The role of the quantum properties of gravitational radiation in the dete ction of gravitational waves
分析了引力波的量子特性在引力辐射探测中的作用。它不仅证实了在目前的激光干涉探测器的实验装置的分辨率可以躺在非常远离相应的量子阈值（因此，测量设备上的引力波的反作用效果是可以忽略不计的），但它也建议，波的量子特性的考虑可能需要定义的色散的测量输出。这种色散不仅是测量装置灵敏度的函数，而且是相互作用时间（测量装置和引力辐射之间）和相应激光干涉仪臂长的函数。它将有一个最低限度，而采用目前的实验参数暗示，现有提案的离散度可能远远超出这一最低限度，这意味着它们将显示出非常大的离散度。
1998-07-10 gr-qc
Testing primordial black hole and measuring the Hubble constant with multiband gravitational-wave observations
存在两种与原初曲率扰动有关的随机引力波背景。一种是由于曲率扰动与张量扰动的非线性耦合而产生的引力波，另一种是在辐射占优时代，当大振幅曲率扰动重新进入视界时形成的二元原初黑洞的合并产生的引力波。在本文中，我们找到了这两种随机引力波背景的峰值频率之间的一个非常有用的关系。这一关系不仅为原初黑洞的存在提供了确凿的证据，而且为利用随机引力波背景的多波段观测测量哈勃常数$H_0$提供了一种方法。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
A Technique for Directly Measuring the Gravitational Acceleration of Antihydrogen
反物质的引力从未被直接测量过。本文提出了一种通过测量中性反氢原子束在地球引力场中的偏转来测量反物质$(\bar g)$加速度的方法。虽然可以使用光束的简单位置测量，但是可以使用透射干涉仪进行更有效的测量。从大约100，000个原子的束流中测量1%的$\bar g$应该是可能的，最终的准确度主要取决于可以产生的反氢原子的数量。本文提出了一种产生适合本实验的反氢束的方法。
1994-12-30 gr-qc hep-ex
Comparing two models for measuring the neutron star equation of state from gravitational-wave signals
对中子星合并双星（如GW 170817）的引力波信号的观测可以用来约束中子星状态方程（EoS）。一种方法涉及对EoS进行建模并通过贝叶斯推断测量模型参数。以前的研究已经证明了使用现象学参数化的分段多面体提取约束信息的有效性，从模拟人口的二进制中子星合并。尽管它的优势相比，更传统的方法来测量的潮汐变形的中子星，显着的不足之处时，使用EoS模型。在这项工作中，我们详细描述了一个模型的实施，该模型是由LIGO-室女座合作所使用的绝热指数的光谱分解，以限制从GW 170817的中子星EoS。我们证明了它在从模拟信号恢复中子星EoS与中使用的分段多变实现的总体一致性，并解释了出现的任何差异。我们发现，这两个模型恢复一致的潮汐信息，从模拟信号与最严格的限制EoS约两倍核饱和密度。正如预期的那样，在固定连接密度附近的分段多方表示中出现的统计误差被大大减少，通过使用谱模型。此外，我们发现，我们的先验选择可以有一个主导作用的EoS约束
2019-01-08 gr-qc
Measuring gravitational behavior at short distances in space: A local test for MOND/MOG
我们认为AQUAL理论-一种能够解决质量缺失问题的修正引力理论-并研究其在太阳系引力鞍点的微引力测试预测。我们报告说，AQUAL模型增强了重力鞍点周围的亚微米范围内的重力，到目前为止还没有被注意到。这种增强是可以测量的。因此，我们呼吁在太阳引力鞍点内实施微米引力测试。
2013-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A micromechanical proof-of-principle experiment for measuring the gravitational force of milligram masses
本文解决了一个简单的问题：如何小可以使一个引力源质量，仍然检测到它的引力耦合到附近的测试质量？我们描述了一个实验方案的基础上，微机械传感观察重力之间的毫克级源质量，从而提高目前最小的源质量值的三个数量级，甚至可能更多。我们还讨论了这种测量的影响，提高精度测量牛顿常数和新一代的实验在量子物理和重力之间的接口。
2016-04-14 gr-qc physics.ins-det
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
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
Measuring mass moments and electromagnetic moments of a massive, axisymmetric body, through gravitational waves
具有电荷密度的旋转质量物体周围的电真空由其多极矩（质量矩、质量电流矩、电矩和磁矩）描述。如果忽略引力辐射，一个围绕这样一个物体运行的小的不带电的测试粒子在测地线上运动。小天体发出的波携带着中心物体的几何信息，因此，原则上，我们可以推断出它的所有多极矩。由于它的轴对称性，现在源的特征在于四个系列的标量多极矩：它的质量矩$M_l$，它的质量-电流矩$S_l$，它的电矩$E_l$和它的磁矩$H_l$，其中$l=0,1,2,...$。四个可测量的量，每对数频率间隔的引力波发射的能量，近星点的岁差（假设几乎圆形轨道），轨道平面的岁差（假设几乎赤道轨道），和每对数频率间隔发射的周期数，作为幂级数的牛顿轨道速度的测试身体。幂级数系数是各阶矩的简单多项式。
2006-09-21 gr-qc
Gauge dependence of effective gravitational field.II. Point-like measuring device
测量过程中的作用，解决规范的有效引力位的模糊性进行了重新审查。研究了经典点粒子在任意线源场中的运动以及在另一点粒子场中的运动。结果表明，在这两种情况下，从测试粒子的单圈有效作用量读出的引力场的值取决于费曼加权参数。所发现的依赖性是必不可少的，因为它在引力势的表达式中仍然存在。这一结果否定了经典点粒子有效运动方程与规范无关的一般猜想。
2003-06-24 gr-qc hep-th
Measuring the spin of black holes in binary systems using gravitational waves
致密双星并合是最有希望用于地基探测的引力波源。包含一个或两个旋转黑洞的双星系统特别有趣，因为自旋-轨道（以及最终的自旋-自旋）相互作用，以及通过GW观测直接测量自旋的机会。在这封信中，我们分析了模拟信号发射的自旋双星与几个值的质量，自旋，方向，和信噪比。我们发现，对于中子星-黑洞系统，自旋幅度和倾斜角的估计精度可以达到百分之几，而对于黑洞双星系统，$\sim$的估计精度可以达到5-30%。相反，自旋的方位角的差异（其可以用于检查自旋是否被锁定到共振配置中）不能被约束。我们观察到，当视线垂直于系统的总角动量时，获得最佳性能，并且当从角度观察系统时，发生行为的突然变化，使得在信号处于带内的时间期间，可以从上方和下方看到轨道的平面。这项研究表明，利用引力波测量黑洞的自旋可以达到X射线双星测量的精度。
2014-06-08 gr-qc
Measuring the speed of scalar induced gravitational waves from observations
本文研究非光速传播的标量诱导引力波，解析推导其功率谱并分析多种标量谱，结合 CMB+BAO 与引力波观测约束速度效应。
2023-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the polarization content of gravitational waves with strongly lensed binary black hole mergers
其他引力理论预测引力波最多有六种不同的偏振模式。引力波的强引力透镜效应使我们能够通过有效地增加来自同一天体物理源的观测次数来探测这些信号的偏振内容。由于多个观察到的透镜化图像与地球的旋转相结合而导致的透镜化时间延迟允许相对于源位置来定义有效的非共置干涉仪，并且因此利用更多的观察来探测替代偏振振幅。为了测量这些振幅，我们联合适合的图像观测到一个单一的引力波信号模型，考虑到图像放大率，时间延迟，和偏振模式振幅。我们表明，对于某些系统，我们可以进行测量的相对模式振幅透镜事件与两个可检测的图像。
2022-11-02 astro-ph.HE gr-qc
A new proposal for measuring the Lense-Thirring effect with a pair of supplementary satellites in the gravitational field of the Earth
本文进一步分析了在地球引力场中利用一对相同的测地卫星测量Lense-Thirring效应的概念。事实证明，不仅节点的总和，正如已经为LAGEOS-LARES任务提出的那样，而且近地点的差异也可以被有效地采用。
2002-12-13 astro-ph gr-qc physics.space-ph
On the possibility of measuring relativistic gravitational effects with a LAGEOS-LAGEOS II-OPTIS-mission
在本文中，我们希望初步调查是否有可能使用的轨道数据，从拟议的OPTIS任务与现有的测地被动SLR LAGEOS和LAGEOS II卫星，以执行精确测量的一些广义相对论重力电磁效应，特别是强调的Lense-Thirring效应。
2004-02-05 astro-ph gr-qc
Measuring neutron-star properties via gravitational waves from binary mergers
通过大量对称中子星（NS）的并合模拟，我们证明了并合后引力波（GW）发射的频率峰值与核物质状态方程（EoS）的物理性质（如最大质量的Tolman-Oppenheimer-Eohoff组态的半径）之间存在紧密的相关性.因此，合并后GW信号的峰值频率的单个测量将显著地约束NS EoS。对于合理乐观的合并率估计，Advanced LIGO的相应检测可能会在大约一年的操作时间内发生。
2011-11-23 astro-ph.SR gr-qc
Measuring Gravitational Wave Speed and Lorentz Violation with the First Three Gravitational-Wave Catalogs
本研究利用前三轮引力波观测中的52个事件，通过贝叶斯方法更精确测量引力波速度，并首次用分层贝叶斯推断同时约束引力部分标准模型扩展框架下的九个洛伦兹破缺系数。
2024-12-31 gr-qc
Measuring the primordial gravitational-wave background in the presence of astrophysical foregrounds
原始的引力波被期望创造一个随机的背景编码信息的早期宇宙，可能无法通过其他方式访问。然而，原始的背景是模糊的天体物理前景组成的引力波从紧凑的双星。我们展示了一个贝叶斯方法估计的原始背景中存在的天体物理前景。由于背景和前景信号参数是同时估计的，因此没有减法步骤，因此我们避免了原始测量的天体物理污染，有时被称为“残差”。此外，由于我们在模型中包含了天体物理前景的非高斯性，因此该方法代表了同时检测多分量随机背景的统计最佳方法。
2020-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Accuracy in Measuring the Neutron Star Mass in Gravitational Wave Parameter Estimation for Black Hole-Neutron Star Binaries
最近，两个LIGO探测器探测到了两个引力波信号，分别命名为GW 150914和GW 151226。虽然这两个信号被确定为起源于合并的黑洞（BH）双星，GWs从系统包含中子星（NS）预计也将在不久的将来检测到的高级探测器网络。在这项工作中，我们评估测量NS质量（$M_{ns}$）的GWs从BH-NS二进制采用先进的LIGO灵敏度与信噪比为10的准确性。通过使用Fisher矩阵方法，我们计算了$M_{ns}$中的测量误差（$σ$），假设$1 \leq M_{ns}/M_{\odot} \leq 2$的NS质量和范围为$4 \leq M_{bh}/M_{\odot} \leq 10$的低质量BH。我们使用泰勒F2波形模型，其中自旋与轨道角动量对齐，但这里我们只考虑BH自旋。我们发现，对于给定的无量纲BH自旋$χ_{bh} = 0$，分数误差（$σ/M_{ns} \times 100$）在我们的质量区域内在$10\% - 50\%$的范围内.随着BH自旋的增加，误差趋于增加，并且这种趋势对于更高的NS质量（或更高的总质量）更强。特别地，对于最高质量NS（$M_{ns}=2~M_{\odot}$），如果无量纲BH自旋超过$\sim 0.6$，则误差$σ$可以大于$M_{ns}$的真实值。
2016-07-25 gr-qc
Hierarchical Bayesian scheme for measuring the properties of dark energy with Strong gravitational lensing
为了了解我们的宇宙，目前的天空观测已经非常精确。勘测图提供的现象之一是引力效应。阿尔伯特·爱因斯坦（1936）首先基于他的广义相对论讨论了引力透镜效应的可能性，这可能会给我们一些关于宇宙学的信息。我们经常将这些效应按微透镜、弱透镜和强透镜类型分类。本文主要研究强引力透镜，特别是双源平面透镜系统。最近人们认识到，双透镜事件可以为我们提供另一种约束宇宙学参数的方法。为了大致了解“可以找到多少个这样的透镜事件”，我们建立了一个玩具模型，然后使用几个贝叶斯模型，以便对人工绘制的数据集进行统计分析。结果表明，双透镜实际上是约束宇宙学参数的有希望的对象。
2018-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Measuring Parity Violation in the Stochastic Gravitational Wave Background with the LISA-Taiji network
宇称破缺是区分引力波的宇宙学背景和天体物理背景的重要观测量。平面单GW干涉仪，无论是在地面上还是在空间中，都不能测量各向同性随机引力波背景（SGWB）的净圆偏振。在本文中，我们探讨了通过互相关两个计划在2034年左右发射的天基探测器：LISA和太极来探测各向同性SGWB的圆偏振的可能性。我们计算这样的网络的手征的响应，我们进行Fisher预测分析的$I$和$V$斯托克斯参数的SGWB。我们发现，一个明确的测量手性可以要求最大的手性信号与$h^2 \, Ω_{\rm GW} \simeq 10^{-12}$。
2021-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Measuring gravitational force from Femto-gram source masses
引力是所有已知力中最弱的。从微米和纳米尺度的源质量测量重力是迈向低能量子引力测试的重要的第一步。此外，测量引力的质心间距是在亚毫米尺度扩展了实验上可实现的参数空间，用于牛顿引力的Yukawa样修正的测试和更高维度的测试，以解决基本力的层次问题。在这里，我们提出了一个实验，使用两个光学捕获粒子在真空条件下的质心间距是$10^2 nm$的顺序。在所提出的实验中，源质量是旋转的Janus纳米粒子，使得测试质量（传感器）经历周期性的引力势。使用现实的实验参数，获得的信噪比$\geq 1$的Janus粒子与半径$\geq 10^2 nm$和质量$\geq \text{10 } fg$。该实验扩展了汤川修正在$10^{2}nm $相互作用范围内对$\approx 10^{-5}$倍重力场引力的研究，为量子引力的低能检验打开了大门，并使对层次问题的额外维解的直接实验检验成为可能.
2023-03-02 gr-qc hep-ph
Measuring the primordial gravitational wave background in the presence of other stochastic signals
从干涉信号的自相关或互相关中提取随机引力波背景（SGWB）的标准方法通常涉及使用滤波函数。标准最佳滤波器可最大化总SGWB与噪声之间的信噪比（SNR）。我们推导出表达式的最佳滤波器和SNR的存在下，一个目标SGWB加上其他不需要的组件。我们还推广的方法的情况下，无模板重建。该形式允许容易地执行边缘化前景信号的分析和预测，例如由二元聚结产生的典型$Ω_{\rm GW} \propto f^{2/3}$背景。我们演示的方法与LISA任务，并讨论可能的扩展和应用领域。
2021-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Measuring Lorentz Violation in Weak Gravity Fields
在我们最近构造弯曲时空中一般Lorentz破坏有效场论的工作中，发现了许多新的Lorentz破坏线性化系数。新的系数可以通过弱重力场的实验来约束。在这项工作中，我们比较了不同的引力势实验，并研究了三种类型的引力相关实验：自由落体，引力干涉仪，和引力束缚态实验。首先，从这些实验中提取对洛伦兹破坏的新系数的约束。
2023-01-30 gr-qc hep-ph
Dixon's extended bodies and weak gravitational waves
广义相对论认为狄克逊理论是处理在给定引力背景下的扩展物体运动的标准理论。本文讨论了一个伸展体对弱引力波通过的“反应”的特征。我们发现，该机构获得的四极结构诱导的偶极矩。此外，我们还导出了引力波背景弱场极限的“世界函数”，并用它来估计结构体的测地线与世界线之间的偏差。由于累积效应的存在，测量这种偏差应该是测量引力波本身振幅的最佳选择。
2009-10-15 gr-qc
On measuring the gravitational-wave background using Pulsar Timing Arrays
银河系毫秒射电望远镜的长期精确计时为测量长周期（月到年）天体物理引力波提供了巨大的希望。几个引力波观测计划，称为脉冲星定时阵列（PTA），正在世界各地进行。在这里，我们开发了一个贝叶斯算法测量随机引力波背景（GWB）的PTA数据。我们的算法有几个优点：（1）分析数据时不损失任何信息;（2）简单地消除已知函数形式的系统误差，包括脉冲星的二次自旋下降、年调制和设备变化引起的跳跃;（3）同时测量GWB谱的振幅和斜率，（4）能处理非均匀采样数据和脉冲星色噪声谱。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）模拟的似然函数进行采样。我们广泛地测试我们的方法在模拟PTA数据集，并发现该算法具有显着的优势，目前提出的同行。我们展示了脉冲星定时噪声中的所有红噪声分量的特征的重要性，通过证明红色分量的存在会显着阻碍GWB的检测。最后，我们探讨的信噪比的实验持续时间，监测的脉冲星的数量和脉冲星定时噪声的大小的依赖关系。这些参数的研究将有助于制定观测策略的PTA实验。
2009-02-11 astro-ph gr-qc
Measuring Parity Asymmetry of Gravitational Wave Backgrounds with a Heliocentric Detector Network in the mHz Band
我们讨论了探测各向同性引力波背景的相关分析，约1兆赫，针对宇称奇，偶偏振模式。尽管由于相消，空间干涉仪LISA无法单独探测这两种模式，但由于其他空间探测器（如太极）的强劲发展，前景正在发生巨大变化。事实上，日心干涉仪网络具有更好的几何对称性（由偏离太阳中心的虚拟球体照明）。通过利用数据流的内部对称性，我们可以在相关分析中最佳地分解奇偶校验模式。通过同时使用LISA和太极10年，我们对这两种模式的灵敏度可以达到$\sim 10^{-12}$的归一化能量密度。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Measuring neutron-star distances and properties with gravitational-wave parallax
引力波天文学使我们能够研究电磁波看不见的物体和事件。到目前为止，只检测到合并二进制文件触发的信号。然而，随着干涉仪的灵敏度随着时间的推移而提高，我们希望在未来观察到更弱的信号，例如从旋转的孤立中子星发射连续的引力波。视差是一种众所周知的方法，广泛用于电磁天文观测，以估计到源的距离。在这项工作中，我们考虑应用视差方法的引力波搜索和探索可能的距离估计误差。我们发现，从一个自旋下降源的信号视差检测可以约束中子星的转动惯量。例如，我们发现，相对误差的转动惯量估计是小于$10\%$为所有来源接近300 pc，假设出生频率为700赫兹，椭圆率$\geq 10^{-7}$和两年的观测爱因斯坦望远镜，假设自旋下降纯粹是由于四极引力辐射。
2023-02-28 astro-ph.HE gr-qc
Polarization analysis of gravitational-wave backgrounds from the correlation signals of ground-based interferometers: measuring a circular-polarization mode
斯托克斯V参数表征了右手波和左手波之间的幅度的不对称性，并且V参数的非零值产生圆偏振信号。在宇宙学上，V参数可以作为宇宙宇称破坏的直接探测器。在本文中，我们从理论上研究了这个参数的测量，特别是通过地面干涉仪观测到的引力波背景。与仅考虑总振幅（或等效地$Ω_{GW}$）的传统分析相比，由于目标参数的多维性，包括圆偏振模式的信号分析具有丰富的结构。我们表明，通过使用下一代探测器的网络，偏振和非偏振模式之间的分离可以进行小的统计损失引起的相关性。
2008-01-28 astro-ph gr-qc
Measuring Neutron Star Radii with Gravitational Wave Detectors
聚变中子星是激光干涉仪探测到的引力波的重要来源。我们在这里提出了一个简单的方法来确定的紧凑度比M/R的NS的基础上观察到的偏离GW的能谱从点质量的行为结束时的inspiral事件。我们的方法是基于准平衡二元NS序列的性质，并且不需要计算完整的GW信号h（t）。结合在螺旋期间从GW信号测量NS质量，M/R的确定将允许对高密度下的核物质的状态方程施加非常强的约束。
2002-10-10 astro-ph gr-qc
Measuring test mass acceleration noise in space-based gravitational wave astronomy
干涉式引力波探测器的基本组成部分-试验质量到试验质量的干涉链路-表现为测量有效差动力的差动测力计，包括重力曲率、惯性效应以及非重力寄生力的综合测量。最后一项贡献将以LISA探路者任务为特征，这是未来星载探测器（如eLISA）的技术先驱。从位移视角到加速度视角的改变，有利于LISA Pathfinder和未来探测器的数据分析。推导了天基探测器干涉链路的差分加速度对引力波的响应。通过建立不等臂迈克尔逊差分加速度组合，也可以将加速度形式化集成到时延干涉测量中。差分加速度名义上对主导低频探测器的缓慢位移动态的系统自由演化不敏感。加速度工作还提供了一种有效的方法来减去作为系统学的测量信号，包括驱动力。由于与运动方程的强相似性，在一定幅度和时移内已知的系统信号的最佳减法，重点是测量噪声，提供了一种有效的方法来解决问题并边缘化讨厌的参数。的$\mathcal{F}$ -统计，在整个引力波社区中广泛使用，包括在方法中，并适当地推广边缘化的线性参数和噪声在同一时间。该方法适用于LPF模拟器数据，由于其通用性，也可以应用于未来的引力波探测器的数据简化和分析。
2014-09-29 astro-ph.IM gr-qc
Measuring the anisotropies in astrophysical and cosmological gravitational-wave backgrounds with Taiji and LISA networks
本文评估 Taiji 与 LISA 空间探测器网络对随机引力波背景各向异性角功率谱的测量能力，显示其精度最高可提升十四个数量级，并分析宇宙方差与运动学偶极矩探测前景。
2024-09-13 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the maximally allowed polarization states of the isotropic stochastic gravitational wave background with the ground-based detectors
本文研究了第二代探测器网络对各向同性引力波背景的极化测量，发现重叠约化函数间的新关系会阻碍低频区的代数分解，并指出加入 LIGO-India 可显著提升对奇谱分量的网络灵敏度。
2023-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Efficient method for measuring the parameters encoded in a gravitational-wave signal
曾几何时，对引力波信号推断准确性的预测依赖于计算成本低廉但往往不准确的技术。最近，该方法已转移到实际的推理噪声信号与复杂的随机贝叶斯方法，在显着的计算成本为代价。在这里，我们认为，它往往是可能的，有两全其美：贝叶斯方法，结合先验信息，并正确地边缘化不感兴趣的参数，提供准确的后验概率分布函数，但在一个简单的网格上进行低计算成本，与廉价的预测技术。
2015-02-18 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
An improved method for the identification of galaxy systems: Measuring the gravitational redshift by Dark Matter Haloes
介绍了一种基于晕模型的星系系统识别方法。该方法是由Yang等人（2005）开发的K-means识别算法的修改版本。我们已经校准和测试我们的算法使用模拟目录使用千年模拟（Springel等。2005年），并将其应用到NYU-DR 7星系目录（基于SDSS数据集）。利用这些星系群和星系团的局部样本，我们测量了它们的宿主暗物质晕产生的引力红移效应。我们的研究结果表明，径向速度的衰减与广义相对论的预测和Wojtak等人（2011）在星系团中的测量结果一致。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Speed of Gravitational Waves from the First and Second Observing Run of Advanced LIGO and Advanced Virgo
单次观测的引力波传播速度可以通过贝叶斯推断下引力波探测器之间的时间延迟来测量。然后，可以将多个测量结果组合起来，以产生更准确的结果。通过对GW 170817/GRB 170817 A产生的引力波和γ射线的近同时探测，发现引力波信号的传播速度与γ射线的传播速度相差约1/$10^{15}$。在这里，我们提出了一种不同的方法来测量引力波的速度，而不是基于相关的电磁信号，而是通过测量跨越地理上分离的探测器网络的渡越时间。虽然这种方法的精确度要低得多，但它提供了对引力波速度的独立测量。对于由Advanced LIGO和Advanced Virgo观测到的双星中子星GW 170817，通过将源的天空定位固定在电磁对应物上，将引力波波的传播速度限制在90%置信区间（0.97c，1.02c），其中c是真空中的光速。通过对Advanced LIGO和Advanced Virgo第二次观测的7个BBH事件和BNS事件的综合分析，将90%置信区间缩小到（0.97c，1.01c）。对引力波速度的精确测量使我们能够检验广义相对论。我们进一步解释这些结果的重力标准模型扩展（SME）提供的测试框架内。在这样做时，我们获得同时约束的9个非双折射，nondispersive系数洛伦兹违反在重力部门的中小企业和地方的各向异性的重力速度的限制。
2020-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Perspectives of measuring gravitational effects of laser light and particle beams
我们研究了从实验室规模的高能相对论源中产生和探测振荡引力场的可能性。考虑的源是光学腔中的高能激光束和欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）束流中循环的超相对论质子束。这些源允许信号频率比大多数天体源产生的信号频率高得多，带宽窄得多。此外，通过调制光束，可以在非常宽的范围内（从Hz到GHz）调整源频率。分析了这些源的引力场和各种探测器的响应。我们优化了机械振荡器，如摆锤或扭秤作为检测器，并找到参数制度，这样-结合计划的LHC作为源的高光度升级-信噪比基本上大于1，至少在原则上应该是可以实现的，忽略所有的技术噪声源。这开辟了研究广义相对论效应和可能的量子引力效应与超相对论，良好控制的地面来源的新视角。
2022-05-24 gr-qc quant-ph
Loss of entanglement in quantum mechanics due to the use of realistic measuring rods
我们表明，使用真正的测量棒在量子力学地方的一个基本的引力限制纠缠的水平，最终可以实现在量子系统。这一结果可以被看作是在现实物理系统中测量长度和时间的基本引力限制的直接结果。这种效应可能对量子力学中的远距离隐形传态和测量问题有意义。
2008-02-06 gr-qc quant-ph
Detection of gravitational waves in Michelson interferometer by the use of second order correlation functions
讨论了用频谱分析仪测量引力波探测器电流或光子数的二阶关联函数和观测引力信号的可能性。该方法是基于复杂的数据处理，预计将是有效的相干周期引力波。它被认为是引力波观测站目前使用的常规方法的替代方法。
2006-12-31 gr-qc
Systematic and statistical errors in a bayesian approach to the estimation of the neutron-star equation of state using advanced gravitational wave detectors
先进的地面引力波探测器能够测量双中子星系统中的潮汐影响。在这项工作中，我们报告的统计不确定性测量潮汐变形与完整的贝叶斯参数估计实现。我们展示了如何同时测量啁啾质量和潮汐变形可以用来约束中子星状态方程。我们还研究了波形建模偏差和个别情况下的检测器噪声对这些测量的影响。我们特别发现，后牛顿波形族之间的系统误差可以显着偏置潮汐参数的估计，从而激励波形模型，在高频率更可靠的持续发展。
2014-02-20 gr-qc
Measuring the absolute non-gravitational acceleration of a spacecraft: goals, devices, methods, performances
太空提供了测试引力的独特机会。通过使用行星际航天器作为测试质量，有可能在太阳系距离尺度上测试广义相对论。这就需要精确计算航天器的轨迹，这一过程依赖于无线电跟踪，并受到航天器非重力加速度不确定性的限制。重力高级包（GAP）旨在测量无偏差的非重力加速度。它由一个静电加速度计和一个旋转平台组成。本文介绍了仪器及其性能，并描述了无偏测量的方法。最后简要介绍了该仪器在轨道重建方面的改进。
2011-12-02 gr-qc physics.data-an physics.ins-det
Measuring the properties of active galactic nuclei disks with gravitational waves
活动星系核是形成并合双黑洞系统的有利环境。在观测到来自对不稳定质量隙的BBH系统的引力波后，人们对活动星系核作为BBH合并的温床的兴趣正在上升，其中最著名的是GW 190521。活动星系核也被用来解释高质量比系统GW190814的形成。我们利用活动星系核中BBH系统的模拟结果，提出了活动星系核中合并双星黑洞自旋分布的唯象模型。该模型结合了不同的功能，使活动星系核通道可能区别于其他渠道，如在外地和球状星团的组装。模型参数可以精确地映射到活动星系核盘的年龄和密度。我们估计在何种程度上不同的人口合并活动星系核可以区分。如果大多数合并中的黑洞都聚集在活动星系核中，未来的引力波观测可能会提供活动星系核圆盘动力学的见解。
2023-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Measuring neutron-star ellipticity with measurements of the stochastic gravitational-wave background
在LIGO和Virgo等探测器的分析波段中，银河系中子星是一个很有前途的引力波源。以前对来自中子星的引力波的研究主要集中在探测单个中子星上，这些中子星要么是附近的，要么是高度非球形的。在这里，我们考虑的随机引力波信号所产生的星系中子星的合奏。使用人口合成模型，我们估计当前和计划的引力波观测站的平均中子星椭圆率$ε$作为带内银河系中子星$N_\text{tot}$的数量的函数的单西格玛灵敏度。对于$N_\text{tot}\approx 53000$的合理情况，假设初始LIGO探测器共定位一年的观测时间，我们发现它是$σ_ε=2.1\times10^{-7}$，这与附近一些中子星的当前边界相当。(The目前最好的$95\%$上限是$ε\lesssim7\times10^{-8}.$）目前还不清楚高级LIGO是否可以使用空间分离的探测器来显著提高这种灵敏度。对于建议的爱因斯坦望远镜，我们估计，$σε=5.6\times10^{-10}$。最后，我们表明，随机测量可以结合测量单个中子星，以估计带内银河系中子星的数量。这样，随机引力波的测量为研究银河系中子星提供了一个补充工具。
2014-06-12 astro-ph.HE gr-qc
Measuring a cosmological distance-redshift relationship using only gravitational wave observations of binary neutron star coalescences
从双星中子星合并的螺旋相探测引力波将使我们能够测量这种系统中潮汐耦合的影响。这些效应将可以使用第三代引力波探测器来测量，例如爱因斯坦望远镜，它将能够探测到红移z=4的螺旋状双中子星系统。潮汐效应对引力波信号的相位演化提供了额外的贡献，该信号打破了系统的质量参数和红移之间的简并性，从而允许同时测量单个源的有效距离和红移。利用为爱因斯坦望远镜预测的O（10^3-10^7）可探测双星中子星系统，可以独立于宇宙学距离阶梯和电磁观测来探测光度距离-红移关系。我们提出了一个Fisher信息分析的波形假设的子集可能的中子星状态方程的结果。我们的结论是，对于我们的范围内的代表性中子星状态方程的红移可以确定的精度为8-40%，对于1<z<4。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Measuring gravitational time dilation with delocalized quantum superpositions
原子钟可以测量广义相对论预测的引力红移，精度很高，高度差只有1厘米。然而，所有现有的实验都涉及在不同位置的两个独立时钟的比较，而不是在离域量子叠加中的单个时钟。在这里，我们提出了一个干涉方案，采用第二族类型的原子，如Sr或Yb，能够测量的引力时间膨胀的原子波包的相干叠加在两个不同的高度。与其他最近的建议相反，不需要可以有效地抑制两种内部状态的脉冲。相反，该方案依赖于非常简单的原子光学，可以实现高衍射效率，对激光功率的要求相当温和。此外，振动噪声的影响被减去采用同步Rb干涉仪作为惯性参考。值得注意的是，最近在汉诺威投入使用的VLBAI设施，一个10米的原子喷泉，可以同时操作Yb和Rb原子，并实现高达2.8秒的自由演化时间，满足了成功实验实施的所有要求。
2020-10-21 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Measuring the neutron star equation of state with gravitational wave observations
我们报告的第一项研究的结果，使用数值模拟来估计的精度，可以使用引力波观测的双中子星螺旋测量参数的中子星状态方程。模拟使用Shibata和Uryu的演化和初始数据代码来计算中子星的最后几个轨道和合并，物质由参数化状态方程描述。以前的工作建议使用一个有效的截止频率来限制状态方程。然而，我们发现，更大的精度是通过测量偏离点粒子的重力波形在后期inspiral期间产生的限制。当恒星接近最后的俯冲和合并时，中子星的致密性（中子星的质量与半径之比）越小，引力波相的积累就越快。我们估计，现实的状态方程将导致引力波形，是区别于点粒子在一个有效的距离（距离一个最佳取向和定位系统，将产生一个等效的波形振幅）100 Mpc或less. As Lattimer和Prakash观察到，中子星的半径是密切相关的压力，在密度不远高于核。我们的研究结果表明，频率在500和1000 Hz之间的宽带引力波观测将限制这种压力，我们估计它可以测量的精度。有关半径可测性的初步估计表明，在100 Mpc时，半径的精确度可以达到~1 km。
2009-01-21 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the star formation rate with gravitational waves from binary black holes
测量宇宙恒星形成的历史对于理解星系的起源和演化至关重要。使用电磁辐射进行测量是非常具有挑战性的：例如，需要大量的建模来将光度转换为质量，并适当地考虑尘埃衰减。在这里，我们展示了如何检测的引力波从吸入的双黑洞提出的第三代探测器可以用来测量恒星形成率（SFR）的大质量恒星的高精度高达红移~10。根据时间延迟模型，根据目前对当地合并率密度的测量，预测的发现率范围为每月约2，310至约56，740人。在30，000次检测的情况下，描述体积SFR的参数可以被约束在百分之几的水平，并且体积合并率可以在z ~ 2处直接测量到3%。给定一个参数化的SFR，双星形成和合并之间的特征延迟时间可以测量到~ 60%。
2021-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the circular polarization of gravitational waves with pulsar timing arrays
本文研究利用脉冲星计时阵列通过各向异性测量随机引力波背景圆偏振的可行性，分别对天体物理和宇宙学场景进行建模，发现天体物理信号可在近期数据集内探测，而宇宙学信号需依赖SKA型实验。
2024-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Measuring stochastic gravitational-wave energy beyond general relativity
超越广义相对论（GR）的引力理论可以改变引力波的性质：它们的偏振、色散、速度，以及重要的能量含量都严重依赖于理论。所有这些修正都可以通过测量随机引力波背景来探测.然而，大多数现有的处理这一背景下超越GR忽视修改的能量所携带的引力波，或依赖于GR假设是无效的，在其他理论。这可能会导致探测器输出的可观测互相关和引力波能量密度之间的误译，从而导致理论上推导观测约束时的错误。在这篇文章中，我们列出了一个通用的形式主义随机引力波搜索，适用于一个大家庭的理论以外的GR。我们明确指出（往往是默许）的假设，进入这些搜索，评估其通用的适用性，或缺乏。有问题的假设的例子是：线性偏振振幅的统计独立性;哪些偏振满足均分;以及哪些偏振具有明确定义的相速度。我们还展示了如何正确地推断的随机能量密度在任何给定的理论的背景下的值。我们证明了一些传统的假设打破了具体的理论：陈-西蒙斯引力，标量张量理论，和Fierz-Pauli大质量引力。在每一个理论中，我们展示了如何正确地包括超越GR校正，以及如何解释观测结果。
2018-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Perspectives in measuring the PPN parameters beta and gamma in the Earth's gravitational fields with the CHAMP/GRACE models
PPN参数gamma和beta的当前界限约为10^-4-10^-5。各种旨在改善这种限制的几个数量级的任务或多或少最近被提出，如LATOR，ASTROD，BepiColombo和GAIA。它们涉及使用沿行星际轨道发射的各种航天器来测量太阳引力对电磁波传播的影响。本文研究了在地球引力场中用一对无阻力的航天器测量一个试验粒子的后牛顿引力-爱因斯坦近地点进动的组合nu=（2+ 2 gamma-beta）/3，使其精度达到10^-5左右所需要的条件。事实证明，来自CHAMP和GRACE任务的最新重力模型将允许将重力源的系统误差降低到这种要求的精度水平。至于非重力误差，在非常低的频率上，无阻力传感器达到这种精度所需的频谱噪声密度为10^-8-10^-9 cm s^-2 Hz^-1/2。虽然还不能用现有技术获得，但是这种补偿水平比例如，Lisa.作为一个副产品，一个独立的测量后牛顿重力磁透镜-Thirring效应与0.9%的准确度也将是可能的。CHAMP和GRACE即将推出的地球重力模型将进一步减少这两种测试中的系统重力误差。
2007-11-11 astro-ph gr-qc
Measuring the properties of nearly extremal black holes with gravitational waves
描述黑洞的性质是引力波观测最重要的科学目标之一。天体物理学证据表明，可能存在接近极端的黑洞（即接近理论上限的自旋），因此可能是用引力波观察到的合并黑洞之一。在本文中，我们探讨如何以及目前的引力波参数估计方法可以测量自旋的快速旋转的黑洞的双星。我们模拟引力波信号的数值相对论波形接近极端，合并黑洞。为了简单起见，我们只关注自旋与轨道角动量平行或反平行的双星。我们发现，恢复孔的近极端的自旋是具有挑战性的。当自旋接近极值并且彼此平行时，所得到的参数估计确实恢复了大的自旋，尽管恢复的自旋幅度仍然显著小于真实的自旋幅度。当自旋接近极值并且彼此反平行时，所得到的参数估计恢复了小的有效自旋，但错误地将各个自旋估计为接近零。我们研究了自旋先验的影响，并认为一个常用的先验（均匀的自旋大小和方向）阻碍了大黑洞自旋的无偏恢复。
2018-08-22 astro-ph.HE gr-qc
Measuring Spin of the Remnant Black Hole from Maximum Amplitude
两个黑洞合并时发出的引力波携带着残余黑洞的信息，即它的质量和自旋。这些信息通常是在黑洞稳定到最终状态时从衰荡辐射中发现的。我们发现在引力波应变的峰值振幅处，残余黑洞的自旋是已知的。利用这一知识，我们提出了一种新的方法来测量的最终自旋是模板无关的，只使用啁啾质量，瞬时频率的应变及其导数在最大振幅，所有模板无关。
2019-09-06 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the dark matter environments of black hole binaries with gravitational waves
在天体物理和原始起源的黑洞周围，当它们形成和成长时，会形成大的暗物质超密度。这种“黑暗的衣服”不可避免地会影响双星系统的动力学演化，并导致引力波形的失相，这可以用未来的干涉仪来探测。在本文中，我们介绍了一个新的分析模型，以快速计算引力波形的存在下，一个不断变化的暗物质分布。然后，我们提出了一个贝叶斯分析，确定何时可以区分打扮黑洞二进制从GR-在真空中的，以及如何以及他们的参数可以测量，以及如何接近他们必须是可检测的计划激光干涉仪空间天线（LISA）。我们表明，LISA可以明确区分黑暗的衣服从标准的二进制和表征周围的天体物理和原始黑洞的模型参数范围广泛的暗物质环境。我们的方法可以推广到评估的前景检测，分类和表征其他环境效应的引力波物理。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the spectrum of primordial gravitational waves with CMB, PTA and Laser Interferometers
我们调查的可能性测量的原始引力波（GW）信号在21个十年的频率，使用宇宙微波背景（CMB），脉冲星定时阵列（PTA），激光和原子干涉仪。对于CMB和PTA实验，我们分别考虑LiteBIRD任务和平方公里阵列（SKA）。对于干涉仪，我们考虑空间任务建议，包括激光干涉仪空间天线（LISA），大爆炸观测器（BBO），分赫兹干涉仪引力波天文台（DECIGO），$μ$战神实验，分赫兹天文台（DO）和暗物质和重力探索空间原子实验（AEDGE），以及地基爱因斯坦望远镜（ET）建议。我们实现所需的数学计算灵敏度的CMB和干涉仪，并从第一原理推导出后者的响应函数。我们还评估了每个实验中天体物理前景污染的影响。我们提出了两类有代表性的原始GW随机背景模型的能量密度参数$Ω_{GW}h^2$的分箱灵敏度曲线和误差条，作为频率的函数：来自单场慢卷暴胀的度量中的量子真空涨落，以及来自旁观者轴子SU（2）暴胀模型的源诱导张量扰动。我们发现良好的前景，联合测量的GW频谱的CMB和星载干涉仪的任务建议。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc
