Probing pre-inflationary anisotropy with directional variations in the gravitational wave background
我们进行了详细的分析,在一个类似卡斯纳的预膨胀阶段,允许一般的三轴各向异性放大的原始引力波背景。结果表明,预测的大尺度引力波强度角分布图根据暴胀前各向异性的程度呈现出不同的拓扑模式,从而为未来的引力波全天观测提供了一个可能的暴胀前早期宇宙的探测器.我们还从宇宙微波背景的B模偏振中导出了这种各向异性引力波振幅的观测极限。
2016-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Cosmic Superstrings with Gravitational Waves
我们用一个半解析的速度依赖模型来描述宇宙超弦的动力学,计算了宇宙超弦产生的随机引力波背景。我们发现,较重的字符串类型可能会留下独特的签名的随机引力波背景频谱范围内,目前和即将到来的引力波探测器。我们研究的物理动机的情况下,环的物理尺寸是由引力反作用尺度和使用NANOGRAV数据推导出一个保守的约束$Gμ_F<3.2 \times 10^{-9}$的基本弦的张力。我们证明,近似宇宙超弦网络产生的引力波频谱使用普通宇宙弦产生的频谱减少相互交换的概率(这是经常在文献中做),导致,在一般情况下,较弱的观测约束$Gμ_F$。我们表明,包含较重的字符串类型是需要一个更准确的表征区域的$(g_s,Gμ_F)$参数空间,可以探测使用直接引力波探测器。特别是,我们认为,从NANOGRAV数据的观测约束,并表明,较重的字符串生成的参数空间的二级排斥区域。
2016-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Probing strong-field gravity and black holes with gravitational waves
引力波观测将是精确测量时空中强场区域发生的过程的极好工具。由大质量黑洞捕获致密的恒星质量体而形成的极端质量比系统将成为计划中的空间干涉仪如LISA和DECIGO的目标。这些系统将是测试黑洞候选者时空性质的特别强大的工具。在这篇我在JGRG 19上发表的演讲中,我描述了黑洞的性质是如何印在它们的波形上的,以及如何使用测量来研究这些性质,从而了解黑洞的天体物理学和强场引力。
2010-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Probing the theory of gravity with gravitational lensing of gravitational waves and galaxy surveys
引力波应变与即将到来的星系巡天的互相关以一种新的方式探索引力理论。这种方法能够通过结合来自引力波的引力透镜和时空中的引力波的传播的影响来检验引力理论。我们发现,在10年内,结合先进的LIGO和处女座探测器网络与计划星系调查应该检测弱引力透镜的引力波在低红移宇宙($z<0.5$)。随着下一代引力波实验如旅行者号、LISA、宇宙探测器和爱因斯坦望远镜的出现,我们可以利用电磁波和引力波探测器之间的协同效应,将引力理论的测试扩展到更大的红移。
2020-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Probing charge of compact objects with gravitational microlensing of gravitational waves
本文研究利用引力波微透镜效应约束带电致密天体电荷的可行性,通过构造带电透镜势和透镜化波形并采用近似似然分析,发现该方法难以约束黑洞电磁电荷,但可能对修改引力模型或裸奇点等奇异天体给出适度限制。
2025-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Probing the dark matter issue in f(R)-gravity via gravitational lensing
本文从引力透镜的角度讨论了一般解析f(R)引力理论的弱场极限。虽然引力势中的一个额外的汤川项改变了相对于广义相对论标准牛顿极限的动力学,但由于后牛顿极限中的适当抵消,无质量粒子的运动结果不受影响。因此,所有的透镜观测量都等于从广义相对论已知的观测量。由于f(R)-引力声称,除其他事项外,是一个可能的解决方案,以克服在维里化系统中的暗物质的需要,我们讨论的影响,我们的结果的动力学和引力透镜分析。在这个框架下,动力学理论原则上能够再现天体物理学的观测结果,而不需要再回到暗物质,但是在引力透镜的情况下,我们发现暗物质是一个不可避免的成分。另一个重要的含义是,在后牛顿极限下,引力透镜不能约束这些扩展理论,因为它们的预言与广义相对论没有区别。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Probing the speed of scalar-induced gravitational waves with pulsar timing arrays
该研究综合 EPTA DR2、PPTA DR3 与 NANOGrav 15 年数据进行贝叶斯分析,利用纳赫兹随机信号约束标量诱导引力波速度,得出 $c_g \gtrsim 0.61$(95% 可信区间)。
2024-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Probing GHz Gravitational Waves with Graviton-magnon Resonance
提出了一种新的引力波观测频率前沿扩展方法。结果表明,引力波可以激发出磁振子。因此,引力波可以通过测量磁振子共振荧光的引力子-磁振子探测器来探测。利用具有$l$维度的铁磁样品搜索具有$λ$波长的引力波,引力子-磁振子探测器的灵敏度分别达到$5.4 \times 10^{-22} \times (\frac{l}{λ/2π})^{-2} \ [{\rm Hz}^{-1/2}]$(14 GHz)和$8.6 \times 10^{-21} \times (\frac{l}{λ/2π})^{-2} \ [{\rm Hz}^{-1/2}]$(8.2 GHz)附近的谱密度。
2020-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic quantum optical probing of quantum gravity through a gravitational lensLens
我们考虑了中性无质量标量粒子的非幺正量子动力学,该粒子用于模拟光子围绕大质量引力透镜的运动。透镜质量和渐近自由粒子之间的引力相互作用由它们的二次量子化散射波函数描述。值得注意的是,零点时空涨落可以引起散射态与引力子的自发发射的显著退相干,从而降低粒子的相干性和能量。这种新效应表明,当光子偏振可以忽略时,这种量子引力现象可能导致最近研究的天体物理激光通过黑洞和星系团范围内的引力透镜发生可测量的异常红移。
2018-10-08 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Gravitons probing from stochastic gravitational waves background
量子引力是物理学中的一个挑战,引力子的存在是目前的首要问题。本文研究了引力子引起的量子噪声的可探测性。计算了压缩态中量子噪声的关联,但我们惊奇地发现,结果与Grishchuk等人和Parikh等人的结果一致,这意味着它们本质上是关于一件事:引力子的量子噪声.进一步的讨论表明,量子噪声应该从引力与探测器相互作用的首阶来完成。估计了压缩因子,并利用压缩因子得到了量子噪声的频谱形式为$Ω_0 \sim ν^{4+a_0 β+b_0}$。在与几种引力波探测器的灵敏度进行比较后,我们得出结论,量子噪声在未来是可以探测到的。
2021-06-03 astro-ph.CO gr-qc
Probing the Dark Matter density with gravitational waves from super-massive binary black holes
本文提出超大质量双黑洞引力波频谱在nHz处的抑制效应可用于限制暗物质密度,进而约束星系中心间接探测信号,并有望通过精确频谱实现暗物质密度剖面层析成像以探测粒子物理效应。
2023-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Kinematic Anisotropies in the Stochastic Gravitational Wave Background with the SKA
Swansea University(斯旺西大学)
本文利用最优估计和Fisher技术预测SKA对纳米赫兹随机引力波背景运动学偶极子的探测灵敏度,发现即使联合Gaia-like天体测量仍低于检测阈值,需新策略。
2026-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Probing compact dark matter with gravitational wave fringes detected by the Einstein Telescope
与天体的电磁辐射不同,双星合并产生的引力波具有更长的波长和相干性。对于地基GW探测器,当源和地球之间的透镜物体具有质量$\sim 1-10^5M_\odot$时,应考虑衍射效应,因为啁啾波长与屏障的尺度(其史瓦西半径)相当。因此,波形将失真为条纹。在这项工作中,我们表明,来自第三代GW探测器(如爱因斯坦望远镜(ET))的信号将是探测致密暗物质(CDM)或原始黑洞性质的确凿证据。当透镜质量较小时,透镜效应的检测变得更困难。ET比LIGO更灵敏,对CDM质量$>5M_\odot$的约束是有效的,而LIGO只能检测质量$>100M_\odot$。对于条纹的零搜索,一年的ET观测可以将CDM密度分数限制为质量范围$M_{\rm{CDM}}=10M_\odot-100M_\odot$内的$\sim10^{-2}-10^{-5}$。
2020-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Probing high frequency gravitational waves with pulsars
本文研究了脉冲星磁层中的引力子-光子转换,利用Crab和Geminga脉冲星观测数据约束了高频随机引力波,填补了现有实验空白并推动了引力波观测的频率前沿。
2023-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects for probing gravitational waves from primordial black hole binaries
研究了未来引力波探测器在探测原始黑洞双星中的应用前景。我们表明,在广泛的质量范围从$10^{-5}M_\odot$到$10^7M_\odot$,未来的GW干涉仪提供了一个潜在的探测PBH丰度比任何现有的实验更敏感。特别是,我们发现,银河系PBH双星的质量低至$10^{-5}M_\odot$可以探测与ET,AEDGE和LISA通过搜索近单色连续GW信号。这样的搜索可以独立地测试PBH对OGLE观察到的超短微透镜事件的解释。我们还考虑了通过引力子-光子转换从小行星质量的PBH双星观测GW的可能性。
2021-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing Beyond Standard Model via Hawking Radiated Gravitational Waves
提出了一种探测粒子物理超标准模型的新方法。通过观测黑洞的霍金辐射发射的引力波,可以扫描未知BSM粒子的质谱。这是因为BSM粒子的辐射信息被印刻在GWs的光谱中。考虑灰体因子,我们完全计算了蒸发黑洞的GW谱。作为一个观测上有趣的应用,我们考虑在非常早期的宇宙中蒸发的原始黑洞。在这种情况下,由于GWs的频率基本上是红移的,因此以BSM能量尺度发射的GWs可以被观测到。
2014-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the origin of our Universe through cosmic microwave background constraints on gravitational waves
下一代用于测量宇宙微波背景(CMB)偏振的仪器将为打开通向原始宇宙的引力波窗口提供历史性机遇。通过对原始引力波的高灵敏度搜索,以及对相变等过程中释放的能量的更严格限制,未来十年的CMB偏振数据有可能改变我们对宇宙形成背后的物理定律的理解。
2019-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Early Universe Supercooled Phase Transitions with Gravitational Wave Data
我们调查的LIGO/处女座/KAGRA探测器在寻找早期宇宙的一阶相变的签名达到。利用前三个观测运行的数据,我们得到的基本引力波背景的参数上的约束,重点是过渡的特点是强过冷。作为我们的分析的应用,我们确定了两个代表性的粒子物理模型的参数空间的界限。我们还评论了第三代探测器在探测过冷相变的预期范围。
2022-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Parity Violation in the Stochastic Gravitational Wave Background with Astrometry
本文研究利用天体测量学在1-100纳赫兹频段探测随机引力波背景中的宇称破坏信号,通过定义和量化天体测量相关函数中的非零EB相关函数来评估其可探测性。
2024-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Late time cosmology with LISA: probing the cosmic expansion with massive black hole binary mergers as standard sirens
本文总结了LISA任务的潜力,约束宇宙的膨胀历史,使用大规模黑洞二进制合并作为引力波标准警报。在简要回顾了标准海妖的概念之后,简要介绍了文献[1]的分析和方法,说明了如何利用LISA作为宇宙学探测器,并对文献[1]中的一些结果进行了评述。[1,2]的方法来估计LISA在约束宇宙学参数方面的能力。
2016-12-08 astro-ph.CO
Probing Particle Physics with Gravitational Waves
对引力波的直接探测为我们的宇宙提供了一个令人兴奋的新窗口。与此同时,多个观测证据和理论考虑促使物理学超越标准模型。在这篇论文中,我们探索了在引力波天文学时代探索粒子物理的新方法。我们专注于超轻玻色子的签名上的引力波发射的二元系统,演示如何二元黑洞是新的探测器这一类的暗物质。我们还讨论了其他类型的新物理探测器,通过它们在引力波形上的有限尺寸印记,并研究了当前模板库搜索可用于检测这些信号的程度。在本论文的前两章中,我们回顾了弱耦合前沿的引力波物理和粒子物理的几个方面;我们希望读者会发现这些评论有助于进一步深入研究文献和他们的研究。
2020-12-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing Massive Fields with Multi-Band Gravitational-Wave Observations
本文提出利用致密双星引力波的多频段联合观测探测有质量场诱导的偶极辐射,可覆盖毫赫兹频段无法触及的质量区间、显著增强约束并识别场自旋。
2024-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Probing the Gravitational Wave Signature from Cosmic Phase Transitions at Different Scales
我们提出了一个新的签名,其中一个可以潜在地区分由自序标量场与暴胀产生的引力辐射的频谱,特别是在未来的直接探测实验探测到的频率的平坦频谱的幅度的比较,在宇宙微波背景(CMB)辐射的可能的偏振信号的幅度。在这个过程中,我们澄清了几个问题,这些模式的正确计算,专注于后视界穿越演化的影响。
2010-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Cosmic Strings with Gravitational-Wave Fringe
宇宙弦是早期宇宙相变的重要残余。我们表明,它们可以探测到的引力波(GWs)从紧凑的二元合并。如果这种啁啾的GW经过宇宙弦,它就会受到引力透镜的作用,留下透镜作用的特征信号--GW条纹。它可以通过GWs的频率啁啾自然地观察到。这使得探测宇宙弦与小张力$Δ= 8πG μ= 10^{-6} \text{ -- } 10^{-10}$,低于电流约束,在高频LIGO波段和中波段探测器。虽然它的探测率估计很小,但即使是一次探测也可以用来识别宇宙弦。与仅在局域$U(1)$模型中由环衰变产生的随机GW相反,GW条纹可以独立地直接探测直弦模型。这也是对现有的具有强透镜效应的探针的补充。
2020-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing multi-step electroweak phase transition with multi-peaked primordial gravitational waves spectra
原始引力波的多峰光谱被认为是早期宇宙中连续相变动力学的唯象相关信息源。特别是,这些特征可以追溯到早期宇宙中发生在多个步骤中的一阶电弱相变的特定模式。这种现象在标准模型的多标量扩展中显得相当普遍。在希格斯扇区的一个特别简单的扩展中,我们已经确定并研究了连续的长期和短期持续过渡的出现,以及它们在原始引力波谱中产生多峰结构的基本作用。我们讨论了潜在的探测这些签名拟议的引力波干涉仪。
2020-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Probing Gauss-Bonnet-Corrected Inflation with Gravitational Waves
本文证明简单幂律势暴胀模型通过与高斯-博内项耦合可变得可行,并预言在100GHz至100THz高频范围产生巨量引力波,为探测量子引力高阶曲率修正提供了独特信号。
2024-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the scale of grand unification with gravitational waves
U(1)_B-L在大统一尺度下的自发破缺可以同时解释混合暴胀、稀薄生成和中性伴暗物质,从而在一个预测框架内解决粒子物理和宇宙学的三大难题。B-L相变也导致宇宙弦的网络。如果强相互作用和电弱相互作用统一在SO(10)规范群中,U(1)_B-L作为子群,则这些弦是亚稳的。在这种情况下,它们产生了一种随机的引力波背景,这种背景避开了当前脉冲星的时间界限,但在干涉仪频率上具有振幅为h^2Ω_GW ~ 10^-8的平坦频谱。因此,正在进行的和未来的LIGO观测将探测B-L破裂的规模。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Yukawian Gravitational Potential by Numerical Simulations. II. Elliptical Galaxies
由于牛顿引力在很大程度上被成功地用于模拟宇宙的结构,例如星系和星系团,因此在弱场极限下,探索和约束替代理论的一种方法是将它们应用于模拟宇宙的结构。然后,我们修改了著名的Gadget-2代码,通过银河系动力学探索引力的替代理论。特别是,我们修改了Gadget-2代码,以探测其弱场极限具有Yukawa引力势的替代理论。作为第一个应用程序的修改后的Gadget-2代码,我们模拟椭圆星系的演变。这些模拟表明,星系动力学可以用来约束与其他引力理论相关的参数。
2009-10-09 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Probing Primordial Black Hole Scenarios with Terrestrial Gravitational Wave Detectors
本文综述了利用当前及未来地面引力波探测器,通过诱导引力波和双星并合信号探测两个质量范围原初黑洞的方法,并给出背景信号频率与振幅的粗略估计。
2024-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing classically conformal $B-L$ model with gravitational waves
研究了标准模型的经典共形$B-L$规范延拓的宇宙学历史,其中物理标度是通过Coleman-Weinberg型对称破缺产生的.特别地,我们考虑了早期宇宙中U $(1)_{B-L}$对称性的热相变以及由此产生的引力波。由于经典的共形不变性,相变趋向于一级相变,并伴有超过冷,这增强了所产生的引力波的强度。我们证明了,当(1)U的$(1)_{B-L}$在再加热后被破坏,(2)$B-L$规范耦合在普朗克尺度以下不破裂,(3)宇宙中几乎所有的斑块都完成了热相变时,对于某些模型参数,引力波可以在频率$f \sim 0.01$ - $1$ Hz处达到$Ω_{\rm GW} \sim 10^{-8}$,并且可以通过未来的干涉仪实验(如eLISA、LISA、BBO和DECIGO)测试广阔的参数范围。
2016-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the Electroweak Sphaleron with Gravitational Waves
本文给出了一阶电弱相变中闪锌矿能量与引力波信号之间的关系。关键的因素是在相变温度和零温度下的闪锌矿能量之间的标度律。我们估计的重子数保存标准,并观察到,对于一个足够强的相变,它是可能的探测电弱sphaleron使用未来的天基引力波探测器的测量。
2019-10-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing primordial black holes with anisotropies in stochastic gravitational-wave background
原始黑洞,如果被认为是冷暗物质的重要组成部分,则可以追溯到宇宙的非均匀大尺度结构。因此,随机引力波背景,起源于原始黑洞双星发射的未分辨信号的非相干叠加,预计将显示各向异性跨越天空。在这项工作中,我们调查的角度相关的各向异性的第一次,并证明他们的区别,从类似的信号产生的天体物理黑洞双星。我们仔细评估了相关的不确定性,由于散粒噪声和宇宙方差,并表明,在低频制度的研究信号可以区分从天体物理起源的信号。我们的研究结果是特别有前途的恒星质量范围内,合并起源的识别一直特别具有挑战性。
2022-12-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing the axion-photon coupling with space-based gravitational waves detectors
提出修改空间引力波探测器光学平台,用圆偏振器替换半波片,以测量轴子暗物质引起的真空双折射,虽灵敏度略降但使LISA等成为低轴子质量最灵敏实验。
2025-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Noncommutative Gravity with Gravitational Wave and Binary Pulsar Observations
非对易引力是量子化时空的一种自然方法,它通过将时空坐标本身提升为不对易的算子。这种方法的动机,例如,从量子引力的角度来看,等等。非对易引力已被测试对双黑洞合并事件GW 150914。在这里,我们扩展和改进这样一个以前的分析(i)放松的假设上的首选方向,由于noncommutativity,(ii)使用后验样本产生的LIGO/Virgo合作,(iii)考虑其他引力波事件,即GW 151226,GW 170608,GW 170814和GW 170817,(iv)考虑脉冲星观测。利用包含二阶后牛顿非对易效应的开普勒定律,我们导出了引力波相位和近心岁差的修正。利用引力波和双脉冲星双星观测,我们发现了时空非对易张量$θ^{0i}$在相对于每个双星取向的优选坐标系方向上的界。我们发现,引力波边界比脉冲双星强一个数量级,并且由普朗克长度和时间归一化的非对易张量被限制为单位阶。
2020-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Science with the space-based interferometer LISA. IV: Probing inflation with gravitational waves
我们研究了LISA天基干涉仪探测暴胀过程中不同机制产生的随机引力波背景的潜力。聚焦于动机良好的情况下,我们研究了由此产生的贡献,从粒子生产过程中的通货膨胀,通货膨胀的旁观者领域与不同的声速,有效场论的通货膨胀与特定模式的对称性破缺和模型导致形成的原始黑洞。LISA的投影灵敏度以独立于模型的方式用于各种检测器设计和配置。我们证明,LISA是能够探测这些动机良好的通货膨胀的情况下,超出了不可约的真空张量模式预期从任何通货膨胀的背景。
2016-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Gravitational Dark Matter with Ultra-high Frequency Gravitational Waves
本研究建立了热引力波振幅与纯引力暗物质性质的联系,表明未来超高频引力波实验可揭示其质量与自旋。
2025-04-21 astro-ph.CO hep-ph
Probing the inner structure of distant AGNs with gravitational lensing
微透镜技术是研究远距离活动星系核中连续谱和宽谱线发射区的有力手段。在简要描述了方法和所需数据后,我们介绍了这项技术的最新应用。我们表明,微透镜允许一个测量的温度分布的吸积盘,估计的大小和研究的几何形状的区域发射宽的发射线。
2013-02-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the Universe through the Stochastic Gravitational Wave Background
随机引力波背景,在早期宇宙的许多模型中被预测,也由各种天体物理过程产生,是对宇宙的强有力的探测。光谱形状是区分背景来源的关键信息,因为不同的产生机制预测不同的光谱形状。在本文中,我们研究如何精确地未来的引力波探测器可以确定使用单一和破碎的幂律模板的频谱形状。我们考虑了Advanced-LIGO、Advanced-Virgo和KAGRA探测器网络以及天基引力波探测器DECIGO,并估计了这些探测器可探测的参数空间。我们发现,当频谱在灵敏度的频率范围内改变其斜率时,与单一幂律模板相比,破幂律模板显着改善了$χ^2$拟合,并有助于以良好的精度测量形状。
2018-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the electroweak symmetry breaking history with Gravitational waves
我们通过两步相变对电弱对称性破缺过程进行了三维晶格模拟,其中一步是一级相变。我们的研究结果表明:1)当在$\sim \mathcal{O}(10^{2-3})$ GeV附近超标准模型扇区驱动电弱对称破缺时,由相变产生的引力波谱为破缺的幂律双峰形状; 2)当高尺度整体U(1)理论的一级相变引起电弱对称破缺时,宇宙弦可以通过粒子辐射形成然后消失,产生的引力波谱呈平台状。通过探测引力波谱可以区分这两种情况。我们的研究表明,随机引力波提供了另一种方法来探测超标准模型部门有关的电弱对称性破缺模式在早期宇宙。
2022-04-09 astro-ph.CO hep-ph
Probing dark radiation with inflationary gravitational waves
最近的宇宙学观测表明存在额外的轻物质,即,暗辐射在本文中,我们表明暗辐射的签名是印在暴胀引力波的频谱。如果暗辐射是由大质量粒子衰变产生的,则引力波的高频模被抑制。此外,由于暗辐射引起的各向异性应力的影响,引力波谱可能在暗辐射产生时进入视界的频率处出现下降。一旦对引力波谱进行了详细的实验研究,我们就可以推断出宇宙中暗辐射是如何以及何时产生的信息。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Probing cosmic acceleration by strong gravitational lensing systems
近年来,人们利用Ia型超新星(SNe Ia)得到了一些关于宇宙加速的不同结论,但对内禀光度演化的假设却截然相反。本文利用强引力透镜系统来探测宇宙加速。由于强引力透镜理论已经确定,爱因斯坦半径由稳定的宇宙几何决定。我们利用152个强引力透镜系统,结合30个哈勃参数$H(z)$和11个重子声学振荡(BAO)测量,研究了两个宇宙学模型:$Λ$ CDM模型和幂律模型.贝叶斯证据的引入,使一对一的宇宙学模型之间的比较。基于平坦$Λ$ CDM的Bayes因子$\ln B$与幂律和$R_{h}=ct$模型的Bayes因子$\ln B$是$\ln B>5$,我们发现平坦$Λ$ CDM得到数据集组合的强支持.也就是说,一个加速宇宙学与非幂律膨胀是我们的计算首选。
2019-01-26 astro-ph.CO
Novel Quantity for Probing Matter Perturbations Below the Fresnel Scale in Gravitational Lensing of Gravitational Waves
Department of Physics, Institute of Science Tokyo(东京科学大学物理系)
本文提出一种新量,用于探测引力波引力透镜中低于弗雷斯涅尔尺度的物质扰动,揭示了有效弗雷斯涅尔尺度的特性及其在宇宙精细结构研究中的应用。
2025-12-19 astro-ph.CO
Probing new physics with multi-vacua quantum tunnelings beyond standard model through gravitational waves
我们报道了一种新的粒子宇宙学现象,它的特点是特定的宇宙相变通过量子隧穿通过多个真空。后者的灵感来自于轴向宇宙的想法,使我们能够通过对随机引力波背景中特定模式的潜在观察来探索相关的新物理模型。多个真空可以在相变时期诱导共存气泡的成核,从而增强气泡成核的整体过程。我们对三真空情形下路径积分的反弹方程的半解析解和数值解进行了详细的分析,从而确定了三个瞬子解的存在性。这种新的宇宙学相变机制清楚地预言了一个可能相当大的新的引力波源,其能谱具有特定的模式,可以由未来的引力波干涉仪探测。
2020-12-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing inflation models with gravitational waves
对原初引力波的直接探测是对任何暴胀模型的终极探索。虽然目前的CMB边界预测,来自慢卷暴胀的一般标度不变的引力波谱低于即将到来的引力波干涉仪的范围,但如果暴胀子是赝标量,这种前景可能会发生巨大变化。在这种情况下,与任何阿贝尔规范场的耦合都会导致后者的快子不稳定性,从而导致一个新的引力波源,与暴胀动力学直接相关。在这篇文章中,我们讨论了这种设置如何使即将到来的引力波干涉仪先进的LIGO/VIRGO和eLISA探测膨胀的微观物理,区分不同的普适性类的单场慢卷膨胀模型。我们发现,早期检测的主要候选人是一个Starobinsky样的模型。
2016-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Probing Satellite Halos with Weak Gravitational Lensing
我们证明了利用弱引力透镜探测星系群内暗物质暗晕潮汐剥离的可能性。我们已经对千禧年模拟中的星系目录进行了光线跟踪模拟,以生成模拟形状的目录。射线追迹星表假设星系和星系团的晕模型,使用星系晕和星系团晕之间不同质量分布的各种模型来模拟星系团演化的不同阶段。利用这些模拟星表,我们预测了将在星系群和卫星星系周围检测到的透镜信号,并测试了两种不同的方法来分离卫星的透镜信号。一个关键的挑战是确定群体中心的准确性。我们表明,通过目前和正在进行的调查,有可能在质量为10^12- 10^15 Msun的群体中检测到剥离。
2012-11-06 astro-ph.CO
Probing the dark Universe with gravitational waves
本文提出用依赖极化、频率和时间的等效速度来建模引力波与暗能量、暗物质的相互作用,并利用不同极化引力波的传播时间和光度距离在不同频率和红移处探测暗宇宙。
2024-03-28 astro-ph.CO
Probing baryogenesis with gravitational waves
University of California, Riverside(加州大学河滨分校);University of Warsaw(华沙大学);High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Harvard University(哈佛大学);Case Western Reserve University(凯斯西储大学)
本研究通过低能新物理实现Affleck-Dine重子生成机制,并利用引力波探测其产生的参数共振效应,揭示了引力波探测与实验室粒子物理研究的互补性。
2026-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Probing the nature of the massive black hole binary candidate SDSS J1536+0441
我们提出了一个黑洞二进制候选SDSS J1536+0441(z=0.3893)的成像研究,深,高分辨率VzK图像收集在ESO/VLT的基础上。图像清楚地显示了不对称的伸长,表明在类星体以东约1”(约5 kpc投影距离)处存在伴源。类星体的宿主星系被边缘解析。我们发现伴源是一个明亮的星系,其光剖面表明存在一个未解决的,暗淡的核心(无论是一个模糊的活动星系核或紧凑的恒星隆起)。对类星体周围环境的研究表明,发生了一个显着的超密度星系的红移兼容z~0.4。这表明它位于一个中等丰富的星系团中。
2009-07-30 astro-ph.CO
Probing variation of the fine-structure constant in runaway dilaton models using Strong Gravitational Lensing and Type Ia Supernovae
为了探索精细结构常数($α$)可能的时间变化,我们提出了一种新的方法,基于强引力透镜和Ia型超新星的观测。通过考虑一类非线性失控模型,其中$\frac{Δα}α= - γ\ln{(1+z)}$,我们得到了在$γ\approx 10^{-2}$($γ$捕获模型的物理性质)水平上对$\frac{Δα}α$的约束.由于数据集涵盖的红移范围$0.075 \leq z \leq 2.2649$,这里导出的约束提供独立的界限上可能的时间变化的$α$在低,中,高红移。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing small-scale primordial power spectra with induced gravitational waves
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences(杭州高等研究院,中国科学院大学);Tianjin University(天津大学)
本研究通过分析诱导引力波探测小尺度原初功率谱,提出TSIGWs作为约束原初扰动的新方法。
2026-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Gravitational Dark Matter
到目前为止,所有关于暗物质(DM)的证据都来自天体物理学和宇宙学的观测,这是由于DM的引力相互作用。有可能宇宙中真正的DM粒子只加入引力相互作用,而不是其他。这样的引力DM(GDM)作为一个弱相互作用的大质量粒子(WIMP),这是概念上简单和有吸引力的。在这项工作中,我们探索这个方向,通过构建最简单的标量GDM粒子$χ_s$。它是标准模型(SM)规范群下的$Z_2$奇单态,自然地加入了唯一的四维相互作用和Ricci曲率$ξ_s χ_s^2 R$,其中$ξ_s$是无量纲的非最小耦合。我们证明,这种引力相互作用$ξ_s χ_s^2 R$,连同希格斯曲率非最小耦合项$ξ_h H^†H R$,诱导有效的$χ_s^2$和SM场之间的耦合,可以解释所观察到的DM热遗迹丰度。分析了GDM粒子的湮没截面,导出了实现DM热遗迹密度的可行参数空间。我们进一步研究了这种标量GDM的直接/间接探测和对撞机签名。这些结果是高度可预测和可测试的。
2015-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Probing Ultralight Tensor Dark Matter with the Stochastic Gravitational-Wave Background from Advanced LIGO and Virgo's First Three Observing Runs
本文利用LIGO/Virgo前三次运行数据搜索超轻张量场产生的随机引力波背景,未发现信号,并在95%置信水平排除了质量在4.0×10^-14至2.0×10^-12 eV的张量玻色子。
2023-12-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Self-Interacting Dark Matter via Gravitational-Wave Background from Eccentric Supermassive Black Hole Mergers
本研究利用偏心超大质量黑洞双星并合产生的随机引力波背景,结合改进的动力学摩擦与轨道演化模型,证明脉冲星计时阵列可约束自相互作用暗物质截面。
2025-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Probing Dark Low-mass Halos and Primordial Black Holes with Frequency-dependent Gravitational Lensing Dispersions of Gravitational Waves
我们探讨了利用引力透镜引起的引力波振幅和相位涨落作为小尺度物质功率谱探测器的可能性。小尺度物质功率谱的直接测量是可能的,通过利用这种引力透镜色散的频率依赖性起源于引力波传播的波动光学性质。我们首先采用包含重子和次晕效应的晕模型方法详细研究了物质功率谱的小尺度行为。我们发现,在波数$k\sim 10^6h{\rm Mpc}^{-1}$处的物质功率谱主要由质量为$1h^{-1}M_\odot \lesssim M \lesssim 10^4h^{-1}M_\odot$的暗低质量晕的丰度决定,对重子效应相对不敏感。用预测信号为$\mathcal{O}(10^{-3})$的$f\sim 0.1-1$ ~Hz引力波的引力透镜色散探测了该波数下的物质功率谱。我们还发现,原始黑洞(PBH)与$M_{\rm PBH} \gtrsim 0.1~M_\odot$可以显着增强物质的功率谱在$k \gtrsim 10^5h{\rm Mpc}^{-1}$由于增强的晕形成和散粒噪声从PBH。我们发现,在$f\sim 10-100$ ~Hz的引力透镜色散是特别敏感的PBH,并可以增强超过一个数量级,这取决于质量和丰度的PBH。
2020-09-04 astro-ph.CO