On the identification of individual gravitational wave image types of a lensed system using higher-order modes
与光类似,引力波在大质量天体(如星系、恒星或黑洞)附近传播时也会受到引力透镜的影响。近年来,预测表明,在设计灵敏度下,LIGO-Virgo-KAGRA探测器网络有合理的机会探测到强引力波透镜。因此,分析透镜检测的方法得到了迅速发展。然而,高阶模对透镜效应分析的影响仍在研究中。在这项工作中,我们表明,高阶模式的存在下,使识别的个别图像类型的观察到的引力波事件时,两个透镜图像被检测到,这将导致明确的确认透镜。此外,我们表明,高阶模式的内容可以更准确地分析与强透镜引力波事件。
2021-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Turning Selection Bias into a New Statistic: Asymmetry and Fringes of Lensed Gravitational Waves
Center of Gravity, Niels Bohr Institute(引力中心,尼尔斯·玻尔研究所);Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学物理系)
该研究针对引力透镜化引力波对信号一致性检验的影响,利用双像干涉模型开发新统计量,实现透镜化注入体与噪声等的区分,为发现透镜化引力波奠定基础。
2026-10-14 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational field and lensing of a circular chiral vorton
本文推导了圆形手性涡旋环的弱场度规,发现其渐近行为类似质量为4πRμ、自旋参数为R/2的Kerr裸奇点,并通过模拟引力透镜图像揭示了爱因斯坦环与双重图像等独特现象。
2025-07-07 gr-qc hep-th
SLICK: Strong Lensing Identification of Candidates Kindred in gravitational wave data
提出基于深度学习的SLICK pipeline,通过分析QT和SGP maps识别引力波强透镜信号,效率提升5倍,在真实事件上分类正确。
2024-03-05 astro-ph.HE gr-qc
Fermat Potentials for Non-Perturbative Gravitational Lensing
许多遥远星系的图像被移位、扭曲,并且经常由于视线附近的前景大质量星系的存在而倍增;前景星系充当引力透镜。通常,透镜方程,其中涉及的位置和失真的图像的实际源的位置在薄透镜的情况下,是通过极端化的所有零路径之间的到达时间从源到观察者(费马原理)。我们表明,某些家庭的零曲面的包络的建设consitites一个替代的变分原理或版本的费马原理,自然导致一个透镜方程在一个通用的时空与任何给定的度规。我们通过推导静态渐近平坦薄透镜时空的透镜方程来说明这种构造。作为该方法的一个应用,我们发现弯曲角度移动薄透镜的弯曲角度为相同的偏转器在休息。最后,我们将这种构造应用到宇宙时空(FRW),利用它们都与Minkowski空间共形相关的事实。
2002-05-03 astro-ph gr-qc
Wave-optics gravitational wave lensing in modified gravity
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);Swansea University(斯旺西大学);Università di Bologna(博洛尼亚大学)
本文在修正引力框架下研究波动光学区域的引力波透镜效应,提出曲率耦合传播方程,揭示低频极限下放大因子不再趋近于1的新现象,并通过扭曲波解释和散射振幅语言描述这一效应。
2026-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational lensing shear by an exotic lens object with negative convergence or negative mass
负会聚引力透镜模型受修正引力理论的启发,奇异物质和能量最近被讨论为静态和球对称的修正时空度规依赖于距离与正$n$的幂的倒数(史瓦西度规n=1,埃利斯虫洞n=2)在弱场近似下[Kitamura,Nakajima和Asada,PRD 87,027501(2013)],并且已经表明,对于与外来物质(和能量)相关的$n>1$透镜模型,图像的缩小可以发生,尽管它们引起对光线的引力。本文用缩小透镜模型和其它模型,如负质量致密物体对光线产生引力排斥作用,如凹透镜,来考虑引力透镜剪切。结果表明,引力透镜模型的图像是切向拉长,而排斥的径向扭曲。透镜图像形状的这一特征可用于利用引力透镜勘测来搜索(或约束)局部奇异物质或能量。也有人认为,像宇宙空洞这样的欠密区域可能会产生背景星系的径向拉长图像,而不是切向的图像。
2013-07-18 astro-ph.CO gr-qc
Parameters estimation and strong gravitational lensing of nonsingular Kerr-Sen black holes
最近一段时间,人们对黑洞的强引力透镜的兴趣激增,这是由于事件视界望远镜(EHT)的结果,它建议比较广义相对论和杂化弦理论中的黑洞透镜。这可能有助于我们评估这些模型之间的现象学差异。基于此,我们考虑了非奇异Kerr-Sen黑洞的引力透镜效应,并将Kerr-Sen黑洞作为特例,计算了强场极限下的光偏转系数$p$和$q$,前者随参数$k$和电荷$b$的增大而增大,后者随参数$b$的增大而减小.我们还发现光偏转角$α_D$减小,角位置$θ_{\infty}$减小得更慢,光子轨道的影响参数$u_{m}$减小得更快,而角间距$s$随着参数$b$和$k$增大得更快。我们将所得结果与Kerr黑洞的结果进行了比较,并应用该方法讨论了超大质量黑洞NGC 4649,NGC 1332,Sgr A* 和M87* 的天体物理结果.反过来,我们也研究了非奇异Kerr-Sen黑洞的阴影,并表明它们比相应的Kerr黑洞和非奇异Kerr黑洞的阴影更小,更扭曲。推导出的圆度偏差$ΔC\leq 0.10$,对于M87* 黑洞阴影,对非奇异Kerr-Sen黑洞参数($a, k$)和($a, b$)施加了约束. $b=0.30M$和$k=0.30M$的最大阴影角直径分别为$θ_d=35.3461\,μ$ as和$θ_d=35.3355\,μ$ as。我们还利用阴影观测量估计了非奇异Kerr-Sen黑洞的参数。
2021-03-24 gr-qc
Gravitational Lensing Effect on the Hawking Radiation of Dyonic Black Holes
本文利用半经典方法之一的Hamilton-Jacobi(HJ)方法分析了四维Einstein-Maxwell-Dilaton(EMD)引力场中非渐近平坦(NAF)双子黑洞(dBH)的霍金辐射(HR).我们特别激励各向同性坐标系(ICS)的dBH,以突出的模糊性出现在推导霍金温度(T_{H})通过HJ方法。此外,它将被证明,ICS允许我们写的度量的dBH的形式的费马度规,这使得可能的识别的折射率(n)的dBH。揭示了n的值以及引力透镜效应对HR隧穿率的决定性作用,同时也揭示了如何在不考虑引力透镜效应的情况下解决dBH的T_{H}的不一致性.
2014-06-16 gr-qc
Cosmography with strong lensing of LISA gravitational wave sources
LISA可能会探测到大质量黑洞双星合并产生的引力波,这些双星被居间星系强烈透镜化(Sereno et al. 2010)。对多重引力透镜事件的探测将为宇宙学提供一种新的工具。通过利用强透镜源的透镜统计或透镜引力波信号的时间延迟测量,可以对宇宙学参数进行约束。这些透镜方法不需要测量源的红移和识别它们的电磁对应物。他们将宇宙学探测扩展到红移z <= 10,然后补充其他较低或较高的红移测试,如Ia型超新星或宇宙微波背景。透镜测试的准确性强烈依赖于合并双星的形成历史,以及相关的总可检测的多重图像的数量。透镜放大也可能有助于找到宿主星系。任何对源红移的测量都可以利用距离红移测试与透镜方法相结合。时间延迟分析可以测量哈勃参数H_0,其精度为>= 10 km s^{-1}Mpc^{-1}。有了H_0的先验知识,透镜统计和时间延迟可能会限制暗物质密度(由于参数简并,Δ Omega_M >= 0.08)。将我们的方法与其他可用的正交技术相结合,可能会显着降低Omega_M和暗能量状态方程的不确定性轮廓。
2011-04-11 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the abundance of primordial black holes with gravitational lensing of gravitational waves at LIGO frequencies
受到引力透镜作用的双黑洞发出的引力波会被视线上的小微透镜扭曲。具有几十个太阳质量的质量并且接近透镜平面中的临界曲线的微透镜可以引入几毫秒的时间延迟。这样的时间延迟将导致引力波中独特的干涉图案,可以用目前的实验(如LIGO/Virgo)测量。我们认为,作为微透镜的原始黑洞与5和50太阳质量之间的质量的特殊情况。我们研究了构成暗物质的一部分的原始黑洞的人口的影响,并包含在一个宏观透镜(星系或集群),在引力波,被透镜的宏观透镜加微透镜的组合效应。我们发现,在所观察到的GW事件的典型放大率,在紧凑的微透镜,如原始黑洞的形式,暗物质的分数,可以被限制到百分之一的水平。类似地,如果一小部分暗物质以几十个太阳质量的微透镜的形式存在,在足够大的放大倍数下,所有的引力波都将显示出干涉效应。这些效应可能会对推断的参数产生影响。该效应对于具有负奇偶性的宏图像更重要,其通常在具有正奇偶性的宏图像之后到达。
2019-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Analyzing clustering of astrophysical gravitational-wave sources: Luminosity-distance space distortions
本文给出了三维空间中观测到的引力波(GW)源数密度涨落的一个公式。在GW观测中,每个GW源的红移识别是一个具有挑战性的问题,特别是对于高红移源。使用观测到的光度距离作为距离指示器将是用于测量聚类信号的简单但最佳的方式。我们推导出GW源的密度波动估计从观测到的光度距离和天空位置的每个源。密度波动被扭曲,类似于星系巡天中所谓的红移空间扭曲,但有几个不同之处。然后,我们显示了两点关联函数和多极功率谱的失真效应的存在。我们发现,视线的衍生物的透镜收敛,这不会出现在红移空间失真,导致显着的失真,在观察到的关联函数。此外,透镜效应还影响高阶多极功率谱及其在高红移下的信噪比。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Generalised model-independent characterisation of strong gravitational lenses VIII. automated multi-band feature detection to constrain local lens properties
正如本系列的前几篇论文所建立的那样,由强引力透镜效应引起的高度失真和放大的多重图像中的观测量可以用来约束引力透镜在图像位置处的失真特性。如果背景源被扩展并且包含在多个图像中被解析的子结构,如恒星形成区域,则可以在最少三个多个图像上匹配的所有子结构可以用于推断透镜的局部失真特性。在这项工作中,我们取代手动特征选择的自动特征提取基于SExtractor的Python,并显示其优越的性能。尽管其目的是改进我们的晶状体重建,但它也可以用于任何其他方法。从我们的校准测试中获得了在存在噪声的情况下对“图像位置”的定义的有价值的见解。应用它对星系团CL 0024的五象位形和包含Hamilton天体的三象位形的观测,我们分别确定了多波段的局部透镜性质。在当前的置信范围内,所有这些都是相互一致的,证实了强透镜效应的波长独立性,并提供了一种工具来检测由微透镜效应和尘埃在进一步的例子中引起的偏差。
2022-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Lensing, not luck! Detection prospects of strongly lensed gravitational waves
本文研究强引力透镜引力波的探测问题,提出利用源参数测量精度提升来剔除误报,并预测首次可靠探测或将在第五次观测运行中实现,后验重叠2.0方法可降低计算成本。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Microlensing bias on the detection of strong lensing gravitational wave
本研究探讨了强透镜星系中恒星微透镜场产生的波动光学效应对引力波参数估计和SLGW识别的影响,发现该效应使探测效率降低5%~50%,并导致内禀参数显著偏差。
2023-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Lensing or luck? False alarm probabilities for gravitational lensing of gravitational waves
本文研究引力波强透镜事件识别中的误报问题,发现基于啁啾质量、天空位置和并合相位的简单重叠判据在现实透镜率下误报将主导真实透镜事件,需设计更严格的识别判据,未来探测器有望实现决定性探测。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Machine Learning Assisted Parameter-Space Searches for Lensed Gravitational Waves
本文开发基于归一化流的机器学习统计方法,在引力波目录中高效搜索强透镜候选体,并应用于GWTC-3目录,验证了一对与透镜假说一致的事件。
2025-09-08 astro-ph.CO gr-qc
Strong-lensing cosmography using third-generation gravitational-wave detectors
本文详细阐述了一种利用第三代引力波探测器观测大量强透镜双黑洞并合来估计宇宙学参数的统计方法,并探讨了红移分布、透镜模型及数据污染对推断的影响与应对方案。
2024-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Towards model-independent identification of lensed gravitational waves using Kramers-Kronig relation
Institute of Science Tokyo(东京科学大学);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天文学与天体物理中心)
本文提出利用Kramers-Kronig关系识别微透镜引力波,通过分析引力透镜系统满足因果律的特性,区分真实微透镜引力波与伪装信号。
2025-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Modified gravitational wave propagation with higher modes and its degeneracies with lensing
广义相对论(GR)的低能替代方案通常会修改引力波(GW)在传播过程中的相位。随着探测器灵敏度的增加,了解这些修改如何影响GW更高的模式,并解开可能的简并与天体物理现象成为关键。我们应用一般的形式主义-WKB的方法-解析求解波在空间域中的传播与修改的色散关系(MDR)。我们比较这种WKB的方法,应用一个固定的相位近似(SPA)在时间域中与时间延迟相关联的组或粒子的速度。为此,我们将SPA扩展到具有更高模式的通用信号,仔细跟踪参考相位和到达时间。我们发现,WKB的方法与SPA使用群速度一致,符合波传播的原则。然后,我们探讨了GW传播与MDR和GR中的强透镜GW之间的简并性,因为后者可以引入与频率无关的相移,该相移在较高模式的存在下不随源参数退化。我们发现,对于一个特定的MDR有一个确切的简并波传播,与粒子传播的SPA不同。对于其他情况下,我们搜索的MDR参数的值,最大限度地减少$χ^2$,并得出结论,强透镜GR GW可能被误解为GW在修改的重力。未来的MDR约束与更高的模式GW应包括频率无关的相移的可能性,允许在同一时间的修改后的重力和强透镜畸变的识别。
2022-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Signatures of RN Black Holes with Dark Matter Halos via Strong Gravitational Lensing and Constraints from EHT Observations
该研究分析暗物质晕对带电球对称黑洞强引力透镜的影响,推导强偏转极限系数并数值计算偏转角变化,结合EHT观测数据约束M87*和SgrA*的电荷参数,证明这类黑洞可与标准黑洞区分,为后续观测提供依据。
2025-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Apparent Superluminality of Lensed Gravitational Waves
我们考虑引力波(GW)源与相关的电磁(EM)对应物,并分析在透镜的存在下,两个信号之间的时间延迟。如果GW具有与天体物理透镜的史瓦西半径相当的波长,则必须用波动光学来处理它们,而EM波通常在几何光学的近似范围内。通过具体的例子,我们确认GW信号永远不会在EM对应物之前到达,如果两者同时发出。然而,在二进制的螺旋期间,GW波形的峰值可以在它们的EM对应物之前到达。我们强调,这只是一个明显的superluminality,因为GW波形都扭曲,并进一步延迟相对于光。无论如何,测量多信使时间延迟并正确解释它对于揭示透镜的分布,测试引力的性质以及探索宇宙膨胀历史具有重要意义。
2020-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc