强化引力波广义相对论检验以抵御天体物理假设的影响

大多数利用引力波观测检验广义相对论的方法，都依赖于推断信号偏离广义相对论的程度与其源的天体物理参数（如致密双星的组分质量与自旋）共同确定。由于信号的特征，这些偏离的测量常与天体物理源的性质高度相关。因此，关于天体物理参数的先验假设通常会影响所推断偏离的大小。为避免推断偏离广义相对论时的偏差，纳入底层天体物理总体的信息是必要的。当前的检验假设天体物理总体遵循不现实的基准先验——例如组分质量平坦先验——该先验既与天体物理预期不符，也与观测推断的分布不一致，其选择仅为便于后验采样。我们提出一个框架，通过利用探测目录同时推断天体物理总体来强化广义相对论检验。尽管该方法普遍适用，我们具体在质量引力子约束和在后牛顿相位系数偏离的参数化检验上进行了演示。利用 LIGO-Virgo-KAGRA 第三次观测run的观测，我们表明对天体物理分布的同时推断增强了约束并改善了与广义相对论的整体一致性。我们提供了对理论偏离的更新约束，发现在对天体物理总体建模后，引力子质量的 90% 可信上限改善了 25%，达到 m_g ≤ 9.6×10^{-24} eV/c^2，且推断的群体层面后牛顿偏离向零移动了约 0.4σ。