基于成对运动学 Sunyaev-Zeldovich 效应对引力与暗能量的限制

我们计算了利用即将开展的对 Sunyaev-Zeldovich (SZ) 效应敏感的宇宙微波背景 (CMB) 巡天所能实现的关于暗能量和宇宙引力修正的限制。分析侧重于利用通过运动学 SZ 效应 (kSZ) 观测到的星系团平均成对速度，该方法基于首次探测 kSZ 效应所使用的相同方法，并包括对该统计量在不同巡天假设下的协方差的详细推导与讨论。考虑了当前、第二阶段以及即将开展的第三阶段和第四阶段 CMB 观测的潜力，并结合了同期的光谱和红移星系观测。对光学深度测定中假设的统计和系统不确定性、最小可探测质量的量级及其不确定性，以及在非线性效应开始显现的小分离距离处成对速度相关性的重要性进行了详细评估。结合第三阶段对膨胀历史的限制（如暗能量任务组所预测的），我们预测第三阶段和第四阶段巡天对生长因子 $\gamma$ 的分数误差分别为 5% 和 2%，并且对于 $0.2<z<0.6$，第四阶段巡天对生长率 $f_g$ 的限制为 2%。结果表明，通过与即将开展的光谱星系巡天进行互相关获得的星系团本动速度的 kSZ 测量，可以为宇宙尺度上的暗能量和引力理论提供稳健的检验。