Nonlinearities in Gravity: Gravitational Wave Ringdown
Institute of Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, Universidad Andrés Bello（安德烈斯贝略大学物理与天文学系天体物理研究所）
本文探讨了引力波环形衰减中非线性效应的特性与最新发展，旨在提高环形衰减模型的准确性，以满足下一代引力波探测器的检测需求，并为广义相对论提供新的检验方法。
2026-04-01 gr-qc
Probing string-inspired gravity with the inspiral-merger-ringdown consistency tests of gravitational waves
黑洞之间的极端引力碰撞使我们能够探索引力的基本理论。我们首次将理论不可知论的激励合并振铃一致性检验应用于一个超越广义相对论的例子理论。在这里，我们专注于字符串启发爱因斯坦-爱因斯坦高斯-邦纳引力和修改的引力波形的inspiral，ringdown，和残留的黑洞属性。我们发现，未来的多波段观测使我们能够将理论约束得比当前观测强一个数量级。这里发展的形式主义可以很容易地应用于其他理论。
2020-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Constraining modified gravity with ringdown signals: an explicit example
一个显式的例子表明，如何修改的引力理论可以约束的振铃信号合并的二元黑洞。这已经成为可能的事实，修改后的引力理论考虑在这项工作中有一个精确的旋转黑洞解，相应的准正常模式可以计算。有了这些，我们得到了可能的约束，可以放置在参数描述这个特定的替代理论的偏差从广义相对论通过使用的振铃信号的检测从双黑洞的合并与未来的空间为基础的引力波探测器。
2019-10-17 gr-qc
Explaining Nonlinearities in Black Hole Ringdowns from Symmetries
本研究针对双黑洞并合引力波铃宕阶段需非线性效应建模的问题，基于Kerr/CFT对应理论，用Kerr黑洞近视界对称性从定性与定量层面解释了该非线性行为。
2023-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ringdown frequencies in black holes formed from precessing black-hole binaries
提出了计算共进动系下进动双黑洞有效铃振频率的简单公式，并分析了惯性系中铃振频率振荡的成因及应用。
2023-01-16 gr-qc
Nonlinearities in Black Hole Ringdowns and the Quantization of Gravity
该研究提出黑洞铃振的非线性效应可敏感反映引力子数统计等引力量子性质，预测铃振信号测量需考虑量子效应，为探测引力量子本质与引力波纠缠提供新路径。
2023-06-16 gr-qc quant-ph
Qualifying ringdown and shadow of black holes under general parametrized metrics with photon orbits
光子在黑洞周围的运动决定了阴影的形状，并与受扰动的黑洞的振铃特性相匹配。对阴影和振铃波形的观测将揭示黑洞的本质。在本文中，我们研究了超越克尔假设的一般参数化度规中光子的运动。研究了赤道面上光子圆轨道的半径和频率，得到了变参数的拟合公式。计算了与衰荡幅度衰减率相关的李雅普诺夫指数。我们还分析了一般轴对称的全参数阴影的形状。我们的结果暗示了未来结合事件视界望远镜和引力波观测对黑洞参数的潜在约束。
2021-07-28 gr-qc
(In)stability of the black hole greybody factors and ringdowns against a small-bump correction
本文研究黑洞灰体因子对微扰方程中微小凸起修正的稳定性，发现其在振铃相关频率区域稳定、在高频区域不稳定，并通过WKB分析阐明该行为，证明灰体因子适合建模振铃振幅。
2024-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fundamental Tone and Overtones of Quasinormal Modes in Ringdown Gravitational Waves: A Detailed Study in Black Hole Perturbation
地面引力波探测器观测到的致密天体双星的衰荡引力波包含了丰富的信息，可以用来理解合并后的残余天体，并在强场中检验广义相对论。在这项工作中，我们详细研究了衰荡引力波，以更好地了解他们的性质，假设残留的对象是黑洞。为此，我们在闭限近似下，利用黑洞微扰方案对双黑洞合并后的相位进行了数值模拟，得到了比现有相对论数值模拟误差更小的衰荡引力波数据.基于对观测数据的分析，我们提出了一种描述基音和泛音的准正规模函数的正交归一化方法来模拟衰荡引力波。最后，通过对所提出的模型的一些论证，我们简要地讨论了衰荡引力波数据分析的前景，包括准正规模的泛音。
2021-09-28 gr-qc
Testing Dark Energy with Black Hole Ringdown
University College London（伦敦大学学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
研究通过分析黑洞回响的准正常模谱，探讨动态暗能量理论对黑洞环降特征的影响，并预测通过LVK和LISA对暗能量场的约束。
2026-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detectability of the subdominant mode in a binary black hole ringdown
衰荡是两个黑洞合并时发出的合并后信号的后期部分，由准简正模的叠加组成。在广义相对论中，由于无毛定理，这些模式的频率和阻尼时间完全由最终克尔黑洞的质量和角动量决定。检测到多个振铃模式可能使我们能够从观测数据中检验无毛定理。确定是否可以检测到次主导振铃模式的参数主要是振铃信号中存在的总信噪比，以及次主导模式相对于主导模式的幅度。在本文中，我们使用贝叶斯推断，以确定一组模拟分析振铃信号的次主导模式的可检测性。专注于先进的LIGO探测器的设计灵敏度，我们系统地改变振铃信号的信噪比，和模式振幅比，以确定什么样的信号是有前途的执行黑洞光谱。
2019-10-30 gr-qc
Non-linear Black Hole Ringdowns: an Analytical Approach
本研究针对黑洞并合铃振中的非线性准正常模，利用非线性源集中于光环的特点，提出黑洞微扰理论二阶解析处理，并解释二阶模振幅比对初始条件不敏感的原因。
2024-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlinear Effects in Black Hole Ringdown Made Simple: Quasi-Normal Modes as Adiabatic Modes
本文通过 Penrose 极限聚焦光环，将黑洞铃鸣中的准正规模式建模为不稳定圆轨道上的零粒子并解释为绝热模式，从而为 Schwarzschild 和 Kerr 黑洞的 QNM 非线性推导出能重现数值结果的简单解析表达式。
2024-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical Lensing Tomography of Black Hole Ringdown
本文研究了黑洞铃宕过程中的强引力透镜现象，发现光子偏折角在不同时段呈现不同规律，该成果可应用于致密双星或环双星吸积盘背景的恒星成像。
2025-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Nonlinearities in Kerr Black Hole Ringdown from the Penrose Limit
本文提出一种基于彭罗斯极限的完全解析方法，计算克尔黑洞铃宕中引力波的非线性，并给出二次准正则模式的振幅、相位及其对自旋的依赖。
2025-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining parametric deviations from the Kerr spacetime using black hole ringdowns of GW150914 and GW190521
本研究利用GW150914和GW190521的黑洞铃宕信号，结合Johannsen-Psaltis度规假设约束对Kerr时空的参数化偏离，验证了事件与Kerr度规的一致性，发现GW190521的约束精度更高且偏离参数与残留黑洞自旋反相关。
2024-03-11 gr-qc
Whispers from the Early Universe: The Ringdown of Primordial Black Holes
本文研究原初黑洞铃振及双黑洞并合产生的随机引力波背景，指出未来 PTA 与下一代地面干涉仪可在多波段探测 PBH 暗物质。
2025-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ringdown mode amplitudes of precessing binary black holes
Universitá degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学）；Universitá degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本文通过SXS模拟研究预cessing双黑洞环形振荡现象，利用高斯过程回归构建环形振荡幅度拟合模型，揭示预cessing对环形振荡激发幅度的影响。
2025-09-24 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the ringdown scalar polarization of gravitational waves in Einstein scalar Gauss-Bonnet gravity
本研究针对EsGB引力下双黑洞并合铃振阶段的标量波建模，验证其标量极化特性，量化探测可行性，发现当前探测器无法探测相关信号，下一代探测器或可测量。
2023-06-13 gr-qc
Black hole ringdown: the importance of overtones
通过比较衰荡的引力波信号和对扰动克尔时空的研究结果，可以从双黑洞合并中推断出残余黑洞的质量和自旋。通常这些研究是基于主$\ell=m=2$谐波的基本准正规模式。通过模拟精确的数值相对论模拟的衰荡，我们发现，单独的基本模式是不足以恢复真正的基础质量和自旋，除非分析是在衰荡很晚才开始。包括与该$\ell=m=2$谐波相关联的更高泛音解决了该问题，并且提供了真实残余参数的无偏估计。此外，包括泛音允许在超过峰值应变幅度的所有时间对振铃信号进行建模，这表明线性准正规状态比先前预期的更早地开始。在峰值应变幅度处开始的振铃模型可以利用检测器中较高的信噪比，减少提取的残余量中的不确定性。无毛定理的检验应考虑在分析中加入弦外之音。
2020-01-09 gr-qc
Where is the ringdown? Reconstructing quasinormal modes from dispersive waves
我们利用数值相对论模拟了标量-张量引力场中超越球对称的标量场坍缩，研究了引力波的产生和传播。这使我们能够比较张量和被激发的额外的大质量标量波。如以前在球对称中的工作所示，大量传播的标量波的衰减速度超过1/r，并分散，导致逆啁啾。这些效应通过将任何提取的信号与传播过程中崩溃的瞬态响应混合来掩盖振铃。在本文中，我们提出了一个简单的方法来倒带提取的信号到地平线的形成，这使我们能够清楚地识别振铃阶段和提取的标量准正规模式的振幅，量化它们的激发在强重力事件和验证的频率微扰计算。所研究的效应与传播波具有色散关系的任何理论有关，包括张量情况。
2022-11-02 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole ringdown: The irreducible stochastic gravitational wave background
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；New York University, Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Université de Genève（日内瓦大学）
研究原始黑洞环状衰变产生的不可约随机引力波背景，通过宇宙微波背景实验探测极端大质量原始黑洞的存在。
2026-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can We Detect Deviations from Einstein's Gravity in Black Hole Ringdowns?
本文基于因果性约束论证高阶导数引力对史瓦西和克尔黑洞铃宕准正则模式的贡献可忽略或被强烈压低，表明其频谱与相互作用仅由爱因斯坦引力主导。
2024-11-19 gr-qc hep-ph hep-th
Greybody Factors Imprinted on Black Hole Ringdowns: an alternative to superposed quasi-normal modes
本研究提出用灰体因子建模极端质量比并合引发的克尔黑洞引力波铃振，无需准简正模式即可估计残留黑洞的质量和自旋，可规避传统叠加准简正模式建模的过拟合与起始时间问题，助力引力检验。
2023-10-02 gr-qc hep-th
Parametrized ringdown spin expansion coefficients: a data-analysis framework for black-hole spectroscopy with multiple events
黑洞光谱学可以说是最有前途的工具，以测试在极端制度的重力和探测黑洞的最终性质与无与伦比的精度。这些测试目前受到缺乏既鲁棒又准确的振铃参数化的限制。我们开发了一种超越广义相对论的旋转黑洞环缩的基于可观测的参数化，我们将其称为ParSpec（参数化环缩自旋膨胀系数）。这种方法在自旋中是微扰的，但它可以通过高阶展开变得任意精确（至少在原则上）。它需要O（10）振铃探测，这应该是计划中的空间任务LISA和第三代地基探测器的常规探测。我们提供了一个初步的分析与LISA和爱因斯坦望远镜的参数化环降参数的投影边界，并讨论我们的模型，可以直接包括在未来的扩展。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Search for gravitational wave ringdowns from perturbed black holes in LIGO S4 data
根据广义相对论，受扰动的黑洞将通过发射引力辐射而稳定下来。例如，在黑洞双星的合并过程中，在它们的螺旋运动和随后的合并之后，就会发生这样的扰动。在后期，波形是准正常模式的叠加，我们称之为振铃。主模预期为基模，l=m=2。由于这是一个众所周知的波形，可以使用LIGO数据实现匹配滤波来搜索该信号。我们提出了一个搜索引力波从黑洞ringdowns在第四LIGO科学运行S4，在此期间，LIGO是敏感的扰动黑洞的主导模式的质量范围为10 Msun到500 Msun，制度的中等质量的黑洞，距离高达300 Mpc。我们提出了一个搜索的引力波从黑洞环使用的数据从S4。没有发现引力波候选者;假设源的均匀分布，我们对局部宇宙中质量在85兆太阳至390兆太阳之间的黑洞的衰荡速率设定了一个90%置信度的上限，即3.2 x 10^{-5}年^{-1}兆秒差距^{-3} = 1.6 x 10^{-3}年^{-1} L_{10} ^{-1}，其中L_{10}是太阳蓝光光度的10^{10}倍。
2009-08-17 gr-qc
On Nonlinear Black Hole Ringdowns from Gauge-Invariance and Measurements
最近的研究表明，在产生准正规模时出现的非线性效应对于模拟黑洞合并的振铃是必要的。在这份说明中，我们描述了如何非线性也出现时，定义规范不变张量模式，并在计算的可观察测量的干涉仪超出线性秩序。
2023-02-02 gr-qc hep-ph hep-th
A Search For Gravitational Waves from Perturbed Black Hole Ringdowns in LIGO Data
根据广义相对论，受扰的黑洞将通过准正常模式叠加的引力辐射的发射返回到稳定的配置。这样的扰动将发生由于合并的黑洞双星，在他们的螺旋和随后的合并。在晚些时候，我们称之为振铃的波形预计将由单一模式主导。由于波形是已知的，可以使用LIGO数据实施匹配滤波的方法来搜索该信号。LIGO对质量在10到500 M_sun之间的扰动黑洞的主导模式敏感，这是中等质量黑洞的区域，距离高达300 Mpc。我们提出了一个搜索的引力波从黑洞ringdowns使用的数据从第四个LIGO科学运行。我们对数据进行盲分析。我们使用预期波形的蒙特卡罗模拟，以及来自时间滑动的背景估计来调整搜索。我们提出了波形参数估计的分析和估计的搜索效率。由于没有发现引力波候选者，我们对局部宇宙中黑洞的环形下降率设定了上限。
2009-08-10 gr-qc
How well can ultracompact bodies imitate black hole ringdowns?
新兴的引力波天文学仪器对黑洞合并的持续观测，为检验广义相对论性克尔黑洞度规开辟了道路，同时也为探索更多推测性的无视界超紧天体的存在开辟了道路。在本文中，我们量化的差异，这两类对象可能会表现出合并后的振铃信号。通过考虑旋转系统在广义相对论和假设程函极限和三阶Hartle-Thorne慢旋转近似，我们提供了第一个计算的早期振铃频率和阻尼时间作为一个功能的身体的多极结构。使用的例子，重力星，我们表明，主要的振铃信号可能会有百分之几的不同，相对于克尔黑洞，偏差，可以探测到不久的将来先进的LIGO/处女座搜索。
2018-02-09 gr-qc
New Generic Ringdown Frequencies at the Birth of a Kerr Black Hole
讨论了Kerr黑洞真空扰动的一种新的衰荡频率模。我们进化的真空径向Teukolsky方程的初始数据使用近地平线近似，并找到一个频率模式类似于在最近的研究中发现的辐射由一个暴跌粒子接近克尔视界。我们讨论我们的研究结果的背景下。我们还探讨了这种模式的效用，通过拟合的数值波形与通常的准正常模式（QNM）和新的振荡频率的组合。
2011-10-10 gr-qc
Nonlinear Effects In Black Hole Ringdown From Scattering Experiments I: spin and initial data dependence of quadratic mode coupling
通过数值相对论和二阶微扰理论模拟单个受扰黑洞，研究了二次准正模耦合，发现耦合系数对初始数据不敏感，并揭示了随自旋增加的旋转模式分岔现象。
2024-01-01 astro-ph.CO gr-qc
Modeling ringdown II: non-precessing binary black holes
双黑洞合并的结果是一个扰动的残余物，它的引力辐射会衰减，编码新黑洞的近期历史和当前状态的信息。预计这种衰减辐射将主要由克尔准正规模组成，从而使广义相对论的检验成为可能。这里，第一个完整的非旋进双黑洞系统的衰减信号模型被提出：多极幅度和相位被建模为初始二进制参数的函数。我们发现，以主导合并多极子的峰值时间作为参考，导致主导模的激发是系统参数的一个非常简单的线性函数，这强烈地表明解析处理是可以实现的。特别是对于初始非自旋的黑洞，主导四极被激发为-4倍系统的对称质量比。应用该模型进行参数估计允许广义相对论预测模式振幅GW 150914的处理指示某些模式振幅和相对相位本质上难以约束。
2020-10-15 gr-qc
On Detection of Black Hole Quasi-Normal Ringdowns: Detection Efficiency and Waveform Parameter Determination in Matched Filtering
在广义相对论中，人们已经很好地理解了具有振铃波形的轻微畸变黑洞的引力辐射。它为直接观测黑洞和确定其物理参数、质量和角动量（克尔参数）提供了一个探针。对于利用引力波探测器的数据进行振铃搜索，匹配滤波技术是有用的。本文对实际观测资料中的引力波搜索中的匹配滤波分析问题进行了研究。最重要的是，我们专注于模板的建设，匹配或信噪比（SNR），银河系事件的检测概率，以及波形参数或黑洞头发的评估精度。本文对用Monte-Carlo方法产生的人工振铃信号注入到TAMA 300观测数据中进行了匹配滤波分析。结果表明，对于质量大于$20 M_{\odot}$，信噪比为$> 10$的黑洞，在TAMA 300灵敏度下，银河系衰荡事件的探测概率约为50%.波形参数估计的精度被发现是一致的模板间距，和分辨率为黑洞质量和克尔参数被评估为几个%和$\sim 40 %$，分别。通过在分层搜索策略中使用细网格模板库，可以将它们改进为针对${\rm SNR} \ge 10$的事件的$< 0.9 %$和$< 24 %$。
2004-10-08 gr-qc
Black hole ringdown echoes and howls
最近，人们发现了探测双星黑洞合并产生的引力波振铃回波的可能性。如果黑洞被一面反射视界附近引力波的镜子包围，那么回声的存在是可以预期的。在这里，我们提出了稍微复杂的模板激励的波形，这是通过求解线性扰动方程的克尔黑洞周围的固定行波近似中的完全反射边界条件。我们估计，所提出的模板可以带来$10\%$的信噪比的改善。
2017-07-24 astro-ph.HE gr-qc
Ringdown mode amplitudes of charged binary black holes
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学天体物理与天文卡弗里研究所）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；AWS Center for Quantum Computing（亚马逊网络服务量子计算中心）；Sofia University “St. Kliment Ohridski”（索非亚大学）；Institute of Mathematics and Informatics, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院数学与信息学研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
本研究基于数值相对论模拟，首次分析了带电双黑洞合并的环状振荡模式振幅和相位，发现电荷对环状振荡激发影响较小，并指出未来分析需考虑更高模式。
2025-09-08 gr-qc
Probing Einstein-dilaton Gauss-Bonnet Gravity with the inspiral and ringdown of gravitational waves
极端引力事件（如双星系统中两个黑洞的合并）产生的引力波充满了我们可观测的宇宙，伴随着引力驱动其过程的基本理论。另一种引人注目的引力理论--被称为爱因斯坦-高斯-邦纳引力理论，它是由弦论激发的--描述了一个额外的直接耦合到高阶曲率的量子标量场的存在，有效地描述了“第五种力”的相互作用和两个标量化黑洞之间的标量偶极辐射的发射。以往的研究大多集中在考虑的双黑洞波形的inspiral部分的主要修正。在我们最近的论文中，我们进行了inspiral-merge-ringdown一致性测试，在这个字符串启发的引力，包括对inspiral和ringdown部分的校正，以及对剩余黑洞的质量和自旋的校正，有效的自旋二次阶。我们在这里扩展的分析，直接计算上的理论耦合常数使用完整的吸气合并振铃波形，而不是单独处理的吸气和合并振铃部分的界限。我们还考虑了自旋对四次阶的修正，以证明黑洞慢转近似的正确性。我们发现，波形的准正规模校正是特别重要的高质量的事件，如GW 170729，其中的介子场的小耦合近似失败，没有这样的影响包括在内。我们还表明，未来的天基和多波段引力波观测有可能超越现有的理论界限。这里给出的界限与通过inspiral-merge-ringdown一致性测试发现的界限相当。
2020-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Response of the Brazilian gravitational wave detector to signals from a black hole ringdown
假设黑洞受到扰动时会产生振铃引力波。这种振铃波形很容易理解，并被建模为指数衰减的正弦波。在这项工作中，我们使用这种波形来研究的SCHENBERG引力波探测器的性能。这第一个现实的模拟将帮助我们制定战略，这个巴西探测器的信号分析。我们计算的信噪比作为频率的函数的模拟信号，并得到的结果表明，SCHENBERG预计是足够敏感的检测这种信号的距离为$\sim 20\mathrm{kpc}$。
2003-09-08 gr-qc
The AdS Perspective on the Nonlinear Tails in Black Hole Ringdown
本研究从AdS₂×S²时空视角推导黑洞铃振中含二次源的非线性尾，发现其振幅与Aretakis常数相关，解释了该非线性尾可能占主导的现象。
2025-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A new analytic representation of the ringdown waveform of coalescing spinning black hole binaries
本文提出了一种新的方法来分析和解析表示合并黑洞双星发出的引力波信号的衰荡部分，与通常的多极复波形$h(t)$的准简正模和的{ \it线性}分解相比，我们的过程依赖于$h(t)$的{ \it乘法}分解作为基本准-正常模式，其振幅和相位分别拟合剩余的时间依赖性复因子。作为一个说明性的例子，我们应用我们的分析和拟合程序的振铃部分的一个样本的16个$\ell=m=2$等质量，旋转，nonprecessing，数值波形计算的SP $_{\rm E}$ C代码，现在公开的SXS目录。我们的方法产生了一个有效的和准确的方式来表示振铃波形，从而提供了一种新的方式来完成分析有效的单体吸气加暴跌波形。
2014-07-10 gr-qc
Analyzing black-hole ringdowns
一个受扰动的黑洞通过发射具有特定频率和持续时间的引力波来降低音调。这种音调编码了关于源时空几何形状和引力基本性质的珍贵信息，使测量黑洞振铃成为引力波天文学的一个关键目标。然而，这项任务受到技术挑战的困扰，这些挑战使标准数据分析方法的幼稚应用无效，并使敏感性预测复杂化。在本文中，我们提供了一个全面的形式主义，需要正确地进行振铃分析，详细研究最近的观测结果的基础，并为未来的测量提供了一个框架。我们建立在这些见解，以澄清的概念，振铃可检测性和resolvability -触及的缺点，贝叶斯因素和天真的Fisher矩阵方法-并发现，过于悲观的物理学导致以前的作品低估了振铃泛音黑洞光谱的作用。我们将我们的框架用于分析有色噪声中的各种模拟信号，包括解析注入和与GW 150914一致的数值相对论模拟。我们证明，我们可以使用音调的四极角谐波测试无毛定理在当前的灵敏度，与精度相媲美，从实际数据公布的限制。最后，我们评估了建模系统的作用，并为未来更响亮的信号进行项目测量。我们在https://github.com/maxisi/ringdown上发布了ringdown，这是一个Python库，用于使用本文讨论的方法分析黑洞振铃
2021-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Can Oscillatory and Persistent Nonlinearities Be Bridged in Black Hole Ringdown?
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分部，中国科学院大学）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics, Ministry of Education, Beijing Normal University（北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室）
研究探讨了黑洞环下过程中振荡性和持久性非线性现象之间的联系，通过桥接系数揭示了二次准正常模式和Christodoulou记忆效应之间的关系，为检验引力理论提供了新途径。
2026-05-20 gr-qc
Thermal Ringdown of a Kerr Black Hole: Overtone Excitation, Fermi-Dirac Statistics and Greybody Factor
本文研究极端质量比并合中克尔黑洞铃宕的泛音激发，发现频谱遵循费米-狄拉克分布，并证明灰体因子导致该分布，从而为无需提取准正规模式即可检验广义相对论和探测 Kerr/CFT 提供新途径。
2022-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing higher curvature gravity via ringdown with overtones
Kaichi Tokorozawa Secondary School（东京都立小平高等学校）；Department of Physics, Rikkyo University（立教大学物理系）；Department of Information, Artificial Intelligence and Data Science, Daiichi Institute of Technology（第一工业大学信息、人工智能与数据科学系）；Department of Physics, Tokyo Metropolitan University（东京都立大学物理系）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Department of Physics, College of Humanities and Sciences, Nihon University（日本大学人文学部物理系）
研究高曲率引力中黑洞的度规扰动，发现高曲率修正使有效势近邻区域变形，泛音模式的 quasinormal mode 频率偏离 GR 值更显著，分析高曲率引力模型中的回波波形。
2026-05-14 gr-qc hep-th
Impact of ringdown higher-order modes on black-hole mergers in dense environments: the scalar field case, detectability and parameter biases
本文研究了致密环境中标量场气泡对双黑洞并合引力波发射的影响，通过贝叶斯推断发现铃响和并合阶段的次主导引力波模式是识别环境效应的关键，并分析了不同观测视角下的可探测性。
2023-08-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
From Ringdown to Lensing: Analytic Eikonal Modes of Quasi-Topological Regular Black Holes
University of Seville（塞维利亚大学）
本文提出一种解析埃伊科纳尔描述，用于四维准拓扑引力中的正则黑洞扰动，通过Schutz-Will WKB一阶展开和小耦合展开，推导出闭合的Quasinormal模式公式，并建立Quasinormal模式-阴影-强透镜效应的对应关系。
2026-04-15 gr-qc
Modelling the Ringdown from Precessing Black Hole Binaries
模拟双黑洞合并的终点是现代引力波天文学的基石。从振铃信号中提取多个准正规模式频率，可以对残留的黑洞进行前所未有的详细研究。先前对对齐自旋双星的数值相对论模拟的研究发现，如果包括泛音（可能还有镜像模式），则可能比以前想象的更早开始振铃分析。这增加了振铃中的信噪比，使得次主导模式的识别更容易。在本文中，我们研究，第一次，黑洞二进制与失调的自旋，并发现一个更大的变化，在性能的振铃适合比对齐自旋的情况下。镜像模式和高次谐波以及泛音的包含提高了具有较早开始时间的振铃拟合的可靠性;然而，仍然存在拟合性能差的情况。虽然使用泛音结合早期振铃开始时间是一个诱人的可能性，但有必要谨慎行事。我们还考虑在这种类型的准常态模式研究中使用数值相对论代理模型的第一次，并解决重要的问题，用于拟合的基本数值波形的准确性。
2021-05-10 astro-ph.HE gr-qc
Nonlinear Ringdowns as Sources and Detectors of Quantum Gravitational Waves
利用黑洞环状回波的非线性效应作为探测量子引力波的强耦合探测器，探索引力的量子本质。
2025-11-22 gr-qc quant-ph
Quasi Normal Modes of Black Holes and Detection in Ringdown Process
黑洞的准简正模是描述黑洞时空中各种场耗散振荡的本征模，它可以由线性微扰理论内在地产生。随着第一个引力波（GW）事件GW 150914的发现，打开了一个新的宇宙窗口，允许检测与振铃过程相关的QNM，这将使更精确的测量BH参数以及进一步测试广义相对论成为可能。本文讨论了黑洞的线性微扰理论，并对几种计算准纳米尺度的方法进行了评述，包括新发展的方法。我们还将重点介绍QNM和GWs检测之间的联系以及这一领域的一些最新进展。
2022-11-30 gr-qc
Small mass plunging into a Kerr black hole: Anatomy of the inspiral-merger-ringdown waveforms
我们在时域数值求解Teukolsky方程，得到了小质量粒子在Kerr黑洞赤道面上的引力波辐射。我们占轨道能量的耗散使用Teukolsky频域引力波通量圆形，赤道轨道，到光环。我们考虑Kerr自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$，并计算了（2，2），（2，1），（3，3），（3，2），（4，4）和（5，5）模式。我们研究大自旋制度，并发现一个非常简单的合并波形，由于暴跌轨道的极端圆形字符。我们还定量地研究了在衰荡过程中准正规模的混合，这会导致波形中复杂的振幅和频率调制。最后，我们解释了小质量比黑洞双星的研究如何有助于扩展有效的单体模型的可比质量，旋转黑洞双星的任何质量比和自旋幅度。
2014-04-07 gr-qc
Accurate inspiral-merger-ringdown gravitational waveforms for non-spinning black-hole binaries including the effect of subdominant modes
本文给出了一个解析波形族，它描述了非自旋黑洞双星的涡卷、合并和衰荡过程中的引力波，包括几种非四极模[（$\ell = 2, m = \pm 1), (\ell = 3, m = \pm 3), (\ell = 4, m = \pm 4)$和$(\ell = 2, m=\pm2)$除外）]的影响.我们首先构建自旋加权球谐模的混合波形匹配的数值相对论模拟（与质量比$1-10$）描述后期inspiral，合并和衰荡的二进制后牛顿/有效的一体波形描述早期inspiral。通过对混合波形的傅里叶变换进行建模，利用微扰计算得到的解析函数，在频域中构造解析波形族。由此产生的高精度，即用型波形是高度忠实（不忠实$\simeq 10^{-4} - 10^{-2}$）的观察GW从非旋转黑洞二进制和非常便宜的生成。
2017-08-11 gr-qc
High-Precision Ringdown Surrogate Model for Non-Precessing Binary Black Holes
本文提出了自旋对齐的代理铃响模型 NRSur3dq8_RD，基于 Cauchy-characteristic evolution 数值波形构建，能高精度预测复值 QNM 振幅及残余黑洞质量与自旋，支持高精度广义相对论检验。
2024-08-09 gr-qc
Role of black hole quasinormal mode overtones for ringdown analysis
本文通过标量Regge-Wheeler和Pöschl-Teller势中的波传播问题重新审视黑洞铃宕泛音拟合，发现纳入模式数量而非泛音模型的准确性才是改善早期黑洞质量提取的关键，并指出区分真实激发泛音与非QNM效应拟合十分困难。
2023-09-18 gr-qc
Gravitational waveform model based on photon motion for spinning black holes
双黑洞合并的波形包括螺旋、合并和衰荡三部分。通常，内旋波可以通过后牛顿近似标定得到，合并波和衰荡波可以通过黑洞微扰理论的准正规模得到。然而，对于更一般的黑洞，准正规模的计算并不是微不足道的。本文利用光子球得到自旋黑洞的准正规模。然后将衰荡波与内旋波相连接，得到完整的波形，并与数值相对论得到的波形进行比较。我们发现它们彼此匹配得很好。原则上，这种方法可以推广到一般的紧致对象。作为例子，给出了参数化轴对称黑洞的衰荡波形。我们也用这种方法得到了加速的末级黑洞的振铃信号，这是由于合并过程中的引力反冲。即使在极端的情况下，由于反冲而产生的加速度也不能产生可检测的影响。
2022-11-14 gr-qc
High-accuracy waveforms for binary black hole inspiral, merger, and ringdown
首次对等质量非自旋双星黑洞系统的16个轨道、并合和衰荡进行了谱数值模拟。这些模拟的引力波形累积了数值相位误差，当从模拟开始测量时，通过约0.1弧度的衰荡，当波形被时间和相移以在峰值振幅处一致时，约0.02弧度。观测者在无穷远处看到的波形是由在有限半径处通过相位精确到~0.01弧度的外推过程计算的波形确定的。在无限远处的这个波形和在r= 100 M的有限半径处测量的波形之间的相位差大约是半个弧度。最终质量与初始质量之比为M_f/M = 0.95162 +- 0.00002，最终黑洞自旋为S_f/M_f^2=0.68646 +- 0.00004。
2009-01-20 gr-qc
