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
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
Prospects for resolving the Hubble constant tension with standard sirens
由造父变星-超新星距离阶梯估算的哈勃常数($H_0$)处于3- $σ$张力中,其值由标准宇宙学模型下的宇宙微波背景(CMB)数据外推得到。这种张力是代表新物理学还是系统效应,是激烈辩论的主题。在这里,我们研究如何新的,独立的$H_0$估计可以仲裁这种紧张局势,评估是否测量是一致的,来自同一模型使用后验预测分布(PPD)。我们表明,与现有的数据,从BOSS重子声学振荡测量和万神殿SN样品形成的反距离阶梯产生一个$H_0$后接近相同的普朗克CMB测量。观察到的局部距离阶梯值不太可能来自所得到的PPD。转向未来,我们发现,一个样本的$\sim50$二进制中子星“标准警报器”(检测在未来十年内)将能够判断当地和CMB的估计。
2019-01-11 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
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
First measurement of the Hubble constant from a combined weak lensing and gravitational-wave standard siren analysis
Physik-Institut, Universität Zürich(苏黎世大学物理学院)
本文首次结合弱引力透镜和引力波标准 sirens 数据,测量哈勃常数H0=67.9±4.3 km/s/Mpc,并改进了物质总丰度Ωm的约束。
2026-01-08 astro-ph.CO
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
Determining the Hubble Constant through Cross-Correlation of Galaxies and Gravitational Waves
本研究通过星系与引力波暗汽笛的层析交叉关联,定量评估了测量哈勃常数的精度,发现其受限于引力波数据的质量与数量,需小距离误差、大量事件及精确天空定位以实现百分比级约束。
2025-10-22 astro-ph.CO
Accurate redshift determination of standard sirens by the luminosity distance space-redshift space large scale structure cross correlation
本文指出了一种新的可能性,即在不需要光谱跟踪的情况下,测定大样本引力波标准塞壬的平均红移分布。它是基于标准Sirens跟踪的亮度-距离空间大尺度结构(LSS)与已有的电磁波观测中星系跟踪的红移空间LSS之间的互相关。我们构造了一个无偏的和模型无关的估计量$E_z$来实现这种可能性。我们用BBO和Euclid证明了$0.1\%$在红移测量中的准确性是可以达到的。这种方法可以大大减轻标准塞壬的光谱跟踪的需要,并增强其宇宙学应用。
2018-11-17 astro-ph.CO
Using Gray Sirens to Resolve the Hubble-Lemaître Tension
本研究提出中子星-黑洞并合事件可作为“灰警星”用于测量哈勃-勒梅特常数,评估发现Voyager网络5年观测或可解决哈勃张力,下一代探测器网络可达亚百分比测量精度。
2023-07-25 astro-ph.CO gr-qc
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
A 2 per cent Hubble constant measurement from standard sirens within 5 years
引力波聚并事件提供了一种全新的方法来确定哈勃常数,由广义相对论提供的绝对距离校准。利用LIGO-Virgo对中子星合并双星GW 170817的探测,以及对宿主星系NGC 4993的光学识别,这种标准的塞壬方法被用来测量哈勃常数。这种新颖的独立测量特别令人感兴趣,因为通过局部距离阶梯($73.24 \pm 1.74$)使用Ia型超新星确定的哈勃常数值与通过$\sim 3$ sigma进行的宇宙微波背景观测($66.93 \pm 0.62$)之间存在紧张关系。局部距离阶梯观测可能在5年内达到$1\%$的精度,但目前没有迹象表明进一步的观测将大大减少现有的差异。除了澄清现有的低和高红移测量之间的差异外,精确测量哈勃常数对阐明暗能量的性质具有至关重要的价值。在这里,我们表明,LIGO和处女座可以预期约束哈勃常数的精度$\sim2\%$在5年内和$\sim1\%$在十年内。
2018-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Stochastic Siren: Astrophysical Gravitational-Wave Background Measurements of the Hubble Constant
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校宇宙高级研究中心);The University of Chicago(芝加哥大学);Kavli Institute for Cosmological Physics, The University of Chicago(芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所)
利用双黑洞并合产生的随机引力波背景,首次测量哈勃常数并缓解哈勃张力问题。
2026-09-01 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
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
Testing the Quasar Hubble Diagram with LISA Standard Sirens
类星体最近被用作绝对距离指示器,将哈勃图扩展到高红移,以揭示标准$Λ$ CDM宇宙学预测的膨胀历史的偏差。在这里,我们表明,激光干涉仪空间天线(LISA)将有效地测试这一说法与标准警报器在高红移,定义的符合引力波(GW)和电磁(EM)的大质量黑洞双星(MBHB)的合并的意见。假设一个基准$Λ$ CDM宇宙学生成模拟标准海妖数据集,证据$Λ$ CDM模型相对于一个替代模型推断类星体数据进行了调查。通过模拟未来可能的LISA观测的许多实现,我们发现对于这些实现的$50\%$(中位数结果),4 MBHB标准警报器测量值将足以强烈区分这两个模型,而14个标准警报器将在实现的$95\%$中产生类似的结果。此外,我们还研究了宇宙学参数的测量精度与观测到的LISA MBHB标准塞壬数目的关系,发现对于$H_0$,平均15个事件的测量精度为5%,而对于25个和40个事件的测量精度分别为3%和2%。我们的调查清楚地突出了LISA作为宇宙学探测器的潜力,能够准确地映射宇宙的膨胀在$z\gtrsim 2$,并作为一种工具,交叉检查和交叉验证宇宙学EM测量与互补GW观测。
2021-06-11 astro-ph.CO gr-qc
A standard siren measurement of the Hubble constant using gravitational wave events from the first three LIGO/Virgo observing runs and the DESI Legacy Survey
我们提出了一个新的约束哈勃常数$H_0$使用的样本,以及本地化的引力波(GW)的事件在前三个LIGO/处女座观测运行作为黑暗的标准警报器。在暗标准塞壬的情况下,没有确定唯一的宿主星系,红移信息来自潜在宿主星系的分布。从第三次LIGO/Virgo观测运行检测中,我们将非对称质量二元黑洞GW 190412,高置信度GW候选者S191204 r,S200129 m和S200311 bg添加到分析的暗标准警报器样本中。我们的样本包含顶级$20\%$(基于本地化)GW事件和候选者,迄今为止,暗能量光谱仪器(DESI)遗产调查的重要覆盖范围。我们结合了$H_0$后八个黑暗的警笛事件,发现$H_0 = 79.8^{+19.1}_{-12.8}~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$($68\%$最高密度间隔)的前在$H_0$均匀之间的$[20,140]~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$。这一结果表明,8个定位良好的暗塞壬与适当的星系目录相结合,能够提供一个$H_0$约束,这是竞争力($\sim 20\%$与$18\%$精度)与一个单一的明亮的标准塞壬分析(即假设电磁对应)使用GW 170817。将后处理结果与GW 170817的后处理结果相结合,得到$H_0 = 72.77^{+11.0}_{-7.55}~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$。这一结果…
2021-11-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
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
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
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
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
Implementing a Robust Test of Galaxy Catalogue Completeness for Dark Siren Measurements of the Hubble Constant
School of Physics & Astronomy, University of Glasgow(格拉斯哥大学物理与天文学院);The Nicholas and Lee Begovich Center for Gravitational-Wave Physics and Astronomy, California State University, Fullerton(加州州立大学富勒顿分校尼古拉斯和莉·贝戈维奇引力波物理与天文学中心)
本文提出一种稳健的恒星目录完整性测试方法,用于改进GWTC-1和GLADE+数据集对哈勃常数的推断,提升暗回声和GW170817联合分析的精度。
2026-06-23 astro-ph.CO
Mitigating the binary viewing angle bias for standard sirens
本文针对引力波标准汽笛因双星视角推断偏差导致的哈勃常数测量系统误差,提出新的形式体系加以推断和缓解,并证明在少量双中子星并合观测下即可将系统不确定度降至统计不确定度以下。
2024-10-09 astro-ph.CO gr-qc
A standard siren measurement of the Hubble constant using GW170817 and the latest observations of the electromagnetic counterpart afterglow
本文利用GW170817电磁对应体余辉约3.5年的最新多波段观测并考虑宿主星系本动速度,将哈勃常数标准汽笛测量精度从14%提高到约7%,得到 $75.46^{+5.34}_{-5.39}$ km s$^{-1}$ Mpc$^{-1}$,结果与超新星和宇宙微波背景测量基本一致。
2023-05-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
A Hubble constant estimation with dark standard sirens and galaxy cluster catalogues
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
On Dark Gravitational Wave Standard Sirens as Cosmological Inference and Forecasting the Constraint on Hubble Constant using Binary Black Holes Detected by Deci-hertz Observatory
如果能独立测量到致密双星合并产生的引力波(GW)信号的红移,则GW信号可以作为标准信号来约束宇宙学参数。然而,恒星双星黑洞(BBH)的合并可能没有电磁对应物,因此没有直接的红移测量。这些黑暗的警笛可能仍然被用来统计约束宇宙学参数相结合的GW测量的光度距离和本地化的深红移调查的星系周围it.We调查这种黑暗的警笛方法详细使用模拟BBH和星系样本。我们发现,哈勃常数可以约束以及与几十个或更多的BBH合并在红移$1$的精度$\lesssim1\%$,如果GW的观测可以提供准确的估计,他们的光度距离(与相对误差$\lesssim0.01$)和本地化($\lesssim0.1~\rm{deg}^2$),虽然约束可能会显着偏差,如果光度距离和本地化误差较大。我们还介绍了一个简单的方法来纠正这种偏见,发现它是有效的,当光度,距离和定位误差是适度大。根据当前对BBH合并速率的限制和BBH性质的分布,我们进一步生成模拟BBH样本,发现分赫兹天文台(DO)在半年的观测周期内可以探测到约100个具有信噪比$\varrho\gtrsim30$、相对光度距离误差$\lesssim0.02$和定位误差$\lesssim0.01\rm{deg}^2$的BBH。通过应用暗标准塞壬方法,我们发现利用这些DO BBH可以将哈勃常数约束到$\sim0.1-1\%$水平,其精度可与近期利用电磁观测得到的约束相媲美,从而可…
2022-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
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
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
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
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
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
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
Prospects for measuring the Hubble constant and dark energy using gravitational-wave dark sirens with neutron star tidal deformation
本文研究利用第三代引力波探测器观测双中子星并合潮汐形变所得暗标准警报,仅凭此类数据即可精确测量哈勃常数与暗能量状态方程,精度分别达0.15%和0.95%,有望解决哈勃张力问题。
2023-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First cosmological constraints combining Planck with the recent gravitational-wave standard siren measurement of the Hubble constant
最近对中子星双星系统GW 170817并合产生的引力波和电磁辐射的观测,开启了利用标准塞壬来限制哈勃常数值的可能性。而报道的$H_0=70_{-8}^{+12}$在$68 \%$ C. L.比最近通过造父变星观测得到的结果要弱得多,它不需要任何形式的宇宙距离阶梯,可以被认为是互补的,原则上更保守。在这里,我们结合,第一次,新的测量与普朗克宇宙微波背景观测的$12$参数扩展$Λ$ CDM方案,其中哈勃常数是弱约束的CMB数据单独和绑定到一个低值$H_0=55^{+7}_{-20}$ km/s/Mpc在$68 \%$ C. L。我们指出,GW 170817约束的非高斯形状,使较低的值的哈勃常数与观测最差的协议比预期从高斯形式。因此,新的GW 170817哈勃常数测量的加入大大减少了允许的参数空间,提高了中微子质量,曲率和暗能量状态方程等几个参数的宇宙学界限。
2017-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Velocity correction for Hubble constant measurements from standard sirens
引力波(GW)源是一种很好的光度距离探测器,并提供了一种新的测量哈勃常数,$H_0$。根据标准塞壬对$H_0$的估计需要对GW源的宿主星系的宇宙学红移进行准确的估计,并在校正其特有的速度之后。缺乏准确的特有速度校正会影响$H_0$测量的精度和准确度,特别是对于附近的源。我们提出了一个框架,将这样一个奇特的速度校正GW源。我们的方法的第一个实施的事件GW 170817结合甚大基线干涉测量(VLBI)的观测导致的修正值为$H_0= 68.3^{+ 4.6}_{-4.5}$ km/s/Mpc。虽然这个修订是轻微的,它表明,我们的方法使得有可能获得一个公正的和准确的测量$H_0$在标准塞壬宇宙学所需的精度。
2020-11-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
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
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
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
Blinded Mock Data Challenge: Is the Spectral Siren Technique Robust for Measuring the Hubble Constant?
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), Barcelona Institute of Science and Technology(高等能源物理研究所,巴塞罗那科学技术大学);Department of Astronomy and Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究院天体物理学系);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA)(大学间天文学与天体物理学中心);Instituto de Fisica, Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学物理研究所);Subatech, CNRS - Institut Mines-Telecom Atlantique - Université de Nantes(Subatech,法国国家科学研究中心-矿业电信大西洋学院-南特大学);Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab(巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心/粒子核物理国际研究所,IJCLab);Instituto de Fisica Teorica, Universidad Autonoma de Madrid(马德里自治大学理论物理研究所)
本文通过盲数据挑战分析,探讨了谱 sirene 技术在测量哈勃常数中的鲁棒性,强调了对 BBH 质量分布的准确推断对解决哈勃张力的重要性。
2026-04-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Standard-siren cosmology using gravitational waves from binary black holes
引力波天文学提供了一种独特的新方法来研究宇宙的膨胀历史。在这项工作中,我们调查的影响,未来的引力波天文台将对宇宙学。像爱因斯坦望远镜和宇宙探测器这样的第三代天文台将对宇宙中几乎所有的双黑洞合并事件都很敏感。\cite{farr2019future}最近的工作指出,恒星质量的黑洞群中的特征打破了质量红移简并,有助于在没有电磁对应物或宿主星系目录的情况下精确确定哈勃参数。使用分层贝叶斯推断模型,我们表明,与一年的观测爱因斯坦望远镜,哈勃常数将被测量到$\lesssim 1\%$。我们还表明,这种方法可以用来进行宇宙学模型之间的贝叶斯模型选择。作为一个说明性的例子,我们发现,一个决定性的声明可以比较$Λ$ CDM和RHCT宇宙学模型使用两个星期的数据从爱因斯坦望远镜。
2020-12-15 astro-ph.CO
Improved constraint on the Hubble constant from dark sirens with LIGO/Virgo/KAGRA O4a
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心)
本文通过暗哨方法结合DESI数据和深度学习模型,利用17个暗哨事件改进Hubble常数测量,最终约束Hubble常数为69.9±4.1 km/s/Mpc,比仅GW170817的结果提升了约11%的不确定性。
2026-03-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
A Study of Systematics on the Cosmological Inference of the Hubble Constant from Gravitational Wave Standard Sirens
本研究针对引力波光谱汽笛法推断哈勃常数$H_0$的系统误差,发现启发式黑洞质量模型因无法解释质量红移演化与意外质量特征,在2000次并合事件下可致$H_0$偏差达$3σ$,提出需采用适配红移演化与未知质量特征的源质量模型。
2023-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Hubble constant measurement with 13 bright standard sirens from binary black hole mergers inside active galactic nuclei
Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications(北京数学与应用研究所);Department of Physics, National Institute of Technology Agartala(阿加塔拉国立理工学院物理系);Institute for Gravitation and the Cosmos, Department of Physics, Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所);National Institute of Technology Agartala(阿加塔拉国立理工学院)
该研究利用13个与活动星系核宿主相关的引力波双黑洞合并来测量哈勃常数,通过不同样本组合逐步提高精度,并展示了在特定假设下对相反锚定的显著拒绝。
2026-07-08 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
The Impact of Peculiar Velocities on the Estimation of the Hubble Constant from Gravitational Wave Standard Sirens
在这项工作中,我们研究了系统的不确定性所产生的计算时的特殊速度估计的哈勃常数($H_0$)从引力波标准警报。我们研究了GW170817事件及其宿主星系NGC4993的奇异速度的估计,当对邻近星系进行高斯平滑时。NGC 4993是一个相对较近的星系,在$\sim 40 \ {\rm Mpc}$之外,受到特殊速度的显著影响。我们证明了一个直接依赖于估计的特殊速度值的平滑尺度的选择。我们表明,当不考虑这个系统,$\sim 200 \ {\rm km \ s ^{-1}}$在特有的速度的偏见引起的偏见$\sim 4 \ {\rm km \ s ^{-1} \ Mpc^{-1}}$的哈勃常数。我们制定了一个贝叶斯模型,该模型解释了特殊的速度对平滑尺度的依赖性,并通过边缘化这个参数,我们消除了选择平滑尺度的需要。所提出的模型产生$H_0 = 68.6 ^{+14.0}_{-8.5}~{\rm km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}}$。我们证明,在这个模型下,一个更强大的无偏估计的哈勃常数从附近的GW源。
2020-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A dark siren measurement of the Hubble constant using gravitational wave events from the first three LIGO/Virgo observing runs and DELVE
本文利用DELVE巡天数据对两个新引力波暗警报事件进行宿主星系红移统计推断,并结合GW170817及第三次观测运行的10个暗警报样本,显著提高了哈勃常数$H_0$的测量精度。
2023-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Inference of Hubble constant using standard sirens and reconstructed matter density field
本文提出并测试了一种结合标准汽笛与BORG前向建模重建密度场、通过引力波与星系巡天互相关来测量哈勃常数的新方法,在低信噪比条件下具有优势。
2025-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
A model-independent constraint on the Hubble constant with gravitational waves from the Einstein Telescope
在本文中,我们研究了引力波标准塞壬对哈勃常数的预期约束,在宇宙模型无关的方式。在众所周知的哈勃定律的框架内,来自本地宇宙中每个探测到的双星合并的GW信号($z<0.10$)提供了光度距离$D_L$的测量,从而提供了哈勃常数$H_0$。利用第三代引力波探测器(Einstein Telescope,ET)的引力波模拟数据,结合电磁计数器和宿主星系的红移值,我们可以预期哈勃常数将被限制在$\sim 10^{-2}$的精度,并有20个观测良好的双星中子星(BNS)合并。来自其他类型的未来引力波源(NS-BH和BBH)的额外标准警报测量将为这个重要的宇宙学参数提供更精确的约束。因此,我们认为,未来的引力波源光度距离测量将比目前的分析更具竞争力,这使得我们可以期待在与宇宙模型无关的情况下对哈勃常数进行更有力和更有说服力的约束。
2020-09-09 astro-ph.CO