Forecasting Sensitivity to Modified Dispersion Effects in Pulsar Timing Arrays
École polytechnique, Institut polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（宇宙物理与数学卡弗里研究所（WPI），UTIAS，东京大学）
本文研究了脉冲星定时阵列中修改色散关系对重力波背景探测的影响，通过Fisher分析预测相速度不确定性，并考虑样本方差效应，提出未来30年内需观测才能检测到光速偏差的预报。
2026-03-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On the overlap reduction function of pulsar timing array searches for gravitational waves in modified gravity
本文研究修改引力中PTA引力波搜索的重叠约化函数，发现自相关系数Γ_aa的发散是非物理的，提供了精确解析表达式，并修正了超光速相速度下的Γ_ab结果，为拟合修改引力理论到PTA数据奠定基础。
2025-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Review on tests of General Relativity And Modified Gravity Using Pulsar Timing
在这篇评论中，我们的目的是描述最严格的测试强等效原理，广义相对论的基本原则，使用脉冲星计时。为此，我们首先构造了参数化后牛顿和后开普勒形式及其参数。然后，我们约束后牛顿参数相关联的违反强等效原理与最严格的测试，使用脉冲星计时技术。我们将特别看到，这些界限是对违反原则的最严格的限制。最后，我们将讨论这些结果对标量张量理论以及大质量引力的影响。我们会发现，可能的标量-张量理论集可以被严格缩减，然而在大质量引力的情况下，精确度不足以探测引力子的预测质量。
2019-06-07 gr-qc
Mapping gravitational-wave backgrounds in modified theories of gravity using pulsar timing arrays
我们扩展了我们以前的工作应用CMB技术的引力波背景的映射，具有非GR偏振的背景。我们的分析和结果是在脉冲星定时阵列观测的背景下提出的，但是总体方法是通用的，并且可以很容易地应用于LIGO或eLISA观测，使用适当修改的响应函数。解析表达式的脉冲星定时响应引力波与非GR偏振的背景，允许信号被映射到整个天空中的任何所需的分辨率的自旋加权球谐分解的每一个模式。我们还推导出各种非GR偏振的脉冲星定时重叠减少函数，找到标量横向（“呼吸”）和矢量纵向偏振的各向异性背景的解析形式，和标量纵向背景的半解析形式。我们的研究结果表明，脉冲星定时观测将是完全不敏感的标量横模各向异性的极化振幅超越偶极，和各向异性的功率超越四极。类似于我们以前的研究结果，脉冲星定时观测缺乏横向无痕张量背景的张量旋度模式的敏感性，我们也发现矢量纵向背景的矢量旋度模式不敏感。
2015-06-29 gr-qc
Updated constraints on modified gravity from binary pulsars
本文利用三颗双脉冲星的最新高精度计时数据，通过 TEMPO2 与 MCMC 贝叶斯分析联合约束牛顿常数变化及偶极引力辐射，所得结果与广义相对论一致。
2025-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Comparing solar-system, binary-pulsar, and gravitational-wave tests of gravity
这个演讲是基于我与Thibault Damour合作的工作。我们比较了不同类别的引力实验的探测能力：太阳系测试（弱场制度），脉冲双星测试（强场制度），和未来的引力波观测的吸气双星（强场效应检测在我们的弱引力场条件）。这是在广义相对论最自然的替代理论类别中完成的，即张量-标量理论，其中引力相互作用由一个张量场（g_munu）和一个或几个标量场（phi）介导。我们的主要结论是，强场实验与弱场实验在性质上是不同的：强场实验限制了太阳系中与广义相对论严格不可区分的理论。我们还表明，二进制脉冲星的数据是如此精确，他们已经排除了标量效应可能已被检测到与LIGO或处女座的理论。这就证明，在广义相对论中计算“啁啾”模板是足够的。
1999-03-15 gr-qc
Impact of Charge on the Stability of Pulsar SAX J1748.9-2021 in Modified Symmetric Teleparallel Gravity
本文在修改对称远平行引力框架下，利用Krori-Barua度规和线性$f(Q)$模型研究电荷对脉冲星SAX J1748.9-2021稳定性的影响，并通过多种物理条件验证其稳定性与观测数据相符。
2024-11-01 gr-qc
Binary-pulsar tests of strong-field gravity
这个演讲是基于我自1991年以来与Thibault Damour合作的工作。统一理论，像超弦一样，预言了引力子标量伙伴的存在。这种引力理论在弱场条件下（太阳系实验）可以非常接近广义相对论，但在强场条件下（靠近致密体，如中子星）可能会严重偏离广义相对论。因此，二进制数是测试这些理论的最佳工具。本演讲介绍了四个主要的双星脉冲星实验，并讨论了它们对一类张量-标量理论的约束。结果表明，它们排除了太阳系中某些与广义相对论严格不可区分的模型。这说明了双星脉冲星和太阳系相对论引力测试之间的质的差异。
1996-12-16 astro-ph gr-qc
Probing the solar interior with lensed gravitational waves from known pulsars
本研究提出利用已知脉冲星发出的经太阳引力透镜作用的引力波探测太阳内部，通过Fisher分析选取三颗脉冲星，给出了测量透镜特征和重构太阳密度剖面的信噪比条件。
2023-10-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Pulse redshift of pulsar timing array signals for all possible gravitational wave polarizations in modified general relativity
脉冲星计时阵列（PTA）有望探测频率范围为10^-9 ~ 10^-6 Hz的引力波（GW）。这反过来也提供了一个机会，以测试广义相对论在低频区的理论。用PTA检测GWs的中心概念在于测量由于GWs通过而导致的脉冲星信号的到达时间差，即脉冲被红移。本文给出了由于对广义相对论的修正而引起的GW的所有六种可能偏振的红移计算的完整推导。我们讨论了红移的平滑性和相关的性质在临界点，GW源直接位于脉冲星的后面。从我们的数学讨论中，我们得出结论，红移必须被不同地分裂成偏振部分（模式函数）和干涉部分，以避免模式函数中的不连续性和奇异性。这种模式的功能选择同意与一个单一的检测器臂干涉仪使用的公式。最后，我们提供了一个一般的表达式，它可以在原则上被用于任何频率的光散射和GW，而不调用低频率的假设，并使用上述假设，我们开发的表达式到第一阶的应变，并找到校正项的正则红移公式。
2020-08-28 astro-ph.IM gr-qc
Pulsar tests of the graviton mass
在爱因斯坦的广义相对论中，引力是用一个无质量的自旋为2的度规场来描述的，而广义相对论中包含引力子的质量项对引力和宇宙学有着深远的意义。除了在太阳系中进行的引力实验和最近的引力波（GW）实验外，脉冲星计时观测为检验引力子的无质量性提供了补充手段。在这篇文章中，我概述了三种方法在探测引力子的质量从精确计时的双星通过修改的引力辐射（因此，所观察到的阻尼率的轨道周期），以及从脉冲星定时阵列（PTA）的实验通过修改的Hellings-Downs角相关曲线。这些测试探索引力在运动学和动力学方面的不同方面，补充了其他类型的测试，并为引力的基本理论提供了有价值的信息。
2020-09-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The effect of $f(R,T)$ modified gravity on mass and radius of pulsar HerX1
该研究利用$f(R,T)$修正引力场方程求解球对称时空，得到脉冲星HerX1的质量和半径，并导出能量-动量张量分量，以检验物质与几何的耦合效应。
2023-06-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining models of modified gravity with the double pulsar PSR J0737-3039A/B system
本文利用PSR J 0737 -3039双脉冲星系统的轨道周期P_b与用系统参数计算的纯开普勒周期P^（0）=2π \sqrt{a^3/G(m_A+m_B)}之间的Δ P = -1.772341 +/-13.153788 s，而系统参数的确定与开普勒定律本身无关，为了对一些修正引力模型（f（R），Yukawa第五力，MOND）施加约束。影响Δ P的主要误差来源不是唯象测量周期（δP_b=4 × 10^-6 s）中的误差，而是由相对半长轴a引起的计算开普勒周期中的系统不确定性δP^（0），而这主要是由恒星质量比R和sin i的误差引起的。我们得到|κ| < 0.8 10^-26 m^-2，该参数在f（R）框架中是理论非线性的度量，|α|第五种力强度参数< 5.5 10^-4（λ \approx a=0.006 AU）。MOND的强加速机制所预测的影响太小了，以至于在今天和将来都无法有效地加以限制。考虑到这样一个重要系统的连续定时，在不久的将来可能会发生这样的情况，即有可能获得更严格的约束。
2007-08-24 astro-ph gr-qc nucl-th
Modeling the uncertainties of solar-system ephemerides for robust gravitational-wave searches with pulsar timing arrays
一旦我们将脉冲到达太阳系的时间与太阳系的惯性静止坐标系联系起来，脉冲星发射的规律性就变得显而易见了。由此可见，在确定地球相对于太阳系重心的位置时，误差可能会在脉冲星定时剩余时间序列中表现为时间相关偏差，从而影响脉冲星定时阵列对低频引力波的搜索。事实上，最近的阵列数据集产生不同的引力波背景上限和检测统计分析时，与不同的太阳系星历。重要的是，星历表通常不提供可用的误差表示。在这篇文章中，我们描述的动机，建设和应用的物理模型的太阳系星历的不确定性，重点是自由度（木星的轨道要素）最相关的引力波搜索与脉冲星定时阵列。该模型BayesEphem用于在NANOGrav的11年随机背景搜索中获得星历稳健的结果，并为NANOGrav和其他联盟的未来搜索提供了基础。这里报告的分析和模拟表明，星历表建模降低了11年数据集的引力波敏感性，这种退化将消失与改进星历表和更长的脉冲星定时数据集，将在不久的将来成为可用。
2020-01-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Testing DGP modified gravity in the Solar System
在这次演讲中，我们回顾了在太阳系中测试多维Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）模型的观点。与巨大的气态行星相反，内行星在不久的将来产生了最有希望的情景。
2006-12-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Tensor-scalar gravity and binary-pulsar experiments
最近在引力的张量-标量理论中发现的一些非微扰强场效应被解释为铁磁性的标量模拟：“自发标量化”。在强引力场的条件下，这种现象导致了与广义相对论的非常显著的偏差，特别是脉冲双星实验。与太阳系实验相反，当弱场标量耦合趋于零时，这些偏差不一定消失。我们计算标量的“形状因子“测量这些偏差，特别是一个参数进入脉冲星定时可观测的伽马通过标量场引起的变化的脉冲星的惯性矩。张量-标量理论和双星脉冲星实验之间的对抗的探索性研究表明，非微扰标量场效应已经非常严格地限制在三个双星脉冲星系统的已公布的数据。我们对比脉冲星实验的探测能力与太阳系的绘制区域，他们排除在一个通用的二维平面的张量-标量理论。
1996-02-27 astro-ph gr-qc hep-th
Differentiating Between Modified Gravity Theories in the Solar System
在以前工作的基础上，我们重新研究了在太阳系引力势鞍点附近测试改进牛顿动力学的可能性，通过即将到来的LISA探路者任务的扩展。我们扩展了目前的分析，以包括这些理论的准线性公式，这些理论是由完全相对论性修改的引力理论产生的。使用类似的定量和定性工具，我们证明，在一般情况下，仪器响应和典型的信噪比，这样的测试将是不同的。最后，我们调查的限制，从一个负面的结果和参数化的自由函数。
2014-03-21 astro-ph.CO gr-qc
Binary-pulsar tests of strong-field gravity and gravitational radiation damping
本次演讲回顾了双星脉冲星数据对引力理论的约束，重点是“标量张量”理论，这是广义相对论的最佳替代方案。我们还记得，双星脉冲星实验与太阳系实验在性质上是不同的，这是因为在像中子星这样的致密天体中可能出现非微扰强场效应，而且人们可以观察到引力辐射阻尼效应。在太阳系中，有些理论与广义相对论是严格不可区分的，但它们已被脉冲双星观测所排除。在过去的几个月里，发表了一些令人印象深刻的新实验数据。今天，最具约束力的脉冲双星不再是著名的（赫尔斯-泰勒）PSR B 1913 +16，而是中子星-白矮星系统PSR J 1141 -6545。特别是，在“理论空间”的一个区域，太阳能系统测试被认为是最严格的限制; PSR J1141-6545现在几乎同样强大。我们还评论了未来干涉仪探测引力波的可能标量场效应。引力子的标量伙伴的存在可能会被LISA空间实验检测到，但我们已经知道它对LIGO和VIRGO的影响可以忽略不计，因此广义相对论波模板可以安全地用于这些地面干涉仪。
2004-02-02 astro-ph gr-qc
The solar system test for the general modified gravity theories
在过去的几十年里，人们提出了各种版本的修正引力理论来模拟暗物质的效应。与传统的牛顿动力学或相对论动力学相比，这些理论在动力学方程中加入了一些额外的视力项来代替暗物质的作用。一般来说，额外的视力项通常与半径成比例，因此只有在大尺度上，这种效应才能解释星系或星系团中丢失的质量。尽管如此，在太阳系这样的小结构中仍然可以观察到这种明显的效应。本文推导了在一般修正引力理论下，太阳系行星岁差角贡献的一般解析公式，其中视外力项可以写成半径的幂律形式$r$或$r$中的指数函数形式。我们已经测试了三种流行的修正引力理论，修正牛顿动力学（MOND），涌现引力（EG）和修正引力（MOG）。特别地，基于太阳系数据，我们对MOND中常用的两种通用插值函数的参数进行了约束。我们的结果可以普遍适用于修改的惯性和修改的重力版本的MOND。
2022-12-02 astro-ph.EP gr-qc
Constraining alternative polarization states of gravitational waves from individual black hole binaries using pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列对单个超大质量黑洞双星在其早期螺旋阶段产生的引力波扰动非常敏感。修正的重力理论允许发射重力偶极辐射，相对于低轨道速度的四极辐射，这种辐射增强，使早期的螺旋成为测试修正重力效应存在的理想状态。使用理论不可知论的描述修改后的引力理论的基础上的参数化后爱因斯坦的框架，我们探索的可能性检测偏离广义相对论使用模拟脉冲星定时阵列数据，并提供预测的约束条件，可以实现。我们推广的{ \tt enterprise}脉冲星定时软件，以考虑可能的额外的偏振状态和修改的相位演化，并研究如何准确地模拟信号的参数可以恢复。我们发现，虽然纯偶极模型可以部分恢复纯四极信号，但当使用具有所有极化状态的完整模型时，几乎不可能出现混淆。由于没有信号存在，并使用噪声水平在当代阵列中看到的，我们产生预测的上限，可以放置在替代偏振模式的振幅作为源的天空位置的函数。
2019-04-04 astro-ph.HE gr-qc
Shapiro delay measurement of a two solar mass neutron star
中子星由已知存在于我们宇宙中的致密物质组成，因此为探索超核密度下冷物质的性质提供了独特的实验室。测量这些天体的质量或半径可以强烈地约束中子星物质状态方程，从而约束中子星的内部组成。在这方面，作为毫秒射电脉冲星可见的中子星特别有用，因为对射电脉冲的定时观测提供了对脉冲星运动和周围时空度量的极其精确的探测。特别是对于双星系统中的脉冲星，广义相对论夏皮罗延迟的检测使我们能够高精度地推断出中子星及其双星伴星的质量。在这里，我们提出了无线电计时观测的二进制毫秒脉冲星PSR J1614-2230，它显示了强大的夏皮罗延迟签名。1.97 +/- 0.04 M_sun的脉冲星质量是迄今为止测量的最高值，有效地排除了密度与核饱和密度相当的超子，玻色子或自由夸克的存在。
2010-10-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Gravitational Wave Parity-Violating Strain from Pulsar Glitches in Chern-Simons Modified Gravity
University of South Carolina（南卡罗来纳大学）
该研究在动力学陈-西蒙斯引力框架下分析脉冲星周期跃变的引力波双折射效应，推导修正扰动方程与偏振不对称性规律，发现毫秒脉冲星相关信号可达当前地面探测器灵敏度的四个数量级，但实际受信噪比限制。
2026-08-26 gr-qc hep-th
Solar System experiments do not yet veto modified gravity models
本文重新讨论了修正引力理论与标量张量引力理论之间的动力学等价性，并得出结论：修正引力理论在广义相对论的限制下是不成立的。在这两类理论中，对宇宙学扰动的规范独立分析独立地支持了这一结论。因此，标量-张量引力的PPN形式和太阳系实验并不像以前认为的那样否决修正引力。
2006-07-05 gr-qc
A Modified Gravity and its Consequences for the Solar System, Astrophysics and Cosmology
相对论修正引力（MOG）理论导致一个自洽的，稳定的引力理论，可以描述太阳系，星系和星系团的数据和宇宙学。
2006-12-17 gr-qc
The gravitational-wave background null hypothesis: Characterizing noise in millisecond pulsar arrival times with the Parkes Pulsar Timing Array
本文为Parkes脉冲星计时阵列第三次数据发布构建了详细的毫秒脉冲星噪声模型，验证了计时残差的高斯性，并证明该模型使恢复的共谱噪声与超大质量黑洞双星产生的引力波背景预测值一致。
2023-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Solar System Tests in Modified Teleparallel Gravity
本文在基于任意函数$f(T,B)$的修正的遥平行引力理论中研究了不同的太阳系检验，该函数依赖于标量挠率$T$和边界项$B$。要做到这一点，我们首先找到新的扰动球对称解决方案周围史瓦西不同的幂律形式的任意拉格朗日。然后，我们计算了每个模型的光子球，近日点位移，光偏转，卡西尼实验，夏皮罗延迟和引力红移。最后，我们将这些计算与来自这些太阳系测试的不同已知实验进行比较，以在上述模型上设置不同的界限。然后，我们得出结论，$f(T,B)$是兼容的，这些太阳系的实验与宇宙学相关的参数范围很广。
2020-10-12 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Testing Gravity with Frequency-Dependent Overlap Reduction Function in Pulsar Timing Array
本研究给出脉冲星计时阵列重叠缩减函数的多极矩系数解析表达式，结合CPTA数据的频率依赖ORF约束引力波相速度，为纳赫兹波段检验修正引力理论提供新路径。
2024-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Testing No slip model with pulsar timing arrays: NANOGrav and IPTA
基于PTA的暴胀解释，本文研究了修正引力下的no slip模型，通过两种参数化求得张量微扰转移函数，并利用NANOGrav和IPTA数据约束了模型参数，发现参数间存在简并且当前数据精度受限。
2024-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Test of Gravity with Pulsar Timing Arrays
本文研究如何通过脉冲星计时阵列测量随机引力波背景来检验广义相对论，发现引力修正色散关系会导致角分布最小角度偏移，该偏移对相速度变化敏感，可用于区分色散关系修正与额外极化模式的影响。
2023-04-14 astro-ph.CO gr-qc
Putting Yukawa-like Modified Gravity (MOG) on the test in the Solar System
我们处理一个Yukawa像远程修改模型的重力（MOG），最近允许成功地容纳许多天体物理和宇宙学的功能，而不诉诸暗物质。在太阳系尺度上，MOG预测了行星近日点\varpi的逆行长期岁差，它的存在已经在这里通过观测估计的Pitjeva修正与不同行星对的标准牛顿/爱因斯坦近日点岁差的比率进行了测试。事实证明，MOG在目前的形式下，在天体物理尺度上是现象学上成功的，在太阳系中被排除在3sigma以上的水平。如果其他天文学家团队能够独立地估算出他们自己的近日点额外岁差，那么就有可能重复这样的测试。
2008-11-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Finite distance effects on the Hellings-Downs curve in modified gravity
Institute for Theoretical Physics, Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学理论物理研究所）
本文研究了修改引力中引力波亚光速传播时有限距离效应对脉冲星计时阵列重叠缩减函数的影响，发现其可消除小角发散，并给出与自相关精确匹配的小角极限值。
2024-08-09 astro-ph.CO gr-qc
Solar system constraints on multi-field theories of modified dynamics
任何可行的修正牛顿动力学（MOND）理论，如修正引力理论，都可能需要除了通常的广义相对论张量场之外的场。对于这样的理论，MOND现象学来自于一个有效的第五种力，它可能与一个标量场有关。在这里，我认为这样的理论所施加的太阳系现象学的约束，主要是由没有显着偏离平方反比的吸引力在太阳系内，以及可检测的本地首选帧的影响。当前的多场论例子可以被构造成满足这些约束条件，这样的理论不可避免地导致外太阳系中的反常非平方反比力。
2006-04-20 astro-ph gr-qc
Constraining the anomalous coupling of gravitational waves with double pulsar
我们重新审视的轨道周期的衰变发生在二进制系统中，由于发射的引力波在修改后的重力模型的上下文中的耦合$G_{gw}$之间的物质和壳层引力子被允许不同于牛顿常数$G_N$。使用最精确的轨道参数的双星，双脉冲星，我们限制的比率$G_{gw}/G_N$的水平$10^{-4}$，提高了两个数量级，目前的约束。
2022-11-19 gr-qc
Looking for a new test of general relativity in the solar system
本文讨论了三种测量太阳-地球-卫星系统共线拉格朗日点L_1和L_2位置的牛顿值的广义相对论修正的原理方法。所有方法都是基于时间测量。第一种方法利用脉冲星发射信号和两个接收天线分别位于L1和L2。第二种方法是基于拉格朗日点本身的相对论定位系统。前两种方法主要依赖于L1和L2的时钟同步。第三种方法在稳定点L4或L5处结合脉冲星和人造发射器，形成共线点L1和L2定位的基础。进一步的可能性被提到，并考虑测量的可行性。
2018-01-22 astro-ph.EP gr-qc
Scalar and Vector Field Constraints, Deflection of Light and Lensing in Modified Gravity (MOG)
通过将Jordan标架中的度规与能量动量张量进行共形耦合，筛选出修正引力（MOG）中标量场引力耦合强度$G$。标量场获得的质量取决于当地的物质密度：标量场粒子对于太阳和地球来说是有质量的，与宇宙学和天体物理学中的低密度环境相比，那里的密度很高。加上矢量场$ϕ_μ$的筛选，这保证了太阳系重力测试的满意度。共形度规耦合到电磁物质场和能量动量张量，对太阳的屏蔽$G$和太阳对光的偏转以及MOG中的Shapiro时间延迟与广义相对论一致.对于星系和星系团，增强的引力耦合常数$G$导致与没有暗物质的引力透镜一致。对于致密的脉冲双星，$G$的屏蔽消除了双极和偶极引力辐射模，与脉冲双星的计时数据一致。
2014-10-06 astro-ph.GA gr-qc
Tests of Modified Gravity Theories in the Solar System
Imperial College, London（伦敦帝国理工学院）
本研究提出利用即将开展的LISA Pathfinder（LPF）任务，通过牛顿引力场鞍点周围的异常潮汐应力效应，在太阳系中检验修正牛顿动力学等优先加速度标度引力理论，分析显示该检验在LPF能力范围内，并探讨了不同结果下的理论约束路径。
2014-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Solar GES-structure modified with EiBI gravity
本文提出 EiBI 引力修正下的太阳 GES 等离子体平衡模型，发现太阳表面边界外移 14.28%，并改变相关势、场与 Mach 数。
2024-12-02 astro-ph.SR gr-qc physics.plasm-ph
New test of modified gravity with gravitational wave experiments
本文提出利用引力波三点关联探测随机背景中的标量极化，作为检验修正引力理论的新方法，并推导了响应函数与最优估计器。
2025-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Unifying inflation with LambdaCDM epoch in modified f(R) gravity consistent with Solar System tests
我们提出了两个现实的f（R）和一个F（G）修正引力，它们与局域检验和宇宙学边界是一致的。这类理论的典型性质是有效宇宙学常数历元的存在，使得早期暴胀和晚期宇宙加速自然地统一在一个模型中。结果表明，经典的不稳定性不出现在这里，牛顿定律是尊重。对可能出现的反重力区和相关的理论修正进行了讨论。
2007-10-14 astro-ph gr-qc hep-th
A Massive Pulsar in a Compact Relativistic Binary
许多基于物理动机的对广义相对论（GR）的扩展预言了大质量中子星周围时空性质的显著偏差。本文报道了一颗质量为2.01 +/- 0.04太阳质量的脉冲星在2.46小时轨道上的测量结果，它的质量为0.172 +/- 0.003太阳质量的白矮星。高脉冲星质量和紧凑的轨道使这个系统成为以前未经测试的强场重力制度的敏感实验室。到目前为止，观测到的轨道衰减与GR一致，支持其有效性，即使在系统中存在的极端条件下。由此产生的限制偏差支持使用GR为基础的模板地面引力波探测器。此外，该系统加强了最近对致密物质性质的限制，并为双星天体物理学和脉冲星回收提供了见解。
2013-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR cond-mat.quant-gas
The relativistic pulsar-white dwarf binary PSR J1738+0333 I. Mass determination and evolutionary history
PSR J1738 + 0333是已知被一颗足够明亮的白矮星伴星环绕的四颗毫秒双星之一。其中，它的轨道周期最短，这使得它对一系列天体物理和重力相关问题特别感兴趣。本文对这颗白矮星伴星进行了分光光度研究，并推断了它的视向速度曲线、有效温度、表面重力和光度。我们发现该白矮星具有与具有厚氢包层的低质量白矮星一致的性质，并利用相应的质量-半径关系推断其质量：M_WD = 0.181 +/-+0.007/-0.005太阳质量。结合由径向速度和精确的脉冲星时间星历推断的质量比q = 8.1 +/-0.2，中子星的质量被限制为MPSR = 1.47 +/-+0.07/-0.06太阳质量。与预期相反，后者仅略高于卡拉塞卡的限制。我们发现，即使中子星的诞生质量只有1.20太阳质量，离开白矮星前身表面的物质中有60%以上逃离了系统。通过精确测定组分质量，约束了广义相对论预测的轨道衰变，从而在基础物理实验室中改变了这个系统。目前，该协议是在1西格玛观察到的衰减。假设广义相对论是正确的，进一步的无线电定时观测将允许对白矮星模型进行精确的测试。
2012-07-10 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole-Pulsar Binaries
双星系统使我们能够对引力进行精确的测试，并对广义相对论以外的广泛理论提出了严格的限制。目前和未来的射电望远镜，如FAST、SKA和MeerKAT，可能会发现一个新的天体物理系统，即围绕黑洞运行的脉冲星，这将为我们探测引力提供新的来源。本文系统地研究了利用这类黑洞-脉冲双星检验广义相对论的前景。我们首先找到一个映射之间的一般非爱因斯坦参数的轨道衰减率和理论常数在各种修改后的引力理论，然后总结这个映射与一个现成的使用列表。我们在这里研究的理论包括标量张量理论，变化的$G$理论，大质量引力理论，一般屏蔽引力和二次曲率校正理论。接下来，我们使用FAST/SKA的轨道衰减率的模拟测量精度来推导通用非爱因斯坦参数的投影上界。我们发现，当修正进入负后牛顿阶时，黑洞-双星系统的束缚比中子星-脉冲星和中子星-白矮星双星系统的束缚强几个数量级。通过映射这些边界上的通用参数的各种修改后的引力理论，我们发现，可以约束牛顿常数$G$的时间变化是可比的，并补充目前最强的约束从太阳系的实验。我们还研究了如何从黑洞-双星的黑洞四极矩测量中探测二次引力。我们发现，宇称违反部门的二次引力的界限可以比目前的界限强六个数量级。这些结果表明，未来黑洞-双星的新发现将为进一步探测引力提供强有力的方法。
2020-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with compact-body orbits: A modified Einstein-Infeld-Hoffmann framework
我们描述了一个一般的框架，用于分析轨道的系统包含紧凑的对象（中子星或黑洞）在一类拉格朗日为基础的替代理论的重力，也承认一个全球性的首选参考系。该框架是基于Eardley和Will提出的改进的Einstein-Infeld-Hoffmann（EIH）形式主义，推广到包括违反洛伦兹的可能性，偏好框架效应。它使用后牛顿$N$-体拉格朗日量，其任意参数取决于引力理论和对物体内部结构对其运动的影响进行编码的"灵敏度"。我们确定了Einstein-Eichler和Khronometric矢量张量引力理论的修正EIH参数。我们发现，相对于优选普适坐标系的运动对一类超圆脉冲星-白矮星双星等含中子星双星系统的轨道参数有影响，这种影响的幅度依赖于"强场"优选坐标系参数$\hat{\,\,α}_1$和${\hat{\,\,α}}_2$，并将其与基本修正EIH参数联系起来。我们还用修正的EIH参数确定了包含脉冲星J0337 + 1715的三重系统中的"Nordtvedt效应"的振幅。
2018-03-16 gr-qc
Tests of Classical Gravity with Radio Pulsars
本文回顾脉冲星观测与计时基础，介绍利用多颗脉冲星开展的广义相对论强场检验，阐述中子星结构对检验的影响，说明脉冲星计时在约束修正引力理论中的作用，并展望相关新望远镜与多手段协同前景。
2023-12-17 astro-ph.HE gr-qc
