Parametrized black hole quasinormal ringdown. I. Decoupled equations for nonrotating black holes
本研究针对球对称非旋转黑洞，在接近广义相对论且无耦合的假设下，提供准正则模式的一般数值解，并揭示等谱性的脆弱性及新模式的产生条件。
2024-02-08 gr-qc
Tests of general relativity in the nonlinear regime: a parametrized plunge-merger-ringdown gravitational waveform model
在有效单体框架下开发了参数化俯冲-合并-铃宕引力波形模型，用于探测非线性引力并约束广义相对论偏离，发现GW150914约束约20%，并揭示了GW200129_065458的波形系统误差影响。
2023-08-02 astro-ph.HE gr-qc
Parametrized black hole quasinormal ringdown. II. Coupled equations and quadratic corrections for nonrotating black holes
在广义相对论中，球对称时空的线性微扰可以用径向波方程来描述，其势取决于微扰场的自旋。在以前的工作中，我们研究了时空的准正规模谱，其中径向势从它们的广义相对论形式稍微修改，将一般的小修改写为径向坐标中的幂级数展开。我们假设在拟正规频率上的扰动对某些扰动参数是线性的，并且扰动方程之间没有耦合。一般来说，物质场和对引力场方程的修正导致耦合波方程。在这里，我们扩展我们以前的分析在两个重要的方面：我们研究二阶修正的微扰参数，我们解决更复杂（和现实）的情况下耦合波方程。我们强调耦合引起的修正的特殊性质时，两个波方程有退化的频谱，我们提供了一个现成的配方来计算准正规模式。我们说明了我们的参数化的权力，通过将其应用到各种例子，包括动态陈-西蒙斯引力，Horndeski引力和有效场论启发的模型。
2019-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waveform model based on photon motion for spinning black holes
双黑洞合并的波形包括螺旋、合并和衰荡三部分。通常，内旋波可以通过后牛顿近似标定得到，合并波和衰荡波可以通过黑洞微扰理论的准正规模得到。然而，对于更一般的黑洞，准正规模的计算并不是微不足道的。本文利用光子球得到自旋黑洞的准正规模。然后将衰荡波与内旋波相连接，得到完整的波形，并与数值相对论得到的波形进行比较。我们发现它们彼此匹配得很好。原则上，这种方法可以推广到一般的紧致对象。作为例子，给出了参数化轴对称黑洞的衰荡波形。我们也用这种方法得到了加速的末级黑洞的振铃信号，这是由于合并过程中的引力反冲。即使在极端的情况下，由于反冲而产生的加速度也不能产生可检测的影响。
2022-11-14 gr-qc
A Parametrized Test of General Relativity for LISA Massive Black Hole Binary Inspirals
LISA通过参数化检验GR在强场和相对论极限下的有效性，提升对GR偏离的限制精度。
2025-12-11 gr-qc
Ringdown spectroscopy of phenomenologically modified black holes
本文扩展了参数化QNM框架以建模时域信号，研究黑洞quasinormal modes的激发，发现提取的模式与扰动预测高度吻合，证实了此类修改可通过实际观测稳健测试，并强调了晚期尾部和散射势峰的重要性。
2025-10-10 gr-qc
Parametrized beyond-Teukolsky framework in the time domain
Universitá di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；University of Tübingen（蒂宾根大学）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）
研究通过时域实现参数化超越特克尔什基框架，用高斯波包做散射实验，提供微扰线性演化。对比频域结果，分析模式精度、系数及变形参数对铃宕和晚期行为的影响，为测试广义相对论偏差提供互补灵活框架。
2026-09-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Parametrized model for gravitational waves from eccentric, precessing binary black holes: theory-agnostic tests of General Relativity with pTEOBResumS
Università di Torino（都灵大学）；INFN Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））
本文提出pTEOBResumS模型，用于检验广义相对论，分析双黑洞事件并发现无显著偏离GR证据，但发现残余模式衰减时间略长。
2026-10-05 gr-qc
Scalar Fields and Parametrized Spherically Symmetric Black Holes: Can one hear the shape of space-time?
在这项工作中，我们研究是否参数化球对称黑洞解引力度规理论可以出现等谱时，研究扰动。从理论不可知的角度来看，测试标量场波动方程是接近备选黑洞解中准简正模谱的理想起点。我们使用参数化的度量提出的Rezzolla和Zhidenko，以及高阶WKB方法在确定的准正常模式的光谱。我们寻找可能的退化在一个听话的子集的参数空间相对于史瓦西准正常模式。考虑到预期的观测最相关的准正常模式的频率和阻尼时间，我们发现这样的退化。我们明确地表明，领先的Schwarzschild准正规模可以近似的替代黑洞解时，他们的质量被视为自由参数。在实践中，我们的结论是，质量必须知道极高的精度，以限制领先的条款，在公制扩展到目前已知的限制来自PPN扩展。讨论了利用准简正模衰荡研究黑洞时空的局限性。
2019-08-01 gr-qc
Semi-analytic expressions for quasinormal modes of slowly rotating Kerr black holes
本文给出了慢转Kerr黑洞的准正规模频率的半解析表达式，其频率随转动参数的变化为二次。我们将参数化的黑洞准正规模衰荡形式应用到Escherasekhar-Detweiler方程和Sasaki-Nakamura方程中，代替Teukolsky方程，并将我们的结果与以前的数值计算结果进行了比较.
2020-08-05 gr-qc
Black-hole ringdown as a probe of higher-curvature gravity theories
从合并的致密双星中探测引力波使我们能够探索广义相对论的动力学非线性机制，并限制对其的修改。LIGO-Virgo合作观测到的一些引力波事件在合并过程中具有足够高的信噪比，使我们能够探测残余黑洞到其最终稳定状态的弛豫-所谓的黑洞振铃，其特征在于一组拟正规模。我们能不能用衰荡来限制对广义相对论的偏离，就像它的几个竞争者所预测的那样？在这里，我们解决这个问题，通过使用一个有效的一体化形式主义的灵感合并振铃波形模型，增强与参数化的振铃的基础上，在最后的黑洞的旋转膨胀。我们给出了一个处方，如何包括在这个波形模型，准正规模式的频率计算理论的基础上。特别是，我们专注于修改广义相对论的高阶曲率修正，即爱因斯坦-爱因斯坦-高斯-博内（EdGB），动力学陈-西蒙斯（dCS）理论，和广义相对论的三阶和四阶有效场理论（EFT）。我们使用这个参数化的波形模型来测量迄今为止观察到的两个最响亮的振铃信号GW 150914和GW 200129的振铃特性。我们发现，虽然EdGB理论不能与这些事件的约束，我们可以把上界的基本长度尺度的立方（$\ell_{\rm cEFT} \leqslant 38.2$公里）和四阶（$\ell_{\rm qEFT} \leqslant 51.3$公里）EFT的广义相对论，和dCS重力（$\ell_{\rm dCS} \leqslant 38.7$公里）。后一个结果是一个具体的例子，目前…
2023-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Perturbations in the parametrized wormhole spacetime and their related quasinormal modes
Indian Institute of Technology, Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究参数化静态球对称虫洞时空的电磁扰动及关联的准正常模式，分析虫洞几何参数对强场响应的影响，建立观测一致的虫洞扰动参数化描述。
2026-08-18 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Searching for numerically-simulated signals of black hole binaries with a phenomenological template family
最近的进展，在数值相对论现在允许计算的二元黑洞合并，而后牛顿和微扰技术可以用来模拟的inspiral和ringdown阶段。到目前为止，大多数引力波搜索都使用了各种后牛顿启发的模板来搜索由紧凑的二元物体合并产生的信号。Ajith等人已经为非旋转的二元黑洞系统产生了混合波形，包括合并过程的三个阶段，并从它们构造了唯象模板，以参数化的形式捕获这些波形的特征。作为将目前的螺旋搜索扩展到更高质量的二元黑洞系统的第一步，我们已经使用这些唯象波形来搜索注入到合成LIGO数据中的数值模拟信号，作为NINJA项目的一部分。
2009-01-29 gr-qc
A recipe for echoes from exotic compact objects
引力波天文学提供了一个前所未有的机会来测试黑洞的性质，并寻找异国情调的，紧凑的替代品。最近的研究表明，奇异致密天体（ECO）可以以类似于黑洞的方式振铃，但也可以产生类似于初始振铃的一系列不同脉冲。这些“回声”将为ECO的存在提供明确的证据。在这项工作中，我们研究了这些回声的生成在一个通用的，参数化模型的ECO，使用绿色的功能。我们展示了如何将Schwarzschild黑洞近视界区域的辐射再处理为ECO时空中相应源的渐近辐射。我们的方法使我们能够了解不同的回声和振铃之间的联系，在紧凑的对象的共振频率。我们发现，在黑洞时空中的准正规模式振铃在确定最初几个回波的形状中起着核心作用。我们使用这个观察来开发一个简单的回波波形模板。该模板在各种ECO参数上表现良好，并且经过改进可以证明在引力波的分析中是有用的。
2017-06-19 gr-qc
Extracting equation of state parameters from black hole-neutron star mergers. I. Nonspinning black holes
黑洞-中子星（BHNS）系统的晚期螺旋、合并和衰荡可以提供有关中子星状态方程（EOS）的信息。候选EOS可以近似为一个参数化的分段多变EOS以上的核密度，匹配到一个固定的低密度EOS，我们报告的结果从一个大的BHNS螺旋模拟系统地改变两个参数。为了在模拟的准确性，我们发现，除了中子星质量，一个单一的物理参数λ，描述其变形性，可以提取从后期的螺旋，合并，和振铃波形。这个参数与中子星的半径、质量和l=2勒夫数k_2的关系为λ = 2 k_2 R^5/3 M_{NS} ^[5]，它也是决定在早期螺旋中偏离点粒子动力学的参数。因此，从BHNS螺旋观测到的引力波将状态方程限制在参数空间中常数λ的表面上，并因测量误差而变厚。使用单个高级LIGO探测器的各种配置，我们发现中子星可以与相同质量的黑洞区分开来，并且在距离为100 Mpc的质量比为Q=2和3的单个事件中可以以10-40%的精度提取λ ^{1/5}或等效R，而使用拟议的爱因斯坦望远镜，EOS参数的提取精度可以提高一个数量级。
2011-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Quasinormal modes in higher derivative gravity: testing the black hole parametrization and sensitivity of overtones
该研究揭示了爱因斯坦-韦尔高阶导数引力中黑洞铃宕泛音对韦尔修正的高度敏感性，并通过扩展度规参数化到更高阶解决了三阶近似导致的频率非单调异常问题。
2023-04-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal modes of rotating black holes beyond general relativity in the WKB approximation
Observatoire de Paris, Universite PSL（巴黎天文台，巴黎文理研究大学）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学，技术研究所物理系与理论研究中心）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文通过扩展WKB方法计算超越GR的旋转黑洞准正常模谱，并与持续分数数据对比，发现其在高信号噪声比事件中具有更高的准确性。
2025-12-19 gr-qc hep-th
Graviton mass bounds from space-based gravitational-wave observations of massive black hole populations
天基引力波探测器，如LISA或类似的欧空局领导的任务，将提供独特的机会来测试广义相对论。通过对多个吸气黑洞双星的观测，研究了天基探测器对引力子康普顿波长λ g=h/（m gc）的影响.我们发现，虽然对单个吸气的观测将产生平均边界λ_g~ 3 × 10 ^-15 km，但在两年的任务中观测到约50个事件的组合边界约好10倍：λ_g~ 3 × 10 ^-16 km（m_g~ 4 × 10 ^-26 eV）。边界的改进速度快于观察到的事件数量的平方根，因为通常有几个源提供的约束比平均值好三倍。这个结果只是轻微地依赖于黑洞形成的细节和探测器的特性。实际上可达到的边界应该比这个数字好一个数量级（因此几乎可以与宇宙学尺度上引力效应的静态模型相关边界竞争），因为我们的计算忽略了波形的合并/振铃部分。一个事件的集合可以明显地改善单个双星在λ_g上的边界，这一观察适用于任何理论，只要它与广义相对论的偏差由一组全局参数来参数化。
2011-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Boltzmann Meets Lorentz: A Surrogate Model for Black Hole Echoes
黑洞视界的存在还没有得到严格的观测证明，事实上也不可能。然而，通过观测探测可能的近地平线结构的引力波回波，可以建立替代方案。这些回声被认为是在奇异的致密天体中产生的，这些天体是没有水平线的，并且在它们的光环内有一个部分反射的“墙”，在其中产生一个引力扰动可能产生回声的空腔，同时在每次通过时通过角动量屏障泄漏出来。回波的特征信号是由几乎均匀间隔的频谱共振组成的梳状结构。虽然近似正确，但偏离这个简单的图像可能会导致严重的观测信号损失。在本文中，我们将探索这种微妙的最新结果的回声来源和几何。一个物理激励的回波模型，然后开发为洛伦兹谱线的总和，参数化的地平线帧频率和腔的大小的函数。我们最终得到的光谱只与黑洞的质量和自旋以及近视界物理学的紫外尺度有关。然后，我们将此模型应用于搜索LIGO/Virgo中具有最大振铃信号的引力波事件（即GW 190521）中的回波。我们将我们的研究结果解释为合并后回波中的分数能量的测量等于$E_{echoes} / E_{GR} = 8.9 \pm 4.5\%$，其中不确定性范围代表90%的可信区域。这个结果的鲁棒性进行了测试，对噪声背景和模拟注射，我们发现，信号持续通过修改模型和数据搜索的变化。
2021-12-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Tests of General Relativity with Binary Black Holes from the second LIGO-Virgo Gravitational-Wave Transient Catalog
利用LIGO-Virgo第二次目录中的双黑洞事件，通过参数化修正、色散约束和铃宕分析等方法，全面检验广义相对论，未发现超越广义相对论的新物理证据。
2025-09-10 astro-ph.HE gr-qc
