Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Energy loss and waveform to second--post-Newtonian order
本文在广义相对论的后牛顿二阶近似下研究了由螺旋形致密双星产生的引力波。使用最近开发的2 PN精确波生成形式主义，我们计算的引力波形和相关的能量损失率从一个准圆轨道上移动的点质量的二进制系统。关键的新输入是我们对二进制的2 PN精确“源”四极矩的计算。在波形和能量损失率在无穷远的尾部显式计算。从能量损失出发，推导出引力辐射反应对双星轨道频率和相位的影响。在两个物体之间的质量比非常小的极限情况下，我们恢复了由黑洞微扰方法得到的结果。我们发现，有限质量比的影响是非常显着的，因为它们增加了2 PN的贡献的相位高达52%。本文的结果在破译未来LIGO/VIRGO引力波探测器网络观测到的信号时应该是有用的。
1995-01-24 gr-qc
Linear momentum flux from inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits at 2.5 Post-Newtonian order
各向异性的引力辐射从致密双星系统的发射导致一个线性动量流。这导致系统的反冲。我们调查的损失率的线性动量通量在远区的源使用各种质量类型和电流类型的多极矩的吸气紧凑的二进制合并在准椭圆轨道在2.5后牛顿秩序。在调和坐标系下，我们计算了精确到$\mathcal{O}(e_t)$的线动量通量。本文采用2.5后牛顿准开普勒表示的后牛顿运动方程的参数解。我们还提供了一个封闭形式的表达积累的线性动量从遥远的过去，通过二进制的演变。
2021-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Residual eccentricity of inspiralling orbits at the gravitational-wave detection threshold: Accurate estimates using post-Newtonian theory
我们使用包含引力辐射反应项的运动方程，通过4.5后牛顿阶来计算非自旋致密天体的吸气双星系统的晚时偏心率，因为它们越过了地基引力波干涉仪的检测阈值。初始偏心率可以大到0.999。我们发现，最终的偏心率是系统小于领先的四极近似预测的，由高达30%的300太阳质量的二进制跨越LIGO/处女座检测阈值在10赫兹，或百分之八小60太阳质量的二进制。我们找到了一个精确解释高阶后牛顿效应的晚期偏心率的解析公式，推广了Peters和Mathews在20世纪60年代得出的公式。我们还发现，最终的偏心率是独立的两个致密体的质量比优于百分之二。
2021-11-15 gr-qc
Energy losses by gravitational radiation in inspiralling compact binaries to five halves post-Newtonian order
本文在广义相对论的五个半后牛顿（2.5PN）近似下，导出了一个紧凑双星系统以引力波形式产生的总功率或能量损失率。扩展最近开发的引力波生成形式主义有效的任意（缓慢移动）系统，我们计算的质量多极矩的系统和相关的尾巴存在于波区的2.5PN顺序。在两个质点在准圆轨道上运动的情况下，我们发现2.5PN的能量损失率的贡献完全是由于尾巴。依靠能量平衡的论点，我们推导出的瞬时频率和相位的二进制的变化规律。累积相位中的2.5PN阶非常大，与前一个2PN阶的数量级大致相同，但符号相反。然而，2.5PN阶的有限质量效应很小。本文的结果应该是有用的，当分析数据从吸入紧凑的双星在未来的引力波探测器，如处女座和LIGO。
2005-05-27 gr-qc
Prospects for distinguishing dynamical tides in inspiralling binary neutron stars with third generation gravitational-wave detectors
双中子星合并的引力波观测中的潮汐效应有可能探测超致密物质，并揭示中子星未知核物质状态方程。潮汐效应在吸入中子星二进制成为相关的GW频率几百赫兹，并要求探测器与精致的高频灵敏度。第三代GW探测器，如爱因斯坦望远镜或宇宙探测器，将在这种高频区域特别敏感，使我们能够探测绝热近似之外的中子星潮汐。在这里，我们评估是否可以从一个中子星内旋测量动力潮汐。我们发现动力学潮汐的可测性强烈地依赖于中子星的质量和状态方程。对于10，000个螺旋状双中子星的半现实人口，我们保守地估计，平均$\mathcal{O}(50)$双星将有可测量的动力学潮汐。由于动力潮汐的特点不仅是由恒星的潮汐变形，但也由其基本（$f$ -）模式频率，他们提出了一种可能性，探测高阶潮汐效应和测试的一致性与准普遍的关系。对于第三代探测器网络中的GW 170817类信号，我们发现恒星的$f$模式频率可以测量到几百Hz以内。
2022-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Radiation from Post-Newtonian Sources and Inspiralling Compact Binaries
本文评述了在广义相对论背景下孤立系发射引力波问题的理论研究现状。文章的A部分涉及一般的后牛顿来源。源的外部场的分析后闵可夫斯基和多极近似相结合的方式进行调查。在远区的源的物理观测值描述了一组特定的辐射多极矩。通过将外解与后牛顿源在近区的度规相匹配，得到了源多极矩的显式表达式。辐射矩和源矩之间的关系涉及许多非线性多极相互作用，其中包括与引力波的尾（和尾之尾）有关的相互作用。文章的B部分致力于应用到紧凑的二进制系统。我们提出的二元运动方程，以及相关的拉格朗日和哈密顿量，在第三后牛顿（3PN）阶牛顿加速度以外。引力波的能量通量，始终考虑到相对论修正的二进制时刻，以及各种尾巴的影响，通过3.5PN阶的四极形式主义。双星的轨道相位，其先验知识是至关重要的搜索和分析的信号，从能量平衡参数推导。
2006-06-06 gr-qc
Inspiralling eccentric binary neutron stars: orbital motion and tidal resonance
我们研究了偏心双星中子星的轨道演化。该轨道被描述为一个准开普勒轨道的摄动，由于潮汐耦合。我们发现，除了后牛顿进动外，恒星之间的潮汐相互作用也对轨道进动有贡献。双星的角向运动和径向运动之间的耦合也激发了恒星振荡中的一系列谐波。在小的偏心率限制下，这种耦合主要引起附加的轨道共振，其中轨道频率是f模式频率的三分之一。对于初始偏心率为$\sim 0.2$、轨道频率为$50$ Hz的双星，由于中子星状态方程和双星质量分布的不确定性，这种潮汐共振的存在会在引力波形中引入$\sim 0.5$相移，直到合并。这种在螺旋后期阶段的相移很可能用第三代引力波探测器探测到。
2019-09-18 astro-ph.HE gr-qc
An improved analytical description of inspiralling and coalescing black-hole binaries
我们提出了一个分析的形式主义，在连续的一体化框架内，预测引力波信号的吸入和合并黑洞二进制同意，在数值误差范围内，与目前最准确的数值相对论模拟的结果为几个不同的质量比。在等质量的情况下，我们的形式主义预测的引力波能流与最精确的数值相对论能流在数值误差范围内一致。我们认为，我们的形式主义打开了一个现实的可能性，构建一个足够准确的，大银行的引力波模板，需要检测和数据分析（非旋转）合并的二元黑洞。
2009-03-19 gr-qc
Joint LIGO and TAMA300 Search for Gravitational Waves from Inspiralling Neutron Star Binaries
我们使用LIGO和TAMA 300在2003年初的数据，从吸入中子星双星的重合引力波信号搜索。使用一个简单的触发交换方法，我们进行了一个相互合作的符合搜索的时候，TAMA 300和只有一个LIGO网站的操作。我们没有发现任何引力波信号的证据。在90%的置信水平下，我们对质量在1 ~ 3 M太阳之间的双星中子星合并速率的观测上限为每个银河系等效星系每年49颗中子星。在此搜索过程中开发的方法将在未来的网络螺旋分析中找到应用。
2006-10-06 gr-qc
Plunge waveforms from inspiralling binary black holes
我们研究了非自旋双黑洞从最内层稳定圆轨道附近到最终单个旋转黑洞的合并过程。我们使用一种技术，结合完整的数值方法来解决爱因斯坦方程，应用在真正的非线性政权，和线性化的扰动理论周围的最终扭曲的单个黑洞在以后的时间。我们计算的暴跌波形，提出了一个不可忽略的信号持续$t\sim 100M$显示早期的非线性振铃，我们得到的总引力能量和角动量辐射的估计。
2001-11-18 astro-ph gr-qc hep-th
A template bank to search for gravitational waves from inspiralling compact binaries I: physical models
利用匹配滤波技术搜索了来自合并紧密双星的引力波。由于模型波形取决于许多参数，因此有必要通过覆盖参数空间的天体物理学感兴趣区域的模板库对数据进行过滤。模板的选择由模板库的离散性导致的信噪比的最大允许下降来定义。在本文中，我们描述了模板银行的算法，用于从激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和GEO 600探测器的数据分析，以搜索信号的二进制组成的非自旋紧凑的对象。利用蒙特卡罗模拟，我们研究了该库的效率，并表明它的性能是令人满意的设计灵敏度曲线的地基干涉引力波探测器GEO 600，初始LIGO，先进的LIGO和Virgo。该数据库可以有效地搜索各种致密双星，如原始黑洞双星、中子星双星、黑洞双星以及由一个非自旋黑洞和一个中子星组成的混合双星。
2006-07-20 gr-qc
Reconstructing the neutron-star equation of state with gravitational-wave detectors from a realistic population of inspiralling binary neutron stars
引力波观测的螺旋双星系统可以用来测量中子星状态方程（EOS）通过潮汐引起的波形相位的位移，取决于潮汐变形参数$λ$。以前的工作表明，$λ$，一个功能的中子星EOS和质量，是可测量的先进LIGO的一个单一的事件时，包括潮汐信息的合并频率。在这项工作中，我们描述了一种方法的叠加测量$λ$从多个inspiral事件来测量EOS。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗模拟来估计一个4参数分段多变的EOS，匹配理论EOS模型的几个百分点的参数。我们发现，“现实”的事件率（$\sim 40$二进制中子星inspiral事件，每年与信号-噪声比$> 8$在一个先进的LIGO探测器），结合一年的引力波数据从因果关系和最近的高质量中子星测量的限制，在大多数情况下，以上核密度的EOS可以测量到优于两个因素的压力。在$1M_\odot$ - $2M_\odot$质量范围内，测量的中子星半径优于$\pm 1$ km，测量的潮汐变形度优于$\pm 1 \times 10^{36}$ g cm $^2$ s $^2$（10%-50%，取决于物态方程和质量）。这些信息的绝大多数来自最响亮的$\sim 5$事件。然而，后牛顿波形模型中的当前不确定性导致EOS测量中的系统误差与统计误差一样大，并且需要更精确的波形模型来最小化该误差。
2014-10-31 gr-qc
Gravitational Waves from Inspiralling Compact Binaries: A Post-Newtonian Approach
由中子星或黑洞组成的螺旋双星系统是有希望的引力辐射源，可以被大型激光干涉引力观测站探测到，如美国的LIGO和意大利-法国的VIRGO项目。一旦探测器在这个十年结束前投入使用，就需要精确的理论重力波形模板来对探测器的输出进行匹配滤波数据分析。除了最后两个物体的强广义相对论结合，高阶后牛顿方法在理论家开发所需模板的努力中发挥着重要作用。本文讨论了这种方法的基础，并提供了一个有用的公式和结果的纲要。数字可应要求提供。（1993年10月28日在第8届西宫汤川纪念研讨会上的特邀演讲）
1994-03-17 gr-qc
Recovering a spinning inspiralling compact binary waveform immersed in LIGO-like noise with spinning templates
我们通过对LAL软件包生成的10^6个随机选择的自旋波形进行匹配滤波，研究了沉浸在LIGO S5类噪声中的高自旋波形的恢复机会。虽然致密双星的质量可以很好地恢复（稍微高估），但对于自旋来说，情况并非如此。我们在时域和频域都显示出最佳的拟合匹配。这些包含了信号的一些旋转特征，但远低于识别系统的天体物理参数所需的特征。匹配方法的改进是必要的，尽管由于噪声信号可能是困难的。
2010-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Phenomenological model of gravitational self-force enhanced tides in inspiralling binary neutron stars
本文提出了PhenomGSF频域现象学潮汐相位模型，结合引力自力信息与任意频域双黑洞波形模型，高效准确地生成双中子星螺旋波形，支持约束中子星状态方程与奇异物质分析。
2024-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries with magnetic dipole moments
研究了磁偶极-偶极耦合和电磁辐射对具有磁偶极矩的吸气双星中子星的引力波频率演化的影响。这项研究的动机是发现了超强磁化的中子星，即，磁星我们导出磁场对引力波累积周期的贡献为$N_{mag} \sim 6 \times 10^{-3} (H/10^{16}{\rm G})^{2}$，其中$H$表示双星系统中每颗中子星的极向磁场的强度。结果表明，如果中子星磁场的上限小于迄今为止软γ重复站和异常X射线源观测到的最大磁场值$\sim 10^{16}$ G，则磁场对引力波的探测和参数估计的影响可以忽略不计。本文还讨论了Ginga卫星观测到的伽马射线暴之前的X射线辐射的影响。
2000-01-13 astro-ph gr-qc
The Kepler equation for inspiralling compact binaries
由偏心轨道上的中子星/黑洞组成的致密双星经历受扰的开普勒运动。扰动是相对论的起源或有关的自旋，质量四极矩和磁偶极子的二元组件。这类系统的后牛顿运动分为径向和角向运动。我们在这里提出的第一次这样的二进制编码的广义开普勒方程的径向运动，包括所有上述的贡献，线性秩序的扰动。再加上适当引入的参数化，径向运动完全解决。
2005-10-20 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Energy flux to third post-Newtonian order
本文将多极后闵可夫斯基引力辐射方法应用于紧致双星内旋波的产生问题。我们调查具体的第三后牛顿（3PN）近似的总能量通量。新的结果是将双星的质量四极矩计算到3PN阶，将当前的四极矩和质量八极矩计算到2PN阶。波尾和尾在远区的尾巴被包括到3.5PN阶。最近推导的3PN方程的二进制运动被用来计算的时刻的时间导数。我们发现完美的协议，3.5PN秩序与微扰计算的黑洞在测试质量限制为一个机构。在我们的计算技术输入包括一个模型的点粒子描述的紧凑的对象，和阿达玛自场正则化。由于3PN阶Hadamard正则化的物理不完全性，能流取决于一个未知的物理参数，该参数是运动方程中的参数λ和来自四极矩的新参数θ的组合。
2005-05-27 gr-qc
Inspiralling, Non-Precessing, Spinning Black Hole Binary Spacetime via Asymptotic Matching
我们构建了一个新的全球性的，完全解析的，近似的时空，它准确地描述了非进动，旋转黑洞双星的动力学在相对论合并过程的inspiral阶段。真空爱因斯坦方程的这种近似解可以通过将两个黑洞附近的扰动克尔解与远离两个黑洞的有效后牛顿度规渐近匹配来获得。然后，这个度量与波区更远的后闵可夫斯基度量相匹配。渐近匹配的过程被推广到所有的空间超曲面，而不是在以前的工作中讨论的一小群初始超曲面。这个度规非常适合于合并前自旋黑洞双星时空的长期动力学模拟，例如需要数百个双星轨道的环双星气体吸积研究。
2016-03-23 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries completed at the third post-Newtonian order
在广义相对论的第三后牛顿近似下计算了点粒子双星的引力辐射。本文用量纲正则化方法确定了三个由3 PN源型质量四极矩的Hadamard自场正则化得到的模糊参数，并证明了它们的值分别为xi = -9871/9240，kappa = 0和zeta = -7/33。这些结果完成了3.5PN阶以下致密双星螺旋的广义相对论预言的推导，对当前引力波探测器网络中的信号搜索和破译具有一定的参考价值。
2004-06-03 gr-qc
Post-Newtonian orbital evolution and gravitational wave forms of inspiralling compact binaries with mass transfer and spin corrections
该研究针对致密双星系统，提出同时考虑质量转移与自旋修正的二维轨道演化模型，通过数值模拟验证了二者对三类相对论双星的轨道演化与引力波偏振波形的影响。
2026-09-30 gr-qc
Inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits: The complete third post-Newtonian energy flux
利用多极后闵可夫斯基波产生理论计算了在准椭圆轨道上运动的致密天体双星系统的螺旋相位对3PN引力波光度的瞬时贡献。这种计算的必要输入包括一般轨道的3PN精确质量四极矩和2PN的质量八极矩和电流四极矩。使用最近获得的3PN准开普勒表示的椭圆轨道的流量平均超过二进制的轨道。补充这一重要的遗传贡献所产生的尾巴，尾巴的尾巴和尾巴平方项计算在以前的文件中，完整的3PN能流。本文提出的最终结果将需要为非圆轨道上的二进制移动，一个合理的类源，不仅为空间为基础的探测器，如LISA，但也为地面为基础的模板的建设。
2008-04-11 gr-qc
An effectual template bank for the detection of gravitational waves from inspiralling compact binaries with generic spins
我们报道了一个三维模板库的建设，从旋转致密天体组成的吸气双星的引力波的搜索。参数空间由两个描述质量参数的维度和一个描述波形中长期（非旋进）自旋效应的“约化自旋”参数组成。模板放置是基于一个有效的随机算法，并利用半解析计算的参数空间中的度量。我们表明，“低质量”（$m_1 + m_2 \lesssim 12\,M_\odot$）的二进制文件，该模板银行实现有效的拟合因子$\sim0.92$ - $0.99$对信号从通用自旋二进制在先进的检测器时代在整个参数空间的兴趣（包括二进制中子星，二进制黑洞，黑洞-中子星二进制）。这为从一般的自旋低质量致密双星中寻找引力波提供了一种强有力的可行方法。假设黑洞[中子星]的自旋幅度均匀分布在0- 0.98 [0 - 0.4]之间，自旋角各向同性分布，与使用非自旋组的搜索相比，使用这种减少自旋组的搜索的平均检测体积（在固定的信噪比阈值下）的预期改进为$\sim20-52\%$。
2014-05-21 gr-qc
Inspiralling black holes: the close limit
使用几个近似，我们计算的引力辐射时，两个相等的质量黑洞合并在其双螺旋结束时发出的估计。我们发现，在最后的衰荡过程中，这对双星大约有1%的质量能量将以引力波的形式出现，而辐射出的角动量则可以忽略不计。
1999-05-20 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: hexagonal template placement and its efficiency in detecting physical signals
利用匹配滤波方法，从地面干涉仪观测数据中寻找由螺旋型致密双星发射的引力波。检测过程的一个关键方面是设计一个模板库，涵盖天体物理学相关的参数空间。在早期的论文中，我们描述了一个模板银行，是基于一个正方形晶格。虽然强大的，我们表明，广场的位置是过于有效的，这意味着它是计算上的要求比所需的。在本文中，我们提出了一个模板银行的基础上，六边形晶格，其大小减少了40%，相对于建议的正方形放置。我们描述的六边形模板银行的实施，其大小和计算成本的实际方面。我们还进行了详尽的模拟，以表征其效率和安全性。我们表明，银行是足够的搜索各种各样的二元系统（原始黑洞，中子星和恒星质量的黑洞）和数据从当前的探测器（初始LIGO，处女座和GEO600）以及未来的探测器（先进的LIGO和EGO）。值得注意的是，尽管我们的模板库放置使用了由特定模板家族产生的度量，即固定相近似，但我们表明它可以成功地用于其他模板家族（例如，Pade重算和有效的单体近似）。这种对不同模板族有效的性质使得所提出的库适合于并行使用其中的几个模板族的搜索（例如，在二元黑洞搜索中）。本文所描述的六边形模板银行目前用于搜索非自旋inspiralling紧凑的双星的数据从激光干涉仪引力波天文台（LIGO）。
2007-06-29 gr-qc
Constraining the orbital eccentricity of inspiralling compact binary systems with Advanced LIGO
先进的LIGO和室女座探测器探测到约50个合并的致密双星，使我们能够测试广义相对论，约束合并率，并寻找潮汐效应的证据，紧凑的对象旋转，更高的波形模式，和黑洞环降。一个尚未被确定的影响是双星偏心率，它可能存在于一小部分动态形成的双星中。在这里，我们讨论的偏心率的一般限制，可以在原则上，放置在所有类型的紧凑的对象二进制的先进LIGO的设计灵敏度的探测器操作。使用后牛顿模型的引力波相位有效的小偏心率制度，我们评估的相对测量误差为各种自旋和非自旋双星偏心。误差和相关性，涉及的质量和自旋参数进行了研究。我们发现，降低探测器的观测频带的低频限制是增加测量二进制偏心率的几率的关键设计因素之一。我们还引入了偏心啁啾质量参数，并对偏心啁啾质量参数进行了分析探讨，该参数取代了啁啾质量，成为偏心引力波形模型中的关键可测参数组合。偏心啁啾质量参数解释了啁啾质量和偏心率之间的简并。这种简并导致标准啁啾质量参数的偏差。我们还研究了偏心系统时，使用圆形波形模板恢复系统参数偏差。我们使用Fisher矩阵和贝叶斯推理为基础的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法来研究这些参数估计问题，我们发现这两种方法（统计和系统误差）在适当的信噪比制度之间的良好协议。（节略）
2022-03-12 gr-qc
Hybrid method for understanding black-hole mergers: Inspiralling case
我们适应的方法匹配后牛顿和黑洞微扰理论的类时表面（这被证明是有用的理解迎面黑洞二进制碰撞）处理等质量，吸气黑洞二进制。我们首先引入辐射反应势到这种方法中，我们表明，它导致一组自洽的方程，描述的波形和类时匹配表面的同时演变。这使我们能够产生一个完整的inspiral-merge-ringdown波形的l=2，m=2，-2模式的引力波形的等质量黑洞-二进制inspiral。这些模式与数值相对论模拟的模式在相位上匹配得很好，但在振幅上不太匹配。作为该方法的第二个应用，我们研究了自旋在轨道平面上反向排列的黑洞的合并（“超级反冲”配置）。在超级反冲的衰荡过程中，质量和电流四极辐射的相位被锁定在一起，因为它们以相同的准正规模式频率演化。我们认为，这种锁定在合并过程中开始，我们表明，如果黑洞的自旋通过我们的模型的扰动黑洞时空中的测地岁差演变，然后在合并过程中的轨道频率旋进。反过来，这会导致辐射的正确行为，并产生类似于数值模拟中观察到的反冲。
2012-02-21 gr-qc
The 2.5PN gravitational wave polarisations from inspiralling compact binaries in circular orbits
利用多极后闵可夫斯基和匹配形式主义，我们计算了在准圆轨道上运动的螺旋形紧凑双星的引力波形，在广义相对论的二分之一后牛顿（2.5PN）近似下。我们使用的输入包括2.5PN阶的质量型四极子、2 PN阶的质量八极子和电流四极子、1 PN阶的质量$2^5$ -极子和电流$2^4$ -极子。非线性遗传项来自于1.5PN、2 PN和2.5PN阶的四极-四极多极相互作用或尾，以及2.5PN阶的四极-四极相互作用。特别是，非线性记忆的具体影响是使用简化的二进制演化模型计算在过去。在2.5PN阶的“正”和“交叉”波偏振是以现成的形式获得的，扩展了Blanchet，Iyer，Will和Wiseman早先计算的2 PN结果。
2005-05-27 gr-qc
The mass quadrupole moment of compact binary systems at the fourth post-Newtonian order
本文在广义相对论的后牛顿四阶近似下计算了无自旋的旋进致密双星的质量型四极矩。多极矩是由物质系统外部区域的场和近区的PN场之间的匹配定义的，遵循多极后闵可夫斯基（MPM）-PN形式主义。匹配意味着一个特定的正则化处理红外（IR）的多极矩在无穷远的发散，基于Hadamard有限部分程序。另一方面，计算需要紫外线（UV）发散，由于紧凑的对象的三角函数，这是与维正则化（DR）处理的建模。在未来的工作中，我们打算系统地研究IR分歧的手段，以及维数正则化。我们的结果为获得具有4PN/4.5PN精度的旋进致密双星系统的引力波模板迈出了重要的一步。
2020-09-21 gr-qc
Second post-Newtonian order radiative dynamics of inspiralling compact binaries in the Effective Field Theory approach
我们使用有效场论（EFT）的框架计算质量四极矩，运动方程，并在二阶后牛顿（PN）近似的吸气紧凑双星的功率损失。我们提出了更高PN阶的二元系统的应力-能量伪张量分量的表达式。对质量四极矩的2 PN修正以及对线性化谐波规范中计算的加速度的2 PN修正是计算次-次-首阶辐射反作用力所需的成分，这将在其他地方介绍。虽然本文再现已知的结果，它提供了必要的积木为未来高阶计算的EFT方法。
2019-12-28 gr-qc hep-th
Bounding the mass of the graviton using gravitional-wave observations of inspiralling compact binaries
如果引力是通过一个有质量的场传播的，那么引力波（引力子）的速度将取决于它们的频率，有效牛顿势将具有汤川形式。在螺旋形致密双星的情况下，在螺旋早期以低频发射的引力波将比后来以高频发射的引力波传播得稍慢，修改了观测到的螺旋形引力波形的相位演化，类似于后牛顿修正四极相位所引起的。波形的匹配滤波可以约束传播速度中的这种频率依赖性变化，从而约束引力子质量。该边界取决于源的质量和探测器的噪声特性，但与源的距离无关，除了弱宇宙学红移效应。对于使用LIGO/VIRGO类型的地面干涉仪观测恒星质量紧凑的内旋，引力子康普顿波长的约束是$6 \times 10^{12}$ km的数量级，大约是牛顿引力汤川修正的太阳系测试的两倍。利用激光干涉仪空间天线（LISA）在宇宙学距离上观测超大质量黑洞双星螺旋，其边界可达$6 \times 10^{16}$ km。这比星系团动力学模型依赖的边界弱三个数量级。
1997-09-04 gr-qc
Inspiralling Binary merger parameter reconstruction with lunar and satellite Laser Ranging
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本研究构建框架利用月球激光测距和双卫星测距构型重建旋近大质量双黑洞的啁啾质量与光度距离，发现单基线存在光度距离简并问题，多基线可破解该问题，为低频引力波探测提供了测距方案的参数重建依据。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Role of dense matter in tidal deformations of inspiralling neutron stars and in gravitational waveform with unified equations of state
本文进一步研究了致密物质性质在冷非吸积中子星潮汐形变中的作用。本文用M-M统一状态方程组计算了重电Love数$k_\ell$和重磁Love数$j_\ell$ ~ $\ell=5$。它们的相对重要性和它们的灵敏度的对称性能量和中子物质的刚度进行了数值评估。本文还讨论了它们对双星中子星吸气辐射引力波信号相位的影响。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Gravitational Casimir Effect in Inspiralling Neutron Star Binary
目前，对真空能的讨论和研究在理论和实验上都引起了极大的关注。各种场的真空态，在特殊的边界条件下，都可能贡献出非平凡的宏观真空能，即卡西米尔效应，卡西米尔效应是一门交叉学科，在物理学的各个领域都起着重要的作用。本文采用Schwinger源理论，研究了由引力量子化引起的引力Casimir效应，即引力Casimir效应（GCE），这是由$10^9 \rm m$的宽间隔的吸气中子星（NS）双星引起的。通过考虑由旋入轨道运动引起的引力电磁场（GEM），并计算GEM对轨道衰变过程中辐射出的引力子真空能量的贡献，我们证明了当双星轨道径向距离为$L$时，GEM对引力真空能量的Casimir修正很小，这对双星系统产生了吸引引力卡西米尔力。宽吸气NS双星发出的引力波位于$10^{-4}-1$ Hz的低频带。对于特征GW频率$10^{-3}$ Hz，对信号的重力卡西米尔校正估计为$\sim10^{-24}$的量级，其对应于力$10^{-20}$ N。考虑到空间引力波观测站LISA/eLISA和Taiji的灵敏度可以降低到$10^{-24}$，我们可以预期，LISA/eLISA和Taiji在不久的将来会成为探测GCE的有力工具。
2022-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Resolving phase transition properties of dense matter through tidal-excited g-mode from inspiralling neutron stars
本文通过首次广义相对论计算含一阶强相互作用相变中子星的潮汐g模，证明双中子星并合引力波可探测内部强子-夸克转变，为致密物质相变提供强约束。
2024-03-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Accurate Effective-One-Body waveforms of inspiralling and coalescing black-hole binaries
连续一体化（EOB）形式包含几个柔度参数，特别是$a_5$、$\vp$和$\a$。我们在这里展示了如何共同约束这些参数的值，同时最佳拟合的EOB波形的两个，独立的，数值相对论（NR）模拟的吸气和/或合并的二元黑洞系统：发表的加州理工学院-康奈尔大学{ \it inspiral}数据（考虑引力波频率$Mω\leq 0.1$）的一边，和新计算的{ \it合并}数据的另一边。所得的，近似唯一的，“最佳拟合”EOB波形，然后示出表现出良好的协议与NR聚结数据的几个质量比。发现在$\sim 2464M$到引力波频率$Mω= 0.1$的时间跨度内，这个最佳拟合EOB波形和已发表的加州理工学院-康奈尔大学螺旋数据之间的移相在-0.0014和+0.0008弧度之间变化，在$Mω=0.1$到$Mω=0.1565$的96 M的时间跨度内，在+0.0013和-0.0185弧度之间变化。发现EOB和新的合并数据之间的相位差小于：（i）在等质量情况下，直到合并的时间跨度为730 M（11个周期）的$\pm 0.025$弧度，以及（ii）在2：1质量比情况下，直到合并的时间跨度为约950 M（17个周期）的$\pm 0.05$弧度。这些新的结果证实了EOB形式主义的能力，以提供精确的表示广义相对论波形，这是目前运行的引力波探测器所需要的。
2008-08-29 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact objects: Spin effects to fourth Post-Newtonian order
在广义相对论的后牛顿（PN）展开式中，考虑了有限尺寸效应和尾效应，导出了自旋线性和自旋平方对束缚势和引力波通量的次-次-领先级贡献.计算是通过世界线有效场论框架进行的。我们发现协议的重叠与现有的PN文献和测试机构的限制。作为一个直接的应用，我们完成的知识自旋效应的演变的轨道相位对齐自旋圆轨道到第四PN阶。我们估计了新结果对累积引力波周期数的影响。我们发现，它们将发挥重要作用，在提供可靠的物理解释的引力波信号从旋转双星与未来的探测器，如LISA和爱因斯坦望远镜。
2022-01-13 gr-qc hep-th
Unveiling the Galileon in a three-body system : scalar and gravitational wave production
我们考虑了通过三重系统的引力波信号来探测立方伽利略子的前景。也就是说，我们考虑一个大质量的黑洞（BH）被两个较小的黑洞的双星系统包围。我们假设这三个黑洞与标量场存在共形耦合，而标量场的起源可能是由于宇宙学或银河系环境。在这种情况下，质量很大的黑洞有一个万施泰因半径，这个半径可以包容较小的黑洞，并抑制标量对双星系统运动的影响。另一方面，这两个双星可以在对方的reredressed Vainshtein半径计算的背景下，中央BH，允许微扰处理其动力学。尽管强大的Vainshtein抑制，我们发现，标量效应的二进制系统略有增强相对于静态的情况下，大量的功率可以发射的形式的Galileon标量场，因此积极参与的吸气阶段。我们计算修改GW相位，并表明，它可以导致足够大的有效标量耦合的可检测信号。
2020-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Binary black-hole evolutions of excision and puncture data
我们提出了一个新的数值代码开发的二元黑洞时空的演化使用不同的初始数据和演化技术。该代码被证明产生国家的最先进的模拟轨道和吸气黑洞二进制收敛波形。我们还提出了第一个详细的研究重力波形的依赖性，从三维演变的不同类型的初始数据。为了这个目的，我们比较重叠克尔-Schild，Misner和Brill-Lindquist数据在很宽的范围内的初始分离的迎面碰撞所产生的波形。
2007-10-16 gr-qc
Advanced VIRGO: detector optimization for gravitational waves by inspiralling binaries
对于未来的配置，我们研究了消除噪声源和合并二进制文件的信噪比（SNR）之间的关系。我们的目标不是提出一种新的设计，而是指出在带宽中的哪个位置或哪个噪声源，降噪将是最有效的。我们把处女座作为我们考虑的参考，只适用于合并二进制的吸气阶段。因此，我们的分析只包括中子星和几个太阳质量的小黑洞。忽略最终合并和准正常振铃对SNR的贡献。它被确定为：i）当根据主导噪声划分VIRGO带宽时，镜热噪声带的减小为SNR提供了最高增益; ii）存在SNR中潜在最大增量所在的特定频率，并且噪声减小的带宽的扩大产生这种最佳频率向更高值的偏移; iii）当单独考虑噪声源时，钟摆热噪声的减少提供了最大但适度的增益。我们最近对中子星事件发生率的天体物理分析导致VIRGO和LIGO的探测率分别为每148年或125年一次，而最近提出和改进的VIRGO配置（但仍然保守）将增加到每年1.5次事件。相反，类似于高级LIGO的双月事件率需要16倍的增益。我们分析了3D（摆，镜，散粒噪声）参数空间，显示如何实现这样的增益。
2005-06-14 gr-qc
Searching for Gravitational Waves from Binary Inspirals with LIGO
我们描述了目前的状态，寻找引力波从inspiralling紧凑的双星系统在LIGO数据。我们回顾了LIGO（S1）第一次科学运行的结果。我们提出了在第二次科学运行（S2）中采取的数据搜索的目标，并描述了S1和S2中使用的方法之间的差异。
2007-05-11 gr-qc
Effective action approach to higher-order relativistic tidal interactions in binary systems and their effective one body description
在螺旋上升的中子星-中子星（或黑洞-中子星）双星系统中，引力波信号会受到潮汐耦合的影响。通过测量中子星的潮汐极化率参数，获得中子星物质状态方程的信息是引力波探测的一个重要科学目标。为了提取这条信息，需要对潮汐相互作用双星的运动和辐射进行精确的分析描述。通过对潮汐相互作用能的次-次-领先阶相对论修正，改进了对晚期螺旋动力学的解析描述。我们的计算是基于潮汐相互作用的有效作用方法，并在其转录内的有效单体形式主义。我们发现二阶相对论效应（相对论引力势$u=G(m_1 +m_2)/(c^2 r)$中的二次项）显著地增加了中子星的有效潮汐极化率，增加的幅度与距离有关，其形式为$1 + α_1 \, u + α_2 \, u^2 +...$，其中，对于等质量双星，$α_1=5/4=1.25$（如前所述）和$α_2=85/14\simeq6.07143$（如本文首次确定的）。我们认为，高阶相对论效应将导致进一步的放大，我们建议一个帕德型的方法来解释它们。我们建议通过比较分辨率外推的数值模拟的吸气双中子星，他们的有效的一个机构的描述来测试我们的结果。
2012-06-15 gr-qc
Post-Newtonian corrections to the gravitational-wave memory for quasicircular, inspiralling compact binaries
克里斯托杜卢记忆是对引力波场的一种非线性贡献，它来源于引力波应力-能量张量。对于准圆形的，吸气双星，克里斯托杜卢记忆产生了一个不断增长的，非振荡的变化，在引力波的“正”极化，导致永久位移的一对自由下落的测试质量后，波已经通过。除了它的非振荡行为，Christodoulou记忆是有趣的，因为即使它起源于2.5后牛顿（PN）阶多极相互作用，它影响的波形在领先的（牛顿/四极）顺序。这种记忆也可能在双星黑洞合并中被探测到。虽然准圆形的，inspiralling紧凑的双星的引力波偏振的振荡片已计算到3 PN阶，记忆的贡献，偏振只计算到领先的顺序（下一个领先的顺序0.5PN项先前已被证明为零）。本文将准圆吸气双星的记忆计算推广到3 PN阶。虽然存储器的角度依赖性在性质上保持不变，但PN校正项倾向于减小存储器的幅度。给出了度规扰动和曲率扰动对正极化和自旋加权球谐模的记忆贡献的显式表达式。结合Blanchet等人的最新结果，（2008），这完成了3 PN阶的波形。本文还讨论了：（i）从数值模拟中提取记忆的困难，（ii）在高PN阶进入波形的其他非振荡效应，以及（iii）关于记忆的可观测性的问题。
2009-06-21 astro-ph.SR gr-qc
Unveiling the Fingerprint of Eccentric Binary Black Hole Mergers
本研究通过数值相对论模拟，发现偏心双黑洞并合中峰值光度、质量、自旋及反冲速度随初始偏心率普遍振荡，并首次揭示螺旋状内部精细结构——“指纹”，对理解其动力学与天体物理具有重要意义。
2023-11-15 gr-qc
Post-1-Newtonian tidal effects in the gravitational waveform from binary inspirals
来自一个螺旋状中子星双星系统的引力波信号将包含有关系统中潮汐耦合的详细信息，因此，也包含有关中子星内部物理的详细信息。为了提取这些信息，将需要高度精确的重力波形模型。本文计算了具有四极潮汐相互作用的双星系统的引力波信号，其中包括了守恒动力学和波动产生的所有后1牛顿阶效应。我们考虑在圆轨道上运动的具有磁感应四极矩的恒星，并将其四极矩近似为线性。我们发现，后1-牛顿修正增加了约20%的潮汐信号在引力波频率为400赫兹。
2011-01-09 gr-qc
Gravitational Recoil of Inspiralling Black-Hole Binaries to Second Post-Newtonian Order
引力辐射导致的线动量损失以及由此引起的黑洞双星系统的引力反冲可能在早期星系中大质量黑洞的生长中起重要作用。本文计算了非自旋黑洞双星在后牛顿第二阶（2 PN）的引力反冲，首次得到了由波尾引起的1.5PN修正项和下一个2 PN项.我们发现，由二进制所经历的净反冲的最大值，由于inspiral阶段的最内稳定圆轨道（ISCO）的顺序为22公里/秒。然后，我们估计的反冲速度积累的暴跌期间从ISCO到地平线的整合动量通量使用的2 PN公式沿暴跌测地线的史瓦西度规。我们发现，暴跌的贡献占主导地位的inspiral。对于质量比m_2/m_1=1/8，我们估计总反冲速度（由于绝热和倾伏阶段）为100 +/- 20 km/s。对于0.38的比率，反冲是最大的，我们估计它是250 +/- 50 km/s。在小质量比的极限下，我们估计V/c约为0.043（1 +/- 20%）（m_2/m_1）^2。我们的估计与Favata等人（2004）的估计一致，但范围要窄得多。
2005-08-25 astro-ph gr-qc
Inspiralling compact objects with generic deformations
自引力物体可以有任意复杂的形状，这意味着比广义相对论中的黑洞更丰富的多极结构。基于这个动机，我们研究了由于一般的非轴对称质量四极矩导致的后牛顿（PN）阶对二元系统动力学的修正。利用密切轨道和多尺度分析的方法，我们找到了解析解的进动和轨道动力学的（一般偏心）的二元无量纲模量参数$ε_{m}$，对应于轴向$m=1$和极性$m=2$的扁率/长轴修正。对于$0 \le ε_{2} < 1$，进动动力学解是精确的，而对于$ε_{1} \ll 1$，进动动力学解是微扰的.进一步计算了质量四极效应对准圆双星引力波振幅和相位的首阶修正。利用固定相位近似和移位一致渐近（SUA），相位修正在相对2 PN阶进入，幅度调制在-0.5PN阶进入，SUA幅度修正在3.25PN阶，相对2 PN阶到首阶SUA修正。通过研究由于通用四极矩的失相，我们发现，相位差$\gtrsim 0.1$ ~弧度是可以实现的$ε_{m} \gtrsim 10^{-3}$，这表明与当前和未来的地基引力波探测器的约束是可能的。我们的结果可以实现参数估计的研究，以约束通用多极变形的克尔几何和中子星。
2022-06-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational-wave phasing for low-eccentricity inspiralling compact binaries to 3PN order
虽然引力辐射会导致螺旋形的致密双星形成圆形，但各种天体物理学场景表明，当它们进入地面和空间引力波探测器的低频带时，双星可能具有小但不可忽略的轨道偏心率。如果不加以考虑，即使是很小的轨道偏心率也会在螺旋双星的质量参数中引起潜在的重大系统误差。引力波搜索模板通常依赖于准圆近似，其提供了3.5后牛顿（PN）阶的引力波相位的相对简单的表达式。准开普勒形式主义提供了一个优雅的，但复杂的描述后牛顿修正的轨道和波形的任何偏心率的吸气双星。在这里，我们专门的准开普勒形式主义的二进制低偏心率。在这个极限下，引力波相位的非周期性贡献可以明确地表示为频率或时间的简单函数，除了众所周知的圆双星公式外，几乎没有额外的复杂性。这些偏心相位校正计算到3PN阶和领先的标准PN近似的偏心率。对于各种各样的系统，这些偏心率校正会对扫过探测器频带的引力波周期数产生显著的校正。这是评估使用几种措施，包括修改的有用的周期。我们还评估了进入定相的周期项的作用，并讨论了它们如何可以被纳入到一些PN近似。虽然偏心扩展的PN近似是我们的主要目标，这项工作收集了各种结果，可能是其他人的兴趣建模偏心相对论性双星。
2016-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-Radiation Damping of Compact Binary Systems to Second Post-Newtonian order
通过超越四极近似的二阶后牛顿（2PN）$O[(Gm/rc^2)^2]$，导出了任意质量致密天体的引力波能量损失率。该结果是由两个独立的计算（源）多极矩。的2PN条款，特别是有限的质量贡献（这是不能得到的黑洞时空的微扰计算），示出了一个显着的贡献的累积相位的理论模板中使用的匹配滤波的数据从未来的引力波探测器。
1995-01-23 gr-qc
Addressing the spin question in gravitational-wave searches: Waveform templates for inspiralling compact binaries with nonprecessing spins
本文提出了一个后牛顿（PN）模板家庭的引力波形从吸入紧凑的双星与非旋进的自旋，其中的自旋效应是由一个单一的“约化自旋”参数。这个模板族，它重新参数化的所有自旋相关的PN条款的首阶（1.5 PN）自旋轨道耦合项\emph{in an approximate way}，有很高的重叠（拟合因子> 0.99）与非旋进双星与任意质量比和自旋。我们还证明了这个模板族对于相当大一部分质量相当的自旋双星（m_2/m_1 <~ 10）的探测是“有效的”，为从自旋低质量双星中寻找引力波（GW）提供了一种有吸引力和可行的方法。我们还指出，在相当质量（m_1 ~= m_2）区域，相位演化中的长期（非振荡）自旋相关效应（非旋进模板考虑到的）比旋进的振荡效应更重要。因此，与非旋进旋转模板相比，非旋转模板的有效性在这种情况下特别差。对于高级LIGO观测到的双星中子星，即使是中等自旋（L。S/m^2 ~= 0.015 - 0.1）将导致与非纺丝模板相当大的失配（~ 3% - 25%）。这与中子星自旋可能与GW探测无关的预期相反。
2011-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Unveiling the Microhertz Gravitational-Wave Sky with the Square Kilometre Array Observatory
Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；DAMTP, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）；Institut de Fisica d'Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学与技术研究院高能物理研究所）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）
本文研究利用平方公里阵列天文台（SKAO）对毫秒脉冲星双星的高精度计时，通过探测共振引力波扰动，在微赫兹频段搜索引力波，并证明SKAO能实现前所未有的灵敏度，有望探测该频段的大质量黑洞双星。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Hunting for Gravitational Waves with Massive Gravitons from Inspiralling Double Neutron Star Systems with Pulsar Clocks
脉冲星，特别是毫秒脉冲星，是一种非常稳定的天体钟，其脉冲周期的稳定性为天文学研究提供了广阔的应用前景，例如可以作为探测超大质量黑洞双星中甚低频（$10^{-7}-10^{-9}$ Hz）引力波的天然探测器。双中子星（DNS）双星系统，包含一个或两个射电双星，在引力辐射作用下失去轨道能量，导致轨道收缩。结果，两颗中子星越来越近，在此期间，它有助于发射$1-10^4$ Hz的高频GW。本文研究了DNS系统中的射电天文台脉冲信号由于系统中的高斯辐射而引起的频移。我们指出，在这些系统中，无线电信号的脉冲频率偏移可以是一个潜在的工具，以寻找高频GWs，与大质量的引力子，从DNS系统，这诉诸于时间的引力常量$δG(t)/G$的移动。讨论了射电脉冲频移对DNS产生的高频GWs的敏感性。本文还考虑了双射电双星系统中脉冲星对定时残差的相关性，如PSR 0737-3039 A（B）系统。
2014-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Radiation-balanced simulations for binary inspiral
在两个黑洞螺旋上升的后期，可能存在与辐射反应无关的重要的非牛顿效应。为了理解这些效应，我们用爱因斯坦方程的一个定态解来近似一个缓慢上升的双星，在这个定态解中，黑洞永远绕着轨道运行。通过在无穷远处指定一个包含等量输入和输出辐射的边界条件，使辐射反应无效。然后将计算问题从具有初始数据的演化问题转换为边值问题。除了通过提取出射模提供近似的螺旋波形外，我们的近似还可以为数值相对论演化提供替代的初始数据。我们报告结果的简化模型和在建设三维数值解的进展。
2001-10-01 gr-qc
Post-Newtonian Theory and its Application
我们回顾了一些最近的工作后牛顿理论的缓慢移动（后牛顿）源，其应用的问题，从紧凑的二元系统的动力学和引力辐射。我们目前的知识是3PN的质心能量和3.5PN的引力波通量的inspiralling紧凑的双星。我们计算了双黑洞系统的最内层圆轨道（ICO），发现与数值相对论的结果非常吻合。我们认为，在广义相对论中，两个质量相当的物体的引力动力学与史瓦西背景下的测试粒子的引力动力学不同。这使我们质疑一些“Schwarzschild样”的模板的有效性，从后牛顿的重建技术构造的二进制螺旋。
2003-04-02 gr-qc
