Exploring the distance-redshift relation with gravitational wave standard sirens and tomographic weak lensing
从螺旋形的致密物体发出的引力波为我们提供了距离尺度的信息，因为我们可以从波形分析中推断出源的绝对光度，这被称为标准警报。Advanced LIGO首次探测到双黑洞合并事件的引力波信号，为利用标准Sirens作为宇宙学探测器提供了可能。为了提取距离-红移关系的信息，我们将弱透镜效应与引力波源的投影数密度互相关，弱透镜效应是宇宙中物质分布的无偏示踪剂。对于弱透镜效应，我们采用层析成像技术，在很宽的红移范围内有效地获得了大尺度结构的信息。利用互相关和自相关，我们给出了四个宇宙学参数的约束预测，哈勃参数、物质密度、暗能量的状态方程参数和物质涨落幅度。为了充分探索互相关的能力，这需要大量的重叠天空覆盖，我们考虑了具体的情况下，即将到来的调查由\textit{Euclid}弱透镜和爱因斯坦望远镜的标准警报。我们表明，宇宙学参数可以严格约束的标准警报器和弱透镜的自相关和互相关。例如，哈勃参数的$1\text{-}σ$误差预期为$σ(H_0) = 0.33 \, \mathrm{km} \, \mathrm{s}^{-1} \, \mathrm{Mpc}^{-1}$。因此，建议的统计将是一个有前途的探索到距离尺度。
2018-10-11 astro-ph.CO
Beyond the classical distance-redshift test: cross-correlating redshift-free standard candles and sirens with redshift surveys
LSST将通过距离红移（$D_L$ - $z$）测试提供多达$10^6$超新星（SNe）来约束暗能量。获得光谱SN红移（spec- $z$ s）是不可行的;替代方案是次优的，可能有偏差。我们提出了一个强大的多示踪剂推广的Alcock-Paczynski测试，对红移自由距离示踪剂和重叠的星系红移调查。对于所有SN，将无红移的$5\times 10^4$ SNe与DESI或Euclid交叉相关优于经典的$D_L$ - $z$检验与规范- $z$。我们的方法也适用于引力波警报器或任何红移自由距离示踪剂。
2018-08-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Measuring the distance-redshift relation with the cross-correlation of gravitational wave standard sirens and galaxies
螺旋形致密双星产生的引力波被认为是一个很好的绝对距离指示器，但目前还不清楚这些事件的电磁对应物是否被安全地识别出来用于测量它们的红移，特别是在黑洞-黑洞合并的情况下，比如最近用高级LIGO观测到的。我们建议利用引力波源和已知红移的星系的空间分布之间的互相关作为约束距离-红移关系的另一种手段，从引力波。在我们的分析中，我们明确地包括调制的引力波源的分布，由于弱引力透镜。我们表明，在下一代观测的互相关分析将能够严格约束的绝对距离和红移之间的关系，从而约束哈勃常数以及暗能量参数。
2016-04-02 astro-ph.CO
Late time cosmology with LISA: probing the cosmic expansion with massive black hole binary mergers as standard sirens
本文总结了LISA任务的潜力，约束宇宙的膨胀历史，使用大规模黑洞二进制合并作为引力波标准警报。在简要回顾了标准海妖的概念之后，简要介绍了文献[1]的分析和方法，说明了如何利用LISA作为宇宙学探测器，并对文献[1]中的一些结果进行了评述。[1，2]的方法来估计LISA在约束宇宙学参数方面的能力。
2016-12-08 astro-ph.CO
Lensing bias on cosmological parameters from bright standard sirens
本研究针对亮标准汽笛，评估引力波透镜效应对宇宙学参数推断的系统偏置，发现其可媲美统计误差，并强调需在数据分析中建模透镜效应。
2024-07-18 astro-ph.CO
Cosmology with Standard Sirens: the Importance of the Shape of the Lensing Magnification Distribution
由双黑洞产生的引力波有望被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到，它可以用来测量到这些源的光度距离，其测量精度达到了前所未有的<1%。我们研究了在大尺度结构引起的引力透镜作用下，来自这种标准塞壬的宇宙学参数约束。透镜引入了概率分布函数（PDF）的放大，其形状是高度倾斜的，并取决于宇宙学参数。我们使用蒙特卡罗模拟产生模拟样本的标准警报器，包括一个小的内在散射，以及额外的，较大的散射透镜，在其推断的距离。通过同时拟合距离-红移（d_L-z）哈勃图上残差的均值和分布，导出了宇宙学参数的约束条件。我们发现，对于红移z ~ 1的标准塞壬，当使用倾斜透镜PDF时，对单个宇宙学参数（如物质密度Omega_m或暗能量状态方程w）的灵敏度比从具有相同方差的高斯PDF导出的灵敏度更紧约50%-80%。当这两个参数同时受到约束时，由于参数之间的相关性，偏度产生进一步增强的改善（约120%）。然而，仅从PDF的宇宙学依赖性对物质功率谱的振幅的灵敏度σ_8比从高斯PDF差约20%。在更高的红移，PDF更接近高斯，偏度的影响变得不那么突出。这些结果突出了获得一个准确和可靠的PDF的透镜收敛的重要性，以实现作为宇宙学探测器的标准塞壬的全部潜力。
2010-04-20 astro-ph.CO
Gravitational wave standard sirens and cosmological parameter measurement
引力波标准警报器可用于仲裁$H_0$紧张在未来几年内。在未来，引力波标准塞壬观测将发展成为一种强有力的新的宇宙学探测器，因为它可以在打破其他观测所形成的参数简并方面发挥重要作用。因此，引力波标准塞壬对未来宇宙学参数的精确测量具有重要意义。
2019-07-01 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
A Standard Siren Cosmological Measurement from the Potential GW190521 Electromagnetic Counterpart ZTF19abanrhr
与双星黑洞合并GW 190521的电磁对应候选者ZTF 19 abanrhr的确定，打开了从这个具有唯一确定的宿主星系的标准塞壬推断宇宙学参数的可能性。遥远的合并允许宇宙学推断超越哈勃常数。在这里，我们表明，从电磁数据计算出的ZTF 19 abanrhr的三维空间位置与LIGO-Virgo协作组提供的GW 190521的更新天空定位保持一致。如果ZTF 19 abanrhr与GW 190521合并有关，并假设一个平坦的wCDM模型，我们发现$H_0 =48^{+24}_{-10}$ km/s/Mpc，$Ω_m =0.39^{+0.38}_{-0.29}$和$w_0 = -1.29^{+0.63}_{-0.50}$（中位数和68%可信区间）。如果我们使用从另一个引力波事件GW 170817中推断的哈勃常数作为我们分析的先验，结合平坦的$Λ$ CDM假设和普朗克对物理物质密度$ω_m$的模型无关约束，我们得到$H_0 = 69.1^{8.7}_{-6.0}$ km/s/Mpc。
2022-05-05 astro-ph.CO
Constraining the time variation of Newton's constant $G$ with gravitational-wave standard sirens and supernovae
Ia型超新星（SNIa）的内禀峰值亮度取决于牛顿引力常量$G$的值，通过欧拉塞卡质量$M_{\rm Ch}\propto G^{-3/2}$。如果光度距离可以独立确定，SNIa可以作为一个跟踪器来约束$G$在不同红移范围内可能的时间变化。由双星合并产生的引力波（GW）标准警报提供了一种与模型无关的测量GW事件距离的方法，只要GW和SNIa样本具有相似的红移范围，就可以通过插值来确定SNIa的光度距离。我们证明，结合第三代探测器的GW观测与SNIa数据提供了一个强大的和模型无关的方法来测量$G$在一个广泛的红移范围内，它可以限制比例$G/G_0$，其中$G$和$G_0$分别是在红移范围$z>0.1$和$z<0.1$，在$1.5\%$的水平。
2018-10-19 astro-ph.CO
The Impact of Magnitude Uncertainties and K-corrections on Standard Siren Measurements of the Hubble Constant
ELTE Eötvös Loránd University（罗兰大学）；Institute of Physics and Astronomy, ELTE Eötvös Loránd University（罗兰大学物理与天文学研究所）
该研究对比了幅度不确定性、K修正与光谱红移误差对暗汽笛测量哈勃常数的影响，发现前者影响更小，近期暗汽笛分析无需优先考虑幅度不确定性。
2026-08-28 astro-ph.CO
Impacts of gravitational-wave standard siren observations from Einstein Telescope and Cosmic Explorer on weighing neutrinos in interacting dark energy models
双中子星并合事件的多信使引力波观测可以为探索宇宙演化提供一个相当有用的工具。特别地，对于第三代GW检测器，即，计划在欧洲和美国建造的爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE），可以获得大量红移已知的GW标准塞壬，这将对宇宙学参数的估计产生重要影响。中微子的总质量可以通过宇宙学观测来测量，但这种测量依赖于模型，目前只能给出一个上限。在这项工作中，我们希望调查是否GW的标准塞壬观察到的ET和CE可以帮助改善中微子质量的约束，特别是在相互作用的暗能量（IDE）模型。我们发现，从ET和CE的GW标准警报观测只能稍微改善的约束的中微子质量的IDE模型，相比，目前的限制。IDE模型中的改进比标准宇宙学模型中的改进要弱。虽然中微子质量的限制只能稍微更新，其他宇宙学参数的约束可以显着改善通过使用GW的观测。
2022-06-23 astro-ph.CO
Reducing distance errors for standard candles and standard sirens with weak-lensing shear and flexion maps
引力透镜会导致测量到高红移标准烛光和标准塞壬（如Ia型超新星、伽马射线暴和合并超大质量黑洞双星）的距离出现重大误差。因此，通过使用透镜放大倍率的独立且准确的估计来校正透镜误差将具有显著的益处。我们调查如何准确的放大率可以推断从星系剪切和弯曲数据重建的收敛图。我们采用射线追踪通过千禧年模拟在大的领域，模拟透镜观测，并执行弱透镜重建这些领域。我们确定最佳的方法来过滤重建的收敛图，并将它们转换为放大图。我们发现，对于红移z=1.5（z=5）的标准烛光/塞壬，每角分100个星系的切变巡天^[2]可以帮助减少平均20%（10%）的透镜引起的距离误差，而对于每角分500个星系的切变和弯曲估计的未来巡天^[2]，则可以减少50%（35%）。对于红移z>=3的星系，如果在重建中使用星系的单个红移，可以实现5%的进一步改善。此外，重建允许一个识别的收敛性低的区域，并在其中可以实现高达75%的误差减少。
2010-10-31 astro-ph.CO
The constraint ability of Hubble parameter by gravitational wave standard sirens on cosmological parameters
本文提出了一种利用中子星（NS）双星系统的引力波（GW）标准塞壬的光度距离各向异性（$H(z)$）测量哈勃参数的新方法。由于缺乏对GW的检测能力，该方法至今尚未付诸实践。然而，LIGO探测黑洞（BH）双星系统合并GW的成功，宣告了这种新方法的潜在可能性。我们将该方法应用于几个GW探测项目，包括先进LIGO（aLIGO）、爱因斯坦望远镜（ET）和DECIGO，并评估了它对$H(z)$宇宙学参数的约束能力。结果表明，aLIGO和ET的$H(z)$精度较差，而DECIGO的$H(z)$精度较好。利用DECIGO软件对$H(z)$的误差信息，对每0.1个红移间隔的$H(z)$数据进行模拟，并将模拟数据用于宇宙学参数的预测。与以往的数据和方法相比，模拟数据对宇宙学参数的约束明显更严格，同时也得到了更高的优值图（FoM，$2σ$置信区间所包围面积的倒数）。用DECIGO的标准警报器进行3年的观测，FoM值高达170.82。如果进行10年的观测，FoM可能达到569.42。为了进行比较，38个实际观察到的$H(z)$数据（OHD）的FoM为9.3。我们还研究了波动宇宙，这表明了宇宙学参数的约束的一个可比的改进。这些改进表明新方法在进一步的宇宙学约束中具有很大的潜力。
2019-10-23 astro-ph.CO
Listening Across the Cosmic Time: Standard Sirens from Ground- and Space-Based Missions in the Next Decade
本研究预测了未来十年结合地基LVK网络与空基LISA的标准汽笛观测，联合电磁对应体红移测量可在多红移段实现高精度哈勃参数约束，同时指出无电磁对应体的标准汽笛贡献有限且需注意质量分布演化的系统误差。
2025-10-03 astro-ph.CO
Prospects for improving cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from Taiji
太极是一个天基引力波观测站，由三颗卫星组成，形成一个等边三角形，臂长为$3\times 10^6$公里，围绕太阳运行。太极能观测到大质量黑洞双星合并的引力波标准警报事件，这有助于探索宇宙的膨胀。本文利用引力波标准海妖数据对太极改进宇宙学参数估计的能力进行了初步预测。我们模拟了五年的标准海妖数据的基础上，三个基准宇宙学模型和三个模型的MBHB的形成和增长。研究发现，太极星的标准海妖数据可以有效地打破由宇宙微波背景（CMB）各向异性数据产生的宇宙学参数简并，特别是对于动力学暗能量模型。宇宙学参数的约束显着改善的数据组合CMB+太极相比，单独的CMB数据。与目前的光学宇宙学观测相比，太极仍然可以在一定程度上改善宇宙学参数估计。此外，我们考虑了一个理想的情况下，调查太极约束宇宙学参数的潜力。我们认为太地町MBHB的标准塞壬将成为未来强有力的宇宙学探测器。
2020-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reducing cosmological degeneracies by combining multiple classes of LISA gravitational-wave standard sirens
Université de Toulouse（图卢兹大学）；Università di Milano - Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut（马克斯·普朗克引力物理研究所爱因斯坦研究所）；SISSA（的里雅斯特高等研究学院）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；CERN（欧洲核子研究中心）；Université de Genève（日内瓦大学）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
本文通过结合LISA极端质量比 inspirals 和大质量黑洞双星，减少宇宙学退化，获得对Hubble常数和暗能量方程状态参数的有力约束，展示LISA在广波红移范围内的晚时期宇宙学潜力。
2026-03-24 astro-ph.CO gr-qc
A preliminary forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from TianQin
天琴是一个基于空间的引力波观测站，计划于21世纪30年代发射。本文对利用天琴引力波标准观测资料进行宇宙学参数估计作了初步的预测。根据天津港建成后5年的观测资料，模拟了天津港的标准海笛资料。在模拟中，我们给出了大质量黑洞双星（MBHB）的三种布居模型，pop III、Q3 nod和Q3 d被认为可以预测MBHB合并的事件数。我们发现：（i）在三个MBHB模型中，Q3 nod模型对宇宙学参数的约束最严格;（ii）天琴的标准海妖观测能有效地打破宇宙微波背景观测中固有的参数简并;（iii）天琴未来的标准海妖观测能显著改善当前主流电磁观测下的宇宙学参数估计。
2020-11-10 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
Constraint on cosmological parameters by Hubble parameter from gravitational wave standard sirens of neutron star binary system
本文提出了一种利用光度距离各向异性和中子星（NS）双星系统的引力波（GW）分析测量哈勃参数的新方法。由于缺乏对GW的检测能力，该方法以前从未付诸实践。LIGO探测黑洞（BH）双星系统合并GW的成功，宣告了这种新方法的可能性。将该方法应用于AdvancedLIGO（Adv-LIGO）、Einstein Telescope（ET）和DECIGO等几个GW探测项目，发现Adv-LIGO和ET的$H(z)$精度较差，而DECIGO的$H(z)$精度较好。利用DECIGO提供的$H(z)$的误差信息，对每0.1个红移间隔的$H(z)$数据进行模拟，并将模拟数据用于宇宙学参数的预测。与现有的38个观测$H(z)$数据（OHD）相比，模拟数据对宇宙学参数的约束明显更严格，伴随而来的是更高的品质因数（FoM）。用DECIGO的标准警报器进行3年的观测，FoM值高达834.9。如果进行为期10年的观测，FoM可能达到2783.1。为了比较，38个实际观察到的$H(z)$数据的FoM为9.3。这些改进表明新方法在进一步的宇宙学约束中具有很大的潜力。
2017-03-23 astro-ph.CO
Forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard siren observation from the Cosmic Explorer
第三代地基引力波（GW）探测器宇宙探测器（CE）计划于2030年代开始观测。本文对利用CE的引力波标准观测值进行宇宙学参数估计作了预测。我们利用模拟的GW标准CE警报数据来约束$Λ$ CDM、$w$ CDM和CPL模型。我们将模拟的GW数据与当前的宇宙学电磁观测数据结合起来进行分析，包括普朗克最新的宇宙微波背景各向异性数据、光学重子声学振荡测量和Ia型超新星观测（Pantheon汇编）。我们发现，未来的GW标准海妖观测将在很大程度上改善宇宙学参数的估计，因为未来的GW标准海妖观测可以很好地打破光学观测在各种宇宙学参数之间产生的简并。我们还发现，CE的约束能力的宇宙学参数是略好于同类GW探测器，爱因斯坦望远镜。此外，还讨论了CE的GW标准海笛观测与SKA的21 cm发射观测之间的协同作用。
2020-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large scale structure prior knowledge in the dark siren method
Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
本文提出利用大尺度结构知识优化暗鸣方法，通过方差完成技术提升引力波源红移推断的准确性。
2026-02-03 astro-ph.CO
The role of peculiar velocity uncertainties in standard siren cosmology
本文研究了特别速度不确定性对标准sirens宇宙学测量的影响，通过模拟展示其对H_0估计的误差增加作用，并提出适用于其他局部距离指示器的方法。
2025-12-07 astro-ph.CO
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
The road towards precision measurements of $H_0$ with bright sirens in the Einstein Telescope era
Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Tor Vergata University of Rome（罗马托尔维加塔大学）；Laboratoire Univers & Particules de Montpellier, CNRS & Université de Montpellier (UMR-5299)（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室，法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）
研究利用爱因斯坦望远镜模拟双中子星合并及电磁对应体，预测明亮引力波源目录对哈勃常数的约束能力。通过构建不同模拟目录分析发现，独立探测时低红移事件贡献大，纳入外部信息可减少简并性，所需事件数大幅降低，凸显电磁对应体识别及互补探测的重要性。
2026-07-23 astro-ph.CO
Cosmological model selection from standard siren detections by third-generation gravitational wave obervatories
对GW170817的多信使观测使得历史上第一次通过标准警报器测量哈勃常数成为可能，所谓的标准警报器类似于标准蜡烛，能够测量小红移时的光度距离与红移关系。在接下来的几十年里，第三代天文台预计将探测到数百到数千个来自致密双星聚结的引力波事件，并可能与电磁波相结合。在目前的工作中，我们将展示如何未来的标准警报器检测可以使用贝叶斯模型选择的框架内，区分不同的宇宙学模型的参数化的后期加速度。特别是，我们发现标准LCDM模型的定量条件是有利的，相对于其他模型具有不同的暗能量内容，通过减少不确定性的引力测定的光度距离相对于当前的预期。
2021-04-28 astro-ph.CO gr-qc
Debiasing Cosmic Gravitational Wave Sirens
通过宇宙引力波警报器测量的距离来精确估计哈勃常数和其他宇宙学参数，需要对暗能量的演化有足够的考虑。我们演示了如何模型独立的统计方法，特别是高斯过程回归，可以消除偏见重建的$H(z)$，并可以结合模型独立超新星距离。这允许对$H_0$和$Λ$ CDM进行严格的测试，并且可以检测未识别的系统学。我们还量化的红移系统控制所需的使用暗塞壬，表明它必须接近光谱精度，以避免显着的偏见。
2020-01-16 astro-ph.CO
Constraints on coasting cosmological models from gravitational-wave standard sirens
利用 LIGO-Virgo-KAGRA 前三次运行的引力波标准汽笛，通过统计星系目录方法对惯性宇宙学模型进行首次检验，在三种曲率下推断哈勃常数限制，发现其与微分年龄法一致且与 $Λ$CDM 模型拟合效果相当。
2023-11-18 astro-ph.CO
Measuring the redshift of standard sirens using the neutron star deformability
最近的一项研究表明，可以直接从引力波源中提取红移信息。这可以通过利用潮汐定相的波形在双中子星合并的inspiral阶段的贡献。最初的研究探讨了这一想法的可行性的背景下，爱因斯坦望远镜使用Fisher矩阵的方法，在本文中，我们进一步探讨了这一想法，使用现实的模拟和贝叶斯推断技术。我们发现，可以测量的红移的分数精度是百分之几十的顺序，与Fisher矩阵的预测。我们的结论是，当在分析中考虑潮汐相位贡献时，由引力波推断宇宙学参数是可能的
2013-03-04 astro-ph.CO gr-qc
An accurate method to determine the systematics due to the peculiar velocities of galaxies in measuring the Hubble constant from gravitational wave standard sirens
我们提出了一种新的方法来准确地确定系统学由于星系的特殊速度，在测量哈勃常数从附近的星系在当前和未来的引力波（GW）的标准塞壬实验。考虑到未来GW标准警报器实验的目标是达到的精度，附近星系的特殊速度将是不确定性的主要来源。不同于传统的向后重建，需要额外的红移独立的距离指标，以恢复特有的速度场，我们向前模型的特有的速度场，使用高保真度的模拟星系目录建立从高分辨率的暗物质（DMO）N体模拟与物理动机subhalo丰度匹配技术，而不引入任何自由参数。我们的模拟星系目录可以令人印象深刻地再现观测到的光谱红移空间扭曲（RSD）在高度非线性制度下降到非常小的尺度，这是一个强大的测试我们的模拟星系目录的速度场。基于这个模拟星系表，我们准确地，第一次，SDSS的主要星系样本的特殊速度概率分布的测量。我们发现，由特殊的速度的SDSS像星系上测得的哈勃常数引起的系统可以减少到低于$1\%$（$1σ$）的GW主机星系的哈勃流红移略高于$0.13$，一个距离，可以很好地探测未来的GW实验和星系调查。
2019-06-27 astro-ph.CO
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
Thunder and Lightning: Using Neutron-Star Mergers as Simultaneous Standard Candles and Sirens to Measure Cosmological Parameters
随着从二元中子星（NS）合并中探测到引力波（GW）GW 170817及其相关的电磁波（EM），哈勃常数测量的“标准警报”方法预计将在哈勃常数中发挥作用未来几年的紧张局势。在多项研究中提出的一个有趣的建议是使用NS合并的光学对应物，称为kilonova，作为标准蜡烛，因为它的绝对星等原则上可以通过模拟计算。在这项工作中，我详细的统计框架进行联合标准蜡烛和标准警笛测量使用GWs，EM后续数据，并模拟EM同行。然后使用GW 170817及其光学对应物AT2017gfo进行示例分析，以说明该方法及其局限性。至关重要的是，使用这种方法的推论只与EM对应模型一样鲁棒，因此在这种方法用于精确宇宙学之前，需要重大的理论进展。
2020-04-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Joint cosmological and gravitational-wave population inference using dark sirens and galaxy catalogues
本文介绍了增强版 GWCOSMO 包，支持宇宙学与致密双星种群参数的联合估计，解决了暗警笛分析中的偏差问题，并利用 GLADE+ 目录重新分析得出更可靠的哈勃常数测量值。
2023-11-20 astro-ph.CO
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
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
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
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
The Constraining Capability of BNS Dark Sirens Observed by the LIGO Gravitational Wave Detector on the Hubble Constant
针对哈勃常数测量的红移不一致问题，本研究以双中子星暗标准汽笛为对象，通过引力波模拟分析其约束能力，发现单个随机事件可实现+0.04/-0.05的误差，多事件联合可进一步提升约束精度，为宇宙学参数测量提供新路径。
2023-10-10 astro-ph.CO
Standard siren cosmology in the era of the 2.5-generation ground-based gravitational wave detectors: bright and dark sirens of LIGO Voyager and NEMO
本研究探讨了2.5代地基引力波探测器LIGO Voyager和NEMO利用明亮和暗标准警笛测量哈勃常数等宇宙学参数的潜力，发现结合两者可将测量精度提升至约1.4%，为解决哈勃张力提供广阔前景。
2024-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of modelling galaxy redshift uncertainties on the gravitational-wave dark standard siren measurement of the Hubble constant
本研究针对暗标准烛光法测哈勃常数的系统误差问题，探究星系测光红移不确定性的影响，通过GWTC-3事件和不同红移误差模型计算发现，该不确定性带来的偏差小于当前统计误差及其他已研究的系统误差。
2023-10-10 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Hubble constant with black sirens
我们研究了最近提出的一种测量哈勃常数的方法，从引力波探测的二元黑洞合并没有电磁对应。在没有直接红移测量的情况下，哈勃-勒梅特定律左边的缺失信息由源的红移分布的统计知识提供。我们假设红移中的源分布依赖于未知的超参数，模拟我们对天体物理学二元黑洞分布的无知。有了数万个这样的“黑色警报器”--第三代探测器爱因斯坦望远镜和宇宙探测器的现实数字--就可以获得哈勃参数值在百分比水平上的观测约束。这种方法的优点是不依赖于电磁对应物，电磁对应物伴随着引力波探测的一小部分，也不依赖于通常不可用或不完整的星系目录。
2022-01-18 astro-ph.CO gr-qc
Standard candles and sirens rescue $H_0$
我们表明，未来的观测与电磁对应的二元中子星系统与传统的探测器的低和高红移Ia型超新星（SNe Ia）可以帮助解决哈勃紧张。从这些探测器推断的光度距离及其散射取决于基本的宇宙学。通过利用引力透镜的光或引力波发射，和特殊的运动，这些系统，我们推导出中微子质量的总和，状态方程的参数化的形式$w_0 + w_a (1-a)$的暗能量，随着哈勃常数和冷暗物质密度在宇宙中的约束。我们表明，即使在边缘化的约束不佳的物理量，如中微子质量和暗能量的性质，低红移引力波的观测，结合超新星Ia，有可能排除新的物理作为哈勃在$\gtrsim 5.5σ$紧张的根本原因。
2020-12-01 astro-ph.CO
Reducing the Impact of Weak-lensing Errors on Gravitational-wave Standard Sirens
本研究针对弱引力透镜导致高红移引力波标准汽笛距离测量误差的问题，通过数值模拟验证基于剪切会聚图的去透镜方法效果，发现该方法误差降低有限、成本高，难以显著优化宇宙学参数估计，未来需提升巡天能力或重建方法才可能实用。
2023-04-16 astro-ph.CO
Standard Siren Speeds: Improving velocities in gravitational-wave measurements of $H_{0}$
我们重新分析了引力波事件GW 170817和它的宿主星系NGC4993的数据，以证明使用附近的标准警报器测量哈勃常数时，准确的总速度和特殊速度的重要性。我们表明，一些合理的选择，可以估计这一事件的速度，但这些测量之间的系统差异仍然取决于所使用的数据。这导致了从GW 170817推断的哈勃常数的显著变化。我们提出贝叶斯模型平均作为一种方法来解释这些差异，并获得$H_{0}=66.8^{+13.4}_{-9.2}\,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$。添加来自无线电对应物的高分辨率成像的关于视角的附加信息将其细化为$H_{0}=64.8^{+7.3}_{-7.2}\,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$。在此分析过程中，我们还提出了一个替代贝叶斯模型的后$H_{0}$从标准警报器，更密切地与观测到的红移量和奇特的速度调查。我们的研究结果更准确地捕捉了NGC4993总速度和特有速度的真实不确定性，并表明探索不同数据集如何表征星系群和局部宇宙中的速度场可以进一步改善这种测量。这些考虑会影响任何低红移距离测量，我们在这里建议的改进也可以应用于标准烛光，如Ia型超新星。GW170817对特殊的速度不确定性特别敏感，因为它非常接近。对于未来的标准警报器测量，这个误差的重要性将降低，因为（a）我们将测量更远的标准警报器，（b）特殊速度的随机方向将随…
2020-01-07 astro-ph.CO
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
Impact of weak lensing on bright standard siren analyses
本文研究弱引力透镜放大率弥散σ_μ被低估对标准汽笛宇宙学参数约束的偏差影响，发现这会显著增加H_0和Ω_m的残余透镜偏差概率，并限制双中子星并合在精确宇宙学中的应用。
2024-07-02 astro-ph.CO
Exploring bulk viscous unified scenarios with Gravitational Waves Standard Sirens
我们考虑了统一的体粘性方案，并使用普朗克2018年的宇宙微波背景观测和Ia型超新星的万神殿样本来约束它们。然后，我们从${\cal O}(10^3)$模拟引力波标准警报（GWSS）事件产生的亮度距离测量的建议爱因斯坦望远镜。然后，我们结合这些模拟光度距离测量GWSS与当前的宇宙学探测器，以预测如何模拟GWSS数据可以有效地约束这些散装粘性的情况。我们的研究结果表明，一个非零的时间依赖的体积粘度在宇宙部门是强烈的首选，目前的宇宙探测器，并可能会证实在许多标准偏差的未来GWSS测量。我们进一步提到，GWSS数据的加入可以显着减少从通常的宇宙学探测在这项工作中获得的关键宇宙学参数的不确定性。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
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
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
How can gravitational-wave standard sirens and 21 cm intensity mapping jointly provide a precise late-universe cosmological probe?
引力波（GW）标准塞壬观测和中性氢21厘米强度测绘（IM）巡天是未来几十年内两个有希望的宇宙学探测项目，将在精确测量宇宙学参数方面发挥重要作用。在这项工作中，我们提出了一个预测的宇宙学参数估计之间的协同作用的GW标准塞壬观测和21厘米的IM调查。我们选择爱因斯坦望远镜（ET）和太极天文台作为GW探测项目的代表，选择平方公里阵列（SKA）第一阶段中频阵列作为21-cm IM实验的代表。在21厘米IM数据的模拟中，我们假设完美的前景去除和校准。我们发现，GW的标准警笛观测和21厘米IM调查的协同作用，可以打破宇宙学参数简并。联合ET+Taiji+SKA数据给出了$Λ$ CDM模型中的$σ(H_0)=0.28\ {\rm km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}}$、$w$ CDM模型中的$σ(w)=0.028$，优于$Planck$ +BAO+SNe的结果; CPL模型中的$σ(w_0)=0.077$和$σ(w_a)=0.295$，与$Planck$ +BAO+SNe的结果相当。在$Λ$ CDM模型中，$H_0$和$Ω_{\rm m}$的约束精度小于或接近1%，表明这两个有前途的宇宙学探测器在精密宇宙学方面的宏伟前景值得期待。
2021-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spinning spectral sirens: Robust cosmological measurement using mass-spin correlations in the binary black hole population
本文提出利用双黑洞自旋识别不随红移变化的稳健质量尺度，以改进光谱标准警报器宇宙学，并在LVK数据中测得H_0约束。
2025-02-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Exploring the potentiality of standard sirens to probe cosmic opacity at high redshifts
在这项工作中，使用高斯过程，我们探讨了未来的引力波（GW）测量探测宇宙不透明度在高红移的潜力，通过比较其不透明度的光度距离（LD）的Ia型超新星（SNIa）和伽马射线暴（GRB）的组合的不透明度依赖的。利用未来爱因斯坦望远镜的观测数据、Pantheon汇编的实际数据和L. Amati { \it et al}。本文提出了一种非参数方法，通过比较由GW数据重建的LD与由Pantheon和GRB数据重建的LD来探测高红移下宇宙透明度的空间均匀性。此外，利用光学厚度的参数化方法对宇宙不透明度进行了检验，结果表明对宇宙不透明度的约束比以往的约束更加严格。这表明，未来的GW测量可能成为探测高红移区宇宙不透明度的重要工具。
2020-09-04 astro-ph.CO 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
