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引力波与大尺度结构观测之间的多信使一致性关系

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-03 v4 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们表明,对于霍纳德斯基理论(Horndeski theories),可以推导出在不同由驻驷函数 αB\alpha_B 行为定义的理论类别中,有效且独立于其他性质函数的所有属性函数的物理可观测量之间的数学紧凑一致性关系(consistency relations, CR)。这些关系在有效引力常数、滑移参数、引力波(GW)和电磁波(EMW)光度距离、引力波速度以及声速之间建立了参数无关的直接关系。无驻驷一致性关系(no-brading CR)也适用于广义相对论(GR),允许独立于大尺度结构(LSS)观测来估计引力耦合。我们还推导出一种更为一般、较不紧凑的一致性条件,适用于任意形式的驻驷函数 αB\alpha_B 以及其他性质函数。我们将CR应用于将大尺度结构观测约束映射到GW-EMW距离比约束,显示LSS和引力波给出的约束在无驻驷情况下是一致的。除允许对修改引力的不同约束之间的一致性进行参数化和模型无关测试外,CR还允许通过多信使观测独立于LSS观测来探测有效引力常数的值。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.04574,
  title  = {Multimessenger consistency relations bridging gravitational wave and large scale structure observations},
  author = {Antonio Enea Romano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04574},
  year   = {2025}
}

备注

Added the derivation of general consistency condition, added more details about observational constraints