利用强透镜与引力波的无宇宙不透明度宇宙距离对偶关系检验

宇宙距离对偶关系（CDDR）是宇宙学研究中一个基本假设。给定红移 $z$，它通过 $(1+z)^2D^A/D^L\equiv1$ 将光度距离 $D^L$ 与角直径距离 $D^A$ 联系起来。已有诸多努力通过各种观测手段检验 CDDR。然而，据我们所知，这些方法总是受到宇宙不透明度的影响，而由于光子数不守恒，宇宙不透明度可能导致 CDDR 被破坏。这种机制更多与天体粒子物理相关。在这项工作中，为了直接研究时空的本质，即将其与天体粒子物理分离，我们提出了一种利用强透镜提供 $D^A$、引力波提供 $D^L$ 来检验 CDDR 的新策略。已知引力波的传播不受宇宙不透明度影响。我们证明来自光学透镜观测的距离同样是无不透明度的。这两类距离测量使得检验任何光子沿零测地线传播的度规引力理论成为可能。我们的结果表明，对 CDDR 偏离的约束将极具竞争力，可与当前技术相媲美。