利用未来多波段引力波标准汽笛观测联合约束宇宙学参数
宇宙学与河外天体物理
2023-04-27 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
来自致密双星并合的引力波可作为标准汽笛探索宇宙膨胀历史。预计在未来几十年内，我们将获得多波段引力波标准汽笛数据（从纳赫兹到几百赫兹），这些数据有望在宇宙学参数估计中发挥重要作用。本文首次利用未来多波段引力波标准汽笛观测对宇宙学参数进行联合约束。我们基于SKA时代的脉冲星计时阵列、太极探测器和宇宙探索者模拟了多波段引力波标准汽笛，以进行宇宙学分析。在ΛCDM模型中，我们发现联合PTA+Taiji+CE数据能以0.5%的精度对哈勃常数提供严格约束。此外，PTA+Taiji+CE能打破CMB产生的宇宙学参数简并，尤其是在动态暗能量模型中。当将PTA+Taiji+CE数据与CMB数据结合时，Ω_m和H_0的约束精度分别为1.0%和0.3%，达到了精密宇宙学的标准。联合CMB+PTA+Taiji+CE数据在wCDM模型中给出σ(w)=0.028，在w_0w_aCDM模型中给出σ(w_0)=0.11和σ(w_a)=0.32，这些结果与CMB+BAO+SN的最新约束结果相当或接近。总之，利用未来多波段引力波观测探索暗能量本质和测量哈勃常数值得期待。
引用
@article{arxiv.2301.06722,
title = {Joint constraints on cosmological parameters using future multi-band gravitational wave standard siren observations},
author = {Shang-Jie Jin and Shuang-Shuang Xing and Yue Shao and Jing-Fei Zhang and Xin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06722},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 6 figures; accepted for publication in Chinese Physics C