任意偏振引力波背景在一般色散关系下干涉源相关性的调和分析
广义相对论与量子宇宙学
2026-02-17 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
摘要
Hellings-Downs (HD) 关联是广义相对论 (GR) 框架下脉冲星计时阵列 (PTAs) 探测引力波背景 (GWB) 的基本基准。然而，这一典型特征依赖于无干涉连续源分布的理想化假设。在由超大质量黑洞双星 (SMBHBs) 主导的现实天体物理场景中，离散源之间的干涉会引起空间关联的内在偏差，这可能模拟或掩盖修正引力理论的信号。在本工作中，我们推导了在存在源干涉的情况下，具有任意偏振和一般引力波色散关系的 GWB 的闭式空间关联函数。通过严格的调和分析，我们证明源干涉会改变关联形状，但严格保持每种偏振特有的最低非零多极矩特征，即张量模式的四极、矢量模式的偶极和标量模式的单极。高阶多极的截断由脉冲星距离与色散效应之间的相互作用决定。此外，我们量化了干涉引起的变异与修正引力特征之间的统计简并性。我们得出结论，仅获取宇宙的单一实现，对仅使用空间关联来区分修正引力理论与广义相对论施加了基本的理论限制。
引用
@article{arxiv.2602.13621,
title = {Harmonic Analysis on Correlation for Gravitational-Wave Backgrounds of Arbitrary Polarization from Interfering Sources in Generic Dispersion Relation},
author = {Yan-Chen Bi and Yu-Mei Wu and Qing-Guo Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13621},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 3 figures