强引力透镜引力波对暗能量状态方程的互补约束

已有研究表明，强引力透镜的时间延迟不仅是约束哈勃常数、物质密度与宇宙曲率的有效的宇宙学探针，亦有助于打破暗能量状态方程的简并，从而与 Ia 型超新星、重子声学振荡和宇宙微波背景辐射等其它流行探针形成互补。有趣的是，相较于以类星体为源的传统强透镜系统，近来提出的来自致密双星并合的强透镜引力波（GWs）及其电磁（EM）对应体系统因 GWs 与 EM 对应体为暂现源，而被认为对宇宙学研究更为有力。GWs 及其 EM 对应体的短持续时间非常有利于时间延迟测量与透镜轮廓建模。在此，在 Chevalier-Polarski-Linder（CPL）参数化框架下，我们研究了纳入强透镜 GW 系统的时间延迟测量对暗能量状态方程约束能力的改进。研究表明，基于第三代地基探测器（如 Einstein Telescope），在 Ia 型超新星与宇宙微波背景辐射之外仅加入 30 个强透镜 GW 系统的时间延迟，便可将暗能量品质因数提高 2 倍。对于不确定性为 $\sim10\%$ 的 GW 光度距离的传统标准汽笛方法，预计需数个 $\times~10^4$ 事件方能给出类似约束。在精密宇宙学时代，这一进展对研究暗能量本质具有重要意义。