将数值结果与后牛顿理论的结果进行比较，可以方便地比较两种波形的多极分解。这里指出，可以通过检查系统的辐射多极矩，而不是通过分解2.5PN极化波形来计算更高的后牛顿阶的各个模式。特别地，主（l = 2，m = 2）模式可以被计算为3PN阶。个别模式计算尽可能高的后牛顿秩序，因为以前的后牛顿的结果。
2007-10-02 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
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
Accuracy of the Post-Newtonian Approximation for Extreme-Mass Ratio Inspirals from Black-hole Perturbation Approach
利用解析已知的最高后牛顿阶引力能流和精确的黑洞微扰方法数值结果，重新讨论了后牛顿近似的精确性及其对Kerr时空中点粒子准圆轨道的有效区域.结果发现，区域的有效性变得更大的PN阶的结果，虽然有几个局部最大值的区域的有效性相对较低的PN阶的结果。这可能意味着更高的PN阶计算也鼓励可比质量的双星。
2016-05-25 gr-qc
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
Gravitational Waves from Inspiralling Compact Binaries: A Post-Newtonian Approach
由中子星或黑洞组成的螺旋双星系统是有希望的引力辐射源，可以被大型激光干涉引力观测站探测到，如美国的LIGO和意大利-法国的VIRGO项目。一旦探测器在这个十年结束前投入使用，就需要精确的理论重力波形模板来对探测器的输出进行匹配滤波数据分析。除了最后两个物体的强广义相对论结合，高阶后牛顿方法在理论家开发所需模板的努力中发挥着重要作用。本文讨论了这种方法的基础，并提供了一个有用的公式和结果的纲要。数字可应要求提供。（1993年10月28日在第8届西宫汤川纪念研讨会上的特邀演讲）
1994-03-17 gr-qc
Complete conservative dynamics for inspiralling compact binaries with spins at the fourth post-Newtonian order
在这项工作中，我们完成了自旋相关的保守动力学的inspiralling紧凑的二进制文件在第四后牛顿秩序，特别是推导的下一个到下一个到领先的顺序自旋平方相互作用潜力。我们从作用量的直接变分导出了位置和自旋的运动的物理方程。进一步，我们导出了自旋二次哈密顿量，以及它们在质心系中的表达式。我们构造了守恒的运动积分，它形成了庞加莱代数。这种结构提供了一个一致性检查我们的结果的有效性，这是至关重要的，特别是在目前缺乏另一个独立的推导下，下一个下一个主导阶自旋平方相互作用。最后，我们在这里提供了完整的规范不变的关系之间的结合能，角动量，和轨道频率的inspiralling二进制与通用紧密自旋组件的第四后牛顿秩序。这些高后牛顿阶数，特别是考虑到二元组分的自旋，将能够从更灵敏的引力波探测中获得更准确的组分信息。
2021-09-22 gr-qc
Gravitational-Wave Inspiral of Compact Binary Systems to 7/2 Post-Newtonian Order
本文从四极辐射以外的7/2后牛顿（3.5PN）级研究了引力辐射反应驱动的致密双星的内旋。本文概述了3.5PN精度双星质心能量和辐射引力通量的推导过程。分析始终包括相对论效应的二进制的运动方程和多极矩，以及尾巴的贡献，尾巴，在波区。然而，由于点粒子模型和相关的阿达玛型自场正则化在3 PN阶存在一些物理上的不完整性，结果并不完全确定。轨道相位的先验知识是搜索和分析螺旋信号的关键，从标准的能量平衡参数计算。
2005-05-27 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
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 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
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 waves from black hole binary inspiral and merger: The span of third post-Newtonian effective-one-body templates
通过在第三个后牛顿（3PN）有效单体（EOB）模板中引入7个新的影响两体动力学和引力辐射的“柔性”参数，扩展了对双黑洞在涡卷和合并的最后阶段发射的引力波的描述.这些灵活性参数的合理范围，特别是参数表征的第四后牛顿效应的动态，估计。使用这些估计，我们表明，目前可用的标准3PN银行的EOB模板不“跨度”的空间开放的所有的灵活性参数的信号，在其最大化的相互重叠大于96.5%。这证实了3PN EOB模板的有效性的检测的双黑洞的引力波数据从干涉探测器。建议使用一些“通用”定相函数来大幅减少EOB模板的数量。
2003-06-04 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
Estimating effective higher order terms in the post-Newtonian binding energy and gravitational-wave flux: Non-spinning compact binary inspiral
在绝热后牛顿（PN）近似下，通过将束缚能的变化与引力波（引力波）通量等效，计算了准圆轨道上螺旋形致密双星的引力波相位演化.该能量平衡方程可以以不同的方式求解，这导致PN波形的多个近似。由于PN展开的收敛性差，这些近似值在螺旋后期往往彼此不同。这些近似应该被选择作为模板的GWs的检测和参数估计的吸入紧凑的二进制是不明显的。在本文中，我们提出了有效的高阶（超出目前可用的4PN和3.5PN）非自旋项的PN扩展的结合能和GW通量，最大限度地减少多个PN近似（泰勒T1，泰勒T2，泰勒T4，泰勒F2）与有效的一个身体波形校准到数值相对论（EOBNR）的差异的估计。我们发现，PN近似使用有效的高阶项构建显示出显着更好的协议（相比3.5PN）与螺旋部分的EOBNR。对于非自旋双星与组件质量$m_{1,2} \in [1.4 M_\odot, 15 M_\odot]$，大多数的近似有一个匹配（忠实度）的EOBNR和彼此超过99%。
2015-09-21 gr-qc
The third post-Newtonian gravitational wave polarisations and associated spherical harmonic modes for inspiralling compact binaries in quasi-circular orbits
在广义相对论的第三次后牛顿近似下，计算了在准圆轨道上运动的致密双星的引力波形。我们的动机是双重的：（i）为激光干涉探测器中的引力波内旋信号的数据分析提供准确的模板;（ii）提供相关的自旋加权球谐分解，以便于将内旋波形的高后牛顿预测与合并和衰荡的数值生成波形进行比较和匹配。这种扩展的GWF的一半PN顺序（相对于以前的工作在2.5PN顺序）是基于多极后闵可夫斯基形式主义的算法，并要求计算的辐射，正则和源多极矩之间的关系，一般源在3 PN顺序。我们还获得了3 PN扩展的源多极矩的情况下，紧凑的二进制文件，并计算的贡献的遗传条款（尾巴，尾巴的尾巴和记忆积分）的3 PN顺序。最终结果给出了完整的正和交叉极化和单独的自旋加权球谐模。
2012-10-19 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
A Comparison of search templates for gravitational waves from binary inspiral
我们比较了由三种不同类型的方法定义的模板的性能：传统后牛顿模板（泰勒近似），假设绝热近似并在暴跌前停止的“简化”后牛顿模板（P-近似），以及超越绝热近似的进一步的“简化”后牛顿模板，并将暴跌与其从内螺旋的过渡结合起来，（连续单体近似）。信噪比显着提高（主要是因为包括暴跌信号），通过使用这些新的有效的单体模板相对于通常的后牛顿的二进制质量大于$ 30 M_\odot$，最有可能的来源，为初始激光干涉仪。独立于骤降信号的问题，各种模板的比较证实了使用再确认方法的有用性。本文还总结了构建各种模板的关键要素，从而可以作为那些参与编写inspiral搜索软件的资源。
2005-06-17 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact objects: Spin-spin effects completed at the next-to-leading post-Newtonian order
利用自旋中双线性的引力势和源多极矩，首先在有效场论（EFT）框架内的后牛顿（PN）展开中计算到次领先阶（NLO），我们在这里完成了动力学不变量和通量平衡方程的推导，包括能量和角动量。我们利用这些结果来计算自旋自旋效应的轨道频率和累积相位的非线性振荡的圆形轨道。我们还推导出线性动量和质心通量和相关的踢速度，最高相关的PN阶。我们明确地证明了使用EFT形式主义获得的二次自旋源多极子和后来用更传统的工具重新推导的多极子之间的等效性，从而使两种方法之间的自旋-自旋辐射观测值与NLO完全一致。
2021-03-26 gr-qc
Energy losses by gravitational radiation in inspiralling compact binaries to five halves post-Newtonian order
本文在广义相对论的五个半后牛顿（2.5PN）近似下，导出了一个紧凑双星系统以引力波形式产生的总功率或能量损失率。扩展最近开发的引力波生成形式主义有效的任意（缓慢移动）系统，我们计算的质量多极矩的系统和相关的尾巴存在于波区的2.5PN顺序。在两个质点在准圆轨道上运动的情况下，我们发现2.5PN的能量损失率的贡献完全是由于尾巴。依靠能量平衡的论点，我们推导出的瞬时频率和相位的二进制的变化规律。累积相位中的2.5PN阶非常大，与前一个2PN阶的数量级大致相同，但符号相反。然而，2.5PN阶的有限质量效应很小。本文的结果应该是有用的，当分析数据从吸入紧凑的双星在未来的引力波探测器，如处女座和LIGO。
2005-05-27 gr-qc
Accuracy of the Post-Newtonian Approximation: Optimal Asymptotic Expansion for Quasi-Circular, Extreme-Mass Ratio Inspirals
通过研究点粒子进入Schwarzschild黑洞的准圆形绝热螺旋的最佳渐近展开，研究了后牛顿近似的精确性及其形式有效区域.通过将能流的PN展开式与微扰Teukolsky形式的数值计算进行比较，我们表明：（i）为了建立高阶PN项的精确度，包含高阶多极子是必要的;（ii）PN理论的有效区域在相对O（1/c^6）（3 PN阶）处最大。后者的结果表明，该系列发散超过3 PN秩序，至少在极端的质量比限制，可能是由于对数项的出现在能量通量。这里提出的研究是第一次正式尝试使用渐近分析来确定PN近似的有效区域。因此，它应该作为一个模板，对其他系统进行类似的研究，例如通过高精度相对论数值模拟计算的质量相当的准圆形螺旋。
2011-03-30 gr-qc
Comparison of post-Newtonian templates for extreme mass ratio inspirals
极端质量比吸气（EMRI）是致密天体对超大质量黑洞的吸气，是激光干涉仪空间天线（LISA）的重要引力波源。我们研究了各种后牛顿（PN）模板家庭的性能相对于高精度数值波形的背景下，EMRI参数估计与LISA。本文导出了测试粒子绕Schwarzschild黑洞作圆形轨道运动时的时域波形TaylorT1、TaylorT2、TaylorT3、TaylorT4和TaylorEt的表达式，直到22PN阶，即超过牛顿项的$\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
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
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
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
Non-precessional spin-orbit effects on gravitational waves from inspiraling compact binaries to second post-Newtonian order
本文导出了自旋-轨道耦合对由准圆轨道上的自旋致密天体组成的吸气双星所发射的引力波形式的全部二阶后牛顿（2 PN）非旋进效应。牛顿对自旋轨道效应的计算（1.5PN阶）依赖于旋转物体的流体描述。我们通过在后牛顿理论中引入δ函数描述自旋对物体能量动量张量的影响来简化计算。这个描述最近被Mino，Shibata，and Tanaka（MST）在Teukolsky形式主义中使用，分析了围绕大质量黑洞运行的粒子，并且是基于Dixon之前的工作。我们计算的2 PN贡献的波形相结合的MST能量-动量张量与形式主义的Blanchet，Damour，和Iyer评估的二进制的辐射多极子，并与著名的1.5PN阶运动方程的二进制。我们的结果在2 PN阶只对波形的振幅有贡献。波形相位的长期演化是LIGO最精确测量的量，直到2.5PN阶才受到我们结果的影响，此时其他自旋轨道效应也开始发挥作用。我们计划在未来的论文中使用本文的技术评估整个2.5PN自旋轨道对长期相演化的贡献。
1997-10-31 gr-qc
Inspiraling binary charged black holes in an external magnetic field: Application of post-Newtonian dynamics in Einstein-Maxwell theory
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本文研究了在外部磁场中二元带电黑洞的后牛顿动力学，通过推导运动方程并分析引力波形，展示了强磁场对轨道演化和引力波信号特征的影响。
2026-02-02 gr-qc
Gravitational energy-momentum flow in binary systems
在广义相对论的遥平行等价理论下，研究了两个黑洞在圆轨道上的引力能动量分布。这种场的配置是很重要的，因为引力波预计将在双黑洞的螺旋和合并的最后阶段发射。我们解决了爱因斯坦场方程的近似解，描述了两个非旋转的黑洞，在$xy$平面上相互环绕，获得时空的总能量，并验证了引力结合能是负的。我们表明，只要黑洞之间的距离随着时间的推移而减小，就会发出引力辐射。如果两个黑洞在相互旋转，那么在文献中已经发现，在合并前的螺旋上升过程中，它们会以正弦曲线上下波动。对这一现象的理解需要理解二元黑洞时空中的引力能动量流。对于含时度规张量的一般双黑洞系统，引力动量的非零性可以解释自旋黑洞的摆动。
2012-01-30 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
High-order post-Newtonian expansion of the redshift invariant for eccentric-orbit non-spinning extreme-mass-ratio inspirals
计算了Schwarzschild背景下偏心轨道极端质量比吸气的广义红移不变量$\langle u^t \rangle_τ$的高阶后牛顿（PN）级数对偏心率的依赖性。这些结果是在一阶黑洞微扰理论（BHPT）下，使用Regge-Wheeler-Zerilli（RWZ）规范计算的。我们的\textsc{Mathematica}代码是基于一个熟悉的程序，使用PN扩展的Mano-Suzuki-Takasugi（MST）解析函数形式主义的$l$模式达到一定的最大值，然后使用一个直接的一般- $l$ PN扩展的RWZ方程任意高的$l$。我们计算了PN阶和偏心率幂的对偶展开式，达到10 PN相对阶和$e^{20}$。详细的知识，在每个PN阶的偏心率膨胀，使我们能够找到偏心率依赖众多的封闭形式的表达式和多个无穷级数与已知的系数。我们发现领先的对数序列的PN扩展的红移不变量，反映了类似的行为，在PN扩展的能流到无穷大。一组通量项和特殊的功能，出现在能量通量，如Peters-Mathews通量本身，被证明是重新出现在红移PN扩展。
2022-03-25 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
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
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
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
Parameter space metric for 3.5 post-Newtonian gravitational-waves from compact binary inspirals
我们推导出一个检测器的3.5后牛顿（3.5PN）固定相紧凑的二进制inspiral波形的参数空间上的度量，忽略自旋，偏心率，和有限体效应。我们证明，这导致更好的模板放置比目前的做法，使用2PN度量放置3.5PN模板：恢复的事件率提高了约10%的成本几乎增加了一倍的模板数量。质量参数之间的互相关也更准确，这将导致更好的符合检验。
2013-05-23 gr-qc physics.data-an
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
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
Post-Newtonian expansion of the spin-precession invariant for eccentric-orbit non-spinning extreme-mass-ratio inspirals to 9PN and $e^{16}$
我们计算了偏心轨道极端质量比的旋进不变量$ψ$的高阶后牛顿（PN）展开的偏心率依赖与史瓦西小学。该系列计算在一阶黑洞微扰理论通过直接解析展开的解决方案在Regge-Wheeler-Zerilli形式主义，使用的代码写在\textsc{Mathematica}。通过Mano-Suzuki-Takasugi（MST）解析函数展开形式主义的Regge-Wheeler方程的解决方案，找到了具有小值$l$的模式。通过对Regge-Wheeler方程进行PN展开，得到了大的$l$解.先前的工作已经给出了$ψ$到9.5PN阶和到$e^2$阶（即，近圆形轨道极限）。我们计算了偏心率对9 PN的膨胀，但对$e^{16}$的膨胀。它证明了有可能找到几项具有封闭形式的表达式，所有这些都与PN展开中的对数项相关联。我们还比较了我们的PN扩展到以前的数值计算$ψ$在近轨道的数值评估，以评估其收敛半径。我们发现，该系列是不是迅速收敛的一个红移不变的$r \simeq 10M$，但仍然产生$\sim 1\%$的精度偏心$e \lesssim 0.25$。
2022-06-08 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
Matching post-Newtonian and numerical relativity waveforms: systematic errors and a new phenomenological model for non-precessing black hole binaries
提出了一个新的非旋进自旋黑洞双星的旋进和并合唯象引力波形模型。我们的方法是基于后牛顿inspiral波形与基于数值相对论的二元黑洞合并波形的频域匹配。我们量化的各种可能的来源，出现在匹配后牛顿和数值相对论波形的系统误差，我们使用的匹配标准的基础上尽量减少这些错误，我们发现，主要的错误来源是那些在合并附近的后牛顿波形。给出了非进动黑洞双星引力辐射主模的解析公式，该公式描述了混合波形的现象。在当前的引力波搜索中实施它应该允许交叉检查其他吸气合并振铃波形族，并提高引力波搜索的范围。
2010-08-03 gr-qc
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
Post-Newtonian templates for binary black-hole inspirals: the effect of the horizon fluxes and the secular change in the black-hole masses and spins
本文提出包含视界通量及质量自旋长期变化修正的3.5PN双黑洞旋进模板，发现视界通量对LIGO和LISA观测系统的模板失配影响显著，而质量自旋长期变化的影响可忽略。
2023-05-18 gr-qc
Post-Newtonian templates for gravitational waves from compact binary inspirals
为了能够检测并最大限度地提高从致密双星系统观测到的引力波的物理输出，精确的波形模型的可用性至关重要。目前的工作旨在为非专家的概述（inspiral）波形中使用的引力波数据分析紧凑的二元合并。我们首先提供了一个简单的牛顿轨道动力学和线性化的引力理论中的引力辐射物理的基本要素，描述了绝热近似应用于二进制系统：在实践中构建理论引力波形的关键要素。接下来，我们在后牛顿近似的广义相对论的引力波形，并强调的基本输入的螺旋波形的缓慢发展，旋转，nonprecessing，准圆双黑洞，即后牛顿的能量，通量和（吸收校正）平衡方程。然后在时域和频域中给出后牛顿内旋模板。最后，包括合并和随后的振铃阶段，我们简要地调查了两个家庭的全波形模型的紧凑型二进制合并目前实施的LSC算法库仿真：有效的一体化方法和唯象频域模型。
2021-06-14 astro-ph.HE gr-qc
Hereditary Effects in Eccentric Compact Binary Inspirals to Third Post-Newtonian Order
虽然后牛顿理论在理解偏心致密双星的轨道动力学和引力波发射方面取得了很大的成功，但仍存在一些问题。其中最大的影响是遗传效应：与背景弯曲时空的散射（尾巴）和引力波产生引力波（记忆）有关的非线性现象。目前，这些遗传效应仅在数值上已知通过贝塞尔函数的无限和任意偏心率，封闭形式，解析结果仅在小偏心率限制。我们在这里计算，第一次，封闭形式，解析表达式的所有遗传效应的第三后牛顿秩序的二进制任意偏心率。对于尾部，我们首先渐近扩展所有贝塞尔函数在高偏心率，并找到一个超渐近系列的每个增强因子，准确到优于$10^{-3}$相对于后牛顿数值计算在所有偏心率。我们进一步提高小偏心率行为的超渐近系列生成超渐近表达式的每个增强因子，通常准确到优于$10^{-8}$在所有偏心率。对于内存，我们讨论其计算范围内的密切近似的二进制的轨道和出现的困难。我们的封闭形式的遗传通量的解析表达式，使我们能够数值计算的轨道相位是相同的，发现使用贝塞尔函数的无限总和，以两倍的数值精度。
2019-07-16 gr-qc
Computational cost for detecting inspiraling binaries using a network of laser interferometric detectors
我们扩展了先前开发的用于检测牛顿波形的相干网络数据分析策略到后牛顿（PN）波形的情况。由于PN波形取决于吸气双星的个体质量，因此参数空间维数从牛顿情况增加了一个。我们获得了模板的数量，并估计了PN波形的计算成本：对于太阳质量的下限，对于LIGO-I噪声，以及3%的最大失配，单个探测器的在线计算速度要求是几个Gflops;对于两个探测器网络，它是数百个Gflops，对于三个探测器网络，它是数十个Tflops。除了理想的网络，我们得到的结果，现实的网络，包括LIGO和处女座。最后，我们比较了重合检测策略与上述一致性策略的成本。
2001-10-08 gr-qc
