结合最新CMB数据的21厘米强度映射预报观测对ΛCDM之外模型的约束

我们利用有效场论方法，通过预报的21厘米强度映射测量探索对暗能量与修正引力的约束。我们构建了一个现实模拟数据集，预报了来自MeerKAT射电望远镜的低红移21厘米信号功率谱 $P_{21}(z,k)$ 测量。我们通过蒙特卡洛马尔可夫链技术计算宇宙学与模型参数的约束，检验了单独 $P_{21}(k)$ 的约束能力及其与最新Planck 2018 CMB数据结合时的效果。我们通过检验来自多红移区间理想模拟数据集的层析成像效应补充了分析。我们使用代码EFTCAMB/EFTCosmoMC进行数值分析，并通过实现与原代码完全集成的似然模块对其进行了扩展。我们发现，将 $P_{21}(k)$ 加入CMB数据可对 $\Omega_ch^2$ 和 $H_0$ 提供显著更紧的约束，相对于Planck结果误差减小超过 $60\%$。对于描述ΛCDM之外理论的参数，我们观察到相对于Planck约束的误差减小在 $\lesssim 10\%$ 水平。当我们使用理想的层析模拟观测约束参数时，改进提升至约 $35\%$。我们得出结论：21厘米信号的功率谱对所述ΛCDM之外模型描述参数的变化敏感，因此 $P_{21}(k)$ 观测有助于约束暗能量。此类理论的约束能力通过层析成像得到显著提升。