距离与增长探针在检验时变暗能量中的互补作用

距离测量长期以来为宇宙膨胀历史和暗能量性质提供了主要的观测约束。然而，由于这类可观测量依赖于哈勃速率的累积视线路径积分，它们对暗能量状态方程时变特征的敏感性本质上受到限制。本文从基于信息的角度，利用由距离、膨胀速率和增长可观测量构建的Fisher信息矩阵的特征值结构来审视这一局限性。我们表明，距离和膨胀速率数据通常会产生一个由单一信息模式主导的强层次化Fisher谱，这反映了对暗能量时间变化敏感性的不可约损失。这种行为可直接归因于几何可观测量的积分核结构。相比之下，增长测量通过微分动力学响应，并能引入额外的独立信息方向。通过使用受控模拟数据和代表下一代实验的巡天类配置，我们发现增长信息的影响不仅取决于其标称精度，还取决于数据协方差的结构。在简化的模拟设置中，即使在中等精度下，增长测量也能部分激活第二个信息方向。然而，在类似Euclid的配置中，信息在增长精度达到百分位水平之前仍保持有效的一维性，低于该水平时第二个模式会迅速出现。这些结果阐明了距离与增长探针的互补作用，并为评估动力学暗能量宇宙学约束的物理内容提供了一个模型无关的判据。