引力波标准汽笛的哈勃参数对宇宙学参数的约束能力

本文提出了一种利用中子星（NS）双星系统引力波（GW）标准汽笛的光度距离（$d_{L}$）各向异性测量哈勃参数 $H(z)$ 的新方法。由于此前缺乏探测GW的能力，该方法从未被付诸实践。然而，LIGO成功探测到黑洞（BH）双星系统并合产生的GW，宣告了这种新方法潜在的可能性。我们将该方法应用于多个GW探测项目，包括先进LIGO（aLIGO）、爱因斯坦望远镜（ET）和DECIGO，并评估其对 $H(z)$ 宇宙学参数的约束能力。结果表明，aLIGO和ET得到的 $H(z)$ 精度较差，而DECIGO得到的 $H(z)$ 精度良好。我们利用DECIGO的 $H(z)$ 误差信息在每0.1红移间隔上模拟 $H(z)$ 数据，并将模拟数据用于宇宙学参数预测。与先前的数据和方法相比，我们通过模拟数据获得了明显更紧的宇宙学参数约束，以及同时更高的Figure of Merit（FoM，即 $2\sigma$ 置信区域所围面积倒数）值。对于DECIGO标准汽笛的3年观测，FoM值高达170.82。若开展10年观测，FoM可达569.42。作为对比，38个实际观测 $H(z)$ 数据（OHD）的FoM为9.3。我们还研究了波动宇宙，其显示出对宇宙学参数约束的可比改进。这些改进表明，新方法在进一步的宇宙学约束中具有巨大潜力。