Probing Strong Field Gravity Through Numerical Simulations
Matthew W. Choptuik, Luis Lehner, Frans Pretorius
本文综述了数值相对论对我们理解强场引力的贡献，并将在纪念广义相对论发表100周年的“广义相对论与引力：百年展望”一书中发表。
This article is an overview of the contributions numerical relativity has made to our understanding of strong field gravity, to be published in the book "General Relativity and Gravitation: A Centennial Perspective", commemorating the 100th anniversary of general relativity.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Probing Universality Of Gravity
我想从一个新的角度来探讨引力的普遍性。首先，在力学中包含零质量粒子导致了狭义相对论，而它与所有粒子共享的普遍力的相互作用导致了广义相对论。力的普遍性进一步表明，它本质上是吸引力、自我互动和更高维度的。我认为，普遍性原则可以作为未来方向的一个很好的指导。
Probing Models of Extended Gravity using Gravity Probe B and LARES experiments
我们考虑模型的扩展重力，特别是，通用模型包含标量张量和高阶曲率项，以及来自非交换谱几何模型。在弱场近似下研究测地线和Lense-Thirring游行，利用重力探测器B和LARES卫星最近的实验结果对此类模型的自由参数施加约束。
Probing the unitarity of the renormalizable theory of massive conformal gravity
在重质量共形引力的可重整化理论中，自旋为2的不稳定重质量鬼态的存在导致了在能量平面的第一层中出现一对复极。在这里，我们表明，这些极点的位置是规范相关的，这使得理论的单一。
Probing the strong gravity regime with eLISA: Progress on EMRIs
恒星质量致密天体被超大质量黑洞捕获以及随后的内旋（由引力辐射辐射驱动）构成了像eLISA/NGO这样的天基天文台最重要的引力波来源之一。在这篇文章中，我们描述了它们作为高精度工具的潜力，这些工具可以用来测试黑洞的几何形状，也可以测试引力的强场状态。
Probing string-inspired gravity with the inspiral-merger-ringdown consistency tests of gravitational waves
黑洞之间的极端引力碰撞使我们能够探索引力的基本理论。我们首次将理论不可知论的激励合并振铃一致性检验应用于一个超越广义相对论的例子理论。在这里，我们专注于字符串启发爱因斯坦-爱因斯坦高斯-邦纳引力和修改的引力波形的inspiral，ringdown，和残留的黑洞属性。我们发现，未来的多波段观测使我们能够将理论约束得比当前观测强一个数量级。这里发展的形式主义可以很容易地应用于其他理论。
Probing Quadratic Gravity with the Event Horizon Telescope
本研究构建二次引力中静态球对称时空的相空间，通过事件视界望远镜观测阴影亮度来约束黑洞解，为量子引力模型提供观测检验。
Probing Vacuum with Variational Methods in Quantum Gravity
我们用变分方法计算准定域能量量子修正。并与用高斯波泛函计算的二次有效势作了比较。该方法是量子场论中复合算符有效作用量的一个特例。在纯重力的方法是第一次应用。泡沫状的情况下的影响进行了讨论。
Probing Short Gravity using Temporal Lensing
众所周知，由于重力相对较弱，在亚毫米-微米范围内探测重力是困难的。我们打算通过使用极端的时间精度来监测引力场中的瞬态事件来克服这一挑战。我们提出了一个压缩的超快摄影系统，称为T-CUP，以达到这一目的。我们证明，T-CUP每秒10万亿帧的精度可以让我们更好地解决短距离的重力问题。我们还显示了可行的设置在测量汤川和幂律修正重力有实质性的理论动机。
Probing Gravity with Spacetime Sirens
像LISA这样的引力天文台将探测到合并的大质量黑洞对，精确测量它们的光度距离，并帮助识别宿主星系或电磁对应物。如果暗能量是大尺度上修正引力的一种表现，那么来自宇宙学上遥远的时空警报器的引力波就是这种新物理学的直接探测器。例如，基于黑洞对光度距离和宿主星系红移的引力哈勃图可以揭示大距离的超维引力泄漏。在宇宙尺度上传播的引力信号中，可能会有各种各样的附加特征。
Probing the Microscopic Origin of Gravity via Precision Polarization and Spin Experiments
在物理学的其他部分，我们提倡相互作用的方法：实验<-->现象学<-->低能有效（场）理论<-->微观理论来探索引力的微观起源。本文利用chi-g唯象框架，讨论了等价原理的检验问题。实验上唯一不受约束的自由度是轴子自由度。它对电磁波的远距离天体物理学/宇宙学传播有影响，可以使用未来一代的宇宙背景辐射偏振测量进行测试/测量。对这种公理效应的验证或反驳将是构建有效理论和探索引力微观起源的关键一步。自旋与引力的相互作用是探索引力微观起源的又一重要线索。阐述了实验、现象学和有效理论的相互作用。揭示引力微观起源的一个理想方法是测量粒子的陀螺引力比。三个潜在的实验方法被认为是。
Probing Loop Quantum Gravity with Evaporating Black Holes
这封信的目的是表明，蒸发黑洞的观察应该允许区分通常的霍金行为和圈量子引力（LQG）的期望。我们提出了一个完整的蒙特卡罗模拟的蒸发LQG和统计检验，区分竞争模型。我们的结论是，与通常认为的相反，LQG中区域的离散性导致了使蒸发黑洞成为可以揭示量子引力足迹的物体的特征。
Probing the curvature of the cosmos from quantum entanglement due to gravity
该研究将引力介导纠缠的思路推广至膨胀宇宙场景，发现背景时空曲率会在两个基态大质量振子的引力纠缠分布中留下印记，提出通过宇宙学观测探测该纠缠可成为测量宇宙局部膨胀率的新途径。
Probing inside a charged hairy black hole in massive gravity
本文研究了在非线性质量引力作用下带电多毛黑洞解的内部结构。我们首先考虑各种配置的质量引力对凝聚算子的影响，然后探讨黑洞内部动力学。就像一个标准的全息超导体系统一样，在低于临界温度时，内部经历了几个不同的时期，包括爱因斯坦-罗森桥的坍塌，标量场的约瑟夫森振荡，最后是卡斯纳（或卡斯纳反演）宇宙学。然而，对于大质量重力参数，我们看到内部动力学的显着特征。在这种状态下，在给定的温度下，爱因斯坦-罗森桥坍缩和随后的约瑟夫森振荡时期完全从内部动力学中消失，最后的卡斯纳宇宙学时期正好在可能的内视界之后开始，系统不会经历卡斯纳反转时期。
Probing Strong-Field Scalar-Tensor Gravity with Gravitational Wave Asteroseismology
本文通过对振动中子星的引力波谱的分析，提出了另一种追踪标量场存在的方法。强场引力中的标量-张量理论可能会在中子星的参数中引入比各种状态方程引入的不确定性大得多的差异。对来自中子星的引力波的探测可以对标量场的存在和强度设置限制。我们发现，振荡谱的存在下的标量场的显着影响，并可以提供其存在的唯一确认。
Probing the physical and mathematical structure of $f(R)$ gravity by PSR $J0348+0432$
为了解释与暗能量和暗物质有关的现象，有几种方法可以扩展广义相对论。这些理论，通常被称为引力的扩展理论，可以使用来自相对论性双星系统的观测作为PSR $J0348+0432$来检验。利用一类解析的$f(R)$ -理论，可以从四极引力辐射出发，构造双星系统轨道周期的一阶时间导数。我们的目标是设定理论参数的界限，以便了解它们是否被PSR $J0348+0432$上的观测排除。最后，我们计算了引力子质量的一个上限，这与来自其他观测的约束是一致的。
Probing correlation between photon orbits and phase structure of charged AdS black hole in massive gravity background
利用不稳定圆光子轨道理论研究了在大质量引力场中荷电Anti-de Sitter黑洞的相结构，建立了零测地线与这种黑洞解的临界行为热力学之间的直接联系.我们的分析表明，半径和对应于不稳定圆轨道的碰撞参量可以用来探测热力学相结构。我们还表明，后者是关键量来表征范德瓦尔斯类相变的顺序。也就是说，我们在$ δ= 1/2 $附近发现了一个临界指数。所有这些结果进一步支持了光子轨道可以作为探测热力学黑洞临界性的一个有用和关键的工具。
Probing pure Lovelock gravity by Nariai and Bertotti-Robinson solutions
常曲率的乘积时空在爱因斯坦引力中是线性的，当曲率相等时，它是$Λ$ -真空的解，即Nariai度规;当曲率相等且相反时，它是描述均匀电场的Bertotti-Robinson度规，即$k_1=-k_2$ .我们利用这些简单的乘积时空来研究纯Lovelock引力，并证明了这些解的相同特征对于$d=2N+2$维的$N$阶纯Lovelock引力方程确实普遍成立.我们也考虑这些解决方案的传统设置的爱因斯坦-高斯-邦纳引力。
Probing Baryogenesis in $f(Q)$ gravity
该研究在修改引力框架下探究重子不对称起源问题，结合$f(Q)$引力与引力重子生成，通过两类模型计算重子熵比并与观测值比对，同时约束该理论的额外自由度。
Probing Quantum Gravity Through Exactly Soluble Midi-Superspaces I
3+1维真空Einstein方程的Einstein-Rosen解与轴对称零静质量标量场耦合的2+1维广义相对论解是一一对应的。我们首先重新审视这个midi-超空间的量子化，特别注意渐近平坦的边界条件和某些功能与正则化相关的分析微妙之处。然后，我们使用由此产生的量子理论来分析量子引力的几个概念和技术问题。
Probing Quadratic Gravity with Binary Inspirals
本文研究了在广义相对论的推广下由双星系统产生的引力波，广义相对论是在Einstein-Hilbert作用量中加入二次曲率张量项来描述的。处理二次引力作为一个有效的理论在低能量/曲率制度，我们认为，可靠的计算可以在早期inspiral阶段，而且，没有额外的大质量波通量可以检测到。然后，我们计算质量偶极子（-1PN）导致校正后牛顿（PN）展开的标准波形。通过这些理论计算与现有的实验数据，我们约束的二次引力的未知参数为$0 \leq γ\, \lesssim 5.7\cdot 10^{76}$，和$-\fracγ{4} \leq β\, \lesssim - 4.2\cdot 10^{75}$。
Probing higher curvature gravity via ringdown with overtones
研究高曲率引力中黑洞的度规扰动，发现高曲率修正使有效势近邻区域变形，泛音模式的 quasinormal mode 频率偏离 GR 值更显著，分析高曲率引力模型中的回波波形。
Probing Quantum Gravity Effects with Eccentric Extreme Mass-Ratio Inspirals
本文研究圈量子引力对极端质量比旋进的影响，发现其加速轨道衰减，并用增强解析 Kludge 生成波形，通过 Fisher 信息矩阵估计参数，一年观测后 $r_0$ 不确定性约 $6.59\ imes 10^{-4}$。
Probing Quantum Aspects of Gravity
我们要强调的是，量子引力的一个特殊方面是不存在一个超级选择规则来阻止不同引力荷的线性叠加。作为一个直接的结果，我们得到一个微小的，但可观察到的，违反等效原理，提供，惯性和引力质量不被假定为操作相同的对象。在这个框架中，宇宙引力环境影响着当地的实验。从中子干涉测量到中微子振荡，一系列的地面实验都可以作为研究引力的涌现量子方面的可能探测器。
Probing bumblebee gravity with black hole X-ray data
大黄蜂引力理论是最简单的引力理论之一，它具有自发的洛伦兹对称破缺。由于我们知道在大黄蜂引力中旋转的黑洞解，我们可以用现有的黑洞的天体物理观测来测试这个模型。在本文中，我们构造了一个大黄蜂引力下的反射模型，并利用该模型分析了银河系黑洞EXO 1846-031的NuSTAR谱的反射特征，以约束洛伦兹破坏参数$\ell$ .我们发现EXO 1846-031光谱中反射特征的分析不能约束参数$\ell$，因为$\ell$和黑洞自旋参数$a_*$的估计之间存在很强的简并性。这样的简并性可以通过结合其他观测来打破。
Probing the Weak Gravity Conjecture: Novel Aschenbach Signatures in Superextremal Non-Linear Charged AdS Black Holes
本研究在大质量引力框架下分析非线性带电AdS黑洞，证明Aschenbach效应在极端及超极端区域依然稳健，为探测弱引力猜想及强引力场中的相对论极限提供新见解。
Probing Brownstein-Moffat Gravity via Numerical Simulations
在牛顿引力的标准场景中，一个晚型星系（即，一个螺旋星系）被很好地描述为一个盘和一个嵌入在主要由暗物质组成的晕中的凸起。在Brownstein-Moffat引力中，有一种说法认为晚型星系系统不需要有晕，从而避免了暗物质问题，即，一个修正的重力（非牛顿的）可以解释银河系的结构，而不需要暗物质。在本文中，我们探测这一说法通过数值模拟。而不是使用一个“静态的星系”，通常采用离心平衡，我们探测的Brownstein-Moffat重力动态通过数值$N$体模拟。
Probing Cosmic Acceleration Beyond the Equation of State: Distinguishing between Dark Energy and Modified Gravity Models
如果广义相对论是大尺度物理学的正确理论，那么就有一个微分方程将哈勃膨胀函数与大尺度结构的增长率联系起来，哈勃膨胀函数是从角直径距离和光度距离的测量中推导出来的。对于没有耦合或不寻常声速的暗能量流体来说，偏离这种一致性关系可能是宇宙尺度上修正引力的标志。我们提出了一个程序的基础上，这种一致性关系，以区分一些暗能量模型和修改后的重力模型。该程序使用宇宙学观测的不同组合，并且能够在存在不一致时找到不一致。作为一个例子，我们应用的程序，最近提出的5维修正引力模型所描述的宇宙。我们表明，这将导致一个不一致的暗能量参数空间检测到未来的实验。
Gravitational Leakage into Extra Dimensions: Probing Dark Energy Using Local Gravity
Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）的膜世界模型是一种理论，其中引力在远距离上通过四维宇宙中引力子的被捕漏而被修改。这个模型中的宇宙学已经被证明支持对造成今天宇宙加速的暗能量的“传统”和奇异的解释。我们在DGP膜世界引力的加速宇宙的背景下，提出了一个集群的物质源的引力场的新结果，并阐明这些结果如何不同于那些广义相对论。特别是，我们表明，附近的质量源的轨道遭受普遍的异常岁差大至5微弧秒/年，仅依赖于引力子的有效线宽和全球的几何形状的完整的，五维宇宙。因此，这个理论提供了一个局部重力修正，它对决定宇宙学历史的因素很敏感。
Quantum gravitational states of ultracold neutrons as a tool for probing of beyond-Riemann gravity
我们分析了一种探测超越黎曼引力（BRG）贡献的可能性，该贡献是由Kostelecky和Li（参见Phys. Rev. D 103，024059（2021）和Phys. Rev. D 104，044054（2021））在Kostelecky Phys. Rev. D 69，105009（2004）的有效场论（EFT）的基础上提出的。我们通过计算BRG对超冷中子量子引力态跃迁频率的贡献来进行这样的分析。在qBOUNCE实验中，这些状态被用于测试标准模型（SM）和广义相对论（GR）之外的相互作用。我们通过数量级改进了Kostelecky和Li（2106.11293 [gr-qc]）得到的一些约束。
Probing TeV gravity with extensive air-showers
质心能量大于基本引力尺度的粒子碰撞可以产生非微扰引力物体，如黑洞和膜。在具有大额外维度的模型中，基本引力尺度可能在TeV左右，这使得下一代粒子对撞机和超高能宇宙射线有可能产生这种非微扰引力物体。TeV引力物体的衰变与标准模型过程有很大不同，因此这些新想法的探测器是触手可及的。研究了超高能宇宙中微子产生的广延空气簇射（EAS）中标准模型与TeV引力相互作用的差异。我们发现，区分TeV重力从标准模型相互作用一般是困难的，但不是不可能的几个独特的签名。
Editorial to the special issue "probing new physics with black holes"
黑洞是探索新物理的奇妙实验室。无论是理论上还是实验上，许多新的想法正在出现，将它们作为理解超越广义相对论的量子引力或经典引力的工具。我简要回顾了一些新的结果。
Probing the Effects of Lorentz-Symmetry Violating Chern-Simons and Ricci-Cotton Terms in Higher Derivative Gravity
在高阶导数修正的二阶Einstein-Hilbert引力理论中，研究了Lorentz对称性破坏的Chern-Simons作用量和Ricci-Cotton作用量的联合作用，并分析了它们对激发谱的影响.我们遵循以前的作品的路线，并建立了一个正交基础的运营商，分裂的基本领域，根据其各自的自由度。在此基础上，传播子的求取得到了显著简化，物理模态和非物理模态的识别得到了新的认识。我们的结论是，唯一的快子和鬼影免费模型是爱因斯坦-希尔伯特的作用量加上陈-西蒙斯项与类时矢量的类型$v^μ = (μ,\vec{0})$。光谱一致性要求必须关闭Ricci-Cotton项。然后，我们推断，与通常的规范理论相比，当需要抑制快子和鬼的条件时，具有洛伦兹对称性破坏的引力对背景施加了截然不同的约束。
Probing Composite Gravity in Colliders
我们探讨的情况下，引力子不是一个基本的自由度在短距离，但只是出现在长距离的有效自由度。一般来说，这种引力子的“复合性”的尺度Lambda_g只能通过在短距离上测量引力来探测，随着距离的减小，这变得越来越困难，最终是不可能的。然而，在这里，我们指出，如果超对称性是一个潜在的对称性，引力子可以作为一个替代探针放置在对撞机环境中的Lambda_g的限制，通过证明有一个模型无关的关系，Lambda_g > m_{3/2}。换句话说，引力子知道引力至少在康普顿波长以下是标准的，所以这也可以被看作是对广义相对论在非常短的距离上的可能性的检验。如果复合引力首先在某个Lambda_g处被发现，这将意味着在m_{3/2}上存在一个与模型无关的上界。
Violation of Hod's Conjecture and Probing it with Optical properties of a 5-D black hole in Einstein Gauss-Bonnet Bumblebee theory of gravity
本研究通过Padé平均高阶WKB近似方法分析5维黑洞拟正规模，探究Hod猜想有效性，发现洛伦兹对称性破缺支持该猜想，高斯-贝内特耦合参数增大提升违反概率，且短寿命黑洞更支持该猜想。
Gravity Probe C(lock) - Probing the gravitomagnetic field of the Earth by means of a clock experiment
我们概述了一项任务，目的是直接探测地球的重力磁场。这个任务被称为重力探测器C。重力探测器C（锁）是基于最近发现的一个令人惊讶的巨大重力磁钟效应。其主要思想是比较两个标准时钟在地球的正向和逆行轨道上的正确时间。在一个轨道之后，两个这样的时钟的固有时间差被预测为$2\times 10^{-7}$ s的数量级。执行重力探测器C的概念难度预计与重力探测器B任务的难度相当。
Probing the small distance structure of canonical quantum gravity using the conformal group
在正则量子引力中，形式泛函积分包括对局部共形因子的积分，我们建议在进行任何其他泛函积分之前对该因子进行泛函积分。通过构造，所得到的有效理论应该是保形不变的，因此是有限的。然而，也保形积分本身发散，并考虑了重整化计数器项的影响。它产生的问题，如幺正违反，由于一个朗道样的鬼，共形异常。添加（有质量或无质量的）物质场并不会改变这一图景。人们提出了各种不同的想法，包括一个更大胆的推测，即根本不应允许任何反条件。这具有深远和重要的后果，我们讨论。一幅令人惊讶的画面出现了，量子化的基本粒子与引力场相互作用，特别是引力子，它们是“部分经典的”。这种方法的灵感来自于对霍金辐射与幺正性和定域性的和解的研究，它提供了基本的新见解。
Probing the quantum nature of spacetime by diffusion
许多研究量子引力的方法都采用扩散过程来表征量子时空的光谱性质。我们批判性地讨论这些量子改进的扩散方程，并指出，一个重要的属性，即积极的解决方案，是不会自动保存。然后我们构造了一组新的具有半正定概率密度的扩散方程，适用于渐近安全引力、Horava-Lifshitz引力和圈量子引力.这些恢复所有以前的结果的光谱维度和进一步阐明量子时空的结构，通过评估潜在的随机过程。指出明显不同的扩散过程导致相同的光谱维数，我们提出的扩散过程的概率分布作为量子时空的精细探针。
Probing Schwarzschild-like Black Holes in Metric-Affine Bumblebee Gravity with Accretion Disk, Deflection Angle, Greybody Bounds, and Neutrino Propagation
本文在度量-仿射大黄蜂引力框架下研究史瓦西类黑洞，通过分析吸积盘、光线偏转角、灰体界限和中微子传播，揭示了修正引力对天体物理现象的独特影响及可观测特征。
Probing the f(R) formalism through gravitational wave polarizations
在不久的将来，对引力波（GWs）的直接观测，以及相应的独立极化数的确定，是检验广义相对论和其他引力理论的有力工具。在目前的工作中，我们使用Newman-Penrose形式主义的特点GW在二次引力和一个特定的类f（R）拉格朗日。我们发现，二次引力和f（R）理论都属于最一般的不变类引力波，即，它们可以呈现高达六个独立的GW偏振。对于一个特定的参数组合，我们发现，二次引力可以呈现多达五个偏振态。另一方面，如果我们对f（R）理论使用Palatini方法，GWs只呈现通常的两个横向无痕极化，如在广义相对论中。因此，我们的结论是，观察GW可以强烈约束这些理论的适当形式主义。
The Surprising Effectiveness of Weyl Gravity in Probing Quantum Corrections to AdS Black Holes
本文提出利用Weyl张量重写高阶曲率项的方法，简化AdS黑洞热力学量的计算，并成功应用于五维超引力中的带电旋转黑洞，为AdS/CFT精确测试提供了新工具。
Probing the quantum-gravity realm with slow atoms
为了研究能量-动量色散关系的普朗克尺度修正，我们考虑了涉及非相对论性粒子，特别是原子的实验的可能作用。我们扩展了最近的结果，建立“原子反冲频率”的测量可以提供一些有价值的理论模型的见解。并从更广的视角分析了非相对论和超相对论两种体系在这一研究领域的互补性。
Probing scalar tensor theories for gravity in redshift space
我们测量了不同的标量场修正引力模拟在红移空间的空间聚集统计。我们利用两点和三点关联函数来量化这些模拟中的暗物质晕的空间分布，从而区分模型。我们比较$Λ$ CDM模拟各种修改后的重力的情况下，并找到与以前的工作中的2点统计在真实和红移空间的一致性。然而，使用高阶统计量，如三点关联函数在红移空间，我们发现显着偏离$Λ$ CDM暗示，高阶统计量可能被证明是一个有用的工具，在寻找偏离广义相对论。
Cosmic quantum optical probing of quantum gravity through a gravitational lensLens
我们考虑了中性无质量标量粒子的非幺正量子动力学，该粒子用于模拟光子围绕大质量引力透镜的运动。透镜质量和渐近自由粒子之间的引力相互作用由它们的二次量子化散射波函数描述。值得注意的是，零点时空涨落可以引起散射态与引力子的自发发射的显著退相干，从而降低粒子的相干性和能量。这种新效应表明，当光子偏振可以忽略时，这种量子引力现象可能导致最近研究的天体物理激光通过黑洞和星系团范围内的引力透镜发生可测量的异常红移。
Probing Noncommutative Gravity with Gravitational Wave and Binary Pulsar Observations
非对易引力是量子化时空的一种自然方法，它通过将时空坐标本身提升为不对易的算子。这种方法的动机，例如，从量子引力的角度来看，等等。非对易引力已被测试对双黑洞合并事件GW 150914。在这里，我们扩展和改进这样一个以前的分析（i）放松的假设上的首选方向，由于noncommutativity，（ii）使用后验样本产生的LIGO/Virgo合作，（iii）考虑其他引力波事件，即GW 151226，GW 170608，GW 170814和GW 170817，（iv）考虑脉冲星观测。利用包含二阶后牛顿非对易效应的开普勒定律，我们导出了引力波相位和近心岁差的修正。利用引力波和双脉冲星双星观测，我们发现了时空非对易张量$θ^{0i}$在相对于每个双星取向的优选坐标系方向上的界。我们发现，引力波边界比脉冲双星强一个数量级，并且由普朗克长度和时间归一化的非对易张量被限制为单位阶。
Probing gravity at sub-femtometer scales through the pressure distribution inside the proton
最近，对质子内部夸克所经历的压力分布的测量发现，在距离质子中心0.6毫微微米的地方有一个很强的排斥（正）压力，而在更远的地方有一个（负）围压。在本文中，我们表明，这种测量提出了显着的约束修改后的引力理论，在微观尺度上的引力相互作用的强度增强相对于广义相对论。我们考虑的特殊情况下，爱丁顿启发Born-Infeld引力，表明强限制$κ$，相对于广义相对论的理论的唯一附加参数，可能来自夸克压力测量（$|κ| \lsim 10^{-1} \, {\rm m^5 \, kg^{-1} \, s^{-2}}$）。此外，我们将展示如何通过精确测量质子内部压力分布的一阶矩和二阶矩来显着改善这些限制。
Probing $f(R)$ gravity with PLANCK data on cluster pressure profiles
解析$f(R)$ -重力模型在弱场极限下对牛顿势引入Yukawa修正。这些模型不需要暗物质就能解释星系和星系团的动力学。为了检验该模型，我们计算了579个X射线星系团的压力分布，假设气体在修正的引力势势阱中处于流体静力平衡。我们将这些配置文件与普朗克合作组织发布的前景清洁SMICA中测量的配置文件进行了比较。我们的研究结果表明，引力扩展理论解释了集群尺度下的自引力系统的动力学，并代表了暗物质晕的替代方案。
Probing the limits of the semiclassical Einstein equation
通过构造可控的解析模型，利用引力非线性，研究量子物质反作用中半经典爱因斯坦方程在强引力条件下的失效边界。
Probing modified gravity theories with the Sandage-Loeb test
在本文中，我们量化了未来测量来自类似宇宙动力学实验的光谱仪的Sandage-Loeb测试信号的能力，以约束一些流行的修改重力理论，包括DGP膜世界场景、$f(R)$修改重力和$f(T)$重力理论。我们发现，Sandage-Loeb检验测量能够打破模型参数之间的简并显着，从而大大改善宇宙学约束的所有有关修改的引力理论时，结合最新的观测CMB-位移参数。然而，它们产生的模型参数之间的简并方向几乎相同的距离比数据来自最新观测的宇宙微波背景和重子声学振荡（CMB/BAO）。此外，对于$f(R)$修正重力，Sandage-Loeb检验可以提供与CMB/BAO完全不同的模型参数空间有界区域，从而补充了强互补约束。
Constraints on f(R) gravity from probing the large-scale structure
我们研究了度规f（R）引力模型的宇宙学约束，这些模型被设计用来再现LCDM膨胀历史，并通过一个补充的宇宙学自由度康普顿波长参数B_0来描述引力的修正。我们进行了马尔可夫链蒙特卡罗分析的参数空间，利用几何约束超新星距离，重子声学振荡的距离，哈勃常数，以及所有的宇宙微波背景的数据，包括最大的尺度，它与星系的相关性，和探测弱引力透镜和星系流之间的关系。然而，最强的限制，通过包括数据集群丰度。利用所有的数据，我们推断在95%C. L.时B_0<0.0011。
Probing the theory of gravity with gravitational lensing of gravitational waves and galaxy surveys
引力波应变与即将到来的星系巡天的互相关以一种新的方式探索引力理论。这种方法能够通过结合来自引力波的引力透镜和时空中的引力波的传播的影响来检验引力理论。我们发现，在10年内，结合先进的LIGO和处女座探测器网络与计划星系调查应该检测弱引力透镜的引力波在低红移宇宙（$z<0.5$）。随着下一代引力波实验如旅行者号、LISA、宇宙探测器和爱因斯坦望远镜的出现，我们可以利用电磁波和引力波探测器之间的协同效应，将引力理论的测试扩展到更大的红移。
Probing the Strong Gravity Region of Black Holes with eXTP
本文介绍eXTP任务结合光谱、时变和偏振技术，研究黑洞强引力区域，测量质量与自旋，检验广义相对论，并提升现有测量能力。
Probing symmetric teleparallel gravity in the early universe
本研究针对广义相对论的拓展形式$f(Q)$引力理论，在各向异性Bianchi-I模型背景下探究早期宇宙演化，发现其能高精度契合Planck暴胀参数约束，却无法解释辐射主导时期的合理减速膨胀。
Probing Einstein-dilaton Gauss-Bonnet Gravity with the inspiral and ringdown of gravitational waves
极端引力事件（如双星系统中两个黑洞的合并）产生的引力波充满了我们可观测的宇宙，伴随着引力驱动其过程的基本理论。另一种引人注目的引力理论--被称为爱因斯坦-高斯-邦纳引力理论，它是由弦论激发的--描述了一个额外的直接耦合到高阶曲率的量子标量场的存在，有效地描述了“第五种力”的相互作用和两个标量化黑洞之间的标量偶极辐射的发射。以往的研究大多集中在考虑的双黑洞波形的inspiral部分的主要修正。在我们最近的论文中，我们进行了inspiral-merge-ringdown一致性测试，在这个字符串启发的引力，包括对inspiral和ringdown部分的校正，以及对剩余黑洞的质量和自旋的校正，有效的自旋二次阶。我们在这里扩展的分析，直接计算上的理论耦合常数使用完整的吸气合并振铃波形，而不是单独处理的吸气和合并振铃部分的界限。我们还考虑了自旋对四次阶的修正，以证明黑洞慢转近似的正确性。我们发现，波形的准正规模校正是特别重要的高质量的事件，如GW 170729，其中的介子场的小耦合近似失败，没有这样的影响包括在内。我们还表明，未来的天基和多波段引力波观测有可能超越现有的理论界限。这里给出的界限与通过inspiral-merge-ringdown一致性测试发现的界限相当。
Probing Palatini-type gravity theories through gravitational wave detections via quasinormal modes
借助引力波探测来检验引力理论的可能性已成为最近研究的一个有趣领域。在本文中，我们遵循这一方向，通过调查的准正规模式（QNM）的轴向扰动的带电黑洞的Palatini型引力理论，特别是（$i$）的Palatini $f(R)$重力耦合Born-Infeld非线性电动力学和（$ii$）Eddington-inspired-Born-Infeld重力（EiBI）耦合麦克斯韦电磁场。利用四元组形式，得到了这些理论中描述带电黑洞扰动的耦合主方程。利用六阶WKB方法计算了Palatini $R+αR^2$引力下EiBI黑洞、Einstein-Born-Infeld黑洞和Born-Infeld黑洞的QNM频率.这些黑洞的QNM光谱会偏离Reissner-Nordström黑洞的QNM光谱。此外，我们还研究了Eikonal极限下的QNM，发现对于EiBI带电黑洞的轴向扰动，Eikonal QNM与黑洞周围不稳定零圆轨道之间的联系被破坏了.
Earthquakes as probing tools for gravity theories
本文提出一种利用地球地震数据测试引力模型的新方法，通过观测约束地球转动惯量和质量，在 $2σ$ 精度内严格限制了 General Relativity 等多种引力理论模型的参数范围，并探讨了进一步收紧约束的途径。
Probing strong-field gravity and black holes with gravitational waves
引力波观测将是精确测量时空中强场区域发生的过程的极好工具。由大质量黑洞捕获致密的恒星质量体而形成的极端质量比系统将成为计划中的空间干涉仪如LISA和DECIGO的目标。这些系统将是测试黑洞候选者时空性质的特别强大的工具。在这篇我在JGRG 19上发表的演讲中，我描述了黑洞的性质是如何印在它们的波形上的，以及如何使用测量来研究这些性质，从而了解黑洞的天体物理学和强场引力。
Probing Newton's Constant on Vast Scales: DGP Gravity, Cosmic Acceleration and Large Scale Structure
驱动今天宇宙加速的燃料的性质是一个开放和诱人的奥秘。德瓦利、加巴达泽和波拉蒂的膜世界理论（DGP）提供了一个背景，在这个背景下，晚期加速不是由某种能量-动量成分（暗能量）驱动的，而是引力从我们的四维世界极其缓慢地泄漏到额外维度的表现。与此同时，DGP引力在宇宙学可及的尺度上以一种特定而戏剧性的方式改变了引力定律。在宇宙学背景下，我们导出了亚视界尺度球面扰动下的DGP引力定律，并计算了大尺度结构的增长。我们发现，在大距离的残余排斥力引起的密度和速度扰动的增长的抑制。在这个框架中解释宇宙加速导致了目前的波动功率谱归一化σ_8 <= 0.8在大约两个西格玛水平，与观测相反。我们讨论进一步的理论工作，必要超越我们的近似，以确认这些结果。
Formalism for testing theories of gravity using lensing by compact objects. II: Probing Post-Post-Newtonian metrics
我们在引力理论中研究紧凑物体的引力透镜，该引力理论可以写成后后牛顿（PPN）框架：即，度规是静态的，球对称的，可以用泰勒级数m/r表示，其中m是致密物体的引力半径。工作不变，我们计算校正标准弱偏转透镜观测量在第一和第二阶的角引力半径的角爱因斯坦环半径的透镜的比率。我们表明，一阶修正的总放大率和质心位置消失的重力理论，可以写在PPN框架。这源于PPN引力模型中透镜观测量之间的一些令人惊讶的基本关系。我们推导出这些关系的图像的位置，放大倍率和时间延迟。一个深刻的后果是，任何对普适关系的违背都表明需要在PPN框架之外建立一个引力模型（只要一些基本假设成立）。实际上，这些关系将指导观测计划来检验广义相对论、修正的引力理论，甚至可能是宇宙审查猜想。我们使用新的关系，以确定可访问的当前或不久的将来的技术透镜观测，并找到最有用的探测时空度量的观测组合。我们给出明确的应用银河系黑洞，微透镜，和脉冲双星J 0737 -3039。
Probing Quantum Gravity effects with Extreme Mass Ratio Inspirals around Rotating Hayward Black Holes
研究通过LISA探测极端质量比环状物围绕旋转Hayward黑洞的量子引力效应，利用AAK模型和TDI技术分析波形退相干及FIM灵敏度。
Probing Dynamical Gravity with the Polarization of Continuous Gravitational Waves
对引力波的直接探测提供了测量引力的基本方面的机会，这些方面以前从未被直接探测过，包括引力波的偏振。在搜索的背景下，从已知的连续波，我们提出了新的方法来检测信号的任何偏振内容，测量模式的存在和放置的上限的非张量分量的振幅。这将使我们能够获得新的模型无关的，动力学约束偏离广义相对论。我们使用来自三个先进时代探测器的模拟数据在多个潜在源上测试这个框架。我们发现，对于特征菌株$h\gtrsim 3\times10^{-27} \sqrt{1~{\rm yr}/T}$，任何偏振信号在观察时间$T$内都将变得可检测和可区分。我们还发现，我们的能力，以检测非张量组件仅取决于在这些模式中存在的功率，无论张量应变的强度。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。