A Realistic Projection for Constraining Neutron Star Equation of State with the LIGO-Virgo-KAGRA Detector Network in the A+ Era
本研究利用降阶求积技术对3,000个模拟双中子星并合信号进行参数估计，评估A+时代LIGO-Virgo-KAGRA网络对中子星状态方程的约束能力，发现潮汐形变估计存在质量依赖偏差并量化修正。
2025-01-20 astro-ph.IM gr-qc
Eigenvalue repulsions in the quasinormal spectra of the Kerr-Newman black hole
研究了Kerr-Newman（KN）黑洞度规的引力电磁微扰，识别了KN黑洞的两个准正规模的$-$光子球族和近视界$-$族，计算了衰减速率最慢的模的频谱（在所有KN参数空间）.我们发现了一个新的QNM现象，这是唯一的KN系统，即QNM家庭之间的本征值排斥。这种特性在固态物理中很常见，其中\eg负责在某些薛定谔势中移动的电子的光谱中的能带/带隙。利用增强的对称性的近地平线极限的近极值KN几何，我们还开发了一个匹配的渐近展开，使我们能够解决的扰动问题，使用分离的变量，并提供了一个很好的近似KN QNM光谱附近的极值。这里推导出的KN QNM光谱不仅需要解释天体物理环境中的引力发射，例如LIGO、Virgo和LISA探测的引力发射，而且还可以提取对几种新物理场景的观测影响，例如迷你带电暗物质或某些修改的引力理论，在二元合并的尺度上与KN解一起退化。
2021-09-28 astro-ph.HE gr-qc
Early Advanced LIGO binary neutron-star sky localization and parameter estimation
2015年将见证先进LIGO的首次观测，并开启引力波（GW）先进探测器时代。对于地基GW探测器来说，最有希望的源之一是二元中子星（BNS）合并。为了使用天体物理学的任何探测，我们必须了解我们的参数估计分析的能力。通过模拟的GWs从天体物理学动机的人口BNS，我们研究的准确性，在早期先进的探测器时代的参数推断。我们发现，天空的位置，这是很重要的电磁后续，可以快速确定（~5秒），但天空面积可能是数百平方度。组件质量和自旋之间的简并意味着单个质量和自旋的测量存在显著的不确定性;然而，啁啾质量被很好地测量（通常优于0.1%）。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Searching for quasinormal modes from Binary Black Hole mergers
Institute of Mathematics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院数学研究所）；National Center for Nuclear Research（国家核研究中心）
本文提出一种基于最大似然估计的新方法，用于在双黑洞并合残余的环形衰减中搜索引力波quasi-normal模式，通过蒙特卡洛模拟验证了该方法在LIGO、Einstein Telescope、Cosmic Explorer和LISA等探测器数据中的性能。
2025-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Quasinormal frequencies for a black hole in a bumblebee gravity
近年来，随着LIGO-Virgo探测到引力波和事件视界望远镜（EHT）拍摄到M87* 超大质量黑洞的阴影图像等观测事件的出现，黑洞的理论研究有了很大的发展。准正态频率、阴影和光偏转对于分析黑洞模型变得更加重要。在这种情况下，一个有趣的研究方案是大黄蜂引力中的黑洞。大黄蜂矢量场施加了一个自发对称性破缺，使该场获得真空期望值，产生违反洛伦兹（LV）的黑洞。为了用WKB方法计算准正规模，我们得到了该黑洞具有钟形势的Reege-Wheeler方程。两个QNM，标量和张量模式，计算的黑洞在大黄蜂的情况下。此外，还分析了Schwarzschild类解的稳定性和LV参数的一些界。
2021-05-13 gr-qc hep-th
Nonlinear electrodynamics effects on the black hole shadow, deflection angle, quasinormal modes and greybody factors
本文详细讨论了场耦合参数$β$和磁荷参数$P$对非旋转黑洞的非线性电动力学效应。特别地，我们综述了磁荷黑洞的物理性质、热力学性质、观测现象、准正规模和吸收截面。然后，我们表明，黑洞得到更冷的增加电荷。研究热容量，我们看到，黑洞是热稳定的，这是通过引入广义不确定原理（GUP）与量子引力参数$λ$放大。然后，我们计算的偏转角在弱场极限，高斯-邦纳定理和测地线方程，表明磁荷有贡献的一阶。利用光线追迹方法模拟了具有薄盘和球形吸积的NED黑洞的观测现象。我们发现参数$P$对阴影半径有很强的影响。我们考虑了黑洞在无质量标量扰动下的拟正规模和灰体因子。我们发现，电荷引入了一个轻微的差异的基本频率和灰体因子的NED黑洞是强烈陡峭的引入增加的电荷。为了说明观测约束，我们证明了M87* 黑洞的磁荷在以M为单位的$0\leq P\leq0.024$之间，这与真实的天体物理黑洞大多是中性的观点一致。我们还发现LIGO/VIRGO和LISA可以探测到质量介于$5M_\odot$和$8.0\cdot 10^8\,M_\odot$之间的黑洞的NED黑洞扰动。最后，我们发现，对于黑洞的质量检测到的LIGO到目前为止，带电NED黑洞将偏离史瓦西$5\sim 10$ Hz的基频。
2022-01-04 gr-qc
Probing Cosmic Strings via Black Hole Quasinormal Modes in Gravitational Wave Astronomy
Dr. Vishwanath Karad MIT World Peace University（Vishwanath Karad MIT 世界和平大学）
通过分析黑洞quasinormal模式谱，提出利用引力波探测宇宙弦的新方法，确定扰动强度下限并提供反向估计弦能量或电荷的途径。
2025-12-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave searches in the era of Advanced LIGO and Virgo
引力波天文学的领域已经被用干涉探测器进行的引力波观测所开辟。本文综述了美国激光干涉仪引力波天文台和意大利Virgo天文台目前使用的引力波探测器和数据分析方法。这些分析方法也将用于最近完成的日本KAGRA天文台。数据分析算法的目标是四类引力波之一。短持续时间，瞬态源包括紧凑的二进制合并，和突发源起源于不良的模拟或意外的来源。长持续时间源包括发射频率一致的连续信号的源，以及形成随机背景的许多未分辨源。描述潜在的来源和搜索引力波从这些类的详细。
2021-08-02 astro-ph.IM gr-qc
Thanks for the memory: measuring gravitational-wave memory in the first LIGO/Virgo gravitational-wave transient catalog
引力波记忆是广义相对论的一种强场效应，表现为时空中的永久位移。我们开发了一个贝叶斯框架来检测引力波记忆与先进的LIGO/Virgo探测器网络。我们将此算法应用于LIGO/Virgo的第一个瞬态引力波目录中的10个二元黑洞合并。我们没有发现记忆的证据，这与预期一致。为了估计何时会检测到内存，我们使用目前最好的人口估计构建一个现实的样本的二元黑洞观测LIGO/处女座在设计灵敏度。我们表明，$\mathcal{O}(2000)$二元黑洞观测的合奏可以用来找到明确的证据引力波记忆。我们的结论是，记忆很可能是在早期A+/处女座+时代检测到的。
2019-11-28 astro-ph.HE gr-qc
The Critical Role of LIGO-India in the Era of Next-Generation Observatories
本研究分析LIGO-India在下一代引力波观测站时代的作用，发现其以A♯灵敏度运行时可替代一台CE探测器实现相近的定位与预警性能，但臂长和灵敏度带宽限制了其部分深空科学探测能力。
2025-05-01 gr-qc
Improved source localization with LIGO India
一个先进的引力波干涉测量探测器全球网络正在建设之中。这些探测器的灵敏度将比最初的探测器提高一个数量级，并将迎来引力波天文学的时代。在本文中，我们评估了将一个先进的LIGO探测器搬迁到印度的好处。
2012-09-28 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational waves from an early matter era
我们调查的引力波的产生，由于原始密度扰动的引力不稳定性，在早期的物质主导的时代，可以检测到的实验，如LIGO和LISA。我们利用相对论微扰理论给出了线性密度微扰产生的二阶张量扰动的解析估计。我们发现，大的增强因子相对于天真的二阶估计是可能的，由于子哈勃尺度上的密度扰动的增长。然而，非常大的增强因子与小尺度密度扰动线性理论的崩溃相吻合。为了产生一个原始的引力波背景，将与LIGO或LISA检测的密度扰动在线性制度需要原始的共动曲率扰动的小尺度上的0.02为先进的LIGO或0.005为LISA，否则数值计算的非线性演化的亚哈勃尺度上是必需的。
2009-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Estimation of starting times of quasinormal modes in ringdown gravitational waves with the Hilbert-Huang transform
在双黑洞（BBH）合并过程中，残余黑洞的准正规模（QNM）支配着衰荡引力波（GW）。为了研究QNM的性质，重要的是确定QNM出现在GW信号中的时间以及计算其频率和幅度。本文提出了一种新的方法来估计量子NM的开始时间和计算量子NM的频率和幅度的BBH GW。将其应用于数值相关模拟的并合波形和GW 150914的观测数据。结果表明，对于无探测器噪声的纯波形，所得到的QNM频率和振幅随时间的演化与理论值在1%的精度范围内是一致的。此外，还揭示了QNM的起始时刻与残余黑洞的自旋之间存在着相关性.在对GW 150914的分析中，我们证明了用我们的方法估计的残余黑洞的参数与LIGO给出的参数是一致的，并确定了QNM的合理起始时间。
2017-09-05 gr-qc
Bounds on tidal charges from gravitational-wave ringdown observations
本研究基于膜世界黑洞的潮汐荷拟正则谱特征，构建双黑洞并合铃宕阶段波形模型，通过贝叶斯分析GWTC-3星表数据，首次给出潮汐荷的稳健约束，强调需考虑其与黑洞内禀参数的相关性。
2024-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation for binary neutron-star coalescences with realistic noise during the Advanced LIGO era
先进的地基引力波探测器即将开始工作。他们的预期目标不仅是对GW进行首次直接检测，而且还对源系统进行推断。双星中子星合并是最有希望的来源之一。我们调查的性能参数估计\edit{(PE)}管道，将在2015年的高级激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）的第一次观测运行期间使用：我们专注于重建源的位置在天空中的能力，但也考虑到测量质量和距离的能力。准确，快速的天空定位是必要的，以提醒电磁（EM）观测站，使他们能够执行后续搜索对应的瞬态事件。我们考虑PE准确性的存在下，\edit{non-stationary}，非高斯噪声。我们发现噪声的特性对PE性能\edit{at a given signal-to-noise ratio}的影响可以忽略不计。源光度距离只能受到很差的约束，相对于真实距离缩放的中值$90\%$（$50\%$）可信区间为$0.85$（$0.38$）。然而，啁啾质量被很好地测量。我们的啁啾质量估计受到系统误差的影响，因为我们使用了没有分量自旋的引力波形模板来对中等自旋的信号进行推断，但总误差通常小于$10^{-3} M_\odot$。用于天空定位的中值$90\%$（$50\%$）可信区域是$\sim600~\mathrm{deg^{2}}$（$\sim150~\mathrm{deg^{2}}$），其中探测到的事件的$3\%$（$30\%$）定位在$100~\mathrm{de…
2015-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Quasinormal modes of slowly-rotating black holes in dynamical Chern-Simons gravity
LIGO/Virgo合作探测到来自致密双星合并的引力波，这是第一次，使我们能够在其强大的，动态的和非线性的区域测试相对论引力，从而打开了一个新的舞台，以对抗广义相对论（及其修正）对观测。我们考虑一个理论，它通过引入一个耦合到宇称违反曲率项的标量场来修改广义相对论，该曲率项被称为动力学陈-西蒙斯引力。在这个理论中，旋转的黑洞不同于广义相对论的黑洞，因此可以作为这个理论的探针。研究了自旋超前阶的动态Chern-Simons引力场中黑洞的线性引力标量扰动，得到了描述扰动引力场和标量场演化的扰动场方程，用直接积分法数值求解了这些方程，计算了主多极子和高阶多极子的准正规模频率，并将它们列成表格，（iii）找到这些旋转黑洞是线性稳定的强有力证据;（iv）根据自旋和Chern-Simons耦合参数，给出了引力和标量准正规模频率的不同多极子的一般拟合函数。我们的结果可以用来验证小自旋残余物的数值相对论模拟的黑洞双星在动力学陈-西蒙斯引力和铺平道路，为未来的测试这个理论与引力波衰荡观测。
2022-06-14 gr-qc
Signature quasinormal modes of Ellis-Bronnikov wormhole embedded in warped braneworld background
研究嵌入翘曲膜世界背景的Ellis-Bronnikov虫洞的准正则模，发现额外维度导致双主导模振荡，并分析颈部陡度对频率的影响。
2024-02-10 gr-qc
Prospects for measuring off-axis spins of binary black holes with Plus-era gravitational-wave detectors
从双黑洞的引力波特征中推断出它们的质量和自旋性质，揭示了关于这些系统如何形成的重要线索。来自孤立双星演化的BBH预计会优先与它们的轨道角动量对齐，而通过动力学组装形成的双星则没有这种偏好。不久的将来，引力波探测器可以测量离轴自旋的保真度将对BBH形成通道的研究产生影响。在这项工作中，我们研究了高级LIGO Plus（A+）和高级Virgo Plus（AdV+）干涉探测器可以测量对齐和未对齐自旋的程度。我们使用模拟的BBH引力波信号注入合成探测器噪声，比较了在A+/AdV+（“Plus”）灵敏度或先进时代设计（“Design”）灵敏度下运行的LIGO-Virgo网络之间的自旋分辨率。的信号分布在可能的BBH系统的质量自旋参数空间，占进动和高阶模式的影响。我们发现，加升级产生显着的改善自旋估计不平等的质量和中等或大自旋的系统。使用模拟信号建模后，不同类型的层次BBH合并，我们还得出结论，加检测器网络将产生显着改善的自旋估计为1G+2G二进制相比，设计网络。
2022-03-23 astro-ph.HE gr-qc
Outlook for detection of GW inspirals by GRB-triggered searches in the Advanced detector era
短而硬的伽马射线暴（GRB）被认为起源于两颗中子星（NS）或一颗中子星和一个黑洞（BH）的合并。如果这种情况是正确的，那么短伽马射线暴将伴随着强引力波（GW）的发射，可以被LIGO，Virgo，KAGRA和LIGO-India等GW天文台检测到。与全天候、全天时的GW搜索相比，外部触发的GW搜索具有时间和天空位置已知、GW幅度增大等优点。基于最近的联合LIGO-Virgo数据，我们的分析估计，和我们的蒙特卡罗模拟候选紧凑的二进制合并事件的信噪比的分布，我们找到了一个有效的敏感体积GRB触发的搜索，是约2倍以上的全天空，所有的时间搜索。对于NS-NS系统，喷流角为20度，伽马射线卫星视场为天空的10%，并且具有通常旋进的自旋，这使NS-NS短GRB和NS-BH短GRB关联的数量增加了一倍，达到NS-NS和NS-BH所有检测的3-4%。我们还调查的权力测试统计过剩的阈下事件列表中，并表明，这些是不太可能揭示一个阈下人口，直到发现GW协会短伽玛暴已经是例行的。最后，我们提供了有用的公式计算GW振幅的先验分布，从一个紧凑的二进制合并，对于一个给定的GW探测器网络和给定的天空位置。
2013-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Comparing advanced-era interferometric gravitational-wave detector network configurations: sky localization and source properties
本研究利用完整贝叶斯参数估计评估高级时代地基引力波探测器网络性能，发现加入 Virgo 和 KAGRA 探测器可显著提升天空定位精度与内禀源参数约束，并验证 20 Hz 低频阈值足够。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
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
Primordial Black Hole Dark Matter and LIGO/Virgo Merger Rate from Inflation with Running Spectral Indices: Formation in the Matter- and/or Radiation-Dominated Universe
我们研究的可能性来解释整个暗物质丰度的原始黑洞（PBH）或解释合并率的双黑洞估计的引力波探测LIGO/处女座。我们假设PBH起源于一个辐射或物质占主导地位的时代，从大的原始曲率扰动产生的通货膨胀。我们采取一个简单的模型无关的方法，考虑通货膨胀与大运行的频谱指数参数化的$n_\text{s}, α_\text{s}$，和$β_\text{s}$与观测范围一致。合并率由具有辐射主导时代产生的$\mathcal{O}(10)$ $M_{\odot}$质量的PBH拟合。那么跑步的跑法应该是$β_\text{s} \sim 0.025$，可以通过以后的观察来检验。另一方面，如果适当实现一组运行参数，则暗物质的整体丰度与早期物质主导时代产生的具有小行星质量的PBH（$\mathcal{O}(10^{-17})~M_{\odot}$）一致。
2018-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eccentric Stellar-mass Binary Black Holes: Population, Detectability, and Waveform Analysis in the LISA and LIGO Era
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）
本文通过模拟本地宇宙中动力学形成的恒星质量偏心双黑洞种群，预测其在LISA和LVK波段的探测率，并分析波形收敛性及对全局拟合的影响。
2026-11-10 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of gravitational higher order modes in the third-generation era
探讨了第三代地基探测器（如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜）对引力波高阶模的探测。利用基于激光干涉引力波天文台（LIGO）和Virgo（GWTC-2）在第二个引力波目录中报告的事件的二元黑洞的天体物理种群，结合二元黑洞合并的红移演化的Madau-Dickinson模型，我们使用由三个第三代探测器组成的网络来评估这些高阶模的可探测性。我们发现，两个次主导模式[（3，3）和（4，4）]可以检测到约30%的人口与网络的信噪比为3或更高，和近10%的来源，五个主导模式将是可检测的。此外，还研究了双星的质量比和轨道倾角对观测者视线探测各种模式的影响。对于LIGO-Virgo目录中的一些选定事件，我们确定了如果第三代探测器在记录这些事件时运行，则会检测到的模式。我们还计算了Voyager探测器对高阶模的探测能力，发现只有$\sim$ 6%和2%的可探测总体分别具有（3，3）和（4，4）模的相关探测。在3G时代观察这些高阶模式将对这些探测器可能产生的科学产生巨大影响，从天体物理学和宇宙学到强场引力测试。
2021-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Shadow, lensing, quasinormal modes, greybody bounds and neutrino propagation by dyonic ModMax black holes
最近的工作的修改麦克斯韦（ModMax）黑洞[物理快报B 10.1016/j.physletb.2020.136011]，这是不变的对偶旋转和共形变换中发现的[物理修订D 10.1103/PhysRevD.102.121703]，我们探讨其影响的阴影投射，弱场引力透镜，中微子在其附近的传播。利用EHT数据计算Sgr. A* 和M87*，和LIGO/VIRGO实验的双音ModMax黑洞扰动，我们发现的ModMax参数，如$Q_\text{m}$和屏蔽因子$γ$的限制。我们还分析了阴影半径的行为如何感知一个静态的观察者和一个是与宇宙膨胀。对于静态观测者，ModMax参数的影响是恒定的，我们发现当观测者与宇宙膨胀同步运动时，它会发生变化。我们还利用高斯-邦纳定理及其在爱因斯坦环形成中的应用，分析了它对弱偏转角的影响。我们还考虑了有限距离效应和大质量粒子偏转。结果表明，大质量粒子的远场近似使偏转角最大，并放大了$Q_\text{m}$和$γ$的影响。然后我们还计算了编码双音ModMax黑洞独特特征的拟正规模和灰体边界。随着空间技术的进步，我们报道了通过阴影投射、爱因斯坦环、准正规模和中微子振荡来探测偏差的可能性。
2022-12-22 gr-qc
Gravito-electromagnetic perturbations of MOG black holes with a cosmological constant: Quasinormal modes and Ringdown waveforms
本文研究带宇宙学常数的MOG黑洞的引力-电磁扰动，数值求解准正则模式与铃宕波形，发现增大参数α或Λ均使QNM频率实部和虚部减小，并揭示电磁与引力模式在MOG-德西特时空中具有等谱性和相同铃宕波形。
2023-10-11 gr-qc
GRB/GW association: Long-short GRB candidates, time-lag, measuring gravitational wave velocity and testing Einstein's equivalence principle
短持续时间的伽马射线暴（SGRB）被广泛认为是由致密双星的合并提供动力的，例如中子星双星或可能的中子星-黑洞双星。虽然利用先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）/VIRGO网络探测具有引力波（GW）信号的SGRB的前景是有希望的，但在预期的先进LIGO/VIRGO灵敏度范围内，还没有发现已知的SGRB。然而，我们发现，两个长短GRB（GRB 060505和GRB 060614）可能是在先进的GW探测器的视野。在即将到来的GW天文学时代，一些长短GRB的合并起源，如GRB 060614中显示的macronova签名所青睐的，可以明确地测试。模型依赖的时间滞后之间的合并和发病的伽玛射线暴的即时排放的估计。在模型预测和GW天文学时代预期的真实数据之间的这种时间滞后的比较将有助于揭示在中央引擎发生的物理过程（包括相对论流出的发射，合并期间喷射的致密物质流出的出现，以及伽马射线的辐射）。我们还表明，GWs的速度，有或没有爱因斯坦的等效原理的同时测试，可以直接测量到$\sim 3\times 10^{-8}~{\rm cm~s^{-1}}$的精度，甚至更好的先进的LIGO/VIRGO时代。天体物理学杂志，卷
2016-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Comparing H-alpha and HI Surveys as Means to a Complete Local Galaxy Catalog in the Advanced LIGO/Virgo Era
识别即将到来的先进地面干涉仪网络检测到的引力波（GW）源的电磁对应物将是具有挑战性的，部分原因是在~10-100平方度的天空定位中存在大量不相关的天体物理瞬变。一个潜在的方法，以大大减少这种误报的数量是限制详细的后续行动，只有那些候选人附近的星系的GW灵敏度范围内的二元中子星合并的~200 Mpc。这样的战略目前受到阻碍的事实，星系目录是严重不完整的这一卷。在这里，我们比较了两种完成本地星系表的方法：（1）窄带H-α成像巡天;（2）HI发射线射电巡天。利用斯隆数字巡天（SDSS）中星系的H-α通量、恒星质量（M_star）和恒星形成率（SFR），结合GALEX阿雷西博SDSS巡天和赫歇尔参考巡天的HI数据，我们估计，在200 Mpc下，亮度灵敏度为L_H-α = 1 e40 erg/s的H-α巡天可以达到f_SFR ~ 75%的完整性相对于总的SFR，但只有f_Mstar ~ 33%相对于恒星质量（由于缺乏早期型星系的敏感性）。这些数字显着低于理想化的光谱测量，由于H-α通量的损失导致解决了附近的星系和无法纠正的基础恒星连续体。一项与拟议的WALLABY ASKAP调查敏感性相似的HI调查可达到f_SFR ~ 80%和f_Mstar ~ 50%，略高于H-α调查。最后，H-α和HI巡天对于短持续时间的伽马射线暴的宿主星系的完整性应该达到50%以上，这可能会追踪到双星合并的中子星的数…
2012-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multiband Observation of LIGO/Virgo Binary Black Hole Mergers in the Gravitational-wave Transient Catalog GWTC-1
先进的LIGO和Virgo探测器开启了研究宇宙中黑洞（BH）的新时代。一群恒星质量的双星BH（BBH）被发现比以前预期的要重。这些重型BBH为我们提供了一个机会，实现多波段观测与地基和天基引力波（GW）探测器。在这项工作中，我们使用的BBH发现的LIGO/Virgo合作作为不容置疑的例子，并详细研究了在不久的将来与GW探测器的多波段观测的前景。我们将Fisher矩阵应用于旋转，非旋进的吸气合并振铃波形，同时充分考虑天基GW探测器的运动。我们的分析表明，探测器的分赫兹灵敏度有望记录恒星质量的BBH信号具有非常大的信噪比，并提供准确的参数估计，包括天空的位置和时间合并。此外，多个探测器的组合将实现对BBH性质的前所未有的测量。作为一个明确的例子，我们提出了多波段的敏感性，一般偶极辐射的黑洞，这是非常重要的等效原理的基础上的引力，特别是那些理论预测曲率诱导标量化的黑洞。
2020-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from quasinormal modes of a class of Lorentzian wormholes
使用标准数值方法得到了洛伦兹虫孔时空的双参数族的准正规模，这些模是在与膜世界引力相关的特定标量张量理论中作为解出现的。作为标量张量理论中的解，这些虫洞可以与满足弱能量条件的物质一起存在。如果一个假设的恒星质量的双黑洞合并，在GW 150914中观察到的类型的最终状态，可以是这些虫洞，那么我们展示了如何可以测量它们的属性从它们的独特的签名在引力波由他们发出，因为他们定居下来，在合并后的阶段从最初的扰动状态。我们认为它们的标量准正规模对应于所谓的呼吸模，呼吸模通常出现在标量张量理论的引力波解中。我们展示了这些模式的频率和阻尼时间如何依赖于虫洞的参数，包括它的质量。我们推导出模式的解决方案，并使用它们来确定如何可以测量这些参数时，这些虫洞的最终状态的二进制黑洞合并。具体来说，我们发现，如果呼吸模式在LIGO类探测器的设计灵敏度，并有一个最大振幅等于张量模式，观察到的GW 150914，然后为一系列的虫洞参数值，我们将能够辨别它从一个黑洞。如果在未来的观测中，我们能够证实这种虫洞的存在，我们将一次性地获得一些关于修正的引力理论和额外空间维度的间接证据。
2018-05-29 gr-qc
A dynamical dark energy solution to Hubble-Lemaître tension in the light of the multimessenger era
我们表明，引力波测量提高了测量$H_0$与黑暗的警笛的机会，在2 $σ$，解决\hubble张力所需的精度。我们的结果有两个主要原因：（1）GWTC-1和GWTC-2对GW LIGO-Virgo瞬变星表的升级提高了它们的灵敏度，只有10%的污染分数，（2）新的暗警报应该有助于限制我们的动态EoS。与此同时，灵敏度升级和新的暗能量模型将有助于准确推断\hubble常数$H_0$，与$+14.0$ / $-7.0$的LIGO暗警报相比，$H_0$的$\pm 0.077$误差更好，这将进一步巩固暗警报在后期暗能量中的作用，以用于未来的精确宇宙学。
2021-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Revisiting the ringdown of GW150914
我们检查最近的索赔，证据的泛音在振铃的GW 150914二进制黑洞合并是一个结果的噪声异常。我们不能重现这些说法，发现我们以前对这一事件的分析对数据分析的选择是稳健的，并且与峰值后的应变被很好地描述为残留黑洞的准正态模式的叠加的预期一致。我们讨论了建立任何特定的振铃模式被检测到的意义和影响，并认为这是误导，期望实际的LIGO-Virgo数据通知合并是否或为什么看起来线性的讨论。
2022-02-19 astro-ph.HE gr-qc
Standard siren cosmology in the era of the 2.5-generation ground-based gravitational wave detectors: bright and dark sirens of LIGO Voyager and NEMO
本研究探讨了2.5代地基引力波探测器LIGO Voyager和NEMO利用明亮和暗标准警笛测量哈勃常数等宇宙学参数的潜力，发现结合两者可将测量精度提升至约1.4%，为解决哈勃张力提供广阔前景。
2024-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Recent searches for continuous gravitational waves
引力波天文学在2015年9月戏剧性地开启，LIGO发现了一个遥远而巨大的双黑洞合并。最近发现的中子星双星合并，随后是伽马射线暴和千诺瓦，加强了这个新时代的兴奋，我们可能很快就会看到其他引力波的来源，包括连续的，几乎单色的信号。潜在的连续波（CW）源包括快速旋转的银河系中子星和更奇异的可能性，如黑洞周围的轴子玻色爱因斯坦“云”的发射。先进的LIGO数据的最新搜索，更敏感的未来搜索的前景进行了讨论。
2017-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Status of the continuous gravitational wave searches in the Advanced Detector Era
由旋转的、不对称的中子星发射的周期性（几乎是单色的）引力波是高级LIGO和高级Virgo探测器灵敏度波段内有趣的潜在信号。这些信号与中子星内部的弹性应力和磁应力有关，也与各种可能的不稳定性有关，因此，从很大程度上未知的中子星结构的角度来看，这些信号是有趣的。我将描述与这些搜索相关的主要挑战，数据分析方法的现状和未来计划。
2017-10-18 gr-qc
Obtaining Gravitational Waves from Inspiral Binary Systems using LIGO data
天体物理事件GW 150926和GW 151226的发现从实验上证实了引力波（GW）的存在，并证明了双星质量黑洞系统的存在。这一发现标志着一个新时代的开始，它将揭示我们宇宙中意想不到的特征。这项工作提出了一个基本的洞察力的基本理论GW发出的inspiral的二元系统，并描述了科学和技术的努力，开发使用干涉仪为基础的探测器，称为LIGO测量这些波。随后，工作提出了一个全面的数据分析方法的基础上的匹配滤波器算法，其目的是恢复GW信号发出的螺旋双星系统的天体物理源。该算法进行了评估，免费提供的LIGO数据包含注入GW波形。为评估检测准确度而进行的实验结果显示，注入GW的回收率为85%。
2017-03-08 astro-ph.IM gr-qc
Binary Neutron Stars from the Moon: Early Warnings and Precision Science for the Artemis Era
Vanderbilt University（范德堡大学）
本文研究月基引力波探测器在阿耳忒弥斯时代对双中子星合并的早期预警和高精度定位能力，展示其在多信使天文学中的革命性贡献。
2026-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Search for Peak Structures in the Stochastic Gravitational-Wave Background in LIGO-Virgo-KAGRA O1-O4a Datasets
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高等能源物理研究所）；Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（巴塞罗那科学与技术研究院）；Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)（巴塞罗那自治大学）；Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级机构）
该研究通过LIGO-Virgo-KAGRA数据探索随机引力波背景中的多峰值结构，采用双峰谱参数化方法进行贝叶斯推断，为未来非平凡引力波背景搜索奠定基础。
2025-12-01 astro-ph.CO gr-qc
Ringdown signatures in the Ernst-Wild geometry: modeling Kerr black holes immersed in a magnetic field
Department of Physics and Astronomy, University of Victoria（维多利亚大学物理与天文系）
研究通过Ernst-Wild几何建模磁场所中的Kerr黑洞，分析其quasinormal模式谱，并评估磁场对双黑洞合并事件中ringdown特征提取的影响。
2025-11-20 gr-qc hep-th
An improved effective-one-body model of spinning, nonprecessing binary black holes for the era of gravitational-wave astrophysics with advanced detectors
我们提高了有效单体（EOB）波形的准确性，在先进的LIGO的第一次观测运行的旋转，非旋进黑洞的二进制校准他们的一组141数值相对论（NR）波形。与先前的EOBNR模型相比，NR模拟将校准域扩展到更大的质量比和自旋。在黑洞微扰理论中计算的克尔自旋接近极值的合并振铃波形提供了额外的输入校准。对于吸气-俯冲阶段，我们使用马尔可夫链蒙特卡罗算法来有效地探索校准空间。对于合并振铃阶段，我们用唯象公式拟合NR信号。在将校准模型外推到任意质量比和自旋之后，当仅在初始相位和时间上最大化时，（主导模式）EOBNR波形具有高于所有NR波形的$99\%$的忠实性--在设计Advanced-LIGO灵敏度时。这意味着由于对这些二进制配置进行建模，事件率的损失可以忽略不计。我们发现，未来的NR模拟在质量比$\gtrsim 4$和双自旋$\gtrsim 0.8$将是至关重要的，以解决不同的方式外推波形模型之间的差异。我们还发现，一些NR模拟，已经存在于这样的区域的参数空间太短，以约束模型的低频部分。最后，我们构建了一个降阶版本的EOBNR模型，以加快波形生成的数量级，从而在Advanced LIGO即将到来的观测运行期间实现密集的数据分析应用。
2017-03-29 gr-qc
A catalogue of insights from the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Northwestern University（西北大学）
本文综述第四轮LIGO-Virgo-KAGRA观测运行的引力波探测成果，含约100个新探测结果，通过群体分析揭示源亚群证据，为天体物理研究提供独特探针，未来将发布最终目录并开展更高灵敏度观测。
2026-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Amplifying the Chirp: Using Deep Learning (U-Nets) to filter signal from noise in LIGO data
本文提出两种基于U-Net的深度学习方法（Noise2Clean和Noise2Noise），用于从LIGO噪声数据中滤除引力波信号，并验证了其在信号检测任务中的有效性。
2023-11-28 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Detecting gravitational waves from mountains on neutron stars in the Advanced Detector Era
低质量X射线双星中的快速旋转中子星被认为是当前和下一代地基探测器（如先进LIGO和爱因斯坦望远镜）感兴趣的引力波源。主要原因是，这些系统中的许多NS似乎是远远低于他们的开普勒分裂频率旋转，它已被建议，与GW排放相关的扭矩可能会设置所观察到的自旋周期。这个假设在文献中被广泛用于评估可能的引力波信号的强度。然而，现在有大量的理论和观测工作表明，情况可能并非如此，GW发射不太可能在许多系统中设定自旋平衡周期。在本文中，我们采取了不同的出发点，并预测GW信号强度的两个物理机制，可能是在工作中LMXB：地壳山脉由于热不对称和磁约束山。我们发现，在瞬态LMXBs的热地壳山脉是不太可能导致可检测的GW排放，而持久的系统是很好的候选人检测先进的LIGO和爱因斯坦望远镜。磁山的探测前景是悲观的，除非NS有一个$B\approx 10^{12}$ G的掩埋磁场，远高于这些物体通常推断的外部偶极场。然而，如果一个系统被GW天文台探测到，X射线发射中的回旋共振散射特征可以用来区分两种不同的情况。
2015-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Black hole spectroscopy: prospects for testing the nature of black holes with gravitational wave observations
引力波提供了关于时空性质和黑洞存在的直接信息。双黑洞合并的残余物以准正规模式的形式发射引力波，其光谱被称为黑洞的“指纹”，因为它只取决于残余物的性质。准正规模可以用来测试天体物理学上的黑洞与克尔几何的匹配程度。每个模式由三个指数参数化：谐波数$(\ell, m)$和泛音指数$n$，其标记基本模式（$n = 0$）和泛音（$n = 1,2,3,\ldots$）。黑洞光谱学是利用多重拟正规模的检测来检验无毛定理的建议。在这项工作中，我们调查的前景进行黑洞光谱。$(2,2,0)$是主导模式，我们分析了数值相对论模拟中最相关的次主导模式的贡献。我们表明，泛音模式$(2,2,1)$具有更高的振幅或最相关的高次谐波模式的振幅相比。对于当前和未来的引力波探测器，我们计算的黑洞光谱视界，这是一个事件的最大距离，两个或两个以上的准正规模式可以被检测到。对于低质量比的双星，第二和第三模式分别是$(2,2,1)$和$(3,3,0)$，而对于大质量比的情况，$(3,3,0)$和$(4,4,0)$是最相关的次主导模式的检测。我们的工作表明，未来的引力波探测器对次主导模式的探测具有广阔的前景。LIGO的事件发生率要小得多，但并不过分。
2022-08-16 gr-qc
Effect of calibration errors on Bayesian parameter estimation for gravitational wave signals from inspiral binary systems in the advanced detectors era
到2015年，先进版本的引力波探测器Virgo和LIGO将上线。他们将收集数据，同时具有足够的灵敏度，以潜在地从致密物体二进制的吸气中提供对引力波的多次探测。这项工作的重点是了解在干涉仪校准的不确定性所带来的影响。我们认为合理的校准误差的基础上获得的估计在LIGO的第五次和处女座的第三次科学运行，其中包括频率依赖的幅度误差$\sim 10%$和频率依赖的相位误差$\sim 3$度在每个仪器。我们量化的后果，这样的错误估计参数的吸气二进制文件。我们发现，系统引入的校准误差的啁啾质量和质量比的推断值小于20%的统计测量不确定性参数估计的90%的信号在我们的模拟目录。同时，校正引起的系统性在推断的天空位置的信号小于$\sim 50%$的统计不确定度。因此，我们得出结论，在这个水平上的校准引起的错误是不是一个显着的损害准确的参数估计。
2012-03-08 gr-qc physics.data-an
Black Hole Spectroscopy for Precessing Binary Black Hole Coalescences
本研究描述了准圆形进动双黑洞并合铃响中激发的准正模，发现进动系统铃响可由非(2,±2)模式主导，有助于广义相对论检验与波形模型系统学理解。
2025-03-06 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
A full waveform model for arbitrarily axis-symmetric black hole mergers
本文扩展PSI模型，构建包含频域唯象旋进与准正则模铃振的非GR完整波形，并以bumpy黑洞验证可高精度测量四极矩偏离，服务于多类引力波探测。
2023-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Compact binary coalescences: gravitational-wave astronomy with ground-based detectors
本文综述了致密双星并合这一最主要引力波源的观测特征与分析方法，并回顾了LIGO、Virgo和KAGRA地面干涉仪网络自2015年以来取得的探测进展。
2024-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Deep Learning for Real-time Gravitational Wave Detection and Parameter Estimation with LIGO Data
NCSA（美国国家超级计算应用中心）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
最近获得诺贝尔奖的对黑洞合并产生的引力波的探测以及随后对两颗中子星碰撞的探测与电磁观测相吻合，开创了多信使天体物理学的新时代。为了扩大这一新兴科学的范围，我们提出使用深度卷积神经网络来实时检测和表征引力波信号。这种方法，即深度滤波，最初是使用模拟的LIGO噪声进行演示的。在这篇文章中，我们提出了使用LIGO第一次观测运行的实际数据进行深度滤波的扩展，用于利用来自多个LIGO探测器的连续数据流对来自二元黑洞合并的引力波进行检测和参数估计。我们首次证明，机器学习可以检测和估计LIGO观测到的真实GW事件的真实参数。我们的比较表明，深度滤波比匹配滤波的计算效率高得多，同时保持相似的灵敏度和较低的误差，允许实时处理非平稳非高斯噪声中的弱时间序列信号，使用最少的资源，并且还能够检测新类别的引力波源，这些源可能会被现有的检测算法忽略。这种方法是唯一适合于使符合检测活动的引力波和他们的多信使同行在实时。
2017-12-11 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Deep Learning for Real-time Gravitational Wave Detection and Parameter Estimation: Results with Advanced LIGO Data
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；NCSA（美国国家超级计算应用中心）
最近获得诺贝尔奖的对黑洞合并产生的引力波的探测以及随后对两颗中子星碰撞的探测与电磁观测相吻合，开创了多信使天体物理学的新时代。为了扩大这一新兴科学领域的范围，我们率先使用卷积神经网络进行深度学习，该网络采用时间序列输入，用于快速检测和表征引力波信号。这种方法，即深度滤波，最初是使用模拟的LIGO噪声进行演示的。在这篇文章中，我们提出了使用LIGO的实际数据的深度滤波的扩展，使用来自多个LIGO探测器的连续数据流，用于探测和参数估计来自二元黑洞合并的引力波。我们首次证明了机器学习可以检测和估计LIGO观测到的真实事件的真实参数。我们的研究结果表明，与匹配滤波相比，深度滤波实现了相似的灵敏度和更低的误差，同时计算效率更高，对毛刺的弹性更强，允许以最少的资源实时处理非平稳非高斯噪声中的弱时序信号，并且还可以检测到现有检测算法可能未被注意到的新类别的引力波源。这种统一的数据分析框架非常适合于实现引力波及其多信使对应物的实时同步探测活动。
2017-11-08 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Multi-mode black hole spectroscopy
前两次LIGO/Virgo观测运行已经探测到几个黑洞双星合并。未来观测运行中最令人兴奋的前景之一是通过测量它们的（复）准正常模式频率来识别这些合并的残余物作为克尔黑洞的可能性。这种想法--类似于通过谱线识别原子元素--有时被称为“黑洞光谱学”。第三代地球探测器和天基干涉仪LISA可以测量辐射的不同多极分量的多条谱线，从而在质量上更好地检验克尔假设。在本文中，我们量化的红移出的各种模式将是可检测的（或相反，在任何给定的红移可检测的模式的数量）作为合并二进制的内在参数的函数。LISA可以检测到如此多的模式，以至于目前的数值相对论模拟不足以从数据中提取所有可用的科学。
2018-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (II) Ringdown
LIGO/Virgo探测到的双黑洞合并标志着天文学的分水岭时刻，开启了精确测试克尔动力学的时代。我们回顾了理论和实验上的挑战，必须克服黑洞光谱与现在和未来的引力波探测器。在其他主题中，我们讨论准正规模式激发二进制合并，天体物理事件率，黑洞动力学的测试在修改后的引力理论，参数化的“后克尔”振铃测试，外来紧凑的对象，并提出了数据分析方法，以提高光谱测试克尔动力学叠加多个事件。
2018-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Search for the stochastic gravitational-wave background induced by primordial curvature perturbations in LIGO's second observing run
在辐射主导的早期宇宙中，原初密度扰动由于非线性模耦合而产生随机引力波。在这\emph{Letter}，我们报告的搜索这样一个随机GW背景的两个LIGO探测器的数据在其第二次观测运行（O2）。我们专注于原始扰动的范围内的同动波数$10^{16}-10^{18}~{\rm Mpc}^{-1}$的随机背景落在探测器的灵敏度带。我们在数据中没有找到这种随机信号的任何确凿证据，因此对这些尺度下的功率谱振幅施加了第一个基于GW的约束。我们假设对数正态形状的功率谱和高斯统计的原始扰动，并改变功率谱的宽度，以涵盖窄谱和宽谱。功率谱振幅的导出上限（$95\%$）为$0.01-0.1$。作为一个副产品，我们能够推断出超轻原始黑洞（$M_\mathrm{PBH} \simeq 10^{-20}-10^{-19}M_{\odot}$）形成时宇宙质量分数的上限为$\lesssim 10^{-25}$。
2021-03-27 gr-qc
Observing Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae in the Advanced Detector Era
下一个星系核心坍缩超新星（CCSN）已经爆炸，其电磁波、中微子和引力波（GW）随时可能到达。我们提出了一个广泛的研究的潜在灵敏度的GWs从CCSNe在5 Mpc内的前瞻性检测方案，使用现实的噪声在先进的LIGO和先进的处女座探测器的预测灵敏度为2015年，2017年和2019年。我们量化了银河系和大麦云云内CCSNe的GWs的可探测性，其中将有一个观察到的中微子爆发。我们还考虑了极端GW的排放情况下，更遥远的CCSNe与相关的EM签名。我们发现，在设计灵敏度的三个探测器网络将能够检测到中微子驱动的CCSN爆炸到~5.5 kpc，而快速旋转的核心崩溃将检测到大麦云云在50 kpc。在本研究中考虑的极端GW排放情景的现象学模型中，例如长寿命的条模式不稳定性和盘碎片不稳定性，所有考虑的模型都将在0.77 Mpc的M31中检测到，而最极端的模型将在3.52 Mpc及以上的M82中检测到。
2016-07-07 astro-ph.HE gr-qc
