引力波与引力理论的观测检验

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11773028
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In 2016, LIGO Collaboration claimed the discovery of gravitational-wave signal for the first time by the direct observations, which marks the birth of gravitational-wave astrophysics. One of the most important application of gravitational wave is the experimental tests of gravitational theories in the strong gravitational field. Until now, Einstein's General Relativity is the most successful gravitational theory. However, the studies on the modified gravities are still the popular research area, which is caused by the fact that scientists can never truely "prove" General Relativity is correct, but rather all we do is disprove, or more accurately constrain, alternative hypothesis. In this project, we will focus on the following three parts: (1) Choosing the typical modified gravities and calculating the Parameterized Post-Newtonian parameters. Then we constrain the models by the tests in solar system and cosmology. (2) Based on these results, we calculate the orbital decay of the compact binary systems in these theories caused by the gravitational radiations, and constrain the theory by the observations. (3) Calculating the gravitational waves in the binary systems including their amplitude, phase and polarizations. Then, we study the possibility to constrain the theories by LIGO and Pulsar Timing Array observations. By these three related parts, in this project we will study the experimental tests of gravitational theories in the strong gravitational fields.
2016年,美国的LIGO工作组宣布首次直接探测到了引力波信号,这标志着引力波天文物理学这门新学科的诞生。引力波的一个非常重要的应用,就是使得人们可以在强引力场中对引力理论进行观测检验。虽然,到目前为止,爱因斯坦的广义相对论仍然是最成功的引力理论,但是对修改引力波的研究仍然是目前理论和实验研究的热门,这是因为相对论本身不可能从实验上被验证,只有在与其它引力预言的比较中才能一步步被检验。在本项目中,我们就以下三个问题开展研究:(1)选择具有典型特征的修改引力理论,计算其后牛顿参数以及其太阳系和宇宙学限制;(2)在此基础上,我们详细计算致密双星系统的引力辐射导致的双星轨道衰变,通过与观测比较来限制修改引力;(3)计算修改引力中双星引力辐射的波形、相位和极化,通过激光干涉仪和脉冲星即使阵列来限制该引力。上述三个部分紧密相关,互为基础,通过在理论和观测上与相对论预言比较在强引力场中检验引力理论。

结项摘要

在基金委面上项目“引力波与引力理论的观测检验”的大力支持下,研究团队紧密围绕引力波与引力检验这个主题,深入研究了引力波天文与物理学的多个相关方面,包括引力波数据分析及其引力的强场检验、原初引力波及其探测研究、引力波源及其宇宙学应用等方面的内容。在过去四年内,本团队紧密围绕这几个研究方向,在通过分析现有的和未来的引力波数据限制各种修改引力波模型包括屏蔽修改引力,宇称不对称引力,Brans-Dicke引力,Einstein-Aether引力等,检验引力的宇称对称性;引力波标准汽笛和引力波源的空间定位,空间引力波探测器数值模拟及其对哈勃常数和暗能量状态方程的限制、原初引力波的数据分析与模拟方面等方面做出了一系列的研究工作。在项目执行期间,本团队围绕引力波天文学共发表论文24篇,被引用300余次。在读博士生4名,硕士生6名,出站博士后3名,培养博士生2名,本科生4名。完成了项目设定的目标。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Constraining scalar-tensor theories by neutron star-balck hole gravitational wave events
中子星黑洞引力波事件约束标量张量理论
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    The Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Rui Niu;Xing Zhang;Bo Wang;Wen Zhao
  • 通讯作者:
    Wen Zhao
On using inspiralling supermassive binary black holes in the PTA band as standard sirens to constrain dark energy
关于使用 PTA 波段中的激励超大质量双黑洞作为标准警报器来限制暗能量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Changshuo Yan;Wen Zhao;Youjun Lu
  • 通讯作者:
    Youjun Lu
Constraining the time variation of Newton's constant G with gravitational-wave standard sirens and supernovae
用引力波标准警报和超新星约束牛顿常数 G 的时间变化
  • DOI:
    10.1088/1475-7516/2018/10/052
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Wen Zhao;Bill S. Wright;Baojiu Li
  • 通讯作者:
    Baojiu Li
Gravitational waves from the quasicircular inspiral of compact binaries in Einstein-aether theory
爱因斯坦-以太理论中致密双星的准圆形螺旋产生的引力波
  • DOI:
    10.1103/physrevd.101.044002
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zhang Chao;Zhao Xiang;Wang Anzhong;Wang Bin;Yagi Kent;Yunes Nicolas;Zhao Wen;Zhu Tao
  • 通讯作者:
    Zhu Tao
Hunting for the host galaxy groups of binary black holes and the application in constraining Hubble constant
双黑洞宿主星系群的寻找及其在约束哈勃常数中的应用
  • DOI:
    10.1093/mnras/staa2465
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yu Jiming;Wang Yu;Zhao Wen;Lu Youjun
  • 通讯作者:
    Lu Youjun

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其他文献

Forecasting sensitivity on tilt of power spectrum of primordial gravitational waves after Planck satellite
普朗克卫星后原初引力波功率谱倾斜预报灵敏度
  • DOI:
    10.1088/1475-7516/2015/10/035
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Huang, Q. G.;Wang, S.;赵文
  • 通讯作者:
    赵文
C57BL/6小鼠胫骨前肌和趾长伸肌肌梭解剖学分析
  • DOI:
    10.16098/j.issn.0529-1356.2022.02.010
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    解剖学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    连文玺;段红梅;郝飞;郝鹏;赵文;高钰丹;杨朝阳;李晓光
  • 通讯作者:
    李晓光
脊髓损伤恒河猴下肢残留跨步能力的评估
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-9771.2020.06.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国康复理论与实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵璨;魏瑞晗;赵文;季润;饶家声;杨朝阳;李晓光
  • 通讯作者:
    李晓光
AMPA受体参与的出生后大鼠海马发育早期的电生理学特点
  • DOI:
    10.13294/j.aps.2018.0031
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈雪怡;张皑峰;赵文;高钰丹;段红梅;郝鹏;杨朝阳;李晓光
  • 通讯作者:
    李晓光
Detecting relic gravitational waves in the CMB: Optimal parameters and their constraints
探测宇宙微波背景中的遗迹引力波:最佳参数及其约束
  • DOI:
    10.1103/physrevd.79.083003
  • 发表时间:
    2009-02
  • 期刊:
    Physical Review D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    D. Baskaran;赵文
  • 通讯作者:
    赵文

其他文献

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赵文的其他基金

引力波标准汽笛及其宇宙学应用
  • 批准号:
    12273035
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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