H0LiCOW XIII. A 2.4% measurement of $H_{0}$ from lensed quasars: $5.3σ$ tension between early and late-Universe probes
我们提出了一个测量的哈勃常数（$H_{0}$）和其他宇宙学参数的联合分析的六个引力透镜类星体的测量时间延迟。所有的镜头，除了第一个盲目地分析相对于宇宙学参数。在一个平坦的$Λ$ CDM宇宙学中，我们发现$H_{0} = 73.3_{-1.8}^{+1.7}$，一个2.4%的精度测量，与当地测量的$H_{0}$从Ia型超新星校准的距离阶梯，但在$3.1σ$张力与$Planck$观测的宇宙微波背景（CMB）。这种方法完全独立于超新星和CMB分析。时间延迟宇宙照相术和距离阶梯的组合导致$5.3σ$张力与$Planck$ CMB确定平面$Λ$ CDM中的$H_{0}$。我们计算贝叶斯因子，以验证所有镜头给出统计上一致的结果，表明我们没有低估我们的不确定性，并能够控制我们的系统。我们探索扩展到平面$Λ$ CDM使用时间延迟宇宙学单独的约束，以及与其他宇宙学探针，包括CMB观测$Planck$，重子声振荡，Ia型超新星的组合。延时宇宙学提高了其他探测器的精度，显示出很强的互补性。允许空间曲率并不能解决$Planck$的张力。使用时间延迟宇宙学的距离限制锚定Ia型超新星的距离尺度，我们降低了我们的$H_0$推断宇宙模型假设的敏感性。对于六种不同的宇宙学模型，我们对$H_{0}$的综合推断范围为$\sim73$ - $78~\mathrm{km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$，这与局部距离阶梯…
2019-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tensions with the flat $\boldsymbolΛ$CDM model from high-redshift cosmography
本文利用基于正交对数多项式展开的宇宙志方法，结合类星体、伽马射线暴、Ia型超新星和重子声学振荡数据，以模型无关方式揭示高红移观测与平坦ΛCDM模型之间存在超过4σ的强张力。
2023-07-28 astro-ph.CO hep-th
Cosmography approach to dark energy cosmologies: new constrains using the Hubble diagrams of supernovae, quasars and gamma-ray bursts
在宇宙学方法的框架下，利用超新星、类星体和伽马射线暴的哈勃图数据，研究了DE参数化和$Λ$ CDM宇宙的一致性。使用不同的数据样本组合，包括（{ \it i}）超新星（Pantheon），（{ \it ii}）万神殿+类星体和（{ \it iii}）Pantheon +类星体+伽马射线暴，并在马尔可夫链蒙特卡罗方法的背景下应用数据样本距离模的$χ^2$函数的最小化，我们首先在模型无关宇宙学场景中获得宇宙学参数的约束值。然后，我们调查我们的分析，为不同的一致性$Λ$ CDM宇宙学，$w$ CDM，CPL和帕德参数化。通过比较DE方案和模型无关方法得到的宇宙学参数的数值，我们发现，当我们在分析中涉及类星体和伽马射线暴数据时，协调的$Λ$ CDM模型存在严重的张力。虽然高红移类星体和伽马射线暴可以证伪这个一致性模型，但我们的宇宙学方法的结果表明，其他DE参数化仍然与这些观测结果一致。
2020-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Time-Delay Cosmography: Measuring the Hubble Constant and other cosmological parameters with strong gravitational lensing
本文综述了时间延迟宇宙学的理论基础、现有技术、系统误差控制策略及未来利用强引力透镜以1%精度测量哈勃常数并解决哈勃张力的前景。
2024-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong lensing time-delay cosmography in the 2020s
多重成像的时变源可以用来测量作为红移函数的绝对距离，从而确定宇宙学参数，主要是哈勃常数H $_0$。在截至2020年的20年里，通过一系列观测和概念上的突破，这种所谓的时间延迟宇宙学已经达到了足够的精度，足以成为当前关于H $_0$的早期和晚期宇宙测定之间的“哈勃张力”辩论的重要独立声音。21世纪20年代有望在时延宇宙学方面取得重大进展，因为新的和即将进行的调查将发现大量透镜，而且跟踪和分析能力将大大提高。在这篇综述中-在简要总结了该方法的基础和最新进展之后-我们概述了十年的机会和需要克服的挑战，以满足从时间延迟宇宙学中以1\%的精度和准确度确定H $_0$的目标。
2022-10-27 astro-ph.CO
Massive black hole binaries in LISA: constraining cosmological parameters at high redshifts
本研究预测LISA探测的大质量黑洞双体亮汽笛约束宇宙学模型的能力，提出基于光度距离-红移关系样条插值的模型无关方法，可将z~2-3处哈勃参数约束精度达至少10%。
2024-07-16 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing effects in the measurement of the dark energy equation of state with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）对超大质量双星黑洞（SMBBH）的观测为精确宇宙学提供了新的工具。在螺旋信号中包含次主导信号谐波可以实现高精度的天空定位，大大提高了找到宿主星系并获得其红移的机会。SMBBH合并可能具有来自宽范围（$10^5 - 10^8\,\Ms$）的组件质量，在该宽范围内，参数精度变化很大。我们进行了深入的研究，以了解（一）可能的SMBBH合并的比例允许天空本地化，这取决于源的参数，以及（二）如何准确地测量$w$时，可以确定宿主星系。我们还研究了如何提高所有参数的精度时，天空位置的知识可以折叠到估计的错误。我们发现，在大多数情况下，$w$可以测量到百分之几，如果测量光度距离的唯一误差是由于LISA的仪器噪声和银河系双星的混乱背景。然而，弱透镜引起的误差将严重降低可以获得$w$的精度，强调需要减轻弱透镜效应的方法来利用LISA的全部潜力。
2010-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Cosmography by orthogonalized logarithmic polynomials
宇宙学是研究宇宙运动学的有力工具，然后以独立于模型的方式重建动力学。然而，最近对Ia超新星和类星体的新测量已经将哈勃图填充到了高红移（$z \sim 7.5$），并且由于所暗示的大红移，传统宇宙学方法的应用变得不那么直接。在这里，我们调查这个问题，通过扩大的光度距离红移关系的“正交”对数多项式。特别是，我们指出了一个新的程序的“正交化”的优点，我们表明，这样的扩展提供了一个非常好的适合在整个$z=0÷7.5$范围内的真实和模拟数据假设各种宇宙模型。此外，尽管宇宙学系列在其收敛半径之外进行了很好的检验，但扩展$Λ$ CDM模型的光度距离-红移关系所获得的参数与用相同宇宙学模型获得的模拟数据拟合的结果大致一致。这提供了一种方法来检验宇宙学函数的可靠性，研究宇宙学模型在高红移，它表明，对数多项式序列可以用来检验的一致性$Λ$ CDM模型与当前的哈勃图类星体和超新星Ia。我们证实了在和谐宇宙学模型和$z>1.5$的哈勃图之间有一个很强的张力（在$>4σ$）。这种张力主要由$z>2$上的类星体的贡献所控制，并开始出现在$z>1$观测到的少数超新星Ia中。
2021-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Peculiar velocity effects on the Hubble constant from time-delay cosmography
本研究针对哈勃张力与宇宙偶极张力的交叉问题，量化了透镜、源、观测者的本动速度对时间延迟宇宙学哈勃常数估算的偏差与不确定度影响，指出高精度相关研究需考虑该系统误差。
2023-10-02 astro-ph.CO
Cosmic string bursts in LISA
本研究评估LISA探测宇宙弦尖点产生的短时引力波爆发的能力，基于最新配置和两种弦环模型，预计每年可探测4-30次，非探测则约束弦张力$G\mu\lesssim 10^{-11}$。
2023-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
LISA bright sirens as a tiebreaker among cosmologies in tension
Universidade do Estado do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德州大学）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）
本文利用LISA亮标准汽笛模拟数据，比较三种宇宙学模型与真实数据的张力，发现其能有效区分Pantheon+SH0ES模型，但对Planck 2018和Union3无法区分。
2026-09-29 astro-ph.CO
Cosmic superstrings in large volume compactifications: PTAs, LISA and time-varying tension
本文研究大体积弦紧化中宇宙超弦产生的引力波谱，考虑模场和时变张力，发现部分谱可被LISA和ET探测，超高频段可被动能主导增强。
2025-09-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Implications of a frame dependent dark energy for the spacetime metric, cosmography, and effective Hubble constant
在较早的论文中，我们表明，一个框架相关的有效作用量的三空间一般坐标不变性和Weyl标度不变性的假设，确切地模仿一个宇宙学常数在Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空，但改变了线性方程的标量扰动周围的空间平坦的FRW背景度规。在这里，我们分析了一个框架依赖的暗能量的时空宇宙学度规的微扰和非微扰框架内的影响。这两种计算方法都给出了一个单参数宇宙学族，它们彼此密切对应，并且包含标准FRW宇宙学作为特例。我们讨论了这个家庭的宇宙学的标准宇宙学距离措施和有效的哈勃参数的应用，特别注意到当前的紧张局势之间的测定哈勃常数在晚些时候，和哈勃值通过宇宙微波背景（CMB）的角度波动分析。
2020-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Covariant cosmography: the observer-dependence of the Hubble parameter
本文建立一般时空中哈勃参数多极矩的协变宇宙志框架，推导日心观察者的boost变换，指出运动导致的多普勒、光行差效应及光度距离修正必要性。
2024-06-14 astro-ph.CO gr-qc
Detection of Low Tension Cosmic Superstrings
弦论的宇宙超弦不同于场论的常规宇宙弦。我们回顾了宏观弦环的物理和宇宙学性质如何影响实验搜索这些文物从时代的通货膨胀。宇宙超弦的平均密度很容易超过具有相同张力的常规宇宙弦两个或更多数量级。剩余超弦圈的宇宙学行为在性质上是不同的，因为在弦论的通量紧致化中，弦张力指数地小于弦尺度。低张力的超弦环寿命更长，经历更少的反冲（引力辐射发射的火箭效应），并且倾向于像星系中的暗物质一样聚集。相对于宇宙中坍缩结构的宇宙学平均值，成团增强了弦环密度。太阳位置的增强是$\sim 10^5$。我们开发了一个模型封装的领先阶弦论影响，目前的理解弦网络环的生产和宇宙学结构的形成的影响，适用于预测检测超弦环通过光学微透镜，引力波爆发和快速射电暴。我们通过LIGO和LISA样实验评估了尖点和扭结的爆发检测率。聚类占主导地位的速率为$G μ< 10^{-11.9}$（LIGO尖），$G μ<10^{-11.2}$（LISA尖），$G μ< 10^{-10.6}$（LISA扭结），我们预测实验可访问的引力波爆发$G μ>10^{-14.2}$（LIGO尖），$G μ>10^{-15}$（LISA尖）和$G μ>10^{- 14.1}$（LISA扭结）。
2018-02-05 astro-ph.CO hep-th
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
Joint Constraints on the Hubble Constant, Spatial Curvature, and Sound Horizon from the Late-time Universe with Cosmography
本文利用 Pantheon+、BAO 和 OHD 数据，通过四种不假设平坦宇宙的宇宙学模型对哈勃常数、空间曲率和声学视界进行联合约束，发现减小曲率或声学视界有助于缓解哈勃张力，且平坦ΛCDM模型仍最受数据支持。
2023-11-23 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic string gravitational wave backgrounds at LISA: II. Reconstruction of conventional signals over astrophysical foregrounds
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所（IFIC），西班牙瓦伦西亚大学）；Khon Kaen Particle Physics and Cosmology Theory Group (KKPaCT), Department of Physics, Faculty of Science, Khon Kaen University（孔敬大学理学院物理系）
研究在LISA频段多种天体物理前景下利用GWBackFinder重建宇宙弦信号，发现重建张力误差$\lesssim 10\%$时所需$G\mu$值比无前景或仅考虑部分前景时大得多，此为系列研究第二篇，旨在量化LISA测量宇宙弦模型的能力。
2026-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The ability of Lisa, Taiji, and their networks to detect the stochastic gravitational wave background generated by Cosmic Strings
本研究评估Lisa、Taiji及其联合网络探测宇宙弦产生的随机引力波背景的能力，发现Lisa-Taiji网络性能最优，能高精度估计弦张力并提供强证据。
2023-11-13 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave probes of Barrow cosmology with LISA standard sirens
该研究基于热力学-引力猜想推导Barrow宇宙学的修正场方程，结合现有观测与LISA标准汽笛模拟数据评估模型，发现其可适度改善哈勃张力并收紧宇宙学参数约束。
2024-06-20 astro-ph.CO gr-qc
Revisiting the Hubble constant, sound horizon and cosmography from late-time Universe observations
本研究结合DESI、H0LiCOW和Pantheon数据，采用Taylor级数与Padé多项式方法，模型无关地测定Hubble常数与声学视界，结果支持更大的$H_0$与更小的$r_d$，与SH0ES一致。
2025-05-03 astro-ph.CO
Will LISA Detect Harmonic Gravitational Waves from Galactic Cosmic String Loops?
近年来，随着脉冲星定时阵列（PTA）的$Gμ\lesssim 10^{-11}$的出现，宇宙弦的观测取得了迅速的进展，对它们的性质提出了越来越严格的限制。低张力的宇宙弦环在银河系中由于慢的弦环衰变和低的引力反冲而聚集，导致银河系中弦环丰度的极大增强。由于平均间隔低至仅千秒差距的一小部分，并且引力波（GW）发射的总功率由跨越宽角度尺度的谐波模式主导，位于附近的解析环是强大的、持久的和高度单色的GW源，其谐波签名不被任何其他源复制，这使得它们成为即将推出的激光干涉仪空间天线（LISA）直接探测的主要目标，其频率范围非常匹配。不像检测率与环路丰度成比例的突发检测，谐波信号的检测率是GW发射强度、环路丰度和其他噪声源之间复杂相互作用的结果，并且最适合通过数值模拟来研究。我们开发了一个强大而灵活的框架来模拟银河系中的环路，以预测LISA从解析环路中直接检测谐波信号。我们的模拟表明，在参数空间中最容易进入的区域由大回路$α=0.1$与低张力$10^{-21}\lesssim Gμ\lesssim 10^{-19}$。直接探测场论宇宙弦是不可能的，探测概率为1年任务的$p_{\mathrm{det}}\lesssim 2\%$。一个扩展表明，直接检测宇宙超弦的相互交换概率低是非常有前途的。通过LISA观测从分辨的环中寻找谐波GW信号将潜在地对弦论施加物理约束。
2020-05-31 astro-ph.CO
Probing the gravitational wave background from cosmic strings with LISA
宇宙弦网络是探测宇宙学引力波的最佳途径之一。大量弦环的组合非相干GW发射导致随机GW背景（SGWB），其编码弦网络的属性。在本文中，我们分析了激光干涉仪空间天线（LISA）测量这种背景的能力，考虑领先的模型的弦网络。我们发现，LISA将能够探测宇宙弦的紧张局势$Gμ\gtrsim \mathcal{O}(10^{-17})$，改善约$6$数量级电流脉冲星定时阵列（PTA）的限制，并可能$3$数量级相对于预期的约束，从下一代PTA观测站。我们包括在我们的分析中可能修改的SGWB频谱由于不同的假设宇宙的历史和弦网络的基本物理。这些包括SGWB谱中可能的修改，由于早期宇宙中相对论自由度的变化，在辐射支配开始之前存在非标准状态方程，或者由于弦间交换概率小于1而导致网络动力学的变化。在探测到的情况下，LISA的频带可以很好地探测这样的宇宙事件。我们的结果构成了对宇宙弦科学的彻底探索，这将是LISA可以访问的。
2019-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves and Light Cosmic Strings
对宇宙弦的引力波特征进行了数值分析。宇宙弦网络在早期宇宙的相变过程中形成，这些长宇宙弦网络分裂成循环，以引力波的形式辐射能量，直到它们衰变。这些引力波的形式有：来自单个弦环的谐波模，来自星系环的“混乱噪声”，以及来自环网的随机背景引力波。在这项研究中，弦回路的较大尺寸$α$和较低的弦张力$Gμ$（其中$μ$是质量每单位长度的字符串）比以前的研究进行了调查。目前有几个探测器正在搜寻引力波，一颗天基卫星-激光干涉仪空间天线-正处于飞行前的最后阶段。大环的结果（$α=0.1$）给出的上限约为$Gμ<10^{-9}$，表明从弦环到$Gμ\approx 10^{-20}$的引力波都可以用LISA探测到。弦张力通过$Gμ= Λ_s^2 / m_{pl}^2$与相变的能量标度和普朗克质量相关，因此$Gμ$的极限将任何相变的能量标度设置为$Λ_s < 10^{-4.5} m_{pl}$。我们的结果表明，即使弦的张力太低，没有更大的宇宙学效应，环也可能形成一个重要的引力波信号。
2009-08-25 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves from cosmic strings in LISA: reconstruction pipeline and physics interpretation
发起LISA宇宙弦引力波背景模板数据库，基于解析与数值模板预测参数空间与重建精度，证明LISA能探测低至$Gμ=10^{-16} - 10^{-17}$的张力及$10^{11}~\ ext{GeV}$能标。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
The nightmare scenario: measuring the stochastic gravitational-wave background from stalling massive black-hole binaries with pulsar-timing arrays
星系合并时形成的大质量黑洞双星是正在进行的脉冲星定时阵列（PTA）实验和即将到来的天基LISA干涉仪的主要引力波来源之一。然而，它们的形成和合并率仍然非常不确定。最近PTAs获得的随机引力波背景的上限开始与这些系统的配对和轨道演化的理论模型处于边缘紧张状态。这种张力可以通过假设这些双星比预期的更偏心或与环境（气体和恒星）的相互作用更强烈，或者通过解释理论模型构建中可能的选择偏差来解决。然而，另一种（悲观的）可能性是这些二进制文件根本不合并，而是在大（$\sim$ pc）分离时停止。我们探索这种极端的情况下，使用一个星系形成的半解析模型，包括大规模黑洞（孤立的，在二进制），并表明，未来几代的PTA将检测到随机引力波背景下的大规模黑洞二进制人口在$10-15$年的观测，即使在“噩梦般的情况下”，所有的二进制失速在硬化半径。此外，我们认为，这种情况是过于悲观，因为我们的模型预测存在一个子群的双星与小质量比（$q \lesssim 10^{-3}$），应该合并在哈勃时间内，仅仅是由于引力波发射。由于下一代射电望远镜，如SKA或FAST，以及可能的LISA，未来的PTA将以大的信噪比观测到这一子群。
2017-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmic string gravitational wave backgrounds at LISA: I. Signal survey, template reconstruction, and model comparison
Khon Kaen University（孔敬大学）
基于文献中的相关模型，编制宇宙弦网络引力波背景信号模板目录，使用SBI包量化LISA对每个信号的重建精度，并进行模型比较。
2026-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconciling PTA and JWST and preparing for LISA with POMPOCO: a Parametrisation Of the Massive black hole POpulation for Comparison to Observations
本文提出POMPOCO参数化模型，通过贝叶斯框架高效模拟大质量黑洞演化，成功调和了PTA与JWST观测，并为LISA未来观测提供了理想工具。
2025-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Including higher harmonics in gravitational-wave parameter estimation and cosmological implications for LISA
本研究针对LISA引力波参数估计仅用主导模式的局限，提出纳入高次谐波，证实(3,3)模式可大幅提升测量精度与暗宿主星系识别率，对解决哈勃张力、约束宇宙学模型有重要意义。
2023-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing modified gravitational-wave propagation with extreme mass-ratio inspirals
本研究首次利用LISA模拟探测的极端质量比旋近系统作为暗哨声，结合贝叶斯方法约束广义相对论的参数化偏离，发现其在修正引力波传播约束上优于第二代地面探测器，最乐观情形下可比肩第三代探测器。
2025-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Hints of new physics for the Hubble tension: violation of cosmological principle
针对标准ΛCDM模型的哈勃张力问题，研究发现偶极-单极修正可使哈勃常数约束与Planck结果一致，证实其不依赖红移与模型，提示哈勃张力源于破缺宇宙学原理的新物理。
2024-10-09 astro-ph.CO
Constraints on transition redshift utilizing the latest H(z) measurements and comments on the Hubble tension
本文利用最新H(z)数据，通过多种方法约束过渡红移，发现方法选择影响大于数据，并揭示过渡红移与哈勃常数演化起始时刻重叠，暗示哈勃张力与宇宙特定演化时期相关。
2025-08-07 astro-ph.CO
Gravitational wave signatures from kink proliferation on cosmic (super-) strings
宇宙弦环上的连接会导致急剧扭结的扩散。我们研究了这种扩散的效果上的引力波（GW）信号发射的弦网络与结，假设一个缩放的解决方案。我们计算的发生率和分布的GW突发发射的尖点和扭结在LIGO和LISA的频带作为字符串张力的函数，尖锐扭结的数量与路口的循环和宇宙学网络中的循环的分数有路口。结合我们的结果与目前的观测限制，我们发现脉冲星数据排除了大量的扭结的张力Gμ> 10^{-12}弦的回路。相比之下，对于较小的张力，目前的观测允许大量的扭结环。如果是这样的话，在扭结扭结遇到的小爆发的不相干叠加导致增强GW的背景，隐藏了强大的个人爆发扭结和尖点。
2010-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Joint cosmological inference of standard sirens and gravitational wave weak lensing
通过对同一数据集的滤波，首次实现了标准塞壬和引力波弱透镜的联合推断。我们设想在21世纪30年代末左右出现一个后LISA的场景，那时LISA将积累大量的高红移探测; LIGO-VIRGO将完成对低红移的观测，爱因斯坦望远镜将开始对可能与LISA重叠的红移进行新的观测。到那时，欧几里得和其他宇宙学探测器将提供百分比水平的约束，但大多数情况下，他们已经没有能力进一步改进了。我们得出预测假设$\sim1\,\text{deg}^{-2}$检测到的来源，结合光谱的后续行动（如欧几里得，DESI，或ATHENA）。由于标准塞壬作为几何探测器的统计能力--提升了引力波弱透镜中的关键简并--并且没有假设外部先验，对暗物质及其集群的约束，即$Ω_m$和$σ_8$，可以实现$2\%$和$3\%$。哈勃常数在所有情况下都可以被限制为优于$1\%$;暗能量密度$Ω_Λ$优于$2\%$，曲率$Ω_K$优于$0.02$ ;标量波动的振幅和光谱倾斜$\ln(10^{10}A_s)$和$n_s$优于$2\%$和$7\%$。作为一个完全独立的宇宙学探测器，标准塞壬和引力波弱透镜的联合推断可能有助于解决目前在其他宇宙学探测器（如CMB，星系透镜和Ia型SN）之间观察到的紧张关系，并区分残余系统学和新物理学。
2019-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Repeated Gravitational Wave Bursts from Cosmic Strings
本文指出宇宙弦环产生的引力波暴是重复的且来自同一天空位置，估算LVK和LISA的重复源数量，发现可探测弦张力随灵敏度六次方变化，有助于区分波形参数与定位。
2023-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stellar Stripping and Disruption in Disks around Supermassive Black Hole Binaries: Repeating nuclear transients prior to LISA events
Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Chungbuk National University（忠北国立大学）；Aoyama Gakuin University（青山学院大学）；University of Zurich（苏黎世大学）
研究揭示了超大质量黑洞双星周围恒星剥离过程，通过潮汐破坏产生重复核暂现源，为低质量星系中黑洞合并提供新探测途径。
2025-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Alleviating the Hubble tension with Torsion Condensation (TorC)
Central European Institute for Cosmolgy and Fundamental Physics, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所中欧宇宙学与基础物理研究所）
本文通过Planck 2018 CMB数据研究TorC的宇宙学参数约束，发现TorC能提供更大的哈勃常数，缓解哈勃张力，但未在贝叶斯模型比较中胜过ΛCDM。
2026-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational shine of dark domain walls
宇宙域壁是无害的，只要它们的张力随着宇宙的膨胀而减小。如果通过与热的原始等离子体的相互作用，动态地诱导出自发对称性破缺的尺度，这种设置是可以实现的。在这种情况下，畴壁张力可以在早期宇宙中达到很大的值，而不会与观测发生任何冲突。由于大的初始张力，这些拓扑缺陷可以作为一个强大的引力波源。我们初步估计的引力波频谱，并认为它是不同于其他来源，特别是由畴壁的恒定张力产生的频谱。如果构成畴壁的场与热的原始等离子体的耦合非常微弱，并且具有微小的自相互作用，那么由此产生的引力波信号就在爱因斯坦望远镜、DECIGO、天琴、LISA、IPTA或SKA所能达到的范围内。特别是，我们可以把这个领域看作是暗物质的作用。我们讨论了各种暗物质的产生机制和与之相关的发射引力波的性质。我们发现，传统的冻结和冻结机制导致大的，也许是不可观测的频率的引力波。然而，暗物质的产生也可能在导致畴壁形成的二级相变或在畴壁最终溶解的逆相变。在这两种情况下，发射的引力波的频率基本上没有下限。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves from Broken Cosmic Strings: The Bursts and the Beads
我们分析了亚稳态宇宙弦网络的引力波特征。我们考虑的情况下，宇宙弦不稳定断裂，没有原始人口的单极子。这种情况是很好的动机，从大统一理论和弦理论模型与暴胀阶段低于大统一理论/弦尺度。网络最初根据缩放解决方案发展，但由于受限单极子（珠子）成对产生并加速分开而导致断裂事件。我们发现这些超相对论性珠子是引力波爆发的有力来源，可以被初始LIGO、高级LIGO和LISA探测到。事实上，先进的LIGO可以观测到张力低至$Gμ\sim 10^{-12}$的弦的爆发。此外，我们发现，超相对论珠产生的尺度不变的随机背景检测LIGO，LISA和脉冲星定时实验。随机背景是标度不变的普朗克频率。这种现象学为宇宙弦提供了新的约束和特征，而宇宙弦在今天之前早就消失了。
2009-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Impact of a Midband Gravitational Wave Experiment On Detectability of Cosmological Stochastic Gravitational Wave Backgrounds
我们预测未来的“中带”天基引力波实验，最敏感的$10^{-2}- 10$赫兹，可能对宇宙学随机引力波背景（SGWBs）的潜在检测的影响。考虑的具体拟议中带实验是TianGo、B-DECIGO和AEDGE。我们提出了一个组合的幂律综合灵敏度（CPLS）曲线结合GW的实验在不同的频带，这表明中带提高SGWB的灵敏度高达两个数量级，在$10^{-2} - 10$ Hz。我们认为GW从宇宙弦和相变作为宇宙SGWB基准的例子发射。我们明确地模拟各种天体物理SGWB来源，最重要的是从未解决的黑洞合并。使用马尔可夫链蒙特卡罗，我们证明了中带实验，当与LIGO A+和LISA相结合时，可以显着提高对宇宙学SGWB的灵敏度，并更好地将它们与天体物理SGWB分开。特别是，我们预测，一个中带实验提高了宇宙弦张力$Gμ$的灵敏度高达$10$的一个因素，推动改善组件分离天体物理源。对于相变，中带实验可以检测到峰值在$0.1 - 1$ Hz的信号，对于我们的基准模型，这对应于$T_*\sim 10^4 - 10^6$ GeV的早期宇宙温度，通常超出了LIGO和LISA的范围。中带闭合能隙并且更好地捕获特征光谱形状信息。因此，它大大提高了测量的相变性能在较低的能量$T_* \sim O(10^3)$ GeV，潜在地相关的新物理在电弱尺度，而在这个能量范围内，LISA单独将检测到一个过剩的，但不能有效地测量相变参…
2021-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
HST imaging, pipeline modeling, and time-delay predictions of 2 triply-imaged and 15 quadruply-imaged lensed quasars
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；STFC Hartree Centre（STFC哈特里中心）；Universidad Andres Bello（安德烈斯贝略大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of San Francisco（旧金山大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Staples High School（斯塔普尔斯高中）；Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学）
本研究对17个引力透镜类星体开展统一建模，分类并确定其时间延迟距离不确定性，建议优先观测11个优质系统以助力解决哈勃-勒梅特定值张力。
2026-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Harmonic Gravitational Wave Spectra of Cosmic String Loops in the Galaxy
描述了一种新的引力辐射候选源：来自宇宙弦单个圈的近似完美谐波序列。有人认为，轻宇宙弦的理论产生了大量的长寿稳定环，其中许多与暗物质一起聚集在星系晕中。每一个宇宙弦环都产生一个离散频率的频谱，它是一个近乎完美的谐波序列，一个基本模式及其整数倍。对来自我们星系晕中宇宙弦环的引力波信号进行了数值分析，发现对于轻弦，最近的环通常产生强信号，这些信号在来自星系双星的混淆噪声中脱颖而出。银河系中宇宙弦环的总人口也产生了一个广泛的信号，作为一个混乱的噪音。这两个信号都被引力束缚在银河系上的环的聚集所增强，这显着减少了从太阳系到最近环的平均距离。数值估计表明，当无量纲弦张力Gμ< 10^{-11}时，在星系晕中可能会发现许多环。更轻的弦，低至Gμ=10^{-19}，可以被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。对于这些光弦，典型环路的基波和低次谐波通常位于LISA敏感的波段，0.1至100 mHz。宇宙弦环模式的谐波性质留下了与任何其他已知的引力波源不同的独特光谱特征。
2009-08-01 astro-ph.CO
Gravitational waves from metastable cosmic strings in the delayed scaling scenario
本研究探讨了延迟标度情景下亚稳态宇宙弦产生的随机引力波背景谱，该情景通过暴胀稀释缓解了标准情景的矛盾，使其与PTA观测一致并满足LVK约束，同时预测了未来探测器的潜在信号。
2025-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational-wave signatures of primordial black hole clusters and the imprint of an early dense-core collapse
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Instituto de Física Teórica UAM/CSIC, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学理论物理研究所）
针对原初黑洞团自旋产生与宇宙学存续的矛盾，本研究提出致密核心+延展暗晕的结构模型，通过N体模拟揭示其引力波特征，为引力波观测解读提供新框架。
2026-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic superstrings, metastable strings and ultralight primordial black holes: from NANOGrav to LIGO and beyond
本研究提出超轻原初黑洞通过早期物质主导阶段降低高频引力波振幅，缓解LIGO与PTA数据间张力，并利用未来探测器探索其性质。
2025-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting the Stochastic Gravitational Wave Background from Primordial Black Hole Formation
曲率功率谱峰值的原始黑洞（PBH）可能构成今天宇宙中暗物质的重要组成部分。在视界折返时，在辐射时期，一阶涨落引力坍缩形成黑洞，同时产生来自物质中二阶各向异性应力的随机引力波背景。我们研究的振幅和形状的曲率功率谱的几个唯象模型，可以嵌入瀑布混合通货膨胀，轴子，畴壁，并提高PBH形成在QCD过渡的背景。对于宽峰或接近尺度不变的光谱，与尖锐特征相比，这种随机背景一般增强约一个数量级。因此，如果它们构成暗物质的不可忽略的一部分，那么来自高斯波动的具有宽质量分布的恒星质量PBH已经与来自脉冲星定时阵列的限制处于强烈的张力中。但这一结果被曲率阈值的不确定性所缓解，导致PBH的形成。LISA将具有检测或排除低至$10^{-14} M_{\odot}$的轻度PBH的灵敏度。即将运行的LIGO/Virgo和未来的干涉仪，如爱因斯坦望远镜，将增加频率杠杆臂，以限制PBH从QCD跃迁。最终，未来的SKA脉冲星定时阵列可以探测我们可观测宇宙中甚至单个恒星质量PBH的存在。
2018-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave oscillations in Multi-Proca dark energy models
Universidad Mayor（马约尔大学）；Universidad Antonio Nariño（安东尼奥·纳里尼奥大学）
研究多Proca暗能量模型中引力波振荡的产生机制及可探测性，发现其有效质量尺度与暗能量场质量相关，但存在探测与加速膨胀需求的矛盾。
2026-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves from first-order phase transitions in Majoron models of neutrino mass
我们展示了如何在Majoron模型的右手中微子质量的产生可能与一阶相变，并伴随着生产的随机背景的引力波（GWs）。我们探讨不同的能量尺度，只有重整化运营商的有效潜力。如果相变发生在电弱标度以上，则信号可以由未来的干涉仪测试。我们考虑两种可能的能量尺度的相变低于电弱尺度。如果相变发生在一个GeV，信号可以在LISA测试，并提供一个互补的宇宙学探测右手中微子搜索在FASER检测器。如果相变发生在低于100千电子伏，我们发现，GW频谱的峰值是两个或两个以上的数量级低于假定的NANOGrav GW信号在低频率，但在SKA和THEIA实验的范围内。我们展示了如何搜索非常低频率的GWs的动机的解决方案，普通中微子相互作用的黑暗部门的哈勃紧张。我们还提出了适用于超越Majoron模型的相变温度和欧几里得行动的一般计算。
2021-10-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Model-Independent Test of Prerecombination New Physics: Measuring the Sound Horizon with Gravitational Wave Standard Sirens and the Baryon Acoustic Oscillation Angular Scale
本文提出利用引力波标准 sirens 与重子声学振荡角尺度测量，在模型无关框架下估计重子拖曳时期的声学视界，预测相对精度约 1.5%，可作为检验 ΛCDM 的一致性测试，并有望以约 4σ 显著性确认或排除再复合前的新物理。
2025-08-15 astro-ph.CO hep-ph
Beyond the Standard Models with Cosmic Strings
我们研究的早期宇宙学历史的信息，可以从潜在的测量由第三代引力波天文台的随机引力波背景（SGWB）产生的宇宙弦。我们考虑了各种宇宙学的情况下，打破了尺度不变的频谱，如早期的长物质或kination时代，短的中间物质和通货膨胀时期内的辐射时代，和他们的特定签名的SGWB。这就需要超越通常假设的标度范围，考虑宇宙状态方程变化过程中的瞬态效应。我们计算的弦网络参数的时间演化，从而在瞬态制度的循环生产效率，并推导出相应的转变点频率。我们考虑了粒子产生对引力波发射的影响。我们估计未来的干涉仪LISA，BBO，DECIGO，ET和CE以及射电望远镜SKA的范围，以探测宇宙在其膨胀历史中经历变化的新物理能量尺度。我们发现，一个给定的干涉仪可能是敏感的非常不同的能量尺度，这取决于性质和持续时间的非标准时代，以及弦张力的值。有趣的是，通过利用与不同频带相关的不同GW天文台的数据，我们可能能够重建完整的频谱，从而提取基本物理参数的值。
2020-06-02 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Hole Archaeology with Gravitational Waves from Cosmic Strings
本研究通过宇宙弦引力波谱的双步抑制特征，探测早期物质主导时期，从而约束质量在$10^4$至$10^9$克之间的轻原初黑洞，并讨论了自旋效应。
2023-08-31 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational waves from walls bounded by strings in $SO(10)$ model of pseudo-Goldstone dark matter
本文研究 $SO(10)$ 模型中弦束缚畴壁产生的引力波谱，覆盖 $G\mu$ 从 $10^{-15}$ 到 $10^{-9}$ 及 $\left<16_H\right>$ 在 0.1-100 TeV 的参数范围，预测可被 LISA、ET、CE 等实验检验。
2023-09-04 astro-ph.CO hep-ph
