利用预转动黑洞二元约束引力波传播中的修正摩擦

一类修正引力可导致引力波传播中修正的摩擦效应。该效应改变引力波在宇宙尺度传播期间的振幅衰减速率，从而修改广义相对论中的标准光度距离。因此，可以通过测量引力波源的光度距离和红移来约束此修正摩擦。本文利用预转动的黑洞二元组，考察了使用地面引力波探测器约束此类修正摩擦的前景。为此，我们考虑了由两个LIGO探测器和两个第三代引力波探测器（Einstein Telescope和Cosmic Explorer）组成的网络检测到的20个预转动事件。通过在GLADE+星系目录中识别这些事件的可能宿主星系来获得红移信息。我们展示了二元系统中的预转动显著改善了光度距离的精度，从而导致对修正摩擦的更紧致约束。假设对与Planck 2018结果不确定性相符的宇宙学参数施加狭窄先验后，我们的分析显示，修正摩擦效应（由两个参数$(\Xi_0, n)$）可被约束为$\Xi_0 = 1.002^{+0.004}_{-0.004}$和$n=3.257^{+2.595}_{-2.192}$，其中$\Xi_0$的结果比基于GWTC-3分析的当前结果准确约2个数量级。我们的结果为第三代引力波探测器的未来研究奠定了基础，为引力参数修正提供了新视角。它也为理解具有预转动的二元黑洞系统的性质和应用做出了贡献。