Gravitational waves in massive gravity theories: waveforms, fluxes and constraints from extreme-mass-ratio mergers
引力子是无质量的吗？在文献中，这个问题在现象学水平上得到了解决，在平坦空间的线性计算中，使用了修正的引力波色散关系。在这里，我们进行了详细的分析时，一个小粒子陷入或吸入到一个大的非旋转黑洞的引力波形。我们的结果大概也能描述黑洞的引力坍缩和超新星等爆炸事件。在大质量引力子和屏蔽理论的背景下，合并距离$1\,{\rm Gpc}$远的物体或附近星系中坍缩的恒星可以用来限制引力子的质量小于$\sim 10^{-23}\,{\rm eV}$，使用低频探测器。我们的研究结果表明，从黑洞双星偶极引力波的缺乏可能被用来完全排除这样的理论。
2018-11-19 gr-qc
Classical Sub-subleading Soft Photon and Soft Graviton Theorems in Four Spacetime Dimensions
经典的软光子和软引力子定理确定了一般经典散射过程的长波长电磁和引力波形，这些波形是由进出宏观物体的电荷和渐近动量决定的。在频率变量中执行电磁和重力波形的傅立叶变换，可以找到延迟时间的晚期和早期的电磁和重力波形。在这里扩展的形式主义在\cite{1912.06413}，我们推导出子subleading电磁和引力波形的行为像$u^{-2}(\ln u)$在早期和晚期延迟时间$u$在四维时空。我们还导出了标量QED中分析两个圈振幅的次次引导软光子定理。最后，给出了对（子）$^{n}$的主导非解析贡献的结构--主导经典软光子和引力子定理，它们在延迟时间$u$的早期和晚期表现出类似于$u^{-n}(\ln u)^{n-1}$的性质.
2020-10-28 gr-qc hep-th
Constraining mass of the graviton with GW170817
考虑了在引力波波形相位中包含引力子色散项的大质量引力子唯象模型。这种模型已经在许多工作中考虑，但它是基于一个单一的领先阶色散项。在这里，我们推导出相对论引力子发射和吸收的时间间隔之间的关系计算到${\cal O}(γ^{-6})$，其中$γ$是洛伦兹因子。将色散项引入到引力波波形的相位中，得到了两个非GR参数$1^{st}$和$-2^{nd}$后牛顿阶，它们的后验子用来约束引力子的静止质量。我们使用泰勒F2波形模型来分析事件GW 170817，并报告以下的$95\%$ -重力子的静止质量的置信上限：$m^{Low\,Spin}_{g}\leq1.305\times10^{-54}$ g和$m^{High\,Spin}_{g}\leq2.996\times10^{-54}$ g的高和低自旋先验。
2022-05-30 gr-qc hep-ph
Bounding the mass of the graviton using eccentric binaries
我们描述了一种方法，通过这种方法，偏心双星系统的引力波观测可以用来检验广义相对论的预测，引力波是无色散的。我们提出我们的结果的引力子具有非零的静止质量，或等效的非无限康普顿波长。我们对空间LISA干涉仪探测引力波后可能得到的边界进行了粗略的估计。我们发现的边界是可比的，从威尔提出的方法，和几个数量级强于其他动态（即引力波为基础的）已提出的测试。这里描述的方法具有优于先前提出的那些方法的优点，即应用简单，因为它不需要螺旋处于强场状态，也不需要与电磁信号相关。我们比较我们的结果与静态（即非引力波为基础）的测试。
2004-11-25 astro-ph gr-qc
Bounding the mass of graviton in a dynamic regime with binary pulsars
在爱因斯坦的广义相对论中，引力是由一个无质量的自旋为2的度规场介导的，而它的扩展包括引力子的质量对引力和宇宙学有着深刻的意义。在2002年，Finn和Sutton利用引力波（GW）的反作用在双星中，并给出了引力子质量的第一个界。在这里，我们提供了一个改进的分析，使用9个良好的定时二进制的单光子晶体与现象学的治疗。首先，从每个脉冲星的个人质量边界获得的频率论方法的帮助下的排序原则。引力子质量的最佳上限，$m_{g}<3.5\times10^{-20} \, {\rm eV}/c^{2}$（90%CL），脉冲星PSR B1913+16然后，利用贝叶斯定理将单个样本进行组合，得到$m_{g}<5.2\times10^{-21} \, {\rm eV}/c^{2}$（90% C. L.）对于$\ln m_g$具有统一的先验。这个极限将Finn-Sutton极限提高了10倍以上。虽然它不像GWs和太阳系那样紧密，但它提供了一个独立的和互补的动态机制。
2019-05-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraint on the mass of graviton with gravitational waves
我们考虑了引力子质量对引力波波形和天线对引力波响应的影响。我们发现，响应函数的影响是可以忽略不计的小质量。利用Fisher矩阵方法，对大质量引力理论中的大质量黑洞双星进行了天基引力波探测器参数估计。利用空间引力波探测器对大质量黑洞双星进行了一年的观测，得到大质量引力子的波长为$λ_g\gtrsim 10^{17}$ m，质量为$m_g\lesssim 10^{-60}$ kg。
2022-11-25 gr-qc
Lensing of Gravitational Waves as a Novel Probe of Graviton Mass
透镜化的引力波的衍射图案编码了关于其传播速度的信息。如果引力子有质量，引力波的色散关系和速度将以频率依赖的方式受到影响，如果波被透镜化，这将在衍射图案中留下痕迹。本文研究了由大质量引力子引起的交替色散关系对被点质量透镜（如中等质量黑洞）透镜化的引力波的影响。我们发现透镜色散引力波的波形形态比非透镜色散引力波更敏感地依赖于引力子质量。与透镜放大一起，由于透镜效应引起的波形形态的改变可以提高引力子质量的测量精度。一个单一的透镜引力波信号使我们能够测量引力子质量，其精度与$\mathcal{O}(10^3)$非透镜信号的组合测量相当。我们的方法使我们能够将透镜引力波信号纳入现有的引力子质量测量。我们的方法也可以推广到其他透镜类型，引力波源和探测器网络，为彻底理解引力波天文学时代的引力波的性质做好准备。
2021-12-22 astro-ph.HE gr-qc
2PM waveform from loop corrected soft theorems
本文提出圈修正软引力子定理的经典版本，基于重求和程函振幅计算无自旋黑洞散射的软2PM波形，验证并补充了各普适阶结果。
2024-03-01 gr-qc hep-th
Spin Dependent Gravitational Tail Memory in $D=4$
我们导出了自旋相关的引力尾记忆，它出现在第二个后闵可夫斯基（2 PM）阶，并且对于大的延迟时间$u$表现为$u^{-2}$.这个结果是由经典的$ω\lnω$阶的软引力子定理作为频率为$ω$的引力波的低频展开式得到的。首先，我们从量子软引力子定理的经典极限出发，在软展开的次-次领先阶下，推导出了一个不涉及软引力子定理的经典散射过程的结果。直接推导得到的重力波形结果与修正结果完全一致。
2021-12-13 gr-qc hep-th
Detectability of bigravity with graviton oscillations using gravitational wave observations
无幽灵双引力理论中的引力波形与广义相对论中的引力波形有偏差。主要的区别是由双引力理论中的引力子振荡引起的。我们探讨了引力子振荡引起的引力波波形修正的探测前景以及利用引力波观测约束双引力参数的前景。我们考虑的双引力模型讨论的De Felice-Nakamura-Tanaka子集的双引力模型，和唯象模型，其中的双引力参数被视为独立变量。在两种模型中，双重力波形都表现出很强的振幅调制，振幅的最大峰值可能存在一个特征频率，该频率取决于双重力参数。我们表明，有一个先进的地基激光干涉仪，如先进的LIGO，先进的处女座，和KAGRA的双重力参数的可检测区域。该区域对应于唯象模型中$μ\geq 10^{-17}~{\rm cm}^{-1}$对$\tilde{c}-1 \geq 10^{-19}$的有效引力子质量，而$μ\geq 10^{-16.5}~{\rm cm}^{-1}$对双引力模型的De Felice-Nakamura-Tanaka子集中的$κξ_c^2 \geq 10^{0.5}$的有效引力子质量，其中$\tilde{c}$是大质量引力子的传播速度，$κξ_c^2$对应于广义相对论中引力常数的修正。现有的太阳系测试并没有排除这些区域。我们还表明，在$1.4-1.4M_{\rm sun}$二进制的情况下，在$200~{\rm Mpc}$的距离，$\logμ^2$确定与${\cal O}$（…
2015-04-01 astro-ph.CO gr-qc
One-loop Gravitational Bremsstrahlung and Waveforms from a Heavy-Mass Effective Field Theory
本文利用重质量有效场论计算了后闵可夫斯基展开下次领头阶的双无自旋黑洞或中子星散射的单圈引力轫致辐射振幅，并数值得到修正后的频谱和时域波形。
2024-11-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Multi-messenger lensing time delay as a probe of the graviton mass
University of Portsmouth（朴次茅斯大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；École Normale Supérieure (ENS)（巴黎高等师范学院）
本文利用多信使引力透镜时间延迟探测引力子质量，提出了一种新的约束方法，且结果独立于透镜模型、波形模型和宇宙学参数。
2026-02-02 gr-qc
Gravitational Wave Generation via the Einstein-Langevin Equation
Universität Potsdam（波茨坦大学）
本文通过爱因斯坦-朗之万方程模拟引力子波动，探讨引力波生成的随机过程，并提出布朗浴模型以解释引力波信号的形成。
2026-02-15 gr-qc hep-th
Gravitational waves from inspiralling compact binaries in conformal gravity
我们在共形引力模型的背景下研究了致密双星在合并前的螺旋运动中引力波的产生。除了广义相对论的两个无质量引力波极化外，该模型还包含了五个大质量极化自由度。对于小质量的引力子，我们发现引力波的振幅与广义相对论相比受到强烈的抑制，并且随着合并的临近而减小，这与观测事实相矛盾。我们的结论是，这个模型与小引力子质量，包括制度，可以解释星系旋转曲线没有暗物质，不能描述所观察到的引力波事件。对于一个大的引力子质量，波形的修改，相比之下，从广义相对论，是可以忽略不计的相关距离尺度，因此，一个共形的引力模型与大引力子质量是在与LIGO/VIRGO观测一致，并导致啁啾质量和距离的估计，同意从广义相对论。
2019-04-04 gr-qc
Can the graviton have a large mass near black holes?
引力子的质量，如果不为零，通常被认为是非常小的，例如哈勃尺度，从几个观测约束。在本文中，我们提出了一个引力模型的引力子质量是非常小的，在通常的弱引力环境中，低于所有当前的引力子质量的界限，但变得更大的强引力制度，如黑洞的附近。对于该模型中的黑洞，与广义相对论的显著偏离出现在非常接近黑洞视界的地方，并改变了黑洞的准正规模，这可以从黑洞二元合并的振铃波形中提取出来。此外，视界附近引力子质量的增强可以导致后期衰荡的回波，这可以在即将到来的更高灵敏度的引力波观测中得到验证。
2022-04-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Resumming Scattering Amplitudes for Waveforms
Kyoto University（京都大学）
本文提出一种方法计算非微扰五点散射幅，并应用于双体问题中任意轨迹的引力波形。通过核物理中的Feshbach投影式启发，引入有效势能控制引力子发射，并将其与任意阶引力耦合和质量比的微扰散射幅相关联。
2026-04-20 gr-qc hep-th
Testing dispersion of gravitational waves from eccentric extreme-mass-ratio inspirals
在广义相对论中，引力波不存在色散，而一些修正的引力理论预测了引力波传播中的色散现象。在本文中，我们证明了这种分散将导致一个可观察到的波形偏差，如果轨道有大的偏心率。其机理是由于偏心率的存在，不同频率的波形模式会同时发射。在传输过程中，由于色散的存在，不同模式的到达时间会不同，从而产生波形相对于广义相对论的偏差和失相。星载探测器可以观测到这种与极端质量比吸气有关的色散现象，从而改善对引力子质量的约束。此外，我们发现，分散效应也可能受到地面探测器比目前的结果更好地约束，如果一个高度偏心的中间质量比吸气被观察到。
2020-01-16 gr-qc
Logarithmic soft graviton theorems from superrotation Ward identities
该研究证明软引力子定理的对数单圈修正可由超旋转Ward恒等式导出，通过分析辐射相空间和通量，并处理引力修饰场，同时考虑大质量粒子情形。
2025-04-24 gr-qc hep-th
Spinning waveforms from KMOC at leading order
本文通过推广 KMOC 形式并利用解析延拓，直接由三点耦合和 Compton 振幅构造了两个克尔黑洞散射的领先阶解析波形，避免了五点振幅的计算，并给出了无自旋情形下 Kovacs-Thorne 波形的新表示。
2023-11-02 gr-qc hep-th
Comparing One-loop Gravitational Bremsstrahlung Amplitudes to the Multipolar-Post-Minkowskian Waveform
本文比较单圈散射振幅与多极后闵可夫斯基引力轫致辐射波形，发现二者在低阶一致，但在二阶半后牛顿级存在显著差异，并验证了低频展开与经典软引力子结果相符。
2024-02-03 gr-qc
Spinning waveforms of scalar radiation in quadratic modified gravity
该研究利用在壳振幅方法计算二次修正引力中标量辐射的自旋波形，通过Kosower-Maybee-O'Connell形式和幺正性-因子化自举技术推导5粒子振幅，并探讨了接触项依赖及经典辐射可分辨性条件。
2025-03-30 gr-qc hep-ph hep-th
Constraining the mass of the graviton using coalescing black-hole binaries
我们研究如何以及引力子的质量可以约束引力波（GW）观测合并的二元黑洞。鉴于以前的调查采用后牛顿（PN）模板描述的信号的inspiral部分，最近的进展，在分析和数值相对论提供了分析波形模板相干描述的inspiral-merge-ringdown（IMR）信号。我们表明，搜索二进制黑洞采用IMR模板将能够约束引力子的质量更准确（约一个数量级）比搜索采用PN模板。来自GW观测站的最佳预期边界（来自Adv. LIGO的lambda_g > 7.8 x 10^13 km，来自爱因斯坦望远镜的lambda_g > 7.1 x 10^14 km，来自LISA的lambda_g > 5.9 x 10^17 km）比现有的最佳模型独立边界（来自太阳系测试的lambda_g > 2.8 x 10^12 km）好几个数量级。最重要的是，GW观测将提供来自高度动态的强场引力体系的第一个约束。
2010-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with LISA including Spin Precession and Higher Harmonics in the Waveform
我们计算的精度，一个像丽莎空间为基础的引力波探测器将能够观察到偏离广义相对论在低频近似。为此，我们引入了六个修正参数，占修改后的重力在第二个后牛顿引力波阶段的螺旋超大质量黑洞二进制与自旋进动准圆轨道。我们的实现可以被视为一个子集的ppE形式主义开发的Yunes和Pretorius，能够调查也下一个领先的顺序的影响。为了找到替代理论参数的误差分布，我们使用Fisher信息形式，对17个不同的二元黑洞质量配置进行蒙特卡罗模拟，在10^5 Msun < M < 10^8 Msun的范围内，每个参数空间中随机分布10^3个点，比较完整（FWF）和限制（RWF）版本的引力波形。我们发现双星可以大致分为两类：一类是低质量（< ~10^7 Msun），另一类是高质量（> ~10^7 Msun）。对于高质量双星，RWF对替代理论参数的误差比FWF误差高两个数量级，而对于低质量双星，RWF对替代理论参数的误差几乎相当。由于稀释的可用信息，二进制参数的准确性降低了几个因素，除了光度的距离，这是影响更严重的高质量制度。作为一个应用程序，并与以前的工作相比，我们的研究，我们计算的引力子康普顿波长的最佳下限时，使用FWF增加了约1.6倍。
2012-08-22 gr-qc
Nonlinear Gravitational Memory in the Post-Minkowskian Expansion
首次计算了广义相对论中两致密物体散射的非线性引力记忆波形，基于散射振幅表示和逆幺正性方法获得精确预测，完善了$\mathcal{O}(G^3)$多极波形知识。
2025-06-25 gr-qc hep-ph hep-th
Resummed spinning waveforms from five-point amplitudes
本文计算了自旋天体2对2散射并发射引力子的经典树图级五点振幅，提出一种无需自旋幂次展开即可计算Kerr黑洞任意自旋时域引力波形的方法，并通过引入匹配黑洞微扰理论的新Compton振幅接触项，确保波形至少在自旋四阶有效。
2024-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Post-Newtonian Waveforms from Spinning Scattering Amplitudes
利用由两个大质量粒子交换并发射引力子的5点QFT散射振幅建立的字典，导出了\textit{closed}轨道上自旋排列的双黑洞的经典引力辐射.我们明确显示的辐射线性度规扰动的横向无痕组件的协议-和相应的引力波能量通量-在未来的零无穷大，来自散射振幅和那些利用有效的世界线行动与多极后闵可夫斯基匹配。在树的层次上，这个结果在黑洞速度的前几阶和自旋的二次阶都成立。在黑洞速度的次超前阶，我们证明了无自旋极限下准圆轨道的辐射场的匹配。在辐射场的水平上，对于速度的超前阶，双黑洞质量和电流四极矩分别与标量和自旋线性散射振幅存在一一对应的关系.因此，我们明确地表明，波形，需要检测引力波从\textit{inspiraling}二元黑洞，可以得到一致的，考虑的订单，从量子\textit{scattering}振幅的经典极限。
2022-01-07 gr-qc hep-th
An Effective $S$-Matrix Approach to Low-Frequency Waveforms from Black Hole Mergers
Saitama University（埼玉大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；National Taiwan University（台湾大学）；Kyoto University（京都大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；The University of Tokyo（东京大学）
本文提出有效S-矩阵方法描述黑洞并合低频引力波形，在次领头阶揭示对数项与经典贡献的对应，并识别反冲和记忆修正，建立低频并合信息层次。
2026-09-11 gr-qc hep-th
Graviton mass bounds from space-based gravitational-wave observations of massive black hole populations
天基引力波探测器，如LISA或类似的欧空局领导的任务，将提供独特的机会来测试广义相对论。通过对多个吸气黑洞双星的观测，研究了天基探测器对引力子康普顿波长λ g=h/（m gc）的影响.我们发现，虽然对单个吸气的观测将产生平均边界λ_g~ 3 × 10 ^-15 km，但在两年的任务中观测到约50个事件的组合边界约好10倍：λ_g~ 3 × 10 ^-16 km（m_g~ 4 × 10 ^-26 eV）。边界的改进速度快于观察到的事件数量的平方根，因为通常有几个源提供的约束比平均值好三倍。这个结果只是轻微地依赖于黑洞形成的细节和探测器的特性。实际上可达到的边界应该比这个数字好一个数量级（因此几乎可以与宇宙学尺度上引力效应的静态模型相关边界竞争），因为我们的计算忽略了波形的合并/振铃部分。一个事件的集合可以明显地改善单个双星在λ_g上的边界，这一观察适用于任何理论，只要它与广义相对论的偏差由一组全局参数来参数化。
2011-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-Newtonian Multipoles from the Next-to-Leading Post-Minkowskian Gravitational Waveform
本文通过计算两体散射引力波形的树图与单圈 PM 振幅的 PN 极限及多极分解，验证其在一般频率下与经典 MPM 方法在 3PN 精度完全一致。
2024-05-21 gr-qc hep-th
Gravitational amplitudes in the Regge limit: waveforms, shock waves and unitarity cuts
INFN, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所，弗拉斯cati国家实验室）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）
本文基于Regge理论框架，研究了高能引力散射中的2→2+n幅，结合量子和经典贡献，推导了Kerr黑洞的树级散射幅及波形。
2026-01-29 gr-qc hep-ph hep-th
Testing Source Dependence in Gravitational-Wave Tests of General Relativity with Mutual Information
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
该研究提出一个基于互信息的非参数框架，用于检验引力波广义相对论检验中的偏差参数是否依赖于源性质，并在模拟和真实数据中验证了其有效性。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing Alternative Theories of Gravity using LISA
我们调查的可能的界限，可以放置在其他理论的重力使用引力波检测与建议的LISA空间干涉仪从螺旋紧凑的双星。具体地说，我们估计了Brans-Dicke型标量-张量理论的耦合参数ω的下界和假设的大质量引力子理论中引力子的康普顿波长λ g的下界。在这些理论中，引力辐射阻尼公式或波传播的修改转化为观测到的引力波形的相位演化的变化。我们通过匹配滤波技术，采用LISA灵敏度曲线发生器（SCG），可在线获得的界限。对于室女星系团中的一颗中子星，在两年的积分中，我们发现一个下限ω> 3 * 10 ^5。对于质量较低的黑洞，这个界限可以大到2 * 10^6。该界限与LISA臂长无关，但与LISA位置噪声误差成反比。引力子康普顿波长的下限范围为10^15 km至5 * 10^16 km，可以通过在宇宙学距离（3 Gpc）上对质量为10^4至10^7 M_sun的大质量双黑洞螺旋的一年观测来获得。对于最高质量的系统（10^7 M_sun），该边界与（LISA臂长）^{1/2}和（LISA加速度噪声）^{-1/2}成正比。对于其他的，因为在频谱的相关部分的白矮星混淆噪声的主导地位的界限是独立的这些参数。这些界限改进和扩展了早期的工作，其中使用的噪声曲线的解析公式。
2004-03-25 gr-qc
Gravitational Waveform: A Tale of Two Formalisms
本研究重新推导了基于量子振幅的无自旋大质量物体散射引力波形（至牛顿常数三阶），通过无伪极点重组简化后牛顿展开，厘清三个关键细节后验证了其与经典多极后闵可夫斯基结果在小速度五阶展开下的一致性。
2024-06-21 gr-qc hep-th
Gravitational scattering amplitudes in collinear and high-energy limits
Faculty of Mathematics, Physics and Natural Sciences（数学、物理与自然科学学院）
本论文研究引力散射振幅在高能和共线极限下的行为，提取次多Regge冲击因子，构建弹性H核及其辐射扩展，并联系经典散射与辐射可观测量。
2026-10-08 gr-qc hep-th
Gravitational-wave energy and other fluxes in ghost-free bigravity
在超重力引力理论中进行二元波形预测的关键因素之一是理解引力波和任何其他辐射场所携带的能量和角动量。确定适当的能量泛函在哈桑-罗森双引力理论中是不清楚的，这是一个没有幽灵的理论，有一个有质量的引力子和一个无质量的引力子。困难来自新的自由度和长度尺度，这是不存在的GR，呈现艾萨克森式的平均计算模糊。本文从作用量出发，用正则流形式计算了双引力中引力波携带的能量。正则流与GR中其他常见的能量计算一致，并且是明确的（模边界项），使其成为量化双引力或任何引力同态不变理论中引力波能量的方便选择。这一计算为未来的双重力波形建模打开了大门，以正确地包括由于引力波发射而产生的反作用。
2023-02-27 gr-qc hep-th
The Transverse-Traceless Spin-2 Gravitational Wave Cannot Be A Standalone Observable Because It Is Acausal
通过对相关格林函数的显式计算，我们证明了闵可夫斯基时空和具有常数状态方程$w$的空间平坦宇宙的引力扰动的无迹横截（TT）部分接收来自观测者过去零锥之外的孤立物质源的贡献。这意味着TT引力波（GW）不可能是一个独立的可观测的-尽管在引力波文献中广泛（明显）声称相反。关于闵可夫斯基背景，所有4个规范不变变量-两个标量，一个矢量和张量-发挥关键作用，以确保规范不变线性化黎曼张量中编码的空间潮汐力是因果关系。这些引力潮汐力并不仅仅依赖于TT引力子，而是依赖于其加速度的因果部分。然而，在远区辐射极限，平坦时空的“TT”引力子格林函数减少到因果的“TT”，这是通常用于计算引力波形。类似的评论也适用于自旋为1的光子;例如，电场并不仅仅取决于光子，而是其速度的因果部分。正如光子和线性引力子的量子理论所知，要同时对这些无质量的自旋1和自旋2态进行规范不变和洛伦兹协变的描述是有障碍的。我们的结果清楚地表明，与螺旋度-1光子和螺旋度-2线性引力子相关的量子算符都违反了微观因果关系：即，它们在平坦和宇宙时空中的光锥之外不对易。
2020-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tests of General Relativity and Alternative theories of gravity using Gravitational Wave observations
对合并紧密双星的引力波观测将是对相对论引力的强场和动力学方面的独特探索。我们提出了一个简短的回顾文献中提出的各种计划，以测试广义相对论（GR）和替代理论的重力使用inspiral波形。广义上，这些方案可以分为两类：模型相关和模型无关。在依赖模型的类别中，GW观测与代表特定理论或一类理论（如标量张量理论，动力学陈-西蒙斯理论和大质量引力子理论）的特定波形模型进行比较。模型独立测试是试图写下一个参数化的重力波形，其中自由参数对于不同的理论采取不同的值，并且（至少其中一些）可以受到GW观测的约束。我们重新审视一些建议的界限的情况下，缩小LISA配置（eLISA），并将它们与原始的LISA配置。我们还比较了地基和天基探测器的替代重力理论的预期界限，发现天基GW探测器可以以前所未有的精度测试GR和其他重力理论。然后，我们专注于最近的建议，使用奇异值分解（SVD）的Fisher信息矩阵，以提高精度后牛顿（PN）理论可以测试。我们将这些结果扩展到基于空间的探测器eLISA的情况下，并讨论其影响。
2013-02-09 astro-ph.HE gr-qc
Constraining alternative theories of gravity by gravitational waves from precessing eccentric compact binaries with LISA
我们计算如何强有力地可以把约束替代引力理论，如Brans-迪克和大质量引力子理论与LISA。本文研究了Brans-Dicke（BD）理论中由中子星和中等质量黑洞组成的致密双星以及大质量引力子理论中由两个超大质量黑洞组成的致密双星的螺旋引力波。我们使用限制的2 PN波形，包括自旋的影响。我们还考虑了岁差和轨道偏心率。为了简单起见，我们将其中一个二元组分的自旋的基准值设置为零，以便我们可以应用称为\textit{simple precession}的近似。我们对$10^4$双星进行了Monte Carlo模拟，用Fisher矩阵方法估计了双星参数的确定精度，包括双星的BD参数$ω_{\mathrm{BD}}$和引力子的康普顿波长$λ_g$。我们发现，包括自旋-自旋耦合$σ$和偏心率$e$到二进制参数降低了一个数量级的Brans-Dicke的情况下的测定精度，而它有大质量引力子理论的影响较小。另一方面，包括岁差仅增强了对$ω_{\mathrm{BD}}$的约束20 $%$，但它将对$λ_g$的约束增加了一个数量级。使用SNR= $\sqrt{200}$的$(1.4+1000)M_{\odot}$ NS/BH二进制，可以设置约束$ω_{\mathrm{BD}}>6944$，而使用3Gpc的$(10^7+10^6)M_{\odot}$ BH/BH二进制，可以平均设置$λ_g>3.06\tim…
2010-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity Through Gravitational Wave Classification: A Convolutional Neural Network Framework
Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University（海德堡大学理论物理研究所）
本文提出利用卷积神经网络框架测试广义相对论，通过模拟引力波信号和相位变形，改进分类灵敏度，并在大规模引力波数据中检测到广义相对论的偏离。
2026-05-04 astro-ph.HE cs.LG gr-qc
Multiple-scale analysis of modified gravitational-wave propagation
本文通过多尺度分析研究修改引力波传播，揭示了多自旋-2场相互作用对引力波振幅和相位的非平凡修改，为测试新引力理论提供新方法。
2025-07-31 gr-qc
Inelastic Exponentiation and Classical Gravitational Scattering at One Loop
本文计算了非弹性2到3单圈引力散射振幅，验证非弹性指数化约束，并证明N算子矩阵元为实、经典且无红外发散，为渐近波形的高阶修正提供基础。
2023-12-25 gr-qc hep-ph hep-th
Soft factors from classical scattering on the Reissner-Nordström spacetime
本文研究了$4$维Reissner-Nordström时空中由带电荷和质量的点粒子在无束缚轨道上以渐近大速度运动时的探测散射引起的扰动。由此产生的经典辐射解是引力和电磁韧致辐射。我们使用这些经典的解决方案，以获得普遍的光子和引力子软因子的贡献，在树的水平上，它具有相同的形式，在文献中指出。软因子的表达式使我们能够调查的尾部贡献的记忆效应在晚时间的重力和电磁波形。我们发现，一般情况下，从电荷的贡献占主导地位，从质量在晚时间辐射。
2020-07-27 gr-qc hep-th
From amplitudes to gravitational radiation with cubic interactions and tidal effects
本文研究了立方和潮汐相互作用对两个非自旋天体合并的螺旋相发射的引力波谱的影响。有两个独立的宇称偶三次相互作用项，我们取之为$I_1 = {R^{αβ}}_{μν} {R^{μν}}_{ρσ} {R^{ρσ}}_{αβ}$和$G_3 = I_1-2 R^α\,_μ\,^β\,_ν R^μ\,_ρ\,^ν\,_σ R^ρ\,_α\,^σ\,_β$。后者具有消失的纯引力子振幅，但修改了混合标量/引力子振幅，这对我们的研究至关重要。在有效场论的框架下，计算了由于$I_1$、$G_3$和潮汐相互作用对四极矩的修正，由此得到了在扰动过程中辐射到一阶的引力波的功率和在后闵可夫斯基展开过程中辐射到一阶的功率.的$I_1$预测是新颖的，我们发现，我们的结果为$G_3$是有关的潮汐扰动所产生的已知的四极校正，虽然物理起源的$G_3$耦合是无关的潮汐相互作用的有限大小的影响。我们通过重新计算潮汐修正和提出一个明确的场重新定义来证明这一点。在后牛顿展开中，我们的结果在首阶是完整的，对于$G_3$和潮汐相互作用，引力波通量为5 PN，对于$I_1$为6PN。最后，我们计算波形的相应修改。
2020-12-11 gr-qc hep-th
Probing soft signals of gravitational-wave memory with space-based interferometers
School of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院）；School of Frontier Sciences, Nanjing University（南京大学前沿科学中心）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学天文与空间科学学院）
本文研究未来空间激光干涉仪探测引力波记忆软信号的前景，通过模拟贝叶斯参数估计显示单个LISA-like探测器在信噪比大于10时可独立检测软位移记忆信号，联合观测可显著提高精度。
2026-10-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing modified gravitational-wave dispersion with bursts from eccentric black-hole binaries
Baylor University（贝勒大学）
本文研究了高偏心率黑洞双星爆发中引力波色散效应的影响，通过Fisher信息矩阵分析未来LIGO观测可能获得的约束，发现不同理论机制对色散参数的限制差异显著。
2026-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Bounds on tidal charges from gravitational-wave ringdown observations
本研究基于膜世界黑洞的潮汐荷拟正则谱特征，构建双黑洞并合铃宕阶段波形模型，通过贝叶斯分析GWTC-3星表数据，首次给出潮汐荷的稳健约束，强调需考虑其与黑洞内禀参数的相关性。
2024-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves in a minimal gravitational SME
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）；Khazar University（哈扎尔大学）；Damghan University（达姆甘大学）；Federal University of Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
本文研究了在最简引力SME框架下引力波的生成与传播，分析了引力波的偏振特性，并探讨了二黑洞系统源激发引力波的特性。
2026-03-13 gr-qc hep-th
Probing Gravitational Wave Speed and Dispersion with LISA Observations of Supermassive Black Hole Binary Populations
本文通过模拟 LISA 对三类超大质量黑洞双星并合群体的 5 年观测，约束引力子质量及色散系数，并展示若同时探测到电磁对应体可将引力波速度偏差限制到 10^{-13}–10^{-12} 量级。
2025-11-06 astro-ph.GA gr-qc
Constraining Lorentz-violating, Modified Dispersion Relations with Gravitational Waves
修正的引力理论一般预测违反洛伦兹不变性，这可能导致修改色散关系的引力波的传播模式。我们构造了一个参数化的色散关系，可以重现一系列已知的洛伦兹破坏预测，并研究它们对引力波传播的影响。修改后的色散关系迫使不同波长的引力波训练以略微不同的速度传播，从而导致在引力波探测器上观察到的修改后的相位演化。我们将展示如何将这种修正映射到可观察的波形和参数化的后爱因斯坦框架，提出了一系列偏离广义相对论的模型。如果引力波被探测到，那么这种修正的证据的缺乏就可以用来限制洛伦兹破坏。我们得到的约束是最严格的色散关系，规模与引力子的动量的小功率和恶化为陡峭的缩放。
2014-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves in metric-affine bumblebee gravity
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）；Khazar University（哈扎尔大学）
研究大黄蜂模型中度规-仿射公式下引力波的传播和发射，推导了修改的色散关系，分析了极化特性，并构造了推迟格林函数，评估了圆形双黑洞系统的引力辐射。
2026-05-07 gr-qc hep-ph hep-th
Classical soft theorems meet the post-Newtonian expansion
ICTP South American Institute for Fundamental Research（ICTP南美基础研究所）；Instituto de Física Teórica UNESP - Universidade Estadual Paulista（圣保罗州立大学理论物理研究所）
该工作在后牛顿框架下研究致密双星引力波形的软结构，分离红外对数并建立引力记忆效应与Sahoo-Sen软定理的直接对应，同时探讨紫外对数及其重整化群跑动。
2026-10-15 gr-qc hep-th
Spinning quadrupoles in effective field theories of gravity
本文研究了两种宇称守恒三次相互作用对双自旋物体合并准圆旋近阶段引力波频谱的影响，通过四点和五点振幅提取牛顿势与四极矩修正，计算了引力波辐射功率并在稳态相位近似下确定了波形的自旋线性阶改变。
2024-12-23 gr-qc hep-th
The electromagnetic chirp of a compact binary black hole: a phase template for the gravitational wave inspiral
当质量在10^4 ~ 10^7兆太阳之间的双黑洞（BBH）发出的引力波（GW）的轨道频率超过10^-4 ~ 10^-5 Hz时，激光干涉仪空间天线（LISA）就可以探测到。这一阶段的双星分离度约为a=100 R_g（引力半径），轨道速度为v/c=0.1量级。我们认为，在这个阶段，二进制将产生明亮的电磁（EM）辐射通过气体绑定到个人BH。两个黑洞在X射线和可能的光学波段都有自己的光球。相对论多普勒调制和透镜效应将不可避免地在EM光变曲线中留下周期性的变化，跟踪轨道运动的相位，并作为GW螺旋波形的模板。LISA在合并前几周到几个月对源进行的高级定位将使宽场X射线或光学仪器能够测量这种EM啁啾。对GW和EM啁啾信号的相位进行比较将有助于打破系统参数之间的简并性，并探测光子和引力子传播速度的分数差Δ v，其低至Δ v/c = O（10^-17）。
2017-05-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational-Wave Propagation Through the Axiverse
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究振荡的超轻标量和伪标量场对引力波传播的影响，发现其在引力波事件层面呈现振荡特征，通过GW170817事件约束标量-引力子耦合，并发现伪标量场导致的双折射效应及连续引力波源的观测潜力。
2026-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
