利用引力波记忆效应进行宇宙学限制的前景
广义相对论与量子宇宙学
2025-04-11 v3 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
{\Lambda}CDM 模型长期以来一直是宇宙学中稳健且具有预测力的框架，成功解释了包括宇宙加速膨胀在内的广泛观测结果。然而，宇宙学参数估计中的差异以及 DESI 等近期发现暗示了可能偏离 {\Lambda}CDM 模型的情况。引力波 (GW) 观测提供了一种独立的方法来探测暗能量的本质，即利用致密双星并合产生的引力波作为标准烛光。在本研究中，我们证明了跨越宇宙学距离的积分引力波记忆效应编码了背景时空的独特印记。与先前的分析不同，我们的方法捕捉到了对宇宙学量的非线性依赖关系，使得对于位于下一代探测器（如 Cosmic Explorer 和 Einstein Telescope）灵敏度范围内的高红移源，积分引力波记忆效应增强了 100 倍。我们发现，尽管单个引力波在高红移处的强度减弱，但它们的累积效应导致了显著的放大，类似于集成萨克斯 - 沃尔夫 (integrated Sachs-Wolfe) 效应，为宇宙学研究提供了一条潜在的新途径。通过考察一系列暗能量模型，我们揭示了引力波记忆效应对底层宇宙学框架可能具有高度敏感性，使其成为探测暗能量的有力工具。这种新颖的方法为解决持续的宇宙学张力问题和探究暗能量本质提供了新的视角。
引用
@article{arxiv.2402.18083,
title = {Prospects for cosmological constraints using gravitational wave memory},
author = {Indranil Chakraborty and Susmita Jana and S. Shankaranarayanan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18083},
year = {2025}
}
备注
Matches with previous version, accepted to be published in PRD