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追踪轨道,而非时间:面向长时段非圆形引力波替代模型的可扩展范式

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-03 v2 高能天体物理现象 计算物理

摘要

非圆形双黑洞波形的替代建模一直保持具有挑战性。由于轨道周期性变化导致波形图形复杂,构建准确且高效的替代模型尤其困难,尤其是对于足以覆盖当前地面引力波探测器灵敏带宽的长时段波形。我们提出一种新颖且可扩展的替代模型构建技术,使针对长时段非圆形双黑洞波形的替代建模既可行又高效。该技术旨在通过以轨道角元素——平均偏差——来建模,而非以时间建模,从而简化中间非圆形替代数据片段的谐波内容。我们表明,这种新参数化方式比以时间为主的当代参数化方式,仅需约为十分之一的替代基函数数量。我们指出,表达为瞬时波形偏心率和平均偏差时,替代数据片段在参数空间中的变化变得更加规则,大大简化了参数空间拟合。本文所述方法,使构建面向当前及未来第三代引力波探测器的长时段非圆形替代模型成为可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.00116,
  title  = {Chase Orbits, not Time: A Scalable Paradigm for Long-Duration Eccentric Gravitational-Wave Surrogates},
  author = {Akash Maurya and Prayush Kumar and Scott E. Field and Chandra Kant Mishra and Peter James Nee and Kaushik Paul and Harald P. Pfeiffer and Adhrit Ravichandran and Vijay Varma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00116},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 7 figures, 1 table; updated references