Dynamical friction in dark matter superfluids: The evolution of black hole binaries
本文研究含中心大质量黑洞暗物质尖峰的超流体核心中，圆轨道天体所受动力学摩擦及其导致的双星引力波相位偏移，发现该效应低于 LISA 探测阈值，可用于区分超流体与无碰撞暗物质模型。
2024-05-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Gravitational waveforms for spinning compact binaries
天体的自转和轨道的偏心率对双星的引力辐射有重要影响。本文主要研究自旋致密双星的引力波偏振态。我们认为偏心轨道和自旋轨道相互作用的二进制到1.5后牛顿秩序的方式是独立的参数化的轨道。包括角变量的运动方程。给出了偏振态的形式表达式，其中包括对波形的高阶修正。
2008-06-13 gr-qc
Next-to-next-to-leading order spin-orbit effects in the near-zone metric and precession equations of compact binaries
我们扩展了我们以前的工作，致力于计算次次领头阶自旋轨道修正（对应于3.5PN阶）的自旋致密双星的运动方程，由：（i）推导自旋演化方程中相应的自旋-轨道项，运动的守恒积分和在粒子位置正则化的度规（还获得遍及近区的度量，但精度较低）; ㈡进行岁差方程的轨道简化，对质心标架进行近区度量和守恒积分，然后进一步假设准圆轨道（忽略引力辐射反应）。结果系统地表示的自旋变量与保守的欧几里德范数，而不是原来的反对称自旋张量的极-偶极形式主义。这一工作为今后计算自旋紧密双星引力波定相中的次次领头阶自旋轨道项铺平了道路。
2013-04-02 gr-qc
Gravitational bremsstrahlung from spinning binaries in the post-Minkowskian expansion
本文提出了一种新的计算方法，计算了两个任意自旋物体散射时辐射成引力波的四动量。我们的结果，这是准确的领导秩序在$G$，二次阶的自旋，并在速度的所有订单，来自使用Routhian为基础的世界线有效场论形式主义与电池的分析技术评估回路积分。虽然nonspinning二进制辐射动量只沿其相对速度的方向，我们表明，列入自旋一般允许在所有三个空间方向的动量损失。我们还验证了我们的辐射能量的表达式与后牛顿理论中最先进的计算中的重叠项一致。
2022-08-04 gr-qc hep-th
Gravitational waveforms for finite mass binaries
由致密恒星组成的双星系统是最有希望的引力辐射源之一。天体的自转和轨道偏心率对探测信号的影响是一个重要的问题。本文提出了一种计算质量相当的螺旋型致密双星的引力波偏振态的方法。我们考虑偏心轨道和自旋轨道的贡献的情况下，一个旋转的对象高达1.5后牛顿秩序。对于圆轨道，我们的结果与现有的计算是一致的。
2007-06-20 gr-qc
Non-precessional spin-orbit effects on gravitational waves from inspiraling compact binaries to second post-Newtonian order
本文导出了自旋-轨道耦合对由准圆轨道上的自旋致密天体组成的吸气双星所发射的引力波形式的全部二阶后牛顿（2 PN）非旋进效应。牛顿对自旋轨道效应的计算（1.5PN阶）依赖于旋转物体的流体描述。我们通过在后牛顿理论中引入δ函数描述自旋对物体能量动量张量的影响来简化计算。这个描述最近被Mino，Shibata，and Tanaka（MST）在Teukolsky形式主义中使用，分析了围绕大质量黑洞运行的粒子，并且是基于Dixon之前的工作。我们计算的2 PN贡献的波形相结合的MST能量-动量张量与形式主义的Blanchet，Damour，和Iyer评估的二进制的辐射多极子，并与著名的1.5PN阶运动方程的二进制。我们的结果在2 PN阶只对波形的振幅有贡献。波形相位的长期演化是LIGO最精确测量的量，直到2.5PN阶才受到我们结果的影响，此时其他自旋轨道效应也开始发挥作用。我们计划在未来的论文中使用本文的技术评估整个2.5PN自旋轨道对长期相演化的贡献。
1997-10-31 gr-qc
Gravitational Waves from Mergin Compact Binaries: How Accurately Can One Extract the Binary's Parameters from the Inspiral Waveform?
对于计划中的探测器LIGO和VIRGO来说，最有希望的引力波源是合并紧凑的双星，即，中子星/中子星（NS/NS）、中子星/黑洞（NS/BH）和黑洞/黑洞（BH/BH）双星。我们研究如何准确地从引力波信号的三个探测器LIGO/VIRGO网络使用“先进的探测器”（目前的初始操作后几年）的源和质量和自旋的距离。两个物体的质量的组合${\cal M} \equiv (M_1 M_2)^{3/5}(M_1 +M_2)^{-1/5}$可以以精确度$\approx 0.1\%-1\%$测量。对于NS/NS和NS/BH双星，折合质量可测量为$\sim 10\%-15\%$，对于BH/BH双星，折合质量可测量为$\sim 50\%$（假设为$10M_\odot$ BH）。质量和自旋的测量有很强的相关性; $μ$和自旋角动量的组合被测量到$\sim 1\%$内。我们还估计，对于LIGO/VIRGO 3探测器网络，探测到的信号的$\sim 8\%$的距离测量精度将为$\le 15\%$，信号的$\sim 60\%$的距离测量精度将为$\le 30\%$。
1994-02-04 astro-ph gr-qc
Next to leading order spin-orbit effects in the motion of inspiralling compact binaries
利用有效场论（EFT）方法，计算了次领先阶（NLO）自旋轨道对旋进致密双星引力势的贡献。我们使用协变自旋同向性条件（SSC），并明确证明了与Faye等人在arXiv：gr-qc/0605139中的先前结果的等价性。我们还表明，直接应用的牛顿-维格纳SSC的水平的行动导致正确的动态使用一个典型的（狄拉克）代数。然后，本文完成了必要的自旋动力学的EFT形式主义，将在一个单独的文件中使用的计算自旋贡献的能流和相位演化的NLO内的计算。
2010-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
N-body next-to-leading order gravitational spin-orbit interaction via effective field theory
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
本文基于后牛顿有效场论，推导了N体系统中自旋轨道势能和哈密顿量，扩展了二体情况下的有效场论处理至任意N体。通过两种方法得出结果，验证了与Hartung和Steinhoff的ADM N体哈密顿量一致。
2026-05-14 gr-qc hep-th
Reduced Hamiltonian for next-to-leading order Spin-Squared Dynamics of General Compact Binaries
在后牛顿框架内，完全约化的哈密顿量（即，消除了自旋补充条件）的次首阶自旋平方动力学。在爱因斯坦场方程的二阶后牛顿微扰理论中，考虑自旋诱导四极形变效应，该哈密顿量适用于所有具有自引力分量的双星系统（如黑洞和/或中子星）的自旋动力学。相应的运动方程的自旋，位置和动量变量的正则泊松括号。与非约化势计算内的有效场论的方法进行了比较。
2010-06-03 astro-ph.HE 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
Next-to-leading tail-induced spin-orbit effects in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波传播中的非线性印记-尾部效应-是自旋黑洞双星的新自旋贡献的能流和轨道相位的原因。自旋-轨道（线性自旋）对这种效应的贡献目前已知在领先的后牛顿阶，即3 PN的最大自旋黑洞在准圆形轨道。在目前的工作中，我们推广这些尾部起源的自旋轨道项的下一个领先的4PN顺序。这需要特别是扩展以前的结果的动态演变的进动紧凑的二进制文件。我们表明，尾巴代表唯一的自旋轨道项在该顺序的准圆轨道，我们发现完美的协议与已知的结果为测试粒子围绕克尔黑洞，微扰理论计算。BH层吸收项必须加到这里计算的PN结果中。我们的工作完成的知识的自旋轨道效应的相位的紧凑的双星的4PN顺序，并允许建立更忠实的PN模板的黑洞双星的螺旋相位，提高地基和天基引力波探测器的能力。
2013-12-23 gr-qc
Next to Leading Order Spin(1)Spin(1) Effects in the Motion of Inspiralling Compact Binaries
利用有效场论方法，计算了自旋致密体在三阶后牛顿态下的次超前自旋（1）项，包括次超前自感有限尺寸效应.这一结果代表了将相关自旋势完成到3PN阶的最后一个因素，从3PN阶运动方程通过正则形式遵循3PN阶运动方程。作为一个例子，我们包括岁差方程。
2009-12-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Second post-Newtonian gravitational radiation reaction for two-body systems: Nonspinning bodies
从最近得到的旋进致密双星的能量和角动量通量的2 PN精确形式出发，利用Iyer和Will提出的精细平衡方法，推导出了四极近似以外的2 PN量级的引力辐射反应--运动方程中的4.5PN项.我们批判性地探讨其建设的特点，并说明他们的对比，其他可能的变种。运动方程对一般双星轨道和一类坐标规范都是有效的。讨论了圆轨道和径向入轨的极限情况。
1997-03-26 gr-qc
Spin effects on the dynamics of compact binaries
紧凑的双星是最有希望的先进引力波探测器的来源，该探测器将于今年开始运行。自旋对双星演化的影响是广义相对论的一个重要结论，而且可能很大。本文认为，与中心的观测者依赖性有关的自旋补充条件导致了自旋点粒子作用原理中的规范对称性。这些旋转的点粒子作为扩展体的分析模型。内部结构可以通过用高阶多极矩增加点粒子来建模。讨论了最近发现的中子星多极矩之间的普适（状态方程无关）关系的结果。
2016-01-27 gr-qc
Detweiler's redshift invariant for extended bodies orbiting a Schwarzschild black hole
我们计算一阶自作用力的贡献Detweiler的红移不变量的扩展机构赋予的偶极和四极结构（自旋诱导四极矩）沿圆形轨道上的史瓦西背景。我们的分析包括自旋的二阶效应，推广了以前纯自旋粒子的结果。假设扰动体在赤道平面上运动，相应的自旋矢量与之正交，在辐射规范中用标准引力自力方法得到度规扰动。我们的结果是准确的，通过6.5后牛顿的顺序，并显示再现相应的后牛顿表达式相同的数量计算通过使用可用的哈密顿量从有效场论方法的动态自旋双星。
2020-03-28 gr-qc
Motion and gravitational wave forms of eccentric compact binaries with orbital-angular-momentum-aligned spins under next-to-leading order in spin-orbit and leading order in spin(1)-spin(2) and spin-squared couplings
本文给出了自旋致密双星第二类后牛顿（PN）精确运动方程解的准开普勒参数化，其中包括首阶自旋-自旋和次首阶自旋-轨道相互作用。紧凑的对象的旋转变形被合并。对于任意质量比，自旋方向被认为与轨道角动量矢量平行或反平行。给出了直到2 PN点粒子、1.5PN自旋轨道和1 PN自旋-自旋贡献的发射引力波的解析形式，其中自旋按0 PN级计数。
2013-08-29 astro-ph.HE gr-qc
Next-to-next-to-leading order spin-orbit effects in the gravitational wave flux and orbital phasing of compact binaries
本文计算了紧双星系统引力波中次次领头阶自旋轨道对总能流的贡献。这样的贡献对应于后牛顿阶3.5PN的最大自旋致密物体。继续我们最近对运动方程中3.5PN阶次的次-次-领先自旋-轨道项的研究，我们在多极后牛顿波产生形式中得到了紧致双星系统多极矩中的自旋-轨道项，其阶次达到了3.5PN阶。我们的多极矩的计算是有效的一般轨道和在任意帧的时刻，然后减少到质心框架和由此产生的能量通量是专门的准圆轨道。我们的最终结果的通量的测试质量极限与已知的克尔黑洞扰动极限一致。此外，各种多极矩的紧凑的二元减少在一个身体的情况下，一个单一的提升克尔黑洞。我们简要讨论了我们的结果的影响引力波通量的双星的相位演化，并解决其重要性，为未来的检测和参数估计的信号在引力波探测器。
2013-12-19 gr-qc
Extending the effective-one-body Hamiltonian of black-hole binaries to include next-to-next-to-leading spin-orbit couplings
在有效单体（EOB）方法中，两个质量为m1和m2，自旋为S1和S2的致密物体的动力学被映射为一个质量为mu = m1 m2/（m1+m2），自旋为S* 的测试粒子在变形Kerr度规中运动的动力学，其中质量为M = m1+m2，自旋为Skerr。在以前的论文中，我们计算了自旋黑洞双星的EOB哈密顿量，（i）当扩展到后牛顿阶时，再现了任何质量比的领先阶自旋-自旋耦合和领先阶和次领先阶自旋-轨道耦合，（iii）再现了测试粒子极限下的所有自旋-轨道耦合。在这里，我们扩展这个EOB哈密顿量，包括下一个到下一个到领先的自旋轨道耦合的任何质量比。我们讨论了两类EOB哈密顿不同的自旋变量之间映射的有效和真实的描述。我们还调查的动态时，运动是赤道的主要特点，如存在的最内部的稳定的圆形轨道和峰值的轨道频率在暴跌后的inspiral。
2011-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Spin effects in the inspiral of coalescing compact binaries
我们导出了自旋轨道耦合和自旋自旋耦合对自旋致密天体并合双星系统引力辐射的贡献。我们计算自旋效应的对称，无痕迹的辐射多极子，确定引力波形，和能量损失率。假设辐射能量和轨道能量损失之间的平衡，我们确定的自旋效应的轨道频率和轨道半径的演变。假设一个激光干涉引力观测站可以跟踪引力波频率（轨道频率的两倍），因为它扫过它的敏感带宽之间的约10赫兹和1千赫，我们估计的精度，可以确定的组成机构的自旋从引力波信号。
1992-11-19 gr-qc
A quasi-physical family of gravity-wave templates for precessing binaries of spinning compact objects: Application to double-spin precessing binaries
由两个质量相当的旋转致密天体组成的进动双星在绝热螺旋过程中发射的引力波形，在后牛顿近似下进行评估，可以通过将两个自旋之一设置为零而获得的波形相当准确地再现，至少对于地基引力波干涉仪的检测来说。本文提出用这种准物理的单自旋模板族搜索双自旋进动双星发射的信号，发现它对[3，15]Msun × [3，15]Msun中的源质量（m1，m2）的信号匹配性能是令人满意的。对于这个质量范围，使用LIGO-I设计灵敏度，我们估计产生0.97的最小匹配所需的模板数量约为320，000。我们还讨论了单自旋模板族可以用来估计原始双自旋进动双星的参数的精度。
2006-07-26 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
Gravitational Bremsstrahlung with tidal effects in the post-Minkowskian expansion
利用有效场论世界线方法，计算了两个无自旋天体散射过程中，在$G$的首阶和速度的所有阶，对辐射的四动量和能量通量的质量和电流四极潮汐改正。特别是，我们推导出守恒的应力-能量张量线性耦合到重力产生的两个机构，包括潮汐场，在直接空间的波形。使用散射振幅技术求解积分。我们表明，我们的表达式是一致的，与现有的结果，以下一个到下一个到领先的顺序在后牛顿膨胀。
2022-10-25 gr-qc hep-th
Complete conservative dynamics for inspiralling compact binaries with spins at the fourth post-Newtonian order
在这项工作中，我们完成了自旋相关的保守动力学的inspiralling紧凑的二进制文件在第四后牛顿秩序，特别是推导的下一个到下一个到领先的顺序自旋平方相互作用潜力。我们从作用量的直接变分导出了位置和自旋的运动的物理方程。进一步，我们导出了自旋二次哈密顿量，以及它们在质心系中的表达式。我们构造了守恒的运动积分，它形成了庞加莱代数。这种结构提供了一个一致性检查我们的结果的有效性，这是至关重要的，特别是在目前缺乏另一个独立的推导下，下一个下一个主导阶自旋平方相互作用。最后，我们在这里提供了完整的规范不变的关系之间的结合能，角动量，和轨道频率的inspiralling二进制与通用紧密自旋组件的第四后牛顿秩序。这些高后牛顿阶数，特别是考虑到二元组分的自旋，将能够从更灵敏的引力波探测中获得更准确的组分信息。
2021-09-22 gr-qc
First Law of Mechanics for Spinning Compact Binaries: Dipolar Order
基于Iyer和Wald的Noether电荷形式，我们导出了一个允许Killing矢量场的时空变分公式，用于具有紧支撑的一般能量动量分布。应用这一一般结果的特殊情况下，一个旋转的紧凑的物体沿着一个精确的圆形轨道，使用多极引力骨架形式主义建模的二进制系统，我们推导出第一定律的紧凑的二进制力学偶极顺序。我们证明了这个新的结果与先前推导的自旋致密物体的二进制系统的正则哈密顿第一定律的等价性，自旋与轨道角动量共线。本文铺平了道路的二元力学第一定律的扩展到下一个四极阶，从而占自旋引起的和潮汐引起的变形的致密体。
2022-02-18 gr-qc
Post-Newtonian gravitational radiation and equations of motion via direct integration of the relaxed Einstein equations. III. Radiation reaction for binary systems with spinning bodies
利用包含2.5和3.5后牛顿（PN）阶辐射反应项（超出牛顿阶的辐射反应项为O[（v/c）^5]和O[（v/c）^7]）的流体的后牛顿运动方程，我们导出了具有自旋体的二元系统的运动方程。特别是，我们确定的辐射反应耦合到自旋轨道效应的两体运动方程的影响，并对自旋的演变。对于自旋的一个合适的定义，我们再现的标准方程的运动和自旋旋进在第一后牛顿秩序。在3.5PN阶，我们确定了自旋-轨道诱导反应对轨道运动的影响，但我们发现辐射阻尼对自旋的大小和方向都没有影响。利用该运动方程，我们发现自旋-轨道效应引起的总能量和总角动量的损失精确地平衡了Kidder等人计算的这些量的辐射通量。该运动方程可能对发展紧密自旋双星的螺旋轨道是有用的。
2005-04-29 gr-qc
Logarithmic tail contributions to the energy function of circular compact binaries
我们结合不同的技术来提取信息的后牛顿（PN）近似的广义相对论内的两体保守动力学的对数贡献。这些结果来自非线性引力波尾的保守部分及其迭代。采用传统的PN计算和有效场论（EFT）方法，得到了6 PN阶以下的保守动力学对数尾项的显式原始表达式。我们还确定了所有的对数项在7PN顺序，固定一个子领先的对数从一个尾巴的过程比较与自我的力量（SF）的结果。此外，我们使用重整化群技术，以获得领先的对数项通用电源$n$，出现在$(3n+1)$ PN顺序，我们在一个封闭的形式恢复无穷级数。半整数PN阶进入从5.5PN开始的保守动力学，但它们不产生对数贡献，直到包括下一个到下一个到前导阶。然而，我们提出他们的贡献，在小质量比的限制领先秩序。
2020-07-08 gr-qc hep-th
Gravitational field and equations of motion of spinning compact binaries to 2.5 post-Newtonian order
我们推导出自旋轨道耦合效应对引力场的影响以及在广义相对论的2.5后牛顿近似下紧双星的运动方程，自旋效应首次出现的地方超出了一个PN阶。我们的方法是基于Blanchet，Faye，和Ponsot，谁使用后牛顿度量有效的一般（连续）流体和代表点状紧凑的对象与δ函数应力能量张量，正则化发散项采取阿达玛有限的一部分。为了获得后牛顿自旋效应，我们使用了贝利和伊斯雷尔引入的不同的δ函数应力-能量张量。在未来的论文中，我们将使用2.5PN运动方程的自旋机构推导引力波光度和相位演化的双inspirals，这将是有用的，在构建匹配滤波器的信号分析。本文导出的引力场可为双黑洞合并的数值演化提供初始数据。
2000-10-04 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries to N$^3$LO in the Effective Field Theory approach
在有效场论框架内，通过$d$维多极展开和维数正规化计算了螺旋致密双星至N$^3$LO阶的哈密顿量与引力波能流，首次无歧义地证实了3PN阶准圆轨道能流值，并为后续自旋效应与高阶计算奠定基础。
2024-08-25 gr-qc
Spin-orbit contribution to radiative losses for spinning binaries with aligned spins
本文计算了自旋对齐双星系统自旋轨道相互作用导致的领头阶辐射损失，并通过与现有后牛顿和后闵可夫斯基结果的一致性检查，给出了能量、角动量和线性动量的精确表达式，为未来交叉检查提供了基础。
2023-09-01 gr-qc
Hamiltonian formulation of general relativity and post-Newtonian dynamics of compact binaries
本文在Arnowitt-Deser-Misner形式体系下研究广义相对论哈密顿表述与致密双星后牛顿动力学，推导了多阶无自旋、含自旋及潮汐作用的哈密顿量与辐射反作用结果，梳理了领域历史问题。
2024-05-17 gr-qc hep-th
Third post-Newtonian dynamics of compact binaries: Noetherian conserved quantities and equivalence between the harmonic-coordinate and ADM-Hamiltonian formalisms
得到了一个拉格朗日量，由此导出了忽略辐射反应阻尼的第三类后牛顿（3 PN）运动方程。Blanchet和Faye先前在调和坐标中计算了3 PN运动方程。拉格朗日量取决于两个物体的调和坐标位置、速度和加速度。在3 PN阶，一个未确定的物理参数λ的出现反映了在推导运动方程时使用的点质量正则化的不完整性。此外，拉格朗日涉及两个非物理（规范相关）常数r '_1和r'_2参数化一些对数项。计算了与拉格朗日量在庞加莱群下的不变性有关的10个诺特守恒量的表达式。通过对运动进行无穷小的"接触“变换，我们证明了3 PN调和坐标拉格朗日量与Damour，Jaranowski和Schäfer最近得到的3 PN Arnowitt-Deser-Misner哈密顿量在物理上是等价的.
2000-12-19 gr-qc
First Law of Mechanics for Black Hole Binaries with Spins
我们使用正则哈密顿形式主义将为在圆形轨道上运动的非自旋点质量的二元系统建立的力学第一定律推广到自旋点粒子[Le Tiec，Blanchet和Whiting，Phys.Rev.D85，064039（2012）]。我们发现，红移观察到的每个粒子是在一个非常简单的方式有关的正则哈密顿量，更一般地说，一类福克型哈密顿。我们的结果是有效的，通过线性顺序在每个粒子的自旋，但也持有不同粒子的自旋之间的二次耦合。在哈密顿量的自旋效应的知识，使我们能够计算自旋轨道项的红移变量通过2.5PN顺序，为圆形轨道和自旋对齐或反对齐的轨道角动量。为了描述扩展机构，如黑洞，我们补充了第一定律的自旋点粒子二进制与一些“本构关系”，可用于诊断自旋测量准平衡的初始数据。
2013-01-23 gr-qc
Detectability and parameter estimation of stellar origin black hole binaries with next generation gravitational wave detectors
我们考虑恒星起源的黑洞双星，这是下一代引力波（GW）探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）的主要天体物理源。使用人口模型校准与最新的LIGO/处女座的结果从O3 b运行，我们表明，ET和CE将能够检测成千上万的这样的源（和几乎所有的那些存在于我们过去的光锥高达$z\lesssim 0.7$ ET和$z\lesssim 1$ CE）与信噪比高达几百，无论探测器的设计。当涉及到参数估计时，我们使用Fisher矩阵分析来评估设计对内部和外部参数估计的影响。我们发现，CE检测器，由两个不同的$L-$形状的干涉仪，具有更好的天空定位性能相比，ET在其三角形配置。我们还发现，该网络通常能够测量啁啾质量，对称质量比和自旋的二进制在$10^{-5}$，$10^{-4}$和$10^{-4}$分数误差的顺序分别。而对于天空定位、光度距离和倾角，外参数的分数阶误差为$10^{-2}$。
2022-11-17 astro-ph.CO gr-qc
Periastron Advance in Spinning Black Hole Binaries: Gravitational Self-Force from Numerical Relativity
利用数值相对论模拟、后牛顿近似和黑洞微扰理论，研究了自旋与轨道角动量成一直线或反一直线的准圆轨道上自旋黑洞双星的广义相对论近星点推进.通过交换物体的标签来施加对称性，我们设计了微扰结果的改进版本，并将其用作对称质量比幂的新型展开的主导项。这使我们能够第一次测量到引力自作用力对非自旋粒子在质量为M、自旋S = -0.5 M^2的克尔黑洞中的近星点推进的影响，直到9 M量级。将我们改进的微扰膨胀的预测与等质量等自旋双星的数值模拟的精确结果进行比较，我们发现在很宽的自旋和轨道间隔范围内有显著的一致性。
2013-11-29 gr-qc
Gravitational waves from spinning compact object binaries: New post-Newtonian results
我们报告的最新结果，在后牛顿的框架中的建模的引力波发射的旋转致密物体（黑洞和/或中子星）的二元系统。这些新的结果是在自旋轨道（线性自旋）水平和迭代求解爱因斯坦场方程的调和坐标以及多极后牛顿形式主义。的二进制的动力学处理在下一个到下一个到领先的顺序，对应于3.5后牛顿（PN）的顺序为最大自旋的对象，结果被发现是一致的，与以前获得的约化哈密顿量的ADM方法。在3.5PN阶获得了双星发射的能通量的相应贡献，以及对该通量的次领先的4PN尾贡献，这是波传播中非线性的印记。这些新的术语可以用于为下一代引力波探测器构建更精确的PN模板。我们给出了一个说明性的估计的定量相关的新条款的轨道定相的二进制。
2013-12-19 gr-qc
The next generation: Impact of high-order analytical information on effective one body waveform models for noncircularized, spin-aligned black hole binaries
我们探讨了一个更新的有效单体（EOB）模型的自旋对齐合并黑洞二进制设计处理任何轨道配置的性能。该模型源于以前的工作，涉及的\TEOBResumS{}波形模型，但最近计算的分析信息，第五后牛顿（PN）的EOB电位顺序。然后通过数值相对论（NR）准圆形模拟（也包括最近计算的4PN自旋-自旋和可选的4.5PN自旋-轨道项）来告知动力学。然后将如此构建的模型与各种NR模拟进行比较，包括准圆形吸气、偏心吸气和散射配置。对于准圆形（534个数据集）和偏心（28个数据集）吸气直至聚结，EOB/NR不忠实度远低于$1\%$，除了参数空间的高、正、自旋角中的少数离群值，然而其不超过$3\%$水平。散射角的EOB值被发现同意（$\lesssim 1\%$）与NR预测的大多数配置，与最大的分歧只有$\sim 4\%$的最相对论的一个。在轨道扇区中包含一些高阶分析信息对于改善EOB/NR协议是有用的，尽管NR通知函数的使用对于准确描述强场动力学和波形仍然至关重要。
2021-10-06 gr-qc
Relativistic Binaries in Globular Clusters
银河系球状星团是古老而致密的恒星系统，通常包含10颗\super{4} -10颗\super{7}恒星。球状星团是一个古老的星族，其中包含许多坍缩和退化的天体。球状星团是一个密集的恒星群体，是许多有趣的恒星间密切动力学相互作用的场所。这些动力学相互作用可以改变单个恒星的演化，并可以产生包含一个或两个紧凑物体的紧密双星系统。在这篇综述中，我们讨论了球状星团演化和双星演化的理论模型，模拟这种演化的技术，导致相对论双星，以及目前和未来可能的观测证据，这个人口。我们对球状星团演化的讨论将集中在促进硬双星系统产生的过程，以及这些双星系统随后的相互作用，这些相互作用可以改变两个天体的性质，并可能导致奇异的物体。直接{ \it N}体积分和福克-普朗克模拟的球状星团的演化，将潮汐相互作用，并导致相对论性的二元人口的预测进行了讨论。我们讨论了目前的观测证据的激变变量，毫秒双星，低质量的X射线双星，以及未来可能探测到的相对论性双星与引力辐射。
2011-10-20 astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waves from compact binaries to the fourth post-Newtonian order
针对致密双星引力相位建模，研究采用PN-多极-后闵可夫斯基算法，将无自旋系统的解析引力波计算从3.5PN阶推进至4PN阶，并处理非物理发散正则化与非线性多极效应。
2023-05-03 gr-qc hep-th
Post-Newtonian observables for aligned-spin binaries to sixth order in spin from gravitational self-force and Compton amplitudes
本文针对致密双星引力波建模需求，推导了自旋对齐双星保守动力学在自旋³至自旋⁶阶下的新后牛顿结果，结合Tutti Frutti方法与黑洞微扰理论的康普顿振幅解决歧义，还推导了克尔背景散射角及偏心轨道不变量。
2024-11-27 gr-qc hep-th
On the comparison of results regarding the post-Newtonian approximate treatment of the dynamics of extended spinning compact binaries
本文简要回顾了迄今为止计算的两体系统后牛顿动力学的所有哈密顿量和有效势。提出了一种方法来比较（保守）约化的哈密顿与非约化的潜力，直接至少到下一个领先的pN阶。
2012-05-21 gr-qc
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
Equation of motion for relativistic compact binaries with the strong field point particle limit : the second and half post-Newtonian order
我们研究适合于一个组成恒星具有强内部引力的螺旋双星系统的运动方程。我们利用强场点粒子极限的后牛顿近似，在不使用狄拉克δ分布的情况下，将具有强内引力的点粒子的概念引入到广义相对论中。除此限制外，为了处理强内引力，我们将运动方程表示为曲面积分形式，并显式计算这些积分。因此，我们得到的运动方程的二进制紧凑的机构，通过第二和半后牛顿（2.5 PN）的顺序准确。这个方程是在调和坐标系中导出的。所得方程与Damour和Deruelle 2.5 PN运动方程完全一致。因此，2.5 PN运动方程适用于相对论致密双星。
2001-01-30 gr-qc
Testing Scalar-Tensor Gravity with Gravitational-Wave Observations of Inspiralling Compact Binaries
利用激光干涉仪探测器观测来自螺旋形致密双星的引力波，可以提供对源参数的精确测量。它们也可以限制其他引力理论。我们分析inspiralling紧凑%双星的标量张量理论的约旦，Fierz，Brans和Dicke的背景下，集中在影响上的inspiralling的能量损失偶极引力辐射，其来源是引力自结合能的inspiralling机构。利用匹配滤波器分析，我们得到了Brans-Dicke理论耦合常数$ω_{\rm BD}$的一个界。对于一个中子星/黑洞双星，我们发现，该边界可能超过目前的太阳系实验的$ω_{\rm BD}>500$的边界，足够低的质量系统。对于$0.7 M_\odot$中子星和$3 M_\odot$黑洞，我们发现一个束缚的$ω_{\rm BD} \approx 2000$是可以实现的。这个界限随着黑洞质量的增加而减小。对于由两颗中子星组成的双星，除非两颗恒星的质量相差超过$0.5 M_\odot$，否则边界小于500。对于两个黑洞，螺旋双星的行为在观测上与它在广义相对论中的行为是不可区分的。这些界限假设合理的中子星状态方程和探测器的信噪比为10。
1994-06-15 gr-qc
Gravitational waves from the quasi-circular inspiral of compact binaries in Einstein-aether theory
在爱因斯坦以太理论的框架下，研究了准圆内旋非自旋体双星系统发射的引力波。特别是，我们计算明确和分析的时域和频域波形，引力波偏振，地面和空间探测器的响应函数的表达式在后牛顿近似。我们发现，当超越领导秩序的后牛顿近似，非爱因斯坦偏振模式包含的条款，依赖于第一和第二谐波的轨道相位。我们还分析计算相应的参数化后爱因斯坦参数，推广现有的框架，允许不同的传播速度之间的标量，矢量和张量模式，没有假设其耦合参数的大小，同时允许的二进制系统有相对运动相对于以太场。这样的结果可以很容易地构建爱因斯坦-以太模板，可用于贝叶斯测试的广义相对论在未来。
2021-10-21 gr-qc hep-ph hep-th
Matched filtering of gravitational waves from inspiraling compact binaries: Computational cost and template placement
我们估计模板的数量，计算能力，和存储所需的一步匹配滤波搜索引力波从吸入紧凑的二进制文件。这些估计值应该作为评估更复杂的策略（如分层搜索）的基准。我们使用的波形模板的基础上的第二后牛顿近似的二进制组成的非自旋致密体在圆形轨道。我们提出了六个噪声曲线的估计：LIGO（三种配置），VIRGO，GEO600和TAMA。为了搜索质量超过0.2M_0的二进制文件，同时由于模板间距的粗糙度而丢失不超过10%的事件，初始LIGO将需要大约1*10^11次浮点运算（每秒浮点运算）用于数据分析以跟上数据采集。这比Owen在以前的工作中估计的要高出几倍，部分原因是改进了模板家族，部分原因是我们使用了更真实（更高）的采样率。增强型LIGO、GEO600和TAMA将需要与初始LIGO类似的计算能力。高级LIGO需要8*10^11次触发，VIRGO需要5*10^12次触发。如果模板是存储的，而不是根据需要生成的，则存储要求的范围从TAMA的1.5*10^11实数到VIRGO的6*10^14实数。我们还素描和讨论的算法，将模板的参数空间。
1998-08-27 gr-qc
The astrophysics of ultra-compact binaries
本白皮书简要介绍了超紧凑双星的天体物理学，重点是未来十年的挑战和机遇。
2009-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Spin-orbit precession for eccentric black hole binaries at first order in the mass ratio
我们考虑强引力场中紧双星的自旋-轨道（“测地”）进动。具体来说，我们计算$ψ$，在一个径向周期的累积自旋进动和轨道角的比率，为一个旋转致密体的质量$m_1$和自旋$s_1$，与$s_1 \ll G m_1^2/c$，轨道非旋转黑洞。我们表明，$ψ$可以计算偏心轨道的引力自作用力和后牛顿框架，结果似乎是一致的。给出了$ψ$在次-次-主导阶的后牛顿展开式和$ψ$在质量比为一阶的Lorenz规范引力自作用力计算.后者提供了新的数值数据，在强场制度通知有效的单体模型的引力两体问题。我们的结论是，$ψ$补充Detweiler红移$z$作为一个关键的不变量特征偏心轨道的引力两体问题。
2017-03-30 gr-qc
Resolving the eccentricity of stellar mass binary black holes with next generation ground-based gravitational wave detectors
本文评估Voyager、CE和ET下一代地面引力波探测器对恒星级双黑洞偏心率的分辨能力，量化了可测非零偏心率的比例及最低偏心率阈值。
2024-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Binaries in Globular Clusters
银河系中的球状星团是古老而致密的恒星系统，其中一个典型的星团包含$10^4 - 10^6$恒星。球状星团是一个古老的星族，其中包含许多坍缩和退化的天体。球状星团是一个密集的恒星群体，是许多有趣的恒星间密切动力学相互作用的场所。这些动力学相互作用可以改变单个恒星的演化，并可以产生包含一个或两个紧凑物体的紧密双星系统。在这篇综述中，我们讨论了球状星团演化和双星演化的理论模型，用于模拟这种演化导致相对论双星的技术，以及当前和未来可能的观测证据。球状星团的演化将集中在促进硬双星系统产生的特性以及星系与星团的潮汐相互作用上，这往往会随着时间的推移改变球状星团的结构。硬双星系统的组成部分之间的相互作用改变了两个天体的演化，并可能导致奇异的物体。直接$N$体积分和福克-普朗克模拟的球状星团的演化，将潮汐相互作用，并导致相对论性的二元人口的预测进行了讨论。我们讨论了目前的观测证据的激变变量，毫秒双星，低质量的X射线双星，以及未来可能探测到的相对论性双星与引力辐射。
2006-03-04 astro-ph gr-qc
Inspiral waveforms of charged compact binaries and observational constraints
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Taiji Laboratory for GW Universe, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学太极引力波宇宙实验室）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangtze University（长江大学）
本文推导了带电致密双星次领头阶后牛顿频域波形，包含电磁修正以减小简并性，并利用GWTC-5.0事件对分量电荷质量比和质量施加观测约束。
2026-09-17 gr-qc
pySEOBNR: a software package for the next generation of effective-one-body multipolar waveform models
提出基于有效单体框架的引力波建模Python软件包pySEOBNR，提供生成双星波形模型及构建校准新模型的基础设施，以应对下一代探测器挑战。
2023-03-31 gr-qc
Radiation-reaction correction to scattering binary dynamics at the Next-to-Leading Post-Newtonian Order
本文计算了散射双体动力学在次领头后牛顿阶的辐射反作用修正，并在时域和频域中分析了轨道参数修正，为3.5PN精度的辐射损失和波形构建提供了关键输入。
2025-09-22 gr-qc
Identifying heavy stellar black holes at cosmological distances with next generation gravitational-wave observatories
本文研究下一代地面引力波天文台探测宇宙学距离上总质量100-600倍太阳质量黑洞双星的能力，发现高阶多极矩可扩大可观测质量范围并改善质量与红移恢复，对质量间隙和超大质量黑洞种子形成具有重要意义。
2023-10-27 astro-ph.HE gr-qc
