【摘 要】
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LIGO/VIRGO/KAGRA对一系列致密双星并合事件的探测直接验证了引力波的存在,引力波事件成为了我们研究宇宙的一个新探针。通过引力波波形的观测,我们可以直接测得波源的光度距离。当波源的红移可以通过其他方法测量时,此类引力波事件便可作为标准汽笛,用于研究宇宙的演化历史。我们在本文中对几种重要的标准汽笛及宇宙学应用进行了讨论。对于双中子星（BNS）系统,其并合时将会产生强烈的伽玛暴和千新星辐射。
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LIGO/VIRGO/KAGRA对一系列致密双星并合事件的探测直接验证了引力波的存在,引力波事件成为了我们研究宇宙的一个新探针。通过引力波波形的观测,我们可以直接测得波源的光度距离。当波源的红移可以通过其他方法测量时,此类引力波事件便可作为标准汽笛,用于研究宇宙的演化历史。我们在本文中对几种重要的标准汽笛及宇宙学应用进行了讨论。对于双中子星（BNS）系统,其并合时将会产生强烈的伽玛暴和千新星辐射。通过多信使观测,我们可以利用它们的电磁对应体分辨波源宿主星系,进而测量波源红移。GW170817及其伽玛暴、千新星对应体的发现,标志着多信使天文学的开启。LIGO/VIRGO组首次利用该事件作为标准汽笛,对哈勃常数进行了限制。在本文的前半部分,我们将对多信使观测下的标准汽笛进行讨论。对于高红移的源,由于更高的光度,短伽玛暴及余辉将是主要的多信使观测对象。在之前的工作中,人们曾对该类多信使源的数量进行了量级估计,约为每年1000个。我们利用结构化喷流模型与标准余辉模型,结合后牛顿引力波波形,对BNS并合体的引力波/伽玛暴多信使探测率进行了分析。对于第三代（3G）探测器CE,它与GECAM卫星及LSST/WFST的多信使探测率为每年（300-3500）个。我们的工作验证了这些量级估计的合理性。这些高红移的多信使事件将作为标准汽笛,限制暗能量状态方程参数至Δw0（?）（0.02-0.05）和△wa（?）（0.1-0.4）。对于低红移的源,千新星由于更大的可观测角度,因此是主要的多信使观测对象。经过模拟我们发现,WFST与LIGO/VIRGO阵列在r波段对千新星的多信使观测率为每年（1-13）例,余辉的观测率则约为千新星的十分之一。对于恒星质量双黑洞（SBBH）并合体,其通常不存在电磁对应体。对于此类源,我们可以将引力波探测器给出的定位范围与巡天星表进行比对以分辨其宿主。在本文的后半部分,我们基于红移范围z ∈（0.01,0.1）的SDSS DR7星系群星表,讨论了不同探测器阵列对此类“暗标准汽笛”宿主星系群的分辨能力。我们发现,大约17%30-30 M⊙ SBBHs的宿主星系群可被第二代（2G）探测器阵列识别。对于3G探测器阵列,这一比例则为大约99%。基于从宿主星系群候选者中获得的波源红移信息,我们还研究了暗标准汽笛对哈勃常数的限制能力。我们发现,通过五年的观测,2G探测器阵列有望限制哈勃常数至ΔH0/H0～（1%,4%）,如果考虑3G探测器阵列,则这一限制结果将至少好两个数量级。
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