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利用银河系中心脉冲星计时约束宇宙学常数型参数的展望

广义相对论与量子宇宙学 2018-03-28 v3 星系天体物理 空间物理

摘要

旨在约束宇宙学常数 Λ\Lambda 取值的独立检验通常十分困难,因为它极其微小 (Λ1×1052 m2, 或 2.89×10122 在普朗克单位下)\left(\Lambda \simeq 1\times 10^{-52}~\textrm{m}^{-2},~\textrm{或}~2.89\times 10^{-122}~\textrm{在普朗克单位下}\right)。由航天器跟踪确定的太阳系轨道运动对其给出的界限目前处于 10431044 m2 (51×10113 在普朗克单位下)\simeq 10^{-43}-10^{-44}~\textrm{m}^{-2}~\left(5-1\times 10^{-113}~\textrm{在普朗克单位下}\right) 水平,但由于在行星数据归算中尚未显式建模 Λ\Lambda,这些结果可能有些乐观。对银河系中心黑洞周围预期存在的脉冲星(最好沿高偏心率且宽轨道运行)进行精确 (στp110 μs)\left(\sigma_{\tau_\textrm{p}}\simeq 1-10~\mu\textrm{s}\right) 计时,至少原则上可将行星约束改善数个数量级。通过考察每轨道平均时间偏移 ΔδτpΛ\overline{\Delta\delta\tau}^\Lambda_\textrm{p},若仅考虑 στp\sigma_{\tau_\textrm{p}},则具有 e=0.8839, Pb=16 yre=0.8839,~P_\textrm{b}=16~\textrm{yr} 的 S2 类轨道构型可初步给出 Λ9×1047 m2 (2×10116 在普朗克单位下)\left|\Lambda\right|\lesssim 9\times 10^{-47}~\textrm{m}^{-2}~\left(\lesssim 2\times 10^{-116}~\textrm{在普朗克单位下}\right) 量级的上界。我们的结果可借助 Λ\Lambda-型参数轻易推广至修正引力模型。

关键词

引用

@article{arxiv.1712.09106,
  title  = {Perspectives on constraining a cosmological constant-type parameter with pulsar timing in the Galactic Center},
  author = {Lorenzo Iorio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1712.09106},
  year   = {2018}
}

备注

Latex2e, 12 pages, 1 table, 1 figure, 79 references