脉冲星计时对引力波速度的限制

在本工作中，通过分析电磁波在引力波场中的传播，我们展示了所谓“冲浪效应”（surfing effect）在脉冲星计时测量中的存在及其重要性。研究表明，由于引力波的横向特性，若引力波速度小于光速，冲浪效应将导致巨大的脉冲星计时残差。这一事实使得我们可以对参数 $\epsilon$（表征引力波速度相对于光速的相对偏差）施加显著约束。我们表明，现有的脉冲星计时测量约束已对 $\epsilon$ 乃至引力子质量 $m_g$ 给出了严格限制。这些对 $m_g$ 的限制比当前太阳系测试得出的约束强三个数量级。当前的约束还排除了大质量引力子作为星系晕中冷暗物质候选者的可能性。在不久的将来，来自河外超大质量黑洞双星的引力波背景，结合预期的亚微秒级脉冲星计时精度，将有望实现 $\epsilon\lesssim 0.4\%$ 甚至更强的约束。