Numerical evolution of the center of mass and angular momentum for binaries black holes
Kozameh-Quiroga（K-Q）的渐近方法为研究孤立引力辐射源的全局变量的演化提供了一个现代框架。我们测试的K-Q形式主义演变的质心，内禀角动量，和其他几个全球变量的运动方程，黑洞二进制合并。首先，我们使用来自$ψ_4$的RIT目录数值数据的777个模拟来发展运动方程[J. Healy和C.O. Lousto，Third RIT binary黑洞模拟目录，Phys. Rev. D 102，104018（2020）。然后，我们分析了质心的轨迹，并计算了合并发生后其他物理变量的最终状态。最后，我们从我们的运动方程得到的结果是一致的罗切斯特元数据。
2021-10-14 gr-qc
3-OGC: Catalog of gravitational waves from compact-binary mergers
我们基于对2015年至2019年（O 1，O2，O3 a）的公开LIGO和Virgo数据的分析，提出了第三个紧凑二元聚并的开放引力波目录（3-OGC）。我们更新的目录包括57个观测数据，其中包括4个以前没有报道过的二元黑洞合并。这包括55个双黑洞合并和两个双中子星合并GW 170817和GW 190425。我们没有发现额外的显着的双中子星或中子星-黑洞合并事件。最有信心的新探测是由LIGO汉福德和室女座天文台用$\mathcal{P}_{\textrm{astro}} > 0.99$观测到的双星黑洞合并GW 190925\_232845;其主要和次要分量质量分别为$20.2^{+3.9}_{-2.5} M_{\odot}$和$15.6^{+2.1}_{-2.6} M_{\odot}$。我们估计所有的二元黑洞事件的参数，使用最新的波形模型，包括次主导谐波和岁差效应。随着我们对底层人群的理解不断发展，为了实现深入的随访，我们提供了我们全面的事件目录，包括候选人的亚阈值人群，以及我们源参数估计的后验样本。
2021-08-17 astro-ph.HE gr-qc
2-OGC: Open Gravitational-wave Catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO and Virgo data
我们提出了第二个开放的引力波目录（2-OGC）的紧凑的二元聚并，从先进的LIGO的第一次和第二次观测运行的完整的公共数据集。我们还首次搜索了处女座天文台的公共数据。我们的搜索的灵敏度受益于更新的候选事件的排名方法，包括非平稳检测器噪声和不同的网络灵敏度的影响，在一个单独的有针对性的二进制黑洞合并搜索，我们也施加了二进制组件质量的先验分布。我们确定了一个人口的14个二元黑洞合并事件的天体物理起源的概率$> 0.5$以及二元中子星合并GW 170817。我们确认了先前报道的事件GW 170121，GW 170304和GW 170727，还报道了GW 151205，一个新的边缘双黑洞合并，其主要质量为$67^{+28}_{-17}\,\mathrm{M}_{\odot}$，可能是通过分层合并形成的。我们没有发现额外的显着的双中子星合并或中子星-黑洞合并事件。随着我们对潜在种群的理解的发展，为了更深入地跟踪，我们提供了我们全面的事件目录，包括候选者的亚阈值种群和来自30个最重要的二元黑洞候选者的参数推断的后验样本。
2020-03-02 astro-ph.HE gr-qc
Georgia Tech Catalog of Gravitational Waveforms
本文介绍了佐治亚理工学院的数值相对论工作的模拟银行的重力波形的目录。目前，该目录包括来自600多个二元黑洞模拟的452个不同的波形：其中128个波形来自黑洞自旋与轨道角动量对齐的二元，324个来自进动二元黑洞系统。非旋转黑洞双星的波形具有质量比$q = m_1/m_2 \le 15$，旋进旋转黑洞双星的波形具有质量比$q \le 8$。波形在螺旋晚期、合并期间的爆发和最终黑洞的衰荡中扩展了中等数量的轨道。在目录中的波形匹配的例子对广泛使用的近似模型。此外，预测的质量和自旋的最终黑洞的唯象拟合测试对模拟银行的结果。讨论了星表在解释GW150914事件和未来LIGO大质量双星黑洞搜索中的作用。佐治亚理工学院的目录可在einstein.gatech.edu/catalog上公开获得。
2016-05-10 astro-ph.HE gr-qc
Universal phenomenological relations between spherical harmonic modes in non-precessing eccentric binary black hole merger waveforms
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所）；Theoretical AstroPhysics Including Relativity and Cosmology, California Institute of Technology（加州理工学院理论天体物理学（含相对论与宇宙学）部门）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（印度塔塔基础研究院国际理论科学中心）
基于数值相对论模拟，发现非进动偏心双黑洞合并中不同球谐模态的振幅和频率调制由单一时间序列决定，并建立框架gwNRXHME利用四极偏心波形和多模态准环形非进动波形计算多模态偏心波形。
2026-06-23 gr-qc
Inferring binary black holes stellar progenitors with gravitational wave sources
在最后一次观测运行中，LIGO、Virgo和KAGRA合作已经从致密的双星合并中探测到了近100个引力波。研究观测到的双星的布居特性的一个常用方法是使用唯象模型来描述自旋、质量和红移分布。最近，为了提供一个更清晰的联系，形成所观察到的致密双星合并的天体物理过程，几位作者提出采用合成星表进行人口研究。在本文中，我们回顾了如何使用和解释的引力波祖星研究的合成双星目录。我们描述了如何建立多通道合并率，并描述了其相关的概率集中在恒星祖属性。我们介绍了一种方法来量化合并率的唯象重建与合成目录之间的匹配。我们详细介绍了多通道分层贝叶斯推断的合成目录的实现，突出计算方面和超优先选择相关的问题。我们发现，当从引力波观测中推断恒星祖先的性质时，应该考虑致密天体产生的相对效率。最后，通过模拟与LIGO和处女座的O4观测运行预期的灵敏度的二元黑洞探测，我们提出了两个案例研究相关的共同包络效率和祖金属丰度的二元黑洞的推断。最后我们讨论了如何祖先的属性可以联系到二元黑洞的属性。
2022-07-04 astro-ph.HE 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
AthenaK simulations of the binary black hole merger GW150914
本文使用GPU加速代码AthenaK模拟GW150914双黑洞并合，所得遗迹参数与波形同SXS、RIT结果高度一致，并验证了其多轨道模拟能力。
2025-08-29 gr-qc
On the use of galaxy catalogs in gravitational-wave parameter estimation
针对引力波致密并合事件定位不准的问题，研究了融入星系星表信息的参数估计方法，在GW170817事件中实现定位精度提升与宿主星系准确识别，但模拟样本无增益，指出采样方法优化或可改进效果。
2025-05-21 astro-ph.HE gr-qc
The SXS Collaboration catalog of binary black hole simulations
来自合并黑洞的引力波的精确模型对于探测器在提取最大科学的同时观测尽可能多的事件是必要的。在合并时刻附近，合并黑洞产生的引力波只能用数值相对论来计算。在本文中，我们提出了一个重大更新的模拟极端时空（SXS）合作目录的数值模拟合并黑洞。该目录包含2018种不同的配置（与2013年SXS目录相比增加了11倍），包括1426种自旋旋进配置，质量比在1到10之间，自旋幅度高达0.998。该目录中的波形长度中位数为主导$\ell=m=2$引力波模式的39个周期，最短的波形包含7.0个周期，最长的波形包含351.3个周期。我们讨论的改进，如校正移动质心和扩展覆盖的参数空间。我们还提出了一个彻底的数值误差分析，发现典型的截断误差对应的波形失配的$\sim 10^{-4}$。模拟提供的残余质量和自旋的不确定性为0.03%和0.1%（$90^{\text{th}}$百分位数），约一个数量级优于残余属性的分析模型。完整目录可在https://www.black-holes.org/waveforms上公开获取。
2019-09-11 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
4-OGC: Catalog of gravitational waves from compact-binary mergers
本文发布第四版开放引力波目录4-OGC，涵盖LIGO/Virgo前三轮观测的94个致密双星并合事件，并给出BBH、BNS和NSBH的并合率估计及参考参数。
2022-09-13 astro-ph.HE gr-qc
A catalog of 174 binary black-hole simulations for gravitational-wave astronomy
本文提出了一个公开的目录174数值二进制黑洞模拟以下35个轨道。该目录包括91个进动双星，质量比高达8：1，轨道偏心率从百分之几到$10^{-5}$，黑洞自旋高达理论最大值的98%，辐射能量高达初始质量的11.1%。我们建立了两个新的进动模拟与后牛顿进动的轨道和自旋方向非常好的协议，我们讨论了这个目录的其他应用。仍然存在着巨大的挑战：例如，岁差使数值波形和近似分析波形的连接复杂化，并且参数空间的广大区域仍然未被探索。
2013-12-18 gr-qc
Recoil kicks from binary black hole mergers in GWTC catalogs: implications for retention and hierarchical mergers
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
利用GWTC目录数据推断双黑洞并合的反冲速度，发现典型保留概率在星团和星系中差异显著，并指出保留不足以决定层级并合效率。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc
A catalogue of precessing black-hole-binary numerical-relativity simulations
我们提出了一个数字相对论双黑洞模拟的公共目录。该目录包含来自80个不同配置的进动双黑洞系统的数据集，质量比高达$m_2/m_1 = 8$，大黑洞的无量纲自旋幅度高达$|\vec{S}_2|/m_2^2 = 0.8$（小黑洞是非自旋），以及每个质量比/自旋组合的五个自旋错位值的范围。我们讨论了我们的目录中的配置的物理性质，并评估每个模拟和重力波形的初始配置的准确性。我们进行了仔细的分析，由于我们的模拟的有限分辨率和有限的距离，我们提取的波形数据的来源，并提供了一个保守的估计的失配精度的错误。我们发现，我们的波形的失配不确定性的上限是$0.4\%$。在这样做时，我们提出了一个一致的方法来结合来自多个误差源的失配不确定性。我们将此版本与以前的目录进行比较，并讨论这些新的模拟如何补充现有的公共数据集。特别是，这是第一个目录，以均匀地覆盖这个参数空间的单自旋二进制和以前只有稀疏覆盖的进动二进制参数空间的质量比$\gtrsim 5$。我们将讨论这些新数据的应用，以及未来模拟工作的最紧迫方向。公共数据集可以在https://data.cardiffgravity.org/bam-catalogue/上在线访问。
2023-03-09 gr-qc
Highly eccentric non-spinning binary black hole mergers: quadrupolar post-merger waveforms
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本文基于数值模拟，提出非自转二黑洞高偏心并合的后并波形模型，通过贝叶斯方法构建多项式模型，用于参数估计和信号源特性研究。
2026-04-16 astro-ph.HE gr-qc
Mining Gravitational-wave Catalogs To Understand Binary Stellar Evolution: A New Hierarchical Bayesian Framework
由地面引力波仪器（如高级LIGO和高级室女座）探测到的恒星质量致密双星系统的目录将提供对祖先系统的人口统计和指导恒星演化的物理学的见解。现有技术通过现象学建模、离散模型选择或模型混合来实现这一点。相反，我们探索了一种新的技术，挖掘引力波目录，直接推断后验概率分布的超参数描述的形成和演化的情况下（例如，祖金属丰度，踢参数，和共同的包络效率）。我们使用一个银行的紧凑二进制人口合成模拟训练高斯过程仿真器，作为一个先验观测参数分布（如啁啾质量，红移，率）。这个模拟器插入到一个分层的人口推断框架中，以提取Advanced LIGO和Advanced Virgo探测到的系统的潜在天体物理起源。我们的方法是快速的，很容易通过额外的模拟扩展，并且可以适用于训练任意的人口合成代码，以及不同的检测器，如LISA。
2018-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Trends in the Population of Binary Black Holes Following the Fourth Gravitational-Wave Transient Catalog: a Data-Driven Analysis
本研究利用$\pistroke$ formalism对GWTC-4中的双黑洞族群进行数据驱动分析，证实了次级黑洞质量分布约$45\\,M_\odot$处的间隙及自旋分布展宽，指出自旋与质量比的反相关可能源于模型误设，并发现自旋幅度存在特定聚集及相关性。
2025-09-11 astro-ph.HE gr-qc
A complete waveform comparison of post-Newtonian and numerical relativity in eccentric orbits
本文系统比较偏心轨道中的3PN与NR波形，通过多模式及180组波形分析频率、振幅、相位和初始偏心率，明确二者在旋进阶段一致而在并合附近偏离。
2025-03-14 gr-qc
Mining the Alerts: A Preliminary Catalog of Compact Binaries from the Fourth Observing Run
本研究基于Advanced LIGO、Virgo和KAGRA第四次观测运行的公共警报，构建了致密双星并合候选者初步星表，通过开发的方法估计源架啁啾质量，并更新了局部并合率密度，识别出多个高信噪比候选者。
2025-07-11 astro-ph.HE gr-qc
Second MAYA Catalog of Binary Black Hole Numerical Relativity Waveforms
本文发布了第二版MAYA双黑洞数值相对论波形目录，新增181个模拟，重点填补了高质量比、进动和偏心系统在公开波形目录中的空白，并验证了波形的收敛性与模型一致性。
2025-08-27 astro-ph.IM 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
Study of eccentric binary black hole mergers using numerical relativity and an inspiral-merger-ringdown model
本研究实现并验证了偏心双黑洞波形模型\texttt{EccentricIMR}，确认其在一定偏心率与质量比范围内与数值相对论数据匹配良好，还用于交叉比对不同星表数据、检验圆轨道并合模型及探究平近点角的作用。
2024-03-06 gr-qc
Exploring the anisotropic gravitational wave background from all-sky mock gravitational wave event catalogues
本研究利用 Millennium 模拟生成的全天引力波事件目录，分析了本地并合致密双星的各向异性随机引力波背景，发现其角功率谱在多极矩较高时呈线性增长，且附近源的空间分布波动是造成各目录间功率谱差异的主要原因。
2025-06-29 astro-ph.HE gr-qc
The Phase Space of Low-Mass Binary Compact Objects from LIGO-Virgo-KAGRA Catalog: Hints on the Chances of Different Formation Scenarios
本研究将双黑洞相空间技术扩展至低质量致密天体（LMCOs），建立新框架分析其形成机制，首次展示了GWTC-3和GW230529事件的LMCO相空间，量化了不同形成场景的概率并讨论了建模不确定性导致的简并。
2025-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The SXS Collaboration's third catalog of binary black hole simulations
本文介绍了SXS合作组织第三版双黑洞模拟目录，通过谱方法将模拟数量增至3,756个，覆盖更广参数空间，并公开提供高精度波形数据。
2025-05-23 gr-qc
Summary of Tests of General Relativity with the Binary Black Hole Signals from the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
我们总结了广义相对论的四个测试进行了使用先进的LIGO和先进的处女座探测到的10个二元黑洞信号，并包括在他们的第一个目录，GWTC-1。这些事件提供了前所未有的机会来检验广义相对论对这些高度动态的强场事件的引力波形的预测。前两个测试检查残差与噪声的一致性以及信号低频和高频部分的一致性。另外两个测试检查波形模型中的参数化偏差-包括后牛顿系数-与零一致，并且波的传播是非色散的。这些测试没有发现偏离广义相对论的证据，并且组合约束将先前的结果改进了2.5倍。我们还检查了所有三个探测器观察到的二元黑洞信号没有给出比从GW 170817获得的更强的约束。
2019-10-21 gr-qc
Investigating eccentricities of the binary black hole signals from the LIGO-Virgo catalog GWTC-1
在LIGO和Virgo的第一个引力波瞬态目录中，所有事件都宣布为零偏心率。在本文中，我们研究的性能SEOBNRE，这是一个自旋对齐偏心波形模型在时域。通过与SXS库中所有偏心波形的比较，我们发现SEOBNRE与数值相对论数据完全吻合。利用SEOBNRE，我们重新估计了所有黑洞合并事件的偏心率。我们发现，这些事件中的大多数允许在10 Hz波段的初始偏心率的存在的可能性，但在所观察到的频率（$ \gtrsim 20$ Hz）完全圆化。即将到来的LIGO更新和下一代探测器，如爱因斯坦望远镜，将观测到10 Hz甚至更低的引力波。如果偏心率存在于较低的频率，它可能会显着支持动力学形成机制发生在球状星团。
2020-02-20 gr-qc
Investigating Binary Black Hole Mergers with Principal Component Analysis
尽管最近的进展，在合并的二进制黑洞系统的数值模拟，高度不对称的自旋系统和准确的物理模板的建设仍然具有挑战性和计算昂贵。我们探讨了一个及时和强大的测试信号是否表现出通用功能，可以教育新的模拟证据的可行性。我们形成具有不同物理效应的数值相对论波形的目录，并计算引力波信号属于每个目录的相对概率。我们介绍了一种算法，旨在执行此任务的聚结信号，使用主成分分析的波形目录和贝叶斯模型选择，并证明其有效性。
2014-06-23 gr-qc
Deep learning waveform anomaly detector for numerical relativity catalogs
本文开发了一种深度学习模型，用于检测SXS数值相对论目录中双黑洞波形的异常，并在1341个模拟中识别出七类并合阶段异常。
2024-02-21 gr-qc
Cosmological Inference using Gravitational Wave Standard Sirens: A Mock Data Challenge
对双星中子星合并GW 170817的观测，以及它的光学对应物，提供了第一个使用引力波标准警报器对哈勃常数$H_0$的约束。当没有对应的星系被发现时，星系表可以用来提供必要的红移信息。然而，真正的宿主可能并不包含在一个不完整的目录中，因为它没有达到引力波可探测性的极限。这些电磁波和引力波的选择效应必须考虑在内。我们描述并实现了一种方法来估计$H_0$使用对应的和星系目录标准塞壬方法。我们进行了一系列的模拟数据分析，使用二进制中子星合并，以确认我们的能力，恢复无偏估计的$H_0$。我们的模拟使用了一个简化的宇宙，没有红移的不确定性或星系集群，但不同的星等限制目录和假设的宿主星系的属性，以测试我们的治疗两个选择效应。我们探讨了目录的不完整性如何影响$H_0$的最终测量，以及每个星系的亮度加权的可能性是主机的效果。在我们最真实的模拟中，模拟的星表的密度大约是本地宇宙中星系密度的三倍，我们发现使用完整性为50%的星系星表和$\sim 250$双星中子星探测器可以达到4.4%的测量精度，其灵敏度与Advanced LIGO的第二次观测运行相似。
2020-06-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Binary inspiral, gravitational radiation, and cosmology
在单个干涉引力波探测器上观测到的双星内旋可以根据信噪比$ρ$和啁啾质量$\cal M$进行分类。在由$ρ$大于一个阈值$ρ_0$的观测组成的星表中，事件的分布取决于哈勃膨胀、减速参数和宇宙学常数，以及双星系统中组分质量的分布和演化效应。在本文中，我发现一般的表达式，有效的任何均匀和各向同性的宇宙模型，分布与$ρ$和$\cal M$的编目事件，我也评估这些分布明确相关的物质为主的弗里德曼-罗伯逊-沃克模型和简单的模型的中子星质量分布。在物质主导的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙学模型中，先进的LIGO探测器将以每周1次的估计速率，从不超过大约$2\,\text{Gpc}$的距离观测到$ρ>8$的双星螺旋事件，对应于$h=0.8$（$0.5$）的$0.48$（0.26）的红移。随着双星系统质量的增加，可以看到的距离也会增加，直到一个极限：在物质主导的爱因斯坦-德西特宇宙学模型中，对于由两个$h=0.8$黑洞组成的双星，这个极限大约是$z=2.7$（1.7）。基于这里讨论的星表的宇宙学检验依赖于用$ρ$和$\cal M$编目的事件的分布。这里发现的分布将发挥关键作用，在测试宇宙模型对我们自己的宇宙，并在构建模板，用于检测宇宙学的螺旋双星和黑洞。
1996-01-31 astro-ph gr-qc
A Hubble constant estimation with dark standard sirens and galaxy cluster catalogues
本文利用星系团星表为引力波暗标准汽笛提供红移支持，通过调整gwcosmo流程并结合GWTC-3双黑洞数据，测得哈勃常数精度较传统方法提升10%至38%，为未来精确宇宙学测量奠定基础。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Does spacetime have memories? Searching for gravitational-wave memory in the third LIGO-Virgo-KAGRA gravitational-wave transient catalogue
本研究利用贝叶斯框架在第三次LIGO-Virgo-KAGRA目录中搜寻引力波记忆，结果支持无记忆假设，并给出记忆振幅偏离广义相对论的上限A<23，表明需约2000个双黑洞并合事件才能探测到记忆。
2024-04-18 gr-qc
One Channel to Rule Them All? Constraining the Origins of Binary Black Holes using Multiple Formation Pathways
第二个LIGO-Virgo引力波瞬变目录使观测到的二元黑洞样本增加了四倍多。我们分析这个目录使用一套五个国家的最先进的二进制黑洞人口模型，涵盖了一系列孤立的和动态的形成通道，并推断通道之间的分支分数以及不确定的物理过程，影响合并的观测特性的约束。考虑到我们的一组形成模型，我们发现基础和可检测的种群的分支分数之间存在显着差异，并且检测的多样性表明多个形成渠道正在发挥作用。通道的混合物是强烈优于任何单一的通道占主导地位的检测人口：一个单独的通道不超过$\simeq 70\%$的观测样本的二进制黑洞的贡献。我们计算的偏好之间的出生自旋假设和共同的信封效率在我们的模型，有利于出生自旋孤立黑洞的$\lesssim 0.1$，并稍微倾向于共同的信封效率的$\gtrsim 2.0$，而强烈反对高效率的共同信封。我们表明，这是必要的，以考虑多个渠道时，解释引力波目录，作为推论的分支分数和物理处方变得有偏见时，没有考虑到或不正确的物理处方的形成情况。虽然我们的定量结果可能会受到模型预测中不确定假设的影响，但我们的方法能够包括具有更新理论考虑和额外形成通道的模型。
2021-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Searching for black hole echoes from the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
我们已经检查了引力波回波信号的9个二元黑洞合并事件所观察到的先进LIGO和处女座在第一次和第二次观测运行。为了构造一个回波模板，我们考虑克尔时空，其中事件视界被一个反射膜所取代。我们使用频率依赖的反射率在角势垒，这是拟合的数值数据通过求解Teukolsky方程。该反射率给出了在模板中在较低频率处被抑制的频率依赖性透射率。我们还考虑了波形的整体相移作为参数，当波在膜和势垒处反射时产生。利用这种基于黑洞扰动的模板，我们在双黑洞合并事件中没有发现明显的回波信号。
2019-09-27 gr-qc
Understanding how fast black holes spin by analysing data from the second gravitational-wave catalogue
先进的LIGO和Virgo探测器现在已经观测到大约50个黑洞-双星合并，从中我们可以开始推断天体物理学上的黑洞旋转速度。LIGO-Virgo合作组织（LVC）对第三次观测运行（O3 a）前半部分结束时的探测结果进行了分析，似乎揭示了自旋幅度的分布，峰值为$\sim$ 0.2。这是令人惊讶的：是否存在一种黑洞形成机制，偏好一个特定的、非零的自旋大小，或者这可能是多个形成过程的累积效应？我们对最新的引力波星表进行了独立的分析，发现（a）对LVC自旋星等的支持是脆弱的，特别是，从星表中添加或删除一个信号可以消除对这种分布的统计偏好，（b）我们发现了观测到的黑洞中存在两个自旋子群的潜在证据;一个具有极低的自旋，一个具有较大的自旋幅度。我们的连接，这些自旋子人口可能与二进制的质量，更大的质量二进制更喜欢较大的自旋幅度，并认为这可能提供证据的层次合并在第二个引力波目录。
2022-04-25 gr-qc
Tests of CPT invariance in gravitational waves with LIGO-Virgo catalog GWTC-1
双黑洞中引力波的发现提出了一种可能性，即对它们的测量可以提供引力波中CPT不变性的严格测试。当CPT破坏存在时，不同圆偏振态的引力波的传播速度会有微小的差别。因此，引力波的双折射是诱导的，应该有一个旋转的正和交叉模式。对于CPT违反色散关系${ω^{2}=k^{2}}$ ${\pm 2ζk^{3}}$，其中符号${\pm}$表示不同的圆偏振，我们发现没有实质性偏离CPT不变性的引力波通过分析汇编的10个信号的二元黑洞在LIGO-Virgo目录GWTC-1。我们得到了CPT违反参数的严格约束，即，$ζ=0.14^{+0.22}_{-0.31}\times10^{-15}\text{m}$，这是大约两个数量级优于现有的。因此，本研究代表了目前对引力波CPT不变性的最严格检验。
2020-11-02 gr-qc
Constraining the Hubble Constant using Cross-Correlation of Gravitational Wave Events with Flux-Limited Galaxy Catalog
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（宇宙射线研究所，东京大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（天文与天体物理跨大学中心）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（汤川秀树物理数学宇宙研究所（WPI），东京大学）
本文提出一种新的贝叶斯方法，利用引力波事件与光限制星系目录的三维交叉相关性来测量哈勃常数，通过模拟数据展示该方法能将哈勃常数的限制精度提高至约9%。
2025-10-25 astro-ph.CO gr-qc
Fundamental physics implications on higher-curvature theories from the binary black hole signals in the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
引力波天文学不仅为天体物理学领域提供了新的前景，而且也首次为在强场、非线性和动力学领域探索广义相对论开辟了一条途径，在这些领域，广义相对论的预言得到了充分的体现。我们提出了一个研究，到目前为止，由LIGO-Virgo科学合作探测到的引力波事件是否可以用来探测广义相对论的高曲率修正。特别是，我们专注于两个例子：爱因斯坦-牛顿-高斯-博内和动力学陈-西蒙斯引力。我们发现，两个事件与低质量的$m \approx 7 M_{\odot}$ BH（GW 151226和GW 170608）放置严格的限制爱因斯坦-爱因斯坦-高斯-邦尼重力，$α^{1/2}_{\rm EdGB} \lesssim 5.6$公里，而动力学陈-西蒙斯重力仍然不受引力波观测分析。
2020-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bayesian inference for compact binary coalescences with BILBY: Validation and application to the first LIGO--Virgo gravitational-wave transient catalogue
引力波为观测天文学提供了一个独特的工具。虽然第一个LIGO-Virgo引力波瞬变目录（GWTC-1）包含来自黑洞和中子星双星的11个信号，但随着探测器灵敏度的提高，观测数量正在迅速增加。为了从观测信号中提取信息，必须具有快速、灵活和可扩展的推理技术。在以前的论文中，我们介绍了BILBY：一个模块化和用户友好的贝叶斯推断库，适用于解决引力波推理的需求。在这项工作中，我们证明了BILBY产生可靠的结果，从紧凑的二进制合并的模拟引力波信号，并验证它准确地再现结果报告的11 GWTC-1信号。此外，我们还为所有分析提供配置和输出文件，以便于复制、修改和将来使用。这项工作表明，BILBY已经准备好分析快速增长的致密双星聚结引力波信号。
2021-06-07 astro-ph.IM gr-qc
Backward Population Synthesis: Mapping the Evolutionary History of Gravitational-Wave Progenitors
提出一种从引力波观测中同时推断前身星属性和星族合成参数的流程，应用于GWTC-3星表并发现稳定质量转移效率可能随主黑洞质量变化。
2022-06-08 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Cosmology and Astrophysics with Standard Sirens and Galaxy Catalogs in View of Future Gravitational Wave Observations
本文提出CHIMERA代码，联合引力波致密双星并合群体性质与星系红移表，研究O4/O5情景下对$H_0$的约束，发现O5光谱表可实现百分比级测量，并强调光谱星系表对引力波宇宙学的关键价值。
2024-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Searching for anisotropy in the distribution of binary black hole mergers
宇宙学的标准模型以宇宙统计各向同性的假设为基础。对宇宙微波背景辐射、星系分布和超新星以及其他介质的观测支持了$\gtrsim 100$ \，Mpc尺度下的各向同性假设。最近从合并的恒星质量的双黑洞中探测到的引力波提供了一种新的各向异性探测;与宇宙中物质分布的所有其他探测互补且独立。我们提出了一个分析，使用球谐模型，以确定在第一个LIGO/室女座瞬态目录的各向异性的水平。我们发现在第一个瞬态目录中的十个二元黑洞合并符合各向同性分布。我们进行了模拟事件的研究，以评估各向异性的未来探头的前景。第三代引力波观测站将在运行的一年内探测各向异性，角度尺度为$\lesssim0.1\%$水平的$\sim36^\circ$。
2020-11-23 astro-ph.CO gr-qc
Investigating the impact of galaxies' compact binary hosting probability for gravitational-wave cosmology
本文研究暗警报联合星系目录测量$H_0$时宿主概率误建模的系统偏差，指出小视场完备目录中光度依赖错配、大视场远距事件中红移依赖错配分别主导偏差。
2024-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Reduced basis catalogs for gravitational wave templates
我们介绍了一个新的范例，建模，表示和搜索的引力波的减少基础的方法。我们构造的波形目录为非自旋紧凑型二进制聚结，我们发现，为99%和99.999%的准确度的方法产生一个因素约$10-10^5$少模板比标准的位置方法。引力波的连续性可以用一个有限的、比较紧凑的基来表示。该方法在探测器噪声的变化下是鲁棒的，这意味着只需要生成单个目录。
2011-06-13 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
