从太阳系到宇宙学距离：引力波天体测量的完整形式体系
宇宙学与河外天体物理
2025-12-17 v1
摘要
引力波背景（GWB）的存在不仅可以通过极其精确的脉冲星计时阵列（PTA）测量来确立，也可以通过天体测量观测来确立。事实上，导致脉冲到达时间延迟的同一背景也会引起星系天体（如恒星和小行星）的视位移。在这项工作中，我们提供了一个框架，允许推导源的位移，从而克服通常采用的“无限远距离”近似。我们还展示了如何使用该形式体系来研究距离与引力波波长相当的天体（如小行星）的位移，以及具有非平凡三维分布的天体（如银河系中的恒星）的位移。因此，它可用于探测超出 PTA 实验的频率，达到毫赫兹引力波，这也可由 LISA 探测。我们通过评估包含不同探针之间相关性的谐波信噪比，预测了观测 GWB 引起的天体测量偏转的能力。我们发现，在所考虑的相关情形下信噪比大于 1，因此具有良好前景的 Fisher 预测，表明对平坦背景具有高达百分比级别的约束力。
引用
@article{arxiv.2512.14668,
title = {From the Solar System to cosmological distances: a complete formalism for gravitational wave astrometry},
author = {Gabriele Perna and Nicola Bellomo and Vincenzo Roatti and Daniele Bertacca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14668},
year = {2025}
}
备注
41 pages + 10 figures