洛伦兹对称性破缺理论下的引力波

Wednesday 16 Nov 2022, 16:00 → 17:00 Asia/Shanghai

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超 张 (Tokyo University of Science)

随着引力波事件GW150914的诞生[1]，爱因斯坦百年前基于广义相对论（GR）的预言，终被证实。此后，又陆续确认了约90例不同类引力波事件。此重大发现，开启了一扇崭新窗口，用以探测宇宙与检验“修改引力理论”。当前，GR业已通过全部实验检验，表现优异。然而，故事仍未完结。有些开放问题，包括引力的量子化等，仍待解决[2]。于是，约自1920年始，诸多修改引力理论便层出不穷[3]。采用包括引力波在内的各类技术手段，人们也在不断对这些理论进行筛汰。众多理论中，Einstein-æther理论（简称“æ理论”）无疑是很特别的一个。它打破了现代物理学的基石之一——洛伦兹对称性，却仍保持着自洽[4]，并同实验观测全部吻合。针对æ理论的研究，有其深刻意义，例如，它将在一定程度上为我们指明引力量子化的道路、加深对于黑洞性质的认知等[5]。我们的具体研究对象，来自致密天体系统合并过程的不同阶段，亦将探究不同的物理量。我们旨在展示æ理论同GR的差异，并阐明利用引力波检验æ理论的方法[6]。这些物理量，蕴含着致密天体的物理信息；这些分析，将揭开理论的部分实质。例如，在我们近期针对铃宕阶段的研究中，利用特定物理量，即发现了不同理论之差异。差异的产生，反映了洛伦兹对称性的破缺，对于理论、黑洞结构，乃至可观测效应（用于证实、证伪或限制理论）的重要影响。

关键词：gravitational wave, black hole, Lorentz-symmetry breaking, universal horizon

参考文献：

[1] B.P. Abbott, et al., [LIGO/Virgo Scientific Collaborations], Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016).

[3] C. M. Will, Theory and Experiment in Gravitational Physics (2nd ed.) (Cambridge University Press, 2018).

[3] I. Debono and G.F. Smoot, Universe. 2(4):23 (2016).

[4] T. Jacobson, PoS (QG-Ph), 043, 020 (2008).

[5] C. M. Will, Living Reviews in Relativity 9, 3 (2006).

[6] C. Zhang, X. Zhao, K. Lin, S.-J. Zhang, W. Zhao and A.-Z. Wang, Phys. Rev. D 102, 064043 (2020).