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基于GWTC-3对非标准引力波在宇宙背景中的传播进行约束

宇宙学与河外天体物理 2025-09-30 v3 广义相对论与量子宇宙学

摘要

引力波(GW)的检测为测试引力基本性质开辟了新的窗口。我们采用应用于来自第三类引力波瞬态目录(GWTC-3)中双黑洞(BBH)合并事件的光谱叫方法,对非标准GW传播进行约束。光谱叫方法利用BBH的红移分布来探测宇宙膨胀历史,并破解宇宙学与修正引力效应之间的degeneracy。我们聚焦于非标准GW传播方程中的摩擦项ν\nu,其描述了普朗克质量的运行情况。在假设标准Λ\LambdaCDM宇宙学后,我们发现ν=0.52.6+3.5\nu = 0.5^{+3.5}_{-2.6}(中位数和90%90\%可信区间),显著改进了来自明亮叫事件GW170817的先前约束。这种改进归功于GWTC-3中BBH的更高红移,最高可达z1z \sim 1。我们的结果表明,GW的传播与广义相对论的预测一致,对预测普朗克质量随时间变化的修正引力理论施加了限制。随着GW探测器灵敏度的提升,光谱叫方法将为在宇宙尺度上测试引力并探索早期宇宙的物理学提供强大的工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.10031,
  title  = {Constraining the nonstandard propagating gravitational waves in the cosmological background with GWTC-3},
  author = {Zu-Cheng Chen and Lang Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10031},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 2 figures, version accepted for publication in Sci. China Phys. Mech. Astron. (SCPMA)