Probing Spacetime Symmetries Using Gravitational Wave Ringdown
该研究针对广义相对论中黑洞Kerr解的时空对称性检验问题，通过分析双黑洞并合后的铃振信号识别偏离特征，利用GW150914数据约束偏离量，提出了引力波检验时空对称性的新方法。
2024-12-12 gr-qc hep-th
First higher-multipole model of gravitational waves from spinning and coalescing black-hole binaries
引力波观测的双黑洞目前依赖于理论模型，预测的主导多极（l，m）的辐射在螺旋，合并和ringdown。我们介绍了一种简单的方法，包括次主导多极的二元黑洞引力波形，给出了一个频域模型的主导多极。原始模型的振幅和相位使用后牛顿结果（对于螺旋），微扰理论（对于衰荡）以及两者之间的平滑过渡进行了适当的拉伸和重新缩放。不需要对数值相对论模拟进行额外的调优。我们将这种方法的一个变体应用于非旋进PhenomD模型。结果PhenomHM构成了自旋黑洞双星的第一个更高多极模型，目前包括（l，m）=（2，2），（3，3），（4，4），（2，1），（3，2），（4，3）辐射矩。与数值相关性波形的比较表明，PhenomHM是更准确的比占主导地位的多极模型，只有所有的二进制配置，通常提高了测量的二进制属性。
2018-01-18 gr-qc
Final spin of a coalescing black-hole binary: an Effective-One-Body approach
我们更新的合并黑洞二进制内的连续一体（EOB）的方法得出的最终自旋的分析估计。我们考虑不等质量非自旋黑洞双星。据发现，一个更完整的帐户相关的物理效应（更高的后牛顿精度，振铃损失）允许{ \it分析} EOB估计"收敛到“最近获得的{ \it数值}结果在2%以内。这一协议说明了EOB的方法来捕捉合并黑洞双星的基本物理能力。我们的分析方法允许一个估计的最终自旋的黑洞合并二进制文件中的质量范围（$ν=m_1m_2/(m_1+m_2)^2 < 0.16 $），这是目前没有覆盖的数值模拟。
2007-07-26 gr-qc
Faithful effective-one-body waveform of small-mass-ratio coalescing black hole binaries: the eccentric, nonspinning, case
提出一种适用于极端质量比、偏心无自旋双星的EOB波形，结合RWZ铃宕模型与NQC修正，使并合与铃宕阶段四极相位差≤0.05 rad，并建模至ℓ=m=5高阶模式。
2023-10-23 gr-qc
Binary black hole merger gravitational waves and recoil in the large mass ratio limit
数值相对论的重大突破使我们几乎可以完全概括地计算时空动力学，使我们能够在基本上没有近似的情况下模拟二元黑洞的合并和合并。这些计算的主要限制现在是计算性的。特别是，它是很难建模系统与大质量比和大自旋，因为必须准确地解决多个长度尺度发挥作用，在这样的系统。微扰理论在扩展二元体系的计算建模范围方面可以发挥重要作用。在本文中，我们提出的第一个结果的代码，使我们能够模拟的引力波所产生的螺旋，合并，并ringdown的一个二元系统中，一个成员的二是更大的质量比其他。这使我们能够准确地校准大质量比制度的二元动力学。我们集中在这个分析上的反冲赋予合并后的残留物，这些波。我们仔细研究的“反踢”，反相抵消的反冲所产生的暴跌和振铃波，详细描述了Schnittman等人。我们发现，与黑洞自旋对齐的轨道，反踢增长作为自旋的函数。在反引力聚并成快速旋转的黑洞时，总反冲力最小，而在反引力聚并时，总反冲力最大。有趣的是，这完全逆转了只包括螺旋信息的分析所预测的踢与旋转的趋势。
2010-03-02 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waveform model based on photon motion for spinning black holes
双黑洞合并的波形包括螺旋、合并和衰荡三部分。通常，内旋波可以通过后牛顿近似标定得到，合并波和衰荡波可以通过黑洞微扰理论的准正规模得到。然而，对于更一般的黑洞，准正规模的计算并不是微不足道的。本文利用光子球得到自旋黑洞的准正规模。然后将衰荡波与内旋波相连接，得到完整的波形，并与数值相对论得到的波形进行比较。我们发现它们彼此匹配得很好。原则上，这种方法可以推广到一般的紧致对象。作为例子，给出了参数化轴对称黑洞的衰荡波形。我们也用这种方法得到了加速的末级黑洞的振铃信号，这是由于合并过程中的引力反冲。即使在极端的情况下，由于反冲而产生的加速度也不能产生可检测的影响。
2022-11-14 gr-qc
Testing Quantum Gravity with Gravitational Waves from the ringdown of binary Black Holes coalescences: A New Frontier in Fundamental Physics
INFN Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；INFN Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）
通过双黑洞并合的引力波研究，探索量子引力理论在强引力场中的预测与验证。
2025-12-06 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
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比（SNR）从三个阶段（螺旋，合并，衰荡）的合并二进制黑洞（BBH）的初始和先进的地基干涉仪（LIGO/VIRGO）和天基干涉仪（LISA）。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比（几十个），中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比（10^4量级）的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源：它们的可见距离比合并的中子星双星大得多（初始干涉仪可达500 Mpc）（迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源，初始干涉仪可看到约30 Mpc）。低质量的BBH（初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量）最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc（初始LIGO干涉仪）的BBH，以及200至3000太阳质量到z=1（先进干涉仪）。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法，在不详细了解波形形状的情况下，基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
IMRPhenomTP: A phenomenological time domain model for dominant quadrupole gravitational wave signal of coalescing binary black holes
在这项工作中，我们提出了IMRPhenomTP，占主导地位的$l=2$，$m=|2|$模式的合并黑洞二元系统的时域唯象模型和它的扩展来描述一般的进动系统内的“扭曲”近似。基础的非旋进模型被校准到SXS协作的数值相对论模拟的新版本，其精度与最先进的非旋进主导模式模型IMRPhenomX和SEOBNRv4相当。旋进扩展允许灵活地选择相互旋进和惯性参考系之间的时间相关旋转的欧拉角，包括其他模型中存在的单自旋NNLO和双自旋MSA PN描述，轨道平均自旋演化方程的数值积分，轨道角动量范数的演化的不同选择和对衰荡行为的简单近似。
2020-04-22 gr-qc
Merger states and final states of black hole coalescences: a numerical-relativity-assisted effective-one-body approach
我们研究在何种程度上的有效单体描述的动力学状态的非旋转，合并的二元黑洞（无论是在合并，或振铃后）同意与数值相对论的结果。这种比较使用的估计综合损失的能量和角动量在振铃，推断从最近的数值相对论数据。我们发现，值，预测的有效单体形式主义，系统的能量和角动量同意在每密耳的水平与他们的数值相对论对应，无论是在合并和在最终状态。这一发现再次证实了有效单体理论即使在强引力场中也能精确描述双黑洞的动力学。我们的工作还提供了预测（和分析拟合）的最终质量和最终自旋的合并黑洞的所有质量比
2013-07-11 gr-qc
Foundations of an effective-one-body model for coalescing binaries on eccentric orbits
我们开发了偏心二元聚结的有效单体（EOB）模型的基础，包括保守动力学，辐射反应，和引力波形模式的inspiral和合并振铃信号。我们使用相同的方法，通常采用在黑洞微扰理论通过引入相对论参数化的动力学，是由轨道几何形状定义的，并由一组相变量和数量，演变只由于引力辐射反应。专门nonspinning二进制，我们推导出EOB演化方程和计算二进制的辐射多极矩，确定引力波通过分解成基频的运动。我们的治疗和准开普勒的方法经常使用的后牛顿（PN）计算之间的主要区别是，轨道参数描述强场动力学，并表示多极矩的频率简化了计算，也导致在一个明确的轨道平均操作。虽然我们的保守动力学的描述是完全相对论性的，我们限制明确的推导在辐射部门为简单起见，以1.5PN顺序。这已经使我们能够建立方法来计算的瞬时和遗传的贡献，在EOB坐标的引力辐射，有直接的扩展到更高的PN阶。弱场，小偏心率限制我们的结果的轨道平均通量的能量和角动量同意与已知的PN结果时，表示规范不变的量。我们进一步解决的数值实现的模型和完成的波形，包括合并和振铃信号的考虑，并提供说明性的结果。
2018-01-05 gr-qc
Faithful Effective-One-Body waveforms of equal-mass coalescing black-hole binaries
我们继续在连续一体（EOB）的方法，高精度的分析波形描述所发出的信号的吸气和合并黑洞二进制的程序的建设。在这里，我们比较了一个最近派生的，cummed 3 PN-准确的EOB四极波形的数值模拟的结果的inspiral和合并的等质量的黑洞二进制。我们发现一个显着的协议，无论是在相位和振幅，与最大的失相，可以减少到低于$\pm 0.005$引力波（GW）周期超过12 GW周期对应的螺旋结束，暴跌，合并和开始的衰荡。这一水平的协议显示为两个不同的值的有效的4 PN参数a_5，并为相应的，适当的"弯曲"值的辐射反应再确认参数v_pole。此外，我们的建模EOB振幅同意优于1%的水平，与数值相关的一个到后期的螺旋。这些结果，连同最近的其他工作的EOB数值相对论比较，证实了EOB形式主义的能力，忠实地捕捉广义相对论波形。
2008-08-29 gr-qc
The Distribution of Recoil Velocities from Merging Black Holes
利用有效单体模型计算了任意质量和自旋取向的合并黑洞的线性动量流。该模型包括一个解析描述的螺旋相位，一个短的合并，和一个叠加的指数阻尼准正常衰荡模式的克尔BH。通过改变内旋和衰荡的匹配点，可以估计出这种方法产生的系统误差。在这些置信度范围内，我们发现密切的协议与以前报道的结果从数值相对论。使用蒙特卡洛实现的EOB模型，我们能够采样大量的BH参数空间和估计反冲速度的分布。对于质量比范围1 <= m_1/m_2 <= 10、a_{1,2}的自旋幅度=0.9以及均匀的随机自旋取向，我们发现，反冲速度大于500 km/s的双星中有一小部分f_{500} =0.12^{+0.06}-0.05}，f_{1000} =0.027^{+0.021}-0.014}反冲大于1000 km/s。这些速度可能能够将最后的BH从其宿主星系中喷射出来。将样本限制为m_1/m_2 <= 4的可比质量双星，典型的反冲甚至更大，f_{500} =0.31_{-0.12}^{+0.13}和f_{1000} =0.079^{+0.062}_{-0.042}。
2007-03-29 astro-ph gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background from Coalescing Binary Black Holes
我们估计的随机引力波（GW）的背景信号，从合并的二进制恒星质量黑洞（BH）在整个宇宙的领域人口。这项研究的动机是最近的观测BH-Wolf-Rayet恒星系统和新的估计，在恒星形成星系的金属丰度，这意味着BH-BH系统比以前假设的更常见。使用最近的分析结果的合并二进制BH系统的吸气合并振铃波形，我们估计产生的随机GW背景信号。假设单源能量发射的平均数量，我们探索先进的和第三代干涉GW探测器检测所需的啁啾质量和本地速率密度的参数空间。对于平均啁啾质量为8.7 $M_{\odot}$，我们发现，通过3年的互相关检测两个先进的探测器将需要一个率密度，$r_0 \geq 0.5 \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$。结合多对探测器的数据可以将这一限制降低高达40%。调查的完整参数空间，我们发现，检测可以实现在率$r_0 \sim 0.1 \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$的合并二进制BH系统的人口与$\sim 15M_{\odot}$，这是最近的研究预测的BH-沃尔夫-Rayet恒星系统的平均啁啾质量。虽然这种情况处于理论估计的高端，但两台爱因斯坦望远镜的数据互相关可以在$r_0 \geq 10^{-3} \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$条件下检测到这种信号。这样的信号可能潜在地掩盖（1- 500）Hz频率范围附近的无量纲能量…
2011-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Comparing Effective One Body Hamiltonians for spin-aligned coalescing binaries
TEOBResumS和SEOBNRv4是两个基于有效单体方法的自旋对齐并合黑洞双星的半解析引力波形模型，它们基于数值相对论模拟，提供了从早期螺旋到坍缩的相对动力学和波形，每个模型的中心构建块是EOB图化的哈密顿量。两个模型实现了不同的哈密顿量，本文讨论了一个测试自旋黑洞围绕Kerr黑洞运动的哈密顿量的变形。在这里，我们分析地比较了这两种哈密顿量，一个元素一个元素地。特别是：我们举例说明，可以引入离心半径SEOBNRv4，从而以类似于TEOBResumS的更紧凑的形式重写哈密顿量。然而，后一离心半径不能与TEOBResumS中使用的离心半径相同，因为这两个模型在将自旋效应并入背景Kerr哈密顿量的各自变形中的方式上不同。我们进行了广泛的能量之间的比较对应的两个哈密顿规范不变量。最后，作为一个探索性的研究，我们应用后绝热近似的新重写的SEOBNRv4哈密顿量，说明它是可能的，以可忽略不计的计算成本产生长螺旋波形。
2019-11-27 gr-qc
A faithful analytical effective one body waveform model for spin-aligned, moderately eccentric, coalescing black hole binaries
本文提出了一个新的偏心二元聚并的有效单体模型。该模型源于国家的最先进的模型TEOBResumS $\_$ SM的圆形聚结黑洞双星，这是修改明确纳入偏心率的影响，在辐射反应和波形。以Regge-Wheeler-Zerilli型引力波损失计算为基准，我们发现，通过对当前的、EOB坐标化的、圆化的角动量通量进行修饰，并在一般轨道上引入一个首阶（类牛顿）前因子，可以给出沿轻度偏心轨道（$e \sim 0.3$）辐射反应的一个相当精确的（$\sim 1\%$）表达式.一个类似的方法实现的波形多极。该模型完成了通常的合并振铃通知循环数值相对论（NR）模拟的一部分。该模型的验证对22个，公开可用的，NR模拟计算的模拟极限时空（SXS）的合作，与温和的偏心率，质量比在1和3之间，高达相当大的无量纲自旋值（$\pm 0.7$）。用先进LIGO噪声计算的最大EOB/NR不忠实度最多为$3\%$阶。这里提出的分析框架应被视为一个有前途的起点，为开发高度忠实的波形模板驱动的偏心动力学，目前，并可能在未来，引力波探测器。
2020-10-28 gr-qc
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
The Close-Limit Approximation for Black Hole Binaries with Post-Newtonian Initial Conditions
从二阶后牛顿（2 PN）初始条件出发，用闭限（CL）近似描述了两个轨道黑洞合并形成的黑洞的衰荡相.本文将点粒子双星的2 PN度规形式展开为CL形式，并将其与受扰Schwarzschild黑洞的2 PN度规等同起来。描述偶宇称（极性）和奇宇称（轴向）分量的线性扰动的多极系数始终满足2 PN-精确微扰场方程。我们使用这些系数来建立Regge-Wheeler和Zerilli波动方程的初始条件，然后对其进行数值演化。衰荡波形在两种情况下获得：零角动量的迎面碰撞，仅由偶数模式，和圆形轨道，其中偶数和奇数模式的贡献。在另一项工作中，这种形式主义被应用到研究的引力反冲过程中合并的二元黑洞的振铃阶段。
2010-01-28 gr-qc
Observing binary black hole ringdowns by advanced gravitational wave detectors
引力波从致密双星系统中的直接发现，第一次导致探索黑洞光谱的可能性。由合并事件产生的新形成的黑洞是大量的引力辐射源，其形式为阻尼正弦曲线，即准简正模。后者提供了一个宝贵的信息来源的性质，在强场制度的重力，因为他们代表了一个强大的工具，以调查的有效性，无毛定理。在这项工作中，我们进行了系统的研究与当前和未来的干涉仪将测量振铃事件的基本参数，如频率和阻尼时间的准确性。我们分析了这些误差如何影响最终黑洞的质量和角动量的估计，约束参数空间，这将导致最精确的测量。我们探讨单一和多模事件，显示如何发展的不确定性时，多个探测器可用。我们还证明了，对于第二代干涉仪，仪器网络是一个至关重要的和必要的成分进行强引力测试的无毛定理。最后，我们分析了第三代检测器可能能够设置的模式的参数的约束，比较目前的设施所获得的预测界限。
2017-04-28 gr-qc
Improving the sensitivity of a search for coalescing binary black holes with non-precessing spins in gravitational wave data
我们演示了一个敏感的搜索管道的实施引力波从合并的二元黑洞的组件有自旋与轨道角动量对齐。我们研究了加有实际探测器噪声的自对准自旋双星黑洞的模拟引力波信号的流水线恢复，比较了自对准自旋滤波器模板和非自旋滤波器模板的流水线性能。我们的研究结果利用了一个三参数的唯象波形族，该波形族模拟了完整的吸气合并衰荡合并，并利用单个有效自旋参数χ处理了对齐自旋的影响。我们构造这些波形的随机放置方法的模板银行，并使用这些银行作为过滤器在最近开发的gstlal搜索管道。我们测量了总质量为[15，25]太阳质量，χ为[0，0.85]的二元黑洞信号的分析管道的可观测体积。我们发现，对于0.2 <= χ<= 0.85的系统，可观察体积增加高达45%，而对0 <= χ<= 0.2的信号的灵敏度几乎没有损失。我们在LIGO第五次观测运行中从Hanford和Livingston探测器获得的25.9天的数据上证明了这一分析。
2013-10-21 gr-qc
Gravitational recoil in nonspinning black hole binaries: the span of test-mass results
我们考虑合并，非自旋，质量为$m_{1}$和$m_{2}$的黑洞的二元系统，并表明，任何质量比的引力反冲速度可以通过外推的测试质量极限情况下的波形准确地获得。通过微扰方法在极限$m_1/m_2\ll 1$中获得的波形在$ν= m_{1} m_{2}/(m_{1}+m_{2})^{2} $多极中使用相应的分析已知的引入$ν$行为进行外推。由这个$ν$弯曲波形计算的最终井涌速度被写为$v(ν)/c = 0.04457 ν^2\sqrt{1-4ν}\,(1-2.07106ν+ 3.93472ν^2 -4.78404ν^3+2.52040ν^{4})$，并且与数值相对论模拟的结果兼容
2013-12-16 gr-qc
Black-hole ringdown as a probe of higher-curvature gravity theories
从合并的致密双星中探测引力波使我们能够探索广义相对论的动力学非线性机制，并限制对其的修改。LIGO-Virgo合作观测到的一些引力波事件在合并过程中具有足够高的信噪比，使我们能够探测残余黑洞到其最终稳定状态的弛豫-所谓的黑洞振铃，其特征在于一组拟正规模。我们能不能用衰荡来限制对广义相对论的偏离，就像它的几个竞争者所预测的那样？在这里，我们解决这个问题，通过使用一个有效的一体化形式主义的灵感合并振铃波形模型，增强与参数化的振铃的基础上，在最后的黑洞的旋转膨胀。我们给出了一个处方，如何包括在这个波形模型，准正规模式的频率计算理论的基础上。特别是，我们专注于修改广义相对论的高阶曲率修正，即爱因斯坦-爱因斯坦-高斯-博内（EdGB），动力学陈-西蒙斯（dCS）理论，和广义相对论的三阶和四阶有效场理论（EFT）。我们使用这个参数化的波形模型来测量迄今为止观察到的两个最响亮的振铃信号GW 150914和GW 200129的振铃特性。我们发现，虽然EdGB理论不能与这些事件的约束，我们可以把上界的基本长度尺度的立方（$\ell_{\rm cEFT} \leqslant 38.2$公里）和四阶（$\ell_{\rm qEFT} \leqslant 51.3$公里）EFT的广义相对论，和dCS重力（$\ell_{\rm dCS} \leqslant 38.7$公里）。后一个结果是一个具体的例子，目前…
2023-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Effective-one-body waveforms for precessing coalescing compact binaries with post-newtonian Twist
自旋进动是致密双星合并的一个普遍特征，它在引力波形中留下了清晰的印记。在前人工作的基础上，我们提出了一个有效的时间域inspiral合并衰荡有效单体模型（EOB）的进动二元黑洞，它包括次主导模式超越$\ell=2$，和第一EOB频域近似进动二元中子星。我们验证了我们的模型对99“短”的数值相对论处理波形，我们发现$5\times 10^{-3}$，$7 \times 10^{-3}$的中位数不匹配的$0$，$π/3$的倾角，和21“长”的波形与中位数不匹配的$4 \times 10^{-3}$和$5 \times 10^{-3}$在相同的倾角。进一步与现有技术的$\texttt{NRSur7dq4}$波形模型进行比较，得到了5000个旋进配置在$0, π/3$倾角处的$4\times 10^{-3}, 1.8 \times 10^{-2}$的中值失配，其中旋进参数$χ_p$高达0.8，质量比高达4。为了证明我们的模型的计算效率，我们将其应用于参数估计和重新分析引力波事件GW150914，GW190412和GW170817。
2022-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Time-domain effective-one-body gravitational waveforms for coalescing compact binaries with nonprecessing spins, tides and self-spin effects
本文提出了一种新的适用于非旋进（自旋对准）和潮汐相互作用的致密双星的有效单体（EOB）波形模型TEOBResumS，它利用离心EOB半径的概念将自旋-轨道效应和自旋-自旋效应融合在一起。通过合并和衰荡的点质量部门的通知与SpEC和BAM代码计算的二进制黑洞（BBH）的数值相对论（NR）模拟。TEOBResumS的潮汐部分描述了中子星双星到合并的动力学过程，并结合了一个基于相对论性潮汐相互作用的后牛顿和引力自作用力描述的最新进展的吸引势。状态方程依赖的自旋相互作用（四极效应）被纳入模型中使用领先的顺序后牛顿的结果在一个新的表达式的离心半径。将TEOBResumS与135个SpEC和19个BAM BBH波形进行比较。对SpEC数据$\bar{F}$的最大不忠实性--在设计Advanced-LIGO灵敏度时，并在总质量$M$在$10M_\odot \leq M \leq 200 M_\odot$之间变化的情况下进行评估--始终低于$2.5 \times 10^{-3}$，除了一个超出$7.1 \times 10^{-3}$水平的离群值。当与BAM数据相比时，除了在NR覆盖的参数空间的一个角中的单个异常值之外，$\bar{F}$小于$0.01$，该单个异常值达到$0.052$水平。TEOBResumS还兼容于来自具有自旋效应和用BAM和THC代码计算的减小的初始偏心率的二元中子星的高端NR…
2018-10-28 gr-qc
Quasinormal-mode filters: a new approach to analyze the gravitational-wave ringdown of binary black-hole mergers
我们提出了两个频域滤波器来分析二元黑洞合并的振铃信号。第一个有理滤波器是基于残余黑洞的一组（任意）准正规模（QNM）构造的，而第二个全滤波器来自残余黑洞的transmittance。这两个滤波器可以从原始时域衰荡中去除相应的QNM，同时以简单的方式改变早期的螺旋信号-仅仅是时间和相位偏移。在过滤掉显性QNM之后，我们可以看到各种次显性效应的存在。例如，通过将我们的滤波器应用于类似GW 150914的数值相对论（NR）波形，我们发现了（l = 4，m = 4），（l = 5，m = 4）和（l = 5，m = 5）谐波中的混合模;（l = 2，m = 2）谐波中的球-球混合模;以及由于引力反冲而导致的（l = 2，m = 1）谐波中的混合模。在另一个NR模拟中，两个分量自旋与轨道角动量反对齐，我们也发现了逆行模式。滤波器对残余特性敏感（即，质量和自旋），并因此对未来的数据分析和参数估计具有潜在的应用。我们还研究了全滤波器的稳定性。它的连接QNM谱的不稳定性进行了讨论。
2022-12-12 gr-qc
The Black Hole Remnant of Black Hole-Neutron Star Coalescing Binaries
提出了一个确定具有平行轨道角动量和初始黑洞自旋的黑洞-中子星合并的黑洞残骸的无量纲自旋参数和质量的模型。这种方法是基于双黑洞的Buonanno，Kidder和Lehner方法，并成功地对数值相对论模拟的结果进行了测试：无量纲自旋参数的预测与绝对误差$\lesssim 0.02$，而最终质量的相对误差为$\lesssim 2$ %，其分布在测试中被发音峰值为$1$ %。因此，我们的方法和Foucart（2012）报告的环面残余质量的拟合构成了一个易于使用的分析模型，可以准确描述黑洞-中子星合并的残余。研究了由双星质量比、初始黑洞自旋、中子星质量和状态方程组成的参数空间。我们间接支持了黑洞-中子星合并的黑洞残余的宇宙监督猜想。我们发现中子星的存在影响了黑洞遗迹的准正规模频率，从而表明引力波信号的衰荡时期实际上可以用来（1）区分黑洞-黑洞和黑洞-中子星合并以及（2）约束中子星状态方程。
2013-11-22 astro-ph.HE gr-qc
Extracting the Gravitational Recoil from Black Hole Merger Signals
引力波携带能量、角动量和线动量。在一般的双黑洞合并中，线性动量的损失会给残余的黑洞带来反冲速度，或“反冲”。我们利用引力波形和残余黑洞建模的最新进展，从引力波信号中提取有关反冲的信息。像这样的反冲测量在天体物理学上是有价值的，可以对第二代合并的速度进行独立的限制。此外，我们表明，踢必须考虑到未来的振铃测试的广义相对论与第三代引力波探测器，以避免系统的偏见。我们发现，尽管我们几乎无法获得关于现有引力波事件的信息，但随着探测器的改进，有趣的测量很快就会成为可能。我们表明，一旦LIGO和Virgo达到其设计灵敏度，我们将可靠地提取一般进动二进制的反冲速度-包括所谓的超级反冲，达到5000 km/s。
2020-03-09 astro-ph.HE gr-qc
A Novel Method to Construct Frequency-Domain Gravitational Waveform for Accelerating Sources
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）
本文提出一种新的频域谱微分方法，用于构建加速源的引力波形，以更准确地模拟并处理合并-环形衰减阶段的环境效应。
2026-03-31 astro-ph.HE gr-qc
Growth of supermassive black holes, galaxy mergers and supermassive binary black holes
星系合并和超大质量双黑洞（SMBBH）的研究是我们理解星系和黑洞在结构形成时期和整个宇宙历史中的组装和（共同）演化的核心。星系合并是主要吸积事件的发生地，它们为类星体提供能量，生长超大质量黑洞，并驱动超大质量黑洞-宿主的标度关系。在它们的中心合并的SMBBH是宇宙中最响亮的引力波（GW）源，并且随后的GW反冲具有各种潜在的天体物理意义，这些意义仍在探索中。未来的GW天文学将为结构形成和星系合并打开一个全新的窗口，包括直接探测合并的SMBBH，高精度测量它们的质量和自旋，以及高红移宇宙中BH形成和演化的限制。
2016-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Toward faithful templates for non-spinning binary black holes using the effective-one-body approach
本文给出了两个非自旋黑洞的非偏心系统并合过程中引力辐射波形的精确近似。利用最近的数值相对论模拟和自然的灵活性的有效单体（EOB）模型的信息，我们扩展了后者，使其能够成功地匹配的数值相对论波形在最后阶段的螺旋，合并和衰荡。这里的“成功”是指在衰荡阶段结束时，相位差小于引力波周期的8%，仅在到达时间和初始阶段达到最大值。我们通过简单地在EOB径向势中添加4-post-Newton阶校正并通过施加质量比m1/m2 = 1，3/2，2和4的数值波形的高匹配性能来确定（常数）系数来获得这个结果，m1和m2是单个黑洞质量。最后的黑洞质量和自旋的数值模拟预测被用来确定衰荡频率和衰减时间的三个准正常模式的阻尼正弦曲线，附加到EOB inspiral-（暴跌）波形在EOB光环。EOB波形可能会被测试，并进一步改进，在未来的比较非常长和准确的螺旋数值相关波形。他们可能已经被用于相干搜索和参数估计的引力波发射的非旋转合并的双黑洞与地面激光干涉仪探测器。
2008-01-04 gr-qc
Gravitational-wave memory revisited: memory from the merger and recoil of binary black holes
引力波记忆是指在理想的（自由下落的）引力波干涉仪中，被测质量的永久位移。鼓舞人心的二进制产生了一种特别有趣的记忆形式-Christodoulou记忆。虽然它起源于2.5后牛顿阶的非线性相互作用，但Christodoulou记忆影响主导（牛顿）阶的引力波振幅。以前的计算计算了这种非振荡振幅校正在螺旋阶段的二元合并。使用“有效的一体化”的描述校准与数值相对论模拟的结果，在螺旋，合并，和振铃阶段，以及内存的最终饱和值，计算的内存的演变。使用这个模型的内存，其检测的前景进行了检查，特别是超大质量黑洞二元聚并，LISA将检测到高信噪比。由于引力辐射的各向异性发射，合并的双黑洞也会经历质心反冲。这些反冲能以“线性”记忆和准简正模频率的多普勒频移的形式出现在引力波信号中。本文还讨论了观测这些效应的前景。
2009-02-21 astro-ph gr-qc
First frequency-domain phenomenological model of the multipole asymmetry in gravitational-wave signals from binary-black-hole coalescence
本文提出首个频域唯象模型，描述双黑洞并合引力波信号中多极不对称性，用于测量最终黑洞反冲及精确自旋信息，并已集成至LVK第四次观测运行所用模型。
2023-10-25 gr-qc
Anatomy of the binary black hole recoil: A multipolar analysis
我们提出了一个多极分析的引力反冲计算在最近的数值模拟的二进制黑洞（BH）合并，为不相等的质量和非零，非旋进自旋。我们表明，多极矩，并包括l=4是足够的，以准确地再现最终的反冲速度（在~2%），只有少数占主导地位的模式显着的贡献（在~5%）。我们描述了如何相对振幅，更重要的是，相对相位，这几种模式控制的方式，反冲建立在整个螺旋，合并，和振铃阶段。我们还发现，数值结果可以重现的“有效牛顿”的多极矩公式，通过取代牛顿公式中的径向分离的有效半径计算的数值数据。除了合并，数值结果再现的三个克尔准正常模式（QNM）的叠加。通过用克尔BH的基本QNM表示多极矩得到的解析公式能够解释每个模拟的“反踢”的发生和数量。最后，我们应用多极分析，以帮助解释显着的差异，平面和非平面踢等质量旋转黑洞的振幅。
2007-12-20 astro-ph gr-qc
Gravitational recoil from binary black hole mergers in scalar field clouds
在真空中，两个黑洞合并后的最后一个黑洞的引力反冲完全取决于合并中的黑洞的质量比和自旋，以及双星的偏心率。如果存在物质，合并黑洞的吸积可能会显著改变它们的质量和自旋，改变双星的动力学和残余黑洞的引力反冲。本文考虑这种情况。我们研究了将双星浸没在标量场云中对最终黑洞反冲的影响。我们考虑两种类型的配置：一个与非旋转和不等质量的黑洞，第二个与相同的质量和旋转的孔。对于这两种类型，我们调查如何的引力反冲的最终黑洞的变化，因为我们改变的标量场的能量密度。我们发现，合并黑洞对标量场的吸积可能产生深远的影响。对于非旋转的不等质量双星黑洞，反冲一般比真空中的大，质量比为2：1的双星的速度约为1，200 km/s，比真空中的大一个数量级。对于等质量的双星系统，当黑洞自旋与轨道角动量一致时，反冲比真空中的大，对于自旋处于超反冲结构的系统，标量场触发了与真空情况下类似的反冲与入射角的依赖关系，但这种情况下取决于标量场的强度.
2022-09-23 gr-qc
Evidence of large recoil velocity from a black hole merger signal
双黑洞合并后留下的最后一个黑洞可以达到反冲速度，或“反冲”，达到5000 km/s。这一现象对引力波天文学、黑洞的形成、广义相对论的检验和星系演化都有重要的意义。我们考虑的引力波信号的双黑洞合并GW 200129_065458（以下简称为GW 200129），已被证明表现出强有力的证据，轨道岁差。利用数值相对论代理模型，在90%的可信度下，将GW 2 0 0 1 2 9的井涌速度约束为$v_f \sim 1542^{+747}_{-1098}$ km/s或$v_f \gtrsim 698$ km/s（单侧极限）。这标志着第一次识别出单个引力波事件的大反冲速度。考虑到GW 200129的反冲速度，我们估计合并后残留的黑洞被球状星团（核恒星）保留的概率小于$0.48\%$（$7.7\%$）。最后，我们表明，踢效应预计不会造成偏见，在振铃测试的广义相对论为这一事件，虽然这可能会改变在未来改进的探测器。
2022-04-29 astro-ph.HE gr-qc
Prompt Tidal Disruption of Stars as an Electromagnetic Signature of Supermassive Black Hole Coalescence
对合并黑洞双星的天球坐标和红移进行精确的电磁测量是利用其引力波（GW）信号约束宇宙学参数和检验广义相对论的关键。在这里，我们表明，合并后的~10^{6-7}M_太阳黑洞一般是由多个电磁耀斑从潮汐破裂的恒星在一段时间内。GW辐射对合并后的黑洞的突然反冲迅速填满了它的损失锥，导致恒星的潮汐破裂率高达每年0.1。在一个单一的星系内的恒星在短时间内迅速中断提供了一个独特的电磁标志最近的一个黑洞合并事件，和连续中断可以用来校准脉冲星定时阵列或拟议的激光干涉仪空间天线（LISA）的GW源的预期速率。
2010-08-26 astro-ph.CO gr-qc
Double Compact Objects III: Gravitational Wave Detection Rates
第二代引力波（GW）观测站的范围前所未有，需要改进对潜在源和检测率的预测。双致密天体（DCOs）的聚并--即，中子星-中子星（NS-NS）、黑洞-中子星（BH-NS）和黑洞-黑洞（BH-BH）双星系统是这些探测器最有希望的引力波源。我们使用最新的宇宙学演化模型计算第二代GW探测器中合并DCO的探测率，并在我们的信噪比计算中实施inspiral-merge-ringdown（IMR）引力波形模型。我们发现：（1）信号的合并/振铃部分的包括对NS-NS和BH-NS系统的速率没有显著影响，但它使BH-BH系统的速率提高了一个因子$\sim 1.5$;（2）在我们的几乎所有模型中，BH-BH系统产生最大的速率，其次分别是NS-NS和BH-NS系统，（3）大多数可探测的BH-BH系统形成于宇宙早期的低金属丰度环境。我们预测检测到的双星的分布，并讨论了什么样的第一GW检测将教我们有关的天体物理学基础的二进制的形成和演化。
2015-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Comparison of subdominant gravitational wave harmonics between post-Newtonian and numerical relativity calculations and construction of multi-mode hybrids
描述聚结双星的螺旋、合并和衰荡的引力波形通常是通过综合来自微扰描述的信息来构建的，特别是后牛顿理论和黑洞微扰理论，以及完整的爱因斯坦方程的数值解。在本文中，我们将讨论“胶合”的数值和后牛顿波形产生混合波形，其中包括次主导球谐函数（“高阶模式”），并特别关注的过程中一致对齐的波形，这需要比较的描述和讨论他们的不精确性。我们限制到非旋进的情况下，并说明了过程中使用的数值波形的质量比$q=18$产生的BAM代码，和公开可用的波形从SXS目录。研究结果也为数值模拟中有限半径误差的分析提供了新的思路。
2015-02-24 gr-qc
Echoes of the gravitational decoupling: scalar perturbations and quasinormal modes of hairy black holes
研究了用引力解耦（GD）方法得到的多毛黑洞解在标量扰动下的行为。这类溶液的准正规模频率受GD头发的调节。数值生成的波的解决方案导出GD毛黑洞参数的值的范围内，与高频模式非常敏感。结果与相应的Schwarzschild解，其偏离它展示了GD多毛黑洞的唯一物理标识。这里提出的方法包括第一个步骤，对获得的GD毛黑洞在地面探测器的可观察到的签名，从合并的二进制系统的GD毛黑洞合并在衰荡阶段发出。
2022-10-27 gr-qc hep-th
Binary black hole merger in the extreme-mass-ratio limit: a multipolar analysis
在前人工作的基础上，我们提出了一种新的计算方法，计算了质量为$m_1$和$m_2$的非自旋黑洞在质量比极限为$m_1 m_2\ll(m_1+m_2)^2$的情况下，从准圆螺旋到坍落、合并和衰荡的过渡过程中产生的引力波辐射.系统的相对动力学计算{ \it，不作任何绝热近似}，通过使用有效单体（EOB）描述，即通过用质量为$μ=m_1 m_2/(m_1+m_2)$的有效粒子在质量为$M=m_1+m_2$的（准）史瓦西背景中运动来表示二元体，并将其提交给$Ø(ν)$ 5 PN-图解的分析辐射反作用力，其中具有$ν=μ/M$。引力波发射是通过多极Regge-Wheeler-Zerilli型微扰方法计算的（在极限$ν\ll 1$下有效）。我们考虑三个质量比，$ν={10^{-2},10^{-3},10^{-4}}$，我们计算多极波形高达$\ell=8$。我们估计在准普遍和准测地线的部分暴跌阶段的能量和角动量损失，我们分析了结构的衰荡。我们计算了引力波发射赋予合并残余物的引力反冲或“反冲”，并强调了更高多极的重要性，以获得反冲的最终值$v/(cν^2)=0.0446$。我们最后表明，有一个{ \it优秀的分数协议}（$\sim 10^{-3}$）（即使在暴跌）之间的5 PN EOB解析图解辐射反应通量和数值计算的引力波角动量通量。这进一步证实了EOB形式主义准确建模极端质量比吸气的能力，这是未…
2010-12-14 gr-qc
P-stars in the gravitational wave era
P星是我们很早以前提出的色磁凝聚体中的上夸克和下夸克组成的相对论性致密星。P星不允许临界质量，因此它们能够克服引力坍缩而形成黑洞。在这项工作中，我们将更详细地讨论我们对P星的理论建议。我们指出，我们的理论，紧凑的相对论性恒星源于我们自己的理解，由广泛的非微扰数值模拟的量子色动学的晶格支持的封闭量子真空。我们比较了我们的建议所产生的约束条件，从最近的观测大质量恒星，引力事件GW 170817和精确测定PSR J 0030 +0451的质量和半径从NICER数据。我们认为，核心坍缩的超新星可能会产生一个P星，而不是一个中子星。在这种情况下，我们表明，P-星的诞生可以解决超新星爆炸的问题，导致成功的超新星爆炸的总能量高达$10^{53}$尔格。我们批判性地比较P-星与引力波事件GW 170817和随后的电磁后续，短伽马射线暴GRB 170817 A和千诺瓦AT 2017 gfo。我们还对质量为$M_1 \simeq M_2 \simeq 30 \; M_{\odot}$的P型并合双星的引力波辐射进行了探索性研究。我们试图与引力波事件GW 150914进行定性比较。我们发现大质量P星双星的引力波应变幅度可以模拟合并黑洞双星的环缩引力波发射。我们指出，一个明确的签名，大规模的P-星将是检测摆动频率的引力波应变振幅在合并后的阶段，两个合并的大规模紧凑的对象与不平等的质量。
2020-11-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing the validity of the phenomenological gravitational waveform models for nonspinning binary black hole searches at low masses
现象学引力波形模型，我们称之为现象A，现象B和现象C，产生完整的合并二进制后孔（BBH）的吸气合并振铃波形。这些模型是在傅里叶域中定义的，因此可以用于引力波搜索中的快速匹配滤波。PhenomA已被开发用于非自旋BBH波形，而PhenomB和PhenomC被设计用于模拟具有非旋进（对齐）自旋的BBH系统的波形，但也可用于非自旋系统。在这项工作中，我们研究了在低质量，$m_{1,2}\geq 4 Msun$和$m_1+m_2\equiv M \leq 30 Msun$，先进的LIGO的非自旋BBH搜索的唯象模型的有效性。作为我们的完整的信号波形模型，我们采用EOBNRv 2，这是一个时域的inspiral-merge-ringdown波形模型。为了研究唯象模板模型的搜索效率，我们通过探索重叠表面来计算拟合因子。我们发现，只有PhenomC是有效的，以获得拟合因子优于0.97的质量范围内的$M<15 Msun$。在$15 Msun$以上，PhenomA在对称质量区最有效，PhenomB在高度不对称质量区最有效，PhenomC在中间区最有效。具体来说，我们提出了一个有效的唯象模板家庭，可以通过采用的唯象模型在四个子区域分别构建。我们发现，有效的模板的拟合因子优于0.97，在我们的整个质量区域，大多数大于0.99。
2015-10-06 gr-qc
Multivariate Classification with Random Forests for Gravitational Wave Searches of Black Hole Binary Coalescence
对总质量为$\gtrsim25\,$ M $_\odot$的合并黑洞双星产生的引力波进行了匹配滤波。引力波探测器数据中的非高斯噪声爆发可以模拟短信号，并限制这些搜索的灵敏度。以前的搜索依赖于经验设计的统计数据，包括信噪比和基于信号的否决，以将引力波候选者与噪声候选者分开。我们报告使用来自监督机器学习算法的多变量候选人排名统计实现的灵敏度改进。我们应用随机森林的袋装决策树技术，在高质量的$\left( \gtrsim25\,\mathrm{M}_\odot \right)$参数空间中进行两次单独的搜索。对于一个搜索是敏感的引力波从螺旋，合并，和振铃（IMR）的二进制黑洞与$25\,$ M $_\odot$和$100\,$ M $_\odot$之间的总质量，我们发现灵敏的体积改善高达$70_{\pm 13}-109_{\pm 11}$ \%相比，以前使用的排名统计。对于振铃只搜索，这是敏感的引力波从所产生的扰动中间质量黑洞与质量大致之间的$10\,$ M $_\odot$和$600\,$ M $_\odot$，我们发现灵敏的体积改善高达$61_{\pm 4}-241_{\pm 12}$ \%相比，以前使用的排名统计。我们还报告了如何灵敏度的改善可以根据质量制度，质量比，和可用的数据质量信息而有所不同。最后，我们描述了用于调整和训练的随机森林分类器，可以推广到它的使用在其他搜索引力波的技…
2014-12-19 gr-qc
Uncovering subdominant multipole asymmetries in binary black-hole mergers
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）
研究揭示双黑洞并合中次主导偶极子不对称性对反冲速度计算的重要性，并探讨其在第三代探测器中的可探测性。
2026-08-06 gr-qc
ESIGMAHM: An Eccentric, Spinning inspiral-merger-ringdown waveform model with Higher Modes for the detection and characterization of binary black holes
本文提出了时域波形模型ESIGMAHM，通过结合后牛顿理论与数值相对论模拟，对中等偏心自旋双黑洞的旋进、并合和铃宕过程及高阶谐波进行建模，并证实其在提升下一代探测器引力波探测精度与降低信噪比损失方面的关键作用。
2025-04-30 astro-ph.HE gr-qc
Adding equatorial-asymmetric effects for spin-precessing binaries into the SEOBNRv5PHM waveform model
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））；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）
本文提出改进的SEOBNRv5PHM_w/asym模型，通过引入自转进动双星的赤道不对称效应，提升了对引力波信号的预测精度和参数估计效果。
2026-03-11 gr-qc
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
Summary of GR18 Numerical Relativity parallel sessions (B1/B2 and B2), Sydney, 8-13 July 2007
GR 18的数值相对论会议主要是关于双黑洞合并的物理结果。从后牛顿运动方程仍然适用的时候开始，现在有几个研究小组可以模拟这些现象，通过几个轨道和合并到衰荡阶段，在无穷远处获得看似合理的引力波，并显示出一些收敛的证据。不同群体的结果大致一致。这些研究小组已经使用这种新获得的信心开始绘制问题的（有限维）初始数据空间，特别关注黑洞旋转的影响，以及最终合并黑洞的引力波反冲加速到数百公里/秒。其他的工作是在各种各样的主题，如物质的演变，极端的质量比的灵感，和技术问题，如规范的选择。
2008-01-11 gr-qc
Numerical Evolution of Dynamic 3D Black Holes: Extracting Waves
我们考虑了动态黑洞初始数据集的数值演化与完整的三维，非线性演化代码。这些数据集由被强引力波扭曲的单个黑洞组成，并模拟了合并黑洞的后期阶段。通过与已建立的轴对称程序的结果比较，我们表明这些动态黑洞可以精确地演化。特别是，我们表明，与目前的计算资源和技术，黑洞的激发和衰荡的过程中，可以演变，现在可以准确地提取引力波发射的三维笛卡尔度规函数，即使他们可能被埋在度量的水平上的顺序$10^{-3}$和以下。波形的$\ell=2$和更困难的$\ell=4$模式计算和比较与轴对称计算。除了探索扭曲的黑洞数据集的物理，并显示在何种程度上可以准确地提取波，这些结果还提供了重要的测试平台，所有完全非线性数值代码设计的三维黑洞时空演化，无论他们使用奇异避免切片，视视界边界条件，或其他演化方法。
1997-09-27 gr-qc
A multipolar effective one body waveform model for spin-aligned black hole binaries
我们介绍\TEOBiResumSM{}，一个改进版本的有效的一体（EOB）的波形模型\TEOBResumS{}自旋对齐，合并黑洞二进制文件，其中包括次主导的引力波形模式完成合并和振铃。除了占主导地位的$(\ell,|m|)=(2,2)$之外，参数空间上更稳健的多极子是：$(2,1)$，$(3,3)$，$(3,2)$，$(4,4)$和$(5,5)$。多极振铃EOB波形源于适当地拟合来自模拟极端时空（SXS）合作的许多数值相关性（NR）波形数据以及测试质量波形数据。模式混合效果不包括在内。多极波形振幅的轨道（非自旋）部分包括高达（相对）6PN阶的测试质量结果，对于大多数模式，是Padé图。$m$ =奇波形多极子（直到$\ell=5$）包含了大多数目前可用的自旋相关的分析信息。改进以前的工作，我们确认，某些$m=\text{odd}$模式，例如$(2,1)$，甚至$(3,1)$，可能会开发一个零（或最小值）的振幅几乎相等质量的二进制文件和几个组合的个人自旋。一个显着的EOB/NR协议在这样的零被发现这些模式。新的波形和辐射反应促使对模型的旋转扇区进行新的NR校准，仅使用$32$数据集完成。对于总质量$M$为$10M_\odot\leq M \leq 200M_\odot$的二进制天体，最大$(2,2)$ EOB/NR不忠实$\bar{F}$与SXS目录（$\sim 595$数据集）相比总…
2020-09-13 gr-qc
Effective one body multipolar waveform model for spin-aligned, quasi-circular, eccentric, hyperbolic black hole binaries
基于最近的工作，我们提出了一个改进的有效单体（EOB）模型的自旋对齐，合并，黑洞的一般轨道配置，即准圆形，偏心或双曲线轨道的双星。该模型依赖于将一般的牛顿前因子，而不是通常的准圆形的，在辐射反应和波形的想法。相对于以前的工作的主要进展是，准圆极限的模型，现在正确地告知数值相对论（NR）准圆模拟。这提供了EOB/NR不忠实的占主导地位的四极波形，计算与先进的LIGO噪声，在$1\%$的顺序在一个有意义的部分，准圆形NR模拟计算的模拟极限时空（SXS）的合作。在偏心率存在的情况下，该模型在28个公开的SXS NR数据集上同样是NR-忠实的，$\lesssim 1\%$，初始偏心率高达$\simeq 0.2$，质量比高达$q=3$，无量纲自旋幅度高达$+0.7$。更高的多极子，直到$\ell=5$也可靠地模拟通过偏心inspiral，暴跌合并和ringdown。对于双曲状配置，我们还表明，EOB计算的散射角是在良好的协议与所有目前可用的NR结果。
2021-04-14 gr-qc
Unique and Universal Effects of Oscillation in Eccentric Orbital Binary Black Hole Mergers beyond Orbital Averaging
本研究通过分析192组RIT偏心双黑洞并合数据，发现辐射能量在旋进、并合和铃宕阶段存在由非轨道平均效应引起的普适振荡，并量化了其对剩余质量、自旋和反冲速度的影响，为波形建模和双黑洞形成通道研究提供重要启示。
2024-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from black-hole mergers
对于地基干涉仪和天基干涉仪LISA来说，合并的黑洞双星被认为是最强的引力波源。数值相对论的最新进展使得计算强场动力学并合的波形成为可能，并且正在彻底改变我们对这些系统的理解。我们回顾这些戏剧性的发展，强调应用的问题，在引力波观测。这些新的能力也使得当合并的成分具有不相等的质量，或者不相等或不对齐的自旋时，精确计算给予最终残余黑洞的反冲或反冲成为可能。我们强调最近在这一领域的工作，专注于感兴趣的天体物理学的结果。
2007-09-27 astro-ph gr-qc
