宇宙正午时期的标椎汽笛宇宙学

引力波（GWs）直接测量并合事件的 luminosity distance，当与源红移的独立测量结合时，提供了一种新颖的宇宙学探测手段。拟议的下一代地基引力波探测器爱因斯坦望远镜和宇宙探险者，将探测到数以万计的红移达宇宙学距离（$z>2$）的双中子星（BNSs），超越恒星形成率（SFR）峰值，即“宇宙正午”。在这些距离上，通过观测电磁（EM）对应体或通过对星系目录进行统计边缘化来测量源红移将具有挑战性。在缺乏 EM 对应体或星系目录的情况下，Ding 等人表明，关于并合红移分布的理论先验可用于推断 $w$CDM 宇宙学中的参数。我们认为，在 BNS 情形下，红移分布将由短伽马射线暴（GRBs）、千新星和已知 BNS 宿主星系的独立观测测得。我们表明，除测量背景宇宙学外，该方法还能约束暗能量对修正引力波传播的影响。我们考虑 BNS 率先验已知遵循 SFR 的简单情形。若 SFR 完全已知，$\mathcal{O}(10,000)$ 个事件（宇宙探险者一年内可预期观测到）将对组合量 $H_0^{2.8}\Omega_M$ 给出亚百分之零点一的测量。固定 $H_0$ 和 $\Omega_M$，该方法可实现暗能量状态方程参数 5% 的测量。固定背景宇宙学并探测修正引力波传播，普朗克质量参数的跑动 $c_M$ 可被测量至 $\pm0.02$。尽管现实中并合率的红移演化将存在不确定性，关于峰值红移的先验知识将为标准汽笛分析提供有价值的信息。