Exploring gravitational theories beyond Horndeski
我们最近在arXiv:1404.6495中提出了一类新的没有Ostrogradski不稳定性的引力标量张量理论。由于它们推广了Horndeski理论,或“广义”伽利略,我们称它们为G $^3$。当时间超曲面与均匀标量场超曲面重合时,这些理论有一个简单的公式。我们确认,它们只包含三个传播自由度的哈密顿公式的细节。我们研究这些理论和物质之间的耦合。此外,我们调查他们如何转换下的非正式重新定义的度量。值得注意的是,这些理论被保留的非正式的转换,取决于标量场梯度,这也允许映射到Horndeski理论的G $^3$的子族。
2015-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring spin of ultralight dark matter with gravitational wave detectors
提出利用干涉式引力波探测器区分超轻暗物质自旋的新方法,通过有限时间传播效应和重叠约化函数识别自旋0、1、2,并发现现有自旋1耦合常数约束需减弱30倍。
2023-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring Black Hole Mimickers: Electromagnetic and Gravitational Signatures of AdS Black Shells
本文研究 AdS 黑壳的电磁与引力特征,发现其电磁性质与黑洞高度相似,并通过光子环、透镜带、准正则模和潮汐洛夫数等可观测量探讨其与黑洞的可区分性,为奇异致密天体研究提供参考。
2025-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring Higher-Order Gravitational Waves
除了在横观无迹坐标系中通常的线性引力波外,还得到了高阶引力场方程及其相应的解。发现高阶波不代表对一阶波的修正。相反,所有高于二阶的解都代表了对二阶波的修正,这一特性使得一阶引力波与高阶波不同。此外,虽然一阶解是横向的和无迹的,但所有高阶解都不是。因此,整个解既不是横向的,也不是无迹的,这一结果最终可能对量子引力,特别是引力子本身的定义产生重要影响。对这些高阶引力波的一些附加性质和特征进行了探讨和讨论。
2015-04-29 gr-qc hep-th
Exploring the CPT violation and birefringence of gravitational waves with ground- and space-based gravitational-wave interferometers
在引力部分,我们研究了引力波的CPT破坏和双折射。当存在CPT破坏时,引力波的两个圆偏振态之间产生相对退相。这种效应引起了引力波的双折射。我们预测了经它修正后的引力波波形,并估计了高级激光干涉引力波天文台、爱因斯坦望远镜和激光干涉空间天线对它的预期约束。
2019-11-19 astro-ph.HE gr-qc
Exploring Gravitational Wave Science Frontiers with the SKAO
Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院)
本文概述了SKAO在引力波科学中的关键作用,涵盖广义相对论检验、纳赫兹引力波背景测量及与其他实验的协同。
2026-06-25 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the NANOGrav Signal and Planet-mass Primordial Black Holes through Higgs Inflation
本研究利用希格斯暴胀模型产生的标量诱导引力波解释NANOGrav信号,并预测行星质量原初黑洞的存在,可统一解释太阳系第九行星及微引力透镜事件。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc
An Experiment Exploring Gravitational Effects on CP Violation
我们建议一个新的实验敏感的CP破坏的量之间的可能差异,在地球表面上测量,并在一个较低的重力环境。我们提出的实验是模型无关的,可以在几十天内产生$5σ$测量,表明在中性K介子系统中的CP破坏的水平依赖于当地的引力势。
2021-05-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Exploring strong-field deviations from general relativity via gravitational waves
两个新的观测窗口已经向强引力物理学开放:引力波和甚长基线干涉测量。这意味着在这一区域内观测寻找新的现象,特别是那些使黑洞演化与量子力学相一致的必要现象。我们描述了“紧凑的量子物体”,取代经典黑洞在一个一致的量子理论,并接近这些使用引力波观测测试可能的功能。这是一个更普遍的问题的例子,即找到对偏离广义相对论的一致描述,可以通过引力波探测来测试。通过一个有效的应力张量,可能与一个有效的状态方程的简单模型紧凑的修改经典黑洞。一般性的讨论给出了可能的观测签名,以及它们对碰撞物体的性质的依赖。偏离经典行为的可能性仅限于近视界区域,这就提出了一个问题,即这些行为是否会在引力波信号中被掩盖,因为它们在相互引力阱深处的二元聚结中相互作用。用这种简单的模型进行数值模拟将有助于阐明引力波观测对这种高度紧凑的经典黑洞偏离的敏感性。
2019-05-27 gr-qc hep-th
Exploring gravitational impulse via quantum Boltzmann equation
本文利用量子玻尔兹曼方程的广义波包形式研究引力冲量,分别计算了两个大质量物体间及光子受大质量物体散射时的二阶冲量,并证明波包描述下前向散射项不会消失,结果与已有方法一致。
2025-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring binary-neutron-star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation
用广义相对论模拟方法研究了双中子星合并坍缩到黑洞的引力波的特征。我们发现,GW光谱印记的合并动力学,形成过程的磁盘,状态方程的中子星,总质量和质量比。短$γ$射线爆发的中心引擎的形成机制,这可能是由一个黑洞和周围的磁盘,因此,可以通过GW的观测约束。
2010-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Exploring bulk viscous unified scenarios with Gravitational Waves Standard Sirens
我们考虑了统一的体粘性方案,并使用普朗克2018年的宇宙微波背景观测和Ia型超新星的万神殿样本来约束它们。然后,我们从${\cal O}(10^3)$模拟引力波标准警报(GWSS)事件产生的亮度距离测量的建议爱因斯坦望远镜。然后,我们结合这些模拟光度距离测量GWSS与当前的宇宙学探测器,以预测如何模拟GWSS数据可以有效地约束这些散装粘性的情况。我们的研究结果表明,一个非零的时间依赖的体积粘度在宇宙部门是强烈的首选,目前的宇宙探测器,并可能会证实在许多标准偏差的未来GWSS测量。我们进一步提到,GWSS数据的加入可以显着减少从通常的宇宙学探测在这项工作中获得的关键宇宙学参数的不确定性。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Scalar-induced gravitational wave from domain wall perturbation
本文首次计算畴壁网络产生的标量扰动所诱导的引力波,发现其谱具有显著独特性,可为未来引力波实验探测早期宇宙畴壁提供新途径。
2025-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring the hidden Universe: A novel phenomenological approach for recovering arbitrary gravitational-wave millilensing configurations
本文提出一种模型无关的新型唯象方法,无需大量计算建模即可恢复任意引力波毫透镜配置,为未来探测暗物质子晕和MACHOs等复杂透镜场景提供了准确高效的工具。
2023-02-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Beyond LISA: Exploring Future Gravitational Wave Missions
高级激光干涉仪天线(ALIA)和大爆炸观测器(BBO)已被提议作为激光干涉仪空间天线(LISA)的后续任务。在这里,我们研究这些天文台的能力,以及它们如何与任务的科学目标。我们发现,先进的激光干涉仪天线在立体声(ALIAS),我们提出的扩展ALIA的任务,将大大进一步满足ALIA的主要科学目标,研究中等质量的黑洞。我们还比较了LISA的能力,LISA任务的相关扩展,激光干涉仪空间天线在立体声(LISAS)。此外,我们发现,BBO的初始部署阶段将足以解决BBO的关键科学目标,即探测引力波背景,同时仍然提供有关前景源的详细信息。
2005-10-17 gr-qc
Two-body problem in curved spacetime: exploring gravitational wave transient cases
本研究对比LIGO/Virgo合作组对GW150914信号的两种分析,发现严格非线性相对论与PN平直时空近似的质量估计结果一致,指出前者未充分考虑源与探测器参考系差异,提示既往双黑洞啁啾质量估计存在系统误差、光度距离被高估。
2023-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Exploring stellar evolution with gravitational-wave observations
最近探测到的合并双黑洞产生的引力波为研究大质量恒星的演化和黑洞的形成提供了新的可能性。特别是,恒星演化模型可能会受到限制的基础上的差异,预测分布的黑洞质量和红移。在这项工作中,我们提出了一个框架,结合星系和恒星演化模型,并用它来预测合并的双黑洞的检测率为各种恒星演化模型。我们讨论的前景约束的时间延迟分布的形状合并二进制文件只使用观测到的啁啾质量分布。最后,我们考虑了一个原生黑洞形成的一般模型,并讨论了将其与恒星起源的黑洞区分开来的可能性。
2018-09-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Exploring the relativistic regime with Newtonian hydrodynamics: II. An effective gravitational potential for rapid rotation
我们提出了一个最近推出的自引力流体的修正引力势的推广。使用这种潜在的允许一个准确的近似广义相对论效应,否则牛顿流体动力学代码也在快速旋转的情况下。我们测试这种方法在数值模拟的天体物理方案有关的紧凑型恒星,如超新星核心崩溃与简化和详细的微观物理描述的问题,并旋转中子星平衡。我们评估新的潜力的质量,并证明它提供了一个显着的改善相比,以前的配方,这样的潜力。采用这种有效的相对论势的致密物体的牛顿模拟预测不准确的脉动频率,尽管与广义相对论结果的致密物体的坍缩动力学和结构的良好协议。我们分析和讨论了这种行为的原因。
2008-09-08 astro-ph gr-qc
Exploring Large-scale Gravitational Quantization without h-bar in Planetary Systems, Galaxies, and the Universe
我们探索了一个大尺度引力量子化的理论,使用广义相对论的Hamilton-Jacobi方程,通过一个新的标量波动方程,仅依赖于总质量和总矢量角动量来创建量子化条件。量子化的条件是一个与总角动量成正比的局部不变量,而不是h-巴。在史瓦西度规中,理论预测本征态的单位质量量子化能量和单位质量角动量。我们发现木星行星的卫星轨道间距和太阳系中的行星间距非常一致。对于星系,我们推导出重子Tully-Fisher关系和MOND加速度,因此星系速度曲线的解释不需要“暗物质”。对于宇宙,我们推导出一个新的哈勃关系,占加速膨胀的物质密度在约5%的临界物质/能量密度,其余的是大尺度量子化零点能量。提出了一种可能的实验室测试。
2003-03-28 gr-qc
Gravitational Waves from Particle Decays during Reheating
本文提出再加热期间粒子衰变作为超高频率引力波的新来源,以希格斯玻色子衰变为代表,产生可被未来观测检验的引力波谱。
2024-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring Black Hole Environments
本论文系统研究等离子体、暗物质结构和超轻玻色子云等天体物理环境对黑洞引力波信号的影响,建立自洽微扰框架并应用于铃宕、旋近及活动星系核盘穿越等场景,为未来引力波探测器检验新物理提供理论依据。
2025-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Exploring short gamma-ray bursts as gravitational-wave standard sirens
最近的观测结果支持了一个假说,即大部分的“短硬”伽马射线暴(SHB)与紧凑的双星内旋有关。由于引力波(GW)测量良好的本地化的吸气双星可以测量绝对的源距离,同时观察一个二进制的GWs和SHB将允许我们独立地确定其光度距离和红移。这样的“标准警报器”(GW模拟标准蜡烛)将提供一个相对较近的宇宙膨胀的极好探测器,补充其他标准蜡烛。在本文中,我们研究二进制测量使用马尔可夫链蒙特卡罗技术来建立描述测量参数的概率分布。我们假设每个SHB观测给出了天空的位置和合并的时间,我们把双星中子星和黑洞-中子星合并作为合理的SHB祖先。我们研究如何以及参数,特别是距离)可以测量GW观测的SHBs的地面探测器网络的范围。我们发现,早期的估计夸大了距离可以测量,即使在相当大的信噪比。确定距离的基本限制被证明是距离和源倾角之间的简并性。克服这个限制需要我们打破这种简并性,或者测量足够的源以广泛地采样倾斜分布。(节录)
2010-10-17 astro-ph.CO gr-qc
Exploring gravitational statistics not based on quantum dynamical assumptions
尽管在量子引力的几种方法上取得了相当大的进展,但在概念层面上仍然存在不确定性。其中一个问题是关于空间和时间在正则量子形式主义中所扮演的不同角色。出现这个问题是因为Hamilton-Jacobi动力学被量化。于是问题就产生了,是否存在不能用标准形式或配分函数表示的附加物理相关态。为此,作者探索了一种不基于量子动力学假设,也不需要时空分裂边界条件的统计方法(NDA)。对于3+1维,在热平衡条件下,NDA简化为路径积分模型.然而,NDA的一般情况不能写成配分函数。作为对NDA的检验,我们恢复了低曲率下的广义相对论和平坦时空近似下的量子场论。相关论文:arxiv:1505.03719。
2015-12-29 gr-qc physics.gen-ph
Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity
通过对数值相对论模拟得到的引力波波形的分析,研究了双中子星在螺旋上升阶段晚期发射的引力波。为了从数值结果中得到物理引力波形,分辨率外推对我们的模拟起着至关重要的作用。外推的引力波相位进行了比较,在后牛顿(PN)和有效的一体(EOB)形式主义,包括潮汐效应的校正计算。我们发现,外推的重力波的相位在数值相对论同意与PN和EOB计算的大部分的inspiral阶段,除了潮汐为主,最后inspiral阶段,其中PN和EOB结果低估了潮汐效应。然而,在过去的15个周期中,我们的外推结果和PN/EOB计算结果之间的累积相位差至多为1- 3弧度。
2013-03-07 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational memory meets astrophysical environments: exploring a new frontier through osculations
Indian Institute of Technology, Gandhinagar(印度理工学院甘地纳加尔分校);Indian Institute of Technology, Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校);Tsinghua University(清华大学)
研究暗物质环境对引力记忆的影响,通过计算不同环境下的记忆波形,探讨其对信号检测和参数估计的意义。
2026-08-25 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Exploring Short-GRB afterglow parameter space for observations in coincidence with gravitational waves
短持续时间伽马射线暴(SGRB)及其余辉是中子星(NS)并合最有希望的电磁(EM)对应物之一。余辉发射是宽带的,在从$γ$射线到射频的整个电磁窗口可见。在这些频率的通量演化是敏感的多维余辉物理参数空间。BNS合并产生的引力波(GW)与SGRB和相关余辉在空间和时间上重合的观测可以为余辉物理提供有价值的约束。我们运行GW检测BNS事件的模拟,并假设所有这些都与伽玛射线暴喷流,也产生余辉,研究如何检测或未检测到的X射线,光学和射频可以由参数空间的影响。我们缩小了均匀礼帽喷流模型的余辉参数空间的区域,这将导致不同的检测场景。我们列出的推论,可以得出的物理学的伽玛射线暴余辉从多信使天文学符合GW-EM观测。
2018-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Exploring gravitational-wave detection and parameter inference using Deep Learning methods
我们探索机器学习方法,使用深度学习(DL)算法从二元黑洞(BBH)合并中检测引力波(GW)。DL网络的训练与从BBH合并与组件质量随机抽样的范围从5到100太阳质量和光度距离从100 Mpc,至少,2000 Mpc的重力波形。GW信号波形被注入来自Advanced LIGO和Advanced Virgo探测器的O2运行的公共数据中,其时间窗口与已知探测信号的时间窗口不一致。我们证明,DL算法,在2000 Mpc的距离GW信号波形训练,仍然显示出高精度时,检测更近的信号,在我们的分析中考虑的范围内。此外,通过将三探测器网络的结果结合在一个独特的RGB图像中,单个探测器的性能提高了70%。此外,我们训练一个回归网络进行参数推断的BBH谱图数据,并应用此网络的事件从GWTC-1和GWTC-2目录。没有显着优化我们的算法,我们得到的结果,大多是一致的LIGO-Virgo协作发表的结果。特别是,我们对啁啾质量的预测与90%的事件的官方值是兼容的(高达3 $σ$
2020-11-20 gr-qc
Gravitational signatures beyond Newton: exploring hierarchical three-body dynamics
本文将分层三体中的伴星影响建模为四极微扰,比较牛顿、Schwarzschild与后牛顿轨道进动贡献,并指出其在Sgr A*附近恒星及太阳系小天体观测中的潜在可探测条件。
2025-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the bouncing cosmological models in symmetric teleparallel gravity
在这项研究中,宇宙学模型与完美流体和引力框架f(Q)将被检查。在这个修正的引力理论中,引力的形式为f(Q),其中Q代表非度规标量。我创建了两个弹跳宇宙学模型,其中一个模型中的拉格朗日函数f(Q)被假设为对Q有线性依赖关系,另一个模型中的拉格朗日函数f(Q)具有多项式函数形式。已经发现,各个模型的参数在很大程度上决定了它们的行为。由此产生的模型的状态方程(EoS)参数捕捉到了宇宙的讽刺行为。应该强调的是,内置的宇宙学模型违背了能量要求。讨论了模型的运动学和物理特性。
2022-08-05 gr-qc
Exploring the spectrum of stochastic gravitational-wave anisotropies with pulsar timing arrays
本文建立了旋近超大质量黑洞双星群体产生纳赫兹引力波背景各向异性的解析模型,并表明高频段各向异性测量可揭示超出各向同性分量的新信息,同时预测了偏振各向异性水平。
2025-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Exploring the nature of black hole and gravity with an imminent merging binary of supermassive black holes
针对候选超大质量双黑洞SDSS J1430+2303,研究即将并合的超大质量黑洞双星引力波源的探测需求,提出扩展的Taiji pathfinder-plus方案有望探测近距源,以助力探索黑洞性质与引力本质。
2023-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the relativistic regime with Newtonian hydrodynamics: An improved effective gravitational potential for supernova simulations
我们调查的可能性近似相对论效应的流体动力学模拟恒星核心崩溃和反弹后的演变,使用修改后的引力势,否则标准的牛顿流体动力学代码。讨论了Rampp & Janka(2002)对有效相对论势的不同修正。相应的流体静力学的解决方案进行了比较与TOV方程的解决方案,并与完全相对论的结果与两个不同的代码的流体动力学模拟进行了比较。一个代码适用于一维和二维计算与一个简单的状态方程,并采用修改后的有效相对论性的潜力在牛顿框架或解决广义相对论性场方程的假设下的共形平坦条件(CFC)的三度规。第二个代码允许全面的超新星运行,包括一个微物理状态方程和中微子输运的基础上的解决方案的玻尔兹曼方程及其矩方程。我们提出了用于牛顿规范的自引力流体的有效相对论势的处方,这些处方与球对称的完全相对论解非常一致,与之前发表的近似值相比有了显着的改进。此外,它们也定性地很好地近似了旋转模型的相对论解。
2005-07-13 astro-ph gr-qc
Exploring the Potential for Detecting Rotational Instabilities in Binary Neutron Star Merger Remnants with Gravitational Wave Detectors
Department of Physics, Aristotle University of Thessaloniki(色萨利大学物理系)
研究通过不同引力波探测器网络配置评估双中子星并合后阶段旋转不稳定性信号的探测潜力,发现第三代探测器网络在特定质量和距离条件下可检测到此类信号。
2023-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the sensitivity of gravitational wave detectors to neutron star physics
中子星的物理学可以用合并双星系统发射的引力波来研究。潮汐效应在最后几次轨道运行期间变得显著,在500赫兹以上的引力波谱中可见。合并后,中子星的残骸以1 kHz以上的频率振荡,并可能坍缩成黑洞。引力波探测器在2-4 kHz时的灵敏度为~10^{-2-4}应变/平方赫兹,可以从~100 Mpc远的源观察到这些振荡。目前的天文台,如LIGO和Virgo,在高频时受到散粒噪声的限制,在3 kHz时的灵敏度大于2 * 10^{-23}应变/平方赫兹。在本文中,我们提出了一种光学配置的引力波探测器,可以设置在现有的设施,使用当前的干涉仪拓扑结构。该方案在2.5 kHz时有可能达到7 * 10^{-25}应变/平方Hz,而不会影响探测器对黑洞双星的灵敏度。我们认为,拟议的仪器有可能检测类似的合并后中子星振荡的下一代探测器,如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜。我们还优化了臂长的未来探测器的中子星物理和发现,最佳臂长为~20公里。这些仪器有可能观测到中子星合并后的振荡,其速率为每年约30次,信噪比为5或更高。
2019-01-12 astro-ph.IM gr-qc
Exploring the Use of Numerical Relativity Waveforms in Burst Analysis of Precessing Black Hole Mergers
近年来,数值相对论取得了巨大的进展,地基干涉型引力波探测器的性能也不断提高。在准备先进的LIGO和引力波天文学的新时代,数值相对论和引力波数据分析社区正在合作,以确定最有用的作用,数值相对论波形的检测和表征的二元黑洞合并。本文利用数值相对论波形和无模板搜索算法,研究了[80,350]Msol中等质量、旋进并合黑洞双星的可探测性。特别是,我们提出了一个系统的研究,使用波形产生的MAYAKRANC代码,被添加到有色,高斯噪声和分析的欧米茄突发搜索算法。探测效率与黑洞自旋轴的方向有关。我们发现探测效率与辐射能量和角动量之间有很强的相关性,并且至少包括l=2,m=+/-1,0模式,这对于解释旋进系统的完整动力学是必要的。
2010-10-25 gr-qc
Exploring non-singular black holes in gravitational perturbations
在共形引力场中计算了非奇异Barnoid黑洞和无奇异黑洞的引力微扰拟正规模,并与广义相对论中的标准黑洞进行了比较,考察了它们的波动动力学谱.在检验了不同天基干涉仪的近似信噪比计算方法的有效性后,讨论了LISA、天琴和太极三台干涉仪的单模引力波探测中非奇异黑洞的信噪比。我们探讨了Barnard参数和共形因子对SNR行为的影响,发现与标准Schwarzschild BH相比,非奇异参数的增加会导致更高的SNR。我们还研究了银河混淆噪声对信噪比的影响,发现由于这种噪声,信噪比出现下降。对于非奇异黑洞,随着非奇异参数的增大,质量越大的黑洞出现倾斜。这表明,在更大的质量范围内,非奇异黑洞的信噪比不会被银河噪声降低,这意味着在非奇异黑洞模型中,以我们银河为中心的超大质量黑洞的信噪比比在广义相对论中的奇异情况受银河噪声的影响要小.我们进行Fisher分析表明,非奇异的黑洞参数可以准确地检测与测量误差小到$\sim10^{-4}-10^{-5}$。对于非奇异黑洞的检测,LISA或太极更有可能实现。
2020-11-10 gr-qc
Exploring quantum geometry created by quantum matter
精确可解模型可以作为探索非微扰量子引力概念问题的极好工具。在微扰方法中,只有线性化的引力场的两个辐射模是量子化的。这项研究的目的是探索量子几何的“库仑”方面,完全由物质来源。由于在三维空间中没有引力波,三维引力与物质的耦合为这项任务提供了一个理想的舞台。我们的分析将揭示量子引力的新方面,在不可预见的制度中,经典和半经典理论的局限性:广义相对论的非线性可以将物质部门的小量子波动放大为引力部门的大效应。最后,这种分析导致了思想实验,这些实验相当鲜明地揭示了为什么对物理实在的本质的理解敏感地依赖于探索它的理论透镜。随着理论变得更加丰富,新的尺度出现了,引发了以前无法想象的新奇效应。该模型提供了这个著名的链的简洁实现。
2022-11-03 gr-qc hep-th math-ph
Exploring the evolution of gravitational-wave emitters with efficient emulation: Constraining the origins of binary black holes using normalising flows
本文提出用 normalising flows 高效仿真双星群体合成,并基于双黑洞引力波观测联合约束形成通道分支比、公共包层效率与诞生自旋。
2025-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Exploring the anisotropic gravitational wave background from all-sky mock gravitational wave event catalogues
本研究利用 Millennium 模拟生成的全天引力波事件目录,分析了本地并合致密双星的各向异性随机引力波背景,发现其角功率谱在多极矩较高时呈线性增长,且附近源的空间分布波动是造成各目录间功率谱差异的主要原因。
2025-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Quantum Enhanced Interferometer for Kilohertz Gravitational Wave Detection
未来的引力波天文学和宇宙学研究需要更高灵敏度和更大千赫窗口带宽的引力波探测器。本文介绍了一种利用光的偏振态作为信号载体的新型宽带高频激光干涉引力波探测器。除了法布里-珀罗腔臂外,我们还引入了双功率循环来进一步放大引力波信号。提出了一种新的微弱测量放大方法,用于放大探测信号,保证探测器的长期运行。该探测器配备了压缩光,在300 Hz到几kHz的窗口内显示出足够的灵敏度,使其适用于高频引力波源的研究。将该探测器加入到现有的探测网络中,可以显著提高探测双星中子星合并物理的能力。该探测器的研制为今后地面引力波探测器的研制提供了一种新的思路。
2021-07-13 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Exploring realistic nanohertz gravitational-wave backgrounds
数以亿计的超大质量黑洞双星预计将有助于在纳赫兹频段的引力波信号。它们的信号通常近似为具有幂律谱的各向同性高斯随机背景,或者近似为对应于最亮二进制的单个源。实际上,信号最好描述为随机背景和单独建模的几个最亮二进制的组合。我们提出了一种方法,使用这种方法来有效地创建现实的脉冲星定时阵列数据集,使用合成目录的二进制的基础上的插图宇宙流体动力学模拟。我们探索了这些现实背景的三种不同性质,这有助于将它们与早期宇宙中形成的背景区分开来:i)它们的特征应变谱; ii)它们的统计各向同性; iii)它们的空间相关性的方差。我们还研究了如何从一个随机背景的混淆噪声的存在影响检测前景的个别二进制文件。我们基于NANOGrav 12.5年数据集扩展到15年的时间跨度,计算了模拟脉冲星计时阵列在不同实现中最亮双星的信噪比。我们发现,$\sim$ 6%的实现产生的系统的信噪比大于5,这表明个别系统可能很快被检测到(分数增加到$\sim$ 41%,在20年)。这些可以被视为对即将到来的NANOGrav 15年数据集的悲观预测,因为它不包括潜在改进的定时解决方案和新添加的卫星的影响。
2022-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the sky localization and early warning capabilities of third generation gravitational wave detectors in three-detector network configurations
这项工作描述了第三代引力波探测器网络的天空定位和预警性能,这些探测器网络由在北美、欧洲和澳大利亚的站点中具有爱因斯坦望远镜或宇宙探测器配置的探测器的不同组合组成。使用Fisher矩阵方法,其中包括地球自转的影响,我们估计的天空定位不确定性的$1.4\text{M}\odot$ - $1.4\text{M}\odot$二进制中子星合并的距离$40\text{Mpc}$,$200\text{Mpc}$,$400\text{Mpc}$,$800\text{Mpc}$,$1600\text{Mpc}$,和一个假设的天体物理人口的红移为2,以表征其性能的二进制中子星观测。我们发现,在$200\text{Mpc}$和一个网络组成的爱因斯坦望远镜,宇宙探测器和一个额外的爱因斯坦望远镜在澳大利亚(2 ET 1CE),最好的本地化90%的信号的90%可信区域的大小的上限是$0.25\text{deg}^2$的中子星合并。对于模拟的天体物理分布,这个上限是$91.79\text{deg}^2$。如果将澳大利亚的类爱因斯坦望远镜探测器替换为类宇宙探测器(1 ET 2CE),对于$200\text{Mpc}$情况,上限为$0.18\text{deg}^2$,而对于天体物理分布,上限为$56.77\text{deg}^2$。我们注意到,1 ET 2CE网络可以比2 ET 1CE网络多检测7.2%的模拟天体物…
2021-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Exploring waveforms with non-GR deviations for extreme mass-ratio inspirals
本文采用改进的变形Kerr几何研究极端质量比旋近系统,计算了非广义相对论偏差参数对轨道和相位动力学的影响,并评估了LISA探测这些偏差的可行性与约束。
2024-09-25 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exploring Temperature Influences on Gravitational Wave Production in Binary White Dwarfs
本研究探究温度对双白矮星并合引力波的影响,计算了热白矮星的潮汐参数与引力波特征,发现低质量高温星引力波发射弱、大质量星引力波更强且频率特性适配LISA初期探测能力。
2025-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Taiji Data Challenge for Exploring Gravitational Wave Universe
本文介绍面向2030年代天基引力波任务太极的首个数据挑战赛,提出更真实的数据生成、探测器响应、轨道、TDI及波形方案,并以玩具数据集验证参数估计流程。
2023-08-16 gr-qc
Exploring black hole superkicks
最近对黑洞双星合并中反冲速度的计算发现,对于轨道平面上具有反对齐初始自旋的等质量双星,反冲速度为$\approx2500 $ km/s。一般来说,旋转黑洞的动力学非常复杂,很难分析和理解。相比之下,“超级踢”配置是一个高度对称的例子,也展示了令人兴奋的物理学。我们利用这个"测试案例“的简单性来更密切地研究自旋在黑洞反冲中的作用,并发现:反冲与$Ψ_4$的$(l = 2, m = \pm 2)$模式之间的差异成正比,对反冲的主要贡献发生在合并前后的$30M$内,并且这是在标准后牛顿处理失效的时间之后。我们还讨论了$(l = 2, m = \pm 2)$的不对称性的后果,在引力波信号的SNR的角度依赖性和不匹配的引力波信号对应的北极和南极。
2007-07-02 gr-qc
Exploring physical properties of minimally deformed strange star model and constraints on maximum mass limit in $f(\mathcal{Q})$ gravity
在这项工作中,我们采取我们的线索,从观测的引力波的GW 190814事件,这表明,源的信号可以归因于一个紧凑的二元合并的一个22.2至24.3 $ M_{\odot}$黑洞和一个紧凑的对象赋予的质量为2.50至2.67 $M_{\odot}$。在当前的论述中,我们关注的是合并对的低质量分量的建模。我们利用$f(\mathcal{Q})$重力与最小几何变形(MGD)技术,以获得紧凑的恒星物体的质量与GW 190814事件。开始与托尔曼IV的度量函数之一,连同麻省理工学院袋模型状态方程,我们能够减少问题的充分描述的种子解决方案的引力行为的正交。通过MGD技术,我们通过变形引力势的径向部分来引入各向异性。这使我们能够获得两类新的解决方案,这取决于度量参数,$\cal Q$和变形常数,$β$。我们表明,这两个参数起着至关重要的作用,在确定我们的模型的行为和稳定性。特别是,我们表明,度量参数和变形常数之间的相互作用导致预测的质量的祖关节作为次要组成部分的GW190814。
2022-07-02 gr-qc
Exploring the astrophysical origins of binary black holes using normalising flows
本文利用归一化流高效模拟五种双黑洞族群合成模型,并结合引力波观测约束不同形成渠道的分支比与双星演化物理过程。
2025-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Mexican Burrowing Toads as gravitational wave detectors
Institut für Astrophysik und Geophysik, University of Göttingen(哥廷根大学天体物理与地球物理研究所);Institut für Materialphysik, University of Göttingen(哥廷根大学物质物理研究所)
研究提出墨西哥潜穴蟾的叫声与引力波信号相似,推测其神经系统中磁性物质可能通过拉曼激光机制放大信号,用于引力波探测。
2026-03-31 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci gr-qc