引力波的参数化广义相对论检验对未知高阶后牛顿效应的鲁棒性如何?
广义相对论与量子宇宙学
2022-06-29 v3
摘要
引力波观测在揭示引力基本性质的新信息方面具有巨大潜力,但提取这些信息可能很困难。一种流行的技术是广义相对论的参数化旋进检验(参数化后爱因斯坦框架的一种实现),其中在爱因斯坦理论中按轨道速度级数展开计算的引力波波形,在给定的一组速度阶次上被参数化地变形。然而,大多数当前方法通常仅在考虑单一特定修正的情况下分析数据。那么,在单一修正下得到的约束是否对我们忽略的高阶后牛顿修正具有鲁棒性?我们在此表明,对于广泛的一类理论,特别是那些允许后牛顿展开的理论,单参数检验确实是鲁棒性的。具体而言,通过对几组不同合成数据的一系列完整贝叶斯参数估计研究,我们表明只要包含关于级数数学结构的信息,单参数约束不会被削弱,反而会因包含多个参数而得到改善。然后我们以一种具体的引力理论——平移对称标量Gauss-Bonnet理论为例,其波形已计算到领先阶之后的更高后牛顿阶。我们表明这些高阶项的包含加强了单参数约束,而非削弱它们,且加强程度非常温和。因此,该分析提供了强有力的证据,表明广义相对论的单参数后爱因斯坦检验对于广义相对论变形中高阶后牛顿项的无知是鲁棒的。
引用
@article{arxiv.2201.02542,
title = {Are Parametrized Tests of General Relativity with Gravitational Waves Robust to Unknown Higher Post-Newtonian Order Effects?},
author = {Scott Perkins and Nicolas Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02542},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 11 figures, updated with additional figure and small corrections to reflect the published version