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对引力非线性范数的观测约束:基于参数化的超出-GR 引力波形模型

广义相对论与量子宇宙学 2025-09-23 v1

摘要

引力波来自致密双星合并提供了独特的机会,以强场 regime 测试广义相对论 (GR)。特别是,在两颗致密天体最终合并的合并阶段对应于可被直接观察到最强引力场的 regime,从而成为探测引力非线性本质的探针。在本工作中,我们通过分析 GW150914 使用由 [Watarai 等 2024] 提出的修改波形模型来测试该合并阶段的 GR。 在该框架下,推导出的偏差参数可被转化为对物理意义量的模型无关约束。对于 GW150914,我们发现合并阶段额外辐射的能量被约束为 0.260.62+0.75 %0.26^{+0.75}_{-0.62}~\% 的总能量辐射,即整个合并过程由 GR 预测的能量;合并时间的偏差为 2.179.90+9.56 ms2.17^{+9.56}_{-9.90}~\mathrm{ms},均位于 90%90\% 可信区间内。这两个约束为非线性引力 regime 的偏差提供了观测基准,为超出-GR 模型的理论研究提供了指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.17592,
  title  = {Observational constraints on the nonlinear regime of gravity with a parametrized beyond-GR gravitational waveform model},
  author = {Daiki Watarai and Atsushi Nishizawa and Hiroki Takeda and Hayato Imafuku and Kipp Cannon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17592},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 9 figures