利用白矿星双星的引力波与电磁波观测约束引力波速度

虽然广义相对论（GR）预言引力波（GW）的传播速度恰好等于电磁（EM）波的传播速度，但许多超出 GR 的引力理论却期望两者不同。对其传播速度差异的精确测量，或对其传播速度施加紧密约束，可能对于验证或限制超出 GR 的理论至关重要。未来的空间基 GW 检测器正准备检测大量银河系白矿星双星（GWDB），这些天体发出半稳频信号的 GW。同时，这些 GWDB 也可被识别为光学可变源。我们提议将 GWDB 的光学光度曲线与同步的 GW 信号配合使用，以追踪 GW 与 EM 波之间速度差异的相位差。通过对 14 个验证双星（VB）的 GW 与 EM 波数据进行仿真，我们的方法约束了源于传播的相位差，限定了光速（$c$）与 GW 速度（$c_{GW}$）之间的差异。借助 LISA 的设计灵敏度以及当前对 GWDB 的光学观测精度，我们的研究表明，对这 14 个已确认 VB 的四年观测结果联合约束将将 $\Delta c/c$（$\Delta c = c_{\mathrm{GW}} - c$）限制在 $-2.1\times10^{-12}$ 到 $4.8\times10^{-12}$ 之间。此外，通过纳入对 $c_{\mathrm{GW}}$ 的约束，我们能够为引力子质量 $m_{\mathrm{g}}$ 设定边界，限定其为 $m_{\mathrm{g}}\le3\times10^{-23}\,e\mathrm{V}/c^{2}$；同时对局部洛伦兹违背参数 $\bar{s}_{00}$ 施加约束，范围为 $-3.4\times10^{-11}\le\bar{s}_{00}\le1.5\times10^{-11}$。