Combining gravitational and electromagnetic waves observations to investigate local structure and the Hubble tension
最近基于引力波（GW）观测的哈勃参数$H_0$的估计可以用来揭示从大尺度观测（如普朗克任务）获得的哈勃参数$H_0^P$值与从低红移超新星（SNe）获得的小尺度值$H_0^R$之间的差异。为了研究这种差异的起源，我们使用不同的方法对SNe和GW源的光度距离进行了综合分析，发现GW数据的影响非常有限，因为数据点数量少，误差大。我们分别分析了Pantheon和Union 2.1星表的数据，发现使用$H_0^P$和一个小的局部空隙的模型可以拟合数据，以及使用$H_0^R$的均匀模型，解决了明显的$H_0$张力。我们发现，使用两个数据集，这可能是由于不同的天空覆盖范围的两个目录获得的不均匀性的大小和深度之间有显着的差异。对于Pantheon，我们获得了密度对比$δ_v=-0.155 \pm 0.026$的局部不均匀性的证据，扩展到红移$z_v = 0.056 \pm 0.0002$，而对于Union 2.1，我们获得了$δ_v=-0.461 \pm 0.032$和$z_v= 0.081\pm 0.008$。我们还用红移壳层平均数据作了一些分析，得到了大致相同的结果，暗示局域不均匀性的非均匀性分量的影响是主要的
2021-06-20 astro-ph.CO gr-qc
Hubble without the Hubble: cosmology using advanced gravitational-wave detectors alone
我们研究了一种新的方法来测量哈勃常数使用引力波（GW）信号从紧凑的双星利用的狭窄的质量分布的基础中子星人口。利用探测器网络进行引力波观测，可以直接、独立地测量到源系统的距离。如果源的红移是已知的，这些螺旋双中子星双星系统可以作为标准的警报器来提取宇宙学信息。然而，在GW观测中，红移和系统啁啾质量是简并的。因此，大多数以前的工作都假设源红移是从电磁对应物中获得的。在本文中，我们探讨我们可以了解背景宇宙学和质量分布的中子星从一组中子星（NS）合并检测到这样的网络。我们使用贝叶斯形式主义分析的NS-NS螺旋检测目录。我们发现，它是可能的约束哈勃常数，H_0，和NS质量函数的参数，单独使用引力波数据，而不依赖于电磁同行。在合理的假设下，只要双NS质量分布的高斯半宽小于0.04太阳质量，我们将能够用~100个观测值确定H_0到+/-10%。期望精度与NS质量函数的内禀宽度呈线性关系，但在缺省参数值附近对H_0的依赖性很弱。最后，我们考虑会发生什么，如果我们的数据目录的一部分，我们有一个电磁测量红移。对这些致密天体合并的探测和编目，将使天文学得以精确，并提供一个独立于局部距离尺度的H_0的测定。
2012-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on electromagnetic Born-Infeld cosmology
用SNIa、GRB和直接哈勃参数等标准探测器检验了由电磁Born-Infeld（BI）场耦合Robertson-Walker几何构成的宇宙学模型。分析表明，包含的非线性电磁分量并没有在一个显着的方式所观察到的膨胀。BI电磁物质被认为具有丰富的$Ω_{BI}$，当用SNIa和哈勃参数数据进行测试时，我们的最佳拟合导致$Ω_{BI}=0.037$（0.1<z<1.75）;而用伽玛暴测试时，结果是$Ω_{BI}=0.304$，这可能表明在接近大结构出现的时期，这种电动力学是重要的（红移约为7），虽然这个后期的结果没有前两个探测器的结果那么可靠，因为我们知道伽玛暴数据的色散仍然是相当大的。鉴于这些结果，我们可以排除电磁玻恩-因菲尔德物质作为目前加速膨胀的起源，这个结论只涉及玻恩-因菲尔德理论。
2012-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Hubble Constant Using Strongly Lensed Gravitational Wave Signals
Sun Yat-sen University（中山大学）；Peking University（北京大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
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%。
2026-11-10 astro-ph.CO gr-qc
Study on Gravitational Waves from Binary Mergers and Constraints on the Hubble Parameter
本文研究双致密天体并合产生的引力波性质，提出利用 Bright Sirens 等多信使事件和数学框架约束 H₀，以缓解哈勃张力。
2025-01-04 gr-qc
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
Multi-messenger constraints on the neutron-star equation of state and the Hubble constant
基于不同信使的中子星合并观测，包括引力波和电磁信号，可以用来研究比原子核密度更大的物质的行为，并测量由哈勃常数描述的宇宙膨胀率。我们对引力波信号GW 170817及其电磁对应物AT 2017 gfo和GRB 170817 A以及引力波信号GW 190425进行了联合分析，两者都来自中子星合并。我们结合这些与以前的测量，使用X射线和无线电观测，和核理论计算使用手征有效场论约束的中子星状态方程。我们发现$1.4$太阳质量中子星的半径在$90\%$置信度下为$11.75^{+0.86}_{-0.81}\ \rm km$，在$1σ$不确定度下的哈勃常数为$66.2^{+4.4}_{-4.2}\ \rm km \,Mpc^{-1}\, s^{-1}$.
2020-12-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmology with Love: Measuring the Hubble constant using neutron star universal relations
引力波宇宙学始于2017年，当时观测到两颗中子星合并时发射的引力波，以及随后对电磁辐射的同步观测。虽然只有一个$30\%$测量的哈勃常数实现，未来的观测可能会产生更精确的测量，无论是通过其他符合事件或通过交叉相关的引力波事件与星系目录。在这里，我们实现了一种新的方法来测量哈勃常数没有电磁对应物，并通过使用的二元洛夫关系。这些关系以状态方程不敏感的方式支配着中子星的潮汐形变。重要的是，洛夫关系依赖于源坐标系中双星的分量质量。由于引力波的相位和振幅取决于观测者坐标系中的啁啾质量（因此也就是红移），原则上可以将二元洛夫关系与引力波数据结合起来直接测量红移，从而推断出哈勃常数的值。我们实现这种方法在真实和合成数据通过贝叶斯参数估计研究在一系列的观察方案。我们发现，对于LIGO/Virgo/KAGRA设计灵敏度的时代，这种方法的结果在一个类似的测量精度的哈勃常数，目前的天，暗警报测量。对于第三代探测器，当结合来自LIGO旅行者时代的二元中子星事件的测量时，这种精度提高到$\lesssim 10\%$，并在宇宙探测器时代提高到$\lesssim 2\%$。
2021-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Stochastic formalism for U(1) gauge fields in axion inflation
本文为暴胀中与赝标量场 Chern-Simons 耦合的 U(1) 规范场建立随机形式体系，推导 Langevin 方程，数值模拟显示 Hubble 尺度平均场方向连续变化、振幅围绕解析期望值波动，且各向同性在全局平均下保持。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing modified gravity theories and cosmology using gravitational-waves and associated electromagnetic counterparts
LIGO-Virgo合作对引力波的直接探测为测量哈勃常数$H_0$等宇宙学参数以及大尺度探测广义相对论打开了一扇新的窗口。本文提出了一种新的唯象方法及其推理实现，用于测量宇宙学尺度上广义相对论（GR）的偏差，同时测定$H_0$。我们认为引力波（GWs）在一个膨胀的均匀和各向同性的背景下传播，但与一个修改的摩擦项和色散关系相对的GR。我们发现，一个单一的双中子星GW检测将很难约束GW摩擦项。然而，包括GW相位和GW-GRB检测延迟的联合分析可以改善对某些GW色散关系的约束，只要延迟以毫秒级精度测量。对于大质量引力场，结合100颗中子星的观测和电磁观测以及宿主星系的识别，我们可以将哈勃常数、GW阻尼项和GW色散关系分别限制在2%、15%和2%的精度。我们强调，这三个参数应该一起测量，以避免偏差。最后，我们将该方法应用于GW 170817，并证明了对于我们考虑的所有GW色散关系，包括质量引力，GW必须在伽马射线暴（GRB）前1.74 s发射$\sim$。此外，在GW合并的峰值频率，我们表明，GW群速度和$c$之间的分数差是$\lesssim 10^{-17}$。
2020-08-12 gr-qc
Potential biases and prospects for the Hubble constant estimation via electromagnetic and gravitational-wave joint analyses
本研究结合引力波、余辉光变曲线与喷流质心运动数据开展同步贝叶斯拟合，打破哈勃常数测量中的光度距离-视角简并，得到与现有结果一致的$H_0$值，并指出未来类似观测事件数量有限。
2024-01-24 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Hubble constant with neutron star black hole mergers
对GW 170817的探测和对它的宿主星系的识别，使得人们能够对哈勃常数进行第一次标准的塞壬测量，其不确定度为$\sim 14\%$。随着更多的中子星探测和红移测量的进行，不确定性将缩小。联合探测的数量和每个事件的光度距离的不确定性将是主要因素。中子星黑洞合并也是先进的LIGO和Virgo的有希望的来源。如果黑洞自旋引起轨道平面的进动，光度距离和轨道倾角之间的简并性被打破，导致更好的距离测量。此外，由于质量较大，中子星黑洞源可以在更远的距离观察到。中子星黑洞也可以发射电磁辐射：根据黑洞的自旋和质量比，中子星可以被潮汐破坏，导致电磁辐射。我们量化的距离不确定性的黑洞的质量，自旋和方向的范围很广，并发现1- $σ$统计不确定性可以达到$\sim 10$的一个因素，优于一个非旋转的二进制中子星合并具有相同的信噪比。更好的距离测量，更大的引力波可探测体积，和潜在的明亮的电磁辐射，意味着旋转的黑洞中子星双星可以是最佳的标准警报源，只要它们的天体物理速率大于$O(10)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，一个值允许当前的天体物理约束。
2018-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On the electromagnetic nature of dark energy and the origin of cosmic magnetic fields
在这项工作中，我们考虑在一个膨胀的宇宙量子电磁场。我们首先回顾了在含时几何中试图施加洛伦兹条件时所发现的困难。出于这一事实，我们探索的可能性扩展的电磁理论，允许标量状态，这通常是消除的洛伦兹条件的传播，同时保持普通的横向光子的动力学。我们发现，新的状态不能产生的带电电流，但它打破了共形不变性，可以激发引力。事实上，暴胀过程中产生的原初量子涨落可以产生超哈勃时间电磁模式，其能量密度表现为宇宙学常数。有效宇宙学常数的值与观测结果一致，假设暴胀发生在电弱尺度。该理论与所有的局部引力检验是相容的，并且没有经典或量子不稳定性。由此可见，不仅暗能量的真实性质无需借助新的物理学就能得到确立，而且宇宙学常数的值在标准暴胀宇宙学的背景下也能得到自然的解释。在亚哈勃尺度上，新的状态会产生一个有效的电荷密度，由于膨胀后宇宙等离子体的高导电性，会产生涡度和磁场。目前的上限涡来自CMB各向异性转化为宇宙磁场的当前值的下限。我们发现，磁场$B_λ> 10^{-12}$ G通常可以产生的相干长度范围从亚星系尺度到目前的哈勃半径。
2011-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing the violation of the equivalence principle in the electromagnetic sector and its consequences in $f(T)$ gravity
距离对偶关系的破坏与电磁精细结构常数的时间变化直接相关。我们考虑了一些研究得很好的$f(T)$重力模型，我们修改了相应的诱导违反距离对偶关系的理论预测。我们进一步提取约束所涉及的模型参数，通过精细结构常数变化数据，以及超新星数据，哈勃参数测量。此外，我们还限制了有效$f(T)$引力常量的演化。最后，我们比较了修改后的约束的唯象参数化的等效原理在电磁部门的违反。
2020-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Hubble Meets Planck: A Cosmic Peek at Quantum Foam
如果时空经历量子涨落，电磁波阵面在时空中传播时将获得方向和相位的不确定性。这些不确定性可以在遥远类星体的干涉观测中表现为条纹可见度的降低。甚大望远镜和凯克干涉仪可能即将探测时空波动，我们也认为，这对宇宙学有影响，需要暗能量/物质的存在，临界宇宙能量密度，并在当今时代加速宇宙膨胀。
2007-01-22 astro-ph gr-qc hep-th
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
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
Cosmography with Standard Sirens from the Einstein Telescope
我们讨论了第三代引力波探测器的权力，以约束宇宙学参数的情况下，电磁明亮的标准警笛专注于爱因斯坦望远镜的具体情况。分析了红移源分布、探测次数和光度距离观测误差对第一宇宙学参数推断的影响，指出在几百次探测的情况下，哈勃常数可以在百分之几的水平上恢复，而减速参数可以在百分之几的水平上恢复，两者的偏差都可以忽略不计。
2022-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational-wave cosmography with LISA and the Hubble tension
我们认为，在激光干涉空间天线（LISA）时代，像GW 150914这样的恒星质量双星黑洞将成为探索100 Mpc以内局域宇宙的工具。在适度乐观的假设下，LISA的高校准精度和每年的运动使我们能够比没有电磁对应物的~ 100 Mpc^3的误差量更精确地定位多达60个双星。这样的精确度将使我们有一个很好的机会仅凭引力波就能确定主天体。通过结合从引力波中提取的光度距离和从宿主中确定的宇宙学红移，可以确定哈勃参数的局部值，而不依赖于经验构造的距离阶梯。引力波宇宙学将为解决有争议的哈勃张力铺平道路，其中局部和全球测量在3.4西格玛水平上的哈勃参数值不一致，约为9%。
2017-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Mitigating the counterpart selection effect for standard sirens
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文针对标准汽笛法中电磁对应体选择效应导致的哈勃常数测量偏差问题，提出新形式体系，可将系统不确定度降至统计不确定度以下，为解决哈勃常数张力提供新途径。
2026-07-30 astro-ph.CO astro-ph.IM 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
Cosmography with bright and Love sirens
精确的宇宙学对于理解宇宙中不同的能量成分及其在宇宙时间中的演化至关重要。引力波源是标准的警报器，可以准确地绘制出宇宙中的距离。结合源红移信息，我们可以探测宇宙的膨胀历史。我们探讨了各种引力波探测器网络的能力，以约束不同的宇宙模型，同时采用单独的波形模型的螺旋和合并后的部分引力波信号从等质量的二进制中子星。我们考虑两种不同的途径来测量引力波源的红移：第一，我们研究通过探测双星中子星合并后的千诺瓦或伽马射线暴来测量引力波源的红移电磁对应法;第二，我们估计红移的引力波信号本身从绝热潮汐的组成恒星之间的特点是潮汐勒夫数，提供第二个质量标度并打破质量红移简并（无对应物方法）。我们发现，电磁对应的方法是更好地适合于测量的哈勃常数，而对应物少的方法的地方更严格的限制其他宇宙学参数。在下一代引力波探测器网络时代，这两种方法在一年的观测后都能实现哈勃常数$H_0$的亚百分比测量。$Λ$ CDM模型中的暗物质能量密度参数$Ω_{\rm M}$可以用对应的方法测量到100%的精度，而无对应的方法可以达到百分之几的精度。然而，我们并没有发现合并后的信号对这些精确测量有显着的贡献。
2022-12-26 astro-ph.CO gr-qc
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
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
Exploiting the Einstein Telescope to solve the Hubble tension
本研究针对哈勃张力问题，结合爱因斯坦望远镜引力波观测与THESEUS电磁对应体探测，预测其对四种暗能量模型下哈勃常数的约束精度可低于1%，为解决哈勃张力提供潜在方案，且对涌现暗能量模型参数约束提升显著。
2023-06-02 astro-ph.CO gr-qc
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
Binary white dwarfs and decihertz gravitational wave observations: From the Hubble constant to supernova astrophysics
双星白矮星的合并为工作在分赫兹波段的引力波干涉仪提供了丰富的信息来源。此外，根据双简并的假设，它们可能是Ia型超新星（SNe）的祖先。本文讨论了双白矮星螺旋内辐射引力波的可探测性。我们专注于约束，可以推导出源的光度距离，和其他二进制的参数，如角动量方向。我们探讨了引力和电磁信号的重合检测的可能性，后者来自超新星对应物的观测。双重简并方案的确认将允许人们使用在引力波通道中推断的距离来一致地校准SNe作为标准烛光。我们发现，分赫兹引力波干涉仪可以测量光度距离的相对精度优于$1\%$的双星在100兆秒差距。我们展示了多信使观测如何对哈勃常数施加强有力的约束，这些约束在低红移时比当前的界限更紧，以及它们如何潜在地揭示与早期宇宙测量的差异。
2020-02-03 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$Ξ_0…
2021-07-16 astro-ph.CO gr-qc
Tolerance to Astrophysical Model Uncertainty in Dark Siren Hubble Measurement with Third-generation Gravitational-wave Detectors
针对第三代引力波探测器暗汽笛哈勃常数测量，采用Fisher信息形式研究模型误差容忍度，发现星系质量函数红移演化需精确到1%，并量化了星系目录与测量要求。
2024-08-19 astro-ph.CO gr-qc
Hubble constant and nuclear equation of state from kilonova spectro-photometric light curves
两个致密天体的合并（其中至少有一个是中子星）是由千诺瓦（KN）中的瞬变电磁辐射发出的信号。这一事件伴随着引力波和可能的其他辐射信使，如中微子或宇宙射线。电磁辐射来自于在合并期间和合并之后喷射出的物质中合成的重$r-$过程元素的放射性衰变。在本文中，我们表明，KNe光变曲线的分析可以提供宇宙学距离测量和约束的喷出物的属性。在这方面，MAAT是$10.4$ m Gran Telescopio Canarias（GTC）上OSIRIS摄谱仪中的新积分场单元，非常适合通过在整个3600-10000埃光谱范围内进行绝对分光光度学来研究KNe。在这里，我们研究了关于来自双中子星的KNe的科学兴趣的最具代表性的案例，并且我们评估了MAAT在GTC上的观测前景和性能，以实现以下目标：a）研究状态方程对KN光变曲线的影响，并确定在多大程度上可以识别中子星（NS）半径或从KN峰值幅度导出的紧凑度的界限，以及b）测量哈勃常数，$H_0$，当同时使用引力波数据和光度-光变曲线时，精度提高到40 $\%$。在本文中，我们讨论了状态方程，视角，和距离如何影响的精度和估计值的$H_0$。
2022-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Fermionic Bell violation in the presence of background electromagnetic fields in the cosmological de Sitter spacetime
在宇宙学de Sitter时空中，在恒定强度的背景电磁场存在下，研究了Dirac费米子对贝尔不等式的破坏。得到了Dirac模函数的正交化形式，并得到了相应的Bogoliubov系数的压缩态展开式.我们着重讨论了两种情况：强电场和重质量极限（相对于哈勃常数）.利用压缩态展开，我们证明了真空和一些最大纠缠初态的Bell破坏。尽管背景磁场本身不能产生粒子，但在存在背景电场和/或时空曲率的情况下，它可以影响粒子的产生速率。因此，我们在这里的主要目的是研究背景磁场强度在贝尔破坏中的作用。在这方面的定性差异，不同的最大纠缠初始状态。进一步推广这些结果到所谓的$α$ -真空也进行了讨论。
2021-11-15 gr-qc hep-th
Can cosmic voids ease the Hubble tension? Local expansion in $w_0w_a$CDM
Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；ICTP, International Centre for Theoretical Physics（国际理论物理中心）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平托研究所计算天体物理学中心）
研究局部宇宙空洞对平坦$w_0w_a$CDM 宇宙学中哈勃率低红移测量的影响，用流体动力学模型计算空洞引起的哈勃位移，发现其主要受物质部分控制，局部低密度能影响哈勃率推断，但无法解决哈勃张力。
2026-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Dependence of peculiar velocity on the host properties of the gravitational wave sources and its impact on the measurement of Hubble constant
本研究发现宿主星系特殊速度与其恒星质量相关且随红移演化，导致利用双中子星等标准警笛测量哈勃常数时精度产生显著变化，该影响也适用于Ia型超新星。
2023-10-23 astro-ph.CO gr-qc
Assessing the potential of LIGO-India in resolving the Hubble tension
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）
通过模拟，发现LIGO-India加入探测器网络可将双中子星并合引力波事件探测率提高约70%，电磁对应体观测率提高2-7倍，将哈勃常数估计误差降低1.65-2.82倍，有望将解决哈勃张力的时间从数十年缩短至几年。
2026-06-16 astro-ph.CO gr-qc
A thorough investigation of the prospects of eLISA in addressing the Hubble tension: Fisher Forecast, MCMC and Machine Learning
本研究深入分析了eLISA引力波任务在中红移下解决哈勃张力的能力，通过Fisher分析、MCMC和高斯过程三种方法对比发现，eLISA能实现亚百分比级哈勃常数约束，并预测了不同模型张力的变化。
2023-05-27 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
On standardizing kilonovae and their use as standard candles to measure the Hubble constant
GW 170817的探测将通过对引力波和电磁辐射的联合观测，彻底改变天体物理学的许多领域。这些多信使事件为确定哈勃常数提供了一种新的方法，因此，它们是一种有希望的候选者，可以缓解通过局域距离阶梯测量Ia型超新星与宇宙微波背景之间的紧张关系。除了引力波测量提供的“标准警报”之外，千诺瓦本身还具有允许改进现有测量或在没有引力波信息的情况下对哈勃常数进行另一个独立测量的特性。在这里，我们采用从Ia型社区借来的标准化技术，并将其应用于千诺维，而不使用来自引力波信号的任何信息。我们使用这种技术的两个版本，一个来自从光变曲线测量的直接观测值，另一个基于推断的喷出物参数，例如，质量，速度，和成分，对于两个不同的模型。这些导致哈勃常数测量$H_0 = 109^{+49}_{-35}$ \，km $\mathrm{s}^{-1}$ $\mathrm{Mpc}^{-1}$用于测量分析，以及$H_0 = 85^{+22}_{-17}$ \，km $\mathrm{s}^{-1}$ $\mathrm{Mpc}^{-1}$和$H_0 = 79^{+23}_{-15}$ \，km $\mathrm{s}^{-1}$ $\mathrm{Mpc}^{-1}$用于推断分析。该测量结果与引力波测量结果（$H_0=74^{+16}_{-8}$ \，km $\mathrm{s}^{-1}$ $\mathrm{Mpc}^{…
2020-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Using Gravitational Wave Parallax to Measure the Hubble Parameter with Pulsar Timing Arrays
我们演示了如何脉冲星定时阵列（PTA）可以，在原则上，产生一个纯粹的引力波（GW）测量的光度距离和同向距离的超大质量黑洞二进制源，从而提供一个估计的源红移和哈勃常数。光度距离是通过啁啾质量的标准测量得出的，对于PTA波段中缓慢演变的双星源，可以通过比较地球上的GW定时残差频率与阵列中遥远的双星上的GW定时残差频率来找到。可以从由GW波前的曲率引起的GW定时视差测量共动距离。当脉冲星距离被限制在GW波长以下时，这可以在PTA波段的高频端检测到Gpc距离的单个源，未来的PTA包含$\mathcal{O}(10)$ kpc的定时好的脉冲星。这样一个未来的PTA，与$\gtrsim 30$望远镜的精确距离测量在1和20~kpc之间，可以测量哈勃常数在百分之几十的水平为一个单一的来源在$0.1 \lesssim z \lesssim 1.5$。在$z \lesssim 0.1$，光度和共动距离太相似而不能解缠，除非光度距离测量中的分数误差降低到10%以下。在$z\gtrsim 1.5$，该测量将可能受到信噪比阈值的限制。一般来说，澄清不同类型的宇宙学距离，可以探测的PTA，以及它们与脉冲星距离测量的关系是重要的正在进行的PTA实验，旨在检测和表征GWs。
2021-01-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
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
Bayesian framework to infer the Hubble constant from the cross-correlation of individual gravitational wave events with galaxies
本研究提出一种新颖的贝叶斯方法，通过测量位形空间中单个双黑洞并合事件周围星系的超密度并利用3D交叉相关推断哈勃常数，模拟显示该方法能以约8%的精度约束哈勃常数。
2025-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Synergy between CSST galaxy survey and gravitational-wave observation: Inferring the Hubble constant from dark standard sirens
本文通过模拟CSST星系星表与第三代引力波探测器5年数据，研究利用暗汽笛方法推断哈勃常数，结果显示测量精度可达亚百分比水平，证明二者协同对精确宇宙学具有重要意义。
2023-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The extragalactic background light, the Hubble constant, and anomalies: conclusions from 20 years of TeV gamma-ray observations
地面观测站从耀变体中收集0.2 - 20 TeV的伽马射线已经有大约20年了。这些伽马射线由于与河外背景光（EBL）的相互作用而沿着视线被吸收。在本文中，我们表明，伽马射线光学深度可以减少到卷积产品的EBL内核与EBL强度，假设一个特定的形式为EBL的演变。我们从迄今为止收集的耀变体的TeV光谱中提取吸收信号，并揭示了从中紫外到远红外的宽带EBL光谱。这一光谱与星系的累积辐射非常一致，限制了未解决的源种群。我们提出了一个数据驱动的估计的哈勃常数的基础上比较本地和伽马射线测量的EBL。在对四个TeV耀变体的红移设定严格的上限后，我们研究了样本中的106个伽马射线光谱，没有发现异常的显著证据。本征TeV谱并不比GeV谱硬，在最高的光学深度处没有可见的谱上弯。最后，我们研究了由于洛伦兹不变性破坏对创建阈值的修改。轻微的过量使我们无法排除普朗克能量的影响，我们第一次将修正的能量尺度限制在大于普朗克能量的60%。
2015-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detecting Planetary-mass Primordial Black Holes with Resonant Electromagnetic Gravitational Wave Detectors
研究了用高频引力波电磁探测器探测行星质量原生黑洞双星中引力波的可能性。我们考虑两个专利的实验设计，逆Gertsenshtein效应的基础上，其中传入的GWs通过静态磁场内的TM腔或TEM波导诱导EM激发通过。检测器的频率响应计算后牛顿GW波形。我们发现，基于当前技术的这种EM检测器可以实现低至$h \sim 10^{-30}$的应变灵敏度，这产生$10^{-10}$ W的EM功率变化。这允许探测到$10^{-5} M_\odot$周围质量的PBH双星合并，如果它们构成的暗物质超过$0.01$的百分比，正如最近的微透镜观测所表明的那样。我们设想，这类探测器也可以用来检测宇宙学GW背景和探测源在早期宇宙中的能量高达大统一尺度。
2021-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Determining the Hubble constant from gravitational wave observations of merging compact binaries
最近的观测已经积累了令人信服的证据，一些短伽马射线暴（SGRB）与合并的中子星（NS）双星。这将表明SGRB事件与引力波（GW）信号相关联，该信号对应于致密双星的最后螺旋。此外，NS双星合并产生的元素的放射性衰变可能导致在光学和红外线上可见的瞬态，峰值亮度在小时-天的时间尺度上。同时观测内旋引力波和电磁波段的特征，可以使我们直接独立地确定双星的光度距离和红移。这些标准塞壬（GW模拟标准烛光）有可能提供对低红移哈勃流的精确测量。此外，这些系统是绝对由广义相对论校准的，因此不经历传统标准烛光中发现的相同的天体物理系统学，测量也不依赖于距离阶梯。我们发现，15个可观察到的GW和EM事件应该允许哈勃常数使用包括先进的LIGO和Virgo的探测器网络以5%的精度进行测量。测量30个波束GW-SGRB事件可以将H_0约束到优于1%。当与标准高斯似然分析比较时，我们发现每个事件在H_0中的非高斯后验有助于减少NS个二进制合并系综在H_0中的总体测量误差。
2013-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological magnetic fields from inflation in extended electromagnetism
在这项工作中，我们考虑了一个扩展的电磁理论，其中的标量状态，这通常是由洛伦兹条件消除允许传播。在标准暴胀宇宙学的背景下，这种状态已经被证明会产生一个小的宇宙学常数。在这里，我们表明，通常的洛伦兹规范破缺项现在起着有效的电磁流的作用。这种电流是在膨胀期间从量子涨落产生的，并产生随机的有效电荷密度分布。由于膨胀后宇宙等离子体的高导电性，电荷密度产生电流，从而产生亚哈勃尺度的涡旋和磁场。由宇宙微波背景辐射温度各向异性引起的涡度上限被转换为宇宙磁场的下限。我们发现，对于一个近尺度不变的涡度谱，磁场$B_λ> 10^{-12}$ G通常产生的相干长度范围从亚星系尺度到目前的哈勃半径。这些场可以作为银河发电机的种子，甚至可以通过原银河云的坍缩和差异旋转来解释观测结果。
2011-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Use of Binary Black Holes Merging in AGN Disks for Hubble Constant Measurements
本研究以AGN J124942.3+344929中的双黑洞并合候选体为多信使案例，验证了AGN盘中距超大质量黑洞一定距离的并合事件环境效应可忽略，测得哈勃常数并结合GW170817先验优化约束，证明AGN环境可作为引力波宇宙学研究的可行实验室。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
First measurement of the Hubble parameter from bright binary black hole GW190521
兹威基瞬变观测站（ZTF）报告称，事件“ZTF 19 abanrhr”是双星合并黑洞GW 190521的引力波（GW）发射的候选电磁（EM）对应物，其红移为$z=0.438$。假设ZTF 19 abanrhr是GW 190521的{ \it bona fide} EM对应物，并使用来自三种不同波形NRSur 7 dq 4，SEOBNRv 4PHM和IMRPhenomPv 3 HM的GW光度距离估计，我们报告了哈勃常数$H_0= 50.4_{-19.5}^{+28.1}$ km/s/Mpc，$ 62.2_{-19.7}^{+29.5}$ km/s/Mpc，和$ 43.1_{-11.4}^{+24.6}$ km/s/Mpc（中位数与$68\%$可信区间）分别在边缘化后超过物质密度$Ω_m$（或暗能量状态方程PDMATHAMT）假设平坦LCDM（或wCDM）模型。结合我们的研究结果与双星事件GW 170817的红移测量，以及其倾斜角从甚大基线干涉测量（VLBI）推断，我们发现$H_0= 67.6_{-4.2}^{+4.3}$公里/秒/百万秒差距，$Ω_m= 0.47_{-0.27}^{+0.34}$，和$w_0= -1.17_{-0.57}^{+0.68}$（中位数与$68\%$可信区间）提供最严格的测量$H_0$和第一次估计$Ω_m$和$w_0$从明亮的标准警笛。将来，可能从大约$20…
2020-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
