Machine Learning Applications in Gravitational Wave Astronomy
本文综述了机器学习在引力波天文学中的多种应用，包括神经网络加速代理模型计算、深度残差网络实现高灵敏度快速探测，以及神经网络加速替代引力理论中的中子星模型构建。
2024-01-15 astro-ph.HE gr-qc
Perfect porcupines: ideal networks for low frequency gravitational wave astronomy
完美豪猪是特殊配置的引力波探测器网络，在极限条件下，单个探测器和它们之间的距离相对于感兴趣的引力波长很短。它们具有美丽的特性，使它们成为理想的引力波望远镜。我会明确地介绍最重要的案例。对于单臂探测器网络（如“AGIS”\cite{Dimopoulos_et_al}），最小完美豪猪有6个探测器，沿着正二十面体的6个直径定向。对于双臂探测器网络（如等臂迈克耳孙干涉仪LIGO/VIRGO），最小的完美豪猪是某个5探测器配置。
2010-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes - Perspectives in Gravitational Wave Astronomy -
这是一篇关于原始黑洞（PBH）的评论文章，特别关注到目前为止还没有被霍金辐射蒸发的大质量黑洞（$\gtrsim 10^{15}{\rm g}$）。通过LIGO对引力波的探测，我们获得了一个全新的观测工具来寻找与电磁波互补的PBH。基于引力波天文学将在未来几十年内取得重大进展的观点，本文的目的是对PBH的广泛主题进行全面的综述。在讨论了PBH的形成以及导致PBH产生的几种暴胀模型之后，我们总结了各种现有和未来的观测限制。然后，我们介绍了PBH双星的形成，从PBH双星的引力波，利用引力波的PBH的各种观测测试的主题。
2018-01-16 astro-ph.CO gr-qc
The Discovery Potential of Space-Based Gravitational Wave Astronomy
在以前未探索的mHz引力带中运行的天基干涉仪具有巨大的发现潜力。如果历史是任何指南，一个新的光谱带的开放将导致发现全新的来源和现象。兆赫波段非常适合于探索早期宇宙中超越标准模型的过程，并且具有当前技术可以达到的灵敏度，奇异天体物理系统的发现空间是巨大的。
2019-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Waves Astronomy: a cornerstone for gravitational theories
在未来几年实现引力波（GW）天文学是科学界的一个巨大挑战。通过提供大量的新信息，GWs将成为更好地理解引力物理学的基石。在本文中，我们重新讨论，GW天文学将允许解决一个迷人的引力问题。事实上，这将是对爱因斯坦的广义相对论（GR）的决定性检验，或者，也是对引力扩展理论（ETG）的有力支持。
2010-06-28 gr-qc
Gravitational wave astronomy - astronomy of the 21st century
爱因斯坦广义相对论的一个神秘预言是引力波。在赫尔斯-泰勒双星脉冲星轨道上观测到的衰变与爱因斯坦理论计算的衰变在百分之零点几的范围内一致，引力波的存在被牢固地建立起来。目前，全世界都在努力用干涉引力波观测台或探测器来探测引力波，并且已经建造或正在建造几个这样的探测器。最初的探测器已达到其设计灵敏度，现在正在努力建造先进的探测器，预计将探测来自天体物理源的引力波。引力波天文学的时代已经到来。本文介绍了世界范围内的努力，其中包括在印度前线的努力-IndIGO项目-，在地面和空间的干涉探测器的基本原理，困扰这种探测器的主要噪声源，人们期望用这些探测器探测到的引力波的天体物理学来源，以及在提取非常微弱的引力波信号时所涉及的数据分析方法的一些一瞥探测器噪音。
2011-04-15 gr-qc
Enhancing gravitational wave astronomy with galaxy catalogues
引力波和电磁波的联合观测是多信使天文学的重要研究方向，它将为天文学研究提供重要的理论基础。根据引力波观测对源天空位置的估计是不确定的，这意味着后续观测站必须扫描大部分天空，以寻找潜在的伴随信号。通过多信使观测三角形给出了GW-EM联合观测的一般框架。使用贝叶斯方法的多信使天文学，我们调查使用的星系目录和宿主星系的信息，以减少后续观测台必须扫描的天空区域，以及研究其用于提高倾角估计合并二进制紧凑对象。我们证明了我们的方法，使用模拟的中子星inspiral信号注入到模拟的先进探测器的噪声和估计注入信号的天空位置和倾斜角使用引力波星系目录。在这个案例研究中，排名前三的候选者分别有$72\%$、$15\%$和$8\%$作为宿主星系的后验概率。利用引力波-星系信息得到的中子星双星余弦倾角的标准差（0.001）远小于仅利用引力波后验样本得到的标准差（0.02）。
2014-06-09 astro-ph.HE gr-qc
Testing Modified Gravity with Gravitational Wave Astronomy
引力波天文学的新兴领域有望在天体物理学、宇宙学和基础物理学领域提供革命性的发现。最令人兴奋的可能性之一是使用引力波观测来测试引力的替代理论。在这篇文章中，我们描述了如何使用未来的激光干涉仪空间天线的极端质量比吸气观测来测试一类特殊的理论：陈-西蒙斯修正引力。
2010-10-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Wave Physics and Astronomy in the nascent era
LIGO/Virgo合作探测到的引力波（GW）为物理学和天文学提供了多种可能性。我们确信，由于不断改进探测器的工作，包括对新加入的探测器KAGRA和计划中的探测器LIGO-India的期望，GW观测将在精度和数量上取得很大进展。在此，我们回顾了引力波物理和天文学的基本成果和前景。我们综述了引力波的代表源：双星黑洞，双星中子星和超新星的发展。我们还总结了引力波观测作为新物理探测器的作用。
2021-04-06 astro-ph.HE gr-qc
A Bayesian approach to multi-messenger astronomy: Identification of gravitational-wave host galaxies
我们提出了一个总体框架，将天体物理信息纳入贝叶斯参数估计技术所使用的引力波数据分析，以促进多信使天文学。由于瞬态引力波事件的祖先，如紧凑的二元聚结，很可能与宿主星系，通过使用宿主星系信息的源天空位置估计的改进进行了探索。为了演示如何宿主星系的属性可以包括在内，我们模拟了人口的紧凑的二元聚结和显示，约8.5%的模拟与200 Mpc，前十名最有可能的星系占约50%的总概率主办的引力波源。真正的引力波源宿主星系在大约10%的时间里是十大候选星系之一。此外，我们表明，通过包括宿主星系的信息，一个紧凑的二元引力波源的倾角可以得到更好的估计。我们还证明了我们的方法的灵活性，将使用B或K波段到我们的分析。
2014-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave astronomy and cosmology
引力波对物质作用的首次直接观测最近由BICEP 2实验报道。正在安装先进的地面引力波探测器。它们很快就会投入使用，然后开始搜索高灵敏度的高频引力波，人们普遍预计，这种高灵敏度的引力波可以探测到恒星质量黑洞和中子星等致密天体。脉冲星定时阵列继续改善纳赫兹频率下引力波的边界，并可能在与地面探测器大致相同的时间尺度上探测到信号。天基干涉仪瞄准毫赫兹源的科学理由非常充分。引力波发现的十年即将开始。在2013年TAUP会议上的演讲中，我们将简要回顾引力波和引力波探测器的物理学，然后讨论这些测量在不久的将来进行宇宙学测量的前景。
2014-05-02 astro-ph.CO gr-qc
Astronomy and astrophysics with gravitational waves in the Advanced Detector Era
随着先进的引力波探测器在未来5年内投入使用，我们有望首次探测到来自天体物理源的引力波，并研究引力波本身的性质，作为广义相对论的检验。此外，这些引力波将是研究其天体物理源和源群的有力工具。它们携带的信息与从电磁或中微子观测中获得的信息非常互补，探测为电磁辐射提供动力的中心引力引擎。目前正在进行准备工作，以便能够利用低延迟搜索管道和快速天空定位，对瞬变源的引力波和电磁观测进行近乎同时的观测。我们将回顾利用先进探测器实现的引力波进行多信使天文学和天体物理学研究的许多机会，以及为快速和充分利用它们而正在进行的准备工作。
2012-03-12 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave astronomy: astrophysical and cosmological inferences
本文综述了 LIGO-Virgo 前三轮观测的主要引力波源及其形成渠道，提出用环境介质吸积解释双黑洞自旋-质量比相关性，并介绍了脉冲星计时阵列搜寻纳赫兹随机引力波背景的最新进展。
2022-11-06 astro-ph.HE gr-qc
Topical Collection-Hyperboloidal Foliations in the Era of Gravitational-Wave Astronomy: From Mathematical Relativity to Astrophysics
本文介绍了GRG关于引力波天文学时代双曲叶状结构的专题合集，涵盖黑洞微扰、渐近几何、初始数据及高精度数值方法等贡献，该合集源自2023年哥本哈根研讨会。
2025-09-13 gr-qc
Gravitational wave astronomy with radio galaxy surveys
在未来十年，新的天体物理仪器将提供第一个大规模的引力波和无线电源的地图。因此，现在是时候研究将它们结合起来的可能性，以提供新的和互补的方法来研究宇宙。使用适合于计划调查的模拟星表，有可能预测射电源和GW地图之间的互相关测量和随机引力波背景对星系地图的影响。引力波对宇宙大尺度结构的影响可以用来研究黑洞合并的起源、爱因斯坦广义相对论的有效性、暗能量模型以及引力波的随机背景。获得的结果表明，银河系GW互相关可以提供有用的信息，在不久的将来，而张量扰动对LSS的影响的检测将需要仪器的能力超出目前计划的下一代无线电阵列。尽管如此，任何来自星系巡天与GW地图相结合的信息都将有助于为新生的引力波天文学提供额外的信息。
2016-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Reply to the "Comment on: Detecting Vanishing Dimensions Via Primordial Gravitational Wave Astronomy"
评论：通过原始引力波天文学检测消失的维度”[arXiv：1104.1223]具有误导性，其前提是对《物理学评论快报》主要内容的误解。106，101101（2011）[arXiv：1102.3434]。评论中的主要主张--在某些不同于广义相对论（GR）的奇异理论中，甚至在低维空间中也可能存在局部自由度--是微不足道的。尽管如此，《评论》的作者们还是没有提出一个自洽的例子。然而，这一主张对我们的论文没有任何影响，我们在论文中明确表示，我们正在arXiv：1003.5914中定义的“消失”或“进化”维度的框架内工作。
2011-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
How photon astronomy affects searches for continuous gravitational waves
由于其计算的局限性，搜索连续的引力波（GW）时，观测光子天文学和理论天体物理学的通知显着更敏感。从光子天文学推断的GW发射的间接上限表明哪些物体对GW搜索更感兴趣，并且还设置了GW搜索需要击败的灵敏度里程碑，以被认为是GW天文学。如何解释GW结果取决于以前的间接限制和天体物理GW发射机制的理论。我描述了这些问题之间的相互作用的四种类型的连续GW搜索，并显示光子天文学家可以帮助GW天文学的不断增长的领域，现在和不久的将来。
2009-10-07 astro-ph.SR gr-qc
Developing Tools for Multimessenger Gravitational Wave Astronomy
我们目前正在进行的工作，工艺开源的数值工具，将使电磁对应的重力波形的计算：{ \tt GiRaFFE}（广义相对论力-无力电动力学）代码。{ \tt GiRaFFE}在无力极限下数值求解广义相对论磁流体动力学方程组，模拟致密双星周围的磁层，以便（1）表征源与其周围磁层之间的非线性相互作用，以及（2）评估引力波的电磁对应物，包括准直喷流的产生。我们将该代码应用于各种配置的自旋黑洞沉浸在外部磁场中，为了测试我们的实施，并探讨强引力场，高自旋和磁场线之间的不对准的黑洞自旋，电磁输出和坡印亭喷流的准直的效果。我们将把我们的工作扩展到沉浸在外部磁场中的黑洞碰撞，这是在引力谱和电磁谱中进行重合探测的主要候选者。
2019-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Multimessenger Astronomy with Black Holes: Extreme mass ratio inspirals
本文概述了极端质量比旋近（EMRIs）的天体物理学与引力波辐射，涵盖其形成通道、动力学与引力辐射基础，以及对天体物理学和基础物理学的科学潜力。
2023-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Waves: A New Astronomy
当代天文学正在经历一场革命，这场革命也许比20世纪60年代射电天文学的出现以及随后对其他电磁波波段的观测开放天空所发生的革命更为重要。自2015年以来，LIGO/Virgo合作的引力波探测器观测到了大质量黑洞二元系统在大天文距离上碰撞和合并时发出的信号。这一重大发现开辟了新的引力波天文学的道路，与传统的基于电磁波的天文学截然不同。最近，在2017年，探测到由中子星双星系统的螺旋和合并发出的引力波，随后由$γ$和X卫星以及光学望远镜观测到电磁信号。多信使天文学将引力波和电磁波的信息结合在一起，这使得大量的发现成为可能。新引力天文学的另一个重要方面涉及基础物理学，包括广义相对论和引力的替代理论，以及宇宙学的标准模型。
2018-05-22 gr-qc physics.pop-ph
Compact Binary Coalescences in the Band of Ground-based Gravitational-Wave Detectors
随着地面引力波望远镜LIGO，Virgo和GEO 600接近第一次探测的时代，我们回顾了合并中子星和黑洞双星的合并率和质量和自旋分布的现有知识。我们强调引力波天文学和传统天体物理学之间的双向联系。天体物理学的投入将使人们有可能就最佳探测器配置和搜索技术作出明智的决定。与此同时，速率上限、探测到的合并速率以及引力波搜索测量的质量和自旋分布将通过与天体物理模型的比较来约束天体物理参数。未来的发展必要的引力波天文学的成功进行了讨论。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave astronomy with LIGO and similar detectors in the next decade
我们描述了引力波观测和天体物理学的计划，这些计划将由LIGO科学合作组织（LSC）在未来十年内使用来自美国LIGO天文台以及欧洲，日本和印度的姐妹设施的数据进行。我们提供了一个概述的引力波信号类型，我们的目标，和引力波在时域多信使天文学的作用。我们简要地总结了我们可以从探测到的信号的性质，包括天体物理事件率和人口，测试的引力波的性质，高动力学和强场测试的广义相对论，探测物质在极端条件下的中子星，并与引力波源进行宇宙学测量。
2019-04-05 gr-qc
Colloquium: Multimessenger astronomy with continuous gravitational waves and future detectors
University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
本讲座探讨利用连续引力波与未来探测器进行多信使天文观测的可能性及科学意义。
2026-01-02 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational physics in the context of Indian astronomy: A vision document
本文回顾印度引力学界对天文学和天体物理学的重要贡献，并提出印度在天文学与天体物理学背景下发展引力研究的愿景，是印度天文学会愿景文件相关章节的扩展版。
2025-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Population-informed priors in gravitational-wave astronomy
我们描述了一个贝叶斯形式主义，用于分析个人引力波事件的光观察到的人口的其余部分。这种分析揭示了如何“人口知情的先验”的想法自然产生的一个适当的边缘化的底层分层贝叶斯模型，始终占选择效果。我们的形式主义自然会导致存在的“留一”的分布，其中包括子集的事件。这不同于其他近似方法，也称为经验贝叶斯方法，它有效地重复计算一个或多个事件。我们设计了一个双重重新加权后处理策略，只使用现有的数据产品来重建所得到的人口知情的后验分布。虽然我们强调的修正是一个重要的概念点，我们发现它对当前的引力波事件目录的影响有限。我们的方法进一步使我们能够研究，第一次在引力波文献中，个别事件的参数和人口之间的相关性。
2021-11-10 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave Astronomy: Needle in a Haystack
全球范围内的高灵敏度干涉仪阵列已准备好首次直接探测到引力波，开创天文学的新时代。来自这些仪器的数据将提供一个独特的视角来观察极端的天体物理现象，如中子星和黑洞，并将使我们能够在强场动力学体系中检验爱因斯坦的引力理论。为了完全实现这些目标，我们需要解决信号处理和推断中的一些具有挑战性的问题，例如发现隐藏在非平稳和非高斯仪器噪声中的罕见和微弱信号，处理高维模型空间，以及定位先前体积内通常非常紧密的后质量浓度。使用基于空间的探测器和脉冲星定时阵列的引力波探测带来了额外的挑战，即必须隔离在时间和频率上彼此重叠的各个信号。将讨论解决这些问题的有希望的办法，以及仍然存在的一些挑战。
2012-04-09 astro-ph.HE gr-qc
Testing Dark Matter Models with Radio Telescopes in light of Gravitational Wave Astronomy
在这封信中，我们提出了一种新的唯象范式，在这种范式中，如果标准模型之外的粒子物理与早期宇宙中的一阶相变有关，那么它们就可以通过射电天文学进行检验。对于这种类型的暗物质模型，一级相变发生在KeV尺度，因此，诱导产生的随机引力波背景，可以检测到脉冲星定时措施。我们通过研究一类Majoron暗物质模型证明了这一假设的可行性，这类模型与$U(1)_{L}$或$U(1)_{B-L}$对称性的一级相变有关，因此被称为{ \it violent Majoron}.预计正在进行和即将进行的射电实验，包括FAST、SKA和IPTA，将对这一现象进行研究。
2017-12-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Detectability of Intermediate-Mass Black Holes in Multiband Gravitational Wave Astronomy
对引力波的直接测量是测量宇宙中黑洞数量的有力工具。来自LIGO的第一个引力波目录已经探测到与$\sim50~M_\odot$一样重的黑洞，它们在我们的宇宙大约是目前年龄的一半时发生碰撞。然而，还没有明确的证据表明黑洞存在于$10^{2-5}~M_\odot$的中等质量范围内。最近的电磁观测暗示了IMBH在局部宇宙中的存在;然而，它们的质量受到很大的限制。IMBH的可能形成机制也不清楚。在这里，我们提出的情况下，多波段引力波天文学-具体来说，联合观测空间和地面的引力波探测器-将能够调查广泛的人口在宇宙学距离的IMBH。通过利用广义相对论模拟合并黑洞和国家的最先进的引力波形模型，我们分类三个不同的人口与IMBH的二进制文件在多波段时代，并讨论可以观察到的每一个。我们的研究表明，多波段观测包括升级的LIGO探测器和拟议的空间任务LISA将检测到IMBH双星的螺旋，合并和衰荡到红移~2。假设下一代探测器，爱因斯坦望远镜和宇宙探测器，在LISA的任务寿命期间运行，我们应该有多波段探测到红移~5的IMBH双星。为了便于对多波段IMBH源的研究，本文研究了IMBH双星的多波段可探测性。我们提供了解析关系的最大红移的多波段可探测性，作为黑洞质量的函数，为各种检测器的组合。我们的研究为未来在多波段引力波天文学时代从IMBH观测中可以学到什么铺平了道路。
2019-08-14 astro-ph.HE gr-qc
The Gravitational Wave International Committee Roadmap: The future of gravitational wave astronomy
引力波科学即将直接观测到爱因斯坦的广义相对论所预言的波，并开辟了令人兴奋的引力波天文学新领域。在未来几十年中，超灵敏的地面仪器阵列和辅助的空间仪器将观测引力波天空，不可避免地发现完全出乎意料的现象，同时为许多已知的最深刻的天体物理现象提供新的见解。2007年7月，引力波国际委员会（GWIC）发起了一项为期30年的引力波科学领域战略路线图的制定工作。该路线图的目标是为国际引力波社区及其利益相关者提供服务，作为开发能力和设施所需的工具，以解决中长期令人兴奋的科学机会。
2011-11-24 gr-qc
Gravitational Wave Astronomy
随着几个大尺度干涉仪开始在预测天体物理源的敏感度上获取数据，直接探测引力波可能迫在眉睫。这将为我们的宇宙打开引力波窗口，并将导致对可以想象到的最剧烈过程的更深入的理解;核心坍缩超新星之后黑洞和中子星的形成，以及双星螺旋结束时致密物体的合并。
2008-09-09 astro-ph gr-qc
New physics and astronomy with the new gravitational-wave observatories
灵敏度足以测量天体物理源辐射的引力波探测器正在迅速出现。到2010年年底，北美、欧洲和日本将有几个地面仪器，美欧联合天基天线LISA将接近轨道或进入最后调试阶段，为发射做准备。这些仪器的目标将是打开引力波天文学的领域：利用引力辐射作为天体物理学和宇宙的观测窗口。在这篇文章中，我们总结了目前正在开发的各种探测器的现状，以及未来的计划。我们还讨论了这些仪器的科学范围，概述了什么引力波天文学可能教我们关于宇宙。
2001-10-31 astro-ph gr-qc
Expanding the Reach of Gravitational Wave Astronomy to the Edge of the Universe: The Gravitational-Wave International Committee Study Reports on Next Generation Ground-based Gravitational-Wave Observatories
2015年首次直接探测到一对合并黑洞发射的引力波，被誉为21世纪物理学和天文学最重要的科学突破之一。由于引力波观测站现在带来了巨大的科学机会，并认识到要充分利用这一新领域，就需要新的观测站，而新的观测站从构想到开始运行可能需要15至20年的时间，因此，引力波国际委员会（GWIC）召集了一个小组委员会，审查建立和运行未来地面观测站网络的途径，能够将观测GW的范围扩展到远远超出当前一代探测器目前可达到的范围。这份报告是GWIC 3G小组委员会六部分系列报告中的第一部分：i）将引力波观测站的范围扩大到宇宙的边缘（本报告），ii）下一代全球引力波观测站：科学书，iii）3G研发：下一代地基引力波探测器的研发，iv）引力波数据分析：3G时代的计算挑战，五）未来的地面引力波观测站：与其他科学界的协同作用，以及六）未来全球引力波观测站网络可能的管理模式的探索。
2021-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Detecting Vanishing Dimensions Via Primordial Gravitational Wave Astronomy
正如最近指出的那样，在较高能量下的低维具有多种理论优势。此外，似乎已经存在实验证据-在一些早期的宇宙射线实验中观察到能量高于TeV的事件的统计学显著平面排列。我们提出了一个强大的和独立的测试，这种新的范式。由于（2+1）维时空没有引力自由度，因此在那个时期不可能产生重力波。这就产生了一个普遍的最大频率，在这个频率上，原始波可以传播，以维度之间的过渡为标志。我们表明，这种截止频率可能是未来的引力波探测器，如LISA。
2011-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Timescales for detection of super-Chandrasekhar white dwarfs by gravitational wave astronomy
近几十年来，从间接观测中推断出白矮星的质量极限被打破，这可能是天文学上的一个革命性发现。不同的研究人员已经提出了不同的理论来解释这一有趣的现象。然而，这样的大质量白矮星通常具有非常小的光度，因此，到目前为止，它们不能被任何观测直接检测到。我们已经提出，连续引力波可能是直接探测它们的探测器之一，在未来，各种天基探测器，如LISA，DECIGO和BBO，应该能够探测到许多这些白矮星（如果它们的行为像恒星）。在本文中，我们解决各种有关的引力辐射和偶极辐射的发射时间尺度。这次探索为探测器观测大质量白矮星设定了一个时间尺度。
2020-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Timescales for Detecting Magnetized White Dwarfs in Gravitational Wave Astronomy
在过去的几十年里，研究人员已经通过对过亮的Ia型超新星的探测预测了十几个超级白矮星白矮星。事实证明，磁场和旋转可以解释如此巨大的白矮星。如果这些旋转磁化的白矮星遵循特定的条件，它们可以有效地发射连续的引力波，各种未来的探测器，即LISA，BBO，DECIGO和ALIA可以探测到这样的引力波，具有显着的信噪比。此外，我们讨论了这些白矮星可以发射偶极和四极辐射的各种时间尺度，并表明在未来，引力波探测器可以直接检测到超超磁拉塞卡白矮星取决于磁场的几何形状和强度。
2021-07-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Bilby: A user-friendly Bayesian inference library for gravitational-wave astronomy
贝叶斯参数估计正迅速成为引力波天文学的语言。这是一种利用引力波数据来推断源的天体物理性质的方法。我们介绍了一个用户友好的贝叶斯推断库的引力波天文学，比尔比。这个python代码提供了专家级的参数估计基础设施，具有简单的语法和工具，便于初学者使用。它允许用户对LIGO/Virgo的真实、免费数据和模拟数据进行准确、可靠的引力波参数估计。我们提供了一套的例子来分析紧凑的双星合并和其他类型的信号模型，包括超新星和残留的双星中子星合并。这些例子说明了如何改变信号模型，如何实现新的似然函数，以及如何添加新的检测器。Bilby具有使用分层贝叶斯建模进行人口研究的额外功能。我们提供了一个例子，我们推断的形状的黑洞质量分布的观测二进制黑洞合并的合奏。
2018-11-05 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Comment on: Detecting Vanishing Dimensions Via Primordial Gravitational Wave Astronomy
最近有人声称[arXiv：1102.3434]，在紫外线处维数减少的量子引力模型在原始引力波谱中表现出潜在的可观察截止，这是对这种模型的“通用”和“鲁棒”测试，因为“（2+1）维时空没有引力自由度”。我们认为这种说法是误导性的。
2011-04-07 gr-qc hep-th
Quasi-Normal Modes and Gravitational Wave Astronomy
根据最近引力波探测器的令人兴奋的发展，我们回顾了文献中关于致密星和黑洞的准正规模的主要结果。准正常模式是一个基本特征的引力信号发射的紧凑的物体在许多天体物理过程中，我们将表明，他们的本征频率编码有趣的信息的性质和内部结构的发射源，我们将讨论我们是否准备好了引力波asteroseismology。
2008-01-11 astro-ph gr-qc
Multimessenger Astronomy
结合引力辐射的多信使天文学是一个新的和令人兴奋的领域，在不久的将来可能会提供重要的结果和令人兴奋的挑战。借助先进的干涉引力波探测器（LCGT，LIGO，Virgo），我们将有机会调查引力波的来源，这些引力波也有望通过其他信使（如电磁（伽马射线，X射线，光学，无线电）和/或中微子发射）进行观察。LIGO-Virgo干涉仪网络已经被用于多信使搜索引力辐射，从而产生了对宇宙事件的见解。同时观测到的电磁和/或中微子发射可能是首次直接探测引力辐射的重要证据。事件时间，源天空位置和信号的预期频率范围的知识增强了我们搜索幅度更接近探测器噪声基底的引力辐射特征的能力。这里介绍的是LIGO-Virgo多信使探测工作的现状的总结，以及使用先进或第三代引力波探测器网络的数据可能解决的问题的讨论。
2011-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Multi-band gravitational wave astronomy: science with joint space- and ground-based observations of black hole binaries
在先进的LIGO（aLIGO）观测到第一个黑洞双星（BHB）GW 150914后不久，人们意识到这样一个巨大的系统在合并前几年就可以在毫赫兹（mHz）波段观测到。激光干涉仪空间天线（LISA）在0.1-100 mHz的频率范围内工作，根据从aLIGO第一次观测运行（O 1）推断的聚结率，它可能探测到多达数千个螺旋形BHB。它们中的绝大多数（那些发射$f<10$ mHz的）在LISA的寿命期间只会经历微小的频率漂移，导致类似于银河系白矮星双星发射的信号。然而，在$f>10$ mHz的情况下，其中几个将扫过LISA波段，最终在aLIGO探测的音频波段中产生响亮的合并。这篇文章回顾了这些新的LISA源的科学潜力，在过去的几个月里，已经在几个方面进行了研究，包括多信使和多波段引力波天文学，BHB天体物理学，重力和宇宙学的替代理论的测试。
2017-02-14 astro-ph.HE gr-qc
Astrophysical Model Selection in Gravitational Wave Astronomy
引力波天文学的理论研究主要集中在可以从单个探测中提取的信息，例如双星系统的质量及其在空间中的位置。在这里，我们考虑如何从多个检测的信息可以用来约束天体物理人口模型。这个看似简单的问题是具有挑战性的高维性和高度的相关性的参数空间描述的信号，并通过天体物理模型的复杂性，这也可以依赖于大量的参数，其中一些可能不直接约束的观测。我们提出了一种约束人口模型的方法，使用层次贝叶斯建模方法，同时推断源参数和人口模型，并提供联合概率分布。我们说明了这种方法，考虑到约束，可以放置在人口模型银河白矮星双星使用未来的空间为基础的引力波探测器。我们发现，一个任务，能够解决约5000个最短周期的双星将能够限制人口模型参数，包括啁啾质量分布和特征星系盘半径在百分之几。这与现有的边界相比是有利的，在现有的边界中，对星系中恒星的电磁观测将盘半径限制在20%以内。
2012-09-27 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave astronomy
新千年的第一个十年应该会看到对引力波的第一次直接探测。这将是基础物理学的一个里程碑，它将开启引力波天文学这一新的观测科学。但是引力波已经在天体物理系统的建模中扮演了重要的角色。我在这里回顾了相对论和天体物理学中引力辐射理论的现状，然后展望了未来十年探测器灵敏度的发展，包括地面（如LIGO）和太空（LISA）。我回顾了引力波的来源，这些引力波可能在第一代和第二代干涉仪的观测中发挥重要作用，包括来自这些观测的天体物理信息。该评论涵盖了大约10年的引力波频率，从中子星的高频正常模式到从空间可观测到的最低频率。讨论的来源包括最近的发展，关于双黑洞，自旋中子星，和随机背景。
1999-11-09 gr-qc
The future of gravitational theories in the era of the gravitational wave astronomy
在最近的几次引力波探测（GW150914，GW151226，GW170104，GW170814，GW170817和GW170608）之后，我们讨论了在引力波（GW）天文学框架下引力理论的未来。特别是，计算的频率和角度相关的响应函数，GW检测器会看到，如果从f（R）理论或标量张量引力（STG）的大规模模式存在，允许从天空上的任何方向入射的源，示出。此外，通过单独的理论结果，不涉及最近的GW检测，我们表明，f（R）理论的引力有第三个无质量模式最终被排除，而仍然有空间的STG有第三个（有质量或无质量）模式和f（R）理论的引力有第三个有质量的模式。
2018-01-25 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Progress towards Gravitational Wave Astronomy
我将回顾引力波探测实验的最新和最有趣的结果，集中在LIGO科学合作组织（LSC）的最新结果。我将概述搜索中使用的方法，解释在无效结果的情况下可以说什么，可以限制什么数量。我将把这些结果与先前的预期进行比较，并讨论它们的意义。我将在接下来的讨论中概述未来改进的前景。
2008-03-03 gr-qc
Do unequal-mass binary black hole systems have larger $χ_\text{eff}$? Probing correlations with copulas in gravitational-wave astronomy
双黑洞系统的形成历史是由它们的质量、自旋和离心率的分布所决定的。虽然已经学到了很多依次研究这些参数，最近的研究已经探讨了联合分布的二元黑洞参数在两个或更多的维度。最值得注意的是，最近有人认为，二元黑洞质量比和有效的螺旋自旋$χ_\text{eff}$是反相关的。我们指出了以前在这种二维人口研究中被忽视的微妙之处：为了进行相关性的受控检验，应该修复两个边缘分布-以免所谓的相关性仅在一维中通过改进拟合来驱动。我们使用应用统计学中的一个工具来解决这个微妙的问题：Copula密度函数。我们使用以前的工作相关的质量比和$χ_\text{eff}$作为一个案例研究，以证明在引力波天文学copula的权力，同时仔细检查他们的天体物理学推论。然而，我们的发现证实了他们的结论，即具有不等分量质量的双黑洞表现出更大的$χ_\text{eff}$（98.7%的可信度）。最后，我们讨论了潜在的天体物理学的影响，这些发现以及未来的研究前景，使用copula。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave astronomy: the definitive test for the "Einstein frame versus Jordan frame" controversy
引力波（GW）天文学在未来几年的潜在实现对科学界来说是一个巨大的挑战。通过提供大量的新信息，GWs将成为更好地理解宇宙和引力物理学的基石。在本文中，作者表明，GW天文学将允许解决一个迷人的引力问题，因为它将是著名的“爱因斯坦框架与约旦框架”的争议的决定性测试。事实上，我们表明，运动的测试质量，即分束器和反射镜的干涉仪的情况下，这是由于一个GW的标量分量，是不同的两个帧。因此，如果将实现一致的GW天文学，则标量GW的信号的最终检测将允许在两个帧之间进行区分。这样，来自观测的直接证据将最终解决著名的、历史悠久的“爱因斯坦框架与乔丹框架”之争。
2010-12-21 gr-qc
Ground-Based Gravitational-Wave Astronomy in Australia: 2019 White Paper
在过去的四年里，一场科学革命诞生了一个新的领域：引力波天文学。引力波的第一次探测--被2017年诺贝尔物理学奖认可--为广义相对论提供了前所未有的测试，同时揭示了一种以前未知的大质量黑洞，比太阳大30倍。随后从一颗合并的中子星探测到的引力波证实了中子中子星和短伽马射线暴之间的假设联系，同时提供了宇宙膨胀的独立测量。这一发现使得精确测量重力的速度成为可能，同时也揭示了重元素的起源。在撰写本文时，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）及其欧洲合作伙伴Virgo已经公布了11个引力波事件的探测结果。新的，尚未公布的检测几乎每周公布。这个快速增长的引力波瞬变目录预计将产生对许多主题的见解，从超核密度的物质状态方程到大质量恒星的命运。3G天文台的科学潜力是巨大的，可以测量宇宙边缘的引力波，精确确定中子星的状态方程。澳大利亚有能力帮助开发所需的技术。2016-2025年澳大利亚天文学十年计划中期审查应考虑投资于澳大利亚引力波探索者的范围研究，该探索者开发并验证全球3G探测器网络所需的核心技术。
2019-12-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Multimessenger astronomy with gravitational waves and high-energy neutrinos
在我们的宇宙中观测到的许多天体物理源和剧烈现象都是引力波（GW）和高能中微子（HEN）的潜在发射源。GWs和HENs都可能逃离非常稠密的介质，在宇宙学距离上不受影响地旅行，携带来自天体物理引擎最内部区域的信息。这些信使还可以揭示传统光子天文学尚未观察到的新的隐藏来源。因此，GWs和HENs的重合观测可能在多信使天文学中发挥关键作用。由于新一代专用探测器IceCube、ANTARES、VIRGO和LIGO的出现，目前情况尤其如此。鉴于这些文书的复杂性，只有在两个群体之间分享有关数据的专门知识和知识的情况下，才有可能成功地对这一数据集进行联合分析。这篇评论的目的是提供这样的GW+HEN多信使天文学的理论和实验状态的最先进的和前景的概述。
2013-07-25 astro-ph.HE gr-qc
Listening to the Universe with Gravitational-Wave Astronomy
经过多年的规划、研究和开发，LIGO（激光干涉仪引力波天文台）探测器刚刚完成了首次科学运行。LIGO是全球引力波观测站网络的一员，其他成员在欧洲、日本，希望还有澳大利亚。低频空间引力波观测台计划正在迅速成熟：LISA，激光干涉仪空间天线，将于2011年左右发射。这些仪器的目标是开创{ \it引力波天文学}领域：利用引力波作为一种手段来倾听天体物理学中高度相对论性的动力学过程。这篇评论讨论了这一领域的前景，概述了为什么引力波值得追求，以及它们是什么独特的适合教我们关于天体物理现象。我们回顾了该领域的现状，包括理论和实验，然后强调了引力波科学的一些特别令人兴奋的方面（至少对作者来说）。
2002-11-03 astro-ph gr-qc
Establishing Compactness as a Population Observable in Gravitational-Wave Astronomy
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））；Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）；Gravity Exploration Institute, Cardiff University（卡迪夫大学引力探索研究所）
通过有效致密性参数直接探测双星的最接近距离，首次确认GWTC-3中所有高显著性信号与黑洞假设一致，并将低致密性奇异双星并合率限制在<0.7 Gpc⁻³ yr⁻¹。
2026-07-21 astro-ph.HE gr-qc
Lighthouses of Gravitational Wave Astronomy
能够进行天文观测的引力波探测器可能在明年内开始运行，在未来10年内，它们将把触角伸到宇宙学距离，最终实现空间任务LISA。这些观测站的主要目标将是双星系统，特别是那些在观测期间轨道可测量地收缩的双星系统。这些系统是标准的蜡烛，它们提供了测量宇宙学参数的独立方法。特别是LISA可以确定恒星形成开始的时代，并与望远镜一起进行电磁观测，以前所未有的精度测量红移为4或更高的哈勃流。
2001-11-28 gr-qc
High angular resolution gravitational wave astronomy
自天文学诞生之初，天体在天空中的位置就一直是一个被视为理所当然的基本观测量。虽然精确的二维位置信息很容易获得的电磁波谱的观测，当前和不久的将来的引力波探测器的位置精度被限制在几十和几百平方度之间，这使得它非常具有挑战性，以确定主机星系的引力波事件或有信心地检测任何电磁对应物。引力波观测提供了关于源特性和距离的信息，这些信息与任何相关的电磁发射信息是互补的，并且很难以任何其他方式获得。因此，具有多个信使的观测系统的科学潜力远远大于其各部分的总和。具有更高角分辨率的引力波探测器将大大增加找到引力波源宿主并引发多信使后续活动的前景。通过在空间建立一个大型基线干涉仪阵列，可以在“航行2050”方案内实现弧分精度或更高精度的观测站，并将具有变革性的科学潜力。标准塞壬的精确位置信息将能够对宇宙学参数进行精确测量，并提供关于结构形成的新见解;高角分辨率引力波观测站将能够探测随机背景并分辨其中的各向异性;它还将能够研究黑洞周围的吸积过程;它将有巨大的潜力来测试修正的引力和发现超越标准模型的物理学。
2019-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Ground Based Gravitational Wave Astronomy in the Asian Region
目前的引力波探测器已经发现了一个令人惊讶的重恒星质量黑洞的人口，和一个更大的人口合并中子星。第一次观测已经导致了许多戏剧性的发现和在非常强的引力场中广义相对论的证实。引力波天文学的未来看起来一片光明，特别是如果能够实现具有更高灵敏度、更宽带宽和更好全球覆盖的额外探测器。第一批发现为设计用于在nHz、mHz和kHz频段进行探测的引力波探测器增添了动力。本文回顾了导致最近发现的长达一个世纪的斗争，并报告了未来探测器的设计和可能性。讨论了未来探测器在亚洲区域的好处，包括分析设在澳大利亚的探测器的好处。
2020-04-16 astro-ph.IM gr-qc
Physically motivated exploration of the extrinsic parameter space in ground-based gravitational-wave astronomy
有效的参数估计是引力波天文学的关键。在紧凑的二进制合并的情况下，高维参数空间需要有效的采样技术-如马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）。许多退化有效地降低了参数空间的维数，并且当已知时，可以使采样算法更有效地与特定问题的改进。我们提出了在本文中的一个简并涉及一个紧凑的二元聚结引力波信号的外部参数的分析描述，当数据从一个三探测器网络（如先进的LIGO/处女座）。我们使用这个新的公式来构建一个跳跃的建议，一个框架的通用采样器，以利用退化。我们显示了MCMC采样器的效率增益的引力波信号从一个紧凑的二进制合并的分析。
2014-02-01 astro-ph.IM gr-qc
