引力波检测频率

您可能在新闻中听说LIGO实验最近检测到了重力波。

尽管我不是天文学家，但这篇论文还是不错的读物，并且大多数都可以阅读。探测引力波是一回事，但是黑洞合并对我来说还是很新的。从我可以在论文和该站点中收集的数据来看，来源估计为13亿年，而rp只持续了几毫秒。

我的问题是：这种规模顺序的事件发生频率是多少？ 关于宇宙中此类事件的密度有任何估计吗？

哈里（2009）引用了几个不同的消息来源，据我们所知，可检测事件的发生率将是

• 每年40次中子星合并
• 每年30 10 M⊙黑洞合并$_\odot$
• 每年10次中子星/黑洞合并

这在大约200 Mpc的半径内。但是，由于检测偏差，不能将其用于推断此类事件的总发生率-物体越重，检测起来就越容易。系外行星也会发生同样的事情，但是由于不同的原因（例如，质量更大或更靠近恒星的行星更容易通过过渡或径向速度方法来检测）。

此振幅的检测到的引力波的速率或由于黑洞二进制的合并而导致的引力波的检测目前都是未知量。测量这些部分是实验的目的。

可以将检测率转换为空间中每单位体积的合并率，并将这些合并率与模型和预测进行比较。aLIGO合作组织发布了有关该主题的第一篇检测后论文-Abbott 等。（2016）。

大量发现的黑洞意味着它们要么是在金属贫乏的环境中由大质量恒星的核心坍塌形成的，要么是由较小的黑洞在密集的星团中合并而成的。由于生产率的巨大不确定性以及这些物体的二元形成机理，以前为这些物体的合并所预测的速率范围涵盖了很大的范围，范围为每年每立方千帕斯卡0至约1000。

$z=0.09$

您可能已经猜到了，LIGO团队非常关心这个问题。在您提到的宣布发现的论文发表的同时，LIGO团队提交了许多随附的论文，其中包含有关发现和预测的更多详细信息。这些问题之一解决了您的问题：

从GW150914周围的先进LIGO观测推断的二元黑洞合并率。

他们的事件发生率估算方法同时考虑了GW150914和另一个明显较弱（且统计意义上不太重要）的事件。他们考虑了事件速率如何取决于系统属性的多种模型，并询问GW150914和其他候选事件的观察结果对总速率的影响。结果因模型而异，但是他们选择了他们认为可以粗略地将天体上合理的行为归类的模型。总结如下：

$2-53 \, \mathrm{Gpc}^{-3} \, \mathrm{yr}^{-1}$$6-400 \, \mathrm{Gpc}^{-3} \, \mathrm{yr}^{-1}$$2-400 \, \mathrm{Gpc}^{-3} \, \mathrm{yr}^{-1}$

请注意，论文已提交但未发表，即仍在同行评审中。以这种计算领域的专业人士的名义来说，该方法的某些方面对我来说似乎有些麻烦，因此，我认为有必要在几周内回顾一下该文章以进行修订。不需要花哨的方法就可以看出这里的数量级（每年每立方千兆帕数几到100左右）是正确的。但是本文提出了一种可以随着数据的积累做出更详细，更精确的估计和预测的方法，因此确保该方法是正确的很重要。