The angular momentum of plane-fronted gravitational waves in the teleparallel equivalent of general relativity
本文在广义相对论的遥平行等效框架下给出了引力角动量的简化表达式。该表达式来自于TEGR的哈密顿公式的约束方程。我们将这个表达式应用于计算任意三维空间体积$V$中的平面前引力波的角动量,并将所得结果与线性化引力波的结果进行比较。
2014-02-21 gr-qc
Probing the anisotropic velocity of light in a gravitational field: another test of general relativity
广义相对论的一个推论,即在引力场中两点之间的平均速度是各向异性的,这一推论被忽略了。它表明,这种各向异性可以探测的实验构成了另一个测试的广义相对论。
2000-12-31 gr-qc
Gravitational Collapse of Gravitational Waves in 3D Numerical Relativity
我们证明了三维的,强非线性的引力波的演化可以遵循数值相对论,从而使许多有趣的研究的基本和观测的后果。我们研究了时间对称、轴对称的{ \it}和非轴对称的Brill波的演化,包括在自身引力作用下坍缩形成黑洞的波。确定了形成黑洞的临界振幅。将黑洞形成过程中发射的引力波与两个米斯纳黑洞迎头碰撞时发射的引力波进行了比较。
1999-04-06 gr-qc
Covariant and Gauge-invariant Metric-based Gravitational-waves Extraction in Numerical Relativity
本文提出一种无需Schwarzschild坐标假设的规范不变度量微扰引力波提取算法,经多种数值相对论场景验证,其波形质量与曲率提取相当,并能识别系统误差,奇宇称下Schwarzschild假设可减小规范效应。
2025-08-05 gr-qc
Cauchy-characteristic extraction in numerical relativity
我们用广义相对论的混合类时-零初值公式来处理引力辐射的计算。外部辐射解的确定是基于类时世界管$Γ$上的边界值和从$Γ$初始横截面发出的输出零锥上的特征数据。我们提出了一个3维的计算算法的细节,该算法在一个数值网格,这是紧致化,包括未来的零无限有限网格点上的初始数据。实现该算法的代码在准球面制度中校准。我们认为,这个过程中的应用程序,以提取波形在无穷远的内部柯西演化,它提供了边界数据$Γ$。这是柯西特性匹配的第一步,其中边界$Γ$处的数据流是双向的,柯西和特性计算为彼此提供精确的边界值。我们描述了实现匹配的策略,并表明,对于小目标误差,它是更有效的计算比替代方法。
1997-05-13 gr-qc
Towards a novel wave-extraction method for numerical relativity
我们提出了一个研究项目的最新成果,旨在构建一个强大的波提取技术的数值相对论。我们的程序使用外尔标量来实现波提取。众所周知,只要正确选择零四分体,外尔标量就能以某种众所周知的方式与所分析的时空的物理性质直接联系起来。特别是它是可能的关联$Ψ_4$与传出的引力辐射自由度,从而使它成为一个有前途的工具,数值波提取。然而,四分体的正确选择是需要解决的问题。我们已经取得了进展,确定一个一般程序,选择这种四分体,通过观察横向四分体,其中$Ψ_1=Ψ_3=0$。作为这些概念的直接应用,我们提出了一个非线性扰动黑洞的Bondi-Sachs度规描述的演化的数值研究。这种特殊的情况使我们能够比较来自外尔标量的结果与来自新闻函数的结果,在这种特殊情况下,新闻函数与辐射自由度直接相关。我们表明,如果我们没有特别注意选择正确的四分体,我们最终会得到不正确的结果。
2006-07-17 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
Renormalizable Quantum Gauge General Relativity
量子规范广义相对论是在量子引力规范理论的框架下提出的。它是基于规范原理制定的,规范原理指出引力相互作用的正确对称性应该是引力规范对称性。本文研究了引力规范群。然后研究了纯引力规范场的引力规范相互作用。发现引力规范场的场方程就是爱因斯坦场方程。然后研究了标量场、狄拉克场和矢量场的引力相互作用,讨论了基本相互作用的统一。本文研究了路径积分量子化的理论。本文所讨论的量子规范广义相对论是一种微扰重整化的量子引力,这是本文所提出的量子规范广义相对论的最重要的优点之一。本文还对该理论的可重整性给出了严格的证明。量子规范广义相对论的另一个重要优点是它可以解释经典的引力测试和引力相互作用的量子效应,例如在COW实验中发现的引力相位效应和在Podkletnov实验中发现的引力屏蔽效应。对于引力相互作用的所有经典效应,如引力的经典检验和宇宙学模型,量子规范广义相对论给出了与爱因斯坦广义相对论相同的理论预言。
2003-09-08 gr-qc
Gravitational wave extraction based on Cauchy-characteristic extraction and characteristic evolution
我们实现了一个代码,找到引力新闻在未来的零无穷远使用的数据从柯西代码作为边界数据的特征码。这种柯西特征提取(CCE)技术允许从数值模拟中明确提取引力波。
2005-09-27 gr-qc
Connecting Numerical Relativity and Data Analysis of Gravitational Wave Detectors
引力波提供了有关天体物理现象的极其详细的信息,其中包括两个黑洞的碰撞,这是一个电磁望远镜完全看不到的系统。预测来自可能来源的引力波信号的模型对于这一努力的成功至关重要。模拟引力辐射的双黑洞源需要使用强大的计算机硬件和复杂的数值算法来求解广义相对论的Eintein方程。本论文介绍了我们在理解由黑洞合并产生的地基引力波方面的进展,以及这些源对引力波天文学的影响。
2015-03-09 gr-qc
Gravitational clock compass in General Relativity
我们展示了如何一个适当准备的一套时钟可以用来确定所有组件的引力场在广义相对论。我们把这样的实验装置称为时钟罗盘,类似于通常的引力罗盘。特别注意的是底层参考系的建设。时钟罗盘和标准重力罗盘之间的概念差异,这是基于一群测试机构的组成部分之间的相互加速度的测量,突出显示。我们的研究结果是直接操作相关的时钟网络的设置,例如在相对论大地测量的背景下。
2018-07-25 gr-qc
The Gravitational Radiaton degrees of freedom in Hyperbolic Systems for Numerical Relativity
引力辐射自由度是在时空3+1分解的框架下描述的。建立了Kidder-Scheel-Teukolsky(KST)方程与本征场的关系。这种关系用于固定KST方程中的参数,该参数与Ricci张量中的空间导数的排序模糊性有关,这是一阶演化系统所固有的,如当前在数值相对论应用中使用的系统。
2002-08-06 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
The Near-Linear Regime of Gravitational Waves in Numerical Relativity
我们报告了一个系统的研究引力波的动力学在全三维数值相对论。我们发现,存在着一个有趣的政权在参数空间的波配置:一个近线性的政权,其中的波的振幅是足够低的,人们预计从平坦时空的几何偏差是可以忽略不计的,但尽管如此,非线性可以激发不稳定的模式的爱因斯坦演化方程导致的度规函数发展失控。这对数值相对论的影响进行了讨论。
1996-10-24 gr-qc
Measuring the gravitational field in General Relativity: From deviation equations and the gravitational compass to relativistic clock gradiometry
如何测量引力场?我们给出明确的答案,这个基本问题,并显示如何所有组件的曲率张量,这代表了引力场在爱因斯坦的广义相对论,可以通过两种不同的方法得到。第一种方法依赖于测量一组适当准备的测试体相对于观察者的加速度。第二种方法利用一组适当准备的时钟。这里讨论的方法形成相对论(时钟)梯度测量的基础,并在大地测量中的应用直接业务相关。
2018-11-21 gr-qc
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Numerical relativity for next-generation gravitational-wave probes of fundamental physics
下一代引力波探测器预计将于21世纪30年代开始运行,它将以极高的灵敏度探测基础物理学。这些观测将测量宇宙中最极端环境下致密核物质的状态方程,以精确的保真度揭示扭曲时空的非线性动力学,对广义相对论进行最严格的检验,或许还能将黑洞用作宇宙粒子探测器。实现这些目标都需要新一代的数值相对论模拟,这些模拟将在21世纪30年代的超级计算机上大规模运行,以实现必要的准确性,这远远超过了当今可用的数值相对论和高性能计算基础设施的能力。
2022-03-31 gr-qc
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
Sparling two-forms, the conformal factor and the gravitational energy density of the teleparallel equivalent of general relativity
最近的研究表明,在广义相对论的远程平行等价(TEGR)的框架内,有可能定义引力场的能量密度。TEGR相当于爱因斯坦广义相对论的另一种表述,而不是另一种引力理论。引力能的局域性已经在许多具有不同拓扑结构的时空中进行了研究,这些分析的结果与先前已知的关于引力能的精确表达的结果一致,并且/或者与时空流形的特定性质一致。本文建立了与引力能密切相关的TEGR引力能量密度表达式与Sparling两种形式之间的关系。我们还表明,我们的能量表达式产生正确的引力质量包含在度规场的共形因子的值。
1997-10-28 gr-qc
Parameterized tests of general relativity with gravitational wave generation and propagation
对引力的任何修改不仅会影响引力波的产生,而且会影响引力波的传播。因此,只有GW产生或GW传播的广义相对论(GR)的测试将导致对偏差的高估。在这里,我们尝试使用一组参数来参数化GW生成和GW传播的修改,然后使用GW 150914测试GR。在最简单的情况下,我们发现引力子质量$μ<6.3\times10^{-23}{\rm eV/c^2}$在$90\%$ C. L.并且在$90\%$ C.L.处不存在与GR的偏差。
2020-09-21 gr-qc
Energy-Momentum and Angular Momentum Carried by Gravitational Waves in Extended New General Relativity
在一个扩展的新形式的广义相对论,这是一个远程平行理论的引力,我们研究的能量动量和角动量的引力波辐射牛顿点质量在弱场近似。由此产生的波形与广义相对论中相应的波形相同,这与先前在远程平行理论中的结果一致。在包含引力源的大球体边界上,动力学能量动量密度的表达式与广义相对论中正则能量动量密度的表达式直到首阶项都是相同的,而作为\emph{internal}平移生成元的动力学能量动量的损失与广义相对论中正则能量动量的损失是相同的.在非动力学希格斯型场$ψ^{k}$的某些渐近条件下,作为\emph{internal} $SL(2,C)$变换的生成元的"自旋“角动量的损失与广义相对论中的角动量的损失相同,而构成庞加莱\emph{coordinate}变换的生成元的正则能量-动量和轨道角动量的损失为零。结果表明,我们在扩展的新广义相对论中定义的动能动量密度和角动量密度对引力波辐射是适用的,并且扩展的新广义相对论解释了脉冲星PSR 1913 +16的Hulse-Taylor测量.
2002-09-30 gr-qc
Pseudoenergy, Superenergy, and Energy Radiation via Gravitational Waves in General Relativity
对于缓慢旋转的物质,通过引力波辐射的能量损失率估计在广义相对论(GR)中的一般协变超能方法。该估计与爱因斯坦四极公式(EQF)的不同之处在于抑制因子($Π\ll1$)。对于对称的两体分布的标量物质,$Π$估计为$\ll(v/c)^2(r/R)^2$,其中$v$是物体的轨道速度,$c$是光速,$r$是每个物体的半径,$R$是物体间的距离。这种矛盾与EQF的简要讨论。
2003-05-27 gr-qc
Pi from the sky -- A null test of general relativity from a population of gravitational wave observations
我们对观测到的引力波(GW)的理解来自于将数据与描述广义相对论(GR)的已知信号模型相匹配。这些模型以后牛顿形式表示,包含数学常数$π$。允许$π$变化,从而使一个强大的,通用的和generalisable零测试GR。从人口22 GW的观测,我们做了天体物理测量$π=3.115^{+0.048}_{-0.088}$,并首选GR作为正确的重力理论与贝叶斯因子为321。我们发现变量$π$测试对模拟超越GR效应的稳健性。
2020-05-11 gr-qc
Analytical meets numerical relativity - status of complete gravitational waveform models for binary black holes
合并黑洞双星的引力波形模型在探测和解释大尺度干涉仪数据中这些双星的特征方面发挥着至关重要的作用。在这里,我们总结了最近的模型,结合分析近似和数值相对论的信息。我们简要地布局和比较的策略,建立这样的完整的模型,我们概括的错误与建模过程的各个方面。
2012-02-24 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
The potential of advanced ground-based gravitational wave detectors to detect generic deviations from general relativity
我们讨论了先进的地基引力波探测器,如LIGO,处女座,和KAGRA检测引力波形的一般偏差从广义相对论的预测的潜力。我们使用参数化的后爱因斯坦形式主义的偏差的特征,并评估什么程度的偏差是可检测的,通过使用基于贝叶斯统计的近似决策方案。通过对单个引力波事件的观测,我们发现对于不同质量的双星,存在参数化后爱因斯坦参数的可探测区域。该地区不排除目前现有的二元脉冲星观测的参数化后爱因斯坦参数在更高的后牛顿秩序。我们还发现,忽略轨道偏心率或潮汐变形的影响不会导致显着的偏差的通用偏离广义相对论的可检测区域。
2016-09-13 gr-qc
Perturbative Hyperboloidal Extraction of Gravitational Waves in 3+1 Numerical Relativity
本文提出微扰双曲面提取方法,将3+1数值相对论内部数据作为边界条件,在双曲面坐标下用Regge-Wheeler-Zerilli方程将引力波传播至零无穷远,在多种天体物理场景中达到与柯西特征提取相当的数据质量。
2025-09-24 astro-ph.HE gr-qc
Interferometric detection of gravitational waves: the definitive test for General Relativity
即使爱因斯坦的广义相对论取得了巨大的成功,并克服了许多实验测试,它也显示出一些缺点和缺陷,今天建议理论家们问它是否是引力的权威理论。在这篇文章中,我们表明,如果先进的项目对引力波(GWs)的检测将提高其灵敏度,允许执行GWs天文学,精确的角度和频率相关的响应函数的干涉仪GWs所产生的各种引力理论,即广义相对论和广义引力理论,将是最终的测试广义相对论。发现这篇文章的论文在2007年ASPERA的官方Astroparticle Publication Review中被引用次数最多,有13次。
2009-06-08 gr-qc
Gravitational collapse of plasmas in General Relativity
本文利用广义相对论的3+1公式推导了等离子体物理与引力的协变关系,并讨论了洛伦兹力定律。然后,我们减少了系统的球对称的情况下,并表明,时空的所有区域可以表示在一个单一的坐标系,从而撤销需要的交界处的条件。我们进一步证明了坍缩区域外的区域自然地由非零坐标中的带电Vaidya时空描述。
2007-11-29 gr-qc
Will gravitational waves confirm Einstein's General Relativity?
即使爱因斯坦的广义相对论取得了巨大的成功,并克服了许多实验测试,它也显示出一些缺点和缺陷,今天建议理论家们问它是否是引力的权威理论。在这篇论文中,它表明,如果先进的项目对引力波(GWs)的检测将提高其灵敏度,允许执行GWs天文学,准确的角度和频率相关的响应函数的干涉仪GWs所产生的各种引力理论,即广义相对论和广义引力理论,将是最终的考验广义相对论。这篇论文也是对2009年重力研究基金会奖荣誉奖的简短评论。
2009-07-21 gr-qc
Numerical relativity reaching into post-Newtonian territory: a compact-object binary simulation spanning 350 gravitational-wave cycles
我们提出了第一个数值相对论模拟的致密物体的二进制的引力波形是足够长的,以覆盖整个频带的先进的引力波探测器,如LIGO,处女座和KAGRA,质量比7和总质量低至$45.5\,M_\odot$。我们发现,有效的单体模型,无论是未校准或校准对大幅缩短的数值相对论波形在较小的质量比,重现我们的新波形非常好,由于建模误差的检测率可以忽略不计的损失。相比之下,后牛顿inspiral波形和现有的校准的现象学inspiral合并ringdown波形显示更大的分歧与我们的新模拟。这种不一致性的变化取决于所使用的具体后牛顿近似。
2015-02-17 gr-qc
Wave zone extraction of gravitational radiation in three-dimensional numerical relativity
我们提出了收敛的引力波形提取的三维,数值模拟中的波区和因果关系断开的边界。这些波形持续多个周期并且非常精确,显示出2%或更好的峰值误差与峰值幅度比。我们的方法包括定义外尔标量Psi_4的爱因斯坦方程的三加一分解方面,申请,第一次,一种新的算法,由于米斯纳计算球谐分量的波数据,并使用固定的网格细化集中在非线性源的分辨率,同时解决波区,并保持因果关系断开计算边界。我们将我们的技术应用于(线性)Teukolsky波,然后应用于两个黑洞的等质量迎头碰撞。我们认为,我们的结果的质量和这些问题的波提取技术的标准测试案例的价值。
2005-03-24 gr-qc
Primordial production of massive relic gravitational waves from a weak modification of General Relativity
遗留引力波的随机背景的产生在文献中的各种著作中是众所周知的,在这些著作中,使用所谓的绝热放大零点涨落过程,已经表明早期宇宙的标准暴胀方案如何在原则上提供遗留引力波的独特谱。本文证明了广义相对论的弱修正产生了引力波的第三次大质量极化,并采用绝热放大的零点涨落过程分析了这种极化的原始产生。质量的存在也可能在宇宙学中有重要的应用,因为引力波可以有质量的事实可能对宇宙的暗物质有贡献。最后给出了由WMAP约束引起的残余引力波的上界。
2008-12-02 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
Inequivalence between gravitational mass and energy of a composite quantum body in general relativity
我们考虑所谓的广义相对论的半经典变体,其中引力场不是量子化的,但物质是量子化的,对于最简单的复合量子体-氢原子。利用时空的定域洛伦兹不变性,在无引力场的情况下,在原子中建立了一个定态的电子量子态,并研究了它在有引力场存在时的时间演化。结果表明,在没有引力场的情况下,这种具有一定能量的态不再是引力场中的定态。因此,氢原子中电子的被动引力质量的量子测量可以给出以下量子化值$m_n = m_e + E_n/c^2$,其中$m_e$是裸电子质量,$E_n$是其在原子中的能级。我们讨论了这种质量量子化现象可能的实验观测中的一些困难。
2019-03-07 gr-qc
Constraining Dirty Black Holes and pseudo-complex General Relativity with the Gravitational Waves Transient Catalog 3.0
本研究利用引力波瞬变星表3.0数据,分析致密并合引力波信号,更新赝复广义相对论与脏黑洞模型对广义相对论参数化偏离的约束,排除了1PN及首次排除1.5PN的无视界偏离,拓展了参数空间探索范围。
2025-09-04 gr-qc
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
Controversies in the History of the Radiation Reaction problem in General Relativity
本文考察了引力束缚系统(如双星)是否由于引力辐射的发射而经历轨道阻尼的历史争论,特别关注20世纪50年代,但也讨论了爱因斯坦和罗森在20世纪30年代关于柱面引力波的工作以及后来的四极公式争论。
1997-04-01 gr-qc
Towards wave extraction in numerical relativity: the quasi-Kinnersley frame
Newman-Penrose形式主义可以在数值相对论中用来提取关于强场动力学场景中发出的引力辐射的坐标不变信息。这样做的主要挑战是确定一个零四分体适当地适应模拟的几何形状,使纽曼-彭罗斯量计算相对于它有一个不变的物理意义。在黑洞微扰理论中,Teukolsky形式主义使用了这种适应的四分体,这些四分体与背景Kinnersley四分体只有微扰上的不同。后来,产生孤立黑洞的天体物理过程的数值模拟应该承认在Teukolsky形式主义中的描述。然而,在这种情况下,适应的四分体必须确定只使用数值计算的度量,因为没有背景克尔几何是已知的先验。为此,本文引入了拟Kinnersley框架的概念。当时空微扰接近克尔时,这个框架近似于背景金纳斯利框架。然而,它仍然可以更普遍地计算,在非微扰的时空中不同于克尔。我们给出了一个明确的解决方案,为了找到这个框架中的一般时空所需的四分之一变换。
2005-07-15 gr-qc
Data formats for numerical relativity waves
本文件提出了交换数值相对论结果的数据格式,特别是重力波形。主要目标是促进引力波源建模小组和引力波数据分析社区之间的互动。我们提出了一个简单的和可扩展的格式,适用于各种引力波,包括二进制的紧凑的对象和系统经历引力坍缩,但仍然是足够的一般性,是有用的其他目的。
2011-02-24 gr-qc
The gravitational wave strain in the characteristic formalism of numerical relativity
的引力波信号的提取,在一个特征的数值演化的上下文中被重新审视。引力波应变的公式被开发和测试,并作为爱因斯坦工具包中PITT代码的一部分公开提供。使用新的应变公式,我们表明,人工非线性漂移固有的时间积分波形的情况下,可以减少一个二元黑洞合并配置。然而,对于快速旋转的恒星核心坍缩模型的测试情况,我们发现漂移必须有不同的根源。
2013-12-17 gr-qc
Matter waves in a gravitational field: An index of refraction for massive particles in general relativity
在广义相对论中,我们考虑了静态各向同性度规中粒子德布罗意波的传播。我们证明了存在的折射率,支配波,并具有所有的经典折射率的属性。我们确认我们的解释与WKB解决方案的广义相对论克莱因-戈登方程。最后,我们对光学作用的意义作了一些观察。
2001-07-18 gr-qc
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
The Teleparallel Equivalent of General Relativity and the Gravitational Centre of Mass
本文简要回顾了广义相对论的遥平行等价,并分析了引力场的质心密度表达式。这种表达在文献中没有得到充分的讨论。目前的分析的动机之一是调查的暗能量在三维空间中的本地化,在一个简单的Schwarzschild-de Sitter时空的宇宙学常数诱导。我们还研究了在特定的暗物质模型中,在一个点质量粒子的时空中,以及在一个任意的轴对称时空中的质量密度的引力中心。结果是合理的,并导致质量(COM)分布函数的引力中心的概念。
2016-09-09 gr-qc
Gravitational phase transition of self-gravitating systems of fermions in General Relativity
在广义相对论的框架下,推广了有限温度下的费米子引力相变模型。结果表明,当非简并费米子气体(对于$N < N_{OV}$,其中$N_{OV}$是Oppenheimer-Schottky极限)冷却到临界温度以下时,出现凝聚相,量子力学阻止了引力坍缩。相反,如果是$N > N_{OV}$,系统注定会坍缩成黑洞,因为不存在平衡态。
2019-03-05 gr-qc
Ten years of extreme gravity tests of general theory of relativity with gravitational-wave observations
University of Mississippi(密西西比大学)
利用引力波观测测试一般相对论在极端引力区域的适用性,总结十年来的主要发现与挑战,探讨未来可能的验证路径。
2026-03-13 gr-qc
GW150914 peak frequency: a novel consistency test of strong-field General Relativity
我们介绍了一种新的测试广义相对论的强场制度的二元黑洞合并。结合信息来自数值相对论模拟的合并黑洞二进制与贝叶斯重建的引力波信号中检测到的LIGO-处女座干涉数据,允许一个测试的瞬时引力波频率的理论预测在峰值的引力波信号振幅。我们提出了这样一个测试的建设,并将其应用于第一个引力波事件检测的LIGO和Virgo合作,GW 150914。所获得的$p$ -值是$p=0.48$,与$p=0.5$的预期值形成对比,因此没有检测到违反广义相对论的迹象。
2019-05-02 gr-qc
Towards a novel wave-extraction method for numerical relativity. I. Foundations and initial-value formulation
Teukolsky的黑洞微扰理论描述了平衡态附近的弱引力辐射。一个特殊的零四分体的背景克尔几何,由于金纳斯利,发挥了独特的重要作用,在这种形式主义。为了将Teukolsky的方法的丰富的物理直观应用于完全非线性数值模拟的结果,必须使用原始数值数据来近似Kinnersley四分体,而没有背景的先验知识。本文通过确定准Kinnersley框架中四分体场的方向来解决这个问题。这个框架提供了一个独特的,分析的扩展Kinnersley的定义克尔几何更广泛的一类时空,不仅包括任意扰动,但也有许多例子,不同的非微扰从克尔。本文建立了具体的限制划定这一类,并概述了一个计划来计算准Kinnersley框架的数值代码的基础上的初始值制定的几何动力学。
2005-05-11 gr-qc
Path Integral Quantization of Quantum Gauge General Relativity
本文讨论了量子规范广义相对论的路径积分量子化。首先,我们推导了外场作用下格林函数的生成泛函。基于该生成泛函,导出了引力规范场及其鬼场的传播子。然后,我们计算了三个或四个引力规范场的各种相互作用顶点以及鬼场与引力规范场的相互作用顶点的费曼规则。本文的结果是计算引力规范场真空极化和引力耦合在一圈图水平上的顶点修正的基础。我们在前一篇文章中指出,量子规范广义相对论是微扰可重整化的,并给出了它的可重整化的形式证明。下一步,我们将计算单圈和双圈重整化常数,并通过直接计算证明理论在单圈和双圈水平上是可重整化的。
2008-12-16 gr-qc
Numerical Relativity and the Discovery of Gravitational Waves
精确求解强场引力系统的爱因斯坦方程是确定引力波探测的全部物理内容的关键。没有这些解决方案,它是不可能的,以推断初始和最终状态的系统参数的精确值。获得这些解需要大量的数值模拟,因为爱因斯坦的方程控制这些系统太难解析求解。这些困难主要来自于广义相对论中时空的弯曲和非线性性质。开发产生可靠,高效计算所需的数值能力需要数百名研究人员进行50年的艰苦努力,使用复杂的物理洞察力,算法开发,计算技术和计算机,这些计算机的能力比1964年首次尝试计算时高出10亿倍。我的目的是为非专家提供一个可以理解的概述,说明使这种巨大进展成为可能的主要事态发展。
2019-03-12 gr-qc
Gravitational-wave extraction from neutron-star oscillations
我们比较了不同的引力波提取方法用于三维非线性模拟与线性模拟的扰动的球形时空与物质。我们提出的结果,从完全广义相对论模拟系统组成的振荡和非旋转的恒星发出引力辐射。还显示了关于非线性效应的开始的结果。
2011-08-12 gr-qc
Accurate calculation of gravitational wave memory
引力波记忆是广义相对论的一个重要预言。对引力波存储器的探测可以用来检验广义相对论和推断引力波源的性质。定量模型对于这种检测和信号解释是重要的。以往关于引力波存储器的工作都是利用引力波的能流来计算存储器。这种引力波能量与记忆的关系只有在后牛顿近似下才能得到验证。关于引力波存储的数值相对论结果还不确定。精确计算内存的要求很高。本文提出了一种计算引力波记忆的新方法。该方法基于Bondi-Metzner-Sachs理论。因此,我们的方法不需要慢运动和弱场条件的引力波源。在已知非记忆波形的情况下,我们的新方法可以准确地计算记忆。作为一个例子,我们将我们的方法与成熟的关于双黑洞合并的非记忆波形的数值相关性结果相结合。我们计算出的波形可以用于记忆探测和引力波源的理解。我们的计算结果证实了关于记忆的数值相关性的初步结果。研究了两个自旋对齐的黑洞的质量比和自旋对记忆振幅的影响。
2023-02-06 gr-qc
On the incompatibility of experiments confirming certain conclusions of the general relativity
本文提出了一些定性的论据,说明了在光量子引力红移实验和在引力场中研究钟行为的实验中所得到的肯定结果是不相容的。
1999-02-11 gr-qc
Compact Anisotropic Models in General Relativity by Gravitational Decoupling
Durgapal的第五各向同性解决方案描述球对称和静态的物质分布扩展到各向异性的情况下。为此,我们通过最小几何变形方案采用引力解耦。这种方法允许分裂爱因斯坦的场方程在两个简单的方程组,一个对应于各向同性部门和其他各向异性部门描述的额外的引力源。各向同性扇区由Dugarpal模型求解,而各向异性扇区则在对最小几何变形进行适当选择后求解。所得到的模型代表了一些奇怪的恒星候选人,并满足所有的要求,以成为一个良好的物理解决方案的爱因斯坦场方程。
2018-10-30 gr-qc
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