用引力波标准汽笛约束宇宙学额外维度：从理论到当前与未来多信使观测

引力波（GW）在宇宙学距离上的传播为在最大尺度上检验引力相互作用提供了新途径。许多通常被引入以解释宇宙观测加速的修正引力理论，可借助标准电磁（EM）观测以替代且互补的方式加以探测。本文考虑一种在 large scales（大尺度）上具有额外空间维度的均匀各向同性宇宙学模型，它代表了 extra-dimensional modified gravity（额外维度修正引力）宇宙学模型的一个简单唯象原型。通过假设引力在更高维时空中传播，而光子被限制在广义相对论通常的四维中，我们从第一性原理推导了 GW 探测器测得的 luminosity distance（光度距离）与由 EM 观测推断的光度距离之间的关系。随后我们利用该关系，借助双中子星事件 GW170817 与双黑洞并合 GW190521 约束宇宙学额外维度的数目。我们进一步通过模拟大质量黑洞双星（MBHB）并合的多信使观测，为 Laser Interferometer Space Antenna（LISA，激光干涉空间天线）提供预测。本文扩展并更新了先前分析，那些分析关键性地忽略了 GW-EM 光度距离关系中的额外 redshift dependency（红移依赖），该依赖影响高红移多信使 GW 事件（尤其是预期来自 LISA MBHB 的约束）所得结果。