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对超出广义相对论的黑洞并合数值相对论模拟的引力波推断

广义相对论与量子宇宙学 2023-02-02 v2 高能天体物理现象

摘要

我们将常见引力波推断流程应用于超出广义相对论的双黑洞并合波形。我们考虑动力学的Chern-Simons引力,一种源于弦理论与圈量子引力的修正引力理论。该理论引入额外参数\ell,对应超出广义相对论效应变得重要的尺度下限。我们基于该理论近似下产生的数值相对论波形模拟数据,其在强非线性并合区与广义相对论波形不同。我们考虑参数类似GW150914、具有不同\ell值与信噪比的系统。我们对模拟数据做两种分析。其一是基于模板的分析,使用广义相对论下导出的波形,使我们能识别两种波形形态间的简并。其二是基于BayesWave、不假设信号与广义相对论一致的形态无关分析。BayesWave分析忠实重建了模拟信号。然而,广义相对论下导出的波形模型无法完全模仿模拟的修正引力信号,且此类偏离可用现有推断工具识别。依偏离大小,我们发现即便在可达信噪比2030\gtrsim 20{-}30下,模板分析在完整恢复模拟的超出GR波形时也可能不及形态无关分析。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.02805,
  title  = {Gravitational wave inference on a numerical-relativity simulation of a black hole merger beyond general relativity},
  author = {Maria Okounkova and Maximiliano Isi and Katerina Chatziioannou and Will M. Farr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.02805},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 7 figures