利用引力波对广义相对论的分层检验

我们提出了一种利用多次引力波探测对广义相对论进行分层检验的方法。与现有策略不同，我们的方法不假设量化广义相对论偏差的参数在所有源中是共同的或完全无关的。相反，我们假设这些参数遵循某种底层分布，并对其进行参数化和约束。随后可将其与广义相对论所预期的分布（即任何事件中均无偏差）进行比较。我们证明，我们的方法对测量不确定性具有鲁棒性，并且可应用于广义相对论以外的引力参数彼此相关（正如普遍预期的那样）的引力理论。我们的方法包含了共同参数和无关参数这两种极端情况作为极限情形。我们将该分层模型应用于迄今为止由 LIGO 和 Virgo 探测到的 10 个双黑洞系统种群。我们通过对广义相对论以外参数的种群分布进行高斯分布建模，将其用于引力波产生的参数化检验。我们计算了该种群的均值和方差，并表明对于我们考虑的所有参数，两者均与广义相对论一致。在最佳情况下，我们发现现有双星信号的种群特性在约 1% 的水平上与广义相对论一致。这种分层方法包含并扩展了现有方法，并且随着探测次数的增加，在揭示潜在的广义相对论细微偏差方面更具鲁棒性。