星载原子干涉仪引力波探测。第一部分:亮哨声源对宇宙学的预言
广义相对论与量子宇宙学
2021-12-10 v3 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 实验
高能物理 - 理论
摘要
作为引力波(GW)探测器的原子干涉仪(AIs)于十年前被提出。地面与空间项目都将在不久的将来进入建设与准备阶段。在本文中,我们首次研究了星载 AIs 在探测 GW 标准哨声源及其在宇宙学上应用的潜力。我们考虑将 AEDGE 作为我们的基准 AI 引力波探测器,并估计在 5 年 GW 数据获取期内以及电磁(EM)对应体的后续观测中所能获得的亮哨声源数目。随后我们构建亮哨声源的模拟星表,并预言它们在限制宇宙学参数(如哈勃常数、暗能量动力学以及修正引力理论)方面的能力。我们的初步结果显示,从 AEDGE 的 5 年运行时间及 EM 对应体的后续观测中可获得约 个量级的亮哨声源。仅亮哨声源便能以 2.1% 的精度测量 ,足以仲裁哈勃张力。结合当前最精确的电磁实验,加入 AEDGE 亮哨声源可边际地改善暗能量状态方程的测量。此外,通过在宇宙学尺度上修正 GW 传播,可偏离广义相对论(修正引力理论效应)的限制精度达到 5.7%。
引用
@article{arxiv.2107.13919,
title = {Space-borne atom interferometric gravitational wave detections. Part I. The forecast of bright sirens on cosmology},
author = {Rong-Gen Cai and Tao Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13919},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 3 figures, 1 table. v2 to match the accepted JCAP version. v3 to match the published version