从纳米赫兹级单个引力波源探索暗能量约束

纳米赫兹级引力波（GW）来自超大质量二进制黑洞（SMBBH），可通过脉冲计数组（PTA）检测，为约束暗能量提供了一种新颖的途径。基于宇宙模拟和半分析性星系形成模型，本研究探讨了在仅考虑白噪声存在的乐观情景下，使用下一代PTA检测到来自纳米赫兹级SMBBH源的可探测性及其对暗能量约束的潜在能力。通过构建不同硬化时间尺度（$\tau_H = 0.1/5/10$ Gyr）下的SMBBH群体光锥，计算信噪比（SNR），我们发现高级PTA可解析$10^2$--$10^3$个SNR>8的源（主要位于z<1，啸叫质量为$10^8$--$10^{10}M_{\odot}$）。如果能够识别电磁对称体，最优配置（$\sigma_t = 50$ns，$N_p = 1000$，$T_{\text{obs}} = 30$年且$\tau_H \leq 5$ Gyr）可将暗能量方程式状态（EoS）参数w的约束精度提升至$\Delta w \sim 0.023$--$0.048，其中约束在$\tau_H$为$0.1$--$5$Gyr范围内仅 exhibits 弱依赖。如果仅$10\%$的GW源具有可探测的电磁对称体，约束精度将恶化为$\Delta w = 0.075$（$\tau_H = 0.1$Gyr）和$\Delta w = 0.162$（$\tau_H = 5$Gyr），在最优参数配置下。此外，保守型PTA（$N_p = 500$，$\sigma_t = 100$--$200$ns）通过累积额外$30$年数据可将可解析源数翻倍，并将$\Delta w$精度提高约$40\%$。