K-essence 宇宙学中的引力波传播：理论与观察约束

引力波 (GW) 提供了强大的、理论独立的时空动态结构及宇宙背景探针。我们研究在 K-essence 宇宙学中对线性 GW 的传播，其中非规范标量场描述暗能量。在 Friedmann--Lemaître--Robertson--Walker (FLRW) 背景下的高频(短波长)近似下，限定于横向无迹张量子 sector，我们推导了张量扰动的修正演化方程。GW 速度严格保持光速，符合如 GW170817 等多信使约束，但与背景场 $\bar{\phi}$ 的相互作用导致时变有效质量项 $m_{\rm eff}$。这种背景诱导的质量修改了色散关系，却不引入额外的传播自由度，导致在宇宙尺度下波形呈累积、频率相关的相位漂移。我们表明 $m_{\rm eff}$ 由背景宇宙学参数唯一决定，可写为红移依赖函数 $m_{\rm eff}(z)$，直接将 GW 可观测量与标量场动力学联系起来，而 GW 普亮距离保持与电磁对应物相同，保留标准-信使一致性。我们通过联合贝叶斯分析测试该场景，将 cosmic chronometers (CC)、BAO、Pantheon+SH0ES 以及来自 GWTC-2.1/3/4 的标准-信使数据结合起来。重构结果与当前约束一致，复现了晚期扩张历史，而 $m_{\rm eff}(z)$ 的演化提供了可能有助于缓解 $H_0$ 矛盾的新机制。