基于联合振荡约束的暗能量研究

联合振荡（BAO）在星系功率谱中允许我们提取再电离时声波锥尺度，这一宇宙微波背景各向异性数据精确确定的宇宙尺规。我们考察了使用 BAO 探测暗能量的若干重要问题。我们发现，在假设宇宙为平坦且以 Planck 任务预期的 Omega_m、Omega_m h^2、Omega_b h^2 作为先验情况下，暗能量参数（w_0, w'）的约束随调查面积的变化远不如 (area)^{-1/2} 那么剧烈。然而，暗能量密度 rho_X(z) 的约束大致随 (area)^{-1/2} 缩放，这是由于 H(z) 与 Omega_m 高度相关（削弱了对 Omega_m 先验的影响）。从 BAO 获得的暗能量约束对假设的物质聚集线性尺度及调查的红移精度极其敏感。对于 0.5 <= z <= 2 的 BAO 调查，若 sigma(R)=0.4（对应 k_{max}(z=0)=0.086 h Mpc^{-1}），sigma_z/(1+z)=0.001，则在 1000 (deg)^2 和 10000 (deg)^2 的调查面积下，分别得到 (sigma_{w_0}, sigma_{w'})=(0.115, 0.183) 和 (0.069, 0.104)。我们发现，为可靠地获得暗能量约束，必须最小化尺度估计中的偏差。对于 1000 (10000) 平方度的 BAO 调查，ln H(z) 处 1σ 偏差导致 w' 处 2σ (3σ) 偏差；同样的尺度偏差对 ln D_A(z) 的 w' 偏差稍小且符号相反。本文结果对评估不同提议的 BAO 调查及制定最优暗能量探测策略具有重要参考价值。