Utilizing aLIGO Glitch Classifications to Validate Gravitational-Wave Candidates
先进的LIGO数据包含许多噪声瞬变或“毛刺”,已被证明可以通过增加随机重合发生的速率来降低匹配滤波器搜索紧凑双星中引力波的灵敏度。这些瞬变现象的存在促使人们进行了大量的工作,以确定观测到的引力波事件在本质上是天体物理事件。我们讨论了PyCBC搜索恒星质量双星的引力波的各种常见的故障,在先进的LIGO的第一次和第二次观测运行中观察到的响应。我们展示了这些瞬态如何从紧凑的二进制聚结模拟波形和量化的可能性,一类给定的毛刺将在搜索管道中创建一个触发器。我们探索的特定波形参数是最相似的不同的毛刺类,并演示如何使用这些相似性的知识时,评估引力波候选人的意义。
2020-02-21 astro-ph.IM gr-qc
Modified Gravity (MOG), the speed of gravitational radiation and the event GW170817/GRB170817A
修正引力(Modified Gravity,MOG)是一种协变的、相对论性的替代引力理论,它的场方程是从一个作用量导出的,该作用量用矢量场和标量场补充时空度规张量。引力波(自旋为2)和电磁波都在理论的一个度规的零测地线上传播。尽管最近有相反的说法,MOG满足弱等效原理,并与中子星合并和伽马射线爆发事件GW 170817/GRB 170817 A的观测结果一致。
2017-10-30 astro-ph.HE gr-qc
Constraining a modified gravity theory in strong gravitational lensing and black hole shadow observations
研究了不同引力理论下旋转黑洞周围的强引力透镜效应。通过计算强引力透镜的偏转角,我们计算了不同旋转黑洞的相对论像的位置、分离、放大率和相对论像之间的时间延迟等引力透镜观测量。我们认为,在SgrA* 中,修正引力(MOG)理论中的旋转黑洞与广义相对论(GR)中的Kerr黑洞在像位、间距上的差异比在M87* 中更显著,而在SgrA * 中,MOG理论中的旋转黑洞与GR理论中的旋转黑洞在时间延迟上的差异比M87* 中更短.我们对强引力场中透镜观测量的估计有助于区分MOG和GR。此外,我们还研究了不同旋转黑洞的阴影观测量。分别利用超大质量M87* 和SgrA* 黑洞角阴影半径的EHT观测,估计了MOG参数的取值范围,并相应地得到了与黑洞自旋有关的MOG参数的上限约束$0.350\lesssimα_{\rm up}\lesssim 0.485$和$0.162 \lesssim α_{\rm up} \lesssim 0.285$.这是第一个约束的MOG参数旋转超大质量黑洞从EHT观测的角阴影半径。我们对MOG参数的约束比从S2星的轨道岁差得到的结果要严格得多。
2022-09-17 gr-qc
Observational constraints on models of the Universe with time variable Gravitational and Cosmological constants along MOG
本文研究了弱协变标量张量矢量引力(STVG)理论,即改进引力(MOG)理论。首先,我们表明,在标量场的情况下的MOG转换成$Λ(t),G(t)$模型。研究了一族可行模型的宇宙学参数随时间的演化。对数值结果进行了宇宙学修正。介绍了一个包含哈勃参数一阶导数的暗能量密度和宇宙学常数模型。为了扩展该模型,增加了包括引力常量在内的修正项。在我们的假设中,宇宙学常数是时间的函数。为了完成模型,暗能量和暗物质(DM)之间的相互作用项以唯象形式手动输入。我们提出了一种用正压流体代替沙尘模式的模式。DM的时间演化是其他宇宙学参数的函数。使用复杂的算法,包括密度,哈勃参数等各种量的行为进行了研究。状态探测器参数已被用于DE模型的分类。通过高精度的数值分析,研究了数值计算结果与$SneIa+BAO+CMB$实验数据的一致性。
2014-06-24 gr-qc
Quasinormal Modes of Modified Gravity (MOG) Black Holes
在标量-张量-矢量(修正的引力)时空中计算了引力和电磁扰动的准正规模(QNM),这是为了在不需要暗物质的情况下获得星系和星系团的正确动力学而提出的.结果表明,随着模型参数$α$的增大,量子数的实部和虚部都比标准史瓦西黑洞的量子数的实部和虚部减小.另一方面,当考虑MOG中存在的$1/(1+α)$质量重新缩放因子时,Im($ω$)几乎与GR相同地匹配,而Re($ω$)更高。这些结果可以在大质量致密天体合并的振铃阶段被识别,因此根据LIGO最近的引力波探测,这些结果是及时的。
2018-04-11 gr-qc
Improvement of the parameter measurement accuracy by the third-generation gravitational wave detector Einstein Telescope
爱因斯坦望远镜(ET)被提议作为第三代引力波(GW)探测器之一。ET的灵敏度将是第二代GW探测器Advanced LIGO(aLIGO)的10倍;因此,GW源参数可以更准确地测量。在这项工作中,我们展示了如何在参数估计精度可以提高aLIGO和ET之间的测量误差进行比较。我们将定义在频域中的泰勒F2波形模型应用于Fisher矩阵方法,该方法是用于估计GW参数测量误差的半解析方法。以总质量为$M\leq 16 M_{\odot} $,有效自旋为$-0.9 \leq χ_{\rm eff} \leq 0.9$的低质量双星黑洞为源,利用随机分布在质量和自旋参数空间的$10^4$蒙特卡罗样本,计算了质量和自旋参数的测量误差.我们发现,对于相同的源,ET可以实现$\sim 14$倍更好的信噪比比aLIGO和误差比($σ_{λ, \rm ET}/σ_{λ, \rm aLIGO}$)的啁啾质量,对称质量比,和有效的自旋参数可以低于$7\%$的所有二进制文件。我们还考虑了组分质量为1,1.4和2 $M_{\odot}$的等质量中子星,发现质量和自旋参数的误差比可以低于$1.5 \%$ .特别地,潮汐变形性$\tildeΛ$的测量误差也可以通过ET显著减小,误差比为$3.6 - 6.1 \%$。
2022-03-29 gr-qc
Propagation of Electromagnetic Waves in MOG: Gravitational Lensing
本文在修正引力(MOG)框架下研究弯曲时空中麦克斯韦方程组的解。我们表明,除了零测地线处理的光子在MOG,使用麦克斯韦方程组和协变耦合与额外的矢量部门的引力MOG,我们可以提取的方程的光的传播。我们得到了费马势,并计算了光从点状恒星透镜作用时的偏转角。结果表明,对于光线碰撞参量较大的大尺度结构,MOG中波动方程的解所得到的偏转角与广义相对论的偏转角成正比。对于太阳质量的恒星,偏转角与GR的预测一致。然而,对于像银河系中心的超大质量黑洞人马座A* 这样的紧凑结构,偏转角的预测大于GR,这可以在未来的观测中进行检验。
2018-10-30 astro-ph.GA gr-qc
The cosmological background and the "external field" in Modified Gravity (MOG)
研究了标准宇宙学中的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规作为渐近边界条件对Moffat修正引力理论中引力场一级近似的贡献.我们还考虑了由于MOG理论不满足壳定理或Birkhoff定理,导致所谓的“外场效应”(EFE)的事实的贡献。我们发现,虽然这两种效应都对径向加速度定律有很小的贡献,但其结果比螺旋星系的径向加速度小几个数量级。
2021-09-23 gr-qc
Acceleration in Modified Gravity (MOG) and the Mass-Discrepancy Baryonic Relation
一般协变修正重力(MOG)理论中的运动方程导致弱引力场和非相对论性极限对牛顿重力加速度定律的修正,用两个参数$α$和$μ$表示。参数$α$决定引力场的强度,$μ$是矢量场$ϕ_μ$的有效质量,与重子物质的引力强度耦合。弱场引力和非相对论粒子的MOG加速定律已被证明适用于大范围的星系、星系团以及子弹团和训练残骸团的合并。我们证明了一个质点源的MOG加速定律与McGaugh等人的一致,对153个旋转支撑的旋涡星系和不规则星系的X射线衍射样品,研究了星系自转曲线所描绘的径向加速度与重子物质分布之间的相关性。
2016-10-27 astro-ph.GA gr-qc
Black Holes in Modified Gravity (MOG)
标量-张量-矢量-引力(STVG)或修正引力(MOG)的场方程有一个静态的、球对称的黑洞解,由具有两个视界的质量$M$决定。引力常量的强度是$G=G_N(1+α)$,其中$α$是一个参数。利用排斥性引力场分量的非线性场动力学和合理的物理能量动量张量,导出了正则无奇性MOG解。得到了MOG黑洞解的Kruskal-Szekeres完备化。Kerr-MOG黑洞解由质量$M$、参数$α$和自旋角动量$J=Ma$决定。导出了测试粒子绕MOG黑洞的运动方程和稳定性条件,计算了黑洞光球的半径以及Schwarzschild-MOG和Kerr-MOG黑洞的阴影.构造了一个可穿越的虫洞解,其喉道由引力场的排斥分量稳定。
2015-04-10 astro-ph.HE gr-qc
Scattering of quantum fields by a MOG Black Hole
本文研究了标量张量矢量修正引力理论中遇到的一类黑洞--球对称MOG黑洞对费米子的散射。在确定了这种黑洞几何结构中的散射模式后,我们应用分波方法计算了进入散射振幅定义的相移的解析表达式。分析了MOG参数$α$对微分散射截面和激发极化的影响。此外,与史瓦西散射($α= 0$)进行比较。此外,研究还表明,对于自由参数$α$的较高值,荣耀和螺旋/轨道散射更加显着。
2020-02-26 gr-qc
Superradiance in Modified Gravity (MOG)
我们考虑的情况下,旋转黑洞在暗物质模拟引力理论称为MOG。后者引入了一个引力矢量场,其引力荷与黑洞质量成正比,并引入了一个标量场来代替引力常量。由此产生的黑洞度量类似于克尔-纽曼几何,并享受超辐射散射。然而,MOG提供了重要的新功能。通过研究标量场的散射,我们发现模式放大的临界频率有明显的降低。这对应于说超辐射峰值频率被红移。对反射能流的分析还表明,MOG黑洞相对于标准黑洞要暗一些。所提出的结果为测试MOG对天文观测铺平了道路。
2018-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Wide Binaries and Modified Gravity (MOG)
本研究利用宽双星检验标量-张量-矢量引力(MOG)理论,基于该理论推导的弱引力场修正加速度定律预测太阳系和宽双星系统的引力动力学仍遵循牛顿定律。
2024-05-29 astro-ph.SR gr-qc
Gravitational Waves with Orbital Angular Momentum
像在GW150914中观测到的黑洞双星系统这样的紧凑轨道双星携带大量的轨道角动量。这种双星合并后形成的环缩后致密天体只有自旋角动量,这导致了大的轨道角动量过剩。一个重要的可能性是,系统产生的引力波带走了多余的轨道角动量。对这一超额进行了估计。在论证平面引力波不可能携带任何轨道角动量的基础上,本文提出了一种类似于光束的携带轨道角动量的引力波光束。限制到某些特定的梁配置,我们预测,这样的梁可能会产生一种新型的应变,除了在aLIGO测量的纵向应变GW150914和GW170817。因此,目前在引力波的平面波近似下推导出的对衰荡后自旋的限制有待改进。激光干涉仪检测器(如ALIGO或VIRGO)检测这些额外的菌株可能需要的最小修改也进行了简要讨论。
2020-03-29 gr-qc
LIGO GW150914 and GW151226 Gravitational Wave Detection and Generalized Gravitation Theory (MOG)
研究了广义引力理论中的引力波的性质。本文导出了两个致密天体的螺旋双星系统的线性化场方程和度规张量四极矩幂和半径减小量。描述自旋黑洞的广义克尔度规由其质量$M$和自旋参数$a=cS/GM^2$决定。LIGO-Virgo合作数据与较小的二元黑洞质量相吻合,与当前电磁,观察到的X射线二元黑洞质量上限$M\lesssim 10M_\odot$一致。
2016-11-16 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational analogue of radiation reaction in STVG
本研究在标量-张量-矢量引力(STVG)框架下,分析有质量粒子在Schwarzschild-MOG黑洞附近的轨道、角速度特性并与广义相对论对比,通过Landau-Abraham-Dirac方程探究辐射反作用的引力类比,证实该作用会使试验粒子落入黑洞。
2023-11-06 gr-qc
Modified Gravity (MOG) fits to observed radial acceleration of SPARC galaxies
在弱引力场和非相对论运动条件下,一般协变的修正引力(MOG)理论中的运动方程导致牛顿引力加速度定律的修正。除了度规$g_{μν}$,MOG还有一个矢量场$ϕ_μ$,它与所有重子物质的引力强度耦合。引力耦合强度由MOG参数$α$决定,而参数$μ$是$ϕ_μ$的小有效质量。MOG加速定律已被证明适用于大范围的星系、星系团以及子弹团和训练残骸团的合并。对于旋转支撑的螺旋星系和不规则星系,McGaugh等人[24](MLS)发现了一个径向加速度关系(RAR),该关系将来自星系旋转曲线的加速度与来自星系质量模型的牛顿加速度联系起来。使用相同的银河系数据,质量模型独立来自该数据,MOG参数$α$和$μ$运行与星系质量,我们证明,调整星系参数内$\pm 1$ -西格玛边界可以产生MOG预测与给定的旋转速度数据一致。此外,相同的调整后的参数与MLS的RAR产生良好的拟合,其中RAR参数为$a_0=(5.4\pm .3)\times 10^{-11}\,{\rm m/s^2}$。
2019-05-21 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational waves from extreme mass ratio inspirals in Kerr-MOG spacetimes
本研究在修正引力框架下用数值拼凑法分析Kerr-MOG时空中极端质量比旋近的引力波特性,发现参数α影响波形,辐射反作用可降低波形重叠度以提升区分能力,但波形混淆问题仍待解决。
2024-08-19 gr-qc hep-th
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
Periodic orbits and their gravitational wave radiations around the Schwarzschild-MOG black hole
该研究利用哈密顿形式与数值方法,分析Schwarzschild-MOG黑洞周围粒子的周期轨道、进动轨道特征及引力波辐射,揭示了MOG参数$α$对轨道能量等性质的影响,为探测修正引力效应提供参考。
2025-01-09 astro-ph.GA gr-qc
Breathing Black Hole Shadows in Modified Gravity (MOG)
De La Salle University(德拉萨大学)
研究史瓦西 - MOG黑洞阴影受引力波扰动的动态现象学特征,通过扰动光子零测地线的哈密顿 - 雅可比方程,证明MOG独特场内容打破与广义相对论观测简并,有两种时变特征可用于检验。
2026-07-07 gr-qc
Modified Gravity (MOG), Cosmology and Black Holes
通过在广义相对论中增加两个新的自由度,即标量场引力耦合强度$G= 1/χ$和自旋为1的引力矢量场$ϕ_μ$,提出了一种协变修正引力(MOG). $G$记作$G=G_N(1+α)$,其中$G_N$是牛顿常数,矢量场的引力源荷是$Q_g=\sqrt{αG_N}M$,其中$M$是物体的质量。该理论的宇宙学解是在均匀各向同性宇宙学中导出的。MOG中的黑洞是静止的,是引力坍缩的最终产物,是具有球拓扑的轴对称解。证明了在渐近平坦边界条件下,孤立黑洞的标量场$χ$处处恒定。这样做的结果是标量场失去了它的磁矩辐射。
2021-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Scalar and Vector Field Constraints, Deflection of Light and Lensing in Modified Gravity (MOG)
通过将Jordan标架中的度规与能量动量张量进行共形耦合,筛选出修正引力(MOG)中标量场引力耦合强度$G$。标量场获得的质量取决于当地的物质密度:标量场粒子对于太阳和地球来说是有质量的,与宇宙学和天体物理学中的低密度环境相比,那里的密度很高。加上矢量场$ϕ_μ$的筛选,这保证了太阳系重力测试的满意度。共形度规耦合到电磁物质场和能量动量张量,对太阳的屏蔽$G$和太阳对光的偏转以及MOG中的Shapiro时间延迟与广义相对论一致.对于星系和星系团,增强的引力耦合常数$G$导致与没有暗物质的引力透镜一致。对于致密的脉冲双星,$G$的屏蔽消除了双极和偶极引力辐射模,与脉冲双星的计时数据一致。
2014-10-06 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational Waves and Their Mathematics
这是一篇关于引力波数学的综述文章。我们用广义相对论解释了这些波的数学和物理,讨论了引力波实验alIGO和它们对引力波的探测以及它对天体物理的意义。本文的一个版本发表在AMS通告,第64卷,第07期,2017年,(2017年8月号)。
2017-10-09 gr-qc
Prospects for detecting gravitational waves at 5 Hz with ground-based detectors
我们提出了一个升级到先进的LIGO(aLIGO),命名为LIGO-LF,重点是提高灵敏度在5-30 Hz的低频带,我们探索升级的天体物理应用。我们对探测器的技术噪声进行了全面的研究,并表明,随着目前正在开发的技术,如干涉感应地震仪和平衡零差读出,LIGO-LF可以达到量子和热噪声设定的基本限制,低至5 Hz。这些技术也直接适用于下一代探测器。我们继续考虑这一升级的影响的天体物理输出的aligo类探测器。一个LIGO-LF可以探测到红移到z~6的恒星质量黑洞(BH)的合并,并且对2000 M_ \odot以下的中等质量黑洞也很敏感。与aLIGO相比,合并BH的检测率将提高18倍。此外,对于给定的源,啁啾质量和总质量可以比aLIGO好2倍地约束,并且有效自旋比aLIGO好3-5倍。此外,LIGO-LF能够定位合并的双中子星,其不确定性立体角比aLIGO在30 Hz时小10倍,当使用整个信号时小4倍。LIGO-LF还显著提高了探测其他天体物理现象的可能性,包括中子星r模的潮汐激发和引力记忆效应。
2018-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Gravitational waves from pulsars with measured braking index
我们研究了假设的引力波(GW)的发射,特别是与测量制动指数的恒星。我们表明,适当的组合GW发射和磁偶极子制动器可以自然地解释测量的制动指数,当表面磁场和磁偶极子和旋转轴之间的角度是时间依赖性的。然后,我们讨论了aLIGO和爱因斯坦望远镜对这些恒星的探测能力。我们提请注意现实的可能性,aLIGO可以检测到的GWs产生的至少一些这些卫星,如船帆座,例如。
2016-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Dynamics of particles with electric charge and magnetic dipole moment near Schwarzschild-MOG black hole
本文研究带电且具有磁偶极矩的粒子在Schwarzschild-MOG黑洞时空中的动力学,推导了运动方程和有效势,分析了三种相互作用对ISCO及碰撞质心能量的影响。
2023-10-12 gr-qc
Modified Gravity (MOG) and Heavy Neutron Star in Mass Gap
将修正的引力理论应用于引力波双星合并GW 190814,证明了中子星的修正的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程可以产生质量为$M=2.6 -2.7 M_\odot$的中子星,从而可以将双星的二次成分确定为处于假设质量隙$2.5 - 5 M_\odot$中的重中子星.
2020-08-10 astro-ph.CO gr-qc
Multi-band gravitational wave astronomy: science with joint space- and ground-based observations of black hole binaries
在先进的LIGO(aLIGO)观测到第一个黑洞双星(BHB)GW 150914后不久,人们意识到这样一个巨大的系统在合并前几年就可以在毫赫兹(mHz)波段观测到。激光干涉仪空间天线(LISA)在0.1-100 mHz的频率范围内工作,根据从aLIGO第一次观测运行(O 1)推断的聚结率,它可能探测到多达数千个螺旋形BHB。它们中的绝大多数(那些发射$f<10$ mHz的)在LISA的寿命期间只会经历微小的频率漂移,导致类似于银河系白矮星双星发射的信号。然而,在$f>10$ mHz的情况下,其中几个将扫过LISA波段,最终在aLIGO探测的音频波段中产生响亮的合并。这篇文章回顾了这些新的LISA源的科学潜力,在过去的几个月里,已经在几个方面进行了研究,包括多信使和多波段引力波天文学,BHB天体物理学,重力和宇宙学的替代理论的测试。
2017-02-14 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Lensing by a Dark Compact Object in Modified Gravity and Observational Constraints from Einstein Rings
本文研究了修改引力理论中暗致密天体的引力透镜效应,计算了特定MOG时空的弱、强偏折角,并以M87*和Sgr A*为透镜模型对比了强场参数并计算了弱场透镜系数与畸变参数。
2025-02-10 astro-ph.GA gr-qc
Hearing the signals of dark sectors with gravitational wave detectors
受aLIGO最近发现的引力波的启发,我们讨论了在地面和空间干涉仪上可以看到的新物理学的特征。我们表明,一阶相变在黑暗的部门将导致一个可检测的引力波信号在未来的实验中,如果相变发生在几个数量级的温度高于电弱标度。在这种情况下,引力波的来源与早期宇宙中膨胀和碰撞气泡的动力学有关。同时,我们指出,拓扑缺陷,如暗扇区畴壁,可能会产生一个可检测的信号已经在aLIGO。气泡和畴壁这两种情况都来源于一个黑暗的新物理部门的半经典配置。在第一种情况下,引力波信号起源于早期宇宙中热等离子体中的气泡壁碰撞和随后的湍流,而第二种情况对应于畴壁穿过目前的干涉仪,并且与引力波无关。我们发现,ALIGO在其目前的灵敏度可以检测到烟雾枪签名域壁相互作用,而未来提出的实验,包括第五阶段的ALIGO在设计灵敏度可以探测暗扇区相变。
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Times of arrival (TOA) of signals in the Kerr-MOG black hole
Bashkir State University(巴什基尔国立大学);University of North Bengal(北孟加拉大学)
研究Kerr-MOG黑洞中参数α和自旋a对脉冲星信号到达时间差Δt的影响,推广了Laguna-Wolszczan公式至三阶PPN阶,发现α的大小和符号指示与广义相对论的偏离。
2026-06-25 gr-qc
Optimizing signal recycling for detecting a stochastic gravitational-wave background
信号再循环应用于激光干涉仪,如高级激光干涉仪引力波天文台(aLIGO),以提高其对引力波的灵敏度。在这项研究中,信号回收配置用于检测随机引力波背景的alIGO参数的基础上进行了优化。计算了在固定激光功率和低频截止条件下,信号再循环镜(SRM)的最佳透过率和信号再循环腔(SRC)的失谐相位。在此基础上,讨论了与双星中子星搜索的兼容性。然后,考虑了不同的激光功率和低频截止。研究了引力波无量纲能量密度的两种模型$Ω_{gw}(f) = Ω_α (f/f_{ref})^α$:平板模型$α= 0$和$α= 2/3$模型。对于随机背景搜索,它被发现,使用信号回收的干涉仪比不使用它的干涉仪具有更好的灵敏度。最佳的随机搜索配置通常被发现时,SRM传输和SRC失谐相位低。在这个区域,BNS范围大多位于160和180 Mpc之间。当使用较低的激光功率(降低低频处的辐射压力)时,最佳SRC失谐相位增加,最佳SRM透射增加并且最佳灵敏度提高。降低的低频截止提供了更好的灵敏度限制。对于$Ω_{gw}$的两种型号,在$f_{ref} = 25$ Hz的参考频率下实现了$10^{-10}$量级的典型最佳灵敏度极限。
2018-05-24 gr-qc
Cosmological Equivalence of Scalar-Tensor-Vector Modified Gravity and Cold Dark Matter
Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);University of Waterloo(滑铁卢大学)
STVG-MOG在各向同性观测中与ΛCDM等价,但通过大尺度各向异性观测可区分其与粒子暗物质
2026-10-26 astro-ph.CO gr-qc
On the gravitational stability of the Maclaurin disk
本文研究了无晕情况下气态自引力Maclaurin盘的全局引力稳定性。此外,我们用相关文献中称为MOG的修正重力理论代替牛顿重力。MOG是一种不需要引入奇异暗物质粒子就能解决暗物质问题的替代理论,在弱场极限下有两个自由参数$α$和$μ_0$。本文导出了MOG中Maclaurin盘的平衡引力势,并发展了一种研究该盘对线性非轴对称扰动响应的半解析方法。得到了圆盘简正模的本征谱,并探讨了其物理意义。我们表明,麦克劳林磁盘是不稳定的MOG比牛顿引力。事实上,这两个参数$(α,μ_0)$都对磁盘有不稳定的影响。有趣的是,$μ_0$仅激发条形模式$m=2$,而$α$影响所有模式。更具体地说,当$α>1$,酒吧模式是非常不稳定的,不像在牛顿重力无法避免,至少在弱场限制,增加压力支持的磁盘。
2016-10-05 astro-ph.GA gr-qc
The masses and shadows of the black holes Sagittarius A* and M87* in modified gravity (MOG)
我们提出了预期的阴影大小的Sgr A* 和星系M87中的超大质量黑洞的MOG修改的引力理论(也称为标量张量矢量引力,或STVG)的背景下的计算。我们证明,来自恒星和气体动力学在这些黑洞附近的质量估计是牛顿质量的黑洞,即使在MOG理论。因此,阴影的大小增加作为一个功能的关键无量纲MOG参数α的特点可变的引力耦合系数G,并可能提供一个观测手段,以区分MOG理论从标准的广义相对论。
2020-01-21 astro-ph.GA gr-qc
Detecting and Denoising Gravitational Wave Signals from Binary Black Holes using Deep Learning
我们提出了一个卷积神经网络,设计在自动编码器的配置,可以检测和降噪天体物理引力波合并黑洞二进制文件,数量级快于传统的匹配滤波为基础的检测,目前采用先进的LIGO(aLIGO)。神经网络架构是这样的,它从时频域中数据的稀疏表示中学习,并构造一个非线性映射函数,将该表示映射到信号和噪声的两个单独的掩码中,便于将两者从原始数据中分离出来。这种方法是第一种将基于机器学习的引力波检测/去噪应用于引力波数据的2D表示的方法。我们将我们的形式主义应用于探测到的第一个引力波事件GW 150914,成功地恢复了两个探测器合并的所有三个阶段的信号。该方法进一步测试的引力波数据从第二次观测运行($O2$)的aLIGO,再现所有的二元黑洞合并检测到的$O2$在两个aLIGO探测器。神经网络似乎已经发现了一种在合并的振铃阶段之后的“振铃”模式,这不是传统的二元合并模板中存在的特征。该方法还可以在建模的模板之间内插和外推,并探索未建模的引力波,因此不存在于匹配滤波检测管道中使用的信号的模板库中。更快和有效的探测方案,如这种方法,将有助于地面探测器达到其设计灵敏度,可能导致在几个月的观测运行数百个潜在的检测。
2022-10-04 astro-ph.IM gr-qc
Cosmological consequences of Modified Gravity (MOG)
作为LCDM和谐模型的替代方案,标量张量矢量修正引力(MOG)理论在不假设奇异暗物质成分存在的情况下再现了关键的宇宙学观测结果。MOG是基于作用原理的场论,具有可变的引力常量和可变范围的排斥向量场。MOG产生了一个唯象的加速度定律,其中包括强张量引力部分抵消了一个排斥的大质量矢量力。该加速度定律可用于模拟CMB声谱和物质功率谱,与观测结果吻合较好。MOG的一个关键预测是存在强烈的重子振荡,这将通过未来的调查来检测。MOG也与Ia型超新星的数据一致。我们还描述了MOG和连续物质之间的耦合的持续研究,与弱等效原理和太阳系观测相一致。
2011-04-14 astro-ph.CO gr-qc
Black Hole Thermodynamics in MOdified Gravity (MOG)
我们在修正的引力理论中分析了黑洞的物理性质,修正的引力理论最初是为了在没有暗物质的情况下获得星系和星系团的正确动力学而提出的。非旋转和旋转黑洞解的热力学类似于爱因斯坦-麦克斯韦理论中的类似解,其中电荷被一个新的依赖于质量的引力荷$Q = \sqrt{αG_N}M$取代。这种新的质量相关电荷将有效牛顿常数从$G_N$修改为$G = G_N(1+α)$,这反过来又严重影响了黑洞的热力学。我们还研究了正则解的热力学,并探讨了没有视界形成的极限情况。因此,修正后的引力有可能导致宇宙中没有黑洞视界。最后,我们分析了对非旋转黑洞热力学的修正,得到了通常的对数修正项。
2016-05-16 gr-qc
Cosmological observations in a modified theory of gravity (MOG)
我们的修正引力理论(MOG)是一个没有外来暗物质的引力理论,基于作用原理。MOG已成功地用于模拟天体物理现象,如星系旋转曲线,星系团质量和透镜。MOG也可以解释宇宙学观测。我们假设MOG点源解可以通过适当修改的泊松方程来描述物质的扩展分布。我们用这个结果来模拟MOG中的微扰增长,发现它与目前观测到的物质功率谱吻合得很好。然而,由于功率谱的分辨率随着调查规模的增加而提高,因此MOG和标准LCDM模型的预测之间出现了显着差异,因为在没有外来暗物质的情况下,MOG中功率谱的振荡不会被抑制。我们也可以使用MOG来模拟宇宙微波背景的声功率谱。适当适配的半分析模型提供了MOG可以通过该测试的第一指示,并且正确地对声谱的峰值进行建模。
2012-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Kerr-MOG-(A)dS black hole and its shadow in scalar-tensor-vector gravity theory
本文在STVG理论中构造了Kerr-MOG-(A)dS旋转黑洞解,研究宇宙学常数与MOG参数对黑洞阴影的影响,并利用光线追踪技术通过引力透镜和参考系拖曳效应解决了参数简并问题。
2024-07-18 gr-qc hep-th
Gravitational lensing of gravitational waves: A statistical perspective
本文从统计的角度研究了引力波(GWs)的强引力透镜效应,重点研究了恒星双星黑洞合并产生的高频GWs。这些都是最有前途的目标,地面探测器,如先进的激光干涉仪引力波天文台(aLIGO)和拟议的爱因斯坦望远镜(ET),可以安全地处理下的几何光学限制GW传播。我们执行一个彻底的计算的透镜率,考虑到所造成的影响,透镜星系的椭圆率,透镜环境,放大率偏差。我们发现,在某些GW源率的情况下,我们应该能够观察到强透镜GW事件每年一次($\sim1~\text{yr}^{-1}$)在aLIGO调查在其设计灵敏度;对于拟议的ET调查,率可能高达$\sim80~\text{yr}^{-1}$。这些结果取决于GW源丰度的估计,因此可以相应地修改与改进我们的恒星双星黑洞的合并率的理解。我们还计算了每项调查中四图像透镜系统的比例,预测aLIGO调查的比例为$\sim30$ %,ET调查的比例为$\sim6$ %。最后,我们评估了由于有限的调查持续时间丢失一些图像的可能性,通过呈现透镜时间延迟的概率分布。我们预测,在未来的GW调查中,这种选择偏差将是微不足道的,因为大多数晶状体系统($\sim90$ %)的时间延迟将小于$\sim1$月,这将远远短于调查持续时间。
2018-03-20 astro-ph.CO gr-qc
The promise of multi-band gravitational wave astronomy
我们表明,黑洞二进制(BHB)的合并率推断出先进的LIGO(aLIGO)检测GW 150914意味着一个意想不到的响亮GW天空在毫赫兹频率的不断发展的激光干涉仪空间天线(eLISA),与几个突出的后果。首先,eLISA将能够单独分辨多达数千个BHB;其次,数百万个无法分辨的BHB将产生一个可以检测到的混淆噪声,其信噪比为几到几百;第三,也许是最重要的一点,eLISA将在十年内在aLIGO波段合并多达数百个可单独分辨的BHB。eLISA观测将提前几周告诉aLIGO和所有电磁探测器这些BHB合并将在何时何地发生,不确定性<10秒和<1度^2。这将允许望远镜的预指向,以实现符合GW和多波长电磁观测BHB合并。时间重合是至关重要的,因为与BHB合并相关的即时发射可能具有与系统的动态时间尺度相当的持续时间,并且仅在低频GW警报的情况下才有可能。
2016-05-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational synchrotron radiation and Penrose process in STVG theory
本文研究了STVG修正引力下Kerr-MOG黑洞的引力场特性,探讨了大质量粒子的最内层稳定圆轨道及Penrose过程超100%的能量提取效率,并分析了双星系统的引力同步辐射强度。
2023-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow Cast by the Kerr MOG Black Hole under the Influence of Plasma and Constraints from EHT Observations
本文研究了等离子体环境中Kerr MOG黑洞的阴影特征,发现非均匀等离子体下M87*和Sgr A*的阴影与EHT观测更吻合,并分析了能量发射率与偏转角,强调了等离子体效应的重要性。
2025-02-25 gr-qc
Theory-Agnostic Constraints on Black-Hole Dipole Radiation with Multi-Band Gravitational-Wave Astrophysics
alIGO对黑洞双星GW 150914的探测开启了探测极端引力的新时代。许多引力理论预言双星会发射偶极引力辐射。这在双星系统中被排除在高精度之外,但整个理论类别主要(或仅)在涉及黑洞的双星系统中预测这种效应。联合观测的GW 150914类系统的aLIGO和eLISA将改善边界偶极子发射从黑洞二进制由6个数量级相对于当前的限制,提供eLISA是不是显着descoped。
2016-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Modified gravity black hole lensing observables in weak and strong field of gravity
本研究扩展了修正引力(MOG)中弱场一阶光偏折工作,全面分析SMOG黑洞在弱场和强场引力透镜中的可观测量,探讨MOG参数α对观测量的影响,并以SgrA*为例量化与广义相对论的偏差。
2023-11-16 gr-qc
Black hole accretion in scalar-tensor-vector gravity
我们研究了在标量-张量-矢量引力(STVG)中物质在黑洞上的吸积,也称为修正引力(MOG)。引力常量是$G=G_{N} (1 + α)$,其中$α$是理论中静态黑洞的常数。MOG黑洞是球对称的,其特征是有两个事件视界。落入黑洞的物质服从多方状态方程,在进入外视界之前经过两个临界点。我们得到的质量吸积率以及外临界点,临界速度和临界声速的解析表达式。我们的研究结果补充了现有的强场测试,如透镜效应和轨道运动,并可用于确定MOG的观测约束。
2019-11-07 gr-qc
Formation and Growth of the First Supermassive Black Holes in MOG
该研究在修正引力(MOG)框架下探究早期宇宙首批超大质量黑洞的形成与生长,分析该框架下气体与物质动力学,为相关观测差异提供新解释思路。
2024-03-03 astro-ph.GA gr-qc
Testing MOG theory in the Milky Way
我们采用著名的“旋转曲线”方法,在银河系内对约翰·莫法特的修正引力理论(MOG)进行了检验。我们使用动态的磁盘内观察到的示踪剂,以确定引力势的函数的galactocentric距离,并比较,与潜在的,预计将产生的可见光的组成部分(恒星和气体)根据不同的“口味”的MOG理论,利用国家的最先进的设置观察到的示踪剂和重子形态。我们的分析表明,在原始和修改后的版本(考虑到自洽的评价银河系质量),该理论未能再现所观察到的旋转曲线。我们的结论是,在目前的提法,MOG理论是能够解释所观察到的银河系的旋转曲线。
2018-10-16 astro-ph.GA gr-qc
The Eccentric and Accelerating Stellar Binary Black Hole Mergers in Galactic Nuclei: Observing in Ground and Space Gravitational Wave Observatories
基于GNC方法研究了星系核中的恒星双星黑洞的吸合问题。我们发现,所有新生的BBH的$3-40\%$最终将合并由于各种动力学效应。在为期5年的任务中,aLIGO、Einstein/DECIGO、天琴/LISA/太极的SNR $>8$分别探测到了高达$10^4$、$10^5$、$\sim100$的星系核吸合黑洞。在LISA/太极/天琴和aLIGO中均检测到约10个。这些黑洞具有两个独特的特征:(1)显著的偏心率。$1-3\%$、$2-7\%$或其中的$30-90\%$分别与$e_i>0.1$一起进入aLIGO、爱因斯坦或空间天文台。如此高的偏心率为GW 190521的偏心率提供了可能的解释。在进入aLIGO/Einstein之前,大多数高偏心BBH在LISA/天琴/太极中无法检测到,因为它们的应变仅在$f_{\rm GW}\gtrsim0.1$ Hz处变得显著。DECIGO成为探测这些事件的理想观测站,因为它可以完全覆盖上升阶段。(2)高达$2\%$的BBH可以在距离大质量黑洞(MBH)$\lesssim10^3 r_{\rm SW}$的距离处螺旋/合并,具有显著的加速,使得它们中的$\sim10-10^5$的多普勒相位漂移可以在空间观测站中用SNR $>8$检测到。这些BBH贡献的引力波背景能量密度在$f_{\rm GW}\lesssim 1$ mHz处偏离$2/3$的幂律斜率。这些…
2022-02-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Multiband Gravitational-Wave Astronomy: Observing binary inspirals with a decihertz detector, B-DECIGO
一个不断发展的日本分赫兹波段引力波(GW)任务:B-DECIGO(DECihertz激光干涉仪引力波天文台)将使我们能够探测到类似GW 150914的二元黑洞,类似GW 170817的二元中子星,以及宇宙学距离的中等质量二元黑洞。B-DECIGO频段介于aLIGO-Virgo-KAGRA-IndIGO(百赫兹)和LISA(毫赫兹)频段之间,以获得更宽的带宽;所描述的源在多频段上发射GW数周至数年,以积累高信噪比。这表明,联合检测将大大提高二进制的参数估计的可能性。我们研究B-DECIGO的测量二进制参数的能力,并评估在何种程度上多波段分析可以提高这种测量。使用非旋进后牛顿波形与费舍尔矩阵的方法,我们发现像GW 150914和GW 170817的系统,B-DECIGO可以测量的质量比在$< 0.1\%$内,单个黑洞自旋在$< 10\%$内,并在$< 5\,$ s内的合并时间约一个星期之前提醒aLIGO和电磁设施。来自aLIGO的B-DECIGO的先验信息可以进一步降低测量的不确定性,例如,一定的中子星潮汐引起的变形因子的$\sim 6$,并可能决定自旋引起的中子星四极矩。LISA和B-DECIGO的联合测量也将能够以100万的精度恢复中等质量双黑洞的质量和自旋。然而,由于精确GW信号的后牛顿近似,在这些结果中将存在大的系统偏差。
2018-08-08 astro-ph.HE gr-qc
Prospects of detecting the nonlinear gravitational wave memory
在GW 150914中,大约$3M_{\odot}$在合并时作为引力波从双黑洞系统中辐射出去。引力波本身的应力能量在地球上的探测器中引起了一种非线性记忆效应,称为克里斯托杜卢记忆。我们使用的近似,可以应用到数值相对论波形给出的位移幅度和非线性记忆的配置文件的估计。我们给出了一个信噪比为一个单一的GW 150914一样的检测事件,并通过改变事件的总质量和距离参数,我们发现距离和源质量的最佳取向的GW 150914一样的事件的记忆将是可检测的aLIGO和未来的探测器。
2019-02-23 gr-qc
CMB Acoustic Power Spectra in STVG-MOG
Perimeter Institute for Theoretical Physics(Perimeter理论物理研究所);University of Waterloo(滑铁卢大学)
本文通过标量-张量-矢量引力理论(STVG-MOG)实现宇宙学模型,其中矢量场激发在早期宇宙中充当无碰撞、无压组分,使声学峰与ΛCDM预测一致,无需引入粒子暗物质。
2026-05-28 astro-ph.CO gr-qc