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关灯后的宇宙学:爱因斯坦望远镜时代的标准汽笛

宇宙学与河外天体物理 2012-07-06 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们利用中子星质量函数的狭窄性,探讨了利用拟议中的爱因斯坦望远镜(ET)对中子星双星进行引力波(GW)观测来约束宇宙学的前景。双中子星(DNS)双星预计将是先进LIGO“开光”后首批探测到的源之一,并预计在先进探测器时代以每年数十个的速率被探测到。然而,拟议中的ET每年可编录数以万计的此类事件。将测量的源红移分布与引力波网络的距离测定相结合,不仅能够精确测量背景宇宙学参数,还将为了解这些DNS系统的天体物理性质提供洞见。特别令人感兴趣的是探测DNS双星形成与随后并合之间的延迟时间分布,以及ET探测视界内恒星形成率密度的演化。在固定 H0H_0Ωm,0\Omega_{m,0}ΩΛ,0\Omega_{\Lambda,0} 并研究暗能量状态方程参数可被恢复的精度的过程中,我们发现,利用探测到的 10510^5 个DNS双星,我们可以将这些参数约束到与未来CMB+BAO+SNIa联合测量预测约束相当的精度。此外,将并合延迟时间分布建模为幂律形式,并将恒星形成率(SFR)密度建模为Porciani和Madau SF2模型的参数化版本,我们发现相关的天体物理参数被约束在约10%的精度内。所有参数精度按 1/N1/\sqrt{N} 的比例缩放,其中 NN 是编录探测事件的数量。我们还研究了精度如何随宇宙的内在基本属性以及探测器网络的距离探测能力(可能受探测器低频截止频率影响)而变化。

关键词

引用

@article{arxiv.1204.6739,
  title  = {Cosmology with the lights off: Standard sirens in the Einstein Telescope era},
  author = {Stephen R. Taylor and Jonathan R. Gair},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1204.6739},
  year   = {2012}
}

备注

24 pages, 11 figures, 6 tables. Minor changes to reflect published version. References updated and corrected