利用泰勒级数加速BAO尺度拟合

宇宙当前正经历由暗能量驱动的加速膨胀。暗能量的本质仍神秘莫测：揭示其本质的一种手段是测量宇宙在不同红移处的尺度。这可利用重子声学振荡（BAO）特征实现，它是星系两点相关函数（2PCF）中的标准尺。为测量距离尺度，人们使用缩放因子 $\alpha$ 在 fiducial 宇宙学下对 2PCF 模板进行膨胀与收缩。寻找最佳拟合 $\alpha$ 的标准方法是在约 100 个 $\alpha$ 值的网格上计算似然。该方法缓慢；本工作中我们提出一种显著更快的方法。我们的方法通过将 2PCF 在 $\alpha = 1$ 处作泰勒展开写为关于 $\alpha$ 的多项式，利用我们已知 fiducial 宇宙学足够精确以至于 $\alpha$ 在 1 附近几个百分点之内。该展开所得似然可解析求解最佳拟合 $\alpha$。我们的方法比直接数值最小化 $\alpha$ 的可比方法快 48–85$\times$，比标准迭代方法快约 $12,000 \times$。我们的工作将极大助力即将开展的大尺度结构红移巡天，如暗能量光谱仪（DESI）的巡天。