Gravitational-wave dark sirens as astrophysical probes: inferring galaxy-merger relations and identifying individual hosts
Aix-Marseille Université, Université de Toulon, CNRS, CPT(艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、理论物理中心)
本研究将引力波暗 sirens 技术从宇宙学工具拓展为天体物理探针,通过分层框架同时推断致密双星在星系中的分布及单个宿主,并验证了 GW170817 的宿主识别能力。
2026-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospect for constraining holographic dark energy with gravitational wave standard sirens from the Einstein Telescope
本文利用爱因斯坦望远镜观测到的未来引力波(GW)标准海妖数据研究了全息暗能量(HDE)模型。我们模拟了1000吉瓦的标准警报数据的基础上,10年的ET观测,使这一分析。我们发现,所有的宇宙学参数在HDE模型中可以大大改善,包括在宇宙学拟合的GW标准海妖数据。结合目前的宇宙微波背景各向异性,重子声学振荡和Ia型超新星数据的GW数据将测量宇宙学参数$Ω_{\rm m}$,$H_0$和$c$在HDE模型的精度分别为1.28%,0.59%和3.69%。与宇宙学常数模型和常数- $w$暗能量模型的比较表明,与标准模型相比,动力学暗能量模型的参数简并性将被更彻底地打破。我们发现,单独的GW数据可以提供一个相当好的测量$H_0$,但对于其他宇宙学参数的GW数据只能提供相当弱的测量。然而,由于GW数据可以打破参数退化的事实,标准警报器可以在改善参数估计方面发挥重要作用。
2020-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological tests with bright and dark standard sirens
本文介绍了亮、暗标准汽笛的分类,讨论了利用两类引力波源及其与其他宇宙学探针结合来检验宇宙学模型的方法,并重点介绍了作者近期的相关研究贡献。
2024-06-19 astro-ph.CO gr-qc
Enhancing dark siren cosmology through multi-band gravitational wave synergetic observations
本研究探讨多波段引力波协同观测对暗警报器宇宙学参数测量的作用,通过模拟数据发现其可显著提升天空定位精度,大幅改善物质密度和哈勃常数的约束精度,为解决哈勃张力提供潜力。
2025-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Calibrating systematic errors in the distance determination with the luminosity-distance space large scale structure of dark sirens and its potential applications
宇宙学光度-距离可以从引力波(GW)标准塞壬测量,不需要天文距离阶梯和相关的系统学。然而,它仍然可能包含来自各种天体物理学,宇宙学和实验来源的系统学。随着即将到来的第三代GW实验的大量暗标准警报,这种潜在的系统性偏差可以通过宇宙大尺度结构的统计工具来诊断和校正。我们估计,通过对暗塞壬光度-距离空间分布和星系红移空间分布的互相关,光度距离测量中的乘性误差$m$可以用$1σ$不确定度$σ_m\sim 0.1$来约束.这已经能够明确区分一些二元黑洞起源的场景。通过更先进的GW实验,可以实现明显更好的约束,因此可以实现更多的应用。
2021-08-10 astro-ph.CO gr-qc
Nanohertz gravitational waves from a quasar-based supermassive black hole binary population model as dark sirens
本研究采用能自洽解释随机引力波背景振幅的类星体SMBHB族群模型,通过模拟未来脉冲星计时阵列的引力波数据约束哈勃常数,证实族群建模对暗汽笛分析的重要性,展现其作为宇宙学探针的潜力。
2025-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological parameter estimation with future gravitational wave standard siren observation from the Einstein Telescope
在这项工作中,我们使用模拟的引力波(GW)标准警报数据从未来的观测爱因斯坦望远镜(ET)约束各种暗能量宇宙学模型,包括$Λ$ CDM,$w$ CDM,CPL,$α$ DE,GCG和NGCG模型。我们还使用当前主流的宇宙学电磁观测,即,宇宙微波背景辐射各向异性数据、重子声学振荡数据和Ia型超新星数据,对这些模型进行了约束。我们发现,GW的标准海妖数据可以大大改善所有这些暗能量模型的宇宙学参数的约束。在所有情况下,GW标准海妖数据都可以用来打破现有宇宙学电磁观测数据产生的参数简并。因此,预计未来来自ET的GW标准海妖观测将在未来的宇宙学参数估计中发挥关键作用。本文的结论是建立在对各种暗能量模型分析的基础上的,因此是比较可靠的。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Sirens to Resolve the Hubble-Lemaître Tension
计划中的LIGO和Virgo设施的灵敏度升级可以唯一地识别暗警报器的宿主星系-没有任何电磁对应物的紧凑二元聚结-在z = 0.1的红移范围内。这得益于引力波信号中存在的高阶球谐模式,这也改善了距离估计。结合起来,灵敏度升级和更高的模式将有助于准确,独立测量宿主星系的红移,以及从引力波观测到的光度距离,以推断哈勃-勒梅特常数H 0在五年内优于百分之几。可能的旅行者升级或第三代设施将进一步巩固黑暗警报器在未来精确宇宙学中的作用。
2020-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with LIGO/Virgo dark sirens: Hubble parameter and modified gravitational wave propagation
我们提出了一个详细的研究方法相关联的“黑暗警报”(紧凑的双星聚结没有电磁对应)与星系目录。我们提出了几个改进的当前最先进的,我们将它们应用到GWTC-2目录的LIGO/室女座引力波(GW)的探测,和GLADE星系目录,进行详细的研究的几个来源的系统误差,随着统计数据的预期增加,最终将成为主要的限制。我们提供了一个测量$H_0$从黑暗塞壬单独,发现作为最好的结果$H_0=67.3^{+27.6}_{-17.9}\,\,{\rm km}\, {\rm s}^{-1}\, {\rm Mpc}^{-1}$($68\%$ c.l.)这是目前仅使用黑暗警报器获得的最严格的约束。结合黑暗的警报器和对应的GW 170817,我们发现了$H_0= 72.2^{+13.9}_{-7.5} \,{\rm km}\, {\rm s}^{-1}\, {\rm Mpc}^{-1}$。我们还研究了修改后的GW传播,这是一个吸烟枪的暗能量和修改的引力在宇宙学尺度上,我们表明,目前的观察黑暗的警报器已经开始提供有趣的限制。从单独的黑暗警报器,我们的最好的结果为参数$Ξ_0$,衡量偏离GR(与$Ξ_0=1$在GR)是$Ξ_0=2.1^{+3.2}_{-1.2}$。最后,我们讨论了修改GW传播的限制下,耀斑ZTF 19 abanrhr作为电磁对应的二元黑洞合并GW 190521,在这种情况下,我们最严格的结果是$Ξ_0…
2021-07-16 astro-ph.CO gr-qc
The clustering of dark sirens' invisible host galaxies
针对暗siren方法依赖的星系星表不完备问题,提出利用大尺度结构聚类信息的星表补全新方法,其表现优于传统的齐次和乘性补全,为高信息度暗siren分析奠基。
2024-07-09 astro-ph.CO gr-qc
The Dark Side of Using Dark Sirens to Constrain the Hubble-Lemaître Constant
该研究针对暗汽笛空间定位错误对哈勃-勒梅特常数测量精度的影响展开,通过贝叶斯框架模拟未来观测,明确了误差显现的样本量阈值,提出检验方法并指出环境影响对高精度测量的关键意义。
2023-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Golden and Silver Dark Sirens for precise H0 measurement with HETDEX
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Northwestern University(西北大学);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天体物理中心);University of Glasgow(格拉斯哥大学)
本文研究了利用暗 sirens 进行精确 H0 测量的潜力,通过 HETDEX 数据评估 VIRUS 在暗 sirens 光谱后续中的适用性,并预测通过黄金和银色暗 sirens 可以实现几百分比的 H0 约束。
2026-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraining early and interacting dark energy with gravitational wave standard sirens: the potential of the eLISA mission
我们执行的eLISA天基干涉仪的能力,以约束早期和相互作用的暗能量模型使用引力波标准警报器的预测分析。我们采用模拟目录的标准警报器合并大规模的黑洞双星可见的eLISA,与电磁对应的未来望远镜检测。我们考虑三臂任务设计,臂长为100万公里,200万公里和500万公里,任务持续时间为5年,最佳水平的低频噪声,最近由LISA探路者测试。具有eLISA的标准警报器可以获得中等范围的红移$1\lesssim z \lesssim 8$,因此可以对模型提供竞争性约束,其中$Λ$ CDM的偏离(即早期暗能量开始不可忽略的时期,或者当与暗物质的相互作用开始时)发生相对较晚,在$z\lesssim 6$。相反,如果早期或相互作用的暗能量已经在预复合时代相关,那么当前的宇宙学探测(特别是宇宙微波背景)在约束这些模型方面比eLISA更有效,除非在相互作用的暗能量模型中,如果能量交换与暗能量的能量密度成正比。
2017-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Space-borne atom interferometric gravitational wave detections. Part II. Dark sirens and finding the one
本文利用星载原子干涉引力波探测器研究了暗塞壬的潜势,以探测哈勃常数。在中频段,声源的寿命很长。探测器围绕太阳以及在地球轨道上的运动将引起大的多普勒效应和重定向效应,从而提供精确的角分辨率。GW源的这种精确定位使得只有一个潜在的宿主星系可以观察到暗警报,这被称为“金色暗警报”。我们建立了暗金警报星表,估计在未来5年内,将有大约79个和35个双中子星(BNS)和双黑洞(BBH)的暗金警报通过AEDGE的探测阈值。我们的研究结果表明,与5,10,和所有79个金色的暗BNS跟踪AEDGE可以约束$H_0$在5.5\%,4.1\%,和1.8\%的精度水平。使用5个、10个和全部35个金色暗BBH,可以分别以2.2\%、1.8\%和1.5\%的精度水平约束$H_0$。这表明仅5-10个AEDGE的金色暗BBH就足以仲裁$H_0$的局部和高$z$测量之间的电流张力。
2022-01-21 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Multiband Gravitational Wave Cosmography with Dark Sirens
本研究探讨分赫兹波段引力波探测器参与的恒星级黑洞双星多波段观测,通过提升源定位精度推动暗哨声宇宙学,证实其可更精准测量哈勃常数等宇宙学参数,缓解哈勃常数测量矛盾。
2023-06-09 astro-ph.CO gr-qc
The cosmological impact of future constraints on $H_0$ from gravitational-wave standard sirens
引力波标准警报器为确定哈勃常数提供了一种新的方法。在最近由于GW 170817及其光学对应物而对该方法进行了壮观的确认之后,来自未来引力波源的额外标准塞壬测量有望将哈勃常数限制在高精度。与此同时,改进的约束,预计从宇宙微波背景(CMB)的偏振观测和重子声学振荡(BAO)的调查。我们探讨的作用,未来的标准警笛限制$H_0$在预期的CMB+BAO数据。考虑一个$10$参数宇宙学模型,其中曲率、暗能量状态方程和哈勃常数不受CMB观测的约束,我们发现未来CMB+BAO数据的组合将把哈勃参数约束为$\sim 1.5 \%$。进一步将参数空间扩展到时变暗能量状态方程,我们发现未来CMB+BAO对$H_0$的约束放宽到$\sim 3.0 \%$。这些精确度是未来来自Hanford-Livingston-Virgo和Hanford-Livingston-Virgo-Japan-India干涉仪网络的标准海妖测量所能达到的,显示了这些来源的宇宙学相关性。如果未来的引力波标准海妖测量结果如预期的那样达到$H_0$上的$1\%$,它们将显著改善未来CMB+BAO对曲率和暗能量状态方程的约束,最高可达$\sim 3$的一个因子。我们还表明,包含来自引力波标准警报器的$H_0$约束可能导致暗能量品质因数的降低(即,宇宙学参数体积)的系数高达$\sim 400$。
2018-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing the nature of gravitational wave propagation using dark sirens and galaxy catalogues
本文扩展gwcosmo暗警报分析方法,利用GWTC-3的46个引力波事件首次联合BBH与NSBH后验结果,在Power Law + Peak模型下同时约束哈勃常数H0与引力波传播对广义相对论的参数化偏离,为暗警报成为引力检验工具奠定基础。
2023-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Listening to the sound of dark sector interactions with gravitational wave standard sirens
我们考虑两个稳定的相互作用的暗物质-暗能量模型,并面对他们对当前的宇宙微波背景数据从\textit{Planck}卫星。然后,我们从${\cal O}(10^3)$模拟引力波事件产生光度距离测量,与拟议中的爱因斯坦望远镜的预期灵敏度相匹配。我们使用这些来预测如何增加引力波标准警报器数据可以提高目前的限制暗物质-暗能量耦合强度($ξ$)。我们发现,引力波数据的加入可以减少目前的不确定性的一个因素的$5$。此外,如果基本的宇宙学模型真正具有暗物质-暗能量相互作用的特征,其$ξ$值在当前允许的$1σ$上限内,那么引力波数据的增加将有助于将这种相互作用与没有相互作用的标准情况(显著性大于$3σ$)分开。
2019-07-25 astro-ph.CO gr-qc
Integrated cosmological memory: A dark-siren method to probe dark energy
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Indian Institute of Technology Bombay(孟买印度理工学院);Asia Pacific Center for Theoretical Physics(亚太理论物理中心)
该研究提出集成宇宙学记忆(ICM)方法,通过单次双致密星并合的引力波瞬变与ICM打破距离-红简并,建立无需星系目录的暗信号源框架,有望缓解哈勃常数张力以探测暗能量。
2026-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Standard Sirens as a novel probe of dark energy
具有动态暗能量场的宇宙学模型通常通过有效的时变引力耦合$G(t)$导致引力波的修正传播。这种发射时间和探测时间之间的耦合的局部变化可以用标准警报探测。在这里,我们讨论的作用,月球激光测距(LLR)和二进制脉冲星的约束,约束$G(t)$与标准警报器的前景发挥。特别是,我们认为,LLR约束的物质-物质的引力耦合$G_N(t)$,而二进制卫星和标准警笛约束的二次动力学引力自相互作用$G_{gw}(t)$。一般来说,这两个耦合在其他宇宙学模型中可能是不同的,在这种情况下,LLR约束与标准警报无关。我们使用的Hulse-Taylor脉冲星的数据,并表明,观测是高度不敏感的时间变化的$G_{gw}(t)$,但高度敏感的$G_N(t)$。因此,我们得出结论,未来的引力波数据将成为最好的探针,以测试$G_{gw}(t)$,并因此将提供新的约束动力学暗能量模型。
2020-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uncertainty and bias of cosmology and astrophysical population model from statistical dark sirens
来自一个合并的致密双星的引力波(GW)辐射是一个标准的警报器,因为每个事件的光度距离可以直接从信号的振幅测量。使用GW警报器约束宇宙学的一种可能性是对二元黑洞(BBH)事件进行统计推断。从本质上讲,这种统计方法可以被视为如下。我们可以通过改变宇宙学参数来修改观测到的BBH事件分布的形状,直到它最终与从天体物理学人口模型构建的分布相匹配,从而使我们能够确定宇宙学参数。在这项工作中,我们推导出Cramér-Rao界的宇宙学参数和那些管理的天体物理人口模型从这个统计暗警报方法通过检查事件分布中包含的Fisher信息。我们的研究提供了分析性的见解,并能够快速而准确地估计暗警报宇宙学的统计准确性。此外,我们认为在宇宙学的偏见,由于未建模的子结构的合并率和质量分布。我们发现天体物理模型中的$1\%$偏差会导致哈勃常数的误差大于$1\%$。当探测到超过$10^4$ BBH事件时,这可能会限制暗警报宇宙学的准确性。
2022-06-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A dynamical dark energy solution to Hubble-Lemaître tension in the light of the multimessenger era
我们表明,引力波测量提高了测量$H_0$与黑暗的警笛的机会,在2 $σ$,解决\hubble张力所需的精度。我们的结果有两个主要原因:(1)GWTC-1和GWTC-2对GW LIGO-Virgo瞬变星表的升级提高了它们的灵敏度,只有10%的污染分数,(2)新的暗警报应该有助于限制我们的动态EoS。与此同时,灵敏度升级和新的暗能量模型将有助于准确推断\hubble常数$H_0$,与$+14.0$ / $-7.0$的LIGO暗警报相比,$H_0$的$\pm 0.077$误差更好,这将进一步巩固暗警报在后期暗能量中的作用,以用于未来的精确宇宙学。
2021-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Cross-correlating dark sirens and galaxies: constraints on $H_0$ from GWTC-3 of LIGO-Virgo-KAGRA
该研究通过交叉关联暗 sirens 与星系巡天数据并结合亮 sirens 事件,测得哈勃常数 $H_0=75.4_{-6}^{+11}$ km/s/Mpc,但暗 sirens 约束统计不显著,未来更多事件将改进约束。
2024-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Hubble constant with coalescences of binary neutron star and neutron star-black hole: bright sirens \& dark sirens
本文评估WFST观测千新星亮警笛及利用中子星潮汐效应识别暗警笛宿主星系群的能力,给出二者在五年内对哈勃常数的预期约束精度。
2023-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Three-band dark-siren cosmology with intermediate mass black hole binaries: Synergy of Taiji, LGWA, and the Einstein Telescope
Northeastern University(东北大学)
本文研究了由 Taiji、LGWA 和 ET 组成的三频引力波探测器网络对中等质量黑洞双星的宇宙学潜力,通过暗 sirens 方法结合银河系目录和红移不确定性,提升了哈勃常数和物质密度的约束精度。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalable Dark Siren Cosmology with gwcosmo: GPU Acceleration, Validation and Systematics
University of Glasgow(格拉斯哥大学);University of Birmingham(伯明翰大学)
通过GPU向量化加速,gwcosmo管道实现了对引力波目录的并行处理,速度提升1000倍,能够高效处理O5级别事件数量,为暗汽笛宇宙学提供可扩展的分析工具。
2026-09-16 astro-ph.CO gr-qc
Space-borne atom interferometric gravitational wave detections. Part III. Eccentricity on dark sirens
螺旋型致密双星的偏心率可以大大改善暗警报星的距离推断和源定位。本文以星载原子干涉引力波探测器AEDGE为研究对象,研究了偏心率对AEDGE中波段暗塞壬观测的影响。我们模拟了五种典型的致密双星系统,其质量从$1-100~M_{\odot}$。距离推断和定位的最大改进可以多达1.5- 3个数量级。然后,我们构建了AEDGE在五年内观测到的暗塞壬目录。我们发现偏心率是至关重要的检测黄金双黑洞(BBH),其主机星系可以唯一确定。只需5- 10个金色暗BBH,就可以获得$H_0$的2%精度测量,这足以仲裁哈勃张力。不考虑偏心率,AEDGE还可以观测到数十颗具有独特宿主星系的黄金双星中子星(BNS)和中子星-黑洞双星(NSBH)。这些金色的暗警报器可以为后续的高频段引力波观测以及电磁波的寻找提供预警。我们的研究结果表明,偏心率是一个至关重要的因素,在检测,数据分析,和应用的GWs与原子干涉仪在中间波段。
2022-10-18 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Tolerance to Astrophysical Model Uncertainty in Dark Siren Hubble Measurement with Third-generation Gravitational-wave Detectors
针对第三代引力波探测器暗汽笛哈勃常数测量,采用Fisher信息形式研究模型误差容忍度,发现星系质量函数红移演化需精确到1%,并量化了星系目录与测量要求。
2024-08-19 astro-ph.CO gr-qc
Dark-siren Cosmology with Decihertz Gravitational-wave Detectors
恒星质量双黑洞(SBBH)合并产生的引力波(GWs)在宇宙学中被认为是暗警报,因为它们通常没有电磁波。为了研究这些事件的宇宙,我们不仅需要从GW信号中提取的光度距离,而且还需要通过匹配GW天空定位与星系目录来获得源的红移信息。基于这样一种方法,我们探讨如何以及分赫兹GW探测器,DO-最佳和DECIGO,可以约束宇宙学参数。使用Monte-Carlo模拟暗警报,我们发现,DO-最佳可以约束哈勃参数${σ_{H_0}} / {H_0}\, \lesssim 0.23\%$时,估计$H_0$单独,而DECIGO表现更好的一个因素5与${σ_{H_0}} / {H_0}\lesssim 0.043\%$。$H_0$的这种良好精度将揭示$H_0$张力。对于多参数估计,DECIGO仍然可以达到小于$7\%$的相对不确定性水平。分赫兹探测器表现良好的原因是它们具有良好的距离和角分辨率的大量SBBH GW事件。
2022-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Expanding the scope of dark siren cosmology: Inferring the population properties of gravitational wave-hosting galaxies
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow(苏格兰大学物理与天文学超级学院,格拉斯哥大学)
该研究针对暗信号宇宙学的三大挑战,提出改进方法,利用gwcosmo联合推断引力波宿主星系等参数,首次测量宿主星系权重模型,更新了哈勃常数测量值。
2026-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Reconsidering the role of bright and dark gravitational-wave standard sirens for cosmology
INFN, Sezione di Roma(意大利国家核物理研究所罗马分部);Università di Roma “La Sapienza”(罗马大学)
本文重新评估亮暗引力波标准汽笛在宇宙学中的作用,证明亮汽笛可打破哈勃常数与物质密度参数的简并,暗汽笛辅以先验也能解决哈勃张力,并提出统一统计框架,指出独立处理二者在后续观测中影响有限但可能偏置质量谱低端。
2026-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing the general theory of relativity using gravitational wave propagation from dark standard sirens
另一种引力理论预测了引力波(GW)在时空中传播的变化。这些理论的一个确凿的预测是GW到GW源的光度距离的变化是相对于EM探测器预期的电磁(EM)光度距离的红移的函数。我们提出了一个多信使测试的广义相对论从引力波的传播,结合EM和GW的观测,以解决这些问题,从GW源没有EM同行(这也被称为暗标准警笛)。通过利用从重子声学振荡测量得到的几何距离和从GW源得到的光度距离之间的关系,我们可以通过具有未知红移的GW源来测量任何偏离广义相对论的偏差,这些GW源将被GW探测器网络(如LIGO、Virgo和KAGRA)探测到。使用这种技术,摩擦项的置信值可以测量到精确度$Ξ_0=0.98^{+0.04}_{-0.23}$后,边缘化的红移依赖性,宇宙学参数,和GW的偏差参数与$\sim 3500$暗标准塞壬的质量$30\,\rm M_\odot$每个分布到红移$z=0.5$。对于固定的红移依赖性,$Ξ_0=0.99^{+0.02}_{-0.02}$的值可以用类似数量的暗塞壬来测量。将我们的方法应用于下一代GW探测器(如LISA,爱因斯坦望远镜和宇宙探测器)可探测到的数量更多的黑暗标准警报器,将允许实现比使用明亮标准警报器更高的精度。
2021-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Synergy between CSST galaxy survey and gravitational-wave observation: Inferring the Hubble constant from dark standard sirens
本文通过模拟CSST星系星表与第三代引力波探测器5年数据,研究利用暗汽笛方法推断哈勃常数,结果显示测量精度可达亚百分比水平,证明二者协同对精确宇宙学具有重要意义。
2023-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology and modified gravity with dark sirens from GWTC-3
我们提出了最新的测量哈勃参数和参数$Ξ_0$描述修改后的引力波的传播,获得从第三个引力波瞬态目录,GWTC-3,使用的相关性与星系目录和信息从源帧质量分布的二进制黑洞。到目前为止,后者导致$Ξ_0$上的最紧边界,即$Ξ_0 = 1.2^{+0.7}_{-0.7}$在$Ξ_0$上具有平坦先验,而$Ξ_0 = 1.0^{+0.4}_{-0.8}$在$\logΞ_0$中具有先验均匀性(最大后验和$68\%$ HDI)。$H_0$的测量主要是由单个明亮的海妖GW 170817所主导,当与星系表结合时,产生了$H_0=67^{+9}_{-6} \, \rm km \, s^{-1} \, Mpc$。
2022-03-17 astro-ph.CO gr-qc
The Taiji-TianQin-LISA network: Precisely measuring the Hubble constant using both bright and dark sirens
本研究评估太极-天琴-LISA网络利用亮暗标准汽笛测量哈勃常数,亮暗场景精度分别达0.9%和1.2%,并联合CMB数据约束暗能量,助力解决哈勃张力。
2024-01-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark standard siren cosmology with bright galaxy subsets
Ghent University(根特大学)
本文研究了仅使用明亮星系子集提高暗标准 sirens 测定哈勃常数精度的可行性,展示了通过引力波观测与星系目录结合,可提升 H0 估计精度达 80%,并为未来引力波宇宙学研究奠定基础。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Dark siren cosmology with binary black holes in the era of third-generation gravitational wave detectors
本研究模拟第三代引力波探测器网络(ET与两个CE)探测的双黑洞作为暗汽笛,结合贝叶斯框架与星系目录交叉匹配,在一年观测内将哈勃常数约束至0.8%精度,并发现局域单宿主暗汽笛贡献主要信息。
2023-09-01 astro-ph.CO gr-qc
An interacting dark sector and the first gravitational-wave standard siren detection
在第一次几乎同时观测到引力波和由一个双星中子星系统合并产生的电磁辐射之后,另一个独立于宇宙距离阶梯的宇宙膨胀探测器出现了。我们进行了全球性的分析,以约束相互作用的暗能量模型,其特征是暗物质和暗能量之间的共形相互作用,结合当前的数据:$\textit{Planck}$观测的宇宙微波背景辐射各向异性,和汇编哈勃参数测量估计从宇宙计时器的方法,以及从重子声学振荡测量。此外,我们考虑两个测量的宇宙膨胀率的今天,一个从造父变星的观测,另一个从合并的双中子星系统GW 170817。我们发现,在这个相互作用的暗能量模型中,哈勃常数的局域测量的影响主要影响了对暗能量和暗物质之间耦合强度参数的推断约束。然而,GW170817的哈勃常数测量结果比造父变星测量结果更保守,并且与当前的高红移宇宙学数据集更符合。因此,即将进行的哈勃常数的引力波标准塞壬测量,对于我们理解宇宙暗区至关重要。
2019-01-26 astro-ph.CO gr-qc
Forecasts on interacting dark energy with standard sirens
本文利用LISA和ET标准汽笛数据,结合BAO和SNIa,对四类相互作用暗能量模型进行MCMC分析,发现H_0精度提升一个数量级,并改善了对暗区耦合参数的约束。
2023-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A dark standard siren measurement of the Hubble constant following LIGO/Virgo/KAGRA O4a and previous runs
本研究利用LIGO/Virgo/KAGRA O4a及以往运行的15个暗标准警笛引力波事件,结合星系目录与深度学习方法,将哈勃常数测量精度提升至约6%。
2024-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
FRB dark sirens: Measuring the Hubble constant with unlocalized fast radio bursts
受引力波暗警笛方法启发,本文开发了一种贝叶斯方法,利用未定位的快速射电暴和星系目录数据统计测量哈勃常数,结合12个未定位FRB事件首次得到$H_0$测量值,为无已知红移的FRB数据约束宇宙学参数提供了新途径。
2024-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The impact of strong lensing on Hubble constant measurements with gravitational-wave dark sirens
University of Glasgow(格拉斯哥大学);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文与空间科学研究所);Université Catholique de Louvain(天主教鲁汶大学);Royal Observatory of Belgium(比利时皇家天文台)
本文提出利用强引力透镜作用于暗 sirens 和银河系来测量哈勃常数,通过模拟数据提高测量精度,显示使用8个强引力透镜暗 sirens 可将哈勃常数精度提高约50%。
2026-03-24 astro-ph.CO gr-qc
Synergy between CSST and third-generation gravitational-wave detectors: Inferring cosmological parameters using cross-correlation of dark sirens and galaxies
Northeastern University(东北大学);University of Western Australia(西澳大学);The University of Tokyo(东京大学);Hainan University(海南大学)
通过交叉相关暗 sirens 与星系,利用CSST与第三代引力波探测器协同推断宇宙学参数,提升哈勃常数和物质密度参数的约束精度。
2026-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Hubble constant estimation with dark standard sirens and galaxy cluster catalogues
Ghent University(根特大学);Université de Toulouse, CNRS/IN2P3, UPS(图卢兹大学,法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所, ups);MTA-ELTE Astrophysics Research Group(匈牙利科学院-厄特沃什大学天体物理学研究组)
本文利用星系团星表为引力波暗标准汽笛提供红移支持,通过调整gwcosmo流程并结合GWTC-3双黑洞数据,测得哈勃常数精度较传统方法提升10%至38%,为未来精确宇宙学测量奠定基础。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from the LISA-Taiji network
LISA和Taiji有望在未来形成天基引力波(GW)探测网络。本文利用LISA-Taiji网络的标准观测值对宇宙学参数的估计进行了预报。基于LISA和Taiji之间的配置角为$40^{\circ}$的场景,模拟了标准警报数据。本文讨论了大质量黑洞双星(MBHB)的三种布居模型,即:pop III、Q3 d和Q3 nod被认为可以预测MBHB合并事件。我们发现,基于LISA-Taiji网络,检测到的电磁(EM)对应物的数量几乎是单一太极任务的情况下的两倍。因此,LISA-Taiji网络的标准塞壬观测可以对宇宙学参数提供更严格的约束。例如,仅使用LISA-Taiji网络的标准警报器,$H_0$的约束精度可达$1.3\%$。此外,结合CMB数据,基于LISA-Taiji网络的GW-EM观测也可以严格约束暗能量的状态方程,例如,$w$的约束精度达到了$4\%$左右,与CMB+BAO+SN的结果相当。LISA-Taiji网络的GW标准Sirens将成为未来理解暗能量本质的有用宇宙学探测器。
2021-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
How Low Can You Go: Constraining the Effects of Catalog Incompleteness on Dark Siren Cosmology
University of Toronto(多伦多大学);University of Arizona(亚利桑那大学);University of Chicago(芝加哥大学)
本文利用模拟星系星表研究星表不完备性对暗警笛测量哈勃常数的影响,发现当成团性存在且引力波定位良好时,星表只需完备到最亮1%星系即可获得无偏的 $H_0$ 后验分布。
2025-11-06 astro-ph.CO gr-qc
A dark siren measurement of the Hubble constant with the LIGO/Virgo gravitational wave event GW190412 and DESI galaxies
本研究利用无电磁对应体的引力波事件GW190412作为暗标准警笛,结合DESI巡天星系数据测量哈勃常数,首次将DESI数据用于此类分析,结果表明与早期和晚期宇宙测量结果一致。
2023-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational-wave standard sirens and application in cosmology
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文与空间科学学院);Department of Astronomy, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文学系);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
综述引力波标准汽笛原理,通过双中子星并合、双黑洞并合及透镜化暗汽笛三种类型,展示其测量哈勃常数和暗能量参数的方法与前景。
2026-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Future Constraints on Dynamical Dark-Energy using Gravitational-Wave Standard Sirens
LIGO和Virgo合作对引力波(GW)的探测提供了一个全新的可能测试范围,并打开了一个新的窗口,可以揭示暗能量和暗物质的本质。在目前的工作中,我们调查如何未来的引力波数据可以帮助约束不同的动力学暗能量模型。特别地,我们使用第三代引力波探测器--爱因斯坦望远镜对一类著名的和最常用的动力学暗能量模型进行了宇宙学预测。我们考虑了1000个模拟的GW事件,以约束动力学暗能量模型的参数空间。我们的分析表明,包括从爱因斯坦望远镜的GW数据,显着提高了动态暗能量模型的参数空间相比,从标准的宇宙学探测,即宇宙微波观测,重子声学振荡距离测量,Supernove Ia型,和哈勃参数测量提取的约束。
2019-07-27 astro-ph.CO gr-qc
A unified harmonic framework for dark siren cosmology
Princeton University(普林斯顿大学);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所))
本文提出通过引力波源与星系的交叉相关性来推断宇宙参数,结合光谱鸣声方法,实现高精度宇宙学推断,展示其在下一代引力波和星系观测中的潜力。
2026-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological constraints and standard sirens forecasts for non-dynamical dark energy in Horndeski gravity
Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)(意大利国家核物理研究所);Universidad de Salamanca(萨拉曼卡大学);Instituto Universitario de Física Fundamental y Matemáticas (IUFFyM)(基础物理与数学大学研究所);Università degli Studi di Napoli “Federico II”(那不勒斯费德里科二世大学);Università di Salerno(萨莱诺大学)
研究扩展Cuscuton模型的非动力学暗能量,用当前探针约束其四个基准子模型,预测第三代标准汽笛能大幅提升约束精度,为超越ΛCDM的暗能量提供互补检验。
2026-08-06 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave standard sirens from GWTC-3 combined with DESI DR2 and DESY5: A late-universe probe of the Hubble constant and dark energy
Northeastern University(东北大学);Hainan University(海南大学)
利用引力波标准 sirens、BAO和SNe Ia数据,研究哈勃常数和暗能量方程状态参数,发现轻微幻影交叉行为,结果与距离阶梯测量一致。
2026-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecasting the Interaction in Dark Matter-Dark Energy Models with Standard Sirens From the Einstein Telescope
引力波(GW's)可以直接从波的振幅确定祖先的光度距离,而不需要假设任何特定的宇宙学模型。因此,它可以被认为是一个标准的警笛。中子星(BNS)或中子星-黑洞对(NSBH)的合并可以产生GW和电磁对应物,它们可以以伽马射线暴(GRB)的形式被探测到,并可以用来确定源的红移。因此,这样一个标准的警笛可以是一个非常有用的探针,以约束宇宙学参数。在这项工作中,我们考虑一个相互作用的暗物质-暗能量(DM-DE)模型。假设我们的模型的参数的一些基准值,我们模拟了一个“现实的”和“乐观的”GW+GRB事件,它可以检测到的第三代GW探测器爱因斯坦望远镜(ET)的光度距离。使用这些模拟的事件,我们执行蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)约束的DM-DE耦合常数和其他模型参数在$1σ$和$2σ$的置信水平。我们还研究了如何GW的可以改善目前的宇宙学探测器获得的约束。
2020-05-14 astro-ph.CO
A Pixelated Approach to Galaxy Catalogue Incompleteness: Improving the Dark Siren Measurement of the Hubble Constant
利用引力波标准警报器进行宇宙学分析已成为众所周知的事情,人们对测量哈勃常数$H_0$特别感兴趣,并对当前早期和晚期测量之间的紧张关系进行了说明。目前的紧张局势是超过$4σ$和标准警报器将能够提供一个完全独立的测量。暗警报(没有电磁对应物的双黑洞或中子星合并)可以提供信息,如果丢失的红移信息通过使用星系目录来识别合并的潜在宿主星系。然而,星系目录的不完整性影响这一分析,它的准确建模是必不可少的$H_0$获得一个公正的测量。以前,这是通过假设引力波事件的天空区域内的均匀完整性来实现的。本文提出了一种更新的方法,其中的星系目录的完整性估计在一个方向依赖的问题,通过像素化的天空和计算的完整性的星系目录沿每条视线。单个事件的$H_0$推断是在逐像素的基础上执行的,并且像素被组合以获得最终结果。对第一个引力波瞬变目录(GWTC-1)中的事件进行重新分析,结果表明,与等效LIGO和Virgo结果的68.3%最高密度间隔相比,$H_0$的测量值提高了约5%,$H_0$的测量值为$H_0= 68.8^{+15.9}_{-7.8}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。
2022-03-25 astro-ph.CO gr-qc