利用近期观测与未来引力波数据研究宇宙学动力学模型

我们探讨并比较了标准宇宙学探针的近期观测与引力波(GW)标准汽笛的未来观测在约束宇宙学参数方面的能力。研究在两个典型的宇宙学动力学模型框架下进行，即 $\omega_0\omega_a$CDM 模型（$\omega(z) = \omega_0 +\omega_a*z/(1+z)$）与 $\xi$ 指数模型（$\rho_X\propto\rho_ma^{\xi}$），其中 $\omega(z)$ 为暗能量状态方程，$\rho_X$ 与 $\rho_m$ 分别为暗能量与物质的能量密度。在宇宙学分析中，所采用的数据集包括标准宇宙学探针的近期观测，即 Ia 型超新星(SNe Ia)、重子声学振荡(BAO)与宇宙微波背景(CMB)，以及来自第三代探测器预期的 1000 个中子星并合事件的模拟 GW 标准汽笛样本。在 $\omega_0\omega_a$CDM 与 $\xi$ 指数模型两种情形下，结果表明模拟 GW 样本可将哈勃常数 $H_0$ 的不确定性相对于 SNe+BAO+CMB 联合样本降低约 50%；然而，SNe+BAO+CMB 样本在限制其他参数上表现更优。此外，我们应用贝叶斯证据将动力学模型与 $\Lambda$CDM 模型进行比较。由 SNe+BAO+CMB 样本计算的贝叶斯证据显示 $\Lambda$CDM 模型受支持程度最高；且 $\omega_0\omega_a$CDM 模型比 $\xi$ 指数模型更具竞争力。