Testing pseudo-complex general relativity with gravitational waves
我们展示了如何使用来自凝聚致密物体的引力波信号来测试伪复广义相对论模型。该模型在弱场极限下与爱因斯坦引力一致，但在近视界区域显著发散，某些参数范围排除了黑洞的存在。我们表明，简单的限制，可以放置在模型中的inspiral和ringdown阶段合并紧凑的对象。我们将进一步讨论这些界限如何与目前的观测极限。特别是，对于以前在文献中考虑的最小场景，引力波观测能够将伪复广义相对论参数约束到需要存在黑洞视界的值。
2017-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data: recent progress and future developments
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验，包括太阳系的实验和双星的观测。在过去的五年里，强场机制的研究取得了重大进展，现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状，讨论了其最新进展和未来发展。
2021-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Testing Relativity with High-Energy Astrophysical Neutrinos
最近对高能天体物理中微子的观测可以用来限制从引力的量子理论中出现的对洛伦兹不变性的违反。我们执行阈值和切伦科夫分析，通过约100万至10^{20}的因子改进现有边界。
2013-08-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing General Relativity with the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜是一个毫米VLBI阵列，旨在拍摄银河系中心黑洞和M87星系的第一张照片，具有视界尺度分辨率。测量黑洞投射在周围辐射上的阴影的形状和大小可以检验宇宙审查猜想和无毛定理，并可能找到黑洞量子结构经典效应的证据。对吸积流中相干结构的观测可能会导致对黑洞自旋及其时空其他性质的精确测量。对于银河系中心的黑洞Sgr A*，恒星轨道岁差的测量和轨道恒星的定时监测为事件视界望远镜的引力测试提供了补充途径。
2018-06-26 astro-ph.HE
Testing General Relativity with Gravitational Waves
引力波源为我们提供了独特的测试平台，用于探测引力的强场、动力学和非线性方面。在本章中，我们对利用引力波检验广义相对论的现状和前景做了简要的概述。特别是，我们专注于三个理论不可知论的测试（参数化测试，inspiral-merger-ringdown一致性测试，和引力波传播测试），并解释如何可以应用这些测试的例子修改引力理论。最后，我们给出了一些悬而未决的问题，需要解决进行更精确的测试重力与引力波。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data
本文是一篇简洁的教学性综述，介绍了广义相对论通过诸多观测检验的背景，以及强场检验领域的进展，重点梳理了利用黑洞X射线数据检验广义相对论的前沿现状。
2023-12-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with NuSTAR data of Galactic Black Holes
爱因斯坦的广义相对论预言天体物理学上的黑洞周围的时空度规可以用克尔解来描述。在这项工作中，我们采用国家的最先进的相对论反射模型来分析一组选定的银河系黑洞的NuSTAR光谱，以获得最强大的和精确的限制克尔黑洞假设今天可能。我们的约束比其他电磁技术的约束严格得多，并且对于某些源，我们得到的约束比目前从引力波得到的约束更强。
2021-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with the stellar-mass black hole in LMC X-1 using the continuum-fitting method
用电磁辐射测量黑洞自旋的两种主要方法是铁线法和连续拟合法。它们可以被自然地扩展，用于探测黑洞周围的时空几何和在强场区检验广义相对论。在过去的几年里，有一些重要的工作是使用铁线法来测试黑洞的性质。在这封信中，我们使用连续拟合的方法，我们展示了它的能力，约束周围的时空几何黑洞通过分析17 RXTE数据的X射线双星LMC X-1。
2020-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Comment on "A limit on the variation of the speed of light arising from quantum gravity effects" aka "Testing Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510"
最近，费米GBM和LAT合作组织报告了他们的新观测数据，这些数据不利于相当多的量子引力理论，包括对量子波动方程进行非线性（对数）修正的理论。我们发现，后者仍然远远没有被排除：它不仅能够解释新的数据，而且其现象学意义比以前预期的更广泛（更有趣）。
2009-11-30 astro-ph.HE physics.gen-ph
Testing general relativity with supermassive black holes using X-ray reflection spectroscopy
本文回顾了我们目前通过研究超大质量黑洞的反射谱在强场区检验广义相对论的努力。到目前为止，我们已经分析了11个来源的观测NuSTAR，朱雀，雨燕，和XMM-牛顿。我们的结果与广义相对论是一致的，根据广义相对论，天体物理黑洞周围的时空度规应该很好地近似于Kerr解。我们讨论了我们的模型中的系统的不确定性，我们提出了一个初步的研究，其中一些对测量的时空度规的影响。
2019-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with the reflection spectrum of the supermassive black hole in 1H0707$-$495
最近，我们将X射线反射模型relxill推广到天体物理黑洞强引力场中检验时空度规。在本信中，我们采用这个扩展模型来分析XMM-牛顿，NuSTAR，和斯威夫特数据的超大质量黑洞在1H 0707 -495和测试偏离克尔度规参数化的约翰森变形参数$α_{13}$。我们的结果与1H 0707 -495中黑洞周围的时空度规由Kerr解描述的假设是一致的。
2018-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Boundary-to-Bound Correspondence with Numerical Relativity
本研究通过大量双黑洞数值相对论模拟，在非微扰区域检验B2B对应关系，发现该关系在广泛偏心率范围内不成立，明确了其适用限制，并近似给出束缚与非束缚相对论相遇的分界线。
2024-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole X-Ray Data and ABHModels
本文回顾了利用黑洞X射线数据检验广义相对论强场特性的当前研究工作，并详细介绍了ABHModels平台上提供的公开代码。
2024-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Testing General Relativity with NuSTAR data of Galactic Black Holes : II
Xinjiang Astronomical Observatory, CAS（中国科学院新疆天文台）；Fudan University（复旦大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Southern Methodist University（南卫理公会大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute（乌鲁伯格天文研究所）
利用NuSTAR数据测试广义相对论，通过分析四个X射线双星的观测结果，验证克尔解的适用性。
2026-01-05 astro-ph.HE
A Gaussian process framework for testing general relativity with gravitational waves
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）
本文提出一种高斯过程框架，用于在二进制黑洞并合引力波信号中检测广义相对论的偏离，通过局部化时间与特征频率约束，对GW190701_203306的引力波应变偏离限制在7%以内。
2026-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing quantum-spacetime relativity with gamma-ray telescopes
对伽马射线暴的观测被用来测试光子速度的动量依赖性，部分原因是一些量子时空情景分析中报告的初步结果。用于这些目的的到达时间、光子动量和源的红移之间的关系假设相对论对称性的“崩溃”，这意味着它是一个不满足相对性原理的优选框架方案。相对论对称性的“变形”的备择假设，通过采用观测者之间相对论变换的变形定律来保持相对性原理，到目前为止还不能在伽马射线暴观测中得到检验，因为还不知道如何在膨胀的时空中用公式表达它。我们在这里提供了这样一个配方，我们发现，也为变形的情况下，伽玛射线暴数据的分析，使我们非常接近所需的“普朗克尺度的灵敏度”。
2010-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with X-ray reflection spectroscopy: The Konoplya-Rezzolla-Zhidenko parametrization
X射线反射光谱学是强场区检验广义相对论的一种很有前途的技术，因为它可以用来检验克尔黑洞假设。在这种情况下，Konoplya，Rezzolla \& Zhidenko（Phys. Rev. D93，064015，2016）提出的参数变形黑洞度量形成了一类重要的非克尔黑洞。我们实现这一类的黑洞度量在\textsc{relxill\_nk}，这是一个框架，我们已经开发的非克尔黑洞使用X射线反射光谱测试。我们进行了定性分析的效果的领导阶强场变形参数的典型观测，如最内层的稳定圆轨道和反射谱。我们还提出了第一个X射线约束的一些变形参数的度量，使用\textit{Suzaku}数据从超大质量黑洞在方舟564，并比较它们与获得（或预期）从其他观测技术，如引力波和黑洞成像。
2021-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Comparing Bayes factors and hierarchical inference for testing general relativity with gravitational waves
在用引力波测试广义相对论的背景下，用多个事件获得的约束通常通过分层形式主义或通过组合的乘法贝叶斯因子来组合。我们发现，众所周知的依赖贝叶斯因子的分析先验的参数空间的区域中没有似然支持可能会导致强的信心，有利于不正确的结论时，采用乘法贝叶斯因子。贝叶斯因子$\mathcal{O}(1)$是矛盾的，因为它们敏感地依赖于分析先验，而分析先验很少以原则性的方式设置;此外，当许多$\mathcal{O}(1)$贝叶斯因子相乘时，特别是当先验比基础总体宽得多时，可以获得组合贝叶斯因子$>\mathcal{O}(10^3)$，以支持取决于分析先验的错误结论。而层次分析推断的是超越广义相对论约束的个体的系综分布，它不会受到这个问题的影响，并且一般会收敛以支持正确的结论。而不是一个天真的乘法，一个更可靠的贝叶斯因子可以计算从分层分析。我们提出了一些玩具模型，表明乘以贝叶斯因子的做法可能会导致不正确的结论。
2022-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with X-ray Reflection Spectroscopy of a 'Bare' Active Galactic Nucleus
爱因斯坦的引力理论已经在弱场体系中得到了广泛的验证，主要是在太阳系中的实验和对双星的观测，目前的数据与理论预测吻合得很好。另一方面，强引力在很大程度上是未被探索的，并且有许多超越爱因斯坦引力的理论对弱场做出了相同的预测，并且只有当引力变强时才会出现偏差。测试强引力的最佳实验室是天体物理学黑洞周围的时空。X射线反射光谱学是探测天体物理学黑洞周围强引力区和检验这些天体性质的有力工具。在本文中，我们将介绍XHILL_NK，这是第一个XSPEC反射模型，以测试爱因斯坦的引力在强场区，我们将提出的限制可能偏离爱因斯坦的引力，我们已经通过分析朱雀数据方舟564。
2018-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity's No-Hair Theorem with X-Ray Observations of Black Holes
尽管广义相对论在弱引力领域取得了成功，但它在强引力领域还有待验证。在本文中，我们提出了详细的射线跟踪模拟的结果，旨在澄清，如果合并的信息从X射线光谱，定时，恒星质量和超大质量黑洞的偏振观测可以用来测试GR的无毛定理。后者指出，静态天体物理学的黑洞描述的克尔族的度量与黑洞的质量和自旋是唯一的自由参数。我们使用四个“非克尔度量”，一些现象学的性质和其他动机的替代引力理论，并研究观测签名的偏离克尔度量。特别注意的情况下，当所有的指标设置为给相同的最内稳定圆轨道（ISCO）在准Boyer Lindquist坐标。我们给出了一个详细的讨论的相似性和差异的观测签名预测的黑洞的克尔度规和非克尔度规。我们强调，即使某些区域的参数空间几乎是简并的，即使当结合来自所有观测通道的信息时，非常快速旋转的黑洞的X射线观测可以用来排除替代度规的参数空间的大区域。虽然在参数空间的某些部分很难区分克尔度规和非克尔度规，但对像天鹅座X-1这样旋转非常快的黑洞的观测可以用来排除几个黑洞度规的大区域。
2016-01-09 astro-ph.HE
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证，然而，这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中，我创建了两个框架，通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分，我设计测试的无毛定理，唯一的特点，在广义相对论的黑洞的性质，在他们的质量和自旋，并指出，这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规，并构造了一个类克尔时空，这两个时空除了质量和自旋外，还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的，那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明，已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分，我设计了一种方法，通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发，并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity using Quasi-Periodic Oscillations from X-ray Black Holes: XTE J1550-564 and GRO J1655-40
我们使用相对论性岁差模型（RPM）（Stella et al. 1999 a）和Rossi X射线定时探测器的准周期振荡（QPO）观测结果来推导对这些源的黑洞性质的约束，并在强场区域测试广义相对论（GR）。我们扩展了Motta等人（2014 a，b）概述的技术，使用同时测量的QPO对，而不是三胞胎，并扩展了基础时空度量，以限制对天体物理学黑洞的GR预测的潜在偏差。为了做到这一点，我们修改RPM模型的Kerr-Newman-deSitter时空和模型的径向，黄道和垂直频率的变化。我们比较我们的模型与XTE J1550-564和GRO J1655-40的X射线数据，使用强大的统计技术来约束黑洞的参数和GR的偏差。对于这两个源，我们约束特定的GR偏差小于千分之一。
2021-09-15 astro-ph.HE gr-qc
RELXILL_NK: A Black Hole Relativistic Reflection Model for Testing General Relativity
本文简要介绍了黑洞吸积盘的相对论反射谱的第一个也是目前唯一可用的模型--XHILL_NK，它包含了黑洞时空的非Kerr解，从而允许检验Kerr假设和GR。XHILL_NK利用广义相对论射线追踪程序计算了任何行为良好的、静止的、轴对称的、和渐近平坦的黑洞时空，而磁盘物理是通过非相对论性的X射线反射代码XILLVER处理。许多不同的口味是可在XHILL_NK，我们总结和比较这些口味使用的黑洞时空的约翰森度量。
2019-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with the Shadow Size of Sgr A*
在广义相对论中，黑洞阴影的角半径主要由它的质量与距离之比决定，只微弱地取决于它的自旋和倾角。然而，如果违反了广义相对论，阴影的大小也可能强烈地依赖于克尔度规的参数偏差。基于七站事件视界望远镜（EHT）阵列模拟一天观测的人马座A*（Sgr A*）的重建图像，我们采用马尔可夫链蒙特卡罗算法证明了这样的观测可以测量Sgr A* 阴影的角半径，其不确定度为~1.5 uas（6%）。我们表明，现有的质量和距离测量可以显着改善时，结合即将到来的EHT测量的阴影大小和严格的限制，从克尔度量的潜在偏差可以得到。
2016-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Can the second time-derivative of the orbital frequency of binary pulsars be used for testing general relativity?
本文提出估计轨道频率二阶导数广义相对论贡献的形式体系，并通过真实与合成脉冲星计算发现该贡献远小于观测值，难以用于检验广义相对论。
2024-05-20 astro-ph.HE gr-qc
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 Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的爆炸，也是极端条件下的探测物理。伽马射线暴分为两类，短持续时间和长持续时间，被认为起源于不同类型的祖系统。在它们被发现40多年后，人们对它们的伽马射线发射物理学仍然知之甚少，但可以通过它们最高能量的光子来探测。在这里，我们报告的第一个检测到的高能辐射从一个短的GRB测量红移，GRB 090510，使用费米伽玛射线空间望远镜。我们第一次检测到一个伽玛射线暴提示光谱与带函数的显着偏差。这可以解释为两个不同的光谱分量，这挑战了流行的伽马射线发射机制：同步加速器-同步加速器自康普顿。在第一秒内探测到31 GeV的光子，为伽玛暴外流洛伦兹因子设定了最高下限，即>1200，这表明短伽玛暴的外流至少与长伽玛暴的外流一样具有高度的相对论性。更重要的是，这个光子限制了光子传播速度的可能线性能量依赖性（洛伦兹不变性破坏），这是第一次要求量子引力质量标度显著高于普朗克质量。
2009-08-13 astro-ph.HE
Testing general relativity via direct measurement of black hole kicks
本文提出通过直接测量双黑洞并合中残余黑洞的反冲效应来检验广义相对论，利用多普勒频移信号和数值相对论推断的差异构建零变量检验，发现未来探测器可高精度约束该效应。
2024-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with gravitational-wave catalogs: the insidious nature of waveform systematics
对双黑洞的引力波观测，使得对广义相对论的新检验可以在强的、动态的引力场上进行。这些测试需要引力波信号的精确波形模型，否则波形误差可能会错误地暗示新物理的证据。现有的波形通常被认为是足够准确的当前的观测，和每一个事件观察到的日期似乎是单独符合广义相对论。在不久的将来，有了更大的引力波星表，就有可能通过一起分析大量的事件来进行更严格的引力检验。然而，波形误差可能会在事件之间累积的危险：即使波形模型对每个单独的事件都足够准确，但当应用于大型目录时，它仍然可能为新物理学提供错误的证据。本文提出了一个简单的线性化分析，在一个Fisher矩阵计算的风格，揭示了条件下，由于波形误差的新物理学的明显证据的增长，随着目录大小的增加。我们估计，在最坏的情况下，偏离广义相对论的证据可能会出现在一些测试中，使用的目录包含10 - 30个事件以上的信噪比为20。这接近于当前目录的大小，并强调了在进行这类实验时需要谨慎。
2021-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity using golden black-hole binaries
恒星质量的黑洞双星通过螺旋、合并和衰荡的合并是地基引力波（GW）探测器最有希望的来源之一。如果观测到的GW信号具有足够的信噪比，那么黑洞的质量和自旋就可以从信号的螺旋部分估计出来。使用这些估计的初始参数的二进制，质量和自旋的最终黑洞可以唯一地预测利用广义相对论数值模拟。此外，最终黑洞的质量和自旋可以从合并信号的振铃部分独立估计。如果双黑洞动力学是正确的描述广义相对论（GR），这些独立的估计必须是相互一致的。我们提出了一个贝叶斯实现这样一个测试的广义相对论，它允许我们结合多个观测的约束。使用组装修改的GR波形，我们证明了这个测试可以检测到足够大的偏差GR，并概述了预期的约束，从即将到来的GW观测使用第二代地面GW探测器。
2016-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity using binary extreme-mass-ratio inspirals
已知$10^{5-7}\,M_\odot$的大质量黑洞（MBH）可以捕获小型致密天体形成极质量比吸气（EMRI）。这种系统在激光干涉仪空间天线（LISA）的波段发射引力波（GW），是MBH时空几何的理想探测器。最近，我们已经表明，MBH也可以捕获恒星质量的双黑洞（约$10\,M_\odot$），形成二元EMRI（b-EMRI），有趣的是，大部分的二元合并由于潮汐扰动的MBH。在这里，我们进一步表明，聚结可以检测到LISA作为在EMRI信号的毛刺。我们提出了一个实验，使用多波段（$10^2$和$10^{-3}$ Hz）毛刺信号来测试重力理论。我们的模拟表明，该实验可以测量通过GW辐射损失的质量和线性动量，并将引力子的质量限制在比当前限制高一个数量级的精度。
2019-03-28 astro-ph.HE gr-qc
Towards a framework for testing general relativity with extreme-mass-ratio-inspiral observations
未来的天基引力波探测器（如LISA）的极端质量比螺旋观测将使广义相对论的强场测试具有前所未有的精度，但如果使用现有的统计技术，计算成本将过高。在目前用于LIGO黑洞双星合并的一个这样的测试中，相对论的一般偏差由广义波形模型中的$N$变形参数表示;然后将其每个$2^N$组合子模型的贝叶斯证据结合到零假设测试中的相对论修正引力的后验比值比中。我们适应和应用这个测试的广义模型上构造的变形黑洞时空的极端质量比inspirals，并专注于我们的调查如何计算效率可以通过一个无证据的模型选择方法来提高。这种方法类似于称为乘积空间马尔可夫链蒙特卡罗的算法，但使用嵌套采样和改进的错误估计，从重新线程技术。我们进行基准测试和鲁棒性检查的方法，并发现数量级的计算增益的情况下，从空模型生成的合成数据的定期嵌套采样。
2018-04-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Testing f(R) gravity using gravitational-wave signals from binary mergers
Università degli Studi di Milano（米兰大学）
本研究利用引力波作为探针，考察f(R)引力这类修正引力理论对双致密天体并合引力波辐射的预言，并评估下一代引力波探测器检验广义相对论扩展理论的能力。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Accretion-Flow Imaging of Sgr A*
事件视界望远镜是一个全球性的甚长基线干涉仪，能够探测克尔度规的潜在偏差，克尔度规被认为提供了天体物理学黑洞的独特描述。在这里，我们报告一个更新的约束人马座A* 的四极偏差的上下文中的辐射效率低下的吸积流模型在准克尔背景。我们还模拟了即将到来的八站阵列，并表明，在这个模型中，已经有一天的观测可以测量的自旋幅度内$0.005$，倾角内$0.09^\circ$，位置角内$0.04^\circ$，和四极偏差内$0.005$在$3σ$的信心。因此，我们正在进入一个高精度强重力测量的时代。
2016-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Catalog variance of testing general relativity with gravitational-wave data
本文揭示引力波观测目录的有限大小会在检验广义相对论时引入显著方差，即使广义相对论正确也可能被误排除，并提出基于自助法的缓解策略，用玩具模型和LIGO/Virgo真实数据验证了该方法对黑洞铃宕性质分析的影响。
2024-05-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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 the black hole "no-hair" hypothesis
广义相对论中的黑洞是非常简单的物体。这种属性，即“无毛”的名称，已在过去几十年中得到完善，并承认几个版本。黑洞的简单性使它们成为基础物理学和广义相对论本身的理想实验平台。在这里，我们讨论了黑洞的无毛特性，如何在电磁或引力窗口中测量它，以及它可能告诉我们关于我们宇宙的信息。
2016-07-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
An effective formalism for testing extensions to General Relativity with gravitational waves
最近对合并黑洞产生的引力波（GW）的直接观测，开辟了在前所未有的水平上探索强区域引力理论的可能性。因此，探索广义相对论（GR）的哪些扩展可以被发现是很有趣的。我们构造满足以下要求的有效场论（EFT）。它可以用GW观测来检验;它与其他实验一致，包括GR的短距离测试;它符合广泛接受的物理学原理，如局部性，因果性和幺正性;它不涉及新的光自由度。满足这些要求的最一般的理论对应于添加到GR拉格朗日算子构造出的权力的黎曼张量，抑制规模可比的曲率所观察到的合并二进制。这些算子的存在改变了致密物体之间的引力势，以及它们的有效质量和电流四极子，最终校正了发射的GW的波形。
2017-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing the space-time geometry around black hole candidates with the available radio and X-ray data
天体物理学上的黑洞候选者被认为是广义相对论预测的克尔黑洞，但这些物体的实际性质仍有待证明。克尔黑洞假设可以通过观察强引力特征来检验，并检查它们是否与广义相对论的预测一致。特别是，对吸积盘气体发射的电磁辐射特性的研究可以提供关于这些物体周围时空几何形状的信息，并限制可能偏离克尔背景的情况。
2013-02-22 astro-ph.HE gr-qc
The impact of AGN environmental effects on testing general relativity with space-borne gravitational wave detector
研究探讨了AGN环境对空间引力波探测器测试广义相对论的影响，发现即使存在强环境耦合，偶极辐射仍可高精度识别。
2025-12-11 astro-ph.HE gr-qc
TIGER: A data analysis pipeline for testing the strong-field dynamics of general relativity with gravitational wave signals from coalescing compact binaries
使用即将到来的第二代引力波探测器（如Advanced LIGO和Virgo）直接探测引力波将使我们能够首次探测广义相对论（GR）的真正强场动力学。我们提出了一个数据分析管道称为TIGER（测试基础设施广义相对论），这是设计来利用检测紧凑的二元聚结测试GR在这个制度。TIGER是GR本身的模型独立检验，因为它不需要与任何特定的替代理论进行比较。它对两个假设执行贝叶斯推断：GR假设$\mathcal{H}_{\rm GR}$和$\mathcal{H}_{\rm modGR}$，其声明波形中的一个或多个后牛顿系数不像GR预测的那样。通过使用$\mathcal{H}_{\rm modGR}$的多个子假设，在每个子假设中允许GR相的不同数量的参数化变形，可以使用任意大数目的“测试参数”，而不必担心如果额外参数的真实数目实际上很小，则模型不够节俭。TIGER非常适合于大多数源具有低信噪比的情况，再次通过使用这些子假设。来自多个来源的信息可以简单地结合起来，从而产生更强的测试。我们专注于二进制中子星合并，足够准确的波形模型，可以在计算机上生成足够快，适合用于贝叶斯推断。我们表明，管道是强大的对一些基本的，天体物理和仪器的影响，如波形近似值之间的差异，有限数量的后牛顿相位贡献是已知的，中子星自旋和潮汐变形的轨道运动的影响，和仪器校准误差。
2014-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Individual Supermassive Black Hole Binaries
Yale University（耶鲁大学）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理中心，西蒙斯基金会平顿研究所）
本文提出利用连续引力波信号测试超越广义相对论的引力理论，通过分析脉冲星计时阵列中的干涉相关性，探讨额外极化态、修改色散关系和双折射等偏离广义相对论的特征。
2026-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Tests of general relativity in the nonlinear regime: a parametrized plunge-merger-ringdown waveform model
提出一种参数化波形模型检验广义相对论在双黑洞合并非线性阶段的偏差，发现GW200129对GR的强烈违反可能源于波形系统误差或数据质量问题。
2023-05-23 astro-ph.HE gr-qc
Testing the general theory of relativity using gravitational wave propagation from dark standard sirens
另一种引力理论预测了引力波（GW）在时空中传播的变化。这些理论的一个确凿的预测是GW到GW源的光度距离的变化是相对于EM探测器预期的电磁（EM）光度距离的红移的函数。我们提出了一个多信使测试的广义相对论从引力波的传播，结合EM和GW的观测，以解决这些问题，从GW源没有EM同行（这也被称为暗标准警笛）。通过利用从重子声学振荡测量得到的几何距离和从GW源得到的光度距离之间的关系，我们可以通过具有未知红移的GW源来测量任何偏离广义相对论的偏差，这些GW源将被GW探测器网络（如LIGO、Virgo和KAGRA）探测到。使用这种技术，摩擦项的置信值可以测量到精确度$Ξ_0=0.98^{+0.04}_{-0.23}$后，边缘化的红移依赖性，宇宙学参数，和GW的偏差参数与$\sim 3500$暗标准塞壬的质量$30\,\rm M_\odot$每个分布到红移$z=0.5$。对于固定的红移依赖性，$Ξ_0=0.99^{+0.02}_{-0.02}$的值可以用类似数量的暗塞壬来测量。将我们的方法应用于下一代GW探测器（如LISA，爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）可探测到的数量更多的黑暗标准警报器，将允许实现比使用明亮标准警报器更高的精度。
2021-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity in the Strong Gravity Regime Based on X-Ray Spectropolarimetric Observations of Black Holes in X-Ray Binaries
虽然广义相对论（GR）已经在弱重力区得到了广泛的检验，但在强重力区仍然缺少类似的检验。在本文中，我们探索了使用X射线光谱偏振观测X射线双星中黑洞的可能性，以区分克尔度规和Johannsen和Psaltis（2011）引入的唯象度规。（这不是爱因斯坦方程的真空解），从而检验GR的无毛定理。为此，我们已经开发了一个数值程序，计算了吸积盘的径向亮度分布，并通过克尔和非GR时空并行传输光子的波矢和偏振矢量。我们使用该代码来预测GR和非GR吸积黑洞系统的观测外观。我们发现，预测的能谱和能量依赖的偏振度和偏振方向强烈依赖于底层时空。然而，对于参数空间的大区域，GR和非GR度量导致非常相似的观测特征，使得难以在观测上区分这两种类型的模型。
2012-05-31 astro-ph.HE gr-qc
Testing exterior spacetime of the neutron star via X-ray reflection spectroscopy
中子星的外部几何可以近似为一个参数化度规的相对论多极矩，使用恩斯特势形式。这种时空可以用天体物理学黑洞的电磁波观测来检验。在本文中，我模拟了一个薄吸积盘的X射线反射谱与未来的X射线任务。本工作的目的是了解X射线反射谱是否能从广义相对论的克尔解中分辨出中子星。我发现对于自旋和多极矩参数的较高值，中子星铁线的形状有很小的差异。中子星铁谱线和克尔铁谱线的偏差很小，很难区分。此外，慢旋转中子星的电磁波观测与广义相对论的克尔黑洞有一定的一致性。
2018-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Challenges testing the no-hair theorem with gravitational waves
广义相对论的无毛定理指出，孤立的天体物理学黑洞只能用两个数字来描述：质量和自旋。因此，在扰动克尔黑洞的不同模式的频率和阻尼时间之间存在严格的关系。验证无毛定理一直是引力波天文学的长期目标。最近对黑洞合并产生的引力波的探测似乎使这样的测试迫在眉睫。我们调查如何限制黑洞振铃参数规模与振铃信号的响度-受约束的合并后残留必须允许解决到一个扰动，克尔样状态。特别是，我们要求-对于一个给定的检测器-由数值相对论预测的引力波形是不可区分的，从一个指数阻尼正弦后的时间$t^\text{cut}$。通过要求合并后的残留物解决到这样一个扰动状态，我们发现，振铃参数的置信区间不一定缩小与响亮的信号。在至少一些情况下，更灵敏的测量探测较晚的时间，而不必对振铃频率和阻尼时间提供更严格的约束。初步的研究无法用数值相对论的假象来解释这个结果。
2017-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
EHT tests of the strong-field regime of General Relativity
根据Psaltis等人最近的分析[Phys. Rev. Lett. 125，141104（2020）]，我们表明，所观察到的阴影大小的M87 $^*$可以用来明确和鲁棒地约束黑洞的几何形状在附近的圆形光子轨道。对黑洞度规的后牛顿弱场扩展的约束反而更难以获得和解释，因为它们依赖于将阴影大小测量与合适的理论先验相结合。我们提供的例子表明，后牛顿的约束所造成的阴影大小的测量应极其小心处理。我们还讨论了EHT阴影测量和黑洞引力准正规模之间的相似性和互补性。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity using black hole X-ray data
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验，包括太阳系的实验和双星的观测。最近，在强场机制的研究方面取得了重大进展，现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状，讨论了其最新进展和未来发展。
2021-11-27 astro-ph.HE gr-qc
Testing Gravity with Black Hole X-Ray Data
本研究综述利用黑洞吸积盘X射线数据在强场区域检验广义相对论的最新进展，指出当前研究多聚焦Kerr假设检验，X射线数据可给出严格约束，且现有分析均符合广义相对论预测。
2022-10-11 astro-ph.HE gr-qc
Unveiling Microlensing Biases in Testing General Relativity with Gravitational Waves
本研究首次调查微引力透镜对引力波检验广义相对论的偏差，发现其可导致显著GR检验偏差（超5σ），偏差与干涉效应相关，强调检验前需分析微透镜效应，且结论适用于广泛微透镜场景。
2023-11-14 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Present and Future Astrophysical Observations
爱因斯坦的广义相对论在提出一个世纪后，做出了令人瞩目的预言，并被证明与所有的实验测试兼容。大多数的实验都是在弱场论中探索广义相对论，并且有理论和实验上的理由相信，当引力场很强，时空曲率很大时，广义相对论应该被修正。探测强场引力的最佳天体物理实验室是黑洞和中子星，无论是孤立的还是双星系统。我们回顾了考虑扩展广义相对论的动机。我们提出了一个（必然不完整）目录的修改后的引力理论，强场预测已计算和对比爱因斯坦的理论，我们总结了我们目前的理解紧凑的对象在这些理论的结构和动力学。我们讨论了目前的界限修改引力从二进制脉冲星和宇宙学观测，我们强调的潜力，未来的引力波的测量，以告知我们在强场制度的引力行为。
2015-12-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Black Hole Based Tests of General Relativity
广义相对论已经成功地通过了所有太阳系实验和基于中子星的测试，比如脉冲双星观测。检验广义相对论的一个更奇特的领域是包含一个或多个黑洞的系统。黑洞是宇宙中最紧凑的物体，提供了最强的引力场的探测器。我们的动机是研究强场引力，因为许多理论只在大场强下才给出与广义相对论的大偏差，而恢复弱场行为。在这篇文章中，我们回顾了如何利用电磁波从一个黑洞吸积盘，引力波从黑洞双星探测广义相对论和各种替代理论的重力。首先，我们回顾模型无关的方法测试重力与电磁/引力波从黑洞系统。然后，我们集中在选择的例子，理论扩展广义相对论在相当简单的方式。广义相对论的一些重要特征包括（但不限于）（i）只有张量引力自由度，（ii）引力子是无质量的，（iii）在作用中没有二次或更高的曲率，以及（iv）理论是四维的。改变一个特性会导致广义相对论的不同扩展：（i）标量-张量理论，（ii）质量引力理论，（iii）二次引力，（iv）具有大额外维度的理论。在每一个理论，我们描述黑洞解，他们的属性，目前和预计的约束，每个理论使用黑洞为基础的测试重力。我们通过列出模型独立测试和每个特定理论中的一些开放问题来结束这篇评论。
2016-02-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
