An introduction to conformal geometry and tractor calculus, with a view to applications in general relativity
以下是第二作者在傅立叶研究所在格勒诺布尔举行的2014年夏季学校广义相对论渐近分析中所做的八个一小时讲座的扩展讲义。前四堂课涉及共形几何和共形拖拉机演算,作为主要动机共形不变张量和微分算子搜索。最后四堂课应用共形拖拉机演算的共形紧致几何的研究,在广义相对论中无穷的共形处理的动机。
2015-08-01 gr-qc math-ph math.DG
Lectures on Faster-than-Light Travel and Time Travel
这些课堂讲稿是为参加周边研究所本科生暑期项目的高年级本科生准备的25小时课程。讲座涵盖了一些目前已知的超光速旅行和时间旅行的可能性,在既定的科学背景下,即广义相对论和量子场论。推荐以前的广义相对论知识达到标准本科水平的入门课程,但所有相关材料都包括在内以供完成和参考。没有量子场论的先前知识,或任何其他超出标准的本科课程,是必需的。在相对论中的高级主题,如因果结构,Raychaudhuri方程,和能量条件详细介绍。一旦涵盖了所需的背景知识,就讨论了与超光速旅行和时间旅行有关的概念。在引入狭义相对论中的快子作为热身之后,讨论和分析了广义相对论中的奇异时空几何,如翘曲驱动和虫洞,包括它们的局限性。时间旅行悖论也详细讨论,包括他们的一些建议的决议。
2019-10-01 gr-qc hep-th
Conformal Methods in General Relativity with application to Conformal Cyclic Cosmology: A minicourse given at the IXth IMLG Warsaw 2018
在这些讲座我的目的是审查足够的共形微分几何在四维给一个帐户彭罗斯的共形循环几何。
2021-02-04 gr-qc
A modified Belinfante/Rosenfeld Procedure for Testing the Compatibility of General-Covariant Continuum Physics and General Relativity Theory
通过改进的Belinfante/Rosenfeld方法,导出了Mathisson-Papapetrou类方程,从而使广义协变连续统物理与广义相对论的比较成为可能。
2016-11-04 gr-qc
Unpublished opening lecture for the course on the theory of relativity in Argentina, 1925
尊敬的校长、尊敬的教授、尊敬的学生们:在这个政治、经济斗争和民族分裂的时代,我特别高兴地看到人们聚集在这里,专门关注我们所有人共同的最高价值观。我很高兴来到这片福地,在一小群对科学感兴趣的人面前,就这些问题发表演讲,这些问题本质上是我自己冥想的主题。[abridged].
2009-03-13 astro-ph.CO gr-qc physics.hist-ph
General Relativity for Pedestrians -- First 6 lectures
2017年诺贝尔物理学奖授予Rainer Weiss,Barry C。Barish和Kip S.索恩引起了人们对引力波(GW)的空前兴趣。这些笔记是基于我在各种场合的讲座-在德里大学以及在印度举行的不同GW学校之后,令人兴奋的直接检测GW。我讨论GW通量和光度,同时指出一个奇怪的方面与后者-物理尺寸的$c^5/G$以及第三次导数的质量四极矩是光度。在早期宇宙中形成的原始黑洞和快速射电暴的祖先可能产生了GW光度,可以与普朗克光度$c^5/G$相媲美。我还解决的问题,黑洞热力学与GW 150914事件,证明这一事件是符合霍金的黑洞面积定理。在最后一节中,作为一个说明性的练习,我估计了从碳星V Hydrae附近射出的快速移动等离子体子弹所预期的GW振幅,正如Sahai等人最近报道的那样。
2017-10-05 gr-qc physics.pop-ph
Whitehead's Principle of Relativity - Unpublished Lectures by J. L. Synge, FRS
在附录B中,有一个关于边缘效应的建议,这可能对太阳物理学有重要意义。在他的《相对论原理》中,剑桥大学出版社,1922年(多佛,2004年再版)。N.怀特海没有使用“弯曲”的时空,他推导出了与爱因斯坦相同的红移、近日点推进和光偏转的值。辛格阐述了怀特海的论点在现代符号,使其更容易为当代物理学家,但也获得了夏皮罗延迟电磁辐射的引力场。辛格比较了爱因斯坦的广义相对论和怀特海的相对论,发现两种理论的观测证据同样有力。他提到怀特黑德的预测肢体效应评论说,追求其后果将需要知识的质量管理并不存在于1922年。可能这是因为物理学家自1919年以来对GRT的痴迷。
2005-05-19 gr-qc physics.gen-ph physics.hist-ph
Einstein's unpublished opening lecture for his course on relativity theory in Argentina, 1925
1922年,布宜诺斯艾利斯大学理事会批准了一项动议,邀请阿尔伯特·爱因斯坦访问阿根廷,并就他的相对论进行讲座。该动议由曾在苏黎世Eidgenossische Technische Hochschule(ETH)接受教育的Jorge Duclout(1856-1927)提出。这一提议是对相对论感兴趣的阿根廷知识分子的一系列倡议的高潮。在很短的时间内,毛里西奥·尼伦施泰因博士(1877-1935),当时的大学行政秘书,满足了大学邀请书的所有要求,并被认可并交付给柏林的圣人。这次访问发生在三年后,1925年3月至4月。阿根廷媒体以极大的兴趣和敬意接待了爱因斯坦;他早期的交流涉及广泛的话题,包括国际政治和犹太事务。自然,记者们更渴望听到这位杰出的和平主义者的声音,而不是这位令人费解的物理学家的声音。然而,在他最初对媒体开放之后,情况发生了变化,爱因斯坦将他的公开演讲限制在理论物理学的主题上,避免了他在早期采访中自由触及的一些有争议的政治,宗教或哲学问题。[abridged].
2009-03-11 astro-ph.CO gr-qc physics.hist-ph
Testing general relativity using gravitational waves from binary neutron stars: Effect of spins
我们提出了一个贝叶斯数据分析管道,用于测试GR使用引力波信号从合并紧凑的双星,特别是二进制中子星。在这项研究中,我们调查其性能时,考虑到与自旋源。
2013-08-05 gr-qc
Gravitational Waves and Black Holes: an Introduction to General Relativity
在这些讲座中,广义相对论被概括为经典的引力场论,强调物理现象而不是数学形式。动力学解决方案代表行波,以及像那些黑洞的固定字段进行了讨论。它们的性质研究通过研究相应的时空的测地线结构,作为代表运动的点状测试粒子。本文还考虑了引力场、电磁场和标量场之间的相互作用。
1997-04-15 gr-qc
Testing a Simplified Version of Einstein's Equations for Numerical Relativity
解决广义相对论中的动力学问题需要数值相对论的完整机制。威尔逊提出了一个更简单但近似的方案,用于接近平衡的系统,如双中子星。我们测试孤立,快速旋转,相对论性恒星的计划。由于这些物体处于平衡状态,如果我们要相信它对更复杂系统(如双星)的预测,那么近似工作良好是至关重要的。我们的成果非常令人鼓舞。
1995-12-05 gr-qc
Testing General Relativity With Laser Accelerated Electron Beams
通过激光场获得的$10^{21} g$量级的电子加速,为实验检验广义相对论的基石之一--弱等效原理--提供了可能性。弱等效原理认为,引力场的局部效应与在平坦时空中适当加速的观测者所感知到的效应是不可区分的。我们说明了如何可以做到这一点,通过解决爱因斯坦方程在真空中,并集成的测地线运动方程的均匀加速粒子。
2012-07-16 gr-qc
The Dirac equation in general relativity, a guide for calculations
在这些非正式的课堂讲稿中,我们概述了在弯曲时空中进行狄拉克方程计算时所使用的不同方法。我们试图通过仔细指出所使用的各种惯例,并通过从教科书和现有文献中引用几个例子来澄清这个问题。此外,一些基本材料已列入附录。我们希望研究生和其他研究人员会发现这些笔记是有用的。
2018-09-08 gr-qc
Testing the Boundary Conditions of General Relativity Near the Earth-Sun Saddle Point
我们建议,一个稳定的原子钟上的卫星发送通过地球-太阳引力鞍点,以实验确定是否自然更喜欢静态的解决方案的广义相对论的场方程,如标准史瓦西解决方案,或是否自然更喜欢等效的非静态解决方案。这是对广义相对论边界条件的检验,而不是对场方程的检验。这两种可能性之间的时钟速率的分数差异是一亿分之一。这是一个很大且容易衡量的影响。
1999-06-03 gr-qc
Four Lectures on Poincaré Gauge Field Theory
庞加莱(非齐次洛伦兹)群是狭义相对论的基础。在这些讲座一致的形式主义发展允许适当衡量庞加莱集团。物理定律是用点、正交四元框架和相对于这些框架的物质场分量来表述的。该定律被假定为在局部庞加莱变换下是规范不变的。这意味着存在4个平移规范势${e}^α$("引力子”)和6个洛伦兹规范势$Γ^{αβ}$("回旋子”)以及物质的动量流和自旋流分别与这些规范势的耦合。这样我们就得到了一个带有挠率和曲率的黎曼-嘉当时空,它的结构比广义相对论的时空更丰富。黎曼-嘉当时空由两个一般的规范场方程(3.44)和(3.45)控制,其中物质的动量和自旋作为源。该理论的总体框架在3.6节的表格中进行了总结。--讨论了选取规范场拉格朗日量的选项(远程并行,ECSK)。我们提出了一个关于挠率和曲率的拉格朗日二次方程来控制引力子和转动子的传播。对旋子的抑制又回到了广义相对论。
2023-03-09 gr-qc hep-th
Surface densities in General Relativity
在这堂课中,我们将讨论渐近平坦真空稳态轴对称时空的角动量源的表面密度的构造。这些来源来自扭曲势的不连续性。结果将被应用到克尔度量,以获得一个可积的密度,它可以被视为使用其他形式获得的密度的正则化版本。
2009-06-19 gr-qc
Aproximacion Discreta de la Relatividad General
这些课堂讲稿介绍了作为广义相对论的离散模型的雷奇演算。
2007-07-16 gr-qc
Recent results in mathematical relativity
我们回顾了最近的结果有关的整体结构的真空爱因斯坦方程的解决方案。所涵盖的主题包括准本地质量,强宇宙审查,非线性稳定性,新的建设的解决方案的约束方程,提高理解的渐近性质的解决方案,存在的解决方案与低的规则性,和建设的初始数据与捕获表面或明显的地平线。这是一个扩大版的全体讲座,主办的经典和量子引力,在GR17会议在都柏林举行,在2004年7月。
2004-10-31 gr-qc
Mathematical relativity
针对数学和物理学生的一学期数学相对论课程的讲稿。不是作为广义相对论的介绍,而是作为一个补充,更先进的文本。
2020-03-05 gr-qc math-ph math.AP
Testing General Relativity with Gravitational Waves: An Overview
地面探测器对致密双星合并产生的引力波信号的探测开启了引力波天文学的新纪元。这些观测提供了在强场状态下检验爱因斯坦广义相对论的机会。在这里,我们给出了一个简短的概述,各种GW为基础的测试广义相对论(GR)的LIGO-Virgo合作检测GW事件的日期。在提供了四类测试的详细信息后,我们讨论了未来GW探测器的背景下,每个测试的前景。这四类测试包括一致性测试、GW生成和传播的参数化测试、合并残余属性测试和GW极化测试。
2022-01-14 gr-qc
Testing general relativity using higher-order modes of gravitational waves from binary black holes
最近,在引力波信号GW 190412和GW 190814中发现了强有力的证据,证明存在高阶模,它们起源于具有显著不对称分量质量的致密双星合并。这为通过观察高阶模与基本信号的关系来检验广义相对论提供了可能。在这里,我们进一步开发了一个测试,评估次主谐波的振幅是否与广义相对论预测的一致。为此,我们将一个国家的最先进的波形模型与高阶模式和旋进到贝叶斯参数估计和模型选择框架。分析方法进行了广泛的测试,通过模拟。我们调查到什么程度的谐波的相对振幅的偏差将是可测量的,这取决于源的属性,我们映射出我们的测试参数和源相对于观察者的倾斜度之间的相关性。最后,我们将测试应用于GW 190412和GW 190814,没有发现违反广义相对论的证据。
2022-05-18 gr-qc
Testing the Accuracy and Stability of Spectral Methods in Numerical Relativity
的精度和稳定性的Caltech-Cornell伪谱代码进行评估使用的爱因斯坦演化方程的KST表示。基本的“墨西哥城测试”广泛采用的数值相对论社区在这里适用于基于谱方法的代码。指数收敛的频谱代码的建立,显然只限于数值循环误差。由于有限的机器精度的误差的增长的一般表达式推导出来,它示出,这一限制是在这里实现的线性平面波测试。所有这些测试被认为是稳定的,除了模拟高振幅规范波与非平凡的位移。
2007-10-02 gr-qc
Testing general relativity with binary black holes: a study on the sensitivity requirements for future space-based detectors
Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)(中山大学(珠海校区));Kunming University(昆明学院)
研究未来空间探测器检测超越广义相对论效应所需的灵敏度,分析TianQin、LISA和μAres的关键噪声参数改进需求,探讨非线性环形震荡模式、位移记忆和潜在超越广义相对论信号的检测要求。
2026-03-17 gr-qc
Influence of mass-ratio corrections in extreme-mass-ratio inspirals for testing general relativity
本文利用有效单体动力学研究极端质量比旋近中保守部分的质量比修正对引力波的影响,发现超相对论轨道上即使质量比很小也会产生明显相位漂移,且忽略该修正可能导致虚假的广义相对论偏离信号。
2023-09-21 gr-qc
Construction of initial data for 3+1 numerical relativity
这堂课主要讨论3+1广义相对论柯西问题的初始数据计算问题。主要任务是求解约束方程。保形技术,介绍了由Lichnerowicz和增强约克,提出。本文讨论了两种标准方法,即共形横截无迹法和共形薄夹层法,并通过简单的例子加以说明。最后对双星系统(黑洞和中子星)的初始数据作了简短的回顾。
2007-11-07 gr-qc
Testing general relativity by means of ringlasers
本文讨论了用于测量地球自转的广义相对论效应的一个或多个环形激光器的最佳配置,如在行星表面上所表现的那样。分析的重点是设备的法线矢量位于子午面。证明了角度评价的关键作用。特别注意的是在最大信号的方向,最大限度地减少对方向的不确定性的灵敏度。使用环在不同的纬度提到和地球的非sfericity的问题进行了评论。
2016-12-29 gr-qc
Testing General Relativity with Black Holes
Fudan University(复旦大学);New Uzbekistan University(新乌兹别克斯坦大学)
本文探讨了利用黑洞X射线数据测试广义相对论的最新进展,并提出通过星际任务进一步提高测试精度的长远目标。
2026-01-29 gr-qc
Was Einstein Right? Testing Relativity at the Centenary
我们回顾了爱因斯坦狭义相对论和广义相对论的实验证据。各种高精度零实验验证了弱等效原理和定域洛伦兹不变性,引力红移和其他钟实验支持定域位置不变性。这些结果共同证实了爱因斯坦等效原理,该原理是引力与时空几何同义的概念的基础,并且必须由度规理论描述。太阳系实验测试弱场,后牛顿极限的度量理论强烈支持广义相对论。脉冲双星提供了引力波阻尼和强场广义相对论的测试。最近发现的脉冲双星系统可能提供额外的测试。未来和正在进行的实验,如重力探测器B陀螺仪实验,等效原理的卫星测试,以及寻找额外空间维度的近距离重力测试,可能会限制广义相对论的扩展。在地球和太空中的激光干涉引力波观测站可以通过对引力波特性的详细测量,为引力理论提供新的检验。
2005-04-19 gr-qc
Relativity
这些讲义包括广义相对论的介绍。他们是针对一般的数学观众没有具体的物理背景。目的是激发和解释爱因斯坦的引力理论,并讨论一些基本的例子。
2023-01-29 gr-qc math-ph math.DG
The four particles paradox in special relativity
本文提出了狭义相对论中的一个新的悖论及其解。我们称之为四粒子悖论。这个悖论的目的是教学,因此针对学生和物理讲师。即使狭义相对论中的大多数悖论是非常相关的,有些是其他悖论的特例,我们在这里提出的悖论是原创的,并阐明了狭义相对论的非常好的主题和文献。
2014-12-02 gr-qc physics.class-ph
Black Hole Spectroscopy: Testing General Relativity through Gravitational Wave Observations
假设广义相对论是强场极限下正确的引力理论,那么引力波观测能否区分黑洞和其他致密物体源?或者,引力波观测能否为广义相对论的一个基本预言提供检验?在这里,我们描述了对以下假设的明确检验:衰减的正弦引力波的观测起源于黑洞,或者自然界尊重广义相对论无毛定理。对于荷质比可以忽略不计的天体物理黑洞,黑洞的准简正模谱完全由黑洞的质量和角动量表征,并且是黑洞所特有的。在不同的引力理论中,或者如果观测到的辐射来自不同的来源(例如,中子星、奇异物质或玻色子星),光谱将与对广义相对论黑洞的预测不一致。我们给出了噪声观测与广义相对论理论预言一致性的统计特征,并给出了一个数值例子。
2003-09-01 gr-qc
Assessing the systematic errors of extreme-mass-ratio inspirals waveforms for testing general relativity
该研究针对极端质量比旋近波形的系统误差问题,通过贝叶斯推断分析基本偏差和建模误差对广义相对论检验的影响,明确了不同信噪比下的误差风险,强调了高精度替代引力理论波形模板的重要性。
2025-01-13 gr-qc
Testing general relativity with gravitational waves: a reality check
观测来自天体物理学来源的引力波信号,如双星吸气,将被用来检验广义相对论的自洽性和与其他引力理论的对比。我描述了一个简单的公式,可以用来描述这样的测试的前景,通过估计匹配滤波信噪比需要检测非广义相对论修正一个给定的幅度。该公式对于足够强的信号是有效的;它需要计算单个数字,即广义相对论和校正波形族之间的拟合因子;它可以应用于将广义相对论嵌入更大理论的所有测试,包括对单个理论的测试,如Brans-Dicke引力,以及在后牛顿相位表达式中引入修正和额外项的唯象方案。该公式表明,使用第二代地基探测器进行的体积有限的引力波搜索将检测到对广义相对论波形的不小于1-10%的交替重力校正(对应于0.9至0.99的拟合因子)。
2012-10-05 gr-qc
Measuring black-hole parameters and testing general relativity using gravitational-wave data from space-based interferometers
激光干涉仪空间天线(LISA)预期的引力波来源之一是银河系中心的大质量黑洞捕获太阳质量的致密恒星。我们为这种捕获构造了一个简单的模型,在这个模型中,致密的恒星在大质量黑洞的赤道平面上的圆形轨道上自由运动。我们考虑的引力波发射在轨道演化的后期阶段,轨道质量到达最里面的稳定的圆形轨道之前不久。我们构造了一个简单的模型的引力波信号,其中的相位波起着主导作用。信号的行为取决于许多参数,包括$μ$,轨道恒星的质量,$M$,中心黑洞的质量,以及黑洞的角动量$J$。我们计算,使用我们的简化模型,并在大的信噪比的限制,这些量可以估计在引力波测量的准确性。我们的简化模型也提供了一种方法,可以用实验来检验广义相对论的强场预言。
1996-06-12 gr-qc
Testing General Relativity with Low-Frequency, Space-Based Gravitational-Wave Detectors
我们回顾了广义相对论的测试,这将成为可能的空基引力波探测器工作在~ 0.01 mHz-1 Hz的低频带。可以检验的引力的基本方面包括:度规以外的其他引力场的存在;引力波偏振态的数量和张量性质;引力波的传播速度;双星的结合能和引力波辐射,以及由此产生的双星吸气的时间演化;从双星合并和衰荡中发出的引力波的强度和形状;天体物理学上黑洞的真实性质;等等。光是这一科学的力量就要求迅速实现天基探测器;低频引力波波段的天体物理学、天文学和宇宙学的显著丰富性使这种情况更加强烈。
2013-09-13 gr-qc
Canonical quantization of general relativity: the last 18 years in a nutshell
这是在巴西第十学校宇宙学和引力的演讲摘要。文本的风格是一个轻松的书面描述性总结的想法,几乎没有公式,与指针的文献。我们希望这种风格可以鼓励新的人来看看这些结果。我们讨论的变量,Ashtekar介绍了18年前,引起了新的势头,在这个领域,循环表示,自旋网络,措施在空间的连接模规范变换,哈密顿约束,应用宇宙学和连接与潜在的可观察到的影响在伽马射线暴,并得出结论与讨论一致的离散化的广义相对论的晶格。
2002-09-03 gr-qc
New Concept for Testing General Relativity: The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) Mission
本文讨论了一个新的基础物理实验,它将以优于二阶效应的精度检验相对论引力在重力场强度~G^2范围内的作用。激光天体测量相对性测试(LATOR)任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法,其视线从太阳附近经过,以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站(ISS)上的长基线(100米)多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。LATOR不仅将参数化后牛顿(PPN)$γ$的值提高到前所未有的10 e8分之一的精度水平,还将达到测量重力固有非线性引起的下一个后牛顿阶(1/c^4)光偏转效应的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度测量,以及各种其他相对论效应,包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步:这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展,或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。LATOR实验是独一无二的,是太阳系重力实验的自然高潮。
2003-11-15 gr-qc
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
Testing General Relativity using Bayesian model selection: Applications to observations of gravitational waves from compact binary systems
第二代干涉引力波探测器,如先进的LIGO和先进的处女座,预计将于2015年开始运作。这些仪器计划达到的灵敏度将提供独特的可能性,以测试广义相对论的动态,强场制度和调查偏离其预测,特别是使用合并的二元系统的信号。我们介绍了一个统计框架的基础上贝叶斯模型的选择,其中贝叶斯因子之间的两个竞争的假设措施的理论是由数据的青睐。然后,使用模型参数的概率密度函数来量化对各个参数的推断。我们还开发了一种方法来结合来自引力波的多个独立观测的信息,并显示了更强的推断可能是多少。作为这个框架的介绍和说明-以及通过嵌套采样的蒙特卡罗积分技术的实际数值实现-我们将其应用于由广义相对论和一个非常简单的替代理论预测的聚结双星系统的螺旋相的引力波,其中引力子具有非零质量。这种方法可以简单地(也应该)扩展到更现实和物理动机的理论。
2011-01-07 gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole Quasi-Normal Modes
本章系统介绍黑洞准正态模领域的研究背景、理论基础、计算方法、广义相对论偏离的理论效应、引力波观测现状及前沿问题,通过综合性表格梳理相关技术与方法进展,服务于21世纪广义相对论检验研究。
2023-05-02 gr-qc
Testing General Relativity with Atomic Clocks
我们讨论的观点,新的测试广义相对论的基础上,最近的技术发展,以及新的想法。我们把注意力集中在用原子钟进行的测试上,不重复本卷其他贡献中的论点。特别是,我们目前的空间项目ACES和SAGAS的科学动机。
2009-03-06 gr-qc quant-ph
Testing general relativity with compact coalescing binaries: comparing exact and predictive methods to compute the Bayes factor
第二代引力波探测器计划于2015年开始运行。致密双星聚并的引力波特征可以用来精确检验广义相对论的强场动力学预言。已经开发了计算上昂贵的数据分析管道,包括TIGER,以执行这样的测试。作为一种廉价评估是否可以检测到与广义相对论的特定偏差的方法,Cornish等人和Vallisneri最近提出了一种近似方案,用于计算广义相对论引力波模型与代表一类由一个附加参数参数化的引力理论的模型之间的贝叶斯因子。这种近似方案仅基于两个易于计算的量:信号的信噪比和信号与广义相对论中可能波形的流形之间的拟合因子。在这项工作中,我们比较预测的近似公式对精确的数值计算的贝叶斯因子使用lalinference库。我们发现,使用频域波形,近似方案预测准确的结果具有良好的精度,提供正确的缩放与信噪比在拟合因子值为0.992和正确的缩放与拟合因子在信噪比为20,下降到拟合因子$\sim$ 0.9。我们扩展了框架的近似计算的贝叶斯因子显着增加其有效性的范围,至少拟合因子$\sim$ 0.7或更高。
2014-08-11 gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data: a progress report
爱因斯坦的广义相对论是现代物理学的支柱之一。几十年来,该理论主要在弱场状态下通过太阳系实验和双星观测进行测试。由于新一代的观测设施,过去5年在这一领域发生了显著变化,现在正在作出许多努力,使用不同的技术在强场状态下用黑洞和中子星检验广义相对论。在这里,我将回顾我所在的复旦大学研究组致力于用黑洞X射线数据检验广义相对论的工作。
2021-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole X-ray Data
爱因斯坦的广义相对论在100多年前提出,并在弱引力场中成功地通过了大量的观测检验。相反,强场机制在很大程度上仍未被探索。天体物理学上的黑洞是测试强场引力的理想实验室。在这里,我将简要地回顾一下我们小组目前的工作,即利用NuSTAR、RXTE、朱雀和XMM-牛顿的X射线数据来测试黑洞周围的强引力场。
2020-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Towards a wave-extraction method for numerical relativity: IV. Testing the quasi-Kinnersley method in the Bondi-Sachs framework
我们提出了一个非线性扰动黑洞的Bondi-Sachs度规,其中传出的引力波可以很容易地发现使用新闻功能的演化的数值研究。我们比较引力波输出与使用的新闻功能在Bondi-Sachs框架,从Weyl标量,后者是在准Kinnersley四分体评估。后一种方法的优点是适用于爱因斯坦方程的任何公式-包括ADM公式及其各种后代-除了是鲁棒的。利用非线性扰动的Bondi-Sachs黑洞作为实验平台,我们表明,这两种方法给出的波提取结果是非常一致的。当在非准Kinnersley四分体中通过Weyl标量进行波提取时,结果与使用news函数得到的结果明显不同。
2006-02-15 gr-qc
Testing pseudo-complex general relativity with gravitational waves
我们展示了如何使用来自凝聚致密物体的引力波信号来测试伪复广义相对论模型。该模型在弱场极限下与爱因斯坦引力一致,但在近视界区域显著发散,某些参数范围排除了黑洞的存在。我们表明,简单的限制,可以放置在模型中的inspiral和ringdown阶段合并紧凑的对象。我们将进一步讨论这些界限如何与目前的观测极限。特别是,对于以前在文献中考虑的最小场景,引力波观测能够将伪复广义相对论参数约束到需要存在黑洞视界的值。
2017-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data: recent progress and future developments
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验,包括太阳系的实验和双星的观测。在过去的五年里,强场机制的研究取得了重大进展,现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状,讨论了其最新进展和未来发展。
2021-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Current Cosmological Data
对广义相对论的偏离,例如可能导致宇宙加速的偏离,将影响大尺度结构的生长和光被该结构偏转。我们澄清了文献中出现的几种不同的模型无关的偏离广义相对论的方法之间的关系,设计了一个翻译表。我们研究目前的限制,这种偏差,使用弱引力透镜数据的CFHTLS和COSMOS调查,宇宙微波背景辐射数据的WMAP 5,和超新星距离数据的Union 2。马尔可夫链蒙特卡罗似然分析的参数在不同的红移范围内产生的一致性与广义相对论在95%的置信水平。
2010-06-10 astro-ph.CO gr-qc
(Sort of) Testing relativity with extreme mass ratio inspirals
"小“($1 - 100 M_\odot$)致密天体通过大质量(几个$\times 10^5 M_\odot -$几个$\times 10^6 M_\odot$)黑洞的高度相对论轨道的螺旋是LISA引力波天线最令人期待的来源之一。对这些波的测量有望以高精度绘制更大物体的时空,使我们能够详细测试黑洞候选者由广义相对论的克尔度规描述的假设。在本文中,我们将简要描述如何使用这些源来执行这样的测试。这些建议的测量通常被描述为“测试相对性”。这种描述充其量是有点油嘴滑舌的:因为--至少到目前为止--所有与这些测量有关的工作都假设广义相对论是进行这些测试的理论框架,所以这些测量不能说是从根本上“测试相对论”。更准确地说,他们测试了{广义相对论中大质量致密体的\it性质}。这样一个测试的一个令人惊讶的结果可能指向对广义相对论的偏离,并将提供一个实验动机的方向,以追求超越GR的引力理论的测试。
2006-08-31 astro-ph gr-qc
Expanding theory testing in general relativity: LIGO and parametrized theories
由加州理工学院和麻省理工学院运营的激光干涉引力波天文台(LIGO)多次探测到引力波,被誉为证实了爱因斯坦一个世纪前的预测,即时空中以涟漪形式传播的引力波将被探测到。Yunes和Pretorius(2009)研究了LIGO基于模板的搜索是否对基本假设进行了编码,特别是假设广义相对论的背景理论是对搜索中检测到的现象的准确描述。作为回应,他们构建了参数化的后爱因斯坦(ppE)框架,该框架拓宽了这些假设,并允许在更灵活的假设下进行更广泛的测试。他们的方法与卡尔纳普(Carnap,1936)、亨佩尔(Hempel,1969)和斯坦(Stein,1992,1994)关于证实和检验的工作是一致的,但有以下共同的原则:证实不同于检验,而且,与直觉相反,修正一个理论的形式基础可以使它更广泛地经验检验。这些观点鼓励了一种方法,根据这种方法,理论可以被抽象化,为了检验的目的而定义一般结构的族。随着ppE框架和相关方法的发展,多信使天文学是对广义相对论理论框架的局限性和潜力进行深入推理的催化剂。
2020-02-10 gr-qc physics.hist-ph
Testing General Relativity with Gravitational Waves
引力波源为我们提供了独特的测试平台,用于探测引力的强场、动力学和非线性方面。在本章中,我们对利用引力波检验广义相对论的现状和前景做了简要的概述。特别是,我们专注于三个理论不可知论的测试(参数化测试,inspiral-merger-ringdown一致性测试,和引力波传播测试),并解释如何可以应用这些测试的例子修改引力理论。最后,我们给出了一些悬而未决的问题,需要解决进行更精确的测试重力与引力波。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Testing Relativity with High-Energy Astrophysical Neutrinos
最近对高能天体物理中微子的观测可以用来限制从引力的量子理论中出现的对洛伦兹不变性的违反。我们执行阈值和切伦科夫分析,通过约100万至10^{20}的因子改进现有边界。
2013-08-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Testing General Relativity with black hole X-ray data
本文是一篇简洁的教学性综述,介绍了广义相对论通过诸多观测检验的背景,以及强场检验领域的进展,重点梳理了利用黑洞X射线数据检验广义相对论的前沿现状。
2023-12-10 astro-ph.HE gr-qc