Measuring a cosmological distance-redshift relationship using only gravitational wave observations of binary neutron star coalescences
从双星中子星合并的螺旋相探测引力波将使我们能够测量这种系统中潮汐耦合的影响。这些效应将可以使用第三代引力波探测器来测量，例如爱因斯坦望远镜，它将能够探测到红移z=4的螺旋状双中子星系统。潮汐效应对引力波信号的相位演化提供了额外的贡献，该信号打破了系统的质量参数和红移之间的简并性，从而允许同时测量单个源的有效距离和红移。利用为爱因斯坦望远镜预测的O（10^3-10^7）可探测双星中子星系统，可以独立于宇宙学距离阶梯和电磁观测来探测光度距离-红移关系。我们提出了一个Fisher信息分析的波形假设的子集可能的中子星状态方程的结果。我们的结论是，对于我们的范围内的代表性中子星状态方程的红移可以确定的精度为8-40%，对于1<z<4。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Synergy between ground and space based gravitational wave detectors for estimation of binary coalescence parameters
我们研究了未来地面和空间引力波探测器共存的优势，在估计参数的一个二进制合并。利用非自旋圆轨道中子星-黑洞对的后牛顿波形，研究了如何通过组合不同空间-地面探测器对的数据来改进啁啾质量、对称质量比、并合时间和相位的估计。由于双星并合产生的引力波也为我们研究强场引力提供了一个合适的研究领域，因此我们也使用参数化的后爱因斯坦框架研究了对广义相对论的偏离。作为一个例子，专注于爱因斯坦望远镜和DECIGO对，我们证明了存在一个甜蜜点范围内的灵敏度在前DECIGO阶段，由于协同效应，可以获得最佳的增强后牛顿波形参数的估计，以及修正参数广义相对论。
2015-04-16 gr-qc
A targeted coherent search for gravitational waves from compact binary coalescences
我们提出了一种方法进行有针对性的，连贯的搜索紧凑的二进制聚结的细节。该搜索是专门为电磁瞬变，如伽马射线暴的后续行动。我们推导出高斯探测器噪声的相干搜索统计量，并讨论了一致性，多探测器搜索重合方法的好处。为了减轻非平稳数据的影响，我们引入了一些信号一致性测试，包括零信噪比，幅度一致性和几个$χ^{2}$测试。我们展示了高斯噪声和LIGO第四次科学运行的数据上的搜索性能，并验证了信号一致性测试能够消除大多数噪声瞬变，并且搜索的效率与高斯噪声中的效率相当。
2010-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Weakly modeled search for compact binary coalescences in the Einstein Telescope
针对ET高探测率带来的计算压力，本文评估不依赖波形的弱建模CBC搜索算法，验证其检出率、啁啾质量估计精度，并采用null stream改进背景估计。
2025-05-13 gr-qc
Searching for gravitational waves from binary coalescence
我们描述了从LIGO和Virgo数据中寻找致密二元聚结的引力波的实现。这种全天、全天、多探测器的双星合并搜索已被用于搜索最近LIGO和Virgo运行中获取的数据。搜索是围绕数据的匹配滤波器分析建立的，并通过许多信号一致性测试进行增强，这些测试旨在区分非高斯检测器噪声的伪影和潜在检测。我们使用高斯噪声和来自第五次LIGO科学运行的数据展示了搜索性能，并证明信号一致性测试能够减轻非高斯噪声的影响，并提供与高斯噪声相当的灵敏度。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Second Einstein Telescope Mock Data and Science Challenge: Low Frequency Binary Neutron Star Data Analysis
爱因斯坦望远镜是一个设想中的第三代引力波探测器，预计比先进的LIGO，Virgo和Kagra更敏感，能够探测到来自致密物体合并的引力波信号，波形低至1Hz。有了这样的灵敏度，我们有望在宇宙学距离上探测到辐射源。在本文中，我们介绍了一种改进的方法来生成模拟数据，并分析它与一个新的低延迟紧凑的二叉搜索流水线称为gstlal。我们提出的结果，从这个分析的重点是低频分析的双中子星。尽管紧凑的二进制聚结信号持续数小时，在爱因斯坦望远镜的灵敏度频带时，开始在5赫兹，我们表明，我们能够辨别各种重叠的信号。我们还确定了每个分析运行进行的检测效率，并显示了一个概念的方法来估计作为红移的函数的信号数的证明。最后，我们表明，我们恢复信号参数的能力相比，第一次模拟数据和科学挑战的结果提高了一个数量级。对于双中子星，我们能够恢复的总质量和啁啾质量的0.5%和0.05%，分别。
2015-12-16 astro-ph.CO gr-qc
Binary Black Hole Coalescence and the Dynamics of Scalar Hair in Einstein-Maxwell-Scalar Theory
Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）
通过数值相对论研究带电双黑洞对头并合，发现非最小电磁-标量耦合可动态触发标量毛发，其命运由耦合强度和残余电荷决定。
2026-10-14 gr-qc hep-th
Next-generation global gravitational-wave detector network: Impact of detector orientation on compact binary coalescence and stochastic gravitational-wave background searches
本研究探讨下一代引力波探测器网络中臂朝向对随机背景和致密双星并合搜索灵敏度的影响，提出优化方法并比较五种配置，表明全球协调建设该网络具有优势。
2025-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Gravitational Waves from Primordial Black Hole Binary Coalescences in the Galactic Halo
我们使用LIGO引力波探测器的第二次科学运行的数据来搜索从原始黑洞（PBH）的二元合并的引力波组件质量在0.2- $1.0 M_\odot$。根据一套符合标准，分析需要在两个LIGO天文台的数据中找到信号。没有inspiral信号found. Assuming一个球形晕的核心半径为5千秒差距延伸到50千秒差距包含非旋转黑洞的质量范围在0.2- $1.0 M_\odot$，我们把观测的上限PBH合并的速度为63每年每个银河系晕（MWH）的90%的置信度。
2005-05-10 gr-qc
A coherent triggered search for single spin compact binary coalescences in gravitational wave data
本文提出了一种在引力波数据中进行单自旋紧致双星聚结相干搜索的方法，并将这种搜索与现有的单自旋搜索的符合方法进行了比较。我们提出了一种方法来表征参数空间的区域，其中单自旋搜索，重合和相干，将增加现有的非旋进搜索的检测效率。我们还展示了对LIGO第四次科学运行的一段数据进行相干搜索的示例结果，但注意到在运行此搜索以尝试进行检测之前，需要一组基于信号的否决。
2011-01-07 gr-qc
Search for Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence in LIGO and Virgo Data from S5 and VSR1
我们报告的结果，第一次搜索的引力波从紧凑的二进制合并使用的数据从LIGO和处女座探测器。在S5（LIGO）和VSR 1（Virgo）科学运行期间收集了五个月的数据。搜索的重点是总质量在2到35 Msun之间的二元合并信号。没有发现引力波。对于非自旋双中子星、黑洞-中子星系统和双黑洞，致密双星合并速率的累积90%置信上限分别为8.7 × 10 ^-3、2.2 × 10 ^-3和4.4 × 10 ^-4 yr^-1 L_10^-1，其中L_10是蓝色太阳光度的10^10倍。这些上限与天体物理学的预期进行了比较。
2010-05-25 gr-qc
Is Einstein Still Right?
这是一篇受西班牙物理杂志（“Revista Española de Física”）委托为纪念广义相对论发现一百周年而撰写的文章。本文回顾了在各种情况下（从太阳系到双星，从凹陷A* 到双星黑洞和中子星合并）测试爱因斯坦广义相对论的实验和观测工作。
2015-10-13 gr-qc
A weakly-modeled search for compact binary coalescences in Einstein Telescope
本文评估面向 ET 的未建模引力波搜索流水线，在含真实 CBC 分布的一个月模拟数据中验证其检测率、啁啾质量估计及低计算成本优势。
2024-12-19 gr-qc
Adaptive Event Horizon Tracking and Critical Phenomena in Binary Black Hole Coalescence
建立了黑洞并合拓扑转变的临界现象。我们描述并验证了计算前沿跟踪事件视界求解器，开发的通用研究的黑洞合并问题。然后，我们将其应用于具有宇宙学常数的极端Maxwell - Einstein黑洞合并的Kastor-Traschen轴对称解析解.这种计算分析的令人惊讶的结果是最小喉道与时间成比例的幂律缩放。连接两个孔的最小喉道在合并开始时的短时间内服从幂律。我们还分析了这种行为。因此，至少在一种轴对称情况下存在临界现象。我们给出了一个更广泛的普遍性类的参数比限制要求的Kastor-Traschen解决方案。
2003-04-30 gr-qc
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (I) Inspiral-Merger
LIGO/Virgo合作对紧凑双星的螺旋和合并的观测开创了强场引力研究的新时代。我们回顾了当前和未来对强引力和使用引力波干涉仪的克尔范式的测试，无论是在理论不可知的框架（参数化的后爱因斯坦形式主义）还是在特定的修改引力理论（标量张量、爱因斯坦膨胀子-高斯-博内特、动力学陈-西蒙斯、洛伦兹破坏和额外维度理论）的背景下。在这方面的贡献，我们集中在（i）所携带的信息的inspiral辐射，和（ii）最近的进展，在修改后的引力的数值模拟紧凑的二元合并。
2018-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Multi-band gravitational wave astronomy: science with joint space- and ground-based observations of black hole binaries
在先进的LIGO（aLIGO）观测到第一个黑洞双星（BHB）GW 150914后不久，人们意识到这样一个巨大的系统在合并前几年就可以在毫赫兹（mHz）波段观测到。激光干涉仪空间天线（LISA）在0.1-100 mHz的频率范围内工作，根据从aLIGO第一次观测运行（O 1）推断的聚结率，它可能探测到多达数千个螺旋形BHB。它们中的绝大多数（那些发射$f<10$ mHz的）在LISA的寿命期间只会经历微小的频率漂移，导致类似于银河系白矮星双星发射的信号。然而，在$f>10$ mHz的情况下，其中几个将扫过LISA波段，最终在aLIGO探测的音频波段中产生响亮的合并。这篇文章回顾了这些新的LISA源的科学潜力，在过去的几个月里，已经在几个方面进行了研究，包括多信使和多波段引力波天文学，BHB天体物理学，重力和宇宙学的替代理论的测试。
2017-02-14 astro-ph.HE gr-qc
Determining the equation of state of neutron stars with Einstein Telescope using tidal effects and r-mode excitations from a population of binary inspirals
第三代引力波天文台如爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）将是通过双星合并时产生的引力波探测中子星结构的理想仪器。在这项工作中，我们预测如何以及ET特别是将使我们能够重建中子星状态方程，通过观察几十个二元中子星合并与信噪比在数百。我们仅限于从inspiral中提取的信息，其中包括潮汐效应和可能的r模式共振。在处理后者时，我们超越了牛顿近似，引入并利用了新的普遍关系。我们发现，观察共振r模的能力将有一个显着的影响中子星状态方程的测量与ET。
2022-05-02 astro-ph.HE gr-qc
A fully-coherent all-sky search for gravitational-waves from compact binary coalescences
本文介绍了一种全相干的方法来寻找黑洞和中子星双星合并产生的引力波信号。这将先前开发并用于有针对性的引力波搜索的相干分析扩展到全天、全天搜索。我们将搜索应用于LIGO探测器第五次科学运行期间采集的一个月的数据。我们证明，与巧合搜索相比，灵敏度提高了25%，这与预期相称。最后，我们讨论了在先进的引力波探测器数据中实施和运行对来自双星合并的引力波信号的相干搜索的前景。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Assessing and marginalizing over compact binary coalescence waveform systematics with RIFT
由于爱因斯坦方程组只能近似或间断地用解析或数值方法求解，因此用于推导引力波（GW）源参数的模型存在波形建模的不确定性。使用一个简单的场景，我们说明了这些差异，然后介绍了一个非常有效的技术，边缘化的波形不确定性，相对于一个预先指定的序列的波形模型。基于RIFT，一个非常有效的参数推理引擎，我们的技术可以直接占任何可用的模型，包括非常准确，但计算成本高的波形。我们的基于证据和似然的方法在逐点基础上稳健地工作，使具有强烈不相交后验的模型能够精确边缘化，同时提高了中间计算的可重用性和效率。
2020-11-06 gr-qc
Time domain phenomenological model of gravitational wave subdominant harmonics for quasi-circular non-precessing binary black hole coalescences
在这项工作中，我们提出了一个扩展的时域唯象模型IMRPhenomT的引力波信号从二进制黑洞合并，包括次主谐波，特别是$(l=2, m=\pm 1)$，$(l=3, m=\pm 3)$，$(l=4, m=\pm 4)$和$(l=5, m=\pm 5)$球谐。我们还改进了我们的模型的主导$(l=2, m=\pm 2)$模式和讨论模式混合的$(l=3, m=\pm 2)$模式。该模型被校准到完整的爱因斯坦方程的数值相对论解的质量比18，和Teukolsky方程的数值解更高的质量比。这项工作补充了最新一代的传统频域唯象模型（IMRPhenomX），并提供了新的途径来开发计算效率高的模型，从一般的紧凑双星的引力波信号。
2020-12-22 gr-qc
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
On the use of higher order waveforms in the search for gravitational waves emitted by compact binary coalescences
本文讨论了致密双星合并辐射的高阶波形模型在引力波数据分析中的应用。我们从一个介绍性的章节开始，包括广义相对论，引力辐射和地基干涉引力波探测器的概述。在第二章中，我们将讨论由致密双星聚结所发射的引力波，解释高阶波形以及它们与首阶波形的区别;我们还将介绍后牛顿形式。在第3章中的方法和结果的引力波搜索低质量的紧凑的二元聚结使用的LIGO的第5次科学运行数据的子集，并在随后的章节中，我们将研究如何使用高阶波形在这样的分析。我们遵循一个新的搜索算法，采用高阶波形的检测效率和参数估计有前途的结果的发展。第五章提出了一种有利于引力波搜索的时域波形加窗方法。最后一章涵盖了一个游戏的开发，该游戏旨在作为一个推广项目，以提高公众对引力波搜索的认识和理解。
2011-10-17 gr-qc
Binary Black Hole Coalescence in Semi-Analytic Puncture Evolution
用一种新的方法半解析地研究了双黑洞合并问题。我们的处方采用了保守的骨架哈密顿量，描述了轨道布里-林德奎斯特虫洞（在数值相对论中称为穿孔）在无波截断的爱因斯坦场方程[G. Faye，P. Jaranowski和G. D { \bf 69}，124029（2004）]。在Burke-Thorne规范结构中，我们以透明的Hamilton方式，借助准圆轨道上致密双星的3.5PN精确角动量通量，将引力辐射反应的影响纳入到上述骨架动力学中，得到了一个半解析的黑洞双星合并模型的穿刺演化.利用3.5PN阶TaylorT 4近似，我们对等质量双黑洞的引力波相位演化与数值相对论中的方法进行了{ \it一阶}比较.这种比较表明，修改后的伊顿反应动力学，采用灵活的参数，将需要防止我们的计划和数值相对论之间的失相，类似于在有效的一体化方法所追求的。我们还提供了一个粗略的估计引力波形与二进制黑洞合并的方法。
2008-03-16 gr-qc
Search for Gravitational Waves from Low Mass Binary Coalescences in the First Year of LIGO's S5 Data
我们已经搜索了引力波从合并的低质量紧凑的二元系统，总质量在2和35 Msun之间，最小组件质量为1 Msun使用的数据从第一年的第五次科学运行（S5）的三个LIGO探测器，在设计灵敏度操作。根据质量的不同，我们对距离地球150 Mpc的聚并很敏感。在预期背景之上没有观察到引力波信号。假设一个紧凑的双星物体群具有高斯质量分布，代表中子星双星系统、黑洞-中子星双星系统和黑洞双星系统，我们计算出合并速率的90%置信上限为3.9 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1}，1.1 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1}和2.5 \times 10^{-3} yr^{-1} L_{10} ^{-1}，其中$L_{10}$是蓝色太阳光度的$10^{10}$倍。我们还设置了改进的上限的速度紧凑的二元聚结每单位蓝光光度，作为质量的函数。
2009-05-06 gr-qc
Early Warnings of Binary Neutron Star Coalescence using the SPIIR Search
来自双中子星合并的引力波可以用作警报，以便能够进行及时的后续观测。特别是，捕捉即时电磁和天体粒子排放的时刻，一个二进制合并提出了独特的限制的时间尺度和天空定位在线引力波检测。在这里，我们提出了SPIIR在线检测管道的预期性能，该管道是为即将到来的国际LIGO-Virgo的第四次科学运行（O 4）而设计的。使用模拟高斯数据的两个LIGO天文台与预期的O 4灵敏度，我们证明，有一个不可忽视的机会，提供合并前警告至少10秒之前，最后暴跌。预计这些警报将以每年一颗中子星合并的名义速度发出，并定位在300 $deg^2$的中位数搜索区域内。我们设想这样的检测是非常有用的后续观测站，如Murchison宽场阵列无线电设施在西澳大利亚州的大视野。
2022-02-23 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
Sensitivity Achieved by the LIGO and Virgo Gravitational Wave Detectors during LIGO's Sixth and Virgo's Second and Third Science Runs
我们总结了LIGO和Virgo引力波探测器在LIGO第六次科学运行以及Virgo第二次和第三次科学运行期间对低质量致密二元并合（CBC）搜索所实现的灵敏度。我们提出了应变噪声功率谱密度（PSD），这是典型的性能，在这些科学运行的探测器实现。此处提供的数据以及随附的网络可访问数据文件旨在向公众发布，作为S6和VSR 2 -3期间低质量CBC搜索的探测器性能总结。
2012-03-15 gr-qc
Reactionaries and Einstein's Fame: "German Scientists for the Preservation of Pure Science," Relativity, and the Bad Nauheim Meeting
1920年，阿尔伯特·爱因斯坦的生活中发生了两件重要而不愉快的事情：那年8月，在柏林爱乐乐团的大礼堂里举行了一场反相对论集会;几周后，在德国巴特瑙海姆的一次会议上，爱因斯坦与菲利普·勒纳德就相对论的优点进行了一场紧张而高调的辩论。我回顾了这些事件，并讨论了它们如何影响爱因斯坦根据新的文献证据，已成为通过出版的第10卷收集的文件爱因斯坦。
2011-11-09 gr-qc physics.hist-ph
Rapid localization of gravitational wave sources from compact binary coalescences using deep learning
提出首个基于归一化流的深度学习天空定位方法，直接利用引力波匹配滤波输出，在毫秒级生成各类致密双星并合的方向后验，较贝叶斯方法快三到六个数量级。
2023-12-06 gr-qc
Deep Learning with Quantized Neural Networks for Gravitational Wave Forecasting of Eccentric Compact Binary Coalescence
我们首次将深度学习预测应用于双中子星、中子星-黑洞系统以及偏心率范围e <= 0.9的双黑洞合并。我们训练描述这些天体物理群体的神经网络，然后通过在\texttt{Gravitational Wave Open Science Center}上可用的高级LIGO噪声中注入模拟偏心信号来测试它们的性能，以：1）量化神经网络在二进制分量合并之前识别这些信号的速度; 2）量化神经网络在识别引力波后估计合并时间的准确性;以及3）估计这些事件从早期检测到合并的时间依赖的天空定位。我们的研究结果表明，深度学习可以识别合并前几秒（对于双黑洞）到几十秒（对于双中子星）的偏心信号。我们的神经网络的量化版本实现了模型大小的4倍减少，推理速度提高了2.5倍。这些新的算法可以用来促进时间敏感的多信使天体物理观测致密双星在稠密的恒星环境。
2021-10-17 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
Fast and accurate prediction of numerical relativity waveforms from binary black hole coalescences using surrogate models
通过求解爱因斯坦方程来模拟二元黑洞（BBH）合并在计算上是昂贵的，需要几天到几个月的超级计算时间。使用降阶建模技术，我们构建了一个准确的代理模型，这是在毫秒到一秒的评估，从非自旋BBH聚结与质量比在$[1, 10]$和持续时间对应的约$15$轨道合并前的数值相对论（NR）波形。我们评估模型的不确定性，并表明我们的建模策略预测NR波形{ \em not}用于代理的训练，误差几乎与NR代码的数值误差一样小。我们的模型包括所有球谐${}_{-2}Y_{\ell m}$波形模式解决的NR代码高达$\ell=8.$我们比较我们的代理模型有效的一体波形从$50$ - $300 M_\odot$先进的LIGO探测器，并发现代理总是更忠实（在大多数情况下，至少一个数量级）。
2015-10-07 astro-ph.HE cs.CE gr-qc
The PyCBC search for gravitational waves from compact binary coalescence
我们描述了PyCBC搜索先进的引力波探测器数据中的致密物体二元聚结的引力波。该搜索被用于第一次高级LIGO观测运行，并明确识别出两个黑洞二元合并，GW 150914和GW 151226。PyCBC搜索的核心是使用一组引力波模板波形对二进制合并信号进行匹配滤波器搜索。我们提供了搜索管道的完整描述，包括用于减轻数据中噪声瞬变影响的步骤，识别候选事件并测量其统计显著性。该分析能够测量低至百万年一次的误报率，这是可靠检测信号所需的。使用最初LIGO第六次科学运行的数据，我们表明新的分析减少了搜索中的背景噪声，使二元中子星系统的敏感体积比以前的搜索增加了30%。
2016-09-14 astro-ph.IM gr-qc
On the gravitational wave background from compact binary coalescences in the band of ground-based interferometers
本文报道了对致密双星合并产生的引力波（GW）背景的综合研究。我们认为在我们的计算中，新的基于观测的中子星和黑洞的质量分布和完整的分析波形，包括后牛顿振幅校正。我们的研究结果表明：（ii）低于100 Hz时，背景主要取决于局部聚结速率$r_0$和平均啁啾质量，而与啁啾质量分布无关;（三）宇宙恒星形成速率和双星形成与合并之间的延迟时间的影响在100赫兹以下是线性的，可以用一个单一的（iv）高达50-100 Hz的能量密度参数$Ω_{GW}(f) ~ f^{2/3}$的简单幂律模型足以用作地基干涉仪的搜索模板。在背景信号的检测前景方面，我们表明：（i）检测（信噪比为3）的高级LIGO探测器（H1-L1）在一年的观测时间内需要中子星的合并速率为$r_0 = 3 (0.2) Mpc^{-3} Myr^{-1}$（二元黑洞）;（ii）对于两个共同定位的检测器，对$r_0$的这种限制可以降低3倍，而目前提议的世界范围先进仪器网络在可探测性方面仅提高了约30%;计划中的爱因斯坦望远镜灵敏度提高后，不仅可以可靠地探测背景，而且可以探测待测光谱的高频成分。最后，我们表明，亚阈值的二元中子星合并事件产生了强大的前景，这可能是一个问题，为未来的地面随机搜索的原始GW。
2013-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Forecast constraints on $f(T)$ gravity with gravitational waves from compact binary coalescences
对引力波的直接探测揭开了现代宇宙学探索广义相对论偏差的新篇章。在目前的工作中，我们调查的第一次修改GW形式的传播从紧凑的二元系统的范围内的$f(T)$重力的鼓舞，以获得新的预测/约束的自由参数的理论。首先，我们表明，修改后的波形不同的GR波形本质上是由于诱导的GWs幅度的校正。然后，我们讨论了$f(T)$引力的预测，假设模拟的GWs源是黑洞双星，中子星双星和黑洞-中子星双星系统，发射GWs在高级LIGO（aLIGO）干涉仪和第三代爱因斯坦望远镜（ET）的频带。我们发现，在aLIGO灵敏度内检测到的GWs源可以返回与当前宇宙学观测相同数量级的估计。另一方面，在ET灵敏度内的检测可以将$f(T)$重力上的电流界限提高多达2个数量级。因此，未来的地面GW观测，主要是ET探测器（和具有类似灵敏度的计划探测器），可以实现的统计精度，可以允许对理论的自由参数有很强的限制，并且可以决定性地检验引力理论。
2019-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing $\boldsymbolΛ$CDM-mimicking $\boldsymbol{f(Q)}$ gravity model using gravitational waves from compact binary coalescences
Dibrugarh University（迪布鲁加尔大学）
通过模拟未来第三代引力波探测器对致密双星并合信号的观测，约束一种在宇宙膨胀层面模拟ΛCDM背景的f(Q)引力模型的自由参数，结果表明探测器能在高红移下给出严格约束。
2026-06-16 gr-qc
Testing Quantum Gravity with Gravitational Waves from the ringdown of binary Black Holes coalescences: A New Frontier in Fundamental Physics
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
Localization accuracy of compact binary coalescences detected by the third-generation gravitational-wave detectors and implication for cosmology
利用Fisher信息矩阵研究了第三代引力波探测器探测到的中子星和中子星-黑洞双星的角分辨率和光度距离不确定性。我们的研究重点是一个单独的3G探测器和一个由四个3G探测器组成的网络，这些探测器分布在不同的地方，包括美国、欧洲、中国和澳大利亚，用于拟议中的爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）。我们特别研究了地球自转的影响，因为来自BNS和低质量NSBH系统的GW信号对于3G探测器来说可能长达数小时。我们发现，一个时间相关的天线波束方向图函数可以帮助更好地定位BNS和NSBH源，特别是那些边缘上的。对于红移为$z=0.1$的BNS，一个ET-D探测器的中等角分辨率约为150度$^2$。对于模拟的BNS和NSBH样品，分别在美国和欧洲的两个CE探测器网络的中等角分辨率在$z=0.2$处为约20度$^2$。而对于两个ET-D探测器组成的探测网络，在高得多的红移$z=0.5$下也能获得类似的角分辨率。三个探测器网络的角分辨率主要由探测器之间的基线决定，而与CE或ET探测器类型无关。我们讨论了我们的结果约束的哈勃常数$H_0$，减速参数$q_0$和状态方程（EoS）的暗能量的影响。我们发现，在一般情况下，如果在$z=0.1$的10个BNS或NSBH与已知的红移被检测到，$H_0$可以测量的精度为$0.9\%$。如果在$z<2$上检测到1000个具有已知红移的正面BNS，我们就能够获得$Δq…
2018-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Towards inference of overlapping gravitational wave signals
局部宇宙中的双黑洞、双中子星和中子星-黑洞双星的合并率（即，从激光干涉引力波天文台（LIGO）和Virgo推断出的红移为1.00的三个（红移为1.00的三个）的三个（红移为1.00的三个）分别是$16-130\, \mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$、$13-1900\, \mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$和$7.4-320\,\mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$。这些速率表明，在未来的引力波探测器（如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜）的灵敏度波段中，这些信号中的两个或更多个在其寿命期间将相互重叠的可能性很大。检测管线以$\mathcal{O}(10\,\rm ms)$的精度提供每个信号的合并时间。我们表明，使用检测管道中的合并时间的先验知识，可以使用当前的数据分析基础设施正确推断这些重叠信号的属性。我们研究了两个重叠的信号所产生的非自旋二进制不同的配置，改变他们的时间和相位在合并，以及他们的信噪比。我们的结论是，在这项工作中考虑的情况下，参数推断是强大的，提供他们的聚结时间在检测器帧超过$\sim 1-2 \,\mathrm{s}$。其合并时期位于彼此的$\sim 0.5\,\mathrm{s}$内的信号在参数推断中遭受显著的偏差，并且需要新的策略和算法来克服这种偏差。
2022-04-27 astro-ph.HE gr-qc
Einstein and Eddington and the eclipse in Principe: Celebration and science 100 years after
1919年5月29日，在普林西比岛的罗莎·桑迪，爱丁顿通过拍摄日全食期间被遮蔽的太阳后面的恒星，首次证实了爱因斯坦的广义相对论理论。历史被创造了。在索布拉尔，爱丁顿的天文学家同事拍摄了同样的日食，并得出结论，根据广义相对论，来自遥远恒星的光在经过太阳的引力场时会发生偏转。随着广义相对论（一种基本的引力理论）的证实，物理学一劳永逸地成为相对论，它的未来也被勾勒出来。第一次世界大战在几个月前结束，国家之间的深刻创伤尚未愈合。科学想要超越一切，表明人们可以通过一个共同的目标团结起来。今年，为了纪念这一成就的100年，在普林西比举行了科学会议“从爱因斯坦和爱丁顿到LIGO：引力光偏转100年”，以庆祝这一具有里程碑意义的事件。我们在此报道这次庆祝大会。
2019-12-18 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Observing Gravitational Waves From The Post-Merger Phase Of Binary Neutron Star Coalescence
本文提出了一种有效的低维频域模板，用于分析双星中子星合并过程中恒星残骸的引力波信号。采用主成分分解方法对一组中子星合并的数值模拟结果进行了分析，得到了各种中子星状态方程和质量组态的波形的振幅谱和相位谱的正交基函数。我们回顾了双中子星合并中合并后期/合并后引力波发射的现象，并演示了如何理解合并期间和合并后的动力学导致构建一个通用的频谱。我们还提供了一个合并后的信号检测在未来的引力波探测器作为第三代仪器的科学案例的潜在贡献的前景进行了讨论。在我们的分析中得到的模板实现了$>90\%$匹配跨越各种各样的合并波形和应变灵敏度谱的电流和潜在的引力波探测器。Fisher矩阵分析产生了在将主要的合并后振荡频率$f_{\mathrm{peak}}$确定为$δf_{\mathrm{peak}} \sim 50$ Hz时的典型不确定性的初步估计。使用最近导出的$f_{\mathrm{peak}}$和中子星半径之间的相关性，这表明对基准中子星半径$\sim 220$ \，m的潜在约束。这种测量只可能用于附近（$\sim 30$ Mpc）的先进LIGO源，但对于计划升级到先进LIGO和其他未来仪器变得更加可行，导致对高密度中子星状态方程的限制，这些状态方程独立于并合前螺旋引力波信号推断的状态方程。
2015-09-28 astro-ph.HE gr-qc
Three-Dimensional General-Relativistic Hydrodynamic Simulations of Binary Neutron Star Coalescence and Stellar Collapse with Multipatch Grids
本文提出了一个新的三维广义相对论流体动力学演化方案，该方案能够有效地模拟恒星坍缩、孤立中子星、黑洞形成和双中子星合并等过程.我们利用一组自适应曲线线性网格（多面体）加上通量守恒的细胞为中心的自适应网格细化。这使我们能够显着扩大我们的计算域，同时仍然保持高分辨率的引力波提取区，恒星的外层，或合并中子星的质量喷射区域。流体演化与高分辨率的激波捕获有限体积计划，而时空的几何演变使用四阶有限差分。我们采用了多速率龙格-库塔时间积分方案的效率，发展的流体与二阶和时空几何与四阶积分，分别。我们验证了我们的代码的一些基准问题：旋转恒星坍缩模型，激发中子星，中子星坍缩成黑洞，和二元中子星合并。测试问题，特别是后者，极大地受益于更高的分辨率在重力波提取区，因果断开的外边界，和应用柯西特征重力波提取。我们表明，我们能够提取收敛的引力波模式（l，m）=（6，6）。这项研究铺平了道路，更现实和详细的研究紧凑的对象和恒星坍缩在全三维和大型计算域。本文讨论的多面体基础设施和网格细化和流体动力学代码的改进将作为开源爱因斯坦工具包的一部分提供。
2012-12-05 astro-ph.HE gr-qc
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
Science with the Einstein Telescope: a comparison of different designs
本文比较爱因斯坦望远镜不同设计（三角形与双L形、不同臂长、有无低频仪器）的科学能力，通过多种度量评估其对致密双星并合、多信使天文学和随机背景等科学目标的影响。
2023-06-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum Tests of the Einstein Equivalence Principle with the STE-QUEST Space Mission
我们详细介绍了时空探测器和量子等效空间测试（STE-QUEST）空间任务的基础物理学科学目标。STE-QUEST与其他四个任务一起被欧洲航天局预先选定，用于计划在2024年左右发射的宇宙愿景M3。它使用原子钟、物质波干涉测量和长距离时间/频率链路对爱因斯坦等效原理的不同方面进行测试，在量子力学和引力之间的界面提供迷人的科学，这在地面实验中无法实现。我们特别强调在量子制度中进行等效原理测试的具体强烈兴趣，即使用量子原子波干涉。虽然由于预算和技术原因，STE-QUEST最终在2014年初没有被选中，但它的科学案例得到了很高的评价。我们的目标是向广大观众展示这一科学，以便未来的项目和提案能够利用STE-QUEST的经验。
2014-09-25 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Deep Learning Search for Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence
Università degli Studi di Urbino Carlo Bo（乌尔比诺卡洛·博大学）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所、IJCLab）
本文提出一种结合匹配滤波与卷积神经网络的引力波搜索方法，通过模拟数据验证其在提高检测效率和减少计算负载方面的有效性。
2026-10-22 astro-ph.IM gr-qc
The US Program in Ground-Based Gravitational Wave Science: Contribution from the LIGO Laboratory
最近来自LIGO和Virgo天文台的引力波观测给全世界的科学家和公民带来了极大的兴奋感。2015年9月以来，观测到10个双星黑洞并合和1个双星中子星并合。它们为“引力宇宙”提供了非凡的、革命性的见解，并极大地扩展了多信使天文学的领域。目前，先进的LIGO可以看到双黑洞合并到红移0.6和双中子星合并到红移0.05。这只探测了可观测宇宙体积的一小部分。然而，目前的技术可以扩展到建造“$3^\mathrm{rd}$一代”（3G）引力波天文台，将我们的触角延伸到可观测宇宙的边缘。在如此大的体积上的事件率将是每年数十万（即每小时数十）。这种3G探测器的应变灵敏度将比当前一代仪器提高10倍，对于已经看到的事件，产生1000的信噪比。目前正在研究几个概念，今后5年将进行工程研究和可靠的成本估算。
2019-03-11 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Physically consistent gravitational waveform for capturing beyond general relativity effects in the compact object merger phase
本文提出一种物理自洽的参数化引力波形，通过微扰修正捕捉致密双星并合阶段超越广义相对论的效应，并验证其能有效刻画非线性区域的偏离。
2025-09-22 gr-qc
Status and perspectives of Continuous Gravitational Wave searches
引力波天文学的诞生是由第一次探测到两个紧凑物体合并（也称为紧凑双星合并事件）产生的信号引发的。由先进干涉仪组成的地球网络所作的以下探测对许多科学领域产生了重大影响：天体物理学、宇宙学、核物理学和基础物理学。然而，致密的双星合并信号并不是LIGO、Virgo和KAGRA可能探测到的唯一类型的引力波。一个有趣的家庭仍然未被检测到的信号，在这篇评论中考虑的，是所谓的连续波，典型的例子是银河系，快速旋转的孤立中子星发射的引力辐射在其质量分布有一定程度的不对称性。在这项工作中，我将审查的地位和最新的结果，从先进的探测器数据分析，包括搜索暗物质签名。
2022-11-07 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
Binary Black Holes in Einstein-Maxwell-Dilaton Theory: Second Post-Newtonian Dynamics from Effective Field Theory
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文中心，波兰科学院）
本文利用有效场论方法推导了爱因斯坦-麦克斯韦-膨胀子理论中带电黑洞双星至二阶后牛顿阶的守恒动力学，为高精度波形建模和引力波检验该理论奠定基础。
2026-09-09 gr-qc
Applications of the close-limit approximation: horizonless compact objects and scalar fields
模拟致密双星从螺旋到合并的演化是引力波天文学的核心。目前的波形目录是建立在真空二进制黑洞模型，通过不断发展的爱因斯坦方程数值和补充他们的知识，从慢动作扩展。对于有物质存在时的聚结过程，或者除了广义相对论以外的理论，我们所知的要少得多。在这里，我们探讨了封闭极限近似作为一个强大的工具，以了解在一般设置的聚结过程。特别地，我们研究了两个等质量，紧凑，但水平的对象的正面碰撞。我们的研究结果显示了“回声”的出现，并表明合并能量的一个重要部分进入这些后期的重复。我们还应用封闭极限近似研究了碰撞黑洞对周围标量场的影响。值得注意的是，我们的研究结果表明，通过微扰理论获得的观测值可以扩展到合并阶段的一个重要部分，在原则上只有一个数值方法是适当的。
2022-05-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Probing the ringdown perturbation in binary black hole coalescences with an improved quasi-normal mode extraction algorithm
本文提出一种改进的QNM提取算法，通过球面拟合、VarPro反向搜索和稳定性检验，系统验证了双黑洞铃宕中准正则模式及其泛音的稳定性，并发现新的二次QNM及扰动源与泛音指数近似无关的规律。
2025-07-03 gr-qc
Long-Term Postmerger Simulations of Binary Neutron Star Coalescence: Formation of Toroidal Remnants and Gravitational Wave Afterglow
据估计，一个显着的比例的双中子星合并事件产生的长寿命的大质量残留物支持的差异旋转和旋转不稳定性。为了研究快速旋转的中子星（NS）合并后的形成和振荡，我们提出了一个探索性的研究完全广义相对论流体动力学模拟使用公共代码爱因斯坦工具包。注意力集中在质量方面的长期合并后的演变。作为简化的测试模型，我们使用一个适度的刚性伽玛=2的理想流体状态方程和未磁化的无旋等质量二进制与三个质量远低于阈值迅速崩溃。我们的高分辨率模拟产生合并后的“振铃”引力波（GW）的信号为170毫秒，持续旋转的大规模NS残留物没有崩溃的黑洞。我们观察到残留物内部的高密度双芯结构逐渐转变为准轴对称的环形结构。它以准周期的方式振荡，并由于引力辐射而缩小尺寸。在GW频谱图中，占主导地位的双峰在整个合并后的模拟中持续存在，并缓慢地漂移到更高的频率。在合并后约100 ms处出现一个新的低频峰，这是由于GW驱动的不稳定振荡模式的增长。网格分辨率的长期影响也使用相同的初始模型进行了研究。此外，我们评论的物理条件，有利于形成的瞬态环形配置，并讨论我们的研究结果对未来的GW观测目标快速旋转NS的影响。
2017-10-05 astro-ph.HE gr-qc
