下一代光谱巡天的宇宙学 Fisher 预测

下一代光谱巡天，如 MegaMapper、多路巡天望远镜（MUST）、莫纳克亚光谱探测者（MSE）和宽视场光谱望远镜（WST），预计将把星系/类星体红移数量增加一个数量级，将测量到数以亿计 $z>2$ 的光谱。我们对这些巡天在重子声学振荡（BAO）、红移空间畸变（RSD）测量、非高斯性幅度 $f_{\rm NL}$ 和总中微子质量 $M_\nu$ 上进行了 Fisher 矩阵分析。对于 BAO 和 RSD 参数，这些巡天可能达到亚百分精度（<0.5%），较最新数据库改进 10 倍。对于 NG，这些巡天可能达到 $\sigma(f_{\rm NL})\sim 1$ 的精度。若与 Planck 联合分析，它们还能对 $M_\nu$ 施加紧约束，达到 $\sigma(M_\nu) \sim 0.02\,\rm eV$，若结合其他数据甚至可达 $0.01\,\rm eV$。此外，我们引入一个通用巡天模型，在给定仪器设施和巡天策略下推导示踪粒子的宇宙体积和数密度。利用我们的 Fisher 形式体系，我们可（连续地）探索大范围巡天观测参数，并提出优化宇宙学约束的不同巡天策略。固定光纤数和巡天时长，我们表明对 $f_{\rm NL}$ 和 $M_\nu$ 测量的最佳策略是观测大体积，尽管噪声会增加。然而，对视星等极限策略则不同。最后，我们证明增加光纤数可改善 $M_{\nu}$ 测量，但对 $f_{\rm NL}$ 改善不显著。