Mock Catalogs of Strongly Lensed Gravitational Waves via A Halo Model Approach with Ground-based Detectors
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；National Centre for Nuclear Research（波兰国家核研究中心）；School of Physics and Optoelectronic, Yangtze University（长江大学物理与光电工程学院）
通过复合透镜质量模型（包含暗物质晕、星系和亚晕）生成强引力透镜引力波模拟星表，预测了不同探测器网络下的年探测率，并分析了亚晕透镜事件、高放大率事件及完整多像系统等特征。
2026-06-02 astro-ph.CO
Direct measurement of the distribution of dark matter with strongly lensed gravitational waves
在这封信中，我们提出了一个新的想法，探测暗物质的分布表现出弹性和速度无关的自相互作用。这些相互作用可能在强透镜引力波的多次测量中被揭示出来，可以通过观测来探索，以确定自散射的强度。具体地说，每一个星系尺度的强透镜系统，其源是一个合并的紧凑的二进制发射引力波将提供一个独立的模型测量的剪切粘度的暗物质沿视线。这些单独的测量可能是对暗物质及其性质的大尺度分布的探测。我们的研究结果表明，10-1000强透镜引力波从ET和DECIGO，强大的约束大规模的自相互作用暗物质的分布可能会产生。与在电磁域中获得的保守估计相比，还期望对与星系和星系团尺度相关的每单位质量的暗物质散射截面（$σ_χ/m_χ$）有更严格的限制。最后，我们讨论了我们的方法在自相互作用的暗物质粒子物理的背景下的有效性。
2022-02-17 astro-ph.CO
Improved Identification of Strongly Lensed Gravitational Waves with Host Galaxy Locations
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Yangtze University（长江大学物理与光电工程学院）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本文提出一种贝叶斯框架，利用欧几里得星系透镜目录中的位置先验信息，提升强引力透镜引力波的识别能力，通过两步重新加权方案，显著提高透镜识别的贝叶斯因子，增强识别鲁棒性。
2025-12-11 astro-ph.CO
COSMOGRAIL: the COSmological MOnitoring of GRAvItational Lenses VIII. Deconvolution of high resolution near-IR images and simple mass models for 7 gravitationally lensed quasars
我们应用迭代MCS反卷积方法（ISMCS）的近红外HST档案数据的7个引力透镜类星体目前监测的COSMOGRAIL合作：HE 0047-1756，RX J1131-1231，SDSS J1138+0314，SDSS J1155+6346，SDSS J1226-0006，WFI J2026-4536和HS 2209+1914。在这样做的过程中，我们获得的透镜图像的相对位置和形状参数的透镜星系在每个系统中的光分布。透镜图像位置以1-2质量的精度导出。为了预测时间延迟和测试简单的质量模型再现所观察到的配置的能力，等温和de Vaucouleurs质量模型计算整个样品使用国家的最先进的建模技术。透镜环境对透镜质量模型的影响考虑了剪切项。双重成像类星体同样很好地符合这些模型。复制SDSS J1155+6346和SDSS J1226-006需要大量剪切。在后一种情况下，我们确定附近的星系作为剪切的主要来源。四重成像类星体SDSS J1138+0314可以用简单的透镜模型很好地再现，而其他两个四重成像类星体RX J1131-1231和WFI J2026-4536则不是这样。这可能是由于透镜星系中的大质量子结构模型未考虑到的天体测量扰动的签名。还提出了其他可能的解释。
2010-07-22 astro-ph.CO
Gravitationally lensed quasars and supernovae in future wide-field optical imaging surveys
在未来十年中，有节奏的光学成像调查将能够大量检测随时间变化的星系尺度强引力透镜，将统计上明确定义的多重成像类星体样本的大小增加两个数量级，并发现第一个强透镜超新星。我们进行了详细的计算几个计划的调查可能的收益率，使用现实的分布透镜和源属性，并考虑到放大偏差和图像配置的可检测性。我们发现，即将到来的宽场天气调查应检测几千透镜类星体。特别是，LSST应该发现8000个透镜类星体，其中3000个将有很好的测量时间延迟，还有约130个透镜超新星，与JDEM预测的约15个透镜超新星相比。我们预测的四分之一是~15%的透镜类星体和~30%的透镜超新星。生成一个大约1500个观测良好的双像透镜的模拟目录，我们计算了时间延迟距离实验的哈勃常数和暗能量方程参数的可用精度（假设普朗克的先验）：预测的边缘化68%置信区间为σ（w_0）=0.15，σ（w_a）=0.41，σ（h）=0.017。虽然这是令人鼓舞的意义上说，这些不确定性是只有50%以上的空间为基础的Ia型超新星样本的预测，我们展示了如何的暗能量品质因数降低知识的透镜质量分布。（节录）
2010-03-08 astro-ph.CO
Optimal constraints on primordial gravitational waves from the lensed CMB
我们演示了如何在理想条件下获得透镜宇宙微波背景（CMB）数据中原始引力波分量的最佳约束。首先，我们推导出张量标量比，$r$，通过使用误差控制密切近似的确切后，高斯原始CMB和透镜偏转电位的假设下，估计。这将快速内部迭代透镜重建与未透镜化CMB的最佳恢复相结合。我们评估其性能的模拟低噪声极化数据针对复合峰。我们仔细地证明了我们的$r$ -后验估计是最佳的，没有显着的偏差，使其成为最强大的估计原始引力波从CMB。我们比较这些限制，从$B$模式带功率似然分析相同的模拟数据，之前和之后的地图级二次估计delensing，迭代delensing。在内部，迭代去透镜的频带功率平均仅略低（低于10%），有望接近第四阶段CMB实验的最佳约束。
2019-01-28 astro-ph.CO
Twin LIGO/Virgo Detections of a Viable Gravitationally-Lensed Black Hole Merger
我们确定了一个二元黑洞（BBH）的合并，似乎是由一个干预星系倍增透镜。LIGO/Virgo事件GW 170809和GW 170814的波形间隔5天，在90%可信区域内重叠。它们的应变振幅也是相似的，这意味着相对放大率适中，正如对透镜引力波的预期。这两个事件的阶段也是一致的是相同的，增加了更多的证据支持这两个事件源于同一BBH合并。每个事件的公布推断距离的差异可以解释为它们的不同放大率。两个事件的观测到的啁啾质量也是相似的，如对于一对透镜事件所预期的，具有共同的探测值$29.1^{+1.3}_{-1.0}M_{\odot}$，位于观测到的啁啾质量分布的峰值处。我们推断这种情况下是一个典型的例子，支持我们的透镜效应预测\cite{Broadhurst2018}的透镜事件，根据该预测，宇宙学上遥远的，放大的BBH包括大部分的LIGO/室女座事件的啁啾质量增强以上$\simeq 15M_{\odot}$的宇宙膨胀。从我们的预测，我们估计一个内在的，非透镜，啁啾质量的$\simeq 10-12 M_\odot$，与源红移的范围$0.9<z<2.5$。我们还概述了对所有基线排列的联合分析，可以严格测试我们对这两个事件的透镜解释。更一般地说，透镜事件有效地增加了基线排列的数量，并促使使用更多的干涉仪来全天候覆盖给定源的所有重复事件，以最大限度地提高透镜BBH源的轨道细节和天空定位。
2019-01-10 astro-ph.CO
A follow-up strategy enabling discovery of electromagnetic counterparts to highly-magnified gravitationally-lensed gravitational waves
本文提出一种后续观测策略，通过识别质量间隙内引力波事件为候选透镜化双中子星并合，探测其透镜化千新星多个像，以确认透镜性质并精确定位，适用于LVK O4运行。
2025-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Direct test of the FLRW metric from strongly lensed gravitational wave observations
大尺度均匀性和各向同性的假设是我们熟悉的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker（FLRW）度规的基础，它似乎是我们宇宙的准确描述。在本文中，我们提出了一种新的策略来测试的有效性FLRW度规，基于银河系尺度的透镜系统，强透镜引力波和他们的电磁同行可以同时检测。每一个强透镜系统都创造了推断宇宙曲率参数的机会。因此，许多这样的系统的组合分析将提供一个独立于模型的工具来测试FLRW度量的有效性。我们的研究表明，第三代地基GW探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和天基探测器，如大爆炸观测器（BBO），是有前途的曲率参数的确定或可能的检测偏离FLRW度量。FLRW度量的这种精确测量可以成为精确GW宇宙学的里程碑。
2019-10-23 astro-ph.CO
A search for gravitational lensing effects in Fermi GRB data
当伽玛射线暴追踪高z宇宙时，有一个不可忽略的可能性，即透镜效应会印在爆发的光变曲线上。我们建议用互相关方法寻找透镜候选者，通过观察来自天空同一部分的几天到几年的爆发。我们寻找相似之处，并假设一个奇异等温球（SIS）模型的镜头。一对透镜将使我们能够限制透镜物体的质量。我们的搜索没有发现任何引力透镜事件。
2009-12-19 astro-ph.CO
Discovering gravitationally lensed gravitational waves: predicted rates, candidate selection, and localization with the Vera Rubin Observatory
引力波（GW）被引力透镜化的可靠确认将首次将广义相对论的这两大支柱结合在一起。这一突破具有挑战性的原因有很多，包括：GW天空定位的不确定性使引力透镜的角尺度相形见绌，引力透镜的质量和结构是多样的，恒星残余致密天体的质量函数尚未得到很好的约束，GW探测器不能连续运行。我们介绍了一种新的方法，是不可知的透镜的质量和结构，比较不同的方法的效率透镜GW的发现，并探讨检测透镜kilonova同行作为一个直接的方法定位候选人。我们的主要结论是：（1）透镜中子星合并（NS-NS）被放大到NS和黑洞之间的“质量间隙”中，因此从具有高质量间隙概率的公共GW警报中选择候选者是有效的，（2）在2020年代中期，可检测的透镜NS-NS的速率将接近每年一次，（3）透镜NS-NS图像之间的到达时间差为$1\,\rm sec\lesssimΔt\lesssim1\,year$，因此与GW探测器和光学望远镜的操作很好地匹配，（4）透镜kilonova对应物在峰值时很微弱（例如，$r_{\rm AB}\simeq24-26$在20世纪20年代中期），迅速衰落（$d<2\,\rm days$），并可通过大型宽视场望远镜的机会观测目标检测到。例如，只有$\lesssim0.25$ %的Vera C.鲁宾天文台的观测时间将足以每年跟踪一个定位良好的候选者。我们的预测也提供了一个物理上明确的基础，探索电磁令人兴奋的新的“质…
2023-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmography using strongly lensed gravitational waves from binary black holes
本文提出利用第三代探测器观测到的强透镜化双黑洞引力波事件数量及时间延迟分布，通过贝叶斯方法约束宇宙学参数，并以z约10的独特红移区间提供与其他测量相当的约束。
2023-08-16 astro-ph.CO gr-qc
On arrival time difference between lensed gravitational waves and light
众所周知，如果传播波的波长变得与透镜物体的史瓦西半径相当或大于史瓦西半径，则几何光学不再适用于引力透镜。我们研究了引力波在波动光学中的传播，特别关注它们的到达时间与光的到达时间之间的差异。我们认为，与以前的工作中的观察相反，当引力波和光同时从同一个源发射时，引力波永远不会比光早到达观察者。
2020-07-22 astro-ph.CO gr-qc
Precision cosmology from future lensed gravitational wave and electromagnetic signals
引力波宇宙学的标准siren方法呼吁通过来自螺旋双致密双星的波形信号直接估算光度距离，特别是那些具有提供红移的电磁对应物的双星。它受到应变幅度校准不确定性的限制，并依赖于波形的精细细节。预计爱因斯坦望远镜每年将探测到$10^4-10^5$引力波，其中$50-100$将被透镜化。在这里，我们报告了一个波形独立的战略，以实现精确的宇宙学相结合的精确测量的时间延迟，从强透镜引力波信号的图像和红移观察到的电磁域。我们证明，只有10个这样的系统可以提供一个哈勃常数的不确定性$0.68\%$为一个平坦的拉姆达冷暗物质宇宙在第三代地基探测器的时代。
2017-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Anomalies in Time Delays of Lensed Gravitational Waves and Dark Matter Substructures
冷暗物质的分级大尺度结构的形成的情况下预测的存在丰富的subhalos周围的大型星系。然而，观测到的矮星系的数量与理论预测相差甚远，这表明大多数的暗晕可能是黑暗的或相当微弱的。引力透镜是一种强有力的工具，可以直接探测质量分布，而不管它是可见的还是暗的。强透镜类星体系统中的时间延迟异常与探测星系中暗物质亚结构的通量比异常是互补的。在这里，我们建议，透镜引力波检测的第三代地面探测器与相当准确的时间延迟测量可能是一个更好的工具，这项研究比传统的技术。结合高质量的图像的透镜的主机星系的电磁对应测量，透镜GW信号可以使系统误差所造成的暗物质子结构检测在百分之几的水平，这取决于它们的质量函数，内部分布的subhalos和透镜系统的配置。
2018-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A new method to test the cosmic distance duality relation using the strongly lensed gravitational waves
提出了一种利用强透镜引力波检验宇宙距离对偶关系的新方法。同时观测的图像位置，不同图像之间的相对时间延迟，透镜和源的红移测量，以及透镜星系的质量建模，提供了角直径的引力波源的距离。另一方面，通过观测引力波信号，可以得到到源的光度距离。据我们所知，这是第一种同时测量同一光源的角直径距离和光度距离的方法。因此，强透镜引力波为检验宇宙距离对偶关系提供了一种独特的方法。随着未来爱因斯坦望远镜等第三代引力探测器的建成，有可能以百分之几的精度检验宇宙距离对偶关系。
2020-02-29 astro-ph.CO gr-qc
Through the lens of Sgr A$^*$: identifying and resolving strongly lensed Continuous Gravitational Waves beyond the Einstein radius
本文研究经银河系中心Sgr A*引力透镜作用的孤立中子星连续引力波，分析其信号特征与参数估计方法，发现下一代探测器可高精度探测此类系统，提升观测概率，相关方法可推广至更多透镜与源，为天体物理和基础物理研究提供新工具。
2024-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the viscosity of dark matter with strongly lensed gravitational waves
基于致密双星并合产生的强透镜引力波（GW），我们提出了一种在引力波域研究暗物质（DM）流体剪切粘性的新方法，当GW在具有非零剪切粘度的DM流体中传播时，GW是否经历阻尼效应。通过假设暗物质的自散射足够有效的流体动力学描述是有效的，我们的研究结果表明，未来的地面爱因斯坦望远镜（ET）和卫星GW天文台（大爆炸观察者; BBO）可能成功地检测到任何暗物质的自相互作用在星系和星系团的规模。
2020-12-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing modified gravitational wave propagation with strongly lensed coalescing binaries
最近的研究表明，即使在没有电磁对应物的情况下，合并双星引起的四重引力波（GW）事件也可以定位到一个或几个星系中。我们讨论了如何可以用来提取信息修改GW传播，这是一个重要的签名修改在宇宙尺度的重力。我们表明，使用四重透镜系统，它是可能的约束参数$Ξ_0$，其特征在于修改GW传播，而不需要施加一个事先$H_0$。LIGO/Virgo/Kagra网络在目标灵敏度上可能已经获得了$Ξ_0$的重要测量结果，而第三代GW探测器（如爱因斯坦望远镜）可以达到非常有趣的精度。
2021-07-11 astro-ph.CO gr-qc
Probing Gravitational Slip with Strongly Lensed Fast Radio Bursts
观测到的源自宇宙学距离的快速射电暴（FRB）的快速积累使得一些FRB可能会被视线上的干扰物质强烈地透镜化。透镜FRB中继器占总人口的一个值得注意的部分，其检测不仅可以精确测量透镜时间延迟，还可以进行后续高分辨率观测，以确定透镜图像的位置。最近的工作提出使用这种强透镜FRB来推导对当前膨胀率$ H_{0} $以及宇宙曲率的约束。在这里，我们研究的前景，放置约束偏离广义相对论通过这样的系统。使用模拟事件的合奏，我们专注于筛选修改后的重力模型中的重力滑移参数$γ_{\rm PN}$，并表明FRB时间延迟测量可以产生严格的约束，如$ \left| γ_{\rm PN}-1\right| \lesssim 0.04\times(Λ/100\rm kpc)\times[N/10]^{-1/2} $在$1σ$与$10$检测。
2021-10-22 astro-ph.CO gr-qc
Kernel regression estimates of time delays between gravitationally lensed fluxes
强透镜可变类星体可以作为精确的宇宙学探测器，前提是图像通量之间的时间延迟可以精确测量。已经提出了许多方法来解决这个问题。在本文中，我们详细探讨了一种新的方法，基于核回归估计，这是能够估计一个单一的时间延迟给定的几个数据集为同一类星体。我们开发现实的人工数据集，以进行控制实验，以测试这种新方法的性能。我们还测试了我们的方法对强透镜类星体Q0957+561的真实数据，并将我们的估计与现有的结果进行比较。
2016-03-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Strongly lensed gravitational waves as the probes to test the cosmic distance duality relation
宇宙距离关系（DDR）通过简单的公式将角直径距离（$D_A$）和光度距离（$D_L$）相关联，即，$D_L=(1+z)^2D_A$。强透镜引力波（GW）提供了一种独特的方法来同时测量GW源的$D_A$和$D_L$，因此可以用作探测DDR的探针。在本文中，我们展望了使用强透镜GW事件从未来的爱因斯坦望远镜测试DDR。我们将DDR的可能偏差写为$(1+z)^2D_A/D_L=η(z)$，并考虑了$η(z)$的两种不同参数化，即$η_1(z)=1+η_0 z$和$η_2(z)=1+η_0 z/(1+z)$。数值模拟结果表明，对于ET观测到的约100个强透镜GW事件，参数$η_0$可以分别约束在$1.3\%$和$3\%$两个参数化水平上.
2020-10-08 astro-ph.CO gr-qc
New Consistency Relations between Averages and Variances of Weakly Lensed Signals of Gravitational Waves
本文在波动光学框架下推导出弱透镜引力波信号平均值与方差之间的两个新一致性关系，并证明其源于能量守恒与Shapiro时间延迟，且与物质分布无关。
2024-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Strongly Lensed Gravitational Waves and Electromagnetic Signals as Powerful Cosmic Rulers
在本文中，我们讨论了使用强透镜引力波（GW）和它们的电磁波（EM）作为强大的宇宙标尺的可能性。在EM域中，已经提出了透镜类星体图像之间的时间延迟（$Δτ$）和透镜星系的速度色散（$σ$）（即，组合$Δτ/σ^{2}$）能够比单独的$Δτ$或$σ^{2}$更强地约束宇宙学参数。在这里，第一次，我们提出，这种$Δτ/σ^{2}$方法可以应用于观察到的GW和EM窗口的强透镜系统。结合红移，图像和$σ$在EM域中观察到的非常精确的$Δτ$来自透镜GW信号，我们预计，准确的多信使宇宙学可以实现在第三代GW探测器的时代。通过与$Δτ$方法的约束条件的比较，证明了利用$Δτ/σ^{2}$方法可以提高宇宙学模型之间的区分度。此外，我们表明，与$\sim50$强透镜GW-EM系统，我们可以达到一个约束的暗能量状态方程$w$相媲美的580 Union2.1 Ia型超新星的数据。当结合$Δτ$和$Δτ/σ^{2}$方法时，可以获得对$w$的更严格的约束。
2017-09-24 astro-ph.CO gr-qc
Lensing, not luck! Detection prospects of strongly lensed gravitational waves
本文研究强引力透镜引力波的探测问题，提出利用源参数测量精度提升来剔除误报，并预测首次可靠探测或将在第五次观测运行中实现，后验重叠2.0方法可降低计算成本。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Precision Joint Constraints on Cosmology and Gravity Using Strongly Lensed Gravitational Wave Populations
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
该研究提出贝叶斯框架，利用强引力透镜引力波事件群体特征联合约束哈勃常数和后牛顿参数，直接从统计特性提取信息，不依赖其他因素，模拟表明其精度超现有方法，凸显了透镜化GW群体统计在探测宇宙和引力方面的潜力。
2026-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Multi-messenger tests of gravity with weakly lensed gravitational waves
广义相对论（GR）预测光子和引力波（GW）的一致轨迹。我们提出了一个新的多信使途径（GW-CMB-CMB），以证明这方面的基础物理的交叉相关的GW信号的天体物理起源与来自宇宙微波背景（CMB）的透镜场。这个新窗口将允许对GR的预测进行强有力的测量，具有高信噪比，并将能够使用激光干涉仪空间天线（LISA），爱因斯坦望远镜和宇宙探测器等任务检测到的GW源揭示重力的真实性质。
2020-05-22 astro-ph.CO gr-qc
Identification of Strongly Lensed Gravitational Wave Events Using Squeeze-and-Excitation Multilayer Perceptron Data-efficient Image Transformer
Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangtze University（长江大学）；Wuhan University（武汉大学）
本文提出SEMD模型，利用视觉变换器和squeeze-and-excitation机制，通过时间-频率光谱相似性识别强引力透镜引力波事件，展现深度学习在快速检测中的潜力。
2025-08-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Gravitational Lensing of Gravitational Waves: Probability of Microlensing in Galaxy-Scale Lens Population
随着观测到的引力波信号数量的增加，探测星系强引力波已成为可能。透镜星系也包含微透镜（例如，恒星和黑洞），在LIGO频率范围内的强透镜GW信号中引入进一步的频率依赖调制。给定透镜系统中的多个透镜化信号具有不同的基础宏观放大率（$|μ|$），并且位于不同的微透镜密度（$Σ_\bullet$）中，导致不同水平的微透镜化失真。这项工作量化的分数强透镜系统的影响，使用现实的模拟观测微透镜。我们研究了50个四重成像系统（四边形），通过为每个透镜信号生成50个实现。然而，我们的结论是同样有效的双成像系统（双打）的透镜信号。这里研究的透镜信号有$|μ|\sim[0.5, 10]$和$Σ_\bullet\sim[10, 10^3]~{\rm M}_\odot/{\rm pc^2}$。我们发现，微透镜效应是更敏感的宏观放大率比底层的微透镜密度，即使后者超过$10^3~{\rm M}_\odot/{\rm pc^2}$。对于总质量范围内的几乎所有双黑洞源[10 M $_\odot$，200 M $_\odot$ ]，透镜和非透镜GW信号之间的失配很少超过$1\%$。这意味着微透镜预计不会影响这种信号的检测或参数估计，并且当宏观放大率为${\leq}10$时，不会对识别不同的透镜对应物提出任何进一步的挑战。在LIGO-Virgo探测器网络的第四次观测运行中，四个探测器对中的${\sim}50\%$和两个探…
2022-05-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modified gravitational wave propagation: information from strongly lensed binaries and the BNS mass function
修正的引力波传播是宇宙尺度上引力修正的确凿证据，也是检验这类理论最有希望的观测点。近年来对引力波（GW）的观测使我们能够开始探索这种效应，在这里我们简要回顾两种有希望的测试方法。我们将表明，利用现有的探测器网络，在估计$Ξ_0$参数时，有可能达到令人感兴趣的精度（这是修改后的引力波传播的特征，用$Ξ_{0, {\rm GR}} = 1$）和下一代设施，如爱因斯坦望远镜，我们可以得到一个亚百分比的测量。
2022-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Hubble Constant Using Strongly Lensed Gravitational Wave Signals
本文提出利用强透镜引力波信号测量哈勃常数的新方法，通过波形重参数化并结合透镜红移信息，在无电磁对应体情况下仍可约束 $H_0$，对天琴探测器单事件相对误差可达约0.3–2%。
2023-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Multi-Messenger Time Delays from Lensed Gravitational Waves
我们研究了高能天体物理事件的潜力，从中检测到无质量和大质量信号，以探索基础物理。特别是，我们考虑如何强大的引力透镜可以引起时间延迟的多个信使信号来自同一个来源。明显的信使例子是无质量的光子和引力波，以及大质量的中微子，尽管也可以想象更奇特的应用，如大质量的引力子或轴子。有质量和无质量粒子的不同传播时间原则上可以确定中微子总质量的界限，并探测宇宙学参数。虽然测量这种效应可能会带来重大的实验挑战，但我们认为，"巨大的时间延迟"代表了一种未经探索的基本物理现象。
2017-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Enhanced Localization of Dark Lensed Gravitational Wave Events Enables Host Galaxy Identification and Precise Cosmological Inference
提出第三代地基引力波探测器通过多像透镜事件网络将定位精度提升10倍以上，实现宿主星系识别，并以“暗透镜标准汽笛”将哈勃常数测量精度提升至约1%。
2025-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Identification of Lensed Gravitational Waves with Deep Learning
类似于光，引力波（GW）可以被透镜化。这种透镜现象可以放大波，创建可观察到的重复事件的多个图像，并将几个波形叠加在一起，从而在波上产生潜在的可辨别模式。特别是，当透镜很小时，$\lesssim 10^5 M_\odot$，它可以产生透镜图像，其时间延迟短于典型的引力波信号长度，这些信号共同形成"拍频图案“。我们提出了一个利用深度学习来识别这种透镜签名的原理证明研究。我们带来了最先进的深度学习模型的优点，从背景噪声中识别前景物体，从噪声频谱图中识别透镜状GW。我们假设透镜质量约为$10^3 M_\odot$ -- $10^5 M_\odot$，这可以在两个透镜GW图像之间产生毫秒级的时间延迟。我们讨论的可行性，区分透镜GW从unlensed的和估计的物理和透镜参数。建议的方法可能是感兴趣的更复杂的透镜配置的研究，我们没有准确的波形模板。
2021-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Strongly lensed gravitational waves from intrinsically faint double compact binaries - prediction for the Einstein Telescope
凭借先进的GW探测器显著提高的灵敏度，爱因斯坦望远镜（ET）每年将能够观测数十万个螺旋状的双紧凑物体。利用引力透镜效应，由于居间星系的放大作用，本征不可观测的暗源可以被ET观测到。我们探讨了观测这种被强引力透镜放大的微弱光源的可能性。根据我们以前的工作，我们使用由Dominik等人计算的DCO（NS-NS，BH-NS，BH-BH系统）的合并率。（2013年）。事实证明，ET将记录数十到数百个这样的（透镜）额外事件。这将大大拓宽ET的距离范围，从这样的合并到红移范围z=2 - 8的信号。然而，相对于完整的螺旋事件目录，这种放大偏差是在0.001的水平，应该不会影响太多的宇宙学推论。
2015-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Wave-Optics Imprints of Dark Matter Subhalos on Strongly Lensed Gravitational Waves
GRAPPA Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学 GRAPPA 研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙物理与数学研究所（WPI））
通过引力波强透镜效应探测暗物质次亚结构，利用LISA频段内的频率依赖性放大效应，揭示亚星系尺度暗物质结构。
2026-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Machine learning forecasts of the cosmic distance duality relation with strongly lensed gravitational wave events
我们使用模拟的强透镜引力波事件从爱因斯坦望远镜演示如何光度和角直径的距离，$d_L(z)$和$d_A(z)$分别，可以结合在一个模型独立的方式来测试偏离宇宙距离对偶关系和标准宇宙学模型。特别是，我们使用两种机器学习方法，遗传算法和高斯过程，来重建模拟数据，我们表明，这两种方法都能够正确地恢复底层的基准模型，并可以提供在中间红移时，应用到未来的爱因斯坦望远镜数据的水平约束。
2021-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for Gravitational Waves with Strongly Lensed Repeating Fast Radio Bursts
自从快速射电暴（FRB）被偶然发现以来，它引起了观测者和理论家的极大关注。一种新的具有宽视场的射电望远镜使FRB观测的快速积累成为可能，证实了FRB起源于宇宙学距离。FRB的高发生率和新仪器的发展，以观察他们创造了机会，FRB被用于一系列的天体物理学和宇宙学研究。我们专注于罕见的，尚未被发现的，FRB的子集，经历反复爆发，并强烈引力透镜的介入结构。一个非常精确的时间的突发到达时间是可能的强透镜重复FRB，我们展示了这种时间精度如何使长波长引力波的搜索，包括那些来源于超大质量黑洞二进制系统。强透镜重复FRB爆发到达的时间对FRB宿主星系附近的引力波源很敏感，这可能位于宇宙学距离处，因此通过其他手段探测极具挑战性。强透镜FRB的定时也可以与脉冲星定时阵列数据相结合，以搜索穿过地球的引力波的相关时间延迟特性。
2021-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Measuring the Transverse Velocity of Strongly Lensed Gravitational Wave Sources with Ground Based Detectors
本文提出利用强引力透镜引力波源不同像间的微分多普勒频移引发的引力波相移来测量其横向速度，并指出下一代地面探测器有望探测到该信号，从而为研究引力波源宿主环境及宇宙学速度流提供新途径。
2024-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong gravitational lensing of gravitational waves from double compact binaries - perspectives for the Einstein Telescope
引力波（GW）实验正在进入高级阶段，这将很快打开一个新的宇宙观测窗口。展望未来，爱因斯坦望远镜（ET）的设计具有比先进的GW探测器显著提高的灵敏度。应该被ET大量探测到的最重要的天体物理GW源之一是双紧凑物体（DCO），其中一些事件应该被介入星系引力透镜。我们探讨了在ET中观测引力透镜内旋DCO事件的前景。这一分析是对我们先前论文的一个重要扩展。我们使用Dominik等人用{ \tt StarTrack}布居合成进化码计算的位于不同红移的整个DCO类（NS-NS，BH-NS，BH-BH）的内禀合并率。我们详细讨论了每个进化情景的预测。我们的一般结论是，ET将登记约$50-100$强透镜螺旋事件每年。只有在新生黑洞受到强烈反冲的情况下，才能预测每年会发生几次事件。这样的透镜事件将由BH-BH合并双星系统主导。我们的研究结果表明，在几年的成功运作ET将提供一个相当大的目录强透镜事件。
2014-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Forecasting Constraints on Cosmology and Modified Gravitational-wave Propagation by Combining Strongly Lensed Gravitational Waves and Galaxy Surveys
International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分部，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室，中国科学院大学）
本文首次利用双像强引力透镜引力波事件进行时间延迟宇宙学分析，结合未来星系巡天，预测对哈勃常数、暗能量参数及修正引力波传播的约束精度。
2026-05-28 astro-ph.CO gr-qc
Impact of astrophysical binary coalescence timescales on the rate of lensed gravitational wave events
在红移$z\geq 1$处，透镜化的引力波源的预期事件率与合并率成比例，其中透镜化的光学深度很高。通常认为天体物理致密天体的合并速率与恒星形成速率密切相关，恒星形成速率在红移$z\sim 2$附近达到峰值。然而，不确定性的一个主要来源是致密物体形成和合并之间的延迟时间。我们探讨了延迟时间对透镜事件发生率的影响。结果表明，随着延迟时间的增加，引力波源合并率的峰值被推迟到一个较低的红移。这导致可由引力波探测器探测的透镜事件的事件率降低。我们表明，延迟时间约为$10$陀螺仪或更大，透镜事件率可以小于每年一个LIGO/处女座的设计灵敏度。我们还估计了不同延迟时间场景的透镜亚阈值的合并率，发现对于较大的延迟时间，透镜亚阈值事件的数量减少，而对于小延迟时间模型，它们显着更频繁。该分析首次表明，透镜是一个互补的探针，探索不同的形成渠道的二元系统，利用透镜事件率从良好的检测事件和亚阈值事件，这是可测量的使用引力波探测器网络。
2021-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Event Rate of Strongly Lensed Gravitational Waves of Stellar Binary Black Hole Mergers Produced by Dynamical Interactions
本文通过蒙特卡洛模拟估算动力学通道产生的恒星双黑洞并合强引力透镜事件率，发现其约为EMBS通道的2倍，并提出可通过统计比较透镜化事件数来约束两种形成通道的比例。
2023-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Instantaneous Redshift Difference of Gravitationally Lensed Images: Theory and Observational Prospects
由于我们宇宙的膨胀，遥远物体的红移随时间而变化。虽然这种红移漂移的幅度很小，但它将在下一代望远镜上进行长达十年的运动。在这里，我们提出了另一种观点的红移漂移捕捉宇宙的膨胀在一个时代的观测的多个图像的引力透镜源。考虑到一个足够大的透镜，具有几十个数量级的相关时间延迟，同时到达探测器的光子将在一个图像中比另一个图像早几十年发射，导致图像之间的瞬时红移差异。我们还研究了特殊速度对观测图像中红移差的影响。虽然仍然需要下一代望远镜和仪器的观测能力，但这种单历元探测相对于其他红移漂移测量的优势在于，它不太容易受到系统性影响，而系统性影响是由于需要仪器在长达十年的活动中保持稳定而造成的。
2022-10-07 astro-ph.CO gr-qc
Strongly gravitational lensed SNe Ia as multi-messengers: Direct test of the Friedmann-Lema\^ıtre-Robertson-Walker metric
本文提出了一种检验Friedman-Lema\^itre-Robertson-Walker度规有效性的新方法，即通过多次测量以Ia型超新星为源的银河尺度强引力透镜系统.每个单独的透镜系统将提供仅涉及独立于宇宙物质含量的几何光学的空间曲率参数的模型独立测量。这将为直接测试FLRW指标创造一个宝贵的机会。我们的研究结果表明，LSST观测到数百个强透镜Ia超新星，将对空间曲率产生鲁棒的约束，其精度$ΔΩ_k=0.04$可与普朗克2015年的结果相媲美。
2019-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
How does the Earth's rotation affect predictions of gravitational wave strong lensing rates?
下一代地面引力波探测器，如爱因斯坦望远镜，预计将观测到大量的强引力波事件，正如许多以前的论文所预测的那样。然而，所有这些工作都忽略了地球自转对这一预测的影响。多个透镜图像在不同的时间到达地球，因此，由于探测器相对于GW源方向的不同取向，地基探测器对透镜图像具有不同的响应。因此，除了透镜放大率之外，还适当地调制来自不同图像的GW信号的幅度。为了评估这种影响，我们进行了蒙特卡罗模拟，以计算透镜GW信号的事件率。我们的结论是，地球自转对引力透镜图像的事件率有不可忽略的影响。对于NS-NS、BH-NS和BH-BH系统，更新后的事件发生率分别降低$\sim40\%, \sim20\%, \sim10\%$。
2019-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the gravitational lensing interpretation of three gravitational wave detections in the mass gap by LIGO and Virgo
我们从LIGO-Virgo的第三次运行中寻找可能受到引力透镜影响的引力波事件。引力透镜延迟了引力波的到达，并改变了它们的振幅--从而使推断出的原始质量产生偏差。这将为在中子星和黑洞之间的“质量间隙”中检测到GW提供一个物理上很好理解的解释，即引力透镜双星中子星（BNS）合并。我们在LIGO-Virgo的第三次运行中选择了三个GW检测，其中至少有一个组成紧凑物体在质量间隙中的概率被报告为高，延迟低-即候选透镜BNS合并。我们观测到的强大的强透镜星系团位于其天空定位误差图的峰值附近，用双子座望远镜上的GMOS仪器在$z'$波段达到了$\rm AB\simeq25.5$的灵敏度，并且没有检测到候选的透镜光学对应物。我们结合最近的kilonova光变曲线模型与最近的预测透镜BNS人口和我们跟踪的对象的属性，以表明现实的光学对应物在我们的观测中是可检测的。对其中两个候选者的进一步详细分析表明，它们是同一个低质量双黑洞合并的一对可信的图像，由本地星系或小星系群透镜。这进一步强调，以低延迟访问准确的大量信息将提高候选透镜BNS选择的效率。
2023-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational Lensing of Core Collapse Supernova Gravitational Wave Signals
讨论了核塌缩超新星产生的引力波的引力透镜效应的前景。由于CCSN GW信号只能通过当前和即将到来的地面GW探测器从我们自己的银河系和本地组中检测到，因此我们专注于微透镜。我们介绍了一种新的技术的基础上分析的功率谱和关联的功率谱的峰值与放大因子的峰值来识别透镜信号。我们通过将其应用于由质点透镜透镜处理的类似CCSN的模拟信号来验证我们的方法。我们发现，透镜和未透镜的信号可以区分使用超过一个西格玛的透镜质量M $_{\rm L} {>} 150{\rm M}_{\odot}$的峰值的关联。我们还研究了功率谱与相应放大因子之间的相关积分。这种统计方法能够区分像M $_{\rm L} {\sim} 15{\rm M}_{\odot}$这样小的镜头的未镜头信号和镜头信号。此外，我们证明，这种方法可以用来估计的透镜的质量的情况下，信号是透镜。基于功率谱的分析是通用的，可以应用于任何宽带信号，特别是非相干信号。
2022-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
