引力透镜+引力波=？
来源:中科院半导体所发布时间:2023-07-031910浏览
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文章来源：物理研究更新作者：大锅天眼
引力波是时空的波动，由质量和能量的加速运动产生。引力波可以携带关于宇宙中最极端的天体和事件的信息，例如双黑洞并合。双黑洞并合是指两个黑洞在相互旋转的过程中逐渐靠近，最终合并成一个更大的黑洞，并释放出巨大的引力波能量。引力波探测器，如LIGO和VIRGO，已经成功地探测到了数十个双黑洞并合事件，并开启了引力波天文学的新时代。然而，这些事件都发生在相对较近的距离（红移z<1），而我们对更远处的宇宙还知之甚少。为了探测更远的引力波源，我们需要更灵敏的引力波探测器，例如计划中的第三代引力波探测器。第三代引力波探测器有望探测到数百万个双黑洞并合事件，并覆盖更广阔的红移范围（z<10）。其中一小部分（约1%）的事件会被沿途的星系或星系团强引力透镜化，即被弯曲的时空所放大和分裂，从而产生多个可观测的引力波信号副本。这些信号副本之间会有一定的时间延迟，取决于光线走过不同路径所需的时间。这些强透镜化的引力波事件为我们提供了一个独特的机会，用来测量宇宙学参数，即描述宇宙演化和结构的物理量。宇宙学参数包括哈勃常数H0（描述宇宙膨胀速率），物质密度参数Ωm（描述物质占总能量密度的比例），暗能量方程态参数w（描述暗能量压强和能量密度之比）。这些参数可以影响强透镜化事件的数量和时间延迟分布。在最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，Souvik Jana, Shasvath J. Kapadia, Tejaswi Venumadhav, Parameswaran Ajith等人提出了一种贝叶斯分析方法，用来从强透镜化事件的数量和时间延迟分布中估计宇宙学参数。他们使用了模拟数据来模拟第三代引力波探测器在十年内可能探测到的强透镜化事件，并计算了对宇宙学参数的预期约束。他们发现，这种方法可以达到与其他宇宙学观测相当的精度，并且可以探测到一个不同的红移区域（z∼10），这是其他方法难以达到的。这项研究展示了利用强透镜化引力波事件进行宇宙学测量的潜力，并为未来的引力波天文学开辟了新的视野。通过结合多种不同类型和不同距离范围的引力波源，我们可以构建一个更完整和更精确的宇宙学模型，揭示宇宙的起源和命运。转载内容仅代表作者观点不代表中科院半导体所立场
编辑：了之
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