引力波与 X 射线对强场引力的检验对比
广义相对论与量子宇宙学
2020-05-14 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
对黑洞吸积盘周围辐射的电磁观测，以及对并合双星的引力波观测，均可用于探测强场引力。我们在此比较这两类观测能对偏离 Schwarzschild 度规的理论无关参数化偏差施加的约束。在引力波方面，我们首先在通过后牛顿近似、给定每个双星组分 Schwarzschild 度规的参数化形变时，计算准圆轨道双星系统哈密顿量的首阶偏差。随后，在假设纯爱因斯坦辐射反作用的前提下，计算此类双星在频域 emitted 引力波的首阶偏差。我们将该模型与 LIGO-Virgo 合作组的引力波探测作比较，并对度规形变参数施加约束，最后给出 aLIGO 在设计灵敏度下约束能力的估计。在电磁方面，我们首先用当前与未来 X 射线仪器模拟一个具有参数化形变 Schwarzschild 黑洞的 X 射线双星的观测，然后利用这些观测估计对形变参数的约束。我们发现，当前引力波观测已对度规形变参数施加了比当前 X 射线仪器所能达到的略严格的约束。此外，到 2026 年 aLIGO 在设计灵敏度下的未来引力波观测将更加严格，并将强于 2034 年飞行前未来 ATHENA X 射线观测可实现的约束。
引用
@article{arxiv.1912.08062,
title = {Gravitational-wave versus X-ray tests of strong-field gravity},
author = {Alejandro Cardenas-Avendano and Sourabh Nampalliwar and Nicolas Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08062},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 6 figures, updated to match published version