In this paper, we present a cosmological model-independent test for the cosmic opacity at high redshifts ($z\sim5$). We achieve this with the opacity-dependent luminosity distances derived from nonlinear relation between X-ray and UV emissions of quasars, combined with two types of opacity-independent luminosity distances derived from the Hubble parameter measurements and simulated gravitational wave (GW) events achievable with the Einstein Telescope (ET). In the framework of two phenomenological parameterizations adopted to describe cosmic opacity at high redshifts, our main results show that a transparent universe is supported by the current observational data at 2$\sigma$ confidence level. However, the derived value of the cosmic opacity is slightly sensitive to the parametrization of $\tau(z)$, which highlights the importance of choosing a reliable parametrization to describe the optical depth $\tau(z)$ in the early universe. Compared with the previous works, the combination of the quasar data and the $H(z)$/GW observations in similar redshift ranges provides a novel way to confirm a transparent universe ($\epsilon=0$ at higher redshifts $z\sim 5$), with an accuracy of $\Delta \epsilon\sim 10^{-2}$. More importantly, our findings indicate that a strong degeneracy between the cosmic opacity parameter and the parameters characterizing the $L_{UV}-L_X$ relation of quasars, which reinforces the necessity of proper calibration for such new type of high-redshift standard candle (in a cosmological model-independent way).

中文翻译：

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测试更高红移的宇宙不透明度：来自类星体的可用紫外线和 X 射线观测结果

在本文中，我们针对高红移 ($z\sim5$) 下的宇宙不透明度提出了一种独立于宇宙学模型的测试。我们通过从类星体的 X 射线和紫外线发射之间的非线性关系得出的不透明度相关光度距离，结合从哈勃参数测量和模拟引力波 (GW) 事件得出的两种类型的不透明度无关光度距离来实现这一点，可通过以下方式实现爱因斯坦望远镜（ET）。在用于描述高红移宇宙不透明度的两种现象学参数化框架中，我们的主要结果表明，当前观测数据在 2$\sigma$ 置信水平支持透明宇宙。然而，宇宙不透明度的导出值对 $\tau(z)$ 的参数化稍微敏感，这突出了选择可靠参数化来描述早期宇宙中的光学深度 $\tau(z)$ 的重要性。与之前的工作相比，类星体数据和类似红移范围内的 $H(z)$/GW 观测相结合提供了一种新的方法来确认透明宇宙（$\epsilon=0$ 在更高的红移 $z\sim 5$)，精度为 $\Delta \epsilon\sim 10^{-2}$。更重要的是，我们的研究结果表明，宇宙不透明度参数与表征类星体 $L_{UV}-L_X$ 关系的参数之间存在很强的简并性，这加强了对这种新型高红移标准烛光进行适当校准的必要性（以独立于宇宙学模型的方式）。类星体数据与类似红移范围内的 $H(z)$/GW 观测相结合，提供了一种确认透明宇宙的新方法（$\epsilon=0$ 在更高的红移 $z\sim 5$），具有$\Delta \epsilon\sim 10^{-2}$ 的精度。更重要的是，我们的研究结果表明，宇宙不透明度参数与表征类星体 $L_{UV}-L_X$ 关系的参数之间存在很强的简并性，这加强了对这种新型高红移标准烛光进行适当校准的必要性（以独立于宇宙学模型的方式）。类星体数据与类似红移范围内的 $H(z)$/GW 观测相结合，提供了一种确认透明宇宙的新方法（$\epsilon=0$ 在更高的红移 $z\sim 5$），具有$\Delta \epsilon\sim 10^{-2}$ 的精度。更重要的是，我们的研究结果表明，宇宙不透明度参数与表征类星体 $L_{UV}-L_X$ 关系的参数之间存在很强的简并性，这加强了对这种新型高红移标准烛光进行适当校准的必要性（以独立于宇宙学模型的方式）。