中文题名: | 空间引力波数据分析系统的建立和宇宙学研究 |
姓名: | |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 070401 |
学科专业: | |
学生类型: | 博士 |
学位: | 理学博士 |
学位类型: | |
学位年度: | 2023 |
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研究方向: | 引力波 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
提交日期: | 2023-06-28 |
答辩日期: | 2023-06-02 |
外文题名: | A data analysis system and cosmological application for the space Gravitational waves detection |
中文关键词: | |
外文关键词: | Gravitational waves ; Massive black hole ; Dark sirens ; Hubble parameter |
中文摘要: |
作为爱因斯坦广义相对论预言之一,引力波打开了探索宇宙的全新观测窗口。从1916 年爱因斯坦预言了引力波的存在,又经历了长达一个世纪的时间来探测引力波。直到Advanced LIGO 在2015年9月14日成功探测到第一个引力波信号GW150914,开启了引力波天文学的大门。LIGO-VIRGO-KAGAR合作组在第三次观测结束前已经观测到90例由致密双星双向并合产生的引力波事例。产生引力波的起源是丰富多样的,不同引力波源产生的引力波会处于不同的频率范围内。LIGO、VIRGO和KAGAR是地面的引力波探测器,主要用于高频引力波的探测。我们研究的是低频引力波源,采用空间的引力波探测。未来空间引力波天文台将在毫赫频段上以极高的精度测量来自于超大质量双黑洞并合、极端质量比旋进、双白矮星旋进等天体源发射的引力波信号。超大质量双黑洞并合产生的引力波事件作为空间引力波探测的主要科学目标,适用于精确宇宙学的研究。 此外,致密双星并合产生的引力波提供了限制哈勃常数的全新手段。通过模拟大质量双黑洞双黑洞并合产生的引力波波形,假设没有观测到引力波电磁对应体,我们利用“暗汽笛”的方法研究了“LISA-Taiji”引力波联合探测网络对哈勃常数的限制能力。研究表明不同红移和质量的双黑洞并合事件在联网观测或Taiji单独观测对哈勃常数的限制能力是不同的,其中也发现“LISA-Taiji”引力波联网观测由于能够以很高的精度对引力波事件进行定位,从而可以大大提高对哈勃常数的限制结果。我们还预言了针对不同黑洞形成模型,双黑洞并合事件分别由联网观测或Taiji单独观测1 年、3年、5 年的平均事件率。从统计结果来看,在5年的“LISA-Taiji”联网观测时间内,有希望对哈勃常数的限制提高到1%的精度,这对解决“哈勃危机”具有重要意义。 |
外文摘要: |
Gravitational waves(GWs), one prediction of Einstein's General Relativity(GR), open a new observational window to explore the nature of the universe. In 1916, Einstein predicted the existence of GWs, and it took another century to detect them. It was not until advanced LIGO successfully detected the first GW signal, GW150914, on Septeber 14, 2015, which opened the door to GW astronomy. The LIGO-VIRGO-KAGRA collaboration has detected 90 GWs from compact binary coalescence events up to the end of third observing run(O3). The origins of GWs are rich and diverse, and the GWs generated by different GW sources will be in different frequency ranges. LIGO, VIRGO and KAGAR are ground-based GW detectors, which are mainly used for high-frequency GW detection. We study low-frequency GW sources and use space-based GW detection. The future space-borne gravitational wave observatory will be able to measure the GW events in the millihertz band with unprecedented accuracy, which contains massive black hole binary(MBHB) mergers, extreme mass-ratio inspiral(EMRI) and white dwarf binaries, etc. MBHB mergers are one of the main scientific goals of the space-borne gravitational wave observatory, which are suitable for the precise cosmology studies. |
参考文献总数: | 171 |
馆藏地: | 图书馆学位论文阅览区(主馆南区三层BC区) |
馆藏号: | 博070401/23002 |
开放日期: | 2024-06-27 |