Constraining scalar-tensor theories using neutron star mass and radius measurements
我们使用中子星的质量和半径测量来约束标量张量理论中的自发标量化现象，并使用贝叶斯分析。这种情况下的中子星结构可能与广义相对论的情况有很大不同，后者可以用来限制理论参数。利用这一思想，我们得到的情况下，无质量标量的耦合参数$β$的下界。这些约束目前比来自二进制观测的约束弱，并且由于我们方法中的近似，它们具有相对较低的精度。尽管如此，我们的结果清楚地表明了质量半径数据在测试重力方面的作用，并且可以通过未来的观测进一步改进。对于大质量标量来说，情况就不同了，对于它们来说，同样的数据以一种意想不到的方式约束理论参数的效果要小得多。我们确定这是一个大的高似然区域的参数空间中的主要原因，偏离广义相对论相对较小。我们希望这项初步的研究能成为一个邀请，让我们更普遍地使用中子星结构测量来测试一般的替代理论。
2022-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Towards constraining of the Horava-Lifshitz gravities
最近有人提出了一个引力的重正化模型，它可能是广义相对论（GR）的紫外完备或其红外修正，可能具有强耦合标量模。虽然一般真空的理论是反德西特之一，特定的限制理论允许闵可夫斯基真空。在这个极限下（尽管没有考虑强耦合标量场），球对称解的后牛顿系数与广义相对论的后牛顿系数一致。因此，对于一个天体物理尺度上的强引力系统，偏离常规GR的偏差应该在后牛顿修正之外进行检验。在这封信中，我们考虑了具有Minkowski真空的变形Horava-Lifshitz引力中黑洞的潜在可观察性质：引力透镜和准正规模式。我们已经表明，弯曲角似乎是较小的考虑Horava-Lifshitz引力比在GR中。黑洞的准正规模式的寿命更长，并有更大的实际振荡频率在Horava-Lifshitz引力比在GR中。这些修正应在不久的将来的实验中观察到的透镜和引力天线，有助于约束参数的Horava-Lifshitz引力或丢弃它。
2009-08-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraining the parameters of GW150914 & GW170104 with numerical relativity surrogates
在过去的几年里，引力波探测器已经开始以一致的速度观测到重黑洞的合并。精确的重力波形模型对于无偏和精确地估计源参数是必不可少的。最近发展的代理模型的基础上的高精度数值相对论（NR）模拟是理想的约束物理参数的重黑洞合并事件。在本文中，我们首先证明了这些多模态代理可靠的参数估计工具的可行性。我们表明，NR代理可以提取额外的信息GW数据是无法访问的传统模型，通过分析一组合成信号与NR代理和其他近似。我们还考虑了两个最早的二元黑洞的LIGO天文台检测到的情况：GW150914和GW170104。我们重新分析他们的数据与全处理NR-替代模板，并免费提供由此产生的后验样本作为补充材料。我们发现，我们的精细分析是能够提取信息的次主导GW谐波的数据，因此更好地解决退化测量源光度距离和轨道倾角的两个事件。我们估计这两个事件的来源比以前估计的要远20 - 25%。我们的分析也限制他们的轨道方向更紧密地围绕面对面或面对面的配置比以前。此外，对于GW150914，我们将有效内旋自旋更紧密地限制在零附近。这项工作是第一个明确地提取子主导GW模式信息从真实事件。这也是从GW参数估计中消除半解析波形模型中使用的近似的第一步。这也促使NR代理扩展到涵盖更多的二元黑洞参数空间。
2020-04-19 gr-qc
Constraining $f(R)$ gravity by the Large Scale Structure
在过去的几十年里，广义相对论和协调$Λ$ CDM模型已经成功地测试了几个不同的天体物理和宇宙学的探针基于大数据集（{ \it精密宇宙学}）。尽管他们取得了成功，但由于广义相对论应在红外和紫外极限下进行修正，以及暗物质和暗能量的基本性质仍然是一个有待解决的难题，因此也出现了一些缺点。从这个角度来看，$f(R)$引力已经被广泛研究，成为修正广义相对论和克服上述一些缺点的最直接的方法。本文从河外和宇宙学两个层次对$f(R)$引力的各个方面进行了综述。特别是，我们考虑星系团，宇宙学扰动，和N体模拟，专注于那些模型，同时满足宇宙学和本地引力约束。观点是某些类的$f(R)$模型可以一致地受到大尺度结构的约束。
2015-07-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraining a disformal Schwarzschild black hole in DHOST theories with the orbit of the S2 star
本研究利用S2星轨道观测数据和马尔可夫链蒙特卡洛方法，约束DHOST理论中非共形史瓦西黑洞的参数，发现非共形参数最优拟合值为正，但1σ范围内广义相对论仍与观测一致。
2024-08-01 astro-ph.GA gr-qc
Constraining the Quadratic-mode Amplitude Coupling in GW250114
Sun Yat-sen University（中山大学）
本研究利用贝叶斯推断分析GW250114铃宕中的220×220模态，测量其振幅耦合系数，结果与数值相对论及二阶微扰理论一致，为检验非线性引力动力学奠定基础。
2026-11-09 astro-ph.HE gr-qc
The WiggleZ Dark Energy Survey: constraining the evolution of Newton's constant using the growth rate of structure
我们使用WiggleZ暗能量调查在红移范围$0.1 < z < 0.9$测量的大尺度结构的增长率来约束牛顿常数的演化。我们以两种方式使用这些数据。首先，我们约束宇宙的物质密度，$\omms$（假设广义相对论），并使用它来构建一个诊断，以检测一个不断发展的牛顿常数的存在。其次，我们直接测量牛顿常数$\Geff$的演化，它出现在修正的引力理论中，而不假设广义相对论是真的。这些方法的新颖之处在于，与其他方法相反，它们不需要宇宙膨胀历史的知识，$H(z)$，使它们成为独立于模型的测试。假设牛顿常数的二阶导数正像大爆炸核合成的约束所暗示的那样缓慢地演化，我们对牛顿常数的二阶导数的约束是使用WiggleZ数据的$\ddotGeff(t_0)=-1.19\pm 0.95\cdot 10^{-20}h^2 \textrm{yr}^{-2}$，其中$h$是通过$H_0=100 h km s^{-1}Mpc^{-1}$定义的，而使用WiggleZ和斯隆数字巡天亮红星系（SDSS LRG）数据的约束是$\ddotGeff(t_0)=-3.6\pm 6.8\cdot 10^{-21}h^2 \rm{yr}^{-2}$，两者都符合广义相对论。最后，我们使用WiggleZ数据的均方根质量波动$σ_8$的约束是$σ_8=0.75 \pm 0.08$，而使用WiggleZ和SDSS LRG数据$σ_8=0.77 …
2011-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the Nordtvedt parameter with the BepiColombo Radioscience experiment
BepiColombo是欧空局/日本宇宙航空研究开发机构联合进行的水星飞行任务，其挑战性目标涉及天体物理学、大地测量学和基础物理学。水星轨道器放射科学实验（MORE）是其中一个星上实验，包括三个不同但相互关联的实验：重力测量，旋转和相对论。相对论实验的目的是测量后牛顿参数。由于地球和航天器之间的精确跟踪，预计结果将非常精确。然而，实验的结果严格取决于我们对太阳系的“知识”：星历表，天体（行星，卫星和小行星）的数量及其质量。在本文中，我们描述了一个半解析模型，用于进行协方差分析，量化的影响，相对论实验，由于太阳系天体参数的不确定性。特别是，我们的注意力集中在Nordtvedt参数$η$用于参数化的强等价原则违反。在我们的分析之后，我们估计了$σ[η]\lessapprox 4.5\times 10^{-5}$，它比行星和小行星的质量没有误差的“理想”情况大约大1个数量级。从地面实验和月球激光测距测量获得的当前值是$σ[η]\approx 4.4\times 10^{-4}$。因此，我们认为，即使在太阳系参数存在不确定性的情况下，MORE对$η$的测量也可以将现有的精度提高约1个数量级。
2016-05-25 gr-qc
Constraining black-hole horizon effects by LIGO-Virgo detections of inspiralling binary black holes
广义相对论预言，由于能量动量流流过黑洞视界，螺旋运动的黑洞质量和自旋会增长。这个视界通量的首阶项对二元黑洞的螺旋运动引入了2.5和3.5的后牛顿修正。这些修正可以通过引力波探测器测量。由于对广义相对论的适当改进仍然是一个谜，所以有可能真正的修正引力理论对测试质量的测地线引入了可以忽略的直接修正，而近视界修正是可以观察到的。我们引入一个参数化来描述任意质量和自旋增长的吸气黑洞。通过比较引力波信号和具有参数化视界通量校正的波形模型，可以限制对广义相对论的偏离。我们模拟了一组引力波信号的天体物理分布与地平线通量的修改。然后，我们进行贝叶斯分析，以获得预期的约束条件，从模拟响应的高级LIGO-Virgo探测器网络的模拟信号。我们表明，可以通过堆叠多个检测来改善约束。修正视界通量的约束条件可以用来检验一类特殊的修正引力理论，这些理论预测在黑洞视界附近的主要修正优于对广义相对论的其他类型的修正。为了在90%的置信水平下支持霍金面积定理，需要超过10000个LIGO-Virgo探测。在LIGO和未来的地面引力波探测器--爱因斯坦望远镜的寿命期内，如果修正的引力理论之一是正确的，并且该理论预测了一个强的修正，那么修正的引力理论的近视界修正是可能被探测到的。
2018-09-21 gr-qc
Constraining the gravitational action with CMB tensor anisotropies
本文在PPF CAMB框架下对一类f（R）引力理论的张量各向异性在宇宙微波背景上的印记进行了全面的分析。我们推导出的方程，无论是宇宙学背景和引力波扰动，需要获得标准的温度和偏振功率谱，注意包括所有的影响，从f（R）的背景和扰动方程的修改。对于R ^n引力，我们证明了当n不等于2时，辐射占优时代的初始条件与广义相对论中的初始条件相同。我们还发现，通过做模拟，其中涉及修改的背景演变，同时保持微扰方程固定或固定的背景是Lambda-CDM模型和修改的微扰方程，主要贡献偏离广义相对论的温度和偏振光谱可以归因于修改的背景。这表明在f（R）引力的微扰研究中使用正确的背景是重要的。最后观察到B模式功率谱的增强，这可能允许较低的暴胀能量尺度。
2014-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Asymptotically Schwarzschild solutions in $f(R)$ extension of general relativity
该研究通过微扰求解史瓦西背景下的修正爱因斯坦方程，构建了一类与太阳系实验兼容的$f(R)$引力理论，并确定了其参数，为宇宙学模型提供了正确的局部极限。
2024-09-19 gr-qc hep-th
Constraining black hole mimickers with gravitational wave observations
LIGO和Virgo最近观测到了一些引力波（GW）信号，这些信号与广义相对论描述的双黑洞发射的信号完全一致。然而，理论上有一些奇异物体的提议，这些物体可以足够大，足够紧凑，很容易与黑洞混淆。然而，这些对象不同于黑洞具有非零潮汐变形，这可以让一个区分二进制包含这样的对象从二进制黑洞使用GW的意见。使用完整的贝叶斯参数估计，我们调查的可能性约束的参数空间，这样的“黑洞模仿者”与即将到来的GW的意见。采用完美的流体星与多方状态方程作为一个简单的模型，可以包括各种可能的黑洞模仿者，我们展示了如何观察到的质量和潮汐变形的二元约束状态方程。我们还展示了如何使用这样的限制，以排除一些简单的模型玻色子星。
2020-10-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining Lorentz Violation in Kalb-Ramond Gravity via Thermodynamics and Gravitational Wave Analysis
University of Santo Tomas（圣多马大学）
该研究通过热力学和引力波分析，利用EHT数据约束Kalb-Ramond引力中的洛伦兹违反参数，发现其对阴影半径和准正常模式频率的影响可为普朗克尺度物理提供约束。
2026-01-04 gr-qc
Constraining An Exact Brans-Dicke gravity theory with Recent Observations
本文首先研究带宇宙常数的Brans-Dicke方程在空间平坦Robertson-Walker度规中的精确解。然后利用哈勃观测数据、重子声振荡距离比数据以及普朗克宇宙微波背景数据对所得到的Brans-Dicke模型参数进行约束。为了比较我们的结果，找出偏离广义相对论的量，我们还用同样的数据约束了和谐宇宙学模型。在我们的理论模型中，Brans-Dicke耦合常数被一个新的参数代替，即\textgravedbl标量场密度$Ω_ϕ$ \textacutedbl。因此，作为等价于$ω\to \infty$的$Ω_ϕ\to 0$，恢复了广义相对论。总的来说，我们没有发现与广义相对论的重大偏离。我们的估计显示$Ω_ϕ=0.010^{+0.021}_{-0.012}$在$95\%$置信水平下等同于$ω>1560$。我们还得到了引力常数$\dot{G}/G$的变化率的约束条件，即目前为$1.150\times 10^{-13}yr^{-1}<\dot{G}/G<1.198\times 10^{-13}yr^{-1}$（在$1σ$误差下）。在$68\%$置信水平下，自重组时期以来引力常数的总变化也被约束为$-0.0084<δG/G<-0.0082$。
2019-10-10 gr-qc
Constraining gravity theories with the gravitational stability mass
引力束缚结构的尺寸测量是引力理论的一个重要检验。对于给定的半径，不同的理论实际上可以预测不同的引力稳定质量（GSM），以确保在暗能量存在时结构的稳定性。我们计算了不同标量张量理论（包括$f(R)$和广义Brans-Dicke）的引力束缚结构的GSM作为半径的函数，并将理论预测与观测数据进行了比较。由于GSM只给出了一个下限，最严格的限制来自于质量低于广义相对论预期质量的几个物体。对不同观测资料的分析表明，修正引力理论（MGT）与观测资料是相容的，在某些情况下比广义相对论（GR）更好，但后者与观测资料的张力不强。目前可用的数据并没有提供一个确凿的证据，需要修改的GR，最大的偏差顺序$2.6 \,σ$的星系团NGC 5353/4。未来来自星系调查的数据，如欧几里得任务，对于获得更强的约束可能很重要。
2020-06-16 gr-qc
Constraining the geometry of rotating black holes with eikonal QNMs
Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；University of Tübingen（蒂宾根大学）
本研究通过校准eikonal方法结合贝叶斯推断，比较度规特定与度规无关模型对旋转黑洞光环局部几何的约束，发现多参数分析更鲁棒但存在简并，且均与Kerr度规一致。
2026-09-22 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
Multiparameter tests of general relativity using multiband gravitational-wave observations
在这封信中，我们表明，下一代地面天文台（3G）和天基激光干涉仪空间天线（LISA）对恒星质量双星黑洞的多波段观测将有助于通过同时测量所有后牛顿（PN）系数来全面检验广义相对论。多波段观测将测量大多数已知的PN相位系数，其精度低于百分之几-比3G或LISA波段中甚至“黄金”二进制可达到的最佳界限好两个数量级。这样的多参数界限将在限制超越广义相对论的修正引力理论的参数空间方面发挥关键作用。
2020-11-10 gr-qc
Constraining Lorentz-violating, Modified Dispersion Relations with Gravitational Waves
修正的引力理论一般预测违反洛伦兹不变性，这可能导致修改色散关系的引力波的传播模式。我们构造了一个参数化的色散关系，可以重现一系列已知的洛伦兹破坏预测，并研究它们对引力波传播的影响。修改后的色散关系迫使不同波长的引力波训练以略微不同的速度传播，从而导致在引力波探测器上观察到的修改后的相位演化。我们将展示如何将这种修正映射到可观察的波形和参数化的后爱因斯坦框架，提出了一系列偏离广义相对论的模型。如果引力波被探测到，那么这种修正的证据的缺乏就可以用来限制洛伦兹破坏。我们得到的约束是最严格的色散关系，规模与引力子的动量的小功率和恶化为陡峭的缩放。
2014-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the dynamical Chern-Simons gravity with future gravitational wave detectors
Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））
本文研究了未来引力波探测器利用恒星级质量黑洞双星系统对动力学Chern-Simons引力进行约束的前景，并评估了不同探测器和参数对约束能力的影响。
2025-12-28 gr-qc
Numerical aspects of black hole superradiance
本文提出基于球谐分解与 Čebyšëv 插值的数值方法，计算旋转黑洞中有质量玻色子场准束缚态，并推广至张量微扰及等离子体耦合的标量–张量理论。
2023-09-26 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Constraining modified gravity with ringdown signals: an explicit example
一个显式的例子表明，如何修改的引力理论可以约束的振铃信号合并的二元黑洞。这已经成为可能的事实，修改后的引力理论考虑在这项工作中有一个精确的旋转黑洞解，相应的准正常模式可以计算。有了这些，我们得到了可能的约束，可以放置在参数描述这个特定的替代理论的偏差从广义相对论通过使用的振铃信号的检测从双黑洞的合并与未来的空间为基础的引力波探测器。
2019-10-17 gr-qc
Probing Effective Field Theory Corrections with Quasinormal Modes and Gravitational Lensing in Reissner-Nordström Black Holes
National Institute of Technology (KOSEN), Kochi College（高知工业高等专门学校）
本文通过研究有效场论修正的Reissner-Nordström黑洞在弱场和强场下的引力透镜效应，推导了高阶曲率-电磁相互作用对偏转角、光子球半径、临界碰撞参数和强透镜系数的修正，表明强引力透镜观测可为引力与电磁场之间的有效相互作用提供互补探测。
2026-08-17 gr-qc hep-th
Constraining gravitational wave amplitude birefringence and Chern-Simons gravity with GWTC-2
我们用GWTC-2、LIGO和Virgo的引力波探测目录的信号进行了广义相对论（GR）的新检验。我们寻找振幅双折射的存在，其中左与右圆偏振模式的引力波是指数增强和抑制在传播过程中。这种效果是存在于各种超越GR理论，但在GR中是不存在的。我们通过不透明度参数$κ$，我们绑定到$κ\lesssim 0.74 \textrm{ Gpc}^{-1}$与数据一致的幅度双折射的量进行约束。然后，我们使用这些理论不可知的结果来约束陈-西蒙斯引力，超越GR理论的动机在量子引力。我们约束的规范陈-西蒙斯长度尺度为$\ell_0 \lesssim 1.0 \times 10^3$公里，以前的长距离测量结果提高了两倍。
2022-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraining new fundamental physics with multiwavelength astrometry
虽然光的偏转在广义相对论中是消色差的，但在一些新物理模型中并不总是如此（例如某些量子引力和弦启发模型，具有非最小光子引力耦合或具有大质量光子的模型等）。我们讨论了这些模型的参数可能会受到不同波长的精密天体测量。从已发表的引力透镜MG J2016+112的观测结果中，我们获得了世界上最好的光的色引力偏转极限（以及与距离尺度>Mpc相关的光子质量的唯一极限）。我们还概述了进一步改善这些限制的前景。
2013-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Constraining spontaneous black hole scalarization in scalar-tensor-Gauss-Bonnet theories with current gravitational-wave data
我们研究了当前的引力波数据的标量张量高斯-邦纳理论，允许自发标量化的黑洞的约束力。在我们考虑的基准模型中，一个缓慢旋转的黑洞如果其大小与理论引入的新长度尺度$λ$相当，那么它必须标度化，尽管任何质量的快速旋转黑洞实际上都无法与广义相对论中的黑洞区分开来。考虑到这一点，我们使用的引力波事件GW 190814 $\,\unicode{x2014}\,$，其主要的黑洞有一个自旋，是有界的小，其信号显示没有证据的标度化的主要$\,\unicode{x2014}\,$，以排除一个狭窄的区域的参数空间。特别是，我们发现，${λ\in [56, 96]~M_\odot}$的值是强烈不赞成与$0.1$或更少的贝叶斯因子。我们还包括第二个事件，GW 151226，在我们的分析，以说明什么信息可以提取时，两个组件的自旋测量不佳。
2022-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Constraining gravity with hadron physics: neutron stars, modified gravity and gravitational waves
aLIGO科学和VIRGO合作发现的引力波为更好地测试和理解核强子和引力的强相互作用提供了机会。假设广义相对论成立，我们可以将强子物理学约束在中子星上。但是，关于强子物质的状态方程和输运性质的精确知识也可以用来约束引力理论本身。我回顾了几个这样的机会的背景下修改f（R）引力，中子星的最大质量，和进展的中子物质的状态方程的手征有效场论的QCD。
2016-11-30 gr-qc nucl-th
Constraining possible variations of the fine structure constant in strong gravitational fields with the K$α$ iron line
在广义相对论的扩展和旨在统一引力与标准模型力的理论中，“基本常数”的值通常由新场的真空期望值决定，因此可能会在不同的背景下发生变化。基本常数相对于今天在地球上实验室测量的值的变化，预计在宇宙学时间尺度上和/或在强引力场中会更加明显。本文指出，对黑洞X射线谱中观测到的K-$α$铁谱线的分析，有可能用于探测$Δϕ\approx 0.1$相对于地球引力势中的精细结构常数$α$。目前，系统的影响没有完全控制，防止得到强大的和严格的界限上的可能变化的值$α$与这种技术，但事实上，目前的数据可以拟合模型的基础上，标准的物理已经排除了精细结构常数的变化大于一些百分比。
2014-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Constraining scalar-tensor theories of gravity from the most massive neutron stars
引力的标量-张量~（ST）理论是广义相对论的自然唯象扩展。虽然这些理论受到太阳系实验和脉冲双星观测的严格限制，但大量的ST家族仍然与这些观测相一致。最近的工作建议探测ST理论的参数空间的无约束区域的高度紧凑的中子星的稳定性的基础上。在这里，在一个完全非线性的代码中非常紧凑的恒星的动态演化表明，恒星确实变得不稳定，在某些情况下，这种不稳定性会导致恒星坍缩。我们讨论了这些结果的影响，根据最近的观测最大的中子星尚未观察到。特别是，这样的观测表明，这样的恒星会受到一定制度的不稳定性;它的存在，因此支持ST参数空间的约束。
2015-10-12 gr-qc
Constraining modified gravity with gravitational wave distance measurements
已有文献表明，探测双星源发射的引力波可以提供光度距离的测量。随后的事件电磁对应物，然后，适合于探测距离红移关系和做宇宙学参数估计，以及调查修改的重力（MG）模型。在有效的方法来MG相当于Horndeski的上下文中，这个GW距离不同于标准的电磁光度距离，因为在波传播中存在修改的摩擦。在这里，我们调查如何精确地未来计划的干涉仪爱因斯坦望远镜将探测这种偏离广义相对论，考虑到暗能量状态方程和GW摩擦的唯象参数化。尽管这是一个独立的重力测试，特别是对于$f(R)$，我们得出的结论是，它可能提供比当前可用的约束更弱的约束。
2022-03-15 astro-ph.CO gr-qc
CLASH-VLT: Constraining deviation from GR with the mass profiles of nine massive galaxy clusters
本文利用CLASH-VLT样本中九个星系团的质量轮廓，通过各向异性应力参数η约束广义相对论偏离，在95%置信水平下得到η(1.0 Mpc)=0.93^{+0.48}_{-0.40}±0.47，较此前估计精度提升约40%。
2025-09-19 astro-ph.CO gr-qc
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
Constraining Scalar Charge in Neutron Stars through Gravitational Wave Signals from NSBH Mergers
本研究通过分析四个NS-BH并合事件的引力波信号，检验了光速Horndeski理论预测的“毛茸”中子星假设，将标量荷约束在$10^{-3}$至$10^{-4}$量级，为检验广义相对论提供了新的限制。
2025-04-01 astro-ph.HE gr-qc
Prospect on constraining environment-dependent dilaton model from gravitational redshift measurements
University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；Ningbo University（宁波大学）；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））；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；Chinese Academy Of Sciences（中国科学院）
本文探讨了环境依赖稀顿模型的参数空间约束可能性，提出利用原子钟测量不同密度环境下的红移以探测标量场贡献，揭示未来高精度实验可排除参数空间显著区域。
2026-04-14 gr-qc hep-ph
Constraining Parity Violation in Gravity with Measurements of Neutron-Star Moments of Inertia
中子星是检验广义相对论的敏感实验室，特别是当考虑速度相对论性和引力场很强的偏差时。一个这样的偏差是由动力学的陈-西蒙斯修正引力描述的，其中爱因斯坦-希尔伯特作用量通过增加耦合到场的违反引力宇称的庞特里亚金密度来修正。这个四维有效理论在微扰和非微扰弦论、圈量子引力和一般有效场论展开中都自然出现。本文计算了慢自旋中子星的性质和引力场的陈-西蒙斯修正。我们发现，陈-西蒙斯修正只影响引力磁部门的度规领先的顺序，从而引入修改的转动惯量，但不对质量半径关系。我们表明，如从双脉冲星的近期观测中所预期的那样，转动惯量的观测确定精度为10%，将对Chern-Simons耦合常数施加限制，使其< 5 km，这比以前的最强限制至少强三个数量级。
2010-04-13 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Constraining Gravity with Eccentric Gravitational Waves: Projected Upper Bounds and Model Selection
引力波使我们能够在高度动态的状态下检验广义相对论。虽然目前的观测结果与准圆形双星发射的电波一致，但偏心双星也可能在不久的将来产生可由地面和空间探测器探测到的信号。在这里，我们探讨如何测试广义相对论的规模与轨道偏心率的来源在inspiral紧凑的对象高达$e \sim 0.8$。我们使用一个新的，第三后牛顿精确，偏心波形模型的紧凑对象，这是足够快的贝叶斯参数估计和模型选择的inspiral，和高度准确的建模中度偏心inspirals。我们推导并结合了偏心修正，这个模型中引起的Brans-Dicke理论和爱因斯坦-牛顿-高斯-邦纳引力在领先的后牛顿秩序，这表明一个简单的偏心扩展参数化后爱因斯坦形式主义。我们探索的上限，可以设置在这些修改后的理论的耦合参数，通过置信区间和贝叶斯因子为基础的方法，使用马尔可夫链蒙特卡罗和跨维，可逆跳，马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们发现投影约束与信号源与$e \sim 0.4$是一个数量级强于那些准圆双星在先进的LIGO。特别是，在设计灵敏度检测到的偏心引力波应该能够约束的Brans-Dicke耦合参数$ω\gtrsim 3300$和高斯-Bonnet耦合参数$α^{1/2} \lesssim 0.5 \; {\rm{km}}$在90%的置信度。虽然对$ω$的投影约束比当前其他约束弱，但对$α^{1/2}$的投影约束比当前引力波约束强10倍。
2020-02-13 gr-qc
On Gravitational Radiation in Quadratic $f(R)$ Gravity
本文研究了具有Lagrange密度$f(R) = R + aR^2$的孤立系的引力辐射。作为形式结果，我们得到了对广义相对论四极公式的首阶修正。我们利用$f(R)$理论与标量张量理论的类比，与广义相对论相比，它具有额外的标量自由度。与广义相对论不同，在广义相对论中，主导阶的引力辐射是由四极矩产生的，而附加的自由度预测了所有多极子的引力辐射，特别是单极子和偶极子，因为这是今天已知的大多数替代引力理论的情况。应用于一个假设的脉冲双星在圆形轨道上移动产生的粗略限制$a \lesssim 1.7\cdot10^{17}\,\mathrm{m}^2$约束的偶极功率最多占1%的四极功率的预测广义相对论。
2011-07-12 gr-qc
Interpreting gravitational-wave burst detections: constraining source properties without astrophysical models
我们发现，对于探测的引力波瞬变，约束可以给出的物理参数的源，而不使用任何特定的天体物理模型。仅仅依靠广义相对论的基本原理，我们就可以仅仅根据观测波形的特征来设定源的大小、质量和距离的上限。如果源的距离是从独立的（例如电磁）观测中得知的，我们也可以设定质量和大小的下限。作为示范，我们测试了这些约束的二进制黑洞信号观测的LIGO和处女座探测器在其第一次和第二次观测运行，以及模拟的二进制黑洞和核心塌陷超新星信号重建模拟探测器数据。我们已经发现，我们的约束条件是有效的所有分析的源类型，但它们的效率（即，有多远，他们是从真正的参数值）强烈依赖于源类型，范围从在同一数量级的几个数量级的差异。在引力波信号在没有波形模板的情况下重建，并且没有关于源的天体物理模型可用的情况下，这些约束提供了可以指导天体物理建模过程的源的唯一定量表征。
2020-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Constraining an Expanding Locally Anisotropic metric from the Pioneer anomaly
它是讨论了一个微调的贡献的可能性的双向多普勒加速度，无论是朝向，无论是向外太阳的日心距离超过20 AU，通过考虑所描述的一个扩展局部各向异性（ELA）度量的背景。这个度量编码的标准本地史瓦西引力效应和宇宙学宇宙膨胀效应，同时允许微调其他引力效应在中间尺度，这可能是暂时解释为一个协变参数化的冷暗物质或引力相互作用的修正。通过考虑当前更新的先锋异常限制所施加的标准广义相对论偏差的界限，推导出ELA度量函数参数的界限，同时考虑自然放气和船上辐射压力，由此产生的向太阳外的平均多普勒加速度为a_p =+0.4 ^{+2.1}_{-2.0} x 10^{-10}（m/s^2）。计算了ELA度规的能量密度，并讨论了它们对宇宙学能量密度的贡献，为了与Lambda CDM模型兼容，这些贡献都包含在Omega_{CDM}中。
2012-02-28 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Constraining alternative polarization states of gravitational waves from individual black hole binaries using pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列对单个超大质量黑洞双星在其早期螺旋阶段产生的引力波扰动非常敏感。修正的重力理论允许发射重力偶极辐射，相对于低轨道速度的四极辐射，这种辐射增强，使早期的螺旋成为测试修正重力效应存在的理想状态。使用理论不可知论的描述修改后的引力理论的基础上的参数化后爱因斯坦的框架，我们探索的可能性检测偏离广义相对论使用模拟脉冲星定时阵列数据，并提供预测的约束条件，可以实现。我们推广的{ \tt enterprise}脉冲星定时软件，以考虑可能的额外的偏振状态和修改的相位演化，并研究如何准确地模拟信号的参数可以恢复。我们发现，虽然纯偶极模型可以部分恢复纯四极信号，但当使用具有所有极化状态的完整模型时，几乎不可能出现混淆。由于没有信号存在，并使用噪声水平在当代阵列中看到的，我们产生预测的上限，可以放置在替代偏振模式的振幅作为源的天空位置的函数。
2019-04-04 astro-ph.HE gr-qc
Constraining modified gravity theories with scalar fields using black-hole images
本文研究了带标量毛致密天体的修正引力理论，计算了EsGB、EsRGB和EMS理论下黑洞的阴影半径，发现EHT观测的黑洞图像可有效约束广义相对论偏差，且部分参数空间中带标量毛黑洞解略受青睐。
2022-10-31 gr-qc hep-th
A Parametrized Test of General Relativity for LISA Massive Black Hole Binary Inspirals
Université de Toulouse（图卢兹大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Maryland（马里兰大学）
LISA通过参数化检验GR在强场和相对论极限下的有效性，提升对GR偏离的限制精度。
2025-12-11 gr-qc
Constraining the Equation of State of Neutron Stars from Binary Mergers
几十年来，确定物质在核密度下的状态方程以及中子星的结构一直是一个谜。我们展示了如何即将检测到的引力波合并中子星双星可以用来解决这个谜。使用大量的精确的数值相对论模拟的二进制与核状态方程，我们发现，合并后的排放的特点是由两个不同的和强大的光谱特征。虽然高频峰已经与合并产生的超大质量中子星的振荡有关，并取决于状态方程，但与合并过程有关的低频峰与双星中恒星的总紧凑度之间出现了新的相关性。更重要的是，这样的相关性本质上是普遍的，从而提供了一个强大的工具，以设置严格的约束状态方程。如果二进制的质量是已知的inspiral信号，两个频率峰值的组合使用设置四个同时满足的约束。理想情况下，即使是一个单一的检测将足以选择一个状态方程的其他。我们用模拟数据测试了我们的方法，并验证了它适用于所有考虑的状态方程。
2014-08-21 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Neutron Stars and the Cosmological Constant Problem
引力以太理论是广义相对论的修正，它将真空能量从引力中分离出来，因此可以潜在地解决宇宙学常数问题。经典理论与广义相对论的区别仅在于存在相对论压力（或涡量）。由于中子星的内部压力很高，而且它们的质量和半径可以通过观测测量，它们是检验以太理论有效性的完美实验室。本文用两种不同的核物质物态方程的现实方案，求解引力以太理论的恒星结构方程，得到了非旋转中子星的质量-半径关系。在这两种状态方程下，我们发现用以太理论预言的中子星最大质量比用广义相对论预言的中子星最大质量小12% - 16%。我们还证明了以太的作用类似于修改广义相对论中的状态方程。在一个基准密度下，以太理论给出的中子星的有效压力与两个核状态方程给出的值不同，其差异程度可以通过未来对紧凑系统中中子星的引力波观测来限制。如果在将核物质的密度限制在核饱和密度以上方面取得进一步进展，这将是检验以太理论的一个有希望的方法。
2011-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the scalar-tensor gravity theories with and without screening mechanisms by combined observations
屏蔽修正引力（SMG）和Brans-Dicke引力（BD）是有屏蔽机制和无屏蔽机制的标量张量理论的典型例子，它们可以抑制稠密区域的标量场。本文研究了时变引力常量$G$、引力偶极辐射和Nordtvedt效应分别在BD和SMG理论中的检验。我们把新的约束这些理论结合卡西尼实验，月球激光测距（LLR）测量，脉冲星观测从PSR J1738 $+$ 0333和J 0348 $+$ 0432。我们发现筛选机制对理论约束有重要影响。BD的最强、第二和最弱约束分别来自Cassini、脉冲星和LLR测试。对SMG的最严格约束来自LLR测量，并且将先前的最佳约束提高了超过七个数量级。我们利用$G$的时间变分导出了这些理论中标量背景的宇宙学演化的界限。所有的检验结果都与广义相对论（GR）相一致，并对偏离GR给出了更严格的约束。最后，作为一个例子，我们考虑了变色龙模型，并导出了对模型参数的约束。
2019-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the propagation speed of gravitational waves with compact binaries at cosmological distances
在用模型无关的方法检验引力时，测量引力波（GW）的传播速度是一项关键的检验。在广义相对论中，GW以光速传播，而在另一种引力理论中，由于引力或时空结构在量子水平上的修改，传播速度可能偏离光速。在此之前，我们提出了一种测量引力波速度的方法，即假设引力波与短的伽马射线暴有关，直接比较中子星或中子星与黑洞的双星合并产生的引力波与光子的到达时间。灵敏度受到GW和源处的光子之间的固有时间延迟的限制。在本文中，我们扩展的方法来区分固有的时间延迟从真正的信号所造成的异常GW速度与多个事件在宇宙学距离，还考虑红移的GW源的分布，红移相关的GW传播速度，和统计的固有时间延迟。我们表明，先进的GW探测器，如爱因斯坦望远镜将限制GW的传播速度在~10 ^{-16}的精度。我们还讨论了最佳的统计量来衡量GW的速度，进行数值模拟。
2016-02-04 gr-qc
Constraining f(R) Gravity with Planck Sunyaev-Zel'dovich Clusters
星系团有可能对可能偏离广义相对论提供强有力的限制。我们使用普朗克探测到的Sunyaev-Zel'dovich源的目录，并考虑对f（R）类修正重力模型的晕质量函数的修正，最近发现它能很好地再现N体模拟的结果，以限制目前的标量场振幅，$f_{R}^0$。我们发现，应用此校正的晕质量函数的不同的校准产生的$f_{R}^0$上的上限更紧超过一个数量级，范围从$\log_{10}(-f_{R}^0) < -5.81$到$\log_{10}(-f_{R}^0) < -4.40$（95%的置信水平）。这种敏感性是由于晕质量函数的不同形状，这是退化的参数用于校准SZ观测值和集群质量之间的标度关系。任何要求的约束更严格的较弱的限制以上，基于集群数计数，似乎是不成熟的，必须支持一个仔细校准的晕质量函数和一个强大的校准的质量标度关系。
2016-07-26 astro-ph.CO gr-qc
Measuring violations of General Relativity from single gravitational wave detection by non-spinning binary systems: higher-order asymptotic analysis
采用频率论的渐近展开方法对引力波探测器网络进行误差估计，以评估从引力波观测中可以提取的信息量。在数学上，我们推导出任何参数估计的误差下限，在没有先验知识的情况下，以区分后爱因斯坦（ppE）描述的合并二元系统和广义相对论。当这样的错误是小于参数值，有可能检测到这些违反GR。一个参数空间，包括占主导地位的移相ppE参数$(β, b)$用于研究的第一和第二阶（协）方差展开，专注于inspiral阶段的nonspinning二进制系统的零偏心率检测通过Adv. LIGO和Adv.室女座。我们的方法是对Cramér-Rao下界的改进。当贝叶斯误差低于我们的界限时，这意味着它们严重依赖于先验。该分析表明，在即将到来的科学运行中可实现的螺旋SNR（$ρ\sim 15-17$）制度（GW 150914具有螺旋SNR $\sim 12$）中限制GR偏差的可能性。$β$上的误差也增加了其他参数的误差，例如啁啾质量$\mathcal{M}$和对称质量比$η$。应用于现有的替代重力理论，包括波形的修正色散关系、二次修正重力的非旋转模型和偶极重力辐射（即，Brans-Dicke型）修饰。
2016-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the range of Yukawa gravity interaction from S2 star orbits II: Bounds on graviton mass
最近，LIGO合作发现了引力波\cite{Abbott_16}，这是100年前A.爱因斯坦此外，在报告这一发现的关键论文中，LIGO \VIRGO联合团队提出了引力子质量的上限，如$m_g < 1.2 \times 10^{-22} eV$（Abbott et al.（LIGO协作）PRL 116（2016）061102）。由于引力子质量极限如此之小，作者得出的结论是，他们的观测数据并没有显示出对经典广义相对论的违反。我们认为另一个机会，以评估引力子质量的现象学后果的大规模引力，并表明明亮的恒星轨迹的分析可以绑定引力子质量与精度达到引力波干涉仪和预期即将到来的脉冲星定时观测引力波检测。它提供了一个机会，以治疗观测明亮的恒星附近的银河系中心作为一个很好的工具，不仅用于评估特定参数的黑洞，但也获得约束的基本引力定律，如修改牛顿引力定律在弱场近似。特别是，我们得到的引力子质量的基础上潜在的重建在银河系中心的界限。
2016-05-03 astro-ph.CO gr-qc
Unitarity, Causality, and Solar System Bounds May Significantly Limit the Use of Gravitational Waves to Test General Relativity
Tufts University（塔夫茨大学）
本文探讨了通过引力波检验广义相对论时，单位性、因果性和太阳系限制对高阶修正的影响，指出需显著提升干涉仪灵敏度以避免太阳系约束。
2025-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mergers of hairy black holes: Constraining topological couplings from entropy
本研究基于带毛黑洞的熵与热力学第二定律，利用模拟及GWTC-1的真实引力波事件推断数据约束拓扑耦合系数，未发现标量毛导致熵变偏离GR预言的证据，且引力波推断偏差幅度远大于标量毛的可能影响。
2024-09-13 gr-qc
Parameterized tests of the strong-field dynamics of general relativity using gravitational wave signals from coalescing binary black holes: Fast likelihood calculations and sensitivity of the method
由于最近由高级激光干涉引力波天文台和高级处女座发现了来自双黑洞合并的引力波信号，现在可以探测时空的真正强场动力学，从而可以对广义相对论（GR）进行严格的测试。一组测试包括允许在模板波形模型中远离GR的参数化变形，然后约束偏差的大小，如在先前的工作中对检测到的信号所做的那样。在本文中，我们构造的降阶求积，以加快似然计算的参数估计的未来事件。接下来，我们明确地证明了参数化测试的鲁棒性，表明他们将正确地表明与GR的一致性，如果理论是有效的。我们还检查在何种程度上偏离GR可以约束的信息从越来越多的检测相结合。最后，我们评估的方法可能违反GR的敏感性。
2018-02-27 gr-qc
Constraining the Extra Polarization Modes of Gravitational Waves with Double White Dwarfs
引力波（GW）的探测为强场区检验引力理论打开了一扇新的窗口。在广义相对论（GR）中，GW只能拥有两种张量偏振模式，称为$+$和$\times$模式。然而，在一些修改的引力理论中，可以存在矢量模式和标量模式，我们可以通过探测这些额外的极化模式来检验引力理论。作为星载GW探测器，天琴将于21世纪30年代发射，预计将观测到大量GW信号，包括来自银河系近万颗双白矮星（DWD）的信号。这为测试额外偏振模式的存在提供了极好的机会。本文分析了DWD探测额外偏振模式的能力。对于额外模，我们同时考虑了前导阶偶极辐射和次前导四极辐射。我们发现，天琴的能力对资源定位有很强的依赖性。我们还分析了所有的验证二进制与确定的位置和频率，并发现ZTF J1539可以给额外的偏振模式的最佳约束。我们还考虑了天琴双星的情况，以及与LISA的联合观测。
2023-02-17 gr-qc
Constraining Screened Modified Gravity by Space-borne Gravitational-wave Detectors
屏蔽修正引力（SMG）是一个统一的理论框架，它描述了具有屏蔽机制的标量-张量引力。本文基于我们前期工作\citep{liu2018waveforms}得到的引力波波形，通过未来星载引力波探测器LISA、天琴和太极的引力波观测，探讨了对SMG理论的潜在约束。我们发现，对于由一个大质量黑洞和一颗中子星组成的EMRI，如果EMRI位于室女星系团，则GW信号可以被探测器探测到相当高的显著性水平，屏蔽参数$ε_{\rm NS}$可以被约束在$\mathcal{O}(10^{-5})$左右，这比地面Einstein望远镜给出的潜在约束紧了一个数量级以上.然而，对于由一个大质量黑洞和一个白矮星组成的EMRI，它比以前的情况更难被探测到。对于特定的SMG模型，包括变色龙、中子星和中子星，我们发现这些约束与Cassini实验的结果是互补的，但由于中子星表面的强引力势，这些约束比月球激光测距观测和双星观测的结果要弱。通过分析SMG中GW波形与广义相对论中GW波形的偏差，发现SMG约束的主要贡献来自GW相位中的修正项，而不是额外偏振模或GW振幅中的修正项。
2020-02-27 gr-qc
