利用极端质量比双星的引力波探测检验Chern-Simons修正引力

[删节] 来自极端质量比双星（EMRI）的引力波探测，该双星由一个恒星质量致密天体绕一个大质量黑洞运行组成，是空间低频引力波探测器（如激光干涉空间天线LISA或eLISA/NGO）的主要目标之一。此类系统发出的长持续时间引力波形编码了旋进发生的大质量黑洞强场区域的结构。因此，EMRI的探测和分析将使我们能够研究大质量黑洞的几何结构，确定其性质是否如广义相对论所预言，甚至检验广义相对论是否是描述这些系统动力学的正确理论。为此，需要在替代引力理论中对EMRI进行建模以描述引力波的产生。在本文中，我们探讨了利用LISA或eLISA/NGO的EMRI观测能在多大程度上区分广义相对论和其一种特定修正——动力学Chern-Simons修正引力。我们的分析基于参数估计研究，该研究使用通过辐射绝热方法获得的近似引力波形，并限于EMRI配置空间的五维子空间。其中包括一个控制引力偏离广义相对论强度的Chern-Simons参数。我们发现，如果动力学Chern-Simons修正引力是正确理论，那么像LISA甚至eLISA/NGO这样的天文台应该能够以低于5%的分数误差测量Chern-Simons参数。如果广义相对论是真实理论，这些天文台应该能够将该参数约束在xi^(1/4) < 10^4 km的水平，这比当前太阳系约束好四个数量级。