利用脉冲星计时阵列绘制纳赫兹引力波天空
宇宙学与河外天体物理
2025-04-16 v2 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
2023年夏天，脉冲星计时阵列(PTAs)宣布了纳赫兹随机引力波背景(SGWB)存在的有力证据。然而，尽管取得了这一突破，仍有几个关键问题悬而未决：信号源是什么？如何解释宇宙方差？我们能在多大程度上约束纳赫兹引力？单个超大质量黑洞双星何时变得可观测？以及我们如何实现更强的探测？这些开放问题激发了对PTA科学的浓厚兴趣，使得现在成为重新审视该领域的天文与理论基础以及所采用的数据分析技术的恰当时机。在这篇综述中，我们重点关注PTA探测到的SGWB的理论方面。我们以教学方式提供了预期信号及其相关性的全面推导，同时探讨了当前的约束条件。展望未来，我们探索了该领域的未来里程碑，详细讨论了新兴的理论考量，如宇宙方差、单点和双点函数的累积量、亚光速引力波，以及SGWB的各向异性和极化。
引用
@article{arxiv.2409.07955,
title = {Charting the Nanohertz Gravitational Wave Sky with Pulsar Timing Arrays},
author = {Reginald Christian Bernardo and Kin-Wang Ng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.07955},
year = {2025}
}
备注
31 pages + refs, 7 figures, invited chapter for `One Hundred and Ten Years of General Relativity -- From Genesis and Empirical Foundations to Gravitational Waves, Cosmology and Quantum Gravity', v2: corrected typos, updated references