高红移处引力波速度的预言
广义相对论与量子宇宙学
2020-03-10 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
GW170817 双中子星（BNS）并合事件的观测对本地引力波（GWs）速度施加了强约束，推断引力波传播速度等于光速。当前运行的引力波探测器将无法观测到遥远宇宙学距离上的双中子星并合，在那里宇宙学膨胀历史可能的宇宙学修正预计发挥重要作用，特别是对于研究偏离广义相对论的可能偏差。未来的引力波探测器设计项目将能探测到高红移 z 处许多双中子星并合事件，例如称为 Einstein Telescope（ET）的第三代地面引力波探测器和基于空间的 deci-hertz interferometer gravitational wave observatory（DECIGO）。本文中，我们放宽条件 c_T/c = 1 以研究引力波传播被修正的情形，其中引力波传播速度不一定等于光速。此外，我们考虑了 Planck 质量跑动修正对修正引力波传播的可能性。我们用有效引力波光度距离对两种修正进行参数化，并利用 BNS 并合的标准汽笛事件在 ET 和 DECIGO 预测灵敏度内进行了预言分析。我们发现高红移处对 Planck 质量跑动的预言约束非常强，即分别来自 ET 和 DECIGO 的 O(10^{-1}) 和 O(10^{-2})。引力波传播的可能异常被约束为分别来自 ET（DECIGO）的 |c_T/c - 1| ≤ 10^{-2} (10^{-2})。我们最后讨论了我们的结果对修正引力现象学的影响。
引用
@article{arxiv.1910.05631,
title = {Forecasts on the speed of gravitational waves at high $z$},
author = {Alexander Bonilla and Rocco D'Agostino and Rafael C. Nunes and José C. N. de Araujo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.05631},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 15 figures