Causal Propagation of Constraints in General Relativity
本文证明了约束函数由特征锥为光锥的一阶对称（或可对称化）双曲系统传播。这个结果来自于两次压缩的Bianchi恒等式。不需要分析性。
2016-05-27 gr-qc
Parameterized post-Newtonian limit of general teleparallel gravity theories
我们推导出后牛顿极限的一般类telepareline引力理论，其作用量是由一个自由函数的三个标量从扭转的telepareline连接。这类理论被选择为足够通用的，以便包括$f(T)$类理论以及新的广义相对论作为子类。为了得到它的后牛顿极限，我们首先施加Weitzenböck规范，然后引入闵可夫斯基背景解周围的四元组场的后牛顿近似。我们的结果表明，我们考虑的这类理论是完全保守的，只有参数$β$和$γ$可能偏离它们的广义相对论值。特别地，我们发现任何$f(T)$理论的后牛顿极限都与广义相对论的后牛顿极限相同，因此这些理论不能仅仅通过后牛顿参数的测量来区分。
2020-01-22 gr-qc
Gravitational Wave Tests of General Relativity with the Parameterized Post-Einsteinian Framework
引力波天文学在研究极端天体物理现象和探索基础物理方面具有巨大的潜力。双黑洞合并产生的波将提供一个原始的环境，在其中研究强场，动力学引力。提取这些系统的详细信息需要精确的引力波信号理论模型。如果引力不是由广义相对论描述的，那么基于爱因斯坦场方程得出的波形的分析可能会导致参数偏差和检测效率的损失。一类新的“参数化后爱因斯坦”（ppE）波形已被提出来涵盖这种可能性。在这里，我们应用ppE方法模拟数据从网络的先进的地基干涉仪（aLIGO/aVirgo）和未来的空间干涉仪（LISA）。贝叶斯推断和模型选择被用来调查参数偏差，并确定偏离广义相对论的水平可以被检测到。我们发现，在某些情况下，假设错误的理论的参数偏差可能是严重的。我们还发现，引力波观测将击败现有的界限偏离广义相对论从轨道衰变的双星的大幅度跨越一个广泛的参数空间。
2011-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Perturbation theory and harmonic gauge propagation in general relativity, a particular example
本文研究了调和坐标系间坐标的变化对爱因斯坦方程解析解的影响，并将其应用于作者\cite{cmmr}，\cite{cugmmr}求解自引力刚性旋转理想流体紧致源问题时所用的爱因斯坦方程定常解和轴对称解的解析方法。
2015-02-20 gr-qc
A Rosetta Stone for Parameterized Tests of Gravity
为了检验爱因斯坦的理论，已经发展出了几种与模型无关的偏离广义相对论的参数化方法。虽然这些不同的参数化是为不同的引力观测量开发的，但它们最终都测试了相同的基本物理。在本文中，我们开发的参数化后牛顿，参数化后开普勒和参数化后爱因斯坦框架，分别进行测试的广义相对论与太阳系，脉冲双星，和引力波观测之间的联系。这些联系使我们能够使用从一个框架中获得的知识来通知和指导使用其他框架的测试。将这些参数化联系起来，并将每种方法的结果结合起来，加强了我们对广义相对论的检验。
2013-07-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Investigation of the effects of non-Gaussian noise transients and their mitigation in parameterized gravitational-wave tests of general relativity
Advanced LIGO和Advanced Virgo对致密双星合并产生的引力波的探测为研究强场、高度相对论性的引力机制提供了机会。广义相对论（GR）的引力波测试通常假设高斯和稳态探测器噪声，因此，不考虑非高斯的瞬态噪声特征（毛刺）。我们提出的结果进行参数化的引力波测试的模拟信号从双黑洞合并重叠三类频繁发生的仪器故障具有明显不同的形态。然后，我们审查和应用三个毛刺缓解方法，并评估其效果，减少错误的偏差GR。通过考虑9种情况下的毛刺与模拟信号重叠，我们表明，考虑中的短持续时间，宽带光点和tomte毛刺引入错误的GR违规，并使用修复滤波器和毛刺模型减法可以一贯消除这种错误的违规行为，而不引入额外的影响。
2022-02-01 astro-ph.IM gr-qc
Causal Propagation of Constraints and the Canonical Form of General Relativity
对爱因斯坦演化方程的新双曲系统的研究表明，"切片密度“$α(t,x)$可以自由指定，而延时$N = αg^{1/2}$不能。在Arnowitt-Deser-Misner作用量原理中实现这个小的变化会导致与爱因斯坦方程一致的正则方程，无论约束是否满足。约束函数，独立于它们的值，然后根据一阶对称双曲系统，其特征锥是光锥传播。这一结果来自于二次压缩的Bianchi恒等式，并构成了规范形式主义中约束“代数”的核心内容。
1998-07-22 gr-qc
World-line observables and clocks in General Relativity
一个建议的问题，时间和观测量在任何参数化的理论，如广义相对论处理。在相对论中引入规范势3-形式A使我们能够定义一个规范不变量，它可以被观察者用作测量时间流逝的时钟。这个动力学变量沿着世界线单调连续地增加。然后，我们定义世界线观测量是任何协变定义的量，从任何这样的因果过去与动态时间T的场配置。
2005-11-20 gr-qc
Gravitational waveforms from inspiraling compact binaries in quadratic gravity and their parameterized post-Einstein characterization
Universidade Federal do Espı́rito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Fı́sicas (CBPF)（巴西物理研究中心）
该研究在二次引力框架下分析了紧凑二元系统 inspiral 阶段的引力波形，并将其偏离广义相对论的特征嵌入到 PPE 框架中，以约束理论参数并提升约束精度。
2026-01-02 gr-qc
The parameterized quasinormal modes for modified Teukolsky equations
Ningbo University（宁波大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文在参数化框架内引入修改版Teukolsky方程，利用连分数法推导准正规模式谱并与二维伪谱法交叉验证，为引力波铃宕信号的理论无关解释及探测广义相对论偏差奠定了基础。
2025-11-04 gr-qc
Improved binary pulsar constraints on the parameterized post-Einsteinian framework
参数化的后爱因斯坦形式主义被发展来寻找广义相对论与引力波的一般偏差。在这里，我们提出了这个框架的约束条件，使用贝叶斯分析的一组二进制脉冲星观测。特别是，我们使用测量的开普勒和后开普勒参数的六个不同的二进制脉冲星系统，和马尔可夫链蒙特卡罗探测计算后验的参数化后爱因斯坦参数，并获得强大的约束。我们发现1-2个数量级的改进时，结合所有六个观测的约束强度，相对于可以实现时，只使用双二进制脉冲星。我们还发现，约束与二进制的组件质量的协方差是强大的。在这里导出的参数化后爱因斯坦框架上的界限可以用作将来用引力波观测对广义相对论进行贝叶斯检验的先验。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Observing gravitational wave polarizations with LISA-TAIJI network
从广义相对论出发，导出了引力波的两种偏振模式：正偏振和交叉偏振。然而，引力的替代理论可以产生多达六个偏振的引力波。寻找正负极化之外的极化是对广义相对论的一个重要检验。原则上，一个星载探测器，如LISA，可以测量引力波偏振从长期观测与其轨道运动。由于具有可比的灵敏度，LISA和TAIKI联合任务将改善对广义相对论以外理论的偏振预测的观测。本文采用一类参数化的后爱因斯坦波形来描述交替极化，并利用LISA-TAIKI网络对由广义相对论波形量化的6个参数化后爱因斯坦参数进行了检验。我们的研究结果表明，在最佳方案下，与LISA单一任务相比，LISA-TAIKI联合观测的交替偏振振幅测量值可以提高10倍以上。
2021-02-16 gr-qc
Parameterized Evolution of the Kretschmann Scalar in Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker Cosmology with Torsion Contributions and Big Rip Model
本研究在参数化绝对平行几何框架内引入挠率及参数b，推导含挠率贡献的弗里德曼宇宙克雷奇曼标量表达式，揭示其在特定条件下的退化特性，为探索早期宇宙挠率作用及偏离广义相对论的宇宙模型提供框架。
2025-08-24 gr-qc
Millilensing induced systematic biases in parameterized tests of General Relativity
本研究针对毫透镜引力波信号，分析忽略透镜效应对广义相对论参数化检验的系统偏差影响，发现虽ppE模型易误判偏差，但残差信噪比检验可识别拟合问题，现有探测器下难出现假阳性检测。
2024-10-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Binary Pulsar Constraints on the Parameterized post-Einsteinian Framework
我们约束参数化后爱因斯坦框架与双星脉冲星观测轨道周期衰减由于引力波发射。该框架提出通过后爱因斯坦参数来增强引力波形模板的振幅和相位，以搜索引力波数据中与广义相对论的一般偏差。这种增强介于广义相对论和其他理论预测之间，但它们的大小必须满足当前所有的实验和观察。目前最能限制参数化后爱因斯坦框架的数据是双星的轨道周期衰减。我们使用这样的观察放置上限的大小后爱因斯坦参数，这将是至关重要的引力波时，检测到这个框架的实施。
2010-07-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Causal propagation of constraints in bimetric relativity in standard 3+1 form
本文的目的是研究无鬼影双度量理论中约束的传播，其中演化方程是标准的3+1形式。它建立了约束演变根据一阶对称双曲系统的特征锥组成的两个度量的零锥。因此，约束演化方程是适定的，并且约束稳定地传播。
2018-04-10 gr-qc hep-th
Differential Forms and Wave Equations for General Relativity
最近，Choquet-Bruhat and York and Abrahams，Anderson，Choquet-Bruhat，and York（AACY）将广义相对论的3+1演化方程转换为规范协变和因果的“一阶对称双曲形式”，从而在广义相对论的柯西问题中将物理自由度和规范自由度清晰地分离开来。在它们的构造中，一个关键的成分是一个特定的波动方程，它控制着非本征曲率张量的光速传播。沿着类似的思路，我们构造了一个相关的波动方程，作为系统中描述真空广义相对论的关键方程。而AACY的方法是基于张量指数的方法，目前的配方是写在唯一的语言的微分形式。我们的方法从Sparling的四元依赖微分形式开始，我们的波动方程控制着Sparling的2-形式的传播，在“时间规范”中，它是从“非本征曲率1-形式”线性建立的。我们的波动方程的张量指数版本描述了（本质上是）阿诺特-德瑟-米斯纳引力动量的传播。
1996-12-09 gr-qc
Paths to gravitation via the gauging of parameterized field theories
University of Tartu（塔尔图大学）；National Institute of Chemical Physics and Biophysics（国家化学物理与生物物理研究所）；University Of Gdańsk（格但斯克大学）
本文通过将参数化场论的全局对称性提升为局域规范对称性，探索通往引力理论的路径，提出基于局域洛伦兹对称性的模型是广义相对论的扩展，可引入时间标准并允许特定时空存在。
2026-07-30 gr-qc
Propagation of gravitational waves in teleparallel gravity theories
我们研究了在最一般的远程平行引力模型中的引力波在闵可夫斯基背景下的传播。我们认为，在这种情况下，最一般的拉格朗日在第一阶的扰动是由二次不变量的线性组合，因此符合著名的新的广义相对论模型。我们推导出线性化的场方程，并使用主多项式和Newman-Penrose形式主义分析它们。我们证明了所有的引力波模式都以光速传播，并且有多达六种可能的偏振。我们证明了广义相对论的两个张量模总是存在的，并且额外极化的数目依赖于新的广义相对论模型的自由参数。
2020-07-03 gr-qc
Parameterized and Consistency Tests of Gravity with Gravitational Waves: Current and Future
引力波观测提供了独特的机会，以探测强和动态的制度，这是很难进入以前的重力。本文综述了用引力波检验广义相对论的两种理论不可知的方法，即（i）参数化波形检验和（ii）螺旋和合并振铃部分之间的一致性检验。对于每种方法，我们解释了形式主义，其次是现有事件的结果，最后我们讨论了升级探测器的未来前景，包括使用多波段引力波观测与地面和星载干涉仪的可能性。我们表明，这样的未来的观察有可能改善后，目前的界限理论超越广义相对论的许多数量级。最后，我们列出了几个有待解决的未决问题。
2019-10-26 astro-ph.HE gr-qc
Systematic bias on parameterized tests of general relativity due to neglect of orbital eccentricity
引力波观测提供了一个独特的机会，在强场和高度动态的理论体系中检验广义相对论（GR）。GR的参数化测试是一种众所周知的方法，用于量化违反GR。这种方法限制了后牛顿定相公式系数的偏差，该公式描述了紧凑型双星在吸气时的引力波相位演化。使用LIGO/Virgo观测的测试的当前边界假设二进制在它们进入探测器频带时被循环。在这里，我们调查的影响，剩余的二进制偏心率的参数化测试。我们研究的系统偏差的参数界时，定相的基础上的圆形轨道假设是一个系统，有一些小的剩余偏心率。我们发现，一个系统的偏差（例如，在领先的牛顿变形参数）变得可比的统计误差，即使是中等偏心率的$\sim 0.04$在$10$赫兹在LIGO/室女座带的二元黑洞，和$\sim 0.008$的二元中子星。这种情况发生在第三代（3G）探测器（如宇宙探测器）的频带中更低的轨道偏心率值（对于双黑洞，$\sim 0.005$在$10$ Hz，对于双中子星，$\sim 0.002$）。这些结果表明，将偏心率等物理效应纳入波形模型对于从未来探测器中准确提取科学结果非常重要。
2022-11-07 astro-ph.HE gr-qc
The principled-parameterized approach to gravitational collapse
本文将原则性参数化方法应用于引力坍缩的含时时空，发现通过度规修改使Vaidya时空正规化，零测地线未来完备，且新物理效应在视界内被屏蔽，除非经典时空存在裸奇点。
2025-03-05 gr-qc
Accelerating parameter estimation for parameterized tests of general relativity with gravitational-wave observations
National Institute of Technology Agartala（阿加塔拉国立技术学院）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Northwestern University（西北大学）
本文提出利用相对分箱技术优化TIGER框架，提升引力波参数估计效率，减少计算时间并保持精度，适用于高SNR和非平稳噪声环境。
2026-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Propagation-Based General Relativity
假设光相对于观测者的朴素坐标系的径向传播是均匀的和各向同性的，并且光的物理传播速率对于所有观测者是相同的。在加速参照系中，这些假设导致这样的发现：$c$的测量值是观测者每单位质量引力能（GEPUM）的函数，这是由于标准测量装置的物理特性是其GEPUM的函数。这些发现的后果包括观察者谁在休息相对于彼此分配不同的值相同的物理分离，混合度规张量${g^μ}_ν$描述引力如何影响测量设备，和德布罗意波长是一个函数的对象的GEPUM。描述了各种类型的物理量的测量值如何受到影响。重新检验了史瓦西解：径向坐标$2m$的物理大小为0，旅行者必须感觉自己走了无限远才能到达径向坐标$2m$，引力自势能在径向坐标$3m$处达到最小值。因此，在这个理论中黑洞是不存在的。
1996-09-09 gr-qc
Modeling Compact Binary Merger Waveforms Beyond General Relativity
参数化的后爱因斯坦框架修改了螺旋波形模型，以纳入超越广义相对论的影响。我们将现有的模型扩展到合并振铃制度。这里介绍的修改增加了一个单一的自由度，对应于二元聚结时间的变化。其他合并属性仍然预测GR。我们讨论这个模型的参数估计，以及它如何可以用来提取信息超越GR波形。
2022-03-26 astro-ph.HE gr-qc
Testing Source Dependence in Gravitational-Wave Tests of General Relativity with Mutual Information
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
该研究提出一个基于互信息的非参数框架，用于检验引力波广义相对论检验中的偏差参数是否依赖于源性质，并在模拟和真实数据中验证了其有效性。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Parameterized Post-Tolman-Oppenheimer-Volkoff Framework for Screened Modified Gravity with an Application to the Secondary Component of GW190814
针对GW190814次级天体质量超出广义相对论下中子星质量上限的问题，提出适用于屏蔽修正引力的参数化post-TOV方程，证明该天体可能是形成于非屏蔽环境的中子星。
2024-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Explicit form of the Scalar-Tensor metric to be used for propagation of light in the Solar system in continuity of the GR IAU2000 metric
IAU 2000决议推荐的度规允许在广义相对论框架中的c-3水平上计算光的传播。在最近的一篇论文[1]中，受到即将进行的涉及太阳系中光传播的空间实验（ASTROD，GAIA，LATOR，ODYSSEY，SAGAS，SIM，TIPO，...）的启发，我们提出了在c-4水平上对IAU度规方程的一种扩展。这是在广义相对论的框架下进行的。然而，标量-张量理论可能会引起数值上与c-4广义相对论项相当的修正。因此，本文提出了将[1]推广到标量张量情形。一个强层次系统（如太阳系）的情况下强调。在这种情况下，提出了一个明确的度量解决方案。
2010-03-12 gr-qc
Fundamental Theoretical Bias in Gravitational Wave Astrophysics and the Parameterized Post-Einsteinian Framework
我们把引力波天体物理学中的基本偏差概念看作是在整个波的产生和传播过程中，广义相对论是正确的引力理论的假设。这样的假设在弱场中是有效的，正如精密实验和观测所证实的那样，但在缺乏实验的动力学强场区，它不一定成立。基本偏差会在信号的检测和参数估计中引起系统误差，这会通过对源事件率和种群的不正确推断而导致对宇宙的错误表征。我们提出了一种补救措施，通过引入参数化后爱因斯坦框架，其中包括通过列入后爱因斯坦参数的波形模板的增强。这些参数表面上是为了在广义相对论和其他动机良好的引力理论中构建的模板之间进行插值，也包括遵循合理理论原则的外推，例如与守恒定律和对称性的一致性。作为一个例子，我们构造参数化的后爱因斯坦模板的二进制聚结等质量，非自旋紧凑的对象在一个准圆形的inspiral。参数化的后爱因斯坦框架应该允许匹配的过滤数据选择一组特定的后爱因斯坦参数，而无需先验地假设前者的有效性，从而验证广义相对论或指出可能的动力学强场偏差。
2009-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity with GW230529: a neutron star merging with a lower mass-gap compact object
该研究通过两种参数化框架检验引力波事件GW230529_181500，确认其与广义相对论一致，并对偶极辐射及爱因斯坦-标量-高斯-博内引力给出迄今最紧约束。
2025-05-24 gr-qc
Rotation in relativity and the propagation of light
比较了马赫、瑟灵和兰斯以及哥德尔在广义相对论中关于转动的不同观点。我们的分析依赖于两种工具：（i）Sagnac效应，它允许我们测量坐标系的旋转或时空曲率引起的旋转，以及（ii）计算机可视化，它带来了Goedel宇宙的外星特征。为了保持论文的独立性，我们在几个附录中总结了广义相对论中使用的数学工具的关键成分。通过这种方式，我们的课堂讲稿应该可以让熟悉张量微积分和广义相对论基本要素的研究人员理解。
2009-05-06 gr-qc quant-ph
Quantum Gravitational Optics
在量子理论中，爱因斯坦广义相对论中的弯曲时空作为光传播的色散光学介质。引力彩虹和双折射取代了经典的光线映射出弯曲时空的零测地线的图像。更值得注意的是，{ \it超光速}传播成为一种真实的可能性，这就提出了一个问题，即是否有可能向过去发送信号。在这篇文章中，我们回顾了广义相对论中光传播的量子理论的最新进展，并讨论了超光速是否与因果关系相容。
2003-04-15 gr-qc
Propagation and emission of gravitational waves in the weak-field limit within the Palatini formalism
本研究针对Palatini形式下的引力理论，分析弱场情形中引力波的传播与辐射，发现无论引力作用量形式如何，真空中传播及弱源多极展开结果均与广义相对论预测一致，为引力理论检验提供了弱场维度的参考。
2024-09-24 gr-qc
Reduced phase space optics for general relativity: Symplectic ray bundle transfer
在牛顿光学的近轴区域中，光线系综的传播由定义在约化相空间上的辛ABCD传输矩阵表示。在这里，我们提出了它的类似广义相对论。从同时对两条曲线施加零测地作用量出发，得到了一个二次的测地偏差作用量。我们通过遵循通过Synge的世界函数构建的现有方法来实现这一点。我们找到了相应的哈密顿函数和约化相空间坐标，它们是由投影在观测屏幕上的雅可比场分量组成的。我们的薄射线束传输矩阵，然后通过矩阵表示的李算子与此二次哈密顿。此外，Etherington的距离之间的任何两点的互易性被证明是等价于我们的光束传输矩阵的辛性条件。我们进一步解释的束传播作为一个自由的正则变换的生成函数，等于测地偏差行动。我们以矩阵内积的形式给出它。还提供了相空间分布函数和相关联的Liouville方程。最后，我们简要概述了我们的建设的潜在应用。其中包括约化相空间和零束平均;将光在任意时空中的传播唯一分解为薄透镜、纯放大器和分数傅立叶Transformer分量;光束的波化;约化偏振光学和光束在相空间上的波化以找到其不变量并获得稳定性分析。
2020-01-26 gr-qc
Cosmic Jets in General Relativity
本文回顾广义相对论中由纯引力效应形成近光速宇宙喷流的双喷流坍缩与波动两类情形，并通过研究标量场传播及其与测试粒子、零射线运动的对应关系来阐明喷流形成机制。
2025-06-09 gr-qc
Parameterized Parity Violation in Gravitational Wave Propagation
提出一种研究引力波传播中宇称破坏的广义参数化方案，推导其与参数化后爱因斯坦形式的双向映射，并将现有观测约束转化为对新宇称破坏参数的限制。
2023-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Dirty Black Holes and pseudo-complex General Relativity with the Gravitational Waves Transient Catalog 3.0
本研究利用引力波瞬变星表3.0数据，分析致密并合引力波信号，更新赝复广义相对论与脏黑洞模型对广义相对论参数化偏离的约束，排除了1PN及首次排除1.5PN的无视界偏离，拓展了参数空间探索范围。
2025-09-04 gr-qc
Investigating the relation between gravitational wave tests of general relativity
对致密双星聚结的引力波观测提供了强场引力的精确探测。因此，现在有一套标准的广义相对论（GR）的零测试应用于LIGO-Virgo探测和更多这样的测试建议。然而，所有这些测试之间的关系还没有得到很好的理解。我们开始调查这一问题，通过应用一组标准的测试模拟观测的二进制黑洞在GR和GR的现象学偏差。我们考虑四种类型的测试：残差，吸气合并振铃一致性，参数化定相（两个品种），和修改后的色散关系。我们还检查了波形的未建模重建与使用GR模板恢复的波形的一致性。这些测试被应用到模拟观测类似于GW 150914与GR的大小偏差和类似于GW 170608与GR的小偏差。我们发现，虽然非常大的偏差从GR拿起具有高的显着性几乎所有的测试，更温和的偏差拿起只有少数测试，并且在我们考虑的中等信噪比下的任何测试都不能将某些偏差识别为GR违反。此外，识别具有高显著性的各种偏差的检验不一定是预期的检验。特别地，在某些情况下，参数化测试恢复PN测试参数比它们的真实值更接近于零。此外，我们发现，我们考虑的GR偏差，残差测试只能检测到极端的GR偏差，不再看起来像二进制黑洞聚结在GR。重建比较显示更多的承诺检测相对较小的GR偏差在未建模的框架，至少对于大质量系统。
2022-02-01 gr-qc
Parameterized and inspiral-merger-ringdown consistency tests of gravity with multi-band gravitational wave observations
对碰撞黑洞的引力波观测打开了一扇新的窗口，进入了物理学中未经探索的极端引力领域，那里的引力场非常强大，非线性和动态。到目前为止观察到的10个双黑洞合并事件可以用来测试爱因斯坦的广义相对论，该理论已经被证明与弱场或静态场区域的几个来源的观测一致。一个有趣的未来可能性是用地基和天基探测器探测来自GW 150914类恒星质量黑洞双星的引力波。我们在这里展示了用这种多波段引力波观测来测试极端引力的能力。特别是，我们考虑两个理论不可知的方法来测试重力使用引力波。第一个测试是参数化测试，其中我们对波形引入通用的非爱因斯坦修正，这可以很容易地映射到广义相对论之外的已知示例理论中的参数。第二个测试是inspiral-merger-ringdown一致性测试，其中假设广义相对论是正确的，从inspiral和merger-ringdown独立地推导合并残余物的质量和自旋，然后检查它们的一致性。在这两种情况下，我们都使用Fisher分析，并尽可能将结果与贝叶斯分析进行比较。关于第一个测试，我们发现多波段观测在探测某些修正的引力理论中可能是至关重要的，包括那些引力宇称违反的理论。关于第二个测试，我们表明，未来的单波段检测可以改善目前的测试约三个数量级，并进一步提高7-10倍，可以实现与多波段观测。
2020-08-22 gr-qc hep-ph
Using global positioning systems to test extensions of General Relativity
我们认为，使用伽利略导航卫星系统的可行性，以限制可能的扩展或修改广义相对论，通过评估的影响，相关的增加牛顿潜力和比较可用的观测：相对频移和光传播的时间延迟。我们解决的影响偏离广义相对论的基础上，参数化后牛顿参数，由于存在一个宇宙学常数，一个恒定的加速度，如假定的先锋异常，汤川势项，由于大量的标量场和幂律势项，它可以产生于无引力或f（R）理论。
2011-07-17 gr-qc physics.space-ph
Faster-than-c signals, special relativity, and causality
受最近对超光速现象的关注的启发，我们研究了超光速传播与相对性和因果性基本原理之间的兼容性。我们首先认为，狭义相对论可以很容易地容纳-事实上，并不排除-在运动学水平上比c快的信号。就因果关系而言，如果不具体说明超光速粒子传播的某些特征，就不可能作出普遍有效的陈述。因此，我们专注于沙恩霍斯特效应（在卡西米尔真空中比c更快的光子传播），这也许是最合理的候选人，为这些现象的物理健全的实现。我们证明，在这种情况下，快于c的方面是“良性的”和约束的方式，不会自动导致违反因果关系。
2002-02-14 gr-qc hep-th
Parameterized Beyond-Einstein Growth
一个单一的参数，引力增长指数γ，成功地表征了线性区域中密度扰动的增长，与宇宙膨胀的影响分开。对于遵守广义相对论定律的暗能量模型，该参数被限制在一个非常窄的范围内，但在超越爱因斯坦引力的模型中，该参数的值明显不同。在类比的参数化后牛顿（PPN）的形式主义测试重力，我们扩展和激励的引力增长指数，或最小修改重力，方法参数化超越爱因斯坦宇宙学。使用一个简单的分析形式，我们显示了如何适用于早期的暗能量，时变引力，DGP膜世界引力，标量张量引力的增长指数参数。
2007-09-19 astro-ph gr-qc
Propagation of Light in Doubly Special Relativity
为了弄清双狭义相对论中粒子的速度是什么，我们求解了在Kimberly，Magueijo和Medeiros提出的位置空间非线性洛伦兹变换下不变的麦克斯韦方程组.我们表明，只有麦克斯韦波的振幅，而不是相位，是由非线性的变换的影响。因此，虽然麦克斯韦波在普朗克时间附近似乎具有无限大的能量，但波速与传统光速相同。令人惊讶的是，麦克斯韦波的速度与零测地线条件确定的最大信号速度不同，零测地线条件在普朗克时间附近无限大，当时间接近无穷大时，随时间单调下降到传统光速。这意味着，取决于所讨论的粒子的位置，由麦克斯韦方程确定的光锥可能在由零测地线方程确定的零锥的内部或外部，这可能导致因果关系问题。
2004-12-07 gr-qc hep-th
Parameterized Post-Einsteinian Gravitational Waveforms in Various Modified Theories of Gravity
尽管广义相对论迄今为止取得了巨大的成功，但修正的引力理论最近受到了越来越多的关注，这是从理论和观测两个方面引起的。引力波的观测为检验强场区域中这类理论的可行性开辟了新的可能性。我们可以一次用一个观测数据来检验每一个理论，不过更有效的方法是先用理论不可知论的方式来探测引力，然后再把这些信息映射到具体的理论上。这种与模型无关的引力波测试的一个例子是参数化的后爱因斯坦形式主义，其中一个在振幅和相位中引入通用参数，以捕获非爱因斯坦效应。在本文中，我们推导出引力波形的各种修改后的引力理论，违反了至少一个基本支柱，在广义相对论的吸入紧凑双星。我们实现这一点，通过推导修正的波形振幅/相位和频率演化和开普勒第三定律之间的关系，因为后两个已经（或可以很容易地）在许多理论推导。这样的分析使我们能够得到校正的波形振幅，这扩展了许多以前的作品，只专注于相位校正。此外，我们还导出了不同引力常量下的引力波形。我们通过引入两个引力常量（保守引力常数进入结合能，耗散引力常数进入引力波光度）并允许二元组分的质量随时间变化，扩展了前人的工作.我们还纠正了以往文献中的一些错误。我们的结果可以用来改善目前的测试广义相对论的分析，以及实现新的投影约束的许多修改的引力理论。
2019-12-29 astro-ph.HE gr-qc
Summary of Tests of General Relativity with the Binary Black Hole Signals from the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
我们总结了广义相对论的四个测试进行了使用先进的LIGO和先进的处女座探测到的10个二元黑洞信号，并包括在他们的第一个目录，GWTC-1。这些事件提供了前所未有的机会来检验广义相对论对这些高度动态的强场事件的引力波形的预测。前两个测试检查残差与噪声的一致性以及信号低频和高频部分的一致性。另外两个测试检查波形模型中的参数化偏差-包括后牛顿系数-与零一致，并且波的传播是非色散的。这些测试没有发现偏离广义相对论的证据，并且组合约束将先前的结果改进了2.5倍。我们还检查了所有三个探测器观察到的二元黑洞信号没有给出比从GW 170817获得的更强的约束。
2019-10-21 gr-qc
Theory-agnostic framework for inspiral tests of general relativity with higher-harmonic gravitational waves
最近的引力波观测显示了高次谐波存在的证据，因此可能表明这些波是在具有不对称质量比的致密物体的螺旋中产生的。具有较高谐波的信号包含大量信息，这些信息可以导致更好地估计系统参数，并可能导致更严格的广义相对论测试。然而，包含高次谐波的引力波模型只在广义相对论中发展出来，而测试与广义相对论理论无关的偏差的模型则纯粹基于信号的主导模式。在这里，我们扩展参数化后爱因斯坦的框架，包括$\ell=2, 3$和$4$高次谐波的第一后牛顿秩序，因此提供了一个现成的使用傅立叶域波形模型的测试与高次谐波的广义相对论。我们发现，傅里叶相位的高次谐波的变形可以很容易地映射到主谐波的变形，而傅里叶振幅的高次谐波的变形一般不能以理论不可知的方式。尽管如此，我们开发了一个简单的波形振幅的变形（通过时域振幅的重新缩放变形），既最大限度地减少了独立的振幅变形参数的数量，并捕捉到所有已知的修改理论的预测。
2022-03-29 gr-qc
Matter waves in a gravitational field: An index of refraction for massive particles in general relativity
在广义相对论中，我们考虑了静态各向同性度规中粒子德布罗意波的传播。我们证明了存在的折射率，支配波，并具有所有的经典折射率的属性。我们确认我们的解释与WKB解决方案的广义相对论克莱因-戈登方程。最后，我们对光学作用的意义作了一些观察。
2001-07-18 gr-qc
Photon Absorption in a Doubly Special Relativity Model with Undeformed Free Propagation and Total Momentum Conservation
本研究基于$κ$-Poincaré经典基础和总动量守恒模型，提出了光子-光子湮灭过程的明确定义截面，并探讨了变形相互作用对极高能伽马射线宇宙不透明度的可观测效应。
2025-09-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
On the propagation speed of wavy metric tensors
广义相对论的起伏度规张量不具有一个特殊的和共同的传播速度。事实上，它们的速度甚至可以与思维的速度一致。
2000-07-19 astro-ph gr-qc
The Speed of Gravity in General Relativity and Theoretical Interpretation of the Jovian Deflection Experiment
最近对类星体的无线电信号在木星传播的测量直接敏感于广义相对论的几何扇区的时间依赖效应，该几何扇区与引力的传播速度成正比，但与光速不成正比。它首次提供了爱因斯坦广义相对性原理对引力场基本速度的验证性测量。
2004-06-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational wave propagation beyond general relativity: waveform distortions and echoes
研究了超越广义相对论的引力波在均匀和各向同性背景中的宇宙学传播。我们考虑的情况下，GWs与一个额外的张量场相互作用，并使用参数化的唯象方法，一般描述其耦合的运动方程。我们分析了四种不同的衍生物和非衍生物的相互作用：质量，摩擦，速度和手性。我们应用WKB形式主义来解释宇宙演化，并得到这些方程的解析解。我们证实了这些结果，通过数值分析的玩具GW信号的传播。然后，我们继续使用的分析结果来研究修改后的传播合并紧凑的二进制文件的现实GW，假设GW发出的信号是相同的GR。我们一般发现，张量相互作用导致原来发出的GW信号的副本，每一个有自己的可能修改色散关系。这些副本可以相干地行进并且彼此干扰，从而导致加扰的GW信号，或者去相干地传播并且导致在不同时间到达观察者处的回波，这些回波可能被错误地识别为独立的GW事件。取决于张量相互作用的类型，检测到的GW信号可以表现出相对于GR中的GW波形的幅度和相位失真，以及双折射效应。我们讨论了这些张量相互作用与个别GW事件的观测探测，以及地面和空间探测器的人口研究。
2021-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave propagation beyond General Relativity: geometric optic expansion and lens-induced dispersion
本文提出了短波展开下广义相对论之外的引力波传播理论，首次计算了首阶振幅和相位修正，并以Brans-Dicke理论为例分析了透镜诱导的色散，为检验暗能量和屏蔽机制等引力理论提供了新途径。
2025-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Gravitational Waves
引力波源为我们提供了独特的测试平台，用于探测引力的强场、动力学和非线性方面。在本章中，我们对利用引力波检验广义相对论的现状和前景做了简要的概述。特别是，我们专注于三个理论不可知论的测试（参数化测试，inspiral-merger-ringdown一致性测试，和引力波传播测试），并解释如何可以应用这些测试的例子修改引力理论。最后，我们给出了一些悬而未决的问题，需要解决进行更精确的测试重力与引力波。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
New Concept for Testing General Relativity: The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) Mission
本文讨论了一个新的基础物理实验，它将以优于二阶效应的精度检验相对论引力在重力场强度~G^2范围内的作用。激光天体测量相对性测试（LATOR）任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法，其视线从太阳附近经过，以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站（ISS）上的长基线（100米）多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。LATOR不仅将参数化后牛顿（PPN）$γ$的值提高到前所未有的10 e8分之一的精度水平，还将达到测量重力固有非线性引起的下一个后牛顿阶（1/c^4）光偏转效应的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度测量，以及各种其他相对论效应，包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步：这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展，或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。LATOR实验是独一无二的，是太阳系重力实验的自然高潮。
2003-11-15 gr-qc
