利用强透镜与互补探针约束空间曲率与暗能量：下一代巡天的预测
宇宙学与河外天体物理
2024-11-11 v1
摘要
高保真地推断宇宙的空间曲率是宇宙学中一个长期以来的研究兴趣。然而，暗能量状态方程参数 w 与曲率密度参数 Ω_K 之间的强简并一直是利用晚期宇宙探针精确测量曲率的障碍。随着薇拉·C·鲁宾天文台的空间与时间遗产巡天 (LSST) 即将投入使用，我们首次利用 stage-IV 巡天模拟，展示了强引力透镜的延迟时间距离在打破这一简并中的关键作用。我们的研究结果表明，在非平坦 wCDM 模型中，虽然强透镜数据单独仅能以 O(10^{-1}) 量级约束 Ω_K，但与 Ia 型超新星和重子声波振荡数据的结合打破了 w-Ω_K 简并将 Ω_K 约束精度提升至 O(10^{-2}) 量级。这超越了通常从 Ia 型超新星哈勃图和重子声波振荡数据得出的约束，并与从 Planck 原初 CMB 数据获得的约束相当。此外，我们提出了一种使用高斯过程的非参数方法，以避免膨胀历史 H(z) 的参数依赖性，并实现对 Ω_K 的类似 O(10^{-2}) 量级约束。本研究展示了强引力透镜和 LSST 等 stage-IV 巡天在实现对 Ω_K 的高保真、独立约束方面的巨大潜力，有助于我们理解宇宙的几何和暗能量的动力学。
引用
@article{arxiv.2411.05082,
title = {Constrain Spatial Curvature and Dark Energy with Strong Lenses and Complementary Probes: a Forecast for Next-Generation Surveys},
author = {Yang Hu and Suhail Dhawan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05082},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 4 figures. Accepted by MNRAS on 2024 November 6