利用 LVK、LISA 及联合观测探测引力速度

在宇宙学尺度上影响引力波速度 $c_{\rm GW}$ 的暗能量理论，自然会在接近 LIGO/Virgo/KAGRA (LVK) 频段处导致该速度出现频率相关的转变。尽管诸如 GW170817 的观测向我们保证在 LVK 频段内 $c_{\rm GW}$ 极其接近光速，但在 LVK 频段之下的频率相关转变，是大量动力学暗能量理论的烟枪信号。在此我们讨论 1) 如何利用 LVK 频段内的观测约束这种转变的残余，2) 在 LISA 频段内与这种转变相关的特征是什么，以及 3) LVK 与 LISA 频段的联合观测如何使我们能够对这一转变及其底层理论施加严格约束。我们发现，即使对于微弱的频率依赖性，$c_{\rm GW}$ 的偏离在 LVK 和 LISA 频段内也可被约束到 $\sim 10^{-17}$ 的水平，远强于现有对与频率无关的 $c_{\rm GW} \neq c$ 的界限。我们利用 GW170817 的应变数据，约束在 100 Hz 处 $c_{\rm GW}$ 的偏离小于 $10^{-17}$，在 500 Hz 处小于 $10^{-18}$。我们还确定了 LVK 与 LISA 频段之间的一种特别有趣的类型转变，并展示多波段观测如何进一步约束它。最后，我们讨论了这些当前与预测的约束对底层暗能量理论意味着什么。