Gravitational wave constraints on Einstein-æther theory with LIGO/Virgo data
本文首次利用LIGO/Virgo数据检验Einstein-aether理论，通过修改IMRPhenomD_NRTidalv2构建含额外标量和矢量极化的波形模型，并对GW170817和GW190425进行参数估计，发现现有引力波数据尚不足以提供比当前观测更强的约束。
2023-11-29 gr-qc
Results of an all-sky high-frequency Einstein@Home search for continuous gravitational waves in LIGO's fifth science run
我们提出了一个高频全天空搜索的连续引力波从孤立的紧凑的物体在LIGO的第五次科学运行（S5）的数据，使用的计算能力的爱因斯坦@家志愿者计算项目。这是唯一一次专门的连续引力波搜索，在S5数据上探测这种高频范围。我们没有发现显著的候选信号，因此我们对连续引力波应变振幅设置了90%置信水平的上限。在搜索频率范围的较低端，大约1250 Hz，最受约束的上限是$5.0\times 10^{-24}$，而在较高端，大约1500 Hz，它是$6.2\times 10^{-24}$。根据这些上限，并假设主转动惯量的基准值为$10^{38}$ kg $\,$ m $^2$，我们可以排除在地球100 pc范围内，自转周期在1.3和1.6毫秒之间的椭圆率高于大约$2.8\times10^{-7}$的天体。
2017-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
High-frequency continuous gravitational waves searched in LIGO O3 public data with Einstein@Home
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））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本研究利用Einstein@Home项目在LIGO O3公开数据中搜寻高频近单色连续引力波，是该参数空间内灵敏度最高的搜寻，虽未探测到信号，但设定了引力波振幅、中子星椭率及r模振幅的严格上限，为相关天体物理研究提供了约束。
2025-08-29 gr-qc
Fully coherent follow-up of continuous gravitational-wave candidates: an application to Einstein@Home results
我们的特点，并提出了后续的方法上使用的最显着的离群值的霍夫爱因斯坦@家庭全天空搜索连续引力波arXiv：1207.7176的细节。这种后续方法基于arXiv：1303.2471中介绍的两阶段方法，包括半相干细化，然后是完全相干缩放。我们使用高斯噪声中的模拟信号来量化后续流水线的效率。该管道不搜索超出一阶频率的旋转，因此，我们也评估其对二阶旋转的鲁棒性。我们提供了Hough Einstein@Home后续（arXiv：1207.7176）的详细信息，包括三个硬件注入信号和8个来源不明的最显著离群值。
2014-05-08 gr-qc
Hierarchical follow-up of sub-threshold candidates of an all-sky Einstein@Home search for continuous gravitational waves on LIGO sixth science run data
我们报告的结果，周期性引力波的频率在50和510赫兹之间的孤立的紧凑的对象，即中子星的全天搜索。采用了一种新的分层多阶段方法，由Einstein@Home项目的计算能力支持，允许比以往任何时候都更深入地探测。来自初始搜索的1600万个亚阈值候选者[LVC，arXiv：1606.09619]在三个阶段中被跟踪。这些候选者中没有一个与孤立的引力波发射器一致，并且90%置信水平上限被放置在来自目标群体的连续波的振幅上。在170.5和171 Hz之间，我们将应变振幅h 0的最具约束性的90%置信上限设定为4.3x10-25，而在我们的频率范围的高端，我们实现了7.6x10-25的上限。这是迄今为止最具约束力的全天上限，并将距离D处以300 Hz发射的旋转致密天体的椭圆率限制为小于6x 10 -7 [d/100 pc]。
2016-08-31 astro-ph.IM gr-qc
Deep Einstein@Home all-sky search for continuous gravitational waves in LIGO O3 public data
本研究利用Einstein@Home项目与ATLAS集群的GPU资源，对LIGO O3公开数据开展全天域连续引力波搜索，经多阶段分层筛选后未发现真实信号，设定了当前该参数区间内最严格的引力波振幅、中子星椭率及r模振幅上限。
2023-06-19 astro-ph.HE gr-qc
Deep Einstein@Home search for Continuous Gravitational Waves from the Central Compact Objects in the Supernova Remnants Vela Jr. and G347.3-0.5 using LIGO public data
利用Einstein@Home分布式计算和LIGO O2/O3公开数据，对超新星遗迹Vela Jr.和G347.3-0.5中心致密天体进行深度连续引力波搜索，未发现显著信号，并设定了迄今最强的引力波幅度上限。
2024-09-02 astro-ph.HE gr-qc
Optimally setting up directed searches for continuous gravitational waves in Advanced LIGO O1 data
在本文中，我们设计了一个搜索连续引力波从三个超新星遗迹：船帆座小，仙后座A（Cas A）和G347.3。这些系统可能存在快速旋转的中子星，它们发射出准周期性的引力辐射，可以被先进的LIGO探测器探测到。我们的搜索旨在使用志愿者计算项目Einstein@Home几个月，并假设先进的LIGO探测器在首次科学运行期间的灵敏度和占空比。对于所有三个超新星遗迹，其中心致密天体的天空位置是众所周知的，但中子星的频率和自旋下降率是未知的，这使得搜索计算有限。在之前的一篇论文中，我们提出了一个通用框架，用于决定我们应该花费哪些目标的计算资源、以什么比例、我们应该为每个目标搜索什么频率和降速范围以及使用什么搜索设置。在这里，我们进一步扩展了这个框架，并将其应用于设计一个搜索，旨在检测连续的引力波信号，从最有前途的三个超新星遗迹确定为这样在以前的工作。我们的优化过程产生了对所有三个对象的宽频率和自旋下降搜索，灵敏度达到了前所未有的水平：Cas A的最小可检测引力波应变$h_0$预计将比迄今为止公布的最灵敏上限小2倍，我们提出的搜索，这是在志愿者计算项目Einstein@Home上建立和运行的，覆盖了更大的频率范围。
2017-12-20 gr-qc
Results from an Einstein@Home search for continuous gravitational waves from Cassiopeia A and Vela Jr. using LIGO O2 data
利用Einstein@Home分布式计算和LIGO O2数据，对仙后座A和船帆座Jr.中心致密天体进行迄今最广泛的连续引力波搜索，未发现显著候选信号，并将信号振幅、椭率等参数约束到物理上有意义的新水平。
2025-07-18 gr-qc hep-ph
An exploration of CUDA and CBEA for a gravitational wave data-analysis application (Einstein@Home)
我们提出了一个详细的方法，利用两个新的计算机硬件架构- CBEA和CUDA -加速科学数据分析应用程序（Einstein@Home）。我们的研究结果表明，这两种架构适合的应用程序相当好，在同一软件开发时间框架内可实现的性能，几乎是相同的。
2009-06-29 gr-qc physics.comp-ph
Inspiral-Merger-Ringdown Consistency Tests with Higher Modes on Gravitational Signals from the Second Observing Run of LIGO and Virgo
目前对广义相对论的检验是使用近似法进行的，这种近似法忽略了爱因斯坦理论完整解的一个关键特征：高阶模。我们的分析将重新评估这些测试，包括这些高阶模式的影响。我们已经选择进行吸气合并振铃一致性测试的引力瞬变探测LIGO和处女座在观测运行O2。我们使用一个近似，其中包括所有更高的模式与$\ell \le 4$（NRSur 7 dq 2），然后，对于最有趣的情况下，我们重复的测试，涉及适合数值相对论模拟。
2019-03-14 gr-qc
Confronting primordial black holes with LIGO-Virgo-KAGRA and the Einstein Telescope
本文利用LVK的GWTC-3通过贝叶斯分析约束原初黑洞模型，发现恒星级PBH不能主导冷暗物质，约1/4可探测事件归因于PBH双星，并预测Einstein Telescope可通过红移演化区分PBH与ABH。
2024-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Search for a scalar induced stochastic gravitational wave background in the third LIGO-Virgo observing run
暴胀涨落导致的原初黑洞的形成伴随着标量诱导的引力波背景。我们执行贝叶斯搜索这样的背景中的数据从先进的LIGO和处女座的第一，第二和第三次观测运行，参数化的峰值曲率功率谱的对数正态分布。调查没有发现这种背景的证据。我们将95\%的置信水平上限的积分功率的曲率功率谱峰，对于一个狭窄的宽度，达到$0.02$在$10^{17}\,{\rm Mpc}^{-1}$。由此产生的约束比BBN或CMB观测产生的约束更强。此外，我们发现，LIGO和处女座，在其设计的灵敏度，和爱因斯坦望远镜可以竞争的约束有关的丰度形成的原始黑洞。
2021-07-24 gr-qc
Detecting Beyond-Einstein Polarizations of Continuous Gravitational Waves
用下一代探测器直接探测引力波，如先进的LIGO，提供了测量与广义相对论预测偏差的机会。其中一种偏离是存在替代性极化。为了测量这些，我们研究了一个三轴脉冲星源的连续引力波的单探测器测量。我们开发的方法来检测任何偏振内容的信号，并在一个模型独立的方式来区分它们。我们提出了LIGO S5对115颗恒星的灵敏度估计。
2015-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Could the stochastic gravitational wave background from newborn magnetars be detected by the advanced LIGO and Einstein Telescope?
Institute of Astrophysics, Central China Normal University（中央师范大学天体物理研究所）
本研究基于三种磁星形成机制探究新生磁星的随机引力波背景，发现其信噪比过低，无法被先进LIGO和爱因斯坦望远镜探测到。
2025-11-11 astro-ph.HE 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
Possibility of Entanglement at LIGO!
结果表明，线性化的经典重力波$\hat{a}$ { \em la} Einstein可以在垂直于其传播方向的平面内与测试质量阵列纠缠。基于经典实在论对非上下文性的要求，导出了一个Bell-CHSH不等式，并证明了所产生的纠缠态违反了这个不等式.
2018-02-24 gr-qc quant-ph
Expanding theory testing in general relativity: LIGO and parametrized theories
由加州理工学院和麻省理工学院运营的激光干涉引力波天文台（LIGO）多次探测到引力波，被誉为证实了爱因斯坦一个世纪前的预测，即时空中以涟漪形式传播的引力波将被探测到。Yunes和Pretorius（2009）研究了LIGO基于模板的搜索是否对基本假设进行了编码，特别是假设广义相对论的背景理论是对搜索中检测到的现象的准确描述。作为回应，他们构建了参数化的后爱因斯坦（ppE）框架，该框架拓宽了这些假设，并允许在更灵活的假设下进行更广泛的测试。他们的方法与卡尔纳普（Carnap，1936）、亨佩尔（Hempel，1969）和斯坦（Stein，1992，1994）关于证实和检验的工作是一致的，但有以下共同的原则：证实不同于检验，而且，与直觉相反，修正一个理论的形式基础可以使它更广泛地经验检验。这些观点鼓励了一种方法，根据这种方法，理论可以被抽象化，为了检验的目的而定义一般结构的族。随着ppE框架和相关方法的发展，多信使天文学是对广义相对论理论框架的局限性和潜力进行深入推理的催化剂。
2020-02-10 gr-qc physics.hist-ph
Results from an Einstein@Home search for continuous gravitational waves from Cassiopeia A, Vela Jr. and G347.3
我们报告的结果最敏感的搜索周期引力波从仙后座A，船帆座小。和G347.3，频率在20和1500 Hz之间。Einstein@Home项目志愿者提供的计算能力使搜索成为可能，并在整个频率范围内对所有目标的先前结果进行了2倍的改进。我们没有发现显著的信号候选者，并设置了迄今为止最严格的上限，从目标人口的引力波信号的振幅，对应于54 $[1/ {\sqrt{\textrm{Hz}}}]$和83 $[1/ {\sqrt{\textrm{Hz}}}]$之间的灵敏度深度，这取决于目标和频率范围。在最佳应变灵敏度的频率，接近$172$ Hz，我们设置了90%的置信上限的引力波固有振幅的$h_0^{90\%}\approx 10^{-25}$，探测船帆座小椭圆率值。低至$3\times 10^{-8}$，假设距离为200 pc。
2019-03-22 astro-ph.HE gr-qc
Fundamental physics implications on higher-curvature theories from the binary black hole signals in the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
引力波天文学不仅为天体物理学领域提供了新的前景，而且也首次为在强场、非线性和动力学领域探索广义相对论开辟了一条途径，在这些领域，广义相对论的预言得到了充分的体现。我们提出了一个研究，到目前为止，由LIGO-Virgo科学合作探测到的引力波事件是否可以用来探测广义相对论的高曲率修正。特别是，我们专注于两个例子：爱因斯坦-牛顿-高斯-博内和动力学陈-西蒙斯引力。我们发现，两个事件与低质量的$m \approx 7 M_{\odot}$ BH（GW 151226和GW 170608）放置严格的限制爱因斯坦-爱因斯坦-高斯-邦尼重力，$α^{1/2}_{\rm EdGB} \lesssim 5.6$公里，而动力学陈-西蒙斯重力仍然不受引力波观测分析。
2020-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multimessenger astronomy with the Einstein Telescope
引力波在多信使天体物理学的发展中起着至关重要的作用。GW观测与其他天体物理触发器的结合，例如来自伽马射线和X射线卫星，光学/射电望远镜和中微子探测器，使我们能够破译否则无法获得的科学。在本文中，我们提供了一个广泛的审查，从多信使的角度来看，提供的第三代干涉GW探测器，特别是爱因斯坦望远镜（ET）的科学范围。我们专注于宇宙瞬变，并根据我们的估计ET的前辈GEO，LIGO和处女座获得的结果。
2010-05-11 gr-qc
An Einstein@home search for continuous gravitational waves from Cassiopeia A
我们报告的结果，定向搜索连续的引力波发射在一个广泛的频率范围（50和1000赫兹之间）从中央紧凑的超新星遗迹仙后座A（Cas A）的对象。这些数据来自LIGO的第六次科学运行，搜索是在志愿者分布式计算网络Einstein@Home上进行的。我们没有发现重要的信号候选者，并设置了迄今为止对Cas A引力波发射的最具约束力的上限，这在整个搜索范围内都超过了间接的年龄上限。在170 Hz左右（最敏感的频率范围），我们对$\sim\!\!~2.9\times 10^{-25}$的引力波振幅$h_0$设置了90%的置信上限，大约是之前对Cas A搜索的上限的两倍。上限也可以表示为对Cas A的椭圆率的限制;通过一些合理的假设，我们表明，在引力波频率大于300 Hz时，我们可以排除$\gtrsim\!\!~10^{-5}$的椭圆率。
2016-09-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Constraining black-hole horizon effects by LIGO-Virgo detections of inspiralling binary black holes
广义相对论预言，由于能量动量流流过黑洞视界，螺旋运动的黑洞质量和自旋会增长。这个视界通量的首阶项对二元黑洞的螺旋运动引入了2.5和3.5的后牛顿修正。这些修正可以通过引力波探测器测量。由于对广义相对论的适当改进仍然是一个谜，所以有可能真正的修正引力理论对测试质量的测地线引入了可以忽略的直接修正，而近视界修正是可以观察到的。我们引入一个参数化来描述任意质量和自旋增长的吸气黑洞。通过比较引力波信号和具有参数化视界通量校正的波形模型，可以限制对广义相对论的偏离。我们模拟了一组引力波信号的天体物理分布与地平线通量的修改。然后，我们进行贝叶斯分析，以获得预期的约束条件，从模拟响应的高级LIGO-Virgo探测器网络的模拟信号。我们表明，可以通过堆叠多个检测来改善约束。修正视界通量的约束条件可以用来检验一类特殊的修正引力理论，这些理论预测在黑洞视界附近的主要修正优于对广义相对论的其他类型的修正。为了在90%的置信水平下支持霍金面积定理，需要超过10000个LIGO-Virgo探测。在LIGO和未来的地面引力波探测器--爱因斯坦望远镜的寿命期内，如果修正的引力理论之一是正确的，并且该理论预测了一个强的修正，那么修正的引力理论的近视界修正是可能被探测到的。
2018-09-21 gr-qc
Overlap reduction functions for a polarized stochastic gravitational-wave background in the Einstein Telescope-Cosmic Explorer and the LISA-Taiji networks
本文将基于球谐展开的重叠减少函数计算方法推广到第三代地基 Einstein Telescope-Cosmic Explorer 网络及 LISA-Taiji 空间联合任务，以分析极化随机引力波背景。
2023-06-04 astro-ph.IM gr-qc
X-ray guided gravitational-wave search for binary neutron star merger remnants
对一些短伽马射线暴的X射线观测表明，长寿命的中子星可以形成为双中子星合并的残余物。我们开发了一个引力波探测管道的长寿命的双中子星合并残留这些对应的电磁观测引导。以GRB 140903 A的X射线数据为例，利用先进LIGO系统和爱因斯坦望远镜，在设计灵敏度下，确定了探测到引力波信号的距离。假设基准椭圆率为$10^{-2}$，这样的引力波原则上可以被高级LIGO探测到$\sim$ 20 Mpc，爱因斯坦望远镜探测到$\sim$ 450 Mpc。然而，在实践中，我们可以排除如此高的椭圆率值，因为引力波发射的总能量将大于系统的总转动能量预算。我们展示了如何使用这些观测结果来放置使用这些能量的椭圆率的上限。对于GRB 140903 A，椭圆率的上限是$10^{-3}$，这使得高级LIGO和爱因斯坦望远镜的可探测距离分别降低到$\sim$ 2 Mpc和$\sim$ 45 Mpc。
2018-08-19 astro-ph.HE gr-qc
Probing compact dark matter with gravitational wave fringes detected by the Einstein Telescope
与天体的电磁辐射不同，双星合并产生的引力波具有更长的波长和相干性。对于地基GW探测器，当源和地球之间的透镜物体具有质量$\sim 1-10^5M_\odot$时，应考虑衍射效应，因为啁啾波长与屏障的尺度（其史瓦西半径）相当。因此，波形将失真为条纹。在这项工作中，我们表明，来自第三代GW探测器（如爱因斯坦望远镜（ET））的信号将是探测致密暗物质（CDM）或原始黑洞性质的确凿证据。当透镜质量较小时，透镜效应的检测变得更困难。ET比LIGO更灵敏，对CDM质量$>5M_\odot$的约束是有效的，而LIGO只能检测质量$>100M_\odot$。对于条纹的零搜索，一年的ET观测可以将CDM密度分数限制为质量范围$M_{\rm{CDM}}=10M_\odot-100M_\odot$内的$\sim10^{-2}-10^{-5}$。
2020-05-16 astro-ph.CO gr-qc
GRB/GW association: Long-short GRB candidates, time-lag, measuring gravitational wave velocity and testing Einstein's equivalence principle
短持续时间的伽马射线暴（SGRB）被广泛认为是由致密双星的合并提供动力的，例如中子星双星或可能的中子星-黑洞双星。虽然利用先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）/VIRGO网络探测具有引力波（GW）信号的SGRB的前景是有希望的，但在预期的先进LIGO/VIRGO灵敏度范围内，还没有发现已知的SGRB。然而，我们发现，两个长短GRB（GRB 060505和GRB 060614）可能是在先进的GW探测器的视野。在即将到来的GW天文学时代，一些长短GRB的合并起源，如GRB 060614中显示的macronova签名所青睐的，可以明确地测试。模型依赖的时间滞后之间的合并和发病的伽玛射线暴的即时排放的估计。在模型预测和GW天文学时代预期的真实数据之间的这种时间滞后的比较将有助于揭示在中央引擎发生的物理过程（包括相对论流出的发射，合并期间喷射的致密物质流出的出现，以及伽马射线的辐射）。我们还表明，GWs的速度，有或没有爱因斯坦的等效原理的同时测试，可以直接测量到$\sim 3\times 10^{-8}~{\rm cm~s^{-1}}$的精度，甚至更好的先进的LIGO/VIRGO时代。天体物理学杂志，卷
2016-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Weyl gauge symmetry at LIGO-Virgo-KAGRA
National Institute of Physics and Nuclear Engineering (IFIN)（罗马尼亚国家物理与核工程研究所）
利用 LIGO-Virgo-KAGRA 网络探测引力波，研究外尔规范引力理论的极化模式。通过将测地线偏差方程转换到外尔几何，在德西特背景下计算极化模式，发现除张量模式外还有矢量模式，为外尔规范对称性提供证据。
2026-08-13 gr-qc hep-ph hep-th
Testing Einstein's Weak Equivalence Principle With Gravitational Waves
在假设观测到的来自天文源的关联粒子之间的时间延迟由它们运动所通过的引力场决定的情况下，可以得到爱因斯坦弱等效原理（WEP）的保守约束。当前对WEP的限制主要基于观察到的具有不同能量的光子的时间延迟。非常需要开发包括引力波（GW）扇区的更精确的测试。先进的LIGO/VIRGO系统对引力波的探测将为约束WEP提供有吸引力的候选者，将测试扩展到引力相互作用，具有潜在的更高精度。考虑到先进的LIGO/VIRGO网络的能力和源方向的不确定性，我们表明，GWs和电磁信号的联合检测可以探测WEP的精度下降到$10^{-10}$，这是一个数量级比以前的限制，和7个数量级比多信使（光子和中微子）的超新星1987 A的结果更紧密。
2016-08-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Einstein@Home Discovery of 24 Pulsars in the Parkes Multi-beam Pulsar Survey
我们已经进行了一个新的搜索在紧凑的双星系统中的Parkes多波束脉冲星巡天（PMPS）的数据，采用新的方法来消除多普勒调制的二进制运动。这使得对致密双星中的双星具有无与伦比的灵敏度。分布式志愿者计算项目Einstein@Home提供了大约17000 CPU核心年的计算时间，该项目具有大约1 PFlop/s的持续计算能力。在我们的搜索中，我们发现了24个新的双星，其中18个是孤立的双星，6个是双星系统的成员。尽管宽的滤波器组通道和相对较慢的采样时间的PMPS数据，我们发现具有非常大的比率的色散测量（DM）的自旋周期的恒星。PSR J1748-3009是已知DM最高的毫秒脉冲星（约420 pc/cc）。我们还发现了PSR J1840-0643，它是一个轨道周期为937天的双星系统，是已知的第四大双星系统。新的脉冲星J1750-2536可能属于罕见的中等质量双星。其中三个孤立的恒星在其发射中显示出长期的零或不稳定性，进一步增加了这个不断增长的家族。我们的发现证明了分布式志愿者计算对数据驱动天文学的价值，以及将新的分析方法应用于广泛搜索的数据的重要性。
2013-08-21 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Searching for Gravitational Radiation from Binary Black Hole MACHOs in the Galactic Halo
激光干涉引力波天文台（LIGO）是新一代引力辐射探测器之一。1916年，爱因斯坦首次预言了引力辐射的存在，然而引力波还没有被直接观测到。引力辐射的一个来源是内旋双星。两个紧密的天体相互绕轨道运行，例如一对黑洞，会因引力辐射而失去能量。当系统失去能量时，物体会螺旋式地相互靠近。这导致它们的轨道速度和引力辐射量增加，在LIGO敏感波段产生特征性的“啁啾”波形。本论文利用LIGO观测数据的匹配滤波技术，在银河系周围的暗物质晕中寻找低质量双星系统。对大麦云星云中恒星引力微透镜事件的观测表明，晕中的一部分暗物质可能以大质量天体物理致密晕天体（MACHO）的形式存在。有人提出，在早期宇宙中形成的低质量黑洞可能是MACHO人口的一个组成部分;这些黑洞MACHO的一部分将在双星系统中，并可被LIGO探测到。由两个0.5太阳质量的黑洞组成的双星的螺旋进入LIGO敏感波段40 Hz左右。线性调频信号的幅度和频率增加，在140秒内扫过敏感频带至4400 Hz。利用微透镜事件的证据和理论预测的人口的上限被放置在星系晕中的黑洞O吸气率。
2007-05-10 gr-qc
Impact of Schumann resonances on the Einstein Telescope and projections for the magnetic coupling function
舒曼共振形式的相关磁噪声可能会对未来地球引力波探测器的引力波背景搜索造成限制。我们考虑在爱因斯坦望远镜的候选地点记录的磁活动，并预测必要的措施，以确保磁污染不会对第三代探测器的科学目标构成威胁。除了全球的磁场效应，我们研究了当地的磁噪声和它可能对共处干涉仪的影响。我们将我们的结果表示为磁场到干涉仪臂的耦合函数的上限，这意味着进入应变通道的任何较大的磁耦合值将导致检测器灵敏度的降低。对于低于$\sim 30$ Hz的引力波背景搜索，爱因斯坦望远镜的磁隔离耦合必须比目前先进的LIGO和Virgo探测器测量的要好两到四个数量级。
2022-05-30 gr-qc
Gravitational waveforms for high spin and high mass-ratio binary black holes: A synergistic use of numerical-relativity codes
观测和描述来自双黑洞的引力波需要对预期波形有准确的了解。波形的后期螺旋和合并相位通过全三维爱因斯坦方程的直接数值积分获得。光谱爱因斯坦代码（SpEC）利用多域伪光谱方法紧密适应的黑洞的几何形状，它是计算效率和准确的，但-高质量比和大自旋-有时需要手动微调的合并阶段的二进制文件。爱因斯坦工具包（ET）采用有限差分法和移动穿刺技术，它是计算效率较低，但高度鲁棒。对于一些高质量比和大自旋的合并，SpEC中使用的有效的数值算法失败了，而ET中使用的简单算法是成功的。鉴于迫切需要测试目前用于LIGO和Virgo推断分析的波形模型的准确性，以获得高质量比和自旋，我们在这里提出了一种协同方法来实现数值相对论：我们将SpEC和ET波形组合成完整的吸气合并振铃波形，利用吸气期间伪谱码的计算效率，以及有限差分码在合并时的鲁棒性。我们验证我们的方法对两个代码的完整波形的情况下，计算三个新的混合数值相对论波形，并将它们与目前在LIGO和处女座科学中使用的分析波形模型进行比较。所有的波形和混合代码都是公开的。
2018-10-24 gr-qc
First constraints on compact binary environments from LIGO-Virgo data
本研究首次基于LIGO-Virgo的引力波事件数据约束致密双星的天体物理环境，未发现环境效应存在的证据，给出了介质密度上限，指出环境效应可能偏置真空模型的参数恢复，并预测未来探测器可探测相关环境效应。
2024-08-15 astro-ph.GA gr-qc
Einstein@Home discovery of a Double-Neutron Star Binary in the PALFA Survey
我们在这里报告Einstein@Home发现PSR J1913+1102，这是一颗27.3毫秒的脉冲星，发现于正在进行的Arecibo PALFA脉冲星调查的数据中。该脉冲星位于一个4.95小时的双中子星（DNS）系统中，偏心率为0.089。利用Arecibo 305米望远镜的射电计时，我们测得近星点的前进速率为5.632（18）度/年。假设广义相对论精确地模拟了轨道运动，这相当于系统的总质量为2.875（14）太阳质量，与迄今已知的最大质量的DNS B1913+16的质量相似，但离心率要小得多。小的离心率表明，第二次形成的中子星（PSR J1913+1102的伴星）诞生于一颗超新星，伴随着非常小的反冲和质量损失。在这种情况下，这个伴星很可能是一颗轻（1.2太阳质量）的中子星，因此这个系统是高度不对称的。对伴星无线电脉冲的搜索没有发现任何合理的探测结果，所以我们还不能证实这种质量不对称。到2016年底，定时观测应能探测到另外两个后开普勒参数：爱因斯坦延迟，这将使精确的质量测量和验证系统可能的质量不对称性成为可能;以及由于发射引力波而引起的轨道衰减，这将使对引力辐射特性的另一次测试成为可能。后一种效应将导致系统在~0.5 Gyr内合并。
2016-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The potential of advanced ground-based gravitational wave detectors to detect generic deviations from general relativity
我们讨论了先进的地基引力波探测器，如LIGO，处女座，和KAGRA检测引力波形的一般偏差从广义相对论的预测的潜力。我们使用参数化的后爱因斯坦形式主义的偏差的特征，并评估什么程度的偏差是可检测的，通过使用基于贝叶斯统计的近似决策方案。通过对单个引力波事件的观测，我们发现对于不同质量的双星，存在参数化后爱因斯坦参数的可探测区域。该地区不排除目前现有的二元脉冲星观测的参数化后爱因斯坦参数在更高的后牛顿秩序。我们还发现，忽略轨道偏心率或潮汐变形的影响不会导致显着的偏差的通用偏离广义相对论的可检测区域。
2016-09-13 gr-qc
Bose-Einstein-condensed scalar field dark matter and the gravitational wave background from inflation: new cosmological constraints and its detectability by LIGO
我们考虑了另一种冷暗物质候选者，超轻玻色子（$m>10^{-22}$ eV）描述的复杂标量场（SFDM）与全球U（1）对称性，与共动粒子数密度守恒粒子生产后，在标准的再加热。我们允许排斥性的自我作用。在Lambda-SFDM宇宙中，SFDM开始是相对论性的，从刚性（w=1）演化到辐射状（w=1/3），在后期变成非相对论性（w=0）。因此，一个僵硬的SFDM主导的时代之前，熟悉的辐射主导的时代。因此，SFDM粒子质量$m$和四次自相互作用强度λ受到宇宙学观测量的约束，N_{eff}是BBN期间中微子种类的有效数量，z_{eq}是物质辐射等效红移。由于暴胀产生的随机引力波背景（SGWB）在刚性SFDM主导的时期被放大，它也可以贡献足够大的辐射分量来影响这些观测值。值得注意的是，这种放大使得该SGWB可以通过当前的GW实验检测到，例如，aLIGO/室女座和LISA，满足宇宙学约束的Lambda-SFDM模型，再热温度T_{re}和目前允许的张量标量比$r$值的范围。对于给定的r和$λ/(mc^2)^2$，每个T_{re}的边际允许的Lambda-SFDM模型具有满足宇宙学约束的最小m。例如，对于r=0.01和$λ/(mc^2)^2=10^{-18}$ eV $^{-1}$ cm $^3$的边际允许模型，aLIGO O 1运行的零检测排除了8.75*10^3< T_{re}（GeV）<1.…
2017-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Science Case for the Einstein Telescope
爱因斯坦望远镜（ET）是欧洲第三代地基引力波探测器，是第二代探测器（如Advanced LIGO，Advanced Virgo和KAGRA）的演变，可能在2030年代中期运行。ET将用引力波探索宇宙，直到宇宙学距离。我们讨论了它的主要科学目标及其在天体物理学，宇宙学和基础物理学方面的发现潜力。
2020-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the ringdown scalar polarization of gravitational waves in Einstein scalar Gauss-Bonnet gravity
本研究针对EsGB引力下双黑洞并合铃振阶段的标量波建模，验证其标量极化特性，量化探测可行性，发现当前探测器无法探测相关信号，下一代探测器或可测量。
2023-06-13 gr-qc
Recent searches for continuous gravitational waves
引力波天文学在2015年9月戏剧性地开启，LIGO发现了一个遥远而巨大的双黑洞合并。最近发现的中子星双星合并，随后是伽马射线暴和千诺瓦，加强了这个新时代的兴奋，我们可能很快就会看到其他引力波的来源，包括连续的，几乎单色的信号。潜在的连续波（CW）源包括快速旋转的银河系中子星和更奇异的可能性，如黑洞周围的轴子玻色爱因斯坦“云”的发射。先进的LIGO数据的最新搜索，更敏感的未来搜索的前景进行了讨论。
2017-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on ultra-slow-roll inflation from the third LIGO-Virgo observing run
超慢卷暴胀过程中的非吸引子演化导致超视界曲率扰动放大，从而产生强的、可探测的随机引力波背景。在这封信中，我们寻找这样一个随机的引力波背景的数据从第三个LIGO-Virgo观测运行和USR暴胀模型的限制。在95%置信水平下，USR阶段的$e$ -折叠数被约束为$ΔN \lesssim 2.9$，并且在尺度$2.9\times10^5 ~\mathrm{pc^{-1}} \lesssim k \lesssim 1.7\times10^{11}~\mathrm{pc^{-1}}$下，USR阶段期间放大的曲率扰动的功率谱被约束为$\log_{10}P_{R\mathrm{p}}<-1.7$。此外，我们还预测了未来实验对USR暴胀的抑制能力，发现LISA和Taiji的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-3.6}$，Cosmic Explore和Einstein Telescope的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-3.3}$，DECIGO和Big Bang Observer的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-5.5}$，Square Kilometre Array的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-5.2}$.
2023-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From LIGO to Fiber- Compact Sagnac Interferometer for Gravitational-Wave Detection
本文提出了一种基于萨格纳克的光纤干涉仪，用于实现更紧凑、成本更低的引力波探测系统，以克服现有迈克尔逊干涉仪的局限性。
2025-11-23 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Gravitational waves 100 years after Einstein
LIGO-VIRGO的合作已经在地球上直接探测到了两个大质量黑洞在天文距离上碰撞和合并产生的引力波信号。这一重大发现开辟了引力天文学的道路，它应该彻底改变我们对大尺度宇宙结构的理解，特别是黑洞的形成机制及其在宇宙演化中的作用，可能出现的多信使天文学与电磁辐射联合，以及更好地评价广义相对论相对于其他基本相互作用的地位。广义相对论中关于两体问题的理论和数值计算工作在解释和破译引力波信号时起着非常重要的作用。
2017-06-23 gr-qc physics.pop-ph
Cylindrical gravitational impulse wave
本研究结合Pomeransky逆散射法与Piran等人的方法，求解Jordan-Ehlers时空下的Einstein场方程，得到带复共轭极点的两孤子引力波解，在特定条件下可导出Einstein-Rosen波与Chandrasekhar超越波，拓展了柱面引力波的构造路径。
2025-06-11 gr-qc
A Systematic Study of the Stochastic Gravitational-Wave Background due to Stellar Core Collapse
恒星核心坍缩事件预计会通过几种机制产生引力波，由于目前对这些事件的数值模拟的限制，其中大部分尚未完全理解。在本文中，我们从一个经验的函数形式，适合现有的模拟恒星核心坍缩的引力波谱，并整合在宇宙中的所有坍缩事件，以估计由此产生的随机引力波背景。然后，我们使用高斯函数形式分别拟合和模拟的核心塌陷应变谱，这可能是由于即时对流的低频峰值。我们系统地研究了这两种模型的参数空间，以及组合的情况下，并调查其可探测性即将到来的引力波探测器，如先进的LIGO和爱因斯坦望远镜。假设核心坍缩超新星的祖先的现实形成率，我们的结果表明，这两个模型都比Advanced LIGO的预期灵敏度低2- 4个数量级，比爱因斯坦望远镜低1- 2个数量级。
2017-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Cosmography with gravitational waves I: Taylor expansion in the low-redshift regime
Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦农村大学）
本文研究了当前及下一代引力波探测器利用电磁明亮标准 sirens 约束宇宙学参数的能力，发现DECIGO在H_0、q_0和j_0的测量精度上优于其他探测器。
2026-09-24 astro-ph.CO gr-qc
Theoretical Physics Implications of Gravitational Wave Observation with Future Detectors
引力波编码了关于相对未被探索的极端重力状态的性质的宝贵信息，其中重力相互作用是强烈的、非线性的和高度动态的。最近由先进的LIGO观测到的引力波提供了对这一机制的第一次一瞥，允许在理论物理的不同方面提取新的推论。例如，这些探测提供了对引力子质量的限制，引力扇区中的洛伦兹破坏，大额外维度的存在，牛顿引力常量的时间变化，以及引力波的修正色散关系。然而，这些限制中的许多还不能与例如通过太阳系观测或脉冲双星观测获得的限制相竞争。在本文中，我们研究的程度，理论物理推断得出的引力波观测将加强与未来探测器的探测。我们考虑未来的地基探测器，如LIGO级扩展A+，旅行者，宇宙探测器和爱因斯坦望远镜，以及各种配置的天基探测器LISA。我们发现，天基探测器将把广义相对论的约束高达12个数量级更严格地比目前的aLIGO边界，但这些基于空间的约束是与地面的宇宙探测器或爱因斯坦望远镜获得的。我们还普遍发现，在仪器的灵敏度频带在低频率的改善导致大的改善，在某些类别的约束，而在高频率的灵敏度改善导致更温和的增益。这些结果加强了未来探测器开发的案例，同时提供了可能对未来设计决策有用的额外信息。
2017-04-26 gr-qc
A Mock Data Challenge for the Einstein Gravitational-Wave Telescope
爱因斯坦望远镜（Einstein Telescope，ET）是第三代引力波天文台。它的振幅灵敏度将比先进的LIGO和Virgo高出10倍，它还可以将低频灵敏度扩展到1- 3 Hz，而先进探测器的灵敏度为10- 20 Hz。这样的观测站将有可能观测各种不同的GW源，包括宇宙学距离上的紧凑双星系统。ET对双星中子星（BNS）合并的预期达到了红移$z\simeq 2$，可检测到的BNS合并的速率可能高达每几十秒或几百秒一次，每次持续数天。在ET敏感频段内，ET阳性率为100%。在这样一个信号丰富的环境中，数据分析的一个关键问题是是否可以区分重叠信号。在本文中，我们模拟的GW信号从宇宙人口的BNS和问以下问题：这个人口创造一个混乱的背景，限制ET的能力，以检测前景来源？当前算法在区分重叠BNS信号方面的效率如何？是否有可能通过将来自ET天文台不同探测器的数据互相关来辨别数据中存在的信号群？我们发现，目前用于分析LIGO和Virgo数据的算法已经足够强大，可以检测到ET中预期的来源，但需要新的算法来充分利用ET数据。
2012-08-07 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Torsional oscillations of crystalline color-superconducting hybrid stars: Possible sources for Advanced LIGO?
在致密恒星内部，非受限的夸克物质可能以结晶色超导相存在。在广义相对论中，我们研究了具有晶态色超导夸克物质核的致密星的扭转振荡。根据晶体核心的大小和间隙参数$Δ$的值，我们发现，扭转振荡模式的频率范围可以从几百赫兹到几千赫兹为我们的典型的$1.4 M_\odot$紧凑型恒星模型。我们还研究了在脉冲星毛刺事件中探测这些模式发出的引力波信号的前景。假设船帆座故障释放的能量中至少有$10\%$可以被引导到振荡模式，我们发现爱因斯坦望远镜应该能够在相当一般的情况下检测到这些信号。此外，如果晶体核心的大小与恒星半径相当，并且间隙参数在$Δ\sim 5$ MeV下相对较小，则Advanced LIGO的信噪比可以达到$\sim$ 10。我们乐观的结果表明，当第二代引力波探测器在未来几年上线时，我们可能已经能够探测晶体色超导夸克物质的性质。
2014-01-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Observation of eccentric binary black hole mergers with second and third generation gravitational wave detector networks
[摘要]我们介绍了偏心、非旋转、Inspiral-Gaussian-process Merger Approximant（ENIGMA）波形模型的改进版本。我们发现，这个现成的使用模型可以：（一）产生物理上一致的信号时，超过1 M的样本选择的$m_{\{1,\,2\}}\in[5M_{\odot},\,50M_{\odot}]$参数空间，和整个范围的二进制倾角采样;（二）产生波形在0.04秒内从初始引力波频率$f_{\textrm{GW}} =15\,\textrm{Hz}$和采样率为8192 Hz;和（iii）重现准圆形合并的物理。我们利用ENIGMA计算预期的信噪比（SNR）分布的偏心双黑洞合并假设存在的第二代和第三代引力波探测器网络，包括双LIGO探测器，处女座，KAGRA，LIGO-India，LIGO型探测器在澳大利亚，宇宙探测器，和爱因斯坦望远镜。在先进的LIGO型探测器的背景下，我们发现，偏心合并的SNR总是大于准圆形合并的系统与$e_0\leq0.4$在$f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$，即使偏心信号的时间跨度只是三分之一的准圆形系统具有相同的总质量和质量比。对于宇宙探测器型探测器网络，我们发现偏心合并有类似的SNR比准圆形系统的$e_0\leq0.3$在$f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$。在$f_…
2021-04-13 astro-ph.HE gr-qc
Coherent follow-up of Continuous Gravitational Wave candidates: minimal required observation time
我们推导出两种不同的方法来计算所需的最小积分时间的一个完全相干的后续候选人在宽参数空间半相干搜索，如全局相关StackSlide搜索使用Einstein@Home。我们数值比较这些方法的集成时间和计算成本。在蒙特卡洛研究中，我们证实，我们可以实现所需的检测概率。
2012-03-16 gr-qc
Gravitational waves from binary axionic black holes
在最近的一篇论文中，我们证明了一个最小耦合的、自相互作用的质量为$m$的标量场可以形成质量为$M=\sqrt{3}/(4m)$（普朗克单位）的黑洞。如果暗物质是由轴子组成的，它们可以形成小团，对于QCD轴子来说，它们的质量低于这个值。在这项工作中，它表明，对于一个场景中的轴子质量取决于温度为$m \propto T^{-6}$，微型集群质量高于$0.32\,M_\odot$，对应于一个轴子质量的$3\times 10^{-10}$电子伏特，超过$M$，可以崩溃成黑洞。如果这些黑洞的一小部分处于二元系统中，那么在螺旋阶段发射的引力波就可以被LIGO或VIRGO等先进干涉仪以及计划中的爱因斯坦望远镜探测到。对于每年一次事件的探测率，二进制分数的下限分别为LIGO和爱因斯坦望远镜的$10^{-4}$和$10^{-6}$。
2019-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tight constraints on Einstein-dilation-Gauss-Bonnet gravity from GW190412 and GW190814
引力波（GW）数据可以用来检验广义相对论的高度非线性和强场制度。修改后的引力理论，如爱因斯坦膨胀-高斯-博内和动力学陈-西蒙斯可以测试与先进的LIGO/处女座的第三次观测运行的上半年检测到的额外的GW信号。具体来说，我们分析了GW 190412和GW 190814的引力波数据，以限制这两个理论的参数。我们的结果表明动力学Chern-Simons引力仍然是不受约束的。对于Einstein-dilation-Gauss-Bonnet引力，在考虑GW 190814的数据时，假设它是一个黑洞双星，我们发现了$\sqrt{α_{\rm EdGB}}\lesssim 0.40\,\rm km$.与第一次引力波瞬变星表事件所设定的约束相比，这样的约束被改进了大约$10$的因子。
2021-07-08 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Simultaneous estimation of astrophysical and cosmological stochastic gravitational-wave backgrounds with terrestrial detectors
最近的Advanced LIGO和Advanced Virgo联合观测运行并没有声称检测到随机引力波背景，但人们预计随着探测器灵敏度的提高，这种情况会发生变化。声称一个真正的检测的挑战将立即成功的困难有关的信号的来源，有助于it.In本文中，我们认为背景，包括紧凑的二进制合并和额外的宇宙学来源，我们同时设置这些背景的上限。我们发现，先进的LIGO，先进的处女座网络，在设计灵敏度，将不允许分离的来源，我们认为。第三代探测器对大多数单个的紧凑双星合并敏感，可以通过减去单个源来减少天体物理信号，并可能揭示宇宙学背景。我们的贝叶斯分析表明，假设一个探测器网络包含宇宙探测器和爱因斯坦望远镜和合理水平的个人源扣除，我们可以检测到宇宙信号$Ω_{\rm{CS}} (25\,\rm{Hz})=4.5 \times 10^{-13}$宇宙弦，和$Ω_{\rm BPL}(25\,\rm{Hz})= 2.2 \times 10^{-13}$早期宇宙相变的破幂律模型。
2020-11-11 gr-qc
