Second-order light deflection by tidal charged black holes on the brane
本文导出了通过质量为m、潮荷为q的黑洞的光线在余维为1的广义Randall-Sundrum膜上的偏转角。我们采用弱透镜的方法，在微扰理论的二阶由两种不同的方法。首先，我们采用拉格朗日方法，并推导出偏转角的测地线方程的分析。然后，我们采用了哈密顿方法，我们恢复了相同的结果从程函的分析。由此我们重新建立了两种方法所得结果的唯一性。我们的结果反过来又意味着一个更严格的约束，从太阳系测量的潮汐电荷，然后推导出之前。
2009-07-02 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Accuracy of the thin-lens approximation in strong lensing by smoothly truncated dark matter haloes
本文研究了利用薄透镜近似的引力透镜效应估算质量的精度，该近似应用于Baltz、Marshall和Oguri最近提出的具有软截断机制的Navarro-Frenk-White质量模型。引力透镜的情况下考虑的是从爱因斯坦环（强透镜）的观察透镜质量的推断。结果表明，薄透镜简化假设引起的质量误差小于0.5%。作为副产品，软截断机制的最佳潮汐半径被发现是至多10倍的质量模型的维里半径。
2011-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Strong lensing as a probe of braneworld
本研究首次利用EHT数据约束膜世界两类黑洞的参数，计算对应参数范围内的光子偏折、相对论像角间距与时间延迟，并研究其拟正规模，为额外维度的存在提供线索。
2024-10-06 gr-qc
Strong field gravitational lensing by a charged Galileon black hole
强场引力透镜与弱场中的引力透镜截然不同，因为光在逃逸之前绕透镜绕一个无限大的圈而呈现相对论图像。我们研究了带电伽利略黑洞引起的透镜效应，期望它有可能避开无毛定理。我们计算了带电伽利略黑洞的不同相对论像之间的角间距和时间延迟。所有这些观测值都可以用来区分带电的伽利略黑洞和其他黑洞。我们估计这些观测值的幅度最近的超大质量黑洞Sgr A*。带电伽利略黑洞的强场透镜观测值可以接近潮汐Reissner-Nordström黑洞或Reissner-Nordström黑洞的观测值。如果我们能够分离出最外层的相对论性图像，并确定它们的角距、亮度差和时间延迟，将有助于区分这些黑洞，尽管这需要超越当前极限的技术。
2016-06-20 gr-qc
Weak and strong deflection gravitational lensings by a charged Horndeski black hole
带电的黑洞是由爱因斯坦-霍恩代斯基-麦克斯韦理论预言的。为了提供它的观测特征，我们研究了它的弱偏转和强偏转引力透镜。我们发现它的弱偏转透镜观测，包括位置，放大率和微分时间延迟的透镜图像。我们还得到了它的强偏转透镜观测量，包括光子球的视半径以及相对论图像之间的角间距，亮度差和微分时间延迟。以银河系中心的超大质量黑洞为透镜，计算了这些观测量，并与Schwarzschild、Reissner-Nordström、潮汐Reissner-Nordström和带电Galileon黑洞的观测量进行了比较.在详细分析了测量这些透镜观测量的可行性后，我们得出结论：虽然用现有技术有可能探测荷电Horndeski和其他黑洞的弱和强偏转透镜的某些主导效应，由于缺乏足够高的角分辨率，在不久的将来，不太可能根据这些探测将这些黑洞中的一种与其他黑洞区分开来天文观测来区分它们的差异
2019-05-14 gr-qc
Constraints on tidal charge of the supermassive black hole at the Galactic Center with trajectories of bright stars
正如最近Hees等人（2017）所指出的那样，利用当前和未来的设施对银河系中心附近的恒星进行观测，为在强引力场状态下测试广义相对论（GR）和其他引力理论提供了一个独特的工具。特别是，作者表明，汤川引力可以约束与凯克和TMT观测。不久前，Dadhich等人（2001）指出，带有潮荷的Reissner - Nordström度规自然地出现在带有额外维数的Randall - Sundrum模型的框架中（$Q^2$被称为潮荷，在这种方法中它可以是负的）。天体物理的后果存在的黑洞的潮汐电荷被认为是，特别是，测地线和阴影克尔-纽曼膜世界度规分析（Schee和Stuchlik，2009年a），而环轨道克尔黑洞产生的发射线的轮廓被认为（Schee和Stuchlik，2009年b）。Bin-Nun（2010 a，2010 b，2011）的论文讨论了在银河系中心存在具有潮汐电荷的Reissner - Nordström黑洞时可能存在的引力透镜的观测特征。在这里，我们遵循这样的方法，我们得到的解析表达式Reissner - Nordstrom -deSitter解决方案后牛顿近似和讨论的机会，以约束参数的度量从观测明亮的恒星与当前和未来的天体测量观测设施，如VLT，凯克，重力，E-ELT和TMT。
2018-08-16 astro-ph.GA gr-qc
Roulettes: A weak lensing formalism for strong lensing - II. Derivation and analysis
我们提出了一个新的扩展弱透镜形式主义能够描述强透镜图像。本文附有论文I，arXiv：1603.04698，其中我们提供了该方法的简要概述，并说明了它是如何工作的。在这里，我们给出了所有必要的细节，以及一些更明确的例子。我们解决了非线性测地偏差方程的订单订单，保持领先的衍生工具的光学潮汐矩阵，从而产生一系列的地图，形成一个完整的强透镜图像。通过分离每个映射的迹和无迹部分来分解映射族。每个无迹张量代表一个独立的旋转模式，它将圆扭曲成屏幕空间中的各种轮盘。它示出如何总结这一系列的扩展，使我们能够创建大的强透镜图像的收敛，剪切和屈曲是不够的。本文件是对第一份文件的详细阐述，第一份文件在更广泛的范围内介绍了这一主题的主要内容。
2016-11-14 astro-ph.CO gr-qc
Lensing By Sgr A* as a Probe of Modified Gravity
我们表明，一个可能的天体物理学实验，检测透镜图像的恒星轨道接近Sgr A*，可以提供洞察的形式度量周围的黑洞。我们将Sgr A* 模型化为一个黑洞，并在黑洞附近的史瓦西度规中加入一个$\frac{1}{r^2}$项。然后，我们试图确定这个额外的长期在银河系中心的S星的二次图像的属性的效果。当$\frac{1}{r2}$项为正值时，这表示Reissner-Nordstrom（RN）度规，并且我们证明了Schwarzschild黑洞和RN黑洞之间的观测差异很小，从而得出结论：二次图像可能不是黑洞中电荷的有用探测器. $\frac{1}{r^2}$项的负值可以通过修改的重力场景进入。虽然在物理上不太可能适用于大黑洞的情况，但兰德尔-桑德拉姆II膜世界方案承认这种形式的度规，称为潮汐赖斯纳-诺德斯特罗姆（TRN）度规。我们使用的潮汐电荷值（$\frac{Q}{r^2}$中的Q）范围为$-1.6M^2$至$0.4 M^2$。Q值为负值时，图像的亮度会一直增强，并使恒星S2在近地点的二次图像亮度增加0.4等。我们发现，对于其他恒星的明亮的二次图像和位置更对准的光轴，使用潮汐Reissner-Nordstrom度量与负Q增强图像，以及，但效果不太明显。随着下一代仪器和Sgr A* 辐射知识的增加，使用二次图像的属性对$\frac{1}{r^2}$项的大小进行约束。这一知识将有助于约束任何修正的引…
2010-08-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
How well can modified gravitational wave propagation be constrained with strong lensing?
本文提出利用强引力透镜产生的多重引力波信号与电磁观测结合，通过比较光度距离来约束引力替代理论中的修改引力波传播效应，发现该方法可较GW170817的约束改善约5至100倍。
2023-08-03 gr-qc
Lensing reconstruction from line intensity maps: the impact of gravitational nonlinearity
我们调查的检测前景引力透镜的三维地图，从即将到来的线强度调查，特别侧重于标准的二次透镜估计的引力非线性的影响。使用微扰理论，我们表明，这些非线性可以提供一个显着的污染物透镜重建，即使在再电离时代的红移观测。然而，我们展示了如何使用“偏置硬化”估计器来减轻这种污染。一路上，我们提出了一个估计重建长波长的密度模式，在其他地方提出的“潮汐重建”技术的精神，并讨论了这个估计的主要偏见。在应用偏置硬化之后，我们发现对于SKA-Low，CHIME和HIRAX的第一阶段，透镜势功率谱的检测仍然具有挑战性，与忽略这些影响的预测相比，重力非线性使信噪比降低了几倍。另一方面，透镜和星系团或宇宙剪切之间的交叉相关性，从一个大的光度测量看起来很有希望，只要系统学可以得到充分的控制。我们得出了类似的结论，一个单碟调查的灵感来自CII测量计划CCAT总理，这表明透镜是一个有趣的科学目标，不仅为21厘米的调查，但也为其他线路的强度图。
2018-09-04 astro-ph.CO gr-qc
A review on analytical studies in Gravitational Lensing
本文综述了广义相对论框架下黑洞引力透镜的解析研究，涵盖史瓦西时空、Kerr度规及black-bounce时空，并探讨利用天体物理和宇宙学数据约束相关参数。
2023-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Large-Scale Structure and Gravitational Waves III: Tidal Effects
长波长度规扰动的主要局部可观测效应对应于潮汐场。我们导出了标量、矢量和张量扰动引起的潮汐场，并利用二阶微扰理论计算了它们对局部测量的小尺度密度涨落的影响。对于亚视界标量扰动，我们恢复了标准的扰动理论结果（$F_2$内核）。对于波数为$k_L$的张量模，我们发现对$k_Lτ\gg 1$的影响持续存在，即即使在引力波进入视界并红移离开之后很久，即它是一种“化石”效应。然后，我们使用这些结果，结合arXiv：1204.3625的“标尺扰动”，预测观测到的由长波长张量模式引起的小尺度物质关联函数的扭曲。我们还估计了观测到的信号在B模式的宇宙剪切从引力波背景，包括潮汐（内在的对齐）和投影（透镜）的影响。在$k_Lτ\gg 1$极限的非零潮汐效应显着增加了剪切B模式的内在排列的贡献，特别是在低红移$z \lesssim 2$。
2014-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lenses in arbitrary space-times
当前和即将到来的强透镜观测所达到的精度要求精确地模拟主偏转器的各种扰动。目前，理论模型已经发展到占无论是宇宙学的视线扰动，或通过多平面透镜框架孤立的二次透镜。本文提出了一种描述任意时空背景下多透镜的一般形式。透镜方程，放大率和时间延迟的表达式，严格推导出该框架。我们的研究结果可以应用到广泛的设置，从强透镜在各向异性宇宙学，视线扰动超出潮汐制度。
2022-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on a tidal charge of the supermassive black hole in M87* with the EHT observations in April 2017
两年多以前，事件视界Telescope合作团队首次呈现了M87* 中超大质量黑洞阴影周围的图像重建。它提供了一个评估阴影大小的机会。最近，事件视界望远镜合作从2017年M87* 观测的阴影半径的估计允许间隔中约束了黑洞的球形对称度量的参数（“电荷”）。早先，在Reissner-Nordström度规的情况下，阴影半径作为电荷（包括潮汐电荷）的函数的解析表达式已经得到。不久前，Bin-Nun提出在Sgr~A* 中应用一个带潮汐荷的Reissner-Nordström度规来代替Schwarzschild度规。如果我们假设在M87* 中存在一个具有潮汐荷的Reissner-Nordström黑洞，那么，基于事件视界望远镜合作组对M87* 的阴影大小的估算结果，我们就约束了一个潮汐荷。类似地，我们从Sgr~A* 的阴影大小估计来评估潮汐电荷。
2022-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Black Hole Mergers Induced by Tidal Encounters with a Galactic Centre Black Hole
我们讨论了恒星质量的黑洞（BH）合并引起的潮汐遇到一个大规模的BH在银河系中心或潜在的密集星团的属性。大质量黑洞对双星系统的潮汐破坏可以产生超高速恒星。然而，这样的潮汐相遇并不总是导致双星的分裂。由于幸存的双星往往会变得坚硬和古怪，这个过程原则上可以产生BH合并。对于最初的圆形双星，我们表明，引力波（GW）合并时间变得更短的一个因素比$10^{2}$（$10^5$）在$10\%$（$1\%$）的幸存的情况下。这种减少主要是由于在潮汐相遇时双星的离心率增加。我们还研究了幸存者的有效自旋，假设BH自旋最初与二进制轨道角动量对齐。我们发现，二进制取向可以翻转在相反的方向在潮汐遇到。对于具有大的合并时间缩减因子的幸存者，有效尾旋分布是相当平坦的。我们估计，由于潮汐相遇通道的合并率为$\sim 0.6\ \textrm{Gpc}^{-3}\textrm{yr}^{-1}$。这一机制不可能成为BH合并的主导形成渠道。然而，目前和不久的将来，GW观测站预计将检测到大量的BH合并。如果在大质量黑洞附近发现合并（例如，检测到GW透镜回波或之前的极端质量比爆发），这种机制将为它们的起源提供可能的解释。
2019-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the lensing of binary neutron stars from their stochastic background
从双星中子星（BNS）合并产生的引力波（GW）瞬变，原则上可以受到引力透镜的影响，从而增加振幅和信噪比。我们估计LIGO和Virgo可分辨的透镜BNS事件的速率，并发现它受到当前未检测到的随机GW背景的约束。密切关注的形式主义，我们开发的（10.1103/PhysRevLett.125.141102）的背景下，二元黑洞透镜，我们表明，在目前的灵敏度的分数BNS合并与透镜放大率$μ> 1.02$小于$\sim 7\times 10^{-8}$，因此，这样的事件不应该在不久的将来预期。我们还对未来的敏感性进行预测。
2020-12-23 astro-ph.HE gr-qc
Foreground biases in strong gravitational lensing
本文研究了强引力透镜建模中忽略前景扰动体的影响，推导了前景剪切与幂律透镜椭率间的简并形式，发现该简并虽不影响爱因斯坦半径测量，但会给$H_0$的测量引入约1%的不确定性。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Probing internal dissipative processes of neutron stars with gravitational waves during the inspiral of neutron star binaries
本研究提出耗散潮汐形变参数，证明其会在4后牛顿阶修正双中子星旋进引力波相位且可通过引力波观测约束，为探测中子星内部耗散过程提供新方法。
2025-01-14 astro-ph.HE gr-qc
Constraining cosmological parameters from strong lensing with DECIGO and B-DECIGO sources
长期以来，引力透镜一直被用来测量或约束宇宙学模型。虽然LIGO/Virgo尚未观测到引力波的透镜效应，但预计未来日本星载干涉仪DECIGO和B-DECIGO如果运行4年，可以探测到几个到几百个透镜事件。在已知引力波透镜事件的情况下，我们可以通过引力波透镜统计和时间延迟方法来估计宇宙学参数的约束。利用透镜统计方法，即使有中等的不确定性，透镜红移的知识也会为物质的能量密度参数$Ω_M$设定严格的界限，即最好是$0.288\lesssimΩ_M\lesssim0.314$。对哈勃常数$H_0$的约束可以使用时间延迟方法来确定。发现在$5σ$上，DECIGO的$|δH_0|/H_0$的范围从$3\%$到$11\%$，而B-DECIGO将给出约束较少的结果，$8\%-15\%$ .在这项工作中，亮度距离和时间延迟距离的不确定度分别设置为$10\%$和$20\%$。测量这些距离的改进将收紧边界。
2021-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on the abundance of primordial black holes with different mass distributions from lensing of fast radio bursts
原始黑洞（PBH）一直被认为是暗物质的一部分，但在很宽的质量范围内，包括恒星质量范围（$1-100~M_{\odot}$），这种可能性一直受到限制。然而，由于LIGO-Virgo引力波天文台对黑洞双星合并事件的发现，人们对恒星质量窗内的黑洞双星又重新产生了兴趣。快速射电暴（FRB）是一种持续时间为毫秒级、全天发生率极高的明亮射电瞬变现象。这些爆发的透镜效应已被提出作为一个最佳的探针，以限制在恒星质量范围内的PBH的丰度。在本文中，我们首先调查的约束条件的丰富的PBH从最新的$593$ FRB观测的单色质量分布和其他三个流行的扩展质量分布有关的不同形成机制的PBH。研究发现，目前公开的FRB观测的约束条件比现有的引力波探测的约束条件相对较弱。此外，我们预测了未来FRB观测对PBH丰度的约束能力，考虑到不同质量分布的PBH和不同的红移分布的FRB。最后，我们发现参数空间对含$\overline{Δt}\leq1 ~\rm ms$的$\sim10^5$ FRB的扩展质量分布的约束与对引力波事件的约束是相当的.可以预见，即将到来的互补多信使观测将产生相当大的限制PBH在这个有趣的质量窗口的可能性。
2022-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Search for lensing signatures from the latest fast radio burst observations and constraints on the abundance of primordial black holes
原始黑洞（PBH）形成暗物质的一部分的可能性已经被考虑了很长时间，但在很宽的质量范围内限制得很差。快速射电暴（FRB）是持续时间为毫秒的明亮射电瞬变。它们的透镜效应被认为是限制恒星质量窗口中多光子带隙存在的最干净的探测器之一。本文首先利用归一化互相关算法在最新的FRB观测数据中搜索并识别出透镜FRB的候选者，即加拿大第一个氢强度测绘实验FRB星表中的$593$ FRB，然后从透镜特征的空搜索结果中推导出PBH丰度的约束条件。对于单色质量分布，通过假设通量比阈值依赖于每个FRB的信噪比，并且显然一次性事件是内在的单次爆发，可以将由PBH组成的暗物质的分数限制为在95\%置信水平下对于$\geq500~M_{\odot}$的$\leq87\%$。当考虑常规的恒定通量比阈值时，该结果将改善三倍。此外，我们推导出的限制PBH的对数正态质量函数自然预测的一些流行的通货膨胀模型和经常调查的引力波检测。我们发现，在这种质量分布的情况下，从目前公开的FRB观测的约束是相对较弱的一个从引力波检测。可以预见，即将到来的互补多信使观测将产生相当大的限制PBH在这个有趣的质量窗口的可能性。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
