Light propagation in the gravitational field of N arbitrarily moving bodies in 1PN approximation for high-precision astrometry
在第一后牛顿近似下,确定了N个任意运动的扩展体在引力场中的光轨迹。根据参考系理论,这些大质量天体的引力场可以用它们的内禀多极子来表示,从而可以考虑这些天体的任意形状和内部结构。这项调查的结果的目的是在太阳系中的光传播的一致的广义相对论理论的高精度天体测量在亚微弧秒的精度水平。
2017-07-24 astro-ph.IM gr-qc
Relativistic Reference Frames for Astrometry and Navigation in the Solar System
天体物理空间任务提供了关于我们的宇宙,我们的银河系的恒星动力学和太阳系天体运动的宝贵信息。天体测量太空任务SIM和Gaia将以微弧秒的精度确定与恒星和宇宙物体的距离以及它们的物理特征和在天球上的位置。这些和其他致力于探索太阳系的太空任务对于广义相对论的实验测试是非常宝贵的。空间和地面天文观测的精度不断提高,要求相应地发展参考系的相对论理论、天体的运动以及光/无线电信号从光源/无线电到观测者的传播。这样的理论必须以爱因斯坦的广义相对论为基础,并解释太阳系内外的各种相对论效应。我们描述了国际天文学联合会在2000年通过的相对论框架的层次结构,并通过将IAU 2000参考系在太阳系中与宇宙学的弗里德曼-罗伯逊-沃克参考系和参数化后牛顿形式主义中使用的框架相匹配,概述了其理论和实践扩展的方向。
2006-10-16 astro-ph gr-qc
A Practical Relativistic Model of Microarcsecond Astrometry in Space
本文介绍了一个实用的位置观测相对论约化模型,其精度为1 \muas,这是未来空间天体测量任务所期望达到的。所有的相对论效应所造成的引力场的太阳系,这是有实际意义的这个精度水平进行了彻底的计算和讨论。该模型包括观测者运动的相对论性模型、相对论性像差和引力光偏转的相对论性模型以及适合于1 \muas精度的视差和自行的相对论性处理。该模型是制定为远程源(恒星,类星体等)和太阳系天体(小行星等)。所建议的模型是在参数化后牛顿形式主义的框架内制定的参数$β$和$γ$。然而,对于广义相对论($β=γ=1$),该模型完全符合国际天文学联合会关于天体力学、天体测量学和计量学中相对论的决议(2000年)。该模型以适合于在用于数据处理或模拟的软件系统中实现的形式呈现。应适用于该模型,以达到0.1 \muas的准确度的变化进行审查。还简要讨论了太阳系外产生的附加引力场所引起的潜在重要的相对论效应。
2002-11-18 astro-ph gr-qc
Deep-space laser-ranging missions ASTROD (Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices) and ASTROD I for astrodynamics and astrometry
深空激光测距将是测试相对论引力和以前所未有的精度绘制太阳系的理想方法。ASTROD(使用光学装置进行相对论天体动力学空间测试)和ASTROD I就是这样的飞行任务。ASTROD I是一个单航天器飞行任务;它是ASTROD与3个航天器的第一步。在这次演讲中,在简要回顾了ASTROD和ASTROD I之后,我们集中讨论了太阳天体动力学的精度,以及对天体测量和参考系转换的影响。从这些飞行任务中获得的精确行星星历以及第二次后牛顿相对论引力试验将成为今后精确天体测量观测的基础。相对论框架从这些考虑进行了讨论。
2007-10-30 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Observing dark matter clumps and asteroid-mass primordial black holes in the solar system with gravimeters and GNSS networks
本研究探讨利用重力仪和GNSS网络观测太阳系内暗物质团块及小行星质量原初黑洞的引力效应,为未来基于28年数据的统计分析奠定基础,旨在获得首个地面尺度直接观测约束。
2023-12-22 astro-ph.CO astro-ph.EP gr-qc
Dark Photon Dark Matter and Low-Frequency Gravitational Wave Detection with Gaia-like Astrometry
本研究针对天体测量巡天在低频段探测能力下降的问题,提出线性背景扣除方案,相比传统二次扣除在低于6×10⁻⁹Hz频段更具优势,可将类盖亚实验对暗光子暗物质和低频引力波的排除限提升一个数量级以上。
2024-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Sub-Microarcsecond Astrometry and New Horizons in Relativistic Gravitational Physics
达到亚微弧秒光学分辨率的极限将彻底改变基础天体测量学,将其与相对论引力物理学相结合。超过亚微弧秒的临界值,人们将在天空中遇到一系列新的物理现象,这些现象是由来自早期宇宙和/或不同的局部天文源的原始引力波、时空拓扑缺陷、移动的引力透镜、太阳系和双星的引力场的时间变化以及许多其他因素引起的。对这些还无法探测到的亚微弧秒现象的充分物理解释不能在“标准”后牛顿方法(PNA)的基础上实现,该方法仅适用于具有随时间变化的引力场的天体的近区。我们描述了一种新的,后闵可夫斯基相对论的方法建模天体测量观测具有亚微弧秒精度,并简要讨论了引力波和其他现象所造成的光传播效应与时间相关的引力场。的PNA在相对论空间天体测量的适用范围明确概述。
2000-04-19 gr-qc
Light deflection in the gravitational field of a solar system body with finite distance of source and observer for sub-micro-arcsecond astrometry
Institute of Planetary Geodesy - Lohrmann Observatory, Technical University of Dresden(德累斯顿工业大学行星大地测量研究所-洛尔曼天文台)
该研究针对源与观测者距太阳系天体有限距离的情况,在1PN和1.5PN近似下推导光线偏转的简化表达式,可用于亚微角秒精度的天体测量。
2026-10-06 gr-qc
Light propagation in 2PN approximation in the monopole and quadrupole field of a body at rest: The basic transformations
为满足亚微角秒天体测量需求,研究完善太阳系光传播后牛顿二阶理论,求解边值问题,通过基本变换确定观测者处光轨迹单位切向量,给出巨行星光偏转数值,并说明其在Gaia任务所用GREM模型中的实现方式。
2025-10-06 gr-qc
Astrometric tests of General Relativity in the Solar System: mathematical and computational scenarios
我们回顾了可用于相对论天体测量的数学模型,讨论了不同的方法及其在现代空间实验(如盖亚和GAME)背景下的准确性,我们展示了这些模型如何应用于现实世界,以及从数学和数值角度来看它们的后果,特别是盖亚的情况,其发射将于今年年底前完成。
2013-12-11 astro-ph.IM gr-qc
Gravitation Astrometric Measurement Experiment
引力天体测量实验(GAME)是一个基于天文技术(天体测量和日冕测量)的任务概念,用于基础物理测量,即扩展广义相对论的引力理论参数化后牛顿公式的γ和β参数。科学案例还涉及宇宙学、太阳系外行星、太阳系天体和基本恒星参数。任务的概念进行了说明,包括测量方法和仪器设计。
2012-03-26 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Wave Detection with Relative Astrometry using Roman's Galactic Bulge Time Domain Survey
本文提出利用 Roman 银河系核球时域巡天(RGBTDS)的高精度相对天体测量填补微赫兹引力波探测空白,揭示了其对超大质量黑洞双星的观测潜力及增强引力波背景信号灵敏度的可能性。
2023-06-26 astro-ph.GA gr-qc
Search for gravitational waves from the coalescence of sub-solar mass binaries in the first half of Advanced LIGO and Virgo's third observing run
我们提出了一个搜索的引力波从合并的太阳质量黑洞双星使用的数据从上半年的先进LIGO和处女座的第三次观测运行。观测到太阳质量以下的黑洞合并可能是原始起源的一个迹象;原始黑洞可能有助于暗物质的分布。我们寻找黑洞合并的主要质量是$0.1-7 M_{\odot}$和次级质量是$0.1-1 M_{\odot}$。各种各样的模型预测生产和合并的二进制包含原始黑洞,一些涉及动态组装,这可能会允许剩余偏心率进行观察。对于分量质量$>0.5 M_{\odot}$,我们还搜索偏心轨道中的源,在10 Hz的参考引力波频率下测量,直到$e_{10}\sim 0.3$。我们没有找到令人信服的候选者,并对原始黑洞合并的速率设定了新的上限。0.5-0.5(1.0-1.0)~ $M_{\odot}$来源的合并率为$<7100~(1200)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。我们的限制比以前的分析限制多$\sim3-4$倍。最后,我们展示了我们的限制可以用来约束任意模型的原始黑洞质量分布和合并率。
2021-09-04 astro-ph.HE gr-qc
First-order Phase Transition interpretation of PTA signal produces solar-mass Black Holes
通过对脉冲星计时数据的贝叶斯分析,发现随机引力波背景可由QCD温度附近的一阶相变解释,并导致太阳质量原初黑洞的大量产生,可被多种探测器观测。
2023-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Search for Sub-Solar Mass Binaries in the First Part of LIGO's Fourth Observing Run
Syracuse University(雪城大学)
利用LIGO O4a数据,首次搜索亚太阳质量双星,设定了黑洞并合率上限及中子星潮汐变形性约束,改进了暗物质分数限制。
2026-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Search for Sub-Solar Mass Binaries in the First and Second Part of LIGO's Fourth Observing Run O4a-O4b
Syracuse University(雪城大学)
本研究利用LIGO O4a-O4b数据开展亚太阳质量双星搜索,未发现显著候选体,给出并合率上限与暗物质分数约束,相关约束较此前研究有提升。
2026-10-15 astro-ph.HE gr-qc