综述：引力波宇宙学

《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》：Gravitational wave cosmology

引力波天体物理学在探索早期宇宙物理、引力本质及宇宙学演化中的应用综述。涵盖引力波背景生成机制（通胀、相变、拓扑缺陷）、原初黑洞与暗物质关联、引力波传播受大尺度结构及宇宙学扰动影响、标准sirens测量哈勃常数与暗能量参数方法，并展望LISA、Taiji等空间探测器贡献。

　　

摘要

源自宇宙学源的引力波（GWs）为我们提供了关于原始宇宙的物理机制、引力的本质以及宇宙膨胀的直接见解。在这篇综述论文中，我们基于中国的国家重点研发计划，全面概述了我们在引力波宇宙学领域的最新进展，重点讨论了宇宙学引力波源及其对基础物理学和宇宙学的影响。首先，我们探讨了早期宇宙中物理过程产生的随机引力波背景的生成机制和特征，包括由膨胀、相变和拓扑缺陷引起的引力波，并总结了目前以及未来可能的脉冲星计时阵列和空间探测器的限制。接着，我们研究了原始黑洞作为引力波源的形成及其观测前景，以及它们与暗物质的潜在联系。然后，我们分析了大尺度结构、宇宙扰动以及引力可能对引力波传播产生的影响，以及如何利用这些效应来检验引力的基本对称性。最后，我们讨论了利用引力波标准信号源测量哈勃常数、宇宙膨胀历史和暗能量参数的方法，包括将其与电磁观测相结合。这些主题共同表明，尤其是随着LISA、Taiji和TianQin等空间探测器的即将投入使用，引力波观测可以为早期宇宙的物理机制、宇宙演化及引力的本质提供新的信息。