Testing the variation of the fine structure constant with strongly lensed gravitational waves
Testing the variation of the fine structure constant with strongly lensed gravitational waves
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用强透镜引力波测试精细结构常数的变化
DOI：
10.1088/1674-1137/42/9/095104
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发表时间：
2018-08
影响因子：
3.6
通讯作者：
Wang Li-Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Xin;Tang Li;Lin Hai-Nan;Wang Li-Li
电磁精细结构常数α_e在宇宙尺度上的可能变化引起了人们的极大兴趣。强透镜引力波和电磁对应物可以用来测试这种变化。在假设光子的速度可以改变的情况下，当GW的速度与GR预言的速度相同，并且它们都在平坦的Friedman-Robertson-Walker宇宙中传播时，我们研究了图像的时间延迟的差异，并得到了变化的上界。对于标准宇宙学模型中的一个典型的透镜系统，我们得到了$B\cos\theta\leq 1.85×10^-5}$，其中$B$是偶极振幅，$\theta$是观察值与优选方向之间的夹角。我们的结果与关于$\α_e$的最新观测结果一致。此外，强透镜引力波和电磁对应物的观测可以用来检验哪种类型的替代引力理论可以解释$αe$的变化。
The possible variation of the electromagnetic fine structure constant $\alpha_e$ on cosmological scales arouses great interests in recent years. The strongly lensed gravitational waves and the electromagnetic counterparts could be used to test this variation. Under the assumption that the speed of photon could be modified, while the speed of GW is the same as GR predicated, and they both propagate in a flat Friedman-Robertson-Walker universe, we investigate the difference of time delays of the images and derive the upper bound of the variation of $\alpha_e$. For a typical lensing system in the standard cosmological models, we obtain $B\cos\theta\leq 1.85\times10^{-5}$, where $B$ is the dipolar amplitude and $\theta$ is the angle between observation and the preferred direction. Our result is consistent with the most up-to-date observations on $\alpha_e$. In addition, the observations of strongly lensed gravitational waves and the electromagnetic counterparts could be used to test which types of alternative theories of gravity can account for the variation of $\alpha_e$.
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