利用偏心引力波改进修正引力的约束

近期的引力波观测已在极端引力 regime 下对修正广义相对论（GR）给出了严格的新约束。尽管这些观测与无轨道偏心率的致密双星一致，但当探测器达到设计灵敏度后，可能会观测到由轻度偏心双星发射的引力波。在本文中，我们研究偏心率在修正引力的引力波约束中的影响，以 Jordan-Brans-Dicke-Fierz 理论为例。利用驻相近似与后圆近似（小偏心率展开），我们首先构造了该理论下具有小偏心率的旋进致密双星所产生的频域引力波波形的解析表达式。随后，我们计算了近似解析波形与偏心数值模型（TaylorT4）之间的重叠，以确定前者有效的偏心率范围。据此，我们进行了 Fisher 分析，以确定在未来与广义相对论一致的偏心探测下，对 Jordan-Brans-Dicke-Fierz 理论的约束精度。我们发现，该理论的约束最初会变差（由于偏心率与 Brans-Dicke 耦合参数之间的协方差），但在偏心率大于约 0.03 后开始恢复。我们还发现，第三代地基探测器和空间探测器可给出比当前太阳系界限严格多达一个数量级的约束。我们的结果表明，应发展中等偏心率系统的修正引力波形，以最大化未来可提取的理论物理信息。