Reconstructing the dark sector interaction with LISA
我们对LISA天基干涉仪利用高红移的引力波（GW）标准塞壬重建暗区相互作用的能力进行了预测分析。我们采用高斯过程的方法来重建的距离红移关系的模型无关的方式。我们采用模拟目录的标准警报器合并大质量黑洞双星（MBHB）可见的LISA，与电磁（EM）对应的未来望远镜检测。基于E. Barausse（2012年）。我们首先使用这些标准的siren数据集来评估LISA在重建真空暗能量和暗物质之间可能的相互作用方面的潜力。然后，我们将LISA宇宙学数据与暗能量调查（DES）模拟的超新星数据相结合。我们认为两种情况下区分的LISA任务的持续时间：5年和10年。仅用LISA标准的siren数据，可以很好地重建从红移$z\sim1$到$z\sim3$（5年）和从$z\sim1$到$z\sim5$（10年）的暗扇区相互作用，尽管在较低的红移下重建效率很低。当结合DES数据时，在整个红移区从$z\sim0$到$z\sim3$（5年）和$z\sim0$到$z\sim5$（10年）的相互作用得到了很好的重建。因此，MBHB标准警报器可以用来限制暗扇区的相互作用在红移范围内无法达到通常的超新星数据集，探测只有$z\lesssim 1.5$范围。GW标准警报器不仅将构成熟悉的EM观测的补充和替代方式来探测宇宙膨胀，而且还将提供新的测试来限制与标准$Λ$ CDM动力学的可能偏差，特别是在高红移时。
2017-03-21 astro-ph.CO gr-qc
No slip gravity in light of LISA standard sirens
标准塞壬（SS）是天文标准烛光的引力波模拟物，可以提供关于宇宙动力学的强大信息，直到非常高的$z$值。在这项工作中，我们产生了三个模拟SS目录的基础上合并的大规模黑洞二进制，预计将被观察到的LISA工作频带。然后，我们进行了分析，以测试修改的广义相对论（GR）的启发无滑移引力框架。我们发现，在最好的情况下，我们可以将量化GR偏差的自由参数限制到21%的精度，而Hubble参数可以同时拟合到6%的精度。结合宇宙微波背景资料，修正后的无重力参数精度为15%，哈勃参数精度为0.7%。在LISA波段观测到的非常大的宇宙学距离上的SS事件将提供一种独特的方法来测试引力的性质，但是在这里进行的分析的背景下，将不可能区分无滑移引力和GR。
2022-06-06 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Hubble parameter estimation via dark sirens with the LISA-Taiji network
哈勃参数是现代宇宙学的核心参数之一，它描述了宇宙目前的膨胀率。从晚期观测中推断出的它们的值系统地比从早期测量中推断出的值高约$10\%$。为了得出一个可靠的结论，具有百分比水平准确度的独立探针至关重要。来自致密双星合并事件的引力波可以用标准的塞壬方法来表示，以提供独立的哈勃参数测量。未来的星载引力波观测网络，如LISA-Taiji网络，将能够以前所未有的精度测量毫赫兹波段的引力波信号。通过包括几个统计和仪器噪声，我们表明，在5年的操作时间内，LISA-Taiji网络能够约束哈勃参数$1\%$精度，并可能击败散射下降到$0.5\%$甚至更好。
2021-06-01 astro-ph.CO
Forecasting F(Q) cosmology with $Λ$CDM background using standard sirens
利用即将到来的地面和空间的引力波观测站的预测约束的对称Telepallel重力模式与$Λ$ CDM的背景。贝叶斯分析诉诸于生成的模拟目录显示，LIGO预计无法区分这个模型从$Λ$ CDM，而LISA和ET将，与ET优于LISA。我们还表明，低红移事件的青睐，以提高质量的约束。
2022-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Modified $f(R,T)$ theory in light of gravitational wave standard sirens
本文研究了修正 $f(R,T)$ 引力理论的观测约束，利用现有天文数据及 LISA 预测的引力波标准 sirens 数据，发现模拟引力波数据对 $f(R,T)$ 模型宇宙学参数的约束有边际改进。
2025-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining extra dimensions on cosmological scales with LISA future gravitational wave siren data
我们调查的想法，目前的宇宙加速可能是宇宙学尺度上的额外维度的引力泄漏的结果，而不是一个非零的宇宙学常数的结果，并考虑未来的引力波警笛观测探测这种现象的能力，并限制这种引力泄漏的唯象模型的参数。在包含额外非紧致时空维度的理论中，引力泄漏引入额外维度导致观测到的引力波振幅减小，从而导致从GW和EM观测推断出的这些源的距离之间存在系统性差异。我们调查的能力的引力空间干涉仪，如LISA探测这种修改后的重力在大尺度上。我们发现，LISA能够在多大程度上限制时空维度的数量和其他表征修正引力的宇宙学参数，这在很大程度上取决于源的实际数量和红移分布，以及GW测量的不确定性。相对较少的源（$\sim 1$）和较高的测量不确定性将严重限制LISA对宇宙学场景中的参数施加有意义的约束的能力，在宇宙学场景中，重力只有五维，并且在大于大约$\sim 4$乘以哈勃半径的尺度上进行修改。相反，如果观测到的源的数量相当于四年平均的$\sim 27$，那么在最有利的宇宙学情景中，LISA有可能对宇宙学参数施加有意义的约束，其精度为$\sim 1\%$对维度数量的约束和$\sim 7.5\%$对引力被修正的尺度的约束，从而探测宇宙的晚期膨胀，直到红移为$\sim 8$。
2020-12-18 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
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
Standard sirens and dark sector with Gaussian process
来自致密双星系统的引力波被认为是探测宇宙演化的标准警报器。本文综述了在高斯过程方法论中利用引力波约束宇宙学参数和暗区相互作用的潜力和能力。在简要介绍了利用高斯过程重建暗区相互作用的方法之后，概述了标准塞壬的概念和利用LISA重建暗区相互作用的分析。此外，我们还估计了引力波对宇宙学参数的约束能力。我们使用的数值方法是高斯过程和马尔可夫链蒙特卡罗。最后，我们还展望了ET和LISA与\it Planck相结合对宇宙学参数约束能力的提高。
2017-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Model-Independent Precision Test of General Relativity using LISA Bright Standard Sirens
本研究提出一种数据驱动的模型无关方法，结合LISA大质量双黑洞亮汽笛的多信使观测与BAO、CMB等数据，可精确检验广义相对论、测量有效普朗克质量随红移的偏离及哈勃常数。
2024-10-07 astro-ph.CO gr-qc
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
Constraining f(Q) Cosmology with Standard Sirens
本文研究了两个基于$f(Q)$引力的宇宙学模型。我们求助于模拟目录的标准警报（SS）事件，看看数据从未来的引力波（GW）观测站将能够区分这些模型从$Λ$ CDM。第一个模型是最通用的$f(Q)$公式，它复制了$Λ$ CDM背景，偏差仅出现在微扰水平。与$Λ$ CDM相比，它有一个额外的自由参数$α$，当设置为零时，它会回落到$Λ$ CDM。我们表明，LIGO-Virgo是无法约束$α$，由于高误差和低红移的测量，而LISA和ET将，与ET优于LISA。LISA和LIGO-Virgo的星表都显示出不可忽略的统计波动，我们考虑了三个代表性的星表（最好，中位数和最差），而对于ET，只考虑了一个星表，因为事件的数量足够大，统计波动可以忽略不计。最好的LISA星表是具有更多低红移事件的星表，而最差的LISA星表具有更少的低红移事件。此外，如果我们要观察一个坏的LISA目录，我们可以依靠LIGO-Virgo的数据来提高约束的质量，使其更接近中等的LISA目录。第二个模型试图通过使用函数$f(Q)$的特定形式来代替暗能量。我们研究这个模型诉诸动力系统技术，以显示可行的宇宙学在参数空间中的区域。使用模型选择标准，我们表明，没有多少SS事件本身，能够告诉这个模型和$Λ$ CDM分开。然后，我们表明，如果我们添加当前Ia型超新星（SnIa）的数据，在这个模型中出现的紧张局势相比，由SS事件设置的约束。
2023-03-22 astro-ph.CO
Forecasting constraints on deviations from general relativity in $f(Q)$ gravity with standard sirens
本研究利用第三代地面引力波探测器ET和空间探测器LISA的标准汽笛模拟数据，结合超新星与宇宙计时钟数据，预测对$f(Q)$修改引力理论的约束精度，为未来在宇宙学尺度检验引力本质提供新途径。
2022-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Forecasts analysis on varying-$α$ theories from gravitational wave standard sirens
本文在失控膨胀子模型下，结合Einstein Telescope和LISA的标准汽笛模拟数据与强引力透镜观测，对未来引力波观测约束精细结构常数$α$时间变化的能力进行了预测分析。
2023-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Impact of $H_0$ on gravitational wave propagation: prospects for the LISA mission
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB)（宇宙科学研究所）
研究H_0对引力波传播的影响，通过对LISA臂几何建模，利用稳相近似和数值方法，发现最佳入射角与Z_A H_0有关，能直接测量哈勃参数，估计LISA用此方法可高精度测定H_0，独立于标准引力波源方法。
2026-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bright siren without electromagnetic counterpart by LISA-Taiji-TianQin network
Nanjing University（南京大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Shenzhen Technology University（深圳理工大学）；Università degli studi dell'Insubria（因斯布鲁克大学）
LISA-Taiji-TianQin网络通过高精度引力波定位实现无电磁对应物的H_0测量，提升宿主星系识别精度并优化H_0约束。
2025-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
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
Gaussian Process Reconstruction of Cosmological Parameters with Gravitational Wave Sirens using Machine Learning
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；University of Sussex（萨塞克斯大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本文提出基于高斯过程回归的模型无关框架，通过分析LISA和爱因斯坦望远镜的模拟标准汽笛目录，重建共动距离及其导数，并利用导数敏感诊断量识别区分不同宇宙学模型的最佳红移窗口。
2026-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on $f(Q)$ logarithmic model using gravitational wave standard sirens
本文利用局域观测和未来引力波标准汽笛数据约束 $f(Q)$ 对数对称平行模型，发现其可解释宇宙晚期加速，并预测在红移 1 处相对广义相对论产生超过 13% 的可观测偏离。
2023-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Constraining cosmological extra dimensions with gravitational wave standard sirens: from theory to current and future multi-messenger observations
引力波在宇宙学距离上的传播为在最大尺度上检验引力相互作用提供了新的途径。许多修正的引力理论，通常用来解释观测到的宇宙加速度，可以用标准电磁（EM）观测的替代和补充方式来探索。在本文中，我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙学与额外的空间维度在大尺度上，这是一个简单的唯象原型的额外的维修改的引力宇宙学模型。通过假设引力在高维时空中传播，而光子被限制在广义相对论通常的四维空间中，我们从第一性原理推导出GW探测器测量的光度距离与EM观测推断的光度距离之间的关系。然后，我们使用这个关系来约束双中子星事件GW 170817和双黑洞合并GW 190521的宇宙学额外维度的数量。我们进一步提供预测的激光干涉仪空间天线（LISA）通过模拟多信使观测大质量黑洞二（MBHB）合并。本文扩展和更新了以前的分析，关键是忽略了一个额外的红移的依赖关系的GW-EM光度距离的关系，影响从多信使GW事件在高红移的结果，特别是从LISA MBHB预期的约束。
2021-09-17 astro-ph.CO gr-qc
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
Gravitational-Wave Detector Networks: Standard Sirens on Cosmology and Modified Gravity Theory
基于未来的引力波（GW）探测器网络，构建了标准塞壬（StS）星表，第二代地基先进LIGO+先进Virgo+KAGRA+LIGO-India（HLVKI），第三代地基爱因斯坦望远镜+两个宇宙探测器（ET+2CE），以及天基LISA+太极。从每个网络的相应电磁（EM）对应探测器中，我们从概率中抽取联合GW+EM探测，以构建HLVKI 10年探测，ET+2CE 5年探测和LISA+Taiji 5年探测的标准警报器的哈勃图，我们估计这些探测器将在21世纪30年代可用并发布。因此，我们从这些地面和空间探测器网络构建了一个组合的哈勃图，以探索我们宇宙从红移0到7的膨胀历史。本文对GW标准塞壬的星表和哈勃图以及它们在21世纪30年代研究宇宙学和修正引力理论方面的潜力作了保守而现实的估计。我们采用两种预测策略。一种是传统的模型拟合马尔可夫链蒙特卡罗方法（MCMC）。结果表明，组合StS可以将哈勃常数约束在$0.34\%$的精度水平上，比目前最精确的测量方法\textit{Planck} +BAO+Pantheon的精度高1.76倍。联合StS与当前的EM实验将改善宇宙学参数的约束显着。修正的重力理论可以用来自GW传播的$0.46\%$误差来约束。在第二种策略中，我们使用机器学习非参数重建技术，即，高斯过程（GP）与人工神经网络（ANN）作为比较。GP重建可以给出与MCMC相当的结果。我们期待着更多…
2021-05-17 astro-ph.CO astro-ph.IM 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
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
Parameter estimation of eccentric massive black hole binaries with LISA and its cosmological implications
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
研究LISA探测偏心大质量黑洞双星时，轨道偏心率通过多谐波改善参数估计，使标准汽笛数量增加，宇宙学约束精度提升，如H0不确定度降低约47%。
2026-06-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
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
Weak lensing of bright standard sirens: prospects for $σ_8$
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Keemilise ja bioloogilise füüsika instituut（化学与生物物理研究所）
利用弱透镜效应分析明亮标准 sirens 可测量影响宇宙结构但不影响平均光度距离-红移关系的宇宙学参数，包括σ_8、哈勃常数和物质丰度。
2026-03-17 astro-ph.CO
Testing $Λ$-Free f(Q) Cosmology
本文通过动力系统分析、超新星和CMB数据约束以及标准汽笛事件预测，检验无Λ的f(Q)对称远平行引力模型，发现其相对于ΛCDM处于不利地位，未来标准汽笛事件或可决定性判断该模型可行性。
2023-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the dark energy equation of state using LISA observations of spinning Massive Black Hole binaries
大质量黑洞（MBH）双星的引力波信号可以作为测量宇宙学参数的标准警报。未来的空间引力波观测站激光干涉仪空间天线（LISA）将探测多达100个这样的事件，提供非常精确的光度距离测量。为了限制宇宙学参数，我们还需要测量合并的星系（或星系团）的红移。这就需要确定一个独特的电磁事件与二进制合并。然而，假定的电磁特征可能太弱而无法观察到。相反，我们在这里研究的可能性，约束宇宙学参数之间的统计一致性，在几十个低红移（z<3）事件的测量误差框内检测到的所有可能的主机。我们构建MBH人口合并树实现的暗物质层次在LambdaCDM宇宙中，我们使用的数据从千年模拟模拟LISA错误框中的星系分布模型。我们表明，假设所有其他的宇宙学参数是已知的，参数w描述的暗能量状态方程可以被限制到4-8%的水平（2西格玛误差），竞争与当前的不确定性获得的Ia型超新星测量，提供一个独立的测试我们的宇宙学模型。
2011-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Testing Primordial Black Holes as Dark Matter through LISA
宇宙中大部分暗物质都是由原始黑洞（PBH）构成的，这种观点最近重新获得了很大的动力。然而，观测上的限制排除了大多数PBH质量的这种可能性，只有$10^{-12} M_\odot$周围有一个明显的例外。这些轻PBH可能起源于当一个相当大的共动曲率扰动产生的暴胀过程中重新进入视界期间的辐射阶段。在这样的阶段中，不可避免地会产生引力波（GW）。由于它们的源在曲率扰动中是二次的，因此这些GW是完全非高斯的。它们今天的频率大约是mHz，这正是LISA任务具有最大灵敏度的范围。这当然是一个令人印象深刻的巧合。我们表明，这种情况下的PBH作为暗物质可以测试LISA通过测量GW两点相关。另一方面，我们表明，较短的观测时间（相比宇宙的年龄）和传播效应的GWs整个扰动宇宙从生产点的LISA检测器抑制双谱到一个不可观测的水平。这种抑制是完全通用的，并不特定于我们的模型。
2019-07-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the Hubble constant to a precision of about 1% using multi-band dark standard siren detections
恒星质量双星黑洞螺旋内的引力波信号可以作为标准信号进行宇宙学推断。这套系统覆盖了从毫赫兹波段到音频波段的广泛频段，使得空间和地面的引力波探测器都能探测到。在这项工作中，我们进行了一个全面的研究的能力，约束哈勃常数使用黑暗的标准警报器，或引力波事件，缺乏电磁同行。为了获得红移的信息，我们的重量的星系内的本地化误差框与光度信息从几个波段，并使用它们作为代理的二元黑洞红移。通过对$10$引力波事件的探测，我们发现天琴有望将哈勃常数约束到大约$30\%$的精度;在最乐观的情况下，假设天琴I+II，哈勃常数可以约束到$< 10 \%$的精度。在乐观的情况下，天琴和LISA的多探测器网络能够将哈勃常数限制在$5\%$精度之内。值得强调的是，天琴和爱因斯坦望远镜的多波段网络能够将哈勃常数的精度限制在约$1\%$。我们的结论是，推断哈勃常数没有偏见的photo-z星系目录是可以实现的，我们还证明了自洽使用P $-$ P图。另一方面，高质量的光谱红移信息对于提高哈勃常数的估算精度至关重要。
2022-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining Scalar-Tensor Modified Gravity with Gravitational Waves and Large Scale Structure Surveys
第一次多信使引力波事件对修正的引力模型空间产生了变革性影响。在本文中，我们研究了加强测试的重力，可能与未来的一组引力波标准警报事件。我们执行MCMC约束预测Horndeski标量张量理论中的参数。特别是，我们专注于互补的引力波与电磁大尺度结构数据的星系调查。我们发现，从先进的LIGO网络中添加50个低红移（$z \lesssim 0.2$）标准警报器，与现有的大尺度结构电磁观测限制相比，只提供了适度的改进（因子1.1 - 1.3，其中1.0没有改进）。相比之下，未来LISA卫星的高红移（高达$z \sim 10$）标准警报器将改善Horndeski理论中普朗克质量随时间演化的约束，提高因子为$\sim 5$。通过模拟不同的情况下，我们发现这种改进是强大的边缘化在未知的合并倾斜角和合并源人口的三个合理的模型之间的变化。
2021-01-28 astro-ph.CO gr-qc
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 luminosity distance in quantum gravity
维度流是时空维度的尺度依赖性，是许多量子引力理论所共有的特征。本文首次研究了在LIGO和LISA频率范围内QG维流对引力波光度距离标度的影响。我们发现通用的修改相对于标准的广义相对论标度，在很大程度上独立于具体的QG建议。我们限制这些影响使用两个例子的多信使标准警报器，二进制中子星合并GW 170817和模拟超大质量黑洞合并事件可检测与LISA。我们将这些约束应用于各种QG候选者，发现群场论、自旋泡沫和圈量子引力的量子几何可以在引力波自旋2扇区中产生可观察到的信号。我们的研究结果补充和改进GW的传播速度界修改色散关系。在更多的模型依赖的假设下，我们还表明，量子几何的界限可以通过太阳能系统测试来加强。
2019-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing MOND/TEVES with LISA Pathfinder
我们建议，LISA探路者可以被用来主题TEVES，特别是非相对论MOND现象，它结合了一个直接的，受控的实验测试，在短短几年的时间。基本概念是按照其名义上的任务，使LISA探路者号飞越日地鞍点周围的区域，以便寻找异常重力梯度。我们研究了各种策略，以达到鞍点，并得出结论，首选的策略，导致相对较短的转移时间的顺序一年，可能涉及月球飞行。我们提出了稳健的估计的MOND重力梯度，LISA探路者应该暴露，并得出结论，如果梯度仪上的航天器达到其标称性能，这些梯度将不仅被检测到，但测量和表征的一些细节，如果它们存在。相反，考虑到基于标准假设的大预测信号，零结果很可能意味着TEVES/MOND的结束。
2010-01-08 astro-ph.CO
The case for testing MOND using LISA Pathfinder
我们量化的潜力，测试修改后的牛顿动力学（MOND）与LISA探路者（LPF），应鞍点飞越被纳入任务。我们预测的预期信噪比（SNR）的各种仪器噪声模型和轨迹过去的鞍。对于标准理论参数，即使对仪器性能和鞍形方法进行适度假设，信噪比也达到中高两位数。明显的问题，如系统所产生的LPF自引力，或牛顿的背景下，进行检查，并证明不是一个问题。我们还研究了一个负的观测结果后，确定理论的自由函数的影响。我们证明，如果牛顿的引力常量被约束不被重新归一化超过百分之几，只有人为的MONDian自由函数将生存的负结果。也有例外，例如自由函数在牛顿极限下不渐近于1，而是发散或渐近于零（取决于它们的母体相对论MONDian理论）。最后，我们扫描了所有提出的相对论MONDian理论的结构，并根据它们的非相对论极限对它们进行分类，发现三种广泛的情况（根据自由函数的形式有一些子情况）。似乎只有爱因斯坦-乙醚公式，以及其他理论中自由函数不渐近于1的子情况，才能在不诉诸“设计者”自由函数的情况下幸存下来。
2012-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Shape of U: Measuring the Curvature of the Universe with Gravitational Waves
The University of Mississippi（密西西比大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Northwestern University（西北大学）
研究利用下一代引力波探测器观测到的明亮标准汽笛（中等质量双黑洞并合）来测量宇宙空间曲率参数Ω_k，发现双宇宙探索者和爱因斯坦望远镜网络可将Ω_k的1σ不确定度约束到0.029。
2026-06-02 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
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
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
Testing f(R) gravity with the simulated data of gravitational waves from the Einstein Telescope
本文利用第三代引力波探测器，分析了引力波（GW）作为标准信标对修正引力模型的影响，爱因斯坦望远镜在我们的分析中考虑了Palatini形式主义中$f(R)$理论中的两个可行模型（$f_{1}(\mathcal{R})=\mathcal{R}-\fracβ{\mathcal{R}^{n}}$和$f_{2}(\mathcal{R})=\mathcal{R}+α\ln{\mathcal{R}}-β$），结合了模拟的GW数据和最新的电磁（EM）观测数据（包括最近发布的Pantheon Ia型超新星样本，宇宙计时器数据和重子声学振荡距离测量）。我们的分析表明，标准警报GW可以有效地消除两个修正重力模型中参数之间的简并性，为当前实验提供了独立且互补的替代方案。此外，我们在$Om(z)$和状态探测器诊断分析的帮助下，深入研究了修正引力理论中几何暗能量的性质。本文的分析清楚地表明，最简单的宇宙学常数模型仍然是目前数据所偏爱的。然而，未来自然改进的GW数据和最近的EM观测的结合将揭示$Λ$ CDM模型和修正的重力理论之间的一致性或承认两者之间的张力。
2021-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Testing gravitational wave propagation with multiband detections
暗能量（DE）的有效场论（EFT）--以不可知的方式参数化DE的性质--受到引力波（GW）传播速度测量的严重限制。然而，地面干涉仪探测到的GW频率位于EFT的典型强耦合尺度附近，并且很可能在达到该尺度之前有效的描述就被打破了。我们讨论了如何离开的可能性，一个适当的紫外线完成DE的情况下，有效的EFT描述以外的规模，可以避免目前的GW速度的限制。相反，在较低频率的LISA频带中的附加约束将更难逃脱，因为所涉及的能量是低数量级的。通过实施一种方法的基础上GW多波段检测，我们确实表明，一个单一的联合观察GW 150914类事件的LISA和地面干涉仪将允许一个约束的光速和引力子匹配到$10^{-15}$内。因此，多波段GW观测可以以鲁棒和明确的方式牢固地约束基于DE的EFT的场景。
2023-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing Chern-Simons modified gravity with observations of extreme-mass-ratio binaries
极质量比引力波（EMRI）是空间探测器（如激光干涉仪空间天线（LISA））最有前途的引力波（GW）源之一。EMRIs由围绕大质量黑洞（MBH）运行的紧凑恒星物体组成。由于EMRI信号预计将持续很长时间（包含数十万个周期的数量级），它们将以精确的方式编码MBH引力势的结构，以便可以区分依赖于控制系统的引力理论的特征。也就是说，EMRI信号可以用来测试重力和黑洞的几何形状。然而，一个实用的方法来计算的生成和传播的重力不同于广义相对论（GR）的理论EMRI的GW的发展，最近才开始。在本文中，我们提出了一个特定的修改GR，这是一个四维陈-西蒙斯（CS）引力项描述的EMRI的参数估计研究。我们专注于确定在多大程度上基于空间的GW天文台，如LISA可以区分GR和CS重力通过检测的GW从EMRI。
2012-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Prospect of Precision Cosmology and Testing General Relativity using Binary Black Holes- Galaxies Cross-correlation
本研究提出数据驱动方法，结合暗标准汽笛（双黑洞）引力波观测与多类星系巡天、宇宙学测量数据，可检验广义相对论引力波传播偏离效应并精密测量哈勃常数，评估了不同探测器与巡天的测量潜力。
2024-09-11 astro-ph.CO gr-qc
The role of peculiar velocity uncertainties in standard siren cosmology
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（OzGrav：ARC引力波发现卓越中心）
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
Testing metric-affine f(R)-gravity by relic scalar gravitational waves
本文讨论了度量仿射f（R）引力场中标量引力波的出现。这样的一个组件允许区分度量和度量仿射理论的内在含义，这一结果是，测地线结构的理论可以区分。我们推广了互相关分析的形式，包括了附加的极化模式，并计算了宇宙学遗迹引力子谱的可探测能量密度。针对VIRGO、LIGO和LISA干涉仪的灵敏度，讨论了信号的可能检测。
2010-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing gravitational wave polarizations with LISA
Jagiellonian University（雅盖隆大学）；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））；CEICO, FZU – Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad Andrés Bello（安德烈斯·贝略大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；Swansea University（斯旺西大学）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
LISA通过引力波偏振态探测引力在强场区域的潜力，能区分不同偏振态并提供高精度约束。
2026-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multiband gravitational wave cosmology with stellar origin black hole binaries
起源于对不稳定质量隙以上恒星的大质量恒星源黑洞双星（SBHB）是多波段引力波（GW）观测的主要候选者。在这里，我们研究的可能性，使用它们作为有效的暗标准警报器，以约束宇宙学参数。这些系统发出的长期持续的螺旋信号可以通过未来的$Laser \; Interferometer \; Space \; Antenna$（LISA）获得，而后期的螺旋和合并最终由第三代地面望远镜如$Einstein \; Telescope$（ET）检测到。直接测量的光度距离和天空的位置，加上可能的宿主星系的不均匀的红移分布，使我们能够推断宇宙学参数的概率手段。这种统计方法的效率依赖于高的参数估计性能。我们表明，这种多波段的方法可以精确地确定哈勃常数H $_0$与${\cal O}(10)$检测源。对于选定的SBHB群体模型，假设LISA观测的$4$（$10$）年，我们发现H $_0$通常在$\sim 2\%$（$\sim 1.5\%$）处确定，而$Ω_m$仅受到$30\%$（$20\%$）典型精度的轻度约束。我们讨论了一些离群值在我们的最终估计的起源，我们评论的方法来减少他们的存在。
2022-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the nonstandard propagating gravitational waves in the cosmological background with GWTC-3
本文将谱警报器方法应用于 GWTC-3 的双黑洞并合事件，约束非标准引力波传播摩擦项 $ν$，所得结果较 GW170817 改善一个数量级并支持广义相对论。
2025-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Testing Dark Energy with Black Hole Ringdown
University College London（伦敦大学学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
研究通过分析黑洞回响的准正常模谱，探讨动态暗能量理论对黑洞环降特征的影响，并预测通过LVK和LISA对暗能量场的约束。
2026-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing Chern-Simons Modified Gravity with Gravitational-Wave Detections of Extreme-Mass-Ratio Binaries
从极端质量比（EMRI）双星中探测引力波，包括围绕大质量黑洞运行的恒星质量致密物体，是空间低频引力波探测器的主要目标之一，如激光干涉仪空间天线（LISA或eLISA/NGO）。这种系统发出的长持续时间引力波形编码了大质量黑洞的强场区域的结构，内旋发生在该区域。因此，EMRI的探测和分析将使我们能够研究大质量黑洞的几何形状，并确定它们的性质是否与广义相对论所预测的一样，甚至可以测试广义相对论是否是描述这些系统动力学的正确理论。为了实现这一点，需要在其他引力理论中建立EMRI模型来描述引力波的产生。在本文中，我们探讨在何种程度上EMRI观测与LISA或eLISA/NGO可能能够区分广义相对论和一个特定的修改，它被称为动态陈-西蒙斯修改重力。我们的分析是基于一个参数估计的研究，使用近似的重力波形通过辐射绝热方法获得的，并限制在一个五维子空间的EMRI配置空间。这包括一个陈-西蒙斯参数，它控制着引力偏离广义相对论的强度。我们发现，如果动力学陈-西蒙斯修正引力理论是正确的，像LISA甚至eLISA/NGO这样的天文台应该能够测量陈-西蒙斯参数，误差小于5%。如果广义相对论是真正的理论，这些天文台应该把这个参数的界限定在xi^（1/4）< 10^4 km的水平上，这比目前太阳系的界限好四个数量级。
2012-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Nonlocal gravity and gravitational-wave observations
我们讨论了一个修改后的引力模型，它适合宇宙学观测在统计上与$Λ$ CDM不可区分的水平，并在同一时间预测非常大的偏差，从广义相对论（GR）的传播引力波（GW）跨越宇宙学距离。该模型是我们小组提出和发展的RT非定域模型的一个变体，在暴胀过程中设定初始条件，并预测了GW的光度距离，在LISA或第三代GW探测器（如爱因斯坦望远镜（ET））可访问的红移处，可以与GR相差$60\%$。这种规模的影响可以检测到只有一个标准的警报器与对应的丽莎或ET。在LIGO/Virgo/Kagra网络在目标灵敏度下可访问的红移处，效应较小，但仍有可能检测到。事实上，对于最近宣布的LIGO/Virgo NS-BH候选者S190814 bv，RT模型预测，给定测量的GW光度距离，实际光度距离，以及电磁对应物的红移，将比从$Λ$ CDM推断的值小$7\%$。
2019-08-18 astro-ph.CO
