利用引力波与强引力透镜探究宇宙学张力问题的新途径

近年来，由于一些关键宇宙学参数（例如哈勃常数 $H_0$ 与宇宙曲率参数 $\Omega_K$）测量值的不一致，标准宇宙学陷入了危机。有必要采用与宇宙学模型无关的方法对它们重新测量。本文基于距离求和规则，提出了一种利用强引力透镜时间延迟（SGLTD）数据与来自爱因斯坦望远镜（ET）未来观测模拟的引力波（GW）标准汽笛数据，在晚期宇宙中同时约束 $H_0$ 和 $\Omega_K$ 的方法。基于当前已观测到的 6 个 SGLTD 数据，我们发现由 100 个 GW 事件联合给出的 $H_0$ 约束精度可与 SH0ES 合作组的测量结果相当。当 GW 事件数量增至 700 时，$H_0$ 的约束精度将超过 \textit{Planck} 2018 结果。以 1000 个 GW 事件作为 ET 十年观测的保守估计，我们得到 $H_0=73.69\pm 0.36 \mathrm{~km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$（不确定度 0.5%）以及 $\Omega_K=0.076^{+0.068}_{-0.087}$。此外，我们模拟了 55 个具有 6.6\% 时间延迟距离测量不确定度的 SGL 系统。结合 1000 个 GW，我们推断出 $H_0=73.65\pm0.35 \mathrm{~km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$ 以及 $\Omega_K=0.008\pm0.048$。我们的结果表明，该方法可在探究宇宙学张力问题中发挥重要作用。