利用双黑洞探测暗能量

尽管进行了大量实验努力来确定暗能量状态方程$w$的值及其时间变化，它仍然难以捉摸。然而，它是我们理解自然界最神秘谜题之一——暗能量的唯一最重要手段。本文提出了一种利用双黑洞引力波测量暗能量状态方程的新方法。这里描述的方法为大规模巡天的标准方法提供了一种替代方案。众所周知，由于暗能量的吸积，黑洞的质量会发生变化，但变化速率极慢。然而，超大质量双黑洞辐射的引力波功率与这些吸积恒星的质量成正比，从而携带着暗能量的信息。这些波可以在宇宙结构的广袤空间中无阻碍地传播。由引力辐射能量损失引起的双星轨道变化，从暗能量吸积中获得了巨大贡献。该贡献直接正比于$(1+w)$，对于间距$R \ge 1000$秒差距的超大质量双黑洞占主导地位，从而在$w > -1$时加速合并过程，或在$w < -1$的幻影暗能量情况下撕裂恒星。这种轨道变化，进而$w$，可以在合并时间附近通过LIGO和LISA探测到，或者通过钱德拉X射线天文台和VLBA实验的X射线和射电测量来探测。