由 LIGO-Virgo 对旋进双黑洞的探测约束黑洞视界效应

广义相对论预言，由于流经黑洞视界的能量-动量通量，旋进黑洞的质量和自旋会增长。该视界通量的首阶项给双黑洞的旋进运动引入了 2.5 和 3.5 阶后牛顿修正。这些修正可能被引力波探测器测量到。由于对广义相对论的正确改进仍是未解之谜，修正引力理论有可能对检验质量的测地线引入可忽略的直接修正，而近视界修正却可观测。我们引入一种参数化方法以描述旋进黑洞任意的质量与自旋增长。通过比较引力波信号与带参数化视界通量修正的波形模型，可约束对广义相对论的偏离。我们模拟了一组遵循天体物理分布且含视界通量修正的引力波信号。随后，我们执行贝叶斯分析，从 Advanced LIGO-Virgo 探测器网络对模拟信号的响应中获得预期约束。我们表明，通过堆叠多次探测可改进约束。被修正视界通量的约束可用于检验一类特定的修正引力理论，该类理论预言相对于广义相对论其他类型修正，其主导修正位于黑洞视界附近。为在 90% 置信水平支持霍金面积定理，需要超过 10000 次 LIGO-Virgo 探测。在 LIGO 与未来地基引力波探测器 Einstein Telescope 的寿命内，若某修正引力理论为真且预言强修正，则修正引力理论的近视界修正有可能被探测到。