A new laser-ranged satellite for General Relativity and space geodesy: IV. Thermal drag and the LARES 2 space experiment
在前三篇论文中，我们介绍了LARES 2空间实验，其目的是非常精确地测试标架拖曳和其他基础物理测试以及空间大地测量和地球动力学测量。我们介绍了LARES 2实验中的误差来源、误差预算、蒙特卡罗模拟和协方差分析，证实了标架拖曳试验中的千分之几的精度，并且我们处理了由于德西特效应（一种相对论轨道摄动）的不确定性而引起的误差。在这里，我们讨论的误差预算的LARES 2框架拖动实验的轨道摄动的影响，由于热阻力或热推力。我们表明，热阻力引起的不确定性约千分之一的LARES 2帧拖动测试，与我们以前的论文中的误差估计一致。
2019-11-12 gr-qc
"Reply to A comment on A test of general relativity using the LARES and LAGEOS satellites and a GRACE Earth gravity model, by I. Ciufolini et al."
2016年，我们发表了“使用LARES和LAGEOS卫星和GRACE地球重力模型对广义相对论的测试”。地球惯性系拖曳测量[1]"，系拖曳测量，爱因斯坦广义相对论的基本预测，使用激光测距卫星LARES、LAGEOS和LAGEOS 2。我们的测试的形式误差或精度约为帧拖动的0.2%，而系统误差估计约为5%。在2017年的论文“关于“使用LARES和LAGEOS卫星和GRACE地球重力模型对广义相对论的测试”中，I. Ciufolini等人““由L。Iorio [2]（以下简称I2017）错误地认为，在比较不同的地球重力场模型时，由于地球6、8、10次偶次纬向谐波的影响，我们的试验中的系统误差可分别高达15%、6%和36%。此外，I2017还包含其他不正确的声明，关于我们测试中使用的系数的必要有效小数位数（声称为9位），以消除2度和4度偶数带中的最大不确定性，以及关于我们测试的不可重复性。在这里，我们分析并反驳了I2017中的这些说法。
2019-10-22 gr-qc
LARES Satellite Thermal Forces and a Test of General Relativity
我们总结了一个激光测距卫星的参考系拖曳试验，一个广义相对论的预测，然后集中在热推力的估计，一个重要的扰动影响的测试精度。参照系拖曳研究分析了LARES卫星3.5年的数据和LAGEOS两颗卫星更长时间的数据。使用通过测量地球引力场的Grace任务获得的重力场GGM 05 S，确认了广义相对论的预测，1- $σ$形式误差为0.002，系统误差为0.05。与广义相对论预测的$μ$ = 1相比，绕地球拖曳的框架值的结果是$μ$ = 0.994。热力模型假设热量从太阳（可见光）和地球（红外线）流向卫星核心和卫星上的熔融石英反射器，并再辐射到太空。对于大致当前的时期（发射后1460 - 1580天），我们计算出平均沿轨阻力为-0.50 $pm/s^{2}$。
2016-09-23 gr-qc
Geodesic motion in General Relativity: LARES in Earth's gravity
根据广义相对论，与牛顿引力不同，引力下的运动被一个理论所处理，最初，只处理测试粒子。与此同时，卫星测量处理的是延伸的天体。利用Ehlers-Geroch定理，结合最近发射的LARES卫星，讨论了广义相对论中测地运动与扩展体运动之间的对应关系。这颗卫星可能是太阳系中平均密度最高的轨道天体，它提供了有史以来通过实验获得的最佳测试粒子，并为测试广义相对论的预测提供了独特的可能性。
2013-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity and gravitational physics using the LARES satellite
宇宙的加速膨胀被认为是由构成宇宙大部分的一种神秘形式的“暗能量”驱动的，这一发现进一步恢复了人们对检验爱因斯坦的广义相对论的兴趣。爱因斯坦理论的基础是一个小的、无结构的测试粒子的测地线运动。根据物理背景，恒星、行星或卫星的行为可能非常接近于测试粒子，因此测地线运动被用来计算行星轨道近日点的推进、脉冲双星系统和地球轨道卫星的动力学。因此，测地线运动是对广义相对论和其他基础物理学理论至关重要的检验。根据对最近发射的LARES卫星头几个月的观测，其轨道与广义相对论预测的试验粒子运动最为吻合。也就是说，在对其已知的非引力摄动进行建模之后，LARES轨道显示出任何人造卫星中与测地运动的最小偏差。因此，LARES型卫星可用于精确测量和重力及基础物理测试。LARES仅进行了几个月的观测，在确定几个低阶地球重力位系数（地球重力与球度的偏差）方面，它提供的分散性比任何其他卫星或卫星组合的观测所提供的分散性要小。
2012-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
An Improved Test of the General Relativistic Effect of Frame-Dragging Using the LARES and LAGEOS Satellites
我们报告了改进的框架拖曳测试，这是爱因斯坦的广义相对论预测的一种有趣的现象，使用LARES卫星（ASI，2012）的7年卫星激光测距（SLR）数据和LAGEOS（NASA，1976）和LAGEOS 2（ASI和NASA，1992）的26年SLR数据获得。我们使用的静态部分和时间变化的地球重力场获得的空间大地测量任务GRACE（美国宇航局和德国宇航局），特别是静态地球重力场模型GGM 05 S增强模型的7天的时间变化的最低程度的地球球谐函数。我们使用轨道估计器GEODYN（NASA）。我们测得的坐标系拖曳等于0.9910 +/- 0.02，其中1是归一化到其坐标系拖曳值的广义相对论的理论预测，+/- 0.02是由于轨道扰动中的建模误差（主要是由于地球重力场确定中的误差）而引起的估计系统误差。因此，我们的测量证实了广义相对论对标架拖曳的预测，其不确定性只有百分之几。
2019-10-24 gr-qc
The LArase Satellites Spin mOdel Solutions (LASSOS): a comprehensive model for the spin evolution of the LAGEOS and LARES satellites
LAGEOS和LARES这两颗卫星是激光测距卫星，跟踪精度是有史以来最高的。利用它们的距离测量，计算了许多地球物理参数，并直接观察到一些广义相对论效应。为了获得由于广义相对论对这些卫星轨道的预测而产生的影响的精确和精细的测量，必须以高精度和准确度对所有其他力进行建模，减少在轨道确定中引入的自由参数。要考虑的非引力的主要类别是那些热起源，其精细建模强烈依赖于自旋矢量的演变的知识。我们提出了一个完整的模型，命名为LASSOS，描述的LAGEOS和LARES卫星的自旋的演变。特别是，我们解决了欧拉方程的运动考虑非平均扭矩。这是最一般的情况，模型的预测很好地符合卫星自旋的现有观测。我们还提出了我们的模型的预测，在快速自旋限制，平均方程的应用程序的基础上。结果与已经发表的结果非常一致，但通过我们的方法，我们已经能够突出这些以前的作品中的小错误。LASSOS是在LARASE研究计划内开发的。LARASE的目的是改进LAGEOS和LARES两颗卫星的动力学模型，以提供关于相对论对其轨道的影响的非常精确和准确的测量，并为天体物理学和空间大地测量学带来好处。
2018-01-27 gr-qc
On the Earth's tidal perturbations. II. LARES 2 satellite
本文延续LARES相关研究，针对2022年发射的LARES 2激光测距卫星，按Doodson数分类计算110个显著地球潮汐摄动模态，以支撑参考系拖拽信号的精确提取。
2025-06-12 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
A comment on "A test of general relativity using the LARES and LAGEOS satellites and a GRACE Earth gravity model", by I. Ciufolini et al
最近，Ciufolini等人通过分析绕地球轨道运行的LAGEOS、LAGEOS II、LARES大地测量卫星约3.5年的激光测距数据，报告了广义相对论重力磁Lense-Thirring效应的测试。通过使用基于GRACE的GGM 05 S地球全球重力模型和三颗卫星的节点$Ω$的线性组合，以消除地球引力势牛顿部分多极展开的前两个偶纬向谐波系数$J_2,~J_4$中误差的影响，他们声称Lense-Thirring引起的节点运动的总体精度为$5\%$。我们发现，分散在标称值的未取消的程度$\ell = 6,~8,~10$从最近的一些全球重力模型的甚至地带还没有允许达到明确和明确的预期$\approx 1\%$水平，被大到$\lesssim 15\%~(\ell=6),~6\%~(\ell=8),~36\%~(\ell=10)$的一些对模型。
2017-01-23 gr-qc physics.geo-ph physics.space-ph
LARES succesfully launched in orbit: satellite and mission description
2012年2月13日，意大利航天局（ASI）的LARES卫星通过欧洲航天局（ESA）新的VEGA发射器的资格飞行被送入轨道。有效载荷在标称轨道上非常准确地释放。LARES这个名字的意思是激光相对论卫星，它概括了任务的目标和卫星的一些特征。事实上，这是一项旨在测试爱因斯坦的广义相对论理论（特别是“框架拖曳”和透镜-瑟林效应）的任务。这颗卫星是被动的，覆盖着光学后向反射器，将激光脉冲发回发射地面站。这允许卫星的精确定位，这对于测量与伽利略-牛顿定律的非常小的偏差是重要的。2008年，意大利航天局选定了LARES系统的主要工业承包商，各大学积极参与了该方案的所有阶段，从卫星和分离系统的设计到建造和测试。根据意大利航天局与这些大学之间的一项新合同，数据开发阶段在发射后立即开始。对卫星的跟踪由国际激光测距服务提供。由于其特殊的设计，LARES是太阳系中已知平均密度最高的轨道物体。在本文中，它表明，这种特性使它成为有史以来最好的证明粒子。还将介绍设计方面、任务目标和初步数据分析。
2013-05-29 astro-ph.IM gr-qc
Satellites testing general relativity: residuals versus perturbations
激光测距卫星已经证明了它们在高精度测试参考系拖曳效应方面的有效性，参考系拖曳效应是广义相对论的显著预言之一。对LAGEOS和LAGEOS 2卫星残差的随机性分析揭示了热推力-雅科夫斯基效应-对长期在轨卫星（LAGEOS）的作用。我们还计算了影响卫星LARES的地球潮汐模态。本文还介绍了利用GRACE卫星的地球重力模型，结合LARES卫星和LAGEOS卫星的3.5年观测资料，对最近得到的标架拖曳效应达到的5%的精度极限。
2017-09-28 astro-ph.EP gr-qc
Test of general relativity: 1995-2002 measurement of frame-dragging
在介绍了自旋流和质能流对时钟和光子的影响后，回顾了1995-2001年通过分析LAGEOS和LAGEOS II两颗激光测距卫星的轨道获得的地球重力磁场和Lense-Thirring效应的测量结果，该方法提供了地球重力磁场的直接测量，精度达到20%。未来对朗斯-瑟林效应的精确测量（准确度为1%）可能包括LARES实验，该实验还将提供广义相对论和引力的其他基本测试。最后，我们报告了2002年LAGEOS卫星近8年数据的最新测量结果。这个2002年的结果完全证实并改进了我们先前对地球坐标系拖曳的测量：透镜-瑟林效应存在，其实验值在爱因斯坦广义相对论预测值的20%以内。
2002-10-01 gr-qc
Satellite probing General Relativity and its extensions and Kolmogorov analysis
本文应用Kolmogorov统计量分析了两颗LAGEOS卫星的广义相对论Lense-Thirring效应残差数据，发现卫星的性质存在微小差异，这可能与Yarkovsky-Rubincam效应有关。最近发射的激光相对论卫星（LARES）可以为广义相对论的推广提供约束条件，如Chern-Simons（CS）引力，其度规通过Pontryagin密度耦合到一个标量场，从而给出了框架拖曳测量与CS参数的显式关系.
2013-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Satellite Laser Ranging and General Relativity measurements in the field of the Earth: state of the art and perspectives
介绍了LARASE研究计划在模型改进和相对论测量方面的最新成果。特别是，关于影响LAGEOS和LARES卫星轨道的非重力扰动的新模型的发展的结果进行了描述和讨论。这些是微妙而复杂的影响，需要深入了解卫星的结构及其物理特性，才能正确地加以解释。在引力测量领域，我们介绍了一种新的相对论性Lense-Thirring进动的精确测量方法。文中还讨论了与地球引力场知识有关的误差在这类测量中的作用。最后，总结了近几年来利用激光跟踪被动卫星在相对论测量和约束方面取得的主要结果。突出了卫星激光测距技术在这些活动中的关键作用，以及它在空间大地测量和基本物理测量之间产生的能量。
2018-09-21 gr-qc
Will LAGEOS and LARES 2 succeed in accurately measuring frame-dragging?
本文系统分析了 LAGEOS-LARES 2 实验中地球扁率 J2 通过直接和间接途径对 Lense-Thirring 效应测量的系统误差影响，并重新提出 POLARES 极轨双星方案以改进坐标系拖曳测量精度。
2025-03-10 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Recent Improvements in Testing General Relativity with Satellite Laser Ranging
在这项工作中，某些方面的检测在地球的弱引力场通过激光测距数据到一些现有的或拟议的大地测量卫星的某些广义相对论效应进行了审查。重点是测试机构的轨道的透镜Thirring阻力，重力磁钟效应和重力电近地点移动。研究了某些系统误差源的影响。介绍了一个实验，其目标是用LAGEOS卫星在10^（-3）级测量地面场的PPN参数β和γ。一个修改后的版本，拟议的LARES任务进行审查。
2002-05-22 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
The impact of the static part of the Earth's gravity field on some tests of General Relativity with Satellite Laser Ranging
本文详细计算了地球重力位的静态偶次纬向谐波（l=20）引起的人造地球卫星的节点Ω和近地点ω的长期经典岁差。随后，将它们的偶纬向地球位系数J_l的误模引起的系统误差与现有激光测距测地卫星和拟议的LARES的节点和近地点的广义相对论长期重磁和重电岁差进行了比较。
2002-10-24 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Tests of General relativity with planetary orbits and Monte Carlo simulations
本文基于 INPOP13c 行星历表，结合蒙特卡罗模拟与遗传算法，同时约束 PPN 参数、太阳扁率、太阳质量变化及 G 的时间变化，给出与广义相对论一致的极限。
2014-09-17 astro-ph.EP gr-qc
Measuring the relativistic perigee advance with Satellite Laser Ranging
广义相对论最著名的经典检验之一是检验物体近心在中心质量的引力场中的引力电长期推进。在本文中，我们探讨的可能性进行测量的重力近心推进的引力场的地球通过分析的激光测距数据，一些现有的，或建议，激光测距大地测量卫星。在目前对各种误差源的认识水平上，LAGEOS和LAGEOS II的数据经适当组合后可获得的相对精度为$10^{\rm -3}$的量级。然而，当CHAMP和GRACE飞行任务获得关于地球引力场的新数据时，这些精度在不久的将来可能会得到明显的提高。在包括LAGEOS II在内的轨道残差适当组合的情况下，利用LARES（激光相对性卫星）的近地点，应能进一步提高测量的精确度。作为拟议实验的第二项成果，利用由此获得的$\ppn$值和从月球激光测距获得的$\et=4β-γ-3$，有可能在$10^{-2}-10^{-3}$水平上获得PPN参数$γ$和$β$的估计值。
2002-07-01 astro-ph gr-qc
A HERO for general relativity
HERO（Highly Eccentric Relativity Orbiter，高偏心相对论轨道器）是一个基于空间的任务概念，旨在围绕地球进行后牛顿引力的几次测试，最好是无阻力的航天器沿着固定在其平面上的高度椭圆形路径移动，经历相对快速的长期进动。我们考虑了两种可能的情况：一种是近地点高度为$1,047\,\mathrm{km}$的4小时快速轨道，另一种是近地点高度为$642\,\mathrm{km}$的21小时慢速轨道。HERO可能首次探测到地球质量四极矩$J_2$引起的后牛顿轨道效应，该效应根据轨道配置通过$\simeq 4-12\,\mathrm{cm\,yr}^{-1}$的长期趋势影响半长轴$a$。最近，测量了无源卫星LARES半长轴的长期衰减，误差小至$0.7\,\mathrm{cm\,yr}^{-1}$。此外，后牛顿的自旋偶极（Lense-Thirring）和质量偶极（Schwarzschild）效应也可以根据非引力扰动的补偿水平进行高精度的测试。此外，轨道的大偏心率将允许限制几个长距离修正的引力模型，并精确测量引力红移。六个开普勒轨道要素中的每一个都可以单独监测，以提取$GJ_2/c^2$特征，或者可以将它们适当地组合起来，以便将感兴趣的后牛顿效应与由地球位的带谐多极$J_\ell$引起的竞争性错误建模的牛顿长期进动分开。在后一种情况下，系统的不确定性，由于目前的正…
2019-06-13 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
A Time Domain Waveform for Testing General Relativity
引力波参数的估计只能和波形生成模型所基于的理论一样好。因此，一旦数据可用，测试广义相对论（GR）至关重要。许多以前的作品，如与ppE框架的Yunes和Pretorius的研究，依赖于固定相近似（SPA）模型偏离GR在频域中。由于快速傅立叶变换算法已经变得相当快，并且为了规避SPA可能存在的问题，我们使用校正的时域波形而不是SPA波形来测试GR。由于在使用SPA波形的领域中已经完成了相当多的工作，因此我们在时域和频域中建立了前导阶校正波形之间的联系，集中于相位校正项。在马尔可夫链蒙特卡罗研究，其结果是初步的，将只提供以后，我们将评估的eLISA探测器测量来自超大质量黑洞使用这些校正波形的信号从GR的偏差的能力。
2014-10-24 gr-qc
New perspectives in testing the general relativistic Lense--Thirring effect
在太阳系中测试广义相对论在线性化弱场和慢运动近似下预测的效应是困难的，因为它们非常小。其中，后牛顿引力磁透镜-瑟林效应，即惯性系的拖曳对实验粒子轨道运动的影响是非常有趣的，迄今为止，还没有一个无可争议的实验直接测试。本文将结合狭义相对论和后牛顿引力的其他测试，说明如何能够以1%的精度测量它。在地球的引力场中进行联合空间OPTIS/LARES任务。到目前为止，对现有的LAGEOS和LAGEOS II大地测量卫星轨道的数据分析已经产生了对Lense-Thirring效应的检验，声称精度为20%-30%。
2003-07-30 astro-ph gr-qc physics.space-ph
An improved measurement of the Lense-Thirring precession on the orbits of laser-ranged satellites with an accuracy approaching the 1% level
我们提出了一个新的测量的Lense-Thirring效应的轨道上的测地卫星LAGEOS，LAGEOS II和LARES。这种长期岁差是地球自转产生的重力磁场产生的一种广义相对论效应。这种效应是由质量流产生的时空曲率的表现，这是爱因斯坦引力理论的一个特点。与以前在同一背景下进行的测量相比，这次测量的精度（$\simeq7.4\times10^{-3}$）和准确度（$\simeq16\times10^{-3}$）突出，即对重力和非重力扰动引起的系统误差来源进行了可靠和可靠的评估。对于这种新的测量，我们在很大程度上利用了GRACE任务的结果，通过对地球引力场的时间依赖性进行建模，显著改善了对地球引力场的描述。通过这种方式，我们大大减少了由于地球甚至纬向谐波知识的不确定性而导致的系统误差，同时避免了最终结果的可能偏差，从而避免了与未建模和错误建模的周期性效应的不可靠处理相关的测量精度的偏差。
2019-10-04 astro-ph.EP gr-qc hep-ph
Constraining Theories of Gravity by GINGER experiment
关于引力理论对广义相对论的扩展或修正的争论在今天非常活跃，这是因为爱因斯坦理论中的紫外线和红外线行为问题。在第一种情况下，我们必须解决量子引力问题。在后者中，支配大尺度结构和宇宙学演化的暗物质和暗能量似乎逃脱了任何最终的基础理论和探测。目前的技术水平是，到目前为止，还没有一个最终的理论，能够解释任何尺度的引力相互作用，已经制定。从这个角度来看，许多研究工作都致力于通过天基实验来检验引力理论。在这里，我们提出了简单的测试由生姜实验，这是基于地球的，需要很少的外部扰动建模，允许系统学的彻底分析，关键的实验灵敏度突破是必需的。具体来说，我们想证明，通过考虑与实验数据相匹配的后牛顿极限，可以约束引力理论的参数，如标量张量或Horava-Lifshitz引力。特别地，我们利用GINGER提供的Lense-Thirring测量数据，找出了理论参数之间的关系，并将结果与LARES和Gravity Probe-B卫星提供的结果进行了比较。
2021-03-28 gr-qc hep-th
Orbital precession of the S2 star in Scalar-Tensor-Vector-Gravity
利用银河系中心超大质量黑洞周围S2星的运动，我们得到了标量-张量-矢量-引力参数空间的第一个约束，并没有发现与广义相对论有严重的张力。利用类Schwarzschild标量-张量-矢量-引力度规预测了S2星的轨道运动，并将其与公开的天体测量数据（包括S2星的145个位置测量值、44个沿轨道的径向速度测量值以及最近的轨道岁差测量值）进行了比较。我们采用蒙特卡罗马尔可夫链算法来探索参数空间，并将标量-张量-矢量-引力的唯一一个附加参数约束为$α\lesssim 0.410$，其中$α=0$将这个修改后的引力理论简化为广义相对论。
2021-05-26 gr-qc
Tests of general relativity with stellar-mass black hole binaries observed by LISA
本文讨论了用激光干涉仪空间天线（LISA）观测恒星质量黑洞双星的问题。基于Fisher信息矩阵分析的初步结果表明，来自这些源的引力波可能对低频双星螺旋期间可能偏离广义相对论和强等效原理非常敏感。我们进行了一个完整的马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯分析，量化这些信号的灵敏度的两个现象学修改的广义相对论，即一个假定的引力偶极发射和非零质量的引力子，适当占探测器的响应。此外，我们考虑的情况下，这些来源也可以观察到地球上的探测器，这应该测量的聚结时间的精度比$1 \ {\rm ms}$。这种对合并时间的限制，进一步改善了我们对那些从广义相对论的现象学偏差所能设定的界限。我们表明，偶极辐射和引力子的质量的测试应分别提高了七个半的数量级（S）超过目前的界限。最后，我们讨论在什么条件下可以声称检测到的修改广义相对论。
2021-01-05 astro-ph.HE gr-qc
Numerical Relativity in Spherical Polar Coordinates: Evolution Calculations with the BSSN Formulation
在缺乏对称性假设的情况下，大多数相对论数值模拟都采用笛卡尔坐标。虽然笛卡尔坐标有一些理想的属性，球极坐标似乎更适合某些应用，包括引力坍缩和超新星模拟。球极坐标系中数值相对论代码的开发受到了需要处理原点和轴上坐标奇异性的阻碍，例如通过仔细正则化适当的变量。假设球对称并采用BSSN方程的协变形式，Barcelo和Cordero-Carrión最近证明，当部分隐式Runge-Kutta（PIRK）方法用于引力场的时间演化时，这种正则化是不必要的。在这里，我们报告的BSSN方程在球极坐标没有任何对称性假设的实施。使用PIRK方法，我们获得稳定的模拟在三维空间中，而不需要正则化的原点或轴。我们执行和讨论了一些测试，以评估的稳定性，准确性和收敛性的代码，即弱引力波，“水没有水”的球形和旋转的相对论性恒星在平衡的演变，和单个黑洞。
2012-11-28 astro-ph.SR 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
Prospects of dynamical determination of General Relativity parameter beta and solar quadrupole moment J2 with asteroid radar astronomy
我们评估的前景量化参数化后牛顿参数β和太阳四极矩J2与观测近地小行星的大轨道进动率（9至27弧秒世纪$^{-1}$）。我们考虑了现有的光学和雷达天体测量，以及雷达天体测量，可以现实地获得与阿雷西博行星雷达在未来五年。我们的灵敏度计算依赖于传统的协方差分析和蒙特卡罗模拟。我们发现，β和J2的独立估计值可以分别以$6\times10^{-4}$和$3\times10^{-8}$的精度获得。由于我们假设了相当保守的观测不确定性，这是报告雷达天体测量时的通常做法，因此实际精度可能分别接近$2\times10^{-4}$和$10^{-8}$。因此，用小行星雷达天文学对太阳扁率的纯动力学测定可以与日震学测定相媲美。
2017-08-18 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Cosmological constraints on dynamical dark energy model in $F(Q)$ gravity
本研究在$F(Q)$引力框架下重检一类当前与$Λ$CDM不可区分的动力学暗能量模型，结合Pantheon+与最新H(z)数据经MCMC分析，发现其处于精质区间，未来宇宙将在1σ置信水平下减速并反弹，且经宇宙学分析验证。
2024-07-17 gr-qc
Equivalent and Alternative Forms for BF Gravity with Immirzi Parameter
详细分析了Capovilla、Montesinos、Prieto和Rojas给出的广义相对论的BF公式。该公式的作用量原理是通过对作用量所依赖的场进行变换而得到的等价形式，变换后的作用量原理包含两个BF项和两个Lorentz不变量，这两个不变量一般出现在原作用量原理中。作为该形式的应用，恢复了Engle，Pereira和Rovelli在引力自旋泡沫模型中的作用量原理，并得到了该模型中宇宙学常数的耦合.
2011-11-11 gr-qc hep-th
Extended Gravity Cosmography
宇宙学可以被认为是一种独立于模型的方法来解决暗能量/修正引力问题。本文从最新的观测约束出发，讨论了基于广义相对论和粒子标准模型的$Λ$ CDM模型的成功与不足。考虑广义相对论的扩展和修改的动机被考虑在内，特别注意到$f(R)$和$f(T)$引力理论，其中动力学分别由曲率或扭场表示。$f(R)$模型的特点，探讨了度量和Palatini形式主义。我们讨论了$f(R)$重力和标量张量理论之间的联系，突出了爱因斯坦和约旦框架中的共形变换的作用。通过相应的生存准则研究了$f(R)$模型的宇宙动力学.然后，考虑了广义相对论在挠率方面的等价表述（遥平行等价广义相对论）及其对$f(T)$引力的推广。最后，采用宇宙学方法打破了暗能量模型之间的简并性。基于有理Padé多项式和Chebyshev多项式，提出了一种新的方法来克服基于泰勒展开的标准宇宙学的限制。该方法提供了准确的模型独立的近似的哈勃流。基于宇宙数据的蒙特卡罗马尔可夫链积分，对宇宙学序列的边界系数进行了数值分析。因此，这些技术被应用于重建$f(R)$和$f(T)$函数，并在没有\emph{a priori}假设的状态方程的宇宙的晚期膨胀历史的框架。本文报道了$Λ$ CDM宇宙学模型与$f(R)$和$f(T)$模型的比较。
2019-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Machine Learning Post-Minkowskian Integrals
本文提出用神经网络改进 Monte Carlo 重要性抽样，以高精度数值计算 Feynman 圈积分，并通过广义相对论致密双星后闵可夫斯基积分定量比较 VEGAS 与 i-flow。
2023-12-11 gr-qc hep-ph hep-th
de Sitter gravity from lattice gauge theory
本文研究了基于广义相对论Palatini公式离散化的欧氏量子引力格点模型。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，虽然一个天真的方法未能导致真空状态与经典时空的出现一致，这个问题可能会被回避，如果晶格作用补充一个适当的计数器项。在这个新的模型中，我们发现区域的参数空间，承认一个基态，可以解释为（欧几里德）德西特空间。
2011-11-22 gr-qc hep-lat hep-th
A stellar constraint on Eddington-inspired Born-Infeld gravity from cataclysmic variable binaries
Eddington启发的Born-Infeld引力理论是对爱因斯坦广义相对论的一个重要修正，它能在经典水平上产生非奇异宇宙学，并避免引力坍缩过程中的终态奇异性。在牛顿极限下，这个理论产生了一个修改后的泊松方程，作为一个结果，其中恒星观测值获得模型相关的修正，相比之下，在低能量极限的广义相对论计算。这反过来又可以用来建立对理论的天体物理约束。在这里，我们得到这样一个约束，使用观测数据从激变变双星。特别是，我们认为潮汐破坏限制的二级恒星的白矮星主要。这颗恒星的洛希瓣填充条件被用来计算恒星观测值的修正引力理论的数值方案。然后，这些对比与通过使用这些对象上的可用数据，通过蒙特卡洛误差级数方法获得的值。这样，我们就能够将理论约束在$5σ$置信水平内。
2021-05-19 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Acceleration disturbances due to local gravity gradients in ASTROD I
使用光学装置进行相对论天体动力学空间测试（ASTROD）飞行任务由三个位于不同太阳轨道的航天器组成，并进行激光干涉测距。ASTROD旨在测试相对论引力，测量太阳系和探测引力波。由于较大的臂长，在低于约0.1 mHz的频率范围内，ASTROD对引力波的灵敏度估计比激光干涉仪空间天线（LISA）高约30倍。ASTROD I是ASTROD的简单版本，在太阳轨道上使用一个航天器。这是ASTROD的第一步，并作为ASTROD的技术演示任务。此外，预计ASTROD I实验将取得若干科学成果。ASTROD I所需的加速噪声级为10^-13 m s^-2 Hz^{-1/2}，频率为0.1 mHz。在本文中，我们专注于当地的重力梯度噪声，可能是最大的加速度干扰的ASTROD I实验。我们已经进行了重力模拟目前的试验质量的设计和简化配置的ASTROD一通过使用分析方法和蒙特卡罗方法。本文的分析结果可用于确定试验质量和航天器结构材料的最佳设计，以及减小局部重力梯度的补偿质量的配置。
2006-02-16 gr-qc
Statistical Gravitational Waveform Models: What to Simulate Next?
引力波波形模型在探测和表征致密双星合并产生的引力波中起着关键作用。来自数值相关性（NR）的波形虽然高度精确，但计算成本太高，无法直接与马尔可夫链蒙特卡罗和嵌套采样等贝叶斯参数估计工具一起使用。我们提出了一种高斯过程回归（GPR）方法，仅根据现有的准确（例如NR）模拟生成准确的降阶模型波形。使用模拟波形的训练集，我们的GPR方法产生内插波形以及整个参数空间的不确定性。作为概念的证明，我们使用IMRPhenomD波形的训练集来在质量比$q$和等和对齐自旋$χ_1=χ_2$的2-d参数空间中建立GPR模型。使用$q\in[1,3]$和$χ_1 \in [-0.5,0.5]$中的120个IMRPhenomD训练波形的规则等间隔网格，GPR平均值将该空间中的IMRPhenomD近似为低于$4.3\times 10^{-5}$的失配。我们的方法也可以直接使用来自数值相关性的训练波形。除了波形的插值，我们还提出了一个贪婪的算法，利用我们的GPR模型提供的错误，以优化未来的模拟位置。在一个基准测试案例中，我们发现，使用贪婪算法迭代添加模拟实现GPR的错误是$\sim 1$的数量级低于使用拉丁超立方体或正方形训练网格的错误。
2017-06-16 astro-ph.HE gr-qc
Tests of gravitational scalar polarization and constraints of chameleon $f(R)$ gravity from comprehensive analysis of binary pulsars
变色龙$f(R)$引力理论等价于一类具有变色龙屏蔽机制的标量-张量引力理论，使得该理论能够满足引力的局部检验。在变色龙$f(R)$框架下，研究了变色龙机制对双星轨道演化的影响，详细计算了双星轨道的后开普勒（PK）效应（近星点推进、Einstein延迟、Shapiro延迟、轨道周期衰减和偏心率衰减）.广义相对论（GR）和变色龙$f(R)$之间PK效应的差异通过星的紧致度和理论参数的组合来优雅地量化。我们使用质量半径关系来打破这两个参数之间的简并性，从而使我们能够约束理论。模拟了中子星（NS）-白矮星（WD）双星的轨道周期和偏心率随时间的演化，结果表明，由于变色龙$f(R)$中偶极辐射的发射，中子星-白矮星双星的轨道演化比GR中的轨道演化快.我们使用从三个NS-WD二元混合物的PK参数的可观测值，通过执行蒙特卡罗模拟对变色龙$f(R)$和可能偏离GR施加约束。我们发现PSR J1738 $+$ 0333是这些系统中变色龙$f(R)$最具约束性的测试。我们的研究结果表明，没有确凿的证据存在的螺旋度-0或螺旋度-1的极化状态诱导偶极辐射，排除显着的强场偏差，并确认GR仍然是有效的强场非对称系统。
2022-07-03 gr-qc
Constraining dark energy equations of state in $F(R,T)$ gravity
本文在$F(R,T)$引力框架下，利用Ia型超新星和$H(z)$观测数据，通过贝叶斯分析和马尔可夫链蒙特卡罗方法约束暗能量状态方程参数，发现宇宙近期发生减速到加速的转变且状态方程呈现幻影性质。
2024-04-23 gr-qc hep-ph
Numerical relativity for D dimensional space-times: head-on collisions of black holes and gravitational wave extraction
在高维时空中的黑色物体比它们的四维对应物具有明显更丰富的结构。它们出现在各种各样的配置（例如黑洞，黑膜，黑环，黑土星），并显示复杂的稳定性相图。它们也可能在高能物理学中发挥关键作用：对于基本普朗克尺度以上的能量，引力是主要的相互作用，这与箍猜想一起意味着点粒子的trans-Planckian散射应该很好地用黑洞散射来描述。因此，具有TeV量级的基本普朗克尺度的更高维度的场景预测了大型强子对撞机以及未来具有更高能量的对撞机中的黑洞产生。在这种情况下，准确预测部分子-部分子碰撞中形成黑洞的产生截面和能量损失（通过引力辐射）对于蒙特卡罗事件发生器中精确的唯象建模至关重要。本文利用arXiv：1001.2302中的形式和数值方法研究了两个黑洞的迎头碰撞.为此，我们提供了一个详细的治疗引力波提取一般D维时空，它使用的Kodama-Ishibashi形式主义。首次给出了5个时空维的迎头碰撞的数值模拟结果以及相关的物理量。我们表明，总辐射能量，当两个黑洞碰撞从静止在无穷远，大约是（0.089 \pm 0.006）%的质量中心的能量，略大于0.055%，在四维的情况下，并在后期的振铃信号是在很好的协议与微扰计算。
2010-11-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing Gravity Using Galaxy Clusters: New Constraints on Beyond Horndeski Theories
超越霍恩代斯基类的替代引力理论允许不需要宇宙学常数的自加速de-Sitter宇宙学。这使它们成为$Λ$ CDM的可行替代品，因此，用广义相对论测试它们的小尺度预测是至关重要的。这些理论一般预测牛顿力定律和光在扩展物体内部的引力透镜的偏差。因此，通过同时拟合星系团的X射线和透镜轮廓，可以得到新的约束条件。在这项工作中，我们将这种方法应用于堆叠配置文件的58高红移（$ 0.1<z<1.2$）集群使用X射线表面亮度配置文件从XMM集群调查和弱透镜配置文件CFHTLenS。通过执行多参数马尔可夫链蒙特卡罗分析，我们能够放置新的约束的参数，从牛顿定律$Υ_{1}=-0.11^{+0.93}_{-0.67}$和光弯曲$Υ_{2}=-0.22^{+1.22}_{-1.19}$的偏差。这两个约束都与广义相对论一致，其中$Υ_{1}=Υ_{2}=0$。我们在这里提出的第一个观测约束$Υ_{2}$，以及第一个河外测量这两个参数。
2016-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Model-independent limits and constraints on extended theories of gravity from cosmic reconstruction techniques
暗能量支配的开始取决于驱动宇宙演化的特定引力理论。模型无关技术是至关重要的，以测试目前的$Λ$ CDM宇宙学范式和替代理论，使尽可能少的宇宙假设。本文通过确定广义相对论的三种不同扩展，即$k-$本质、$F(T)$和$f(R)$理论的模型参数的界，研究宇宙学是否能够区分不同的引力理论。我们扩展了每一类理论的权力红移$z$在目前的时间，没有额外的假设。这个过程是以前工作的延伸，可以被看作是用宇宙学检验引力扩展理论的最一般的方法。在$F(T)$和$f(R)$理论的情况下，我们表明，在以前的作品中经常对模型参数的一些假设是多余的或不合理的。我们使用的数据从联盟2.1 SN目录，BAO数据和$H(z)$微分年龄汇编，探测宇宙学在不同的尺度上。我们使用Metropolis-Hastings算法和Gelman-Rubin收敛标准进行Monte Carlo分析，报告1- $σ$和2- $σ$置信水平。我们执行两个不同的拟合，首先只取$z<1$的数据，然后取所有$z$的数据。我们得到了相应的参数区间，发现在1- $σ$水平上，数据与所有三种理论的$Λ$ CDM极限相容，同时与相当大一部分参数空间相容.我们将我们的结果与截断的$Λ$ CDM范例进行比较，表明系数的允许区域被显著修改，并且与现有文献中报道的值相比，一般被加宽。最后，我们通过贝叶斯选择准则AIC和BIC对扩展理论进行了检验。
2016-12-18 gr-qc
Tests of local Lorentz invariance violation of gravity in the standard model extension with pulsars
标准模型扩展（SME）是一种有效场论，它将所有可能的洛伦兹破坏（LV）算符引入到标准模型（SM）和广义相对论（GR）中。在纯重力部门的最小中小企业（mSME），9个系数描述占主导地位的可观察到的偏差GR。我们系统地实施了27个测试，从13个脉冲星系统，严格约束这些系数的8个线性组合与广泛的蒙特卡罗模拟。它是第一次详细和系统的测试纯重力部门的mSME与国家的最先进的脉冲星观测。未检测到GR偏离。为了便于进一步研究，LV系数的极限在正则日心天球赤道坐标系中表示。它们都比现有的改进了几十到几百倍。因此，爱因斯坦的等效原理在引力的局部洛伦兹不变性方面得到了脉冲星实验的进一步验证。
2014-03-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing black hole space-times with the S2 star orbit: a Bayesian comparison
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge（剑桥大学数学科学中心应用数学与理论物理系）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）
通过贝叶斯方法比较不同黑洞时空模型，S2星轨道数据表明目前无法区分Schwarzschild与Bardeen等模型，其他模型证据较弱。
2026-02-04 astro-ph.HE gr-qc
