ASTROD, ASTROD I and their gravitational-wave sensitivities
ASTROD（使用光学装置进行相对论天体动力学空间测试）是一个飞行任务概念，由三个航天器组成-一个靠近L1/L2点，一个位于内太阳轨道，一个位于外太阳轨道，利用激光相互协调地测距，测试相对论引力，测量太阳系并探测引力波。ASTROD I带有一个与地面站光学测距的航天器，是ASTROD任务的第一步。本文介绍了ASTROD I有效载荷和加速度计的要求，讨论了ASTROD和ASTROD I的引力波灵敏度，并与LISA和航天器的无线电波多普勒跟踪进行了比较。
2003-09-02 gr-qc
Relativistic versus Newtonian orbit model: the Relativistic Motion Integrator (RMI) software. Illustration with the LISA mission
相对论运动积分器（RMI）是对给定度规（对应于一阶后牛顿或更高阶的引力场）的精确相对论运动方程进行数值积分，而不是牛顿方程加相对论修正。本文的目的是验证该方法，并说明如何RMI可以用于空间任务，以产生相对论星历的测试机构（或卫星）。事实上，现在，相对论效应必须考虑在内，并比较一个RMI模型与经典开普勒之一，有助于量化这些影响。LISA是使用RMI的一个相关示例。LISA航天器的精确轨道模型不仅需要用于卫星星历，而且还需要用于计算航天器之间的激光链路中的光子飞行时间，这是LISA数据预处理所需的，以达到引力波探测水平。LISA轨道模型中的相对论效应需要考虑和量化。利用RMI方法，我们证明了在一个不旋转的球形太阳的引力场中，LISA轨道的经典数值模型相对于同一模型的相对论数值模型，在一年内径向距离可能误差高达10公里，一年后沿轨道距离可能误差高达60公里。从而影响估计的光子飞行时间。我们验证了RMI数值结果与1PN解析发展。
2009-08-06 astro-ph gr-qc
Revisiting time delay interferometry for unequal-arm LISA and TAIJI
本文利用数值轨道研究不等臂 LISA/TAIJI 的第一代时间延迟干涉测量灵敏度，发现 T 通道在低频段偏离等臂情形且残余激光噪声不满足任务要求。
2022-08-02 gr-qc
Alternative LISA-TAIJI networks: polarization separation of the stochastic gravitational wave background
Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究院）；Department of Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Department of Physics, Faculty of Arts and Sciences, Beijing Normal University（北京师范大学艺术与科学学院物理系）
本研究探讨LISA-TAIJIp与LISA-TAIJIm两种网络探测、区分各向同性SGWB偏振分量的能力，发现LISA-TAIJIm配置偏振简并性更弱，大角度网络更利于SGWB偏振测量。
2026-08-11 gr-qc
Ultra-relativistic astrophysics using multi-messenger observations of double neutron stars with LISA and the SKA
最近的工作突出表明，数十个银河系双中子星可能在空间引力波天文台LISA的毫赫兹波段被探测到。Kyutoku和Nishino指出，其中一些双星可能是使用平方公里阵列（SKA）检测到的无线电双星。我们指出，联合LISA+SKA检测的$f_\text{gw}\gtrsim$ 1兆赫的二进制，对应的二进制周期为$\lesssim$ 400秒，将使超相对论现象的精确测量。我们表明，在合理的假设下，超相对论双星的多信使观测可以用来约束中子星状态方程具有显着的保真度。用SKA进行10年的观测后，有可能以$\approx$ 0.2%的精度测量质量-半径关系。这样的测量将比其他提议的观测结果精确大约一个数量级。我们总结了一些其他显着的科学可能与多信使观测的毫赫兹双星，并讨论了检测这样的对象的前景。
2019-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Science with the space-based interferometer LISA. IV: Probing inflation with gravitational waves
我们研究了LISA天基干涉仪探测暴胀过程中不同机制产生的随机引力波背景的潜力。聚焦于动机良好的情况下，我们研究了由此产生的贡献，从粒子生产过程中的通货膨胀，通货膨胀的旁观者领域与不同的声速，有效场论的通货膨胀与特定模式的对称性破缺和模型导致形成的原始黑洞。LISA的投影灵敏度以独立于模型的方式用于各种检测器设计和配置。我们证明，LISA是能够探测这些动机良好的通货膨胀的情况下，超出了不可约的真空张量模式预期从任何通货膨胀的背景。
2016-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Background Search by Correlating Multiple Triangular Detectors in the mHz Band
随着天琴和太极最近的强劲发展，我们现在有越来越多的机会通过将它们与LISA一起操作来在mHz波段进行相关分析。假设在一般的几何配置的两个LISA的三角形探测器，我们开发了一个简单的配方来评估网络的灵敏度，各向同性引力波的背景。在我们的配方中，我们充分利用每个三角形检测器内的数据通道的对称性，并提供易于处理的表达式，而不直接采用繁琐的检测器张量。我们具体评估了各种潜在检测器组合（包括LISA-TianQin对）的预期网络灵敏度。
2020-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Pulsar Timing Sensitivities to Gravitational Waves from Relativistic Metric Theories of Gravity
脉冲星计时实验旨在探测引力辐射已经进行了几十年。随着能够跟踪多个毫秒级恒星的大型阵列的即将建造，我们很可能能够在纳赫兹波段首次探测到引力辐射，并通过测量探测到的信号的偏振分量来检验爱因斯坦的相对论。由于最广义的相对论度规引力理论预测的引力波考虑了{ \it six}个偏振模式（通常的两个爱因斯坦张量偏振以及两个矢量和两个标量波分量），我们估计了单天线对这六个偏振的灵敏度。我们发现脉冲星计时实验是显着更敏感，在他们的整个观测频带（$\approx 10^{-9} - 10^{-6}$ Hz），标量纵向和矢量波比标量横向和张量波。例如，在$10^{-7}$ Hz和距离为$1$ kpc的标量星上，我们估计对标量纵波的平均灵敏度比对张量波的灵敏度好两个数量级以上。我们的结果意味着，通过脉冲星计时直接探测引力辐射将导致对广义相对论的检验，这比基于监测双星系统轨道周期衰减的检验更为严格。
2011-02-23 gr-qc
Time Delay Interferometry combinations as instrument noise monitors for LISA
LISA任务可能是一个信号主导的探测器，因此一个挑战是分离不同的天体物理源，并区分它们和仪器噪声。LISA的目标之一是通过探测随机的GW背景来探测早期宇宙。由于与其他探测器的相关性是不可能的LISA，这样的GW背景的仪器噪声的歧视需要一个很好的估计后者。为此，我们重新审视了时间延迟干涉测量（TDI），以寻找满足激光频率噪声抑制要求的新TDI信号组合。我们说明，这是可能的，做一个线性组合，这些TDI通道，找到特殊的零组合，抑制引力波，主要携带有关仪器噪声的信息。我们发现，存在许多零组合，表现出不同的灵敏度引力波，其中一些似乎比传统的T组合更适合用于估计测试质量加速度噪声。在理想化的LISA配置中，它们都对六个测试质量块加速度的特定线性组合敏感，类似于LISA三角形的刚性旋转。在下面的文章中，我们说明了什么是可以通过监测这些干涉信号提取的噪声特性，并讨论了这些发现的随机GW背景的检测的含义。
2022-01-13 astro-ph.IM gr-qc
Prospect of probing dark energy using stochastic gravitational waves
我们研究了使用LISA和Advanced LIGO等引力波实验探测暗能量行为的可能性。使用两种流行的暗能量状态方程参数化，我们表明，利用LISA和Advanced LIGO目前对随机引力波的探测灵敏度，可以探测到目前宇宙学观测所允许的大部分暗能量状态方程参数空间。
2015-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-sky-averaged sensitivity curves for space-based gravitational-wave observatories
在引力波观测中，信噪比（SNR）被用作检测置信度的基本品质因数，并与Fisher矩阵一起用于从检测信号中提取的物理信息量。SNR通常从灵敏度曲线计算，灵敏度曲线描述了给定频率的单色源达到阈值SNR所需的引力波振幅。对于类似于激光干涉仪的天基干涉仪探测器，它们对长寿命信号敏感，位置和方向不断变化，需要逐个源计算精确的信噪比。为了方便起见，大多数作者更喜欢使用天空平均灵敏度，接受单个源的不准确SNR，并放弃对源总体SNR统计分布的控制。在本文中，我们描述了一个简单的端到端的配方来计算任何几何形状的干涉天基探测器的非天空平均灵敏度：实际上，我们推导出天空平均灵敏度曲线的误差条，这为以前关于天空平均信噪比的不合格陈述提供了严格的统计解释。作为一个工作的例子，我们认为各向同性和银河系盘人口的单色源，观察与“经典的LISA”的配置。我们确认，各向同性人口的（标准）反均方根平均灵敏度保持不变，是否包括在计算中的LISA轨道。然而，探测器的运动使灵敏度的分布变紧，因此对于50%的源，灵敏度在其平均值的30%以内。对于银河系盘人口，平均和分布的灵敏度为一个移动的检测器变成类似的各向同性的情况。
2012-09-12 gr-qc
Stringent Tests of Gravity with Highly Relativistic Binary Pulsars in the Era of LISA and SKA
目前，已有19个双中子星系统被射电计时探测到，2个合并中子星系统被千赫引力波探测到。由于选择效应，它们的轨道周期$P_b$都不在几十分钟之内。在本文中，我们考虑了Kyutoku等人提出的多信使策略。（2019），联合使用激光干涉仪空间天线（LISA）和平方公里阵列（SKA），以$P_b \sim$ 10-100 min的时间探测和研究银河系脉冲星-中子星（PSR-NS）系统。我们假设我们将通过这种策略探测PSR-NS系统。我们使用标准的脉冲星计时软件来模拟这些双星脉冲信号的到达时间。我们获得的精度的短轨道周期PSR-NS系统的轨道周期$P_b \in (8,120)\,$分钟的定时参数。我们使用模拟的轨道衰减，$\dot{P}_{b}$的不确定性，预测未来的各种替代理论的重力测试。我们定量地表明，高度相对论性的PSR-NS系统将显着改善的比重理论在强场区的参数的约束。我们还研究了在PSR-NS系统中，利用$P_b = 8\,$ min观测到的Lense-Thirring效应引起的轨道近星点推进，结果表明Lense-Thirring效应可以很好地被探测到.
2021-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Impact of relativistic waveforms in LISA's science objectives with extreme-mass-ratio inspirals
本研究扩展了FastEMRIWaveform框架，为Kerr时空中的圆形赤道轨道提供了绝热阶完全相对论波形，发现纳入相对论修正能显著降低视界红移、吸积盘参数及超辐射标量云质量的估计误差，对LISA的EMRIs科学目标至关重要。
2025-04-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Black hole sensitivities in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
爱因斯坦-标量-高斯-邦纳引力理论中的黑洞双星的后牛顿动力学依赖于所谓的“灵敏度”，即表征黑洞对由其伴星产生的随时间变化的标量场环境的绝热响应的量。本文用数值方法计算了非旋转黑洞（包括自发标度化黑洞）在三类Einstein-scalar-Gauss-Bonnet引力中的灵敏度：位移对称引力、非对称引力和高斯引力.在可能的情况下，我们比较我们的结果对微扰的分析结果，发现很好的协议。与广义相对论中的黑洞不同，爱因斯坦-标量-高斯-邦纳引力中的黑洞只存在于由理论的耦合常数控制的受限参数空间中。在黑洞二进制的敏感性所发挥的作用的初步研究表明，在原则上，黑洞可以驱动它们的存在域以外的inspiral期间，我们确定的二进制参数。
2022-02-02 gr-qc
Optimal Detection Bands for Intermediate-Mass Black Hole Binaries: Prospects for LISA and AMIGO in General Relativity and $f(R, T)$ Gravity
本文预测LISA和AMIGO对中等质量黑洞双星的探测率，并检验f(R,T)修正引力对探测红移和事件数的影响，表明联合观测可提供一致性检验。
2025-07-06 astro-ph.CO gr-qc
Prospective Sensitivities of Atom Interferometers to Gravitational Waves and Ultralight Dark Matter
我们调查了未来的灵敏度地面和星载原子干涉仪（AI）的宇宙和天体物理源产生的引力波（GW），超轻暗物质。讨论了地球探测器中的重力梯度噪声背景，以及星载探测器中的脉冲双星和小行星背景。我们将LIGO和LISA的灵敏度与AION陆地AI项目的100米和1公里阶段的灵敏度进行了比较，以及拟议中的AEDGE AI太空任务的两个选项，其中冷原子云位于航天器内部或外部，考虑到黑洞和中子星的合并，超新星，早期宇宙的相变，早期宇宙中的宇宙弦和量子波动可能产生了原始的黑洞。我们还回顾了AION和AEDGE探测超轻标量暗物质相干波的能力。
2021-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Data Analysis Methods for Testing Alternative Theories of Gravity with LISA Pathfinder
本文提出了一种适用于LISA探路者（LPF）潜在鞍点飞越任务扩展的数据分析方法。在其灵敏度的峰值时，LPF将以$1\,\text{mHz}$附近的频率以几个$\text{fm/s}^2/\sqrt{\text{Hz}}$的精度对我们太阳系中的引力场进行采样。这样一个精确的加速度计将使我们能够测试替代理论的重力预测偏离牛顿动力学在非相对论性的限制。作为一个例子，我们考虑的情况下，张量矢量标量理论的重力和计算，在非相对论性的限制，该理论，异常潮汐应力产生的LPF的信号。我们研究了这些信号的参数空间，并将其分为两个子组，一个与任务参数相关，另一个与引力模型确定的理论参数相关。我们研究了任务参数如何影响信号的可探测性，得出结论，这些参数可以确定足够的精度从航天器的导航和固定在我们的分析。此外，我们应用贝叶斯参数估计，并确定重力理论参数可以推断的准确性。我们评估的参数空间的一部分，可以消除在没有信号检测的情况下，估计作为参数空间位置的函数的信号的可检测性。我们还进行了第一次调查的非高斯“噪声毛刺”，可能会发生在数据中。我们开发的分析是通用的，可以应用到任何重力理论预测的异常潮汐应力引起的信号。
2014-08-21 gr-qc
The case for testing MOND using LISA Pathfinder
我们量化的潜力，测试修改后的牛顿动力学（MOND）与LISA探路者（LPF），应鞍点飞越被纳入任务。我们预测的预期信噪比（SNR）的各种仪器噪声模型和轨迹过去的鞍。对于标准理论参数，即使对仪器性能和鞍形方法进行适度假设，信噪比也达到中高两位数。明显的问题，如系统所产生的LPF自引力，或牛顿的背景下，进行检查，并证明不是一个问题。我们还研究了一个负的观测结果后，确定理论的自由函数的影响。我们证明，如果牛顿的引力常量被约束不被重新归一化超过百分之几，只有人为的MONDian自由函数将生存的负结果。也有例外，例如自由函数在牛顿极限下不渐近于1，而是发散或渐近于零（取决于它们的母体相对论MONDian理论）。最后，我们扫描了所有提出的相对论MONDian理论的结构，并根据它们的非相对论极限对它们进行分类，发现三种广泛的情况（根据自由函数的形式有一些子情况）。似乎只有爱因斯坦-乙醚公式，以及其他理论中自由函数不渐近于1的子情况，才能在不诉诸“设计者”自由函数的情况下幸存下来。
2012-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Efficient time-domain eccentric model for Galactic binaries in LISA
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Zürich（苏黎世大学）；National Institute for Subatomic Physics (Nikhef)（荷兰亚原子物理国家研究所（Nikhef））；Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）
本文提出用于LISA的时域偏心银道面双星波形软件包\texttt{eGB-multi}，量化了轨道偏心导致准圆形近似失效的参数范围。
2026-08-26 gr-qc
Detection prospects of solar $g$-modes with LISA
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文基于当前太阳模型和更新的探测器灵敏度，研究了利用空间引力波探测器检测太阳振荡模式的可能性，重点评估了太阳g模在低频带的可检测性，并与天琴计划进行比较。
2026-03-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
LISA observations of rapidly spinning massive black hole binary systems
大质量黑洞的二元系统将在整个宇宙中被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。从这类源观测到的引力波将对我们理解高度非线性相对论性区域中的引力行为、高红移下大质量黑洞的分布和相互作用以及宇宙结构的形成和演化产生重要影响。因此，重要的是要解决如何准确地LISA可以测量源参数，并探讨天文学和宇宙学的影响。目前的观测和理论模型表明，大质量黑洞可能正在旋转，在某些情况下可能很快。在双星系统中，相对论性的自旋-轨道相互作用导致轨道平面在空间中进动，在发射的引力波上产生特征信号。在本文中，我们调查的效果上的引力波信号登记在LISA输出和参数估计的影响。本文考虑了圆轨道双星系统的简单旋进的旋进相位，并在限制的1.5PN阶下近似了引力辐射。我们表明，自旋的存在显着地改变了LISA记录的信号的签名。因此，与参数测量相关的均方误差明显小于忽略自旋影响时获得的均方误差。对于两个$10^6 \Ms$黑洞的双星系统，角分辨率和光度距离的相对误差提高了3到10倍;啁啾质量和约化质量的分数误差分别降低了1倍$\sim 10$和$\sim 10^3$。
2003-04-02 astro-ph gr-qc
Algorithm for TDI numerical simulation and sensitivity investigation
我们引入了一个通用的算法来确定的时间延迟和航天器（S/C）的位置，以构成任何时间延迟干涉（TDI）通道的动态情况下，并评估其灵敏度，通过使用一个完整的数值方法。我们选择了11个第二代TDI通道，从四种方法构建，并研究其引力波响应，噪声水平，和平均灵敏度下的数值LISA轨道。所选通道的灵敏度各不相同，特别是对于低于20 mHz的频率。从第二代迈克尔逊TDI通道（X $_1$、X $_2$和X $_3$）组合的最佳通道A $_2$（或等效地E $_2$）在通道中实现最佳灵敏度，而Sagnac $α_1$通道示出较差的灵敏度。与基准X $_1$通道相比，多通道在某些特征频率处显示出更好的灵敏度。联合$\mathrm{A_2+E_2+T_2}$观测不仅将X $_1$信道的灵敏度提高了$\sqrt{2}$到2倍，而且还提高了天空覆盖能力。
2021-06-03 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Waves from a Compact Star in a Circular, Inspiral Orbit, in the Equatorial Plane of a Massive, Spinning Black Hole, as Observed by LISA
结果是通过对恒星质量物体在缓慢收缩的圆形赤道轨道上螺旋进入大质量黑洞的轨道演化和发射引力波的高精度计算得出的。这些计算的重点是最内层稳定圆轨道（isco）附近的螺旋-更具体地说，是在角速度Ω为0.03 <Ω/ Omega_{isco} < 1的轨道上。计算是基于Teukolsky-Sasaki-Nakamura形式主义，结果列在一组函数中，这些函数具有统一的阶数，代表对低轨道速度公式的相对论修正。这些表可为今后进行LISA空基引力波飞行任务的设计研究奠定基础。本文首先介绍了LISA的应用概况：计算了信噪比S/N，并将其作为黑洞质量M、自旋a和吸入天体质量μ的代表值的随时间演化的引力波频率的函数，其中到地球的距离取为r_o = 1Gpc。这些S/N对黑洞自旋以及M和μ有很强的依赖性。与预测的事件发生率的比较表明，探测这些波的前景很好，但如果螺旋形物体是白矮星或中子星，则不会超过1Gpc。这就要求适度降低LISA的本底噪声。最后对从观测海浪中提取信息的前景作了简要的讨论
2000-07-28 gr-qc
Unified model for the LISA measurements and instrument simulations
本文提出一个统一的 LISA 测量与仪器模拟模型，首次纳入相对论参考系、时钟同步、激光频率及噪声等关键环节，并通过 LISANode 和 LISA Instrument 两种实现验证 TDI 可从高真实度模拟数据中恢复引力波信号。
2023-03-29 astro-ph.IM gr-qc
Probes of Gravitational Waves with Atom Interferometers
地球和太空中的原子干涉仪（AI）提供了在中频deciHz波段测量引力波（GW）的良好能力，补充了LIGO/Virgo和LISA实验的灵敏度，并使探测器能够对GW传播的广义相对论预测进行可能的修改。我们使用AION（地面）和AEDGE（天基）AI项目的预计灵敏度来说明这些能力，表明AION可以将目前LIGO/Virgo对引力子质量的直接限制提高一个因子$\sim 40$到$\simeq 10^{-24}\,$ eV，AEDGE可以将限制提高另一个数量级。AION和AEDGE也将比LIGO对洛伦兹违反的某些情况具有更高的敏感性。
2020-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Relativistic orbits and Gravitational Waves from gravitomagnetic corrections
考虑到高阶近似引起的重磁效应的轨道相对论理论的修正进行了讨论。除了广义相对论的标准近星点效应外，还发现了一种新的章动效应，这种章动效应是由于${\displaystyle c^{-3}}$轨道修正引起的。根据这种新章动效应的存在，我们在四极近似下研究了致密天体（中子星（NS或BH））在大质量黑洞（MBH）的引力场中被俘获时所发射的引力波形。我们用数值方法研究了发射的引力波的振幅。我们的结论是，我们研究的影响可能是未来的空间激光干涉GW天线LISA的兴趣。
2009-06-30 gr-qc
Sensitivity curves for spaceborne gravitational wave interferometers
为了确定特定的引力辐射源是否能被特定的引力波探测器探测到，有必要知道仪器的灵敏度极限。这些仪器的灵敏度通常通过绘制仪器可探测到的引力波振幅的最小值与引力波频率的关系图来描述（在对源位置和极化进行平均之后）。本文详细地叙述了在给定星载激光干涉仪引力波观测站的一系列技术指标的情况下，如何计算这样一条灵敏度曲线。修正了以往文献中的一些错误，首次（主要是）解析计算了引力波传递函数。示例灵敏度曲线计算提出的LISA干涉仪。我们发现，以前的治疗LISA低估了其敏感性的一个因素$\sqrt{3}$。
2000-01-10 astro-ph gr-qc
SyZyGy: A Straight Interferometric Spacecraft System for Gravity Wave Observations
我们应用TDI，展开一般的三角形配置，三个航天器的线性阵列的特殊情况。我们表明，这样的阵列（“SyZyGy”），与相同尺度的等边三角形GW检测器相比，在低频（f<<c/（阵列尺寸））的灵敏度降低（但非零），但对GW的峰值和高频灵敏度相似。灵敏度曲线呈现为SyZyGys具有各种臂长。从线性配置中可以得到许多技术简化。这些仅包括一个刻面（例如，每个航天器的质量标准为1000立方厘米，航天器内的激光计量只需要在中央航天器，放置在一个适当的轨道上可以减少多普勒漂移，这样就不需要激光束调制来进行超稳定振荡器噪声校准，并且很少或根本不需要依赖于时间的望远镜铰接来保持指向。由于SyZyGy的灵敏度在低频下比等边三角形阵列的灵敏度下降得更快，因此它可能对地面干涉仪（10-2000 Hz）和LISA（0.1 mHz-0.1 Hz）之间波段的GW观测更有用。对于与LISA相同的仪器假设，具有~1光秒尺度的SyZyGy可以在中频GW波段进行观测，在一年的积分中对正弦波具有5 sigma灵敏度~2.5 x 10^-23。
2003-07-25 gr-qc
Model-Agnostic Population Inference for Gravitational-Wave Astronomy: From LVK to LISA
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS（中国科学院新疆天文台射电天文与技术重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术学院）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）
研究致密双星合并内在总体推断受探测器偏差和测量不确定影响的问题，利用深度生成建模，通过相关复合混合密度网络构建灵活总体模型，经摊销变分推断训练，在LISA模拟目录和LIGO-Virgo-KAGRA实际数据上验证，结果显示方法稳健可扩展。
2026-07-10 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Probing the gravitational wave background from cosmic strings with LISA
宇宙弦网络是探测宇宙学引力波的最佳途径之一。大量弦环的组合非相干GW发射导致随机GW背景（SGWB），其编码弦网络的属性。在本文中，我们分析了激光干涉仪空间天线（LISA）测量这种背景的能力，考虑领先的模型的弦网络。我们发现，LISA将能够探测宇宙弦的紧张局势$Gμ\gtrsim \mathcal{O}(10^{-17})$，改善约$6$数量级电流脉冲星定时阵列（PTA）的限制，并可能$3$数量级相对于预期的约束，从下一代PTA观测站。我们包括在我们的分析中可能修改的SGWB频谱由于不同的假设宇宙的历史和弦网络的基本物理。这些包括SGWB谱中可能的修改，由于早期宇宙中相对论自由度的变化，在辐射支配开始之前存在非标准状态方程，或者由于弦间交换概率小于1而导致网络动力学的变化。在探测到的情况下，LISA的频带可以很好地探测这样的宇宙事件。我们的结果构成了对宇宙弦科学的彻底探索，这将是LISA可以访问的。
2019-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing metric-affine f(R)-gravity by relic scalar gravitational waves
本文讨论了度量仿射f（R）引力场中标量引力波的出现。这样的一个组件允许区分度量和度量仿射理论的内在含义，这一结果是，测地线结构的理论可以区分。我们推广了互相关分析的形式，包括了附加的极化模式，并计算了宇宙学遗迹引力子谱的可探测能量密度。针对VIRGO、LIGO和LISA干涉仪的灵敏度，讨论了信号的可能检测。
2010-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from cosmic strings in LISA: reconstruction pipeline and physics interpretation
发起LISA宇宙弦引力波背景模板数据库，基于解析与数值模板预测参数空间与重建精度，证明LISA能探测低至$Gμ=10^{-16} - 10^{-17}$的张力及$10^{11}~\ ext{GeV}$能标。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave background from quintessential inflation and NANOGrav data
本研究在精质暴胀框架下探究诱导引力波的产生，通过数值求解Mukhanov-Sasaki方程得到功率谱，验证其信号可匹配NANOGrav数据，且存在对应LISA等高频探测的参数区间。
2023-11-08 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Experiments and Early Universe Cosmology
利用干涉仪和共振质量进行的引力波实验可以寻找宇宙学起源的引力波的随机背景。我们回顾这些背景的搜索实验和理论方面。我们给出了一个教学推导的各种关系，表征检测器的响应随机背景。我们讨论的灵敏度的大型干涉仪的建设（LIGO，VIRGO，GEO600，TAMA 300，AIGO）或计划（Avdancing LIGO，LISA）和目前正在运行的谐振杆，我们给各种两个探测器的相关性的灵敏度。我们研究了核合成、COBE和双光子引力波对引力波能量密度的限制，以及它们对理论预言的影响。我们讨论宇宙学生产机制的数量级估计的一般理论原则，然后我们转向具体的理论预测，从通货膨胀，弦宇宙学，相变，宇宙弦和其他机制。最后与天体物理起源的随机背景进行了比较。
2000-02-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational wave constraints on the observable inflation
在大爆炸核合成（BBN）期间，早期宇宙中产生的引力波（GW）对相对论自由度$N_{\rm eff}$的数量有贡献。通过使用对$N_{\rm eff}$的约束，我们提出了一个新的界限，宇宙可以有多大的视界出口之间的最大可观测尺度的今天和通货膨胀的结束膨胀。我们讨论了通货膨胀模型的影响，并展示了新的约束条件如何影响模型的选择。我们还讨论了当前和计划中的GW天文台（如LIGO和LISA）的敏感性，并表明它们可能施加的约束总是比BBN约束不那么严格。
2020-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from bodies orbiting the Galactic Center black hole and their detectability by LISA
我们提出了第一个完全相对论性的研究引力辐射的机构在圆形赤道轨道周围的大规模黑洞在银河系中心，Sgr A *，我们评估各种物体的引力波探测器LISA的可探测性。我们的计算是基于克尔时空的微扰理论，并考虑到在克尔度规潮汐力引起的罗氏极限。在LISA检测器的信噪比，以及在LISA波段所花费的时间，进行了评估。我们在黑洞扰动工具包框架内的开源SageMath包中实现了所有计算工具。我们发现白矮星，中子星，恒星黑洞，质量大于$10^{-4} M_\odot$的原始黑洞，质量低于$\sim 2.5\, M_\odot$的主序星和围绕Sgr A * 运行的棕矮星，在LISA数据的一年中都可以被探测到，并且在至少$10^5$年的时间里，在缓慢的螺旋形轨道上，或者在最内侧的稳定圆形轨道上，信噪比大于10（紧凑型天体）或罗氏极限（主序星和褐矮星）。最长的带内时间，$10^6$年的顺序，实现了原始黑洞的质量$\sim 10^{-3} M_\odot$到$10^{-5} M_\odot$，取决于自旋的Sgr A *，以及褐矮星，其次是白矮星和低质量的主序星。这些物体的长时间带内使Sgr A * 成为LISA的有价值的目标。我们还考虑了在附近星系M32的核中的大质量黑洞周围的近圆形轨道上的天体，发现其中，致密天体和褐矮星在LISA波段停留$10^3$至$10^4$年，1年信噪比大于10。
2019-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waves from an early matter era
我们调查的引力波的产生，由于原始密度扰动的引力不稳定性，在早期的物质主导的时代，可以检测到的实验，如LIGO和LISA。我们利用相对论微扰理论给出了线性密度微扰产生的二阶张量扰动的解析估计。我们发现，大的增强因子相对于天真的二阶估计是可能的，由于子哈勃尺度上的密度扰动的增长。然而，非常大的增强因子与小尺度密度扰动线性理论的崩溃相吻合。为了产生一个原始的引力波背景，将与LIGO或LISA检测的密度扰动在线性制度需要原始的共动曲率扰动的小尺度上的0.02为先进的LIGO或0.005为LISA，否则数值计算的非线性演化的亚哈勃尺度上是必需的。
2009-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mid-band gravitational wave detection with precision atomic sensors
我们评估了基于配置用于检测重力辐射的精密原子传感器的卫星任务的科学范围和技术可行性。过去三年的概念进展表明，具有由基于激光冷却原子Sr的原子传感器组成的科学有效载荷的双卫星星座可以在LISA和LIGO探测器之间的频带（大约30 mHz至10 Hz）中实现科学上有趣的引力波应变灵敏度。拟议的仪器的发现潜力范围从观测新的天体物理源（如黑洞和中子星双星）到搜索随机引力辐射的宇宙学源和搜索暗物质。
2017-11-06 astro-ph.IM gr-qc physics.atom-ph
Gravity Waves as a Probe of Hubble Expansion Rate During An Electroweak Scale Phase Transition
正如大爆炸核合成使我们能够探测宇宙温度在1 MeV左右时的膨胀率一样，来自电弱尺度一级相变的重力波的测量可能使我们能够探测宇宙温度在电弱尺度时的膨胀率。在哈勃膨胀率的标度变换下，计算了重力波谱的简单变换规则。然后，我们将其直接应用到的情况下的精华kination统治，并显示如何重力波频谱将转移相对于LISA和BBO投影灵敏度。
2010-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for Gravitational Waves with a Geostationary Interferometer
我们分析了在亚赫兹波段工作的地球同步引力波干涉仪任务的灵敏度。由于其臂长较小，在其可访问频带的较低部分（$10^{-4} - 2 \times 10^{-2}$ Hz），我们提议的地球轨道探测器将比激光干涉仪空间天线（LISA）任务灵敏度低约70倍。在其波段的较高部分（$2 \times 10^{-2} - 10$ Hz），我们提出的干涉仪将有能力观测质量小于$\sim 10^{6}$ M $_{\odot}$的超大质量黑洞（SMBH）。有了这些系统的良好事件率，地球同步干涉仪将能够准确地探测解释其形成的天体物理情景。
2013-08-16 astro-ph.IM gr-qc
Large-Scale Atom Interferometry for Fundamental Physics
本研究介绍大规模原子干涉仪可探测超轻暗物质相互作用与1Hz左右中频段引力波，灵敏度优于等效原理探测手段，有望助力中等质量黑洞并合及早期宇宙基础物理过程研究。
2023-06-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Investigating galactic double white dwarfs for sub-milliHz gravitational wave mission ASTROD-GW
本文研究亚毫赫兹引力波任务ASTROD-GW对银河系双白矮星的探测能力，评估未分辨双星产生的混淆噪声，并通过不同灵敏度和星族模型检验前景参数确定及扣除后的残差水平。
2023-05-25 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Captures of stars by a massive black hole: Investigations in numerical stellar dynamics
在LISA所针对的天体物理系统中，围绕大质量黑洞（MBH）的相对论轨道上的恒星是特别有希望的来源。不幸的是，对这些源的数量和特性的预测受到许多不确定性的影响。星系核模型演化的恒星动力学蒙特卡罗模拟允许对这些量进行更现实的估计。这里提出的计算强烈表明，LISA检测到的最近的这种极端质量比双星可能是一颗低质量的MS星（MSS），它在银河系中心绕着MBH运行。只有紧凑型恒星有助于从其他星系的预期检测，因为MSS过早地被潮汐力破坏。
2003-06-03 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from rapidly rotating white dwarfs
激变变星系统中快速旋转的白矮星可能会由于最近发现的相对论r模不稳定性而发射引力辐射。假设四个最快速旋转的已知系统在旋转速率上受到不稳定性的限制，则在地球上确定了已知快速旋转体和由银河系中这样的系统引起的模型背景的发射引力波的振幅。拟议中的LISA和OMEGA天基干涉仪引力波探测器可以观测到这样的信号，并确定r模不稳定性是否在白矮星系统中起着重要作用。
1998-08-25 gr-qc
Toward relativistic inspirals into black holes surrounded by matter
本文提出一个完全相对论性的框架，用于研究围绕物质的黑洞中极端质量比螺旋进近的动力学，通过引入薄物质壳和修改的Teukolsky方程，考虑接缝物理和模式混合，为未来引力波探测提供理论基础。
2025-12-18 gr-qc
Probing beyond-vacuum general relativistic effects with extreme mass-ratio inspirals
Nanchang University（南昌大学）；Kyoto University（京都大学）；Indian Institute of Technology, Gandhinagar（印度理工学院甘地纳加尔分校）
研究利用极端质量比 inspirals 探测超越真空的广义相对论效应，分析环境和引力修正对引力波信号的影响。
2026-01-06 gr-qc
Post-Newtonian expansions of extreme mass ratio inspirals of spinning bodies into Schwarzschild black holes
针对LISA探测的自旋体极端质量比旋进，计算偏心轨道至5PN阶的通量，构建混合旋进模型，并验证低偏心率下自旋线性部分PN近似的充分性。
2024-12-18 astro-ph.IM gr-qc
New physics and astronomy with the new gravitational-wave observatories
灵敏度足以测量天体物理源辐射的引力波探测器正在迅速出现。到2010年年底，北美、欧洲和日本将有几个地面仪器，美欧联合天基天线LISA将接近轨道或进入最后调试阶段，为发射做准备。这些仪器的目标将是打开引力波天文学的领域：利用引力辐射作为天体物理学和宇宙的观测窗口。在这篇文章中，我们总结了目前正在开发的各种探测器的现状，以及未来的计划。我们还讨论了这些仪器的科学范围，概述了什么引力波天文学可能教我们关于宇宙。
2001-10-31 astro-ph gr-qc
Gravitational Waves from Broken Cosmic Strings: The Bursts and the Beads
我们分析了亚稳态宇宙弦网络的引力波特征。我们考虑的情况下，宇宙弦不稳定断裂，没有原始人口的单极子。这种情况是很好的动机，从大统一理论和弦理论模型与暴胀阶段低于大统一理论/弦尺度。网络最初根据缩放解决方案发展，但由于受限单极子（珠子）成对产生并加速分开而导致断裂事件。我们发现这些超相对论性珠子是引力波爆发的有力来源，可以被初始LIGO、高级LIGO和LISA探测到。事实上，先进的LIGO可以观测到张力低至$Gμ\sim 10^{-12}$的弦的爆发。此外，我们发现，超相对论珠产生的尺度不变的随机背景检测LIGO，LISA和脉冲星定时实验。随机背景是标度不变的普朗克频率。这种现象学为宇宙弦提供了新的约束和特征，而宇宙弦在今天之前早就消失了。
2009-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
BHPWAVE: An adiabatic gravitational waveform model for compact objects undergoing quasi-circular inspirals into rotating massive black holes
本研究推出开源Python工具bhpwave，基于黑洞微扰理论绝热近似快速构建极端质量比旋进系统引力波形，并验证了相位误差约10弧度时不会显著影响LISA的参数估计。
2024-03-07 gr-qc
Extreme mass ratio inspirals in rotating dark matter spikes
本文研究克尔黑洞周围旋转暗物质尖峰对极端质量比旋近引力波信号的影响，通过全相对论模型计算相位差与不匹配度，证明主黑洞自旋可提升LISA对暗物质尖峰的探测能力。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Towards MIGO, the Matter-wave Interferometric Gravitational-wave Observatory, and the Intersection of Quantum Mechanics with General Relativity
在广义相对论中，一个动态的、非欧几里德时空几何意味着引力辐射的可能性。在这里，我们探索新的方法来检测这样的辐射从天体物理源的物质波干涉仪（MIGO）的装置，使用原子束发出的超音速原子源，进一步冷却和准直的光学糖蜜。虽然这种MIGO的灵敏度与LIGO和LISA相比毫不逊色，但MIGO的尺寸可以小几个数量级，并且它们的带宽更宽。使用教学方法，我们把这个问题到更广泛的背景下的问题，在量子力学与广义相对论的交叉点。
2004-03-11 astro-ph gr-qc hep-th
Revealing the formation of stellar-mass black hole binaries: The need for deci-Hertz gravitational wave observatories
致密恒星质量双星的形成是天体物理学中一个困难但有趣的问题。有两个主要的形成渠道：在现场通过双星演化，或在致密的恒星系统通过动力学相互作用。激光干涉引力波天文台（LIGO）已经通过引力辐射探测到了黑洞双星（BHB）。这些检测为我们提供了有关系统物理参数的信息。有人声称，当激光干涉仪空间天线（LISA）运行时，与LIGO联合观察这些双星将使我们能够推导出导致它们形成的通道。然而，我们表明，在致密的恒星系统中的BHB动力学相互作用可能会导致高偏心率，使一小部分的相对论合并是听不见的LISA。LISA未检测到进入LIGO波段的BHB偏心率的下限约为$0.005$。另一方面，像DECIGO或天琴这样的分赫兹天文台将大大提高联合探测的机会，并揭示这些双星的形成通道。
2017-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A white dwarf companion to the relativistic pulsar PSR J1141-6545
在近偏心轨道上有紧密伴星的脉冲星是检验广义相对论和其他引力理论的独特实验室。此外，它们是未来LISA等引力波实验的理想目标，对于理解超致密物质的状态方程和大质量双星的演化也非常重要。本文报道了脉冲星PSR J1141-6545的1.02M太阳伴星的光学观测结果。我们检测到一个光学对应物，视星等V=25.08（11）和R=24.38（14），与脉冲星的时间位置一致。我们证明了我们的结果与一个白矮星的伴星是一致的。然而，后者比预期的更红，推断的值与理论冷却轨迹不一致，使我们无法得出确切的年龄。我们的研究结果证实了PSR J1141-6545系统在引力实验中的重要性。
2010-11-03 astro-ph.SR gr-qc
