由 GWTC-3 双黑洞并合约束时空维数

在允许额外非紧致时空维度的修正引力模型中，引力波的能量可能泄漏到这些额外时空中，导致观测到的引力波振幅减小，从而成为推断引力波源光度距离的潜在系统误差来源。由于双黑洞（BBH）并合是标准汽笛，我们利用对不稳定超新星（PISNe）质量间隙及其预测特征来确定质量标度，从而能够打破质量-红移简并。我们使用最近发布的 GWTC-3 目录中的 BBH 观测，同时拟合 BBH 种群与来自引力泄漏模型的额外时空维度参数。我们对时空维数给出约束，发现对于独立于屏蔽尺度的模型，在 68% 置信水平下 $D= 3.95^{+0.09}_{-0.07}$，且 GWTC-3 约束与由 GW170817 及其电磁对应体给出的约束相当。对于引力在某一屏蔽尺度 $R_c$ 以下发生泄漏的模型，我们发现 $D=4.23^{+1.50}_{-0.57}$、$\log_{10} R_c/{\rm Mpc}= 4.14^{+0.55}_{-0.86}$，泄漏的过渡陡度为 $\log_{10} n = 0.86^{+0.73}_{-0.84}$，其中前者首次与宇宙学距离上的 BBH 种群联合约束。这些约束与广义相对论（GR）一致，即引力波在 $D=3+1$ 时空维度中传播。利用 BBH 种群探测对标准宇宙学模型的修正，提供了一种不依赖任何电磁信息、纯粹基于引力波观测的 GR 独立检验。