大质量 Brans-Dicke 引力理论中致密双星系统的引力辐射
广义相对论与量子宇宙学
2013-05-30 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
我们推导了大质量 Brans-Dicke 引力理论变体中准圆致密双星系统的运动方程、近星点进动以及引力辐射阻尼。我们还研究了该理论中的 Shapiro 时间延迟和 Nordtvedt 效应。通过与近期观测数据对比，我们对该理论的两个参数给出了限制：Brans-Dicke 耦合参数 \omega_{BD} 和标量质量 m_s。我们发现最严格的限制来自太阳系中 Cassini 对 Shapiro 时间延迟的测量，其在 95% 置信度下给出标量质量 m_s<2.5x10^{-20} eV 时的下限 \omega_{BD}>40000。相比之下，利用月球激光测距 (LLR) 实验对 Nordtvedt 效应的观测给出 m_s<2.5x10^{-20} eV 时 \omega_{BD}>1000。对准圆白矮星 - 中子星双星 PSR J1012+5307 轨道周期导数的观测给出 m_s<10^{-20} eV 时 \omega_{BD}>1250。初步估计表明，对偏心白矮星 - 中子星双星 PSR J1141-6545 辐射阻尼的观测可能会产生与 Shapiro 时间延迟相当的限制，但定量预测需要将我们的工作扩展至偏心轨道。
引用
@article{arxiv.1112.4903,
title = {Gravitational radiation from compact binary systems in the massive Brans-Dicke theory of gravity},
author = {Justin Alsing and Emanuele Berti and Clifford M. Will and Helmut Zaglauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.4903},
year = {2013}
}
备注
19 pages, 2 figures, 2 tables. Added new Appendix and slightly rephrased section on Shapiro time delay. Matches version in press in PRD