基于空间引力波观测的大质量黑洞群体对引力子质量的约束
广义相对论与量子宇宙学
2015-05-28 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
空间引力波探测器，例如LISA或类似的欧空局主导任务，将为检验广义相对论提供独特的机会。我们研究了空间探测器通过观测多个旋进黑洞双星系统所能给出的引力子康普顿波长λ_g = h/(m_g c)的约束。我们表明，虽然对单个旋进事件的观测将产生平均约束λ_g ~ 3×10^15 km，但在为期两年的任务中观测约50个事件后，综合约束比前者好约十倍：λ_g ~ 3×10^16 km (m_g ~ 4×10^{-26} eV)。该约束的改善速度快于观测事件数的平方根，因为通常少数几个源提供的约束比平均值好三倍。这一结果对黑洞形成和探测器特性的细节仅有轻微依赖。实际可达到的约束应比该数值好一个数量级（因此几乎可与来自宇宙学尺度引力效应的静态、模型依赖的约束相竞争），因为我们的计算忽略了波形中的合并/铃宕部分。观测事件集合能够显著改善单个双星系统对λ_g所设约束这一结论，适用于任何其与广义相对论的偏离由一组全局参数参数化的理论。
引用
@article{arxiv.1107.3528,
title = {Graviton mass bounds from space-based gravitational-wave observations of massive black hole populations},
author = {Emanuele Berti and Jonathan Gair and Alberto Sesana},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.3528},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 3 figures, 2 tables. Minor changes to address comments by the referees