基于灵活且理论无关方法的引力波观测对广义相对论的检验

我们使用一种理论无关框架，对来自致密双星旋进阶段的引力波（GWs）进行广义相对论（GR）检验，该框架在频域中对 GR 波形模型的每个多极矩添加通用相位修正。该方法已在 LIGO-Virgo 观测中证明可对旋进的后牛顿预言给出严格约束，并评估此类参数化检验中可能出现的系统偏差。在此，我们详述了针对对齐自旋波形模型的框架结构。我们通过分析两个类似于 GW190412 和 GW190814 的不等质量模拟双星信号，探讨了底层信号中高阶模对 GR 检验的影响。我们表明，包含高阶模提高了偏离参数测量的精度和准确度。我们的检验框架还允许我们改变底层基线 GR 波形模型以及非 GR 旋进修正逐渐截止的频率。我们发现，为优化高质量双星的 GR 检验，需要进行全面研究以确定截止频率作为双星性质函数的最佳选择。我们还对双中子星事件 GW170817 进行分析，以约束 Jordan-Fierz-Brans-Dicke 引力的耦合常数 $\alpha_0$。我们采用两种合理方法：在第一种\emph{理论无关}方法中，通过测量不同中子星状态方程下的偶极辐射，得到界限 $\alpha_0 \lesssim 2\times 10^{-1}$；在第二种\emph{理论特定}方法中，得到 $\alpha_0 \lesssim 4\times 10^{-1}$，两者均在 $68\%$ 可信水平。这些差异主要源于分析所用的不同统计假设。