探究广义相对论各引力波检验之间的关系
广义相对论与量子宇宙学
2022-02-23 v2
摘要
对致密双星并合的引力波观测为强场引力提供了精确探针。因此，目前有一套应用于 LIGO-Virgo 探测结果的标准广义相对论（GR）零检验，以及更多被提出的此类检验。然而，所有这些检验之间的关系尚未被充分理解。我们通过将一组标准检验应用于 GR 下的双黑洞模拟观测以及具有 GR 现象学偏差的模拟观测来开始研究这一问题。我们考虑了四类检验：残差、旋进-并合-铃宕一致性、参数化相位（两种变体）以及修正色散关系。我们还检查了使用 GR 模板恢复的波形与非模板化重构波形之间的一致性。这些检验被应用于类似于 GW150914 且具有较大和较小 GR 偏差的模拟观测，以及类似于 GW170608 但仅有较小 GR 偏差的模拟观测。我们发现，虽然非常大的 GR 偏差能被几乎所有检验以高显著性检出，但中等程度的偏差仅被少数检验检出，而在我们所考虑的中等信噪比下，某些偏差未被任何检验识别为 GR 违背。此外，以高显著性识别出各种偏差的检验不一定是预期的检验。特别是，参数化检验在某些情况下恢复的 PN 检验参数比其真实值更接近于零。此外，我们发现，在我们所考虑的 GR 偏差中，残差检验仅能检测出不再看起来像 GR 中双黑洞并合的极端 GR 偏差。重构比较在非模板化框架中检测相对较小的 GR 偏差方面显示出更大的前景，至少对于高质量系统是如此。
引用
@article{arxiv.2109.06988,
title = {Investigating the relation between gravitational wave tests of general relativity},
author = {Nathan K. Johnson-McDaniel and Abhirup Ghosh and Sudarshan Ghonge and Muhammed Saleem and N. V. Krishnendu and James A. Clark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06988},
year = {2022}
}
备注
29 pages, 16 figures. Accepted manuscript