Testing general relativity with present and future astrophysical observations

One century after its formulation, Einstein's general relativity (GR) has made remarkable predictions and turned out to be compatible with all experimental tests. Most of these tests probe the theory in the weak-field regime, and there are theoretical and experimental reasons to believe that GR should be modified when gravitational fields are strong and spacetime curvature is large. The best astrophysical laboratories to probe strong-field gravity are black holes and neutron stars, whether isolated or in binary systems. We review the motivations to consider extensions of GR. We present a (necessarily incomplete) catalog of modified theories of gravity for which strong-field predictions have been computed and contrasted to Einstein's theory, and we summarize our current understanding of the structure and dynamics of compact objects in these theories. We discuss current bounds on modified gravity from binary pulsar and cosmological observations, and we highlight the potential of future gravitational wave measurements to inform us on the behavior of gravity in the strong-field regime.

در حال آزمایش نسبیت عام با مشاهدات نجومی فعلی و آینده astrophysical

یک قرن پس از فرمول‌بندی آن، نسبیت عام Einstein's (GR)پیش‌بینی‌های چشمگیری داشته‌است و با تمام آزمایش‌های تجربی همخوانی دارد. اکثر این تست‌ها تئوری در رژیم ضعیف را مورد بررسی قرار می‌دهند و دلایل تئوری و تجربی وجود دارند که معتقدند GR باید در زمانی اصلاح شوند که میدان‌های گرانشی قوی و فضا - زمان بزرگ باشند. بهترین آزمایشگاه فیزیک نجومی برای بررسی جاذبه زمین قوی، حفره‌های سیاه و ستاره‌های نوترونی، چه منزوی و چه در سیستم‌های دوتایی هستند. ما انگیزه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم تا extensions را در نظر بگیریم. ما یک کاتالوگ (لزوما ناقص)از نظریه‌های اصلاح‌شده جاذبه را ارایه می‌کنیم که پیش‌بینی‌های یک حوز قوی محاسبه‌شده و با تیوری Einstein's مقایسه می‌شوند، و ما درک فعلی خود از ساختار و پویایی اجسام فشرده را در این نظریه‌ها خلاصه می‌کنیم. ما در مورد محدودیت‌های فعلی در گرانش اصلاح‌شده از pulsar باینری و مشاهدات کیهانی بحث می‌کنیم و پتانسیل اندازه‌گیری امواج گرانشی آینده را برای مطلع کردن ما از رفتار جاذبه در رژیم میدان قوی نشان می‌دهیم.

ترجمه شده با