Measuring Parity Asymmetry of Gravitational Wave Backgrounds with a Heliocentric Detector Network in the mHz Band
我们讨论了探测各向同性引力波背景的相关分析,约1兆赫,针对宇称奇,偶偏振模式。尽管由于相消,空间干涉仪LISA无法单独探测这两种模式,但由于其他空间探测器(如太极)的强劲发展,前景正在发生巨大变化。事实上,日心干涉仪网络具有更好的几何对称性(由偏离太阳中心的虚拟球体照明)。通过利用数据流的内部对称性,我们可以在相关分析中最佳地分解奇偶校验模式。通过同时使用LISA和太极10年,我们对这两种模式的灵敏度可以达到$\sim 10^{-12}$的归一化能量密度。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the anisotropies in astrophysical and cosmological gravitational-wave backgrounds with Taiji and LISA networks
本文评估 Taiji 与 LISA 空间探测器网络对随机引力波背景各向异性角功率谱的测量能力,显示其精度最高可提升十四个数量级,并分析宇宙方差与运动学偶极矩探测前景。
2024-09-13 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the maximally allowed polarization states of the isotropic stochastic gravitational wave background with the ground-based detectors
本文研究了第二代探测器网络对各向同性引力波背景的极化测量,发现重叠约化函数间的新关系会阻碍低频区的代数分解,并指出加入 LIGO-India 可显著提升对奇谱分量的网络灵敏度。
2023-01-04 astro-ph.CO gr-qc
An improved method for the identification of galaxy systems: Measuring the gravitational redshift by Dark Matter Haloes
介绍了一种基于晕模型的星系系统识别方法。该方法是由Yang等人(2005)开发的K-means识别算法的修改版本。我们已经校准和测试我们的算法使用模拟目录使用千年模拟(Springel等。2005年),并将其应用到NYU-DR 7星系目录(基于SDSS数据集)。利用这些星系群和星系团的局部样本,我们测量了它们的宿主暗物质晕产生的引力红移效应。我们的研究结果表明,径向速度的衰减与广义相对论的预测和Wojtak等人(2011)在星系团中的测量结果一致。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the gravitational field in General Relativity: From deviation equations and the gravitational compass to relativistic clock gradiometry
如何测量引力场?我们给出明确的答案,这个基本问题,并显示如何所有组件的曲率张量,这代表了引力场在爱因斯坦的广义相对论,可以通过两种不同的方法得到。第一种方法依赖于测量一组适当准备的测试体相对于观察者的加速度。第二种方法利用一组适当准备的时钟。这里讨论的方法形成相对论(时钟)梯度测量的基础,并在大地测量中的应用直接业务相关。
2018-11-21 gr-qc
Measuring Newton's Gravitational Constant With a Gravitational Oscillator
牛顿的引力常量G决定了牛顿理论和爱因斯坦广义相对论中引力相互作用的强度,它是所有基本常数中最不为人所知的。鉴于其重要性,并与最近的实验测量之间的差异,一个新的方法建议。它是基于一个没有任何非引力回复力的纯引力振子。建议的技术是基于振荡周期的测试质量振荡通过一个孔钻在一个固体球在自由空间,或等效地,在轨道上。振荡周期仅取决于固体球的密度,从而提供了一种不同于地面方法的具有系统误差的G.与标准牛顿引力的偏差以及引力质量和惯性质量的相等性也可以被搜索。
2014-05-20 gr-qc
Why the interpretation of "Measuring propagation speed of Coulomb fields" stands
在我们的原始论文[1](arXiv:1211.2913)中报道的实验结果在参考文献[1]中受到了批评。[2](arXiv:1606.00710)。我们相信参考文献[2]中的论点是不正确的,我们给出了证据。
2016-11-18 gr-qc
Measuring a cosmological distance-redshift relationship using only gravitational wave observations of binary neutron star coalescences
从双星中子星合并的螺旋相探测引力波将使我们能够测量这种系统中潮汐耦合的影响。这些效应将可以使用第三代引力波探测器来测量,例如爱因斯坦望远镜,它将能够探测到红移z=4的螺旋状双中子星系统。潮汐效应对引力波信号的相位演化提供了额外的贡献,该信号打破了系统的质量参数和红移之间的简并性,从而允许同时测量单个源的有效距离和红移。利用为爱因斯坦望远镜预测的O(10^3-10^7)可探测双星中子星系统,可以独立于宇宙学距离阶梯和电磁观测来探测光度距离-红移关系。我们提出了一个Fisher信息分析的波形假设的子集可能的中子星状态方程的结果。我们的结论是,对于我们的范围内的代表性中子星状态方程的红移可以确定的精度为8-40%,对于1<z<4。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Experimental feasibility of measuring the gravitational redshift of light using dispersion in optical fibers
本文描述了一类新的实验,利用光纤中的色散将光的引力频移转换为可测量的相移或时间延迟。两个概念模型进行了探讨。在第一个模型中,长的反向传播脉冲被用于垂直光纤Sagnac干涉仪。第二个模型使用垂直分离的光纤存储环中的光孤子。我们讨论了使用这样的仪器对光的引力频移进行高精度测量的可行性。
2000-12-21 gr-qc
Gravitational wave speed: Implications for models without a mass scale
引力波传播速度与光速相等的最新报道对许多修正引力模型的各向异性应力参数提出了严格的限制,而应力参数是通过大尺度结构直接观测到的。我们在这里表明,没有质量尺度的模型完全摆脱了这些约束。我们详细讨论了几个相关的情况下:布朗-迪克理论,非局部模型,和伽利略拉格朗日。
2018-01-20 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the circular polarization of gravitational waves with pulsar timing arrays
本文研究利用脉冲星计时阵列通过各向异性测量随机引力波背景圆偏振的可行性,分别对天体物理和宇宙学场景进行建模,发现天体物理信号可在近期数据集内探测,而宇宙学信号需依赖SKA型实验。
2024-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the speed of light with cosmological observations: current constraints and forecasts
该研究利用当前宇宙学观测与未来模拟数据,通过高斯过程重建提升光速测量精度,验证其与本地测量的一致性,为基本物理常数的宇宙学测量提供更精确方法。
2024-10-23 astro-ph.CO gr-qc
A general class of gravitational theories as alternatives to dark matter where the speed of gravity always equals the speed of light
在星系和宇宙学的体系中,已经提出了许多引力理论来代替暗物质。最近对两颗中子星合并产生的引力波(GW 170817)和电磁波(GW 170817 a)的观测,对引力速度与光速的差异提出了严格的限制,严重限制了这种理论的唯象可行性。我们重新审视了这些观测结果对相对论修正牛顿动力学(MOND)的张量-矢量-标量(TeVeS)范式的影响,并证明了这种范式中存在一个以前未知的类,其中重力的速度总是等于光速。我们表明,这在不改变星系中通常的(双度量)MOND现象的情况下成立。
2019-05-23 astro-ph.CO gr-qc
Measuring Spin of the Remnant Black Hole from Maximum Amplitude
两个黑洞合并时发出的引力波携带着残余黑洞的信息,即它的质量和自旋。这些信息通常是在黑洞稳定到最终状态时从衰荡辐射中发现的。我们发现在引力波应变的峰值振幅处,残余黑洞的自旋是已知的。利用这一知识,我们提出了一种新的方法来测量的最终自旋是模板无关的,只使用啁啾质量,瞬时频率的应变及其导数在最大振幅,所有模板无关。
2019-09-06 astro-ph.CO gr-qc
Analysis of the circular track experiment measuring the one-way speed of light
所有试图直接验证光速不变性的实验都是基于双向速度测量。单向速度测量中的挑战,空间上分离的同步时钟的要求,可以通过测量光在一个封闭的路径上传播的速度来规避。最近报道了在第一个实验中,试图利用这个概念来测量单向光速的明显违反不变性原理。这个实验在这里重新分析。发现实验结果可以在相对论的框架内得到解释,而不需要违反不变性原理。
2013-03-19 gr-qc physics.class-ph
Measuring the speed of light with Baryon Acoustic Oscillations
在这封信中,我们描述了一种新的方法,使用重子声学振荡(BAO)导出的约束的可能变化的光速。该方法依赖于这样一个事实,即角直径距离$(D_{A})$最大值和哈勃函数$(H)$在相同的最大条件红移,其中包括光速$c$评估之间有一个简单的关系。我们注意到BAO探测器与实验室实验的密切类比:在这里,我们有$D_{A}$,它扮演着标准(宇宙学)标尺的角色,而$H^{-1}$,具有时间维度,作为(宇宙学)时钟。我们评估,如果当前或未来的任务,如欧几里得可以足够敏感,以检测任何变化的$c$。
2014-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measuring the spectrum of primordial gravitational waves with CMB, PTA and Laser Interferometers
我们调查的可能性测量的原始引力波(GW)信号在21个十年的频率,使用宇宙微波背景(CMB),脉冲星定时阵列(PTA),激光和原子干涉仪。对于CMB和PTA实验,我们分别考虑LiteBIRD任务和平方公里阵列(SKA)。对于干涉仪,我们考虑空间任务建议,包括激光干涉仪空间天线(LISA),大爆炸观测器(BBO),分赫兹干涉仪引力波天文台(DECIGO),$μ$战神实验,分赫兹天文台(DO)和暗物质和重力探索空间原子实验(AEDGE),以及地基爱因斯坦望远镜(ET)建议。我们实现所需的数学计算灵敏度的CMB和干涉仪,并从第一原理推导出后者的响应函数。我们还评估了每个实验中天体物理前景污染的影响。我们提出了两类有代表性的原始GW随机背景模型的能量密度参数$Ω_{GW}h^2$的分箱灵敏度曲线和误差条,作为频率的函数:来自单场慢卷暴胀的度量中的量子真空涨落,以及来自旁观者轴子SU(2)暴胀模型的源诱导张量扰动。我们发现良好的前景,联合测量的GW频谱的CMB和星载干涉仪的任务建议。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Hubble Constant Using Strongly Lensed Gravitational Wave Signals
本文提出利用强透镜引力波信号测量哈勃常数的新方法,通过波形重参数化并结合透镜红移信息,在无电磁对应体情况下仍可约束 $H_0$,对天琴探测器单事件相对误差可达约0.3–2%。
2023-08-08 astro-ph.CO gr-qc
A Technique for Directly Measuring the Gravitational Acceleration of Antihydrogen
反物质的引力从未被直接测量过。本文提出了一种通过测量中性反氢原子束在地球引力场中的偏转来测量反物质$(\bar g)$加速度的方法。虽然可以使用光束的简单位置测量,但是可以使用透射干涉仪进行更有效的测量。从大约100,000个原子的束流中测量1%的$\bar g$应该是可能的,最终的准确度主要取决于可以产生的反氢原子的数量。本文提出了一种产生适合本实验的反氢束的方法。
1994-12-30 gr-qc hep-ex
On constraining the speed of gravitational waves following GW150914
我们指出,在汉福德和利文斯顿LIGO站点从引力波事件GW 150914的信号的检测之间观察到的时间延迟放置在引力波,$c_{gw}\lesssim 1.7$在光速的单位的传播速度的上限。结合从宇宙射线的引力切伦科夫损失的情况下,排除了大部分的亚光速的下限,这给出了一个模型无关的双边约束$1\lesssim c_{gw}\lesssim 1.7$。我们将这一结果与来自脉冲星计时和宇宙学的模型特定约束进行了比较。
2016-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Scalar-induced gravitational wave interpretation of PTA data: the role of scalar fluctuation propagation speed
针对PTA观测到的nHz引力波背景与原初黑洞过产之间的矛盾,本文提出以高传播速度、辐射物态的正则标量场主导宇宙来调和二者,并给出未来探测器检验途径。
2023-07-17 astro-ph.CO gr-qc
Comments on "Measuring the Gravity Speed by VLBI"
爱因斯坦引力与额外维度或替代引力理论可能表明,引力传播速度可以不同于光速。这种差异可能在原始宇宙中起着至关重要的作用。最近,Kopeikin和Fomalont声称VLBI首次测量了重力速度。然而,正如我在观测之前所表明的那样,测量与重力速度无关。我们的结论似乎已经通过仔细地重新检查最近的论文而得到了很好的证实。
2003-08-20 astro-ph gr-qc
Speed Meter As a Quantum Nondemolition Measuring Device for Force
量子噪声是先进LIGO的一个重要问题。虽然原则上可以超越标准量子极限(SQL),但还没有找到实用的方法。本文讨论了速度计中的量子噪声。在这种情况下,提出的克服SQL的方案可能比基于测试质量的监测位置的方法更实用。
1996-03-26 gr-qc quant-ph
Limits on the anomalous speed of gravitational waves from binary pulsars
作为暗能量模型的一大类修正引力理论预测引力波的传播速度可能与光速不同。光子和引力子传播速度的差异对双星系统发射引力波有影响。因此,我们重新讨论了双星系统在任意引力波传播速度下的四极辐射,并得到了相应的周期衰减公式。然后利用Hulse-Taylor双星脉冲星的计时数据,得到了引力波的速度只能与光速相差百分之一的结论。这个界限对暗能量模型施加了严格的限制,暗能量模型的特点是引力波的传播速度异常。
2017-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A new proposal for measuring the Lense-Thirring effect with a pair of supplementary satellites in the gravitational field of the Earth
本文进一步分析了在地球引力场中利用一对相同的测地卫星测量Lense-Thirring效应的概念。事实证明,不仅节点的总和,正如已经为LAGEOS-LARES任务提出的那样,而且近地点的差异也可以被有效地采用。
2002-12-13 astro-ph gr-qc physics.space-ph
A micromechanical proof-of-principle experiment for measuring the gravitational force of milligram masses
本文解决了一个简单的问题:如何小可以使一个引力源质量,仍然检测到它的引力耦合到附近的测试质量?我们描述了一个实验方案的基础上,微机械传感观察重力之间的毫克级源质量,从而提高目前最小的源质量值的三个数量级,甚至可能更多。我们还讨论了这种测量的影响,提高精度测量牛顿常数和新一代的实验在量子物理和重力之间的接口。
2016-04-14 gr-qc physics.ins-det
Measuring Speed of Gravitational Waves by Observations of Photons and Neutrinos from Compact Binary Mergers and Supernovae
引力波的探测为我们提供了一个在强引力和动力学体系中检验广义相对论的机会。测试之一是检查GW是否以光速传播。这个测试是至关重要的,因为GW的速度从来没有被直接测量过。由于引力、引力子质量以及额外维度和量子引力效应等非平凡时空结构的改变,GW的传播速度可能偏离光速。在这里,我们报告了一个简单的方法来测量GW的传播速度直接比较之间的到达时间引力波,从超新星中微子或短伽马射线暴的光子。结果表明,未来对GW、中微子和光子的多信使观测可以将GW传播速度的测量精度提高到~10^{-16},比以前的建议提高了8-10个数量级。我们还提出了一种新的方法,区分真正的信号,由于GW的传播速度从光速和固有的时间延迟的发射源的偏离通过看红移的依赖性。
2014-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thanks for the memory: measuring gravitational-wave memory in the first LIGO/Virgo gravitational-wave transient catalog
引力波记忆是广义相对论的一种强场效应,表现为时空中的永久位移。我们开发了一个贝叶斯框架来检测引力波记忆与先进的LIGO/Virgo探测器网络。我们将此算法应用于LIGO/Virgo的第一个瞬态引力波目录中的10个二元黑洞合并。我们没有发现记忆的证据,这与预期一致。为了估计何时会检测到内存,我们使用目前最好的人口估计构建一个现实的样本的二元黑洞观测LIGO/处女座在设计灵敏度。我们表明,$\mathcal{O}(2000)$二元黑洞观测的合奏可以用来找到明确的证据引力波记忆。我们的结论是,记忆很可能是在早期A+/处女座+时代检测到的。
2019-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Gauge dependence of effective gravitational field.II. Point-like measuring device
测量过程中的作用,解决规范的有效引力位的模糊性进行了重新审查。研究了经典点粒子在任意线源场中的运动以及在另一点粒子场中的运动。结果表明,在这两种情况下,从测试粒子的单圈有效作用量读出的引力场的值取决于费曼加权参数。所发现的依赖性是必不可少的,因为它在引力势的表达式中仍然存在。这一结果否定了经典点粒子有效运动方程与规范无关的一般猜想。
2003-06-24 gr-qc hep-th
Measuring Cosmological Redshift Using Gravitational Waves from Compact Binaries with Mass Transfer
利用DECIGO测量含质量转移的致密双星红移,通过Fisher矩阵分析质量转移对引力波相位的影响,实现红移精度达10%
2025-11-27 gr-qc
Measuring the dark matter environments of black hole binaries with gravitational waves
在天体物理和原始起源的黑洞周围,当它们形成和成长时,会形成大的暗物质超密度。这种“黑暗的衣服”不可避免地会影响双星系统的动力学演化,并导致引力波形的失相,这可以用未来的干涉仪来探测。在本文中,我们介绍了一个新的分析模型,以快速计算引力波形的存在下,一个不断变化的暗物质分布。然后,我们提出了一个贝叶斯分析,确定何时可以区分打扮黑洞二进制从GR-在真空中的,以及如何以及他们的参数可以测量,以及如何接近他们必须是可检测的计划激光干涉仪空间天线(LISA)。我们表明,LISA可以明确区分黑暗的衣服从标准的二进制和表征周围的天体物理和原始黑洞的模型参数范围广泛的暗物质环境。我们的方法可以推广到评估的前景检测,分类和表征其他环境效应的引力波物理。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the polarization content of gravitational waves with strongly lensed binary black hole mergers
其他引力理论预测引力波最多有六种不同的偏振模式。引力波的强引力透镜效应使我们能够通过有效地增加来自同一天体物理源的观测次数来探测这些信号的偏振内容。由于多个观察到的透镜化图像与地球的旋转相结合而导致的透镜化时间延迟允许相对于源位置来定义有效的非共置干涉仪,并且因此利用更多的观察来探测替代偏振振幅。为了测量这些振幅,我们联合适合的图像观测到一个单一的引力波信号模型,考虑到图像放大率,时间延迟,和偏振模式振幅。我们表明,对于某些系统,我们可以进行测量的相对模式振幅透镜事件与两个可检测的图像。
2022-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the propagation speed of gravitational waves with LISA
引力波$c_T$的传播速度在$c_T$与频率无关的假设下,受到中子星合并GW170817及其电磁对应物的严格约束.从有效场论和量子引力的参数,我们讨论的可能性,广义相对论的修改允许瞬态偏差的$c_T$从光速在频率远低于目前的地面探测器的频带。我们激发了两个代表性的Ansätze为$c_T(f)$,并研究其对引力波形的大质量黑洞二进制合并的LISA任务可检测的影响。我们预测的限制$c_T(f)$可从个别系统和人口的来源,从两个螺旋和一个完整的螺旋合并振铃波形。我们表明,LISA将使我们能够把严格的独立的界限偏离广义相对论在未经探索的低频制度,即使在没有电磁对应。
2022-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measuring stochastic gravitational-wave energy beyond general relativity
超越广义相对论(GR)的引力理论可以改变引力波的性质:它们的偏振、色散、速度,以及重要的能量含量都严重依赖于理论。所有这些修正都可以通过测量随机引力波背景来探测.然而,大多数现有的处理这一背景下超越GR忽视修改的能量所携带的引力波,或依赖于GR假设是无效的,在其他理论。这可能会导致探测器输出的可观测互相关和引力波能量密度之间的误译,从而导致理论上推导观测约束时的错误。在这篇文章中,我们列出了一个通用的形式主义随机引力波搜索,适用于一个大家庭的理论以外的GR。我们明确指出(往往是默许)的假设,进入这些搜索,评估其通用的适用性,或缺乏。有问题的假设的例子是:线性偏振振幅的统计独立性;哪些偏振满足均分;以及哪些偏振具有明确定义的相速度。我们还展示了如何正确地推断的随机能量密度在任何给定的理论的背景下的值。我们证明了一些传统的假设打破了具体的理论:陈-西蒙斯引力,标量张量理论,和Fierz-Pauli大质量引力。在每一个理论中,我们展示了如何正确地包括超越GR校正,以及如何解释观测结果。
2018-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Hubble Constant with Double Gravitational Wave Sources in Pulsar Timing
脉冲星计时阵列(PTA)正在寻找来自超大质量黑洞双星(SMBHB)的引力波。在这里,我们展示了未来的PTA如何使用来自单独分辨的SMBHB源的引力波探测来产生纯粹基于引力波的哈勃常数测量。这是通过测量两个独立的距离,从引力波信号在定时残差相同的源:通过频率演化效应的亮度距离$D_L$,和视差距离$D_\mathrm{par}$通过波前曲率(菲涅耳)的影响。我们提出了一个广义的时间残差模型,包括在膨胀的宇宙中的这些影响。这两个距离,$D_\mathrm{par}$是具有挑战性的测量,由于脉冲星距离包裹的问题,在地球脉冲星距离和引力波源参数,需要高度精确,亚秒差距水平,脉冲星距离测量,以克服退化。然而,在本文中,我们证明,结合知识的两个SMBHB源的定时残差在很大程度上消除了包装周期退化。两个源通过识别到双星的距离同时校准PTA,这本身是有用的,并且允许恢复源光度和视差距离,这导致哈勃常数的测量。我们发现,在平方公里阵列的时代,乐观的PTA,两个SMBHB源在几百Mpc可以用来测量哈勃常数的相对不确定性的顺序为10%。
2022-10-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On the possibility of measuring relativistic gravitational effects with a LAGEOS-LAGEOS II-OPTIS-mission
在本文中,我们希望初步调查是否有可能使用的轨道数据,从拟议的OPTIS任务与现有的测地被动SLR LAGEOS和LAGEOS II卫星,以执行精确测量的一些广义相对论重力电磁效应,特别是强调的Lense-Thirring效应。
2004-02-05 astro-ph gr-qc
Measuring neutron-star properties via gravitational waves from binary mergers
通过大量对称中子星(NS)的并合模拟,我们证明了并合后引力波(GW)发射的频率峰值与核物质状态方程(EoS)的物理性质(如最大质量的Tolman-Oppenheimer-Eohoff组态的半径)之间存在紧密的相关性.因此,合并后GW信号的峰值频率的单个测量将显著地约束NS EoS。对于合理乐观的合并率估计,Advanced LIGO的相应检测可能会在大约一年的操作时间内发生。
2011-11-23 astro-ph.SR gr-qc
Measuring the primordial gravitational-wave background in the presence of astrophysical foregrounds
原始的引力波被期望创造一个随机的背景编码信息的早期宇宙,可能无法通过其他方式访问。然而,原始的背景是模糊的天体物理前景组成的引力波从紧凑的双星。我们展示了一个贝叶斯方法估计的原始背景中存在的天体物理前景。由于背景和前景信号参数是同时估计的,因此没有减法步骤,因此我们避免了原始测量的天体物理污染,有时被称为“残差”。此外,由于我们在模型中包含了天体物理前景的非高斯性,因此该方法代表了同时检测多分量随机背景的统计最佳方法。
2020-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves at their own gravitational speed
引力波在广义相对论中以光速传播,这是由于它的狭义相对论基础。然而,光的传播与电磁现象有关,介电常数和磁导率常数是决定因素。引力几何理论中的波以电磁常数决定的速度传播,是否有更深层次的原因?引力常数和引力波的速度之间的关系是什么?我们试图回答这些基本问题的努力,把我们带到了宇宙的深处。
2018-11-12 gr-qc
Measuring black-hole parameters and testing general relativity using gravitational-wave data from space-based interferometers
激光干涉仪空间天线(LISA)预期的引力波来源之一是银河系中心的大质量黑洞捕获太阳质量的致密恒星。我们为这种捕获构造了一个简单的模型,在这个模型中,致密的恒星在大质量黑洞的赤道平面上的圆形轨道上自由运动。我们考虑的引力波发射在轨道演化的后期阶段,轨道质量到达最里面的稳定的圆形轨道之前不久。我们构造了一个简单的模型的引力波信号,其中的相位波起着主导作用。信号的行为取决于许多参数,包括$μ$,轨道恒星的质量,$M$,中心黑洞的质量,以及黑洞的角动量$J$。我们计算,使用我们的简化模型,并在大的信噪比的限制,这些量可以估计在引力波测量的准确性。我们的简化模型也提供了一种方法,可以用实验来检验广义相对论的强场预言。
1996-06-12 gr-qc
The role of the quantum properties of gravitational radiation in the dete ction of gravitational waves
分析了引力波的量子特性在引力辐射探测中的作用。它不仅证实了在目前的激光干涉探测器的实验装置的分辨率可以躺在非常远离相应的量子阈值(因此,测量设备上的引力波的反作用效果是可以忽略不计的),但它也建议,波的量子特性的考虑可能需要定义的色散的测量输出。这种色散不仅是测量装置灵敏度的函数,而且是相互作用时间(测量装置和引力辐射之间)和相应激光干涉仪臂长的函数。它将有一个最低限度,而采用目前的实验参数暗示,现有提案的离散度可能远远超出这一最低限度,这意味着它们将显示出非常大的离散度。
1998-07-10 gr-qc
A different interpretation of "Measuring propagation speed of Coulomb fields" by R. de Sangro, G. Finocchiaro, P. Patteri, M. Piccolo, G. Pizzella
我们主张,德桑格罗等人的反相对论声明,EUR. Phys. J. C 75,137(2015),运动电荷的库仑场与它刚性传播,事实上不能从该参考文献中报告的测量结果中推断出来。记录的不是库仑盘的通过,而是Lienard-Wiechert场的与加速度相关的部分。
2016-05-29 gr-qc hep-ph
Measuring gravitational force from Femto-gram source masses
引力是所有已知力中最弱的。从微米和纳米尺度的源质量测量重力是迈向低能量子引力测试的重要的第一步。此外,测量引力的质心间距是在亚毫米尺度扩展了实验上可实现的参数空间,用于牛顿引力的Yukawa样修正的测试和更高维度的测试,以解决基本力的层次问题。在这里,我们提出了一个实验,使用两个光学捕获粒子在真空条件下的质心间距是$10^2 nm$的顺序。在所提出的实验中,源质量是旋转的Janus纳米粒子,使得测试质量(传感器)经历周期性的引力势。使用现实的实验参数,获得的信噪比$\geq 1$的Janus粒子与半径$\geq 10^2 nm$和质量$\geq \text{10 } fg$。该实验扩展了汤川修正在$10^{2}nm $相互作用范围内对$\approx 10^{-5}$倍重力场引力的研究,为量子引力的低能检验打开了大门,并使对层次问题的额外维解的直接实验检验成为可能.
2023-03-02 gr-qc hep-ph
Efficient method for measuring the parameters encoded in a gravitational-wave signal
曾几何时,对引力波信号推断准确性的预测依赖于计算成本低廉但往往不准确的技术。最近,该方法已转移到实际的推理噪声信号与复杂的随机贝叶斯方法,在显着的计算成本为代价。在这里,我们认为,它往往是可能的,有两全其美:贝叶斯方法,结合先验信息,并正确地边缘化不感兴趣的参数,提供准确的后验概率分布函数,但在一个简单的网格上进行低计算成本,与廉价的预测技术。
2015-02-18 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Scattering of High Speed Particles in the Kerr Gravitational Field
本文计算了高速粒子以任意方向投射到克尔引力场中的偏转角。这是通过首先计算克尔引力场在任意方向上的类光增强,然后使用这个增强的引力场作为高速粒子所经历的引力场的近似来完成的。在克尔源的静止坐标系中,高速测试粒子所经历的偏转角度可以容易地被评估。
2004-10-27 gr-qc
Measuring gravitational-wave higher-order modes
研究了双黑洞并合过程中发射的引力波信号中高次谐波的可观测性。我们将每个模式分解成一个整体的振幅,依赖于系统的质量和自旋,以及一个依赖于方向的项,依赖于源的倾斜和极化。使用这种分解,我们调查的参数空间上的更高的模式的意义,并表明,$\ell = 3$,$m = 3$模式是最显着的地面干涉探测器的敏感带的大部分,与$\ell = 4$,$m = 4$具有显着的贡献,在高质量。我们介绍了更高的模式的信噪比(SNR),并表明,一个简单的阈值,这个SNR可以作为一个标准,观察高次谐波。最后,我们调查的二进制人口的可观测性,并观察到,高次谐波将仅在百分之几的二进制,通常是那些不平等的质量和观察接近边缘。
2020-07-08 gr-qc
Measuring Lorentz Violation in Weak Gravity Fields
在我们最近构造弯曲时空中一般Lorentz破坏有效场论的工作中,发现了许多新的Lorentz破坏线性化系数。新的系数可以通过弱重力场的实验来约束。在这项工作中,我们比较了不同的引力势实验,并研究了三种类型的引力相关实验:自由落体,引力干涉仪,和引力束缚态实验。首先,从这些实验中提取对洛伦兹破坏的新系数的约束。
2023-01-30 gr-qc hep-ph
On measuring the gravitational-wave background using Pulsar Timing Arrays
银河系毫秒射电望远镜的长期精确计时为测量长周期(月到年)天体物理引力波提供了巨大的希望。几个引力波观测计划,称为脉冲星定时阵列(PTA),正在世界各地进行。在这里,我们开发了一个贝叶斯算法测量随机引力波背景(GWB)的PTA数据。我们的算法有几个优点:(1)分析数据时不损失任何信息;(2)简单地消除已知函数形式的系统误差,包括脉冲星的二次自旋下降、年调制和设备变化引起的跳跃;(3)同时测量GWB谱的振幅和斜率,(4)能处理非均匀采样数据和脉冲星色噪声谱。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟的似然函数进行采样。我们广泛地测试我们的方法在模拟PTA数据集,并发现该算法具有显着的优势,目前提出的同行。我们展示了脉冲星定时噪声中的所有红噪声分量的特征的重要性,通过证明红色分量的存在会显着阻碍GWB的检测。最后,我们探讨的信噪比的实验持续时间,监测的脉冲星的数量和脉冲星定时噪声的大小的依赖关系。这些参数的研究将有助于制定观测策略的PTA实验。
2009-02-11 astro-ph gr-qc
Gravitational-wave constraints on the GWTC-2 events by measuring the tidal deformability and the spin-induced quadrupole moment
通过重新分析 GWTC-2 低质量并合事件,利用旋近阶段的潮汐形变率和自旋诱导四极矩提供与模型无关的约束,发现所有事件均符合广义相对论双黑洞波形,不支持奇异致密天体假设。
2025-04-02 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Reversed Gravitational Acceleration for High-speed Particles
对史瓦西几何中极高速粒子的自由落体运动的研究表明,当在史瓦西坐标中测量时,这种粒子的引力加速度是反向的。高速粒子径向向下运动时减速,向上运动时加速。这种异常行为的开始发生在光速局部值的1/Sqrt(3)倍的速度下。然而,引力始终保持吸引力。PACS编号:04.20。- q,04.20。Cv,01.65+g
2011-11-17 gr-qc
Comparing two models for measuring the neutron star equation of state from gravitational-wave signals
对中子星合并双星(如GW 170817)的引力波信号的观测可以用来约束中子星状态方程(EoS)。一种方法涉及对EoS进行建模并通过贝叶斯推断测量模型参数。以前的研究已经证明了使用现象学参数化的分段多面体提取约束信息的有效性,从模拟人口的二进制中子星合并。尽管它的优势相比,更传统的方法来测量的潮汐变形的中子星,显着的不足之处时,使用EoS模型。在这项工作中,我们详细描述了一个模型的实施,该模型是由LIGO-室女座合作所使用的绝热指数的光谱分解,以限制从GW 170817的中子星EoS。我们证明了它在从模拟信号恢复中子星EoS与中使用的分段多变实现的总体一致性,并解释了出现的任何差异。我们发现,这两个模型恢复一致的潮汐信息,从模拟信号与最严格的限制EoS约两倍核饱和密度。正如预期的那样,在固定连接密度附近的分段多方表示中出现的统计误差被大大减少,通过使用谱模型。此外,我们发现,我们的先验选择可以有一个主导作用的EoS约束
2019-01-08 gr-qc
Measuring neutron-star distances and properties with gravitational-wave parallax
引力波天文学使我们能够研究电磁波看不见的物体和事件。到目前为止,只检测到合并二进制文件触发的信号。然而,随着干涉仪的灵敏度随着时间的推移而提高,我们希望在未来观察到更弱的信号,例如从旋转的孤立中子星发射连续的引力波。视差是一种众所周知的方法,广泛用于电磁天文观测,以估计到源的距离。在这项工作中,我们考虑应用视差方法的引力波搜索和探索可能的距离估计误差。我们发现,从一个自旋下降源的信号视差检测可以约束中子星的转动惯量。例如,我们发现,相对误差的转动惯量估计是小于$10\%$为所有来源接近300 pc,假设出生频率为700赫兹,椭圆率$\geq 10^{-7}$和两年的观测爱因斯坦望远镜,假设自旋下降纯粹是由于四极引力辐射。
2023-02-28 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Gravitational Wave Speed in the Early Universe via Gravitational Cherenkov Radiation
本文研究早期宇宙修正引力中原初等离子体通过引力切伦科夫辐射产生遗迹引力波背景的机制,并结合大爆炸核合成约束推导出对早期引力波速度的限制。
2025-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Polarization analysis of gravitational-wave backgrounds from the correlation signals of ground-based interferometers: measuring a circular-polarization mode
斯托克斯V参数表征了右手波和左手波之间的幅度的不对称性,并且V参数的非零值产生圆偏振信号。在宇宙学上,V参数可以作为宇宙宇称破坏的直接探测器。在本文中,我们从理论上研究了这个参数的测量,特别是通过地面干涉仪观测到的引力波背景。与仅考虑总振幅(或等效地$Ω_{GW}$)的传统分析相比,由于目标参数的多维性,包括圆偏振模式的信号分析具有丰富的结构。我们表明,通过使用下一代探测器的网络,偏振和非偏振模式之间的分离可以进行小的统计损失引起的相关性。
2008-01-28 astro-ph gr-qc