基于当前观测数据的暗能量约束品质因子

选择合适的暗能量（DE）约束品质因子（FoM）对于比较不同的 DE 实验至关重要。本文表明，对于一组 DE 参数 {f_i}，最直观的定义是 FoM = 1/\sqrt{Cov(f1,f2,f3,...)}，其中 Cov(f1,f2,f3,...) 是 {f_i} 的协方差矩阵。{f_i} 应尽可能不相关。我们利用 182 个 Ia 型超新星（由 Riess 等人于 2007 年汇编）、来自五年威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）观测的 [R(z_*), l_a(z_*), \Omega_b h^2] 以及 SDSS 对重子声学振荡（BAO）尺度的测量，展示了 {f_i} 的两种有用选择，假设 HST 先验为 H_0=72+/-8 km/s Mpc^{-1} 且不假设空间平坦性。我们发现 (w_0,w_{0.5}) [w_0=w_X(z=0), w_{0.5}=w_X(z=0.5), w_X(a) = 3w_{0.5}-2w_0+3(w_0-w_{0.5})a] 的相关性显著小于 (w_0,w_a) [w_X(a)=w_0+(1-a)w_a] 的相关性。为了获得对 DE 的模型无关约束，我们将 DE 密度函数 X(z)=\rho_X(z)/\rho_X(0) 参数化为自由函数，并以 X_{0.5}、X_{1.0} 和 X_{1.5} [X(z) 在 z=0.5、1.0 和 1.5 处的值] 作为从数据中估计的自由参数。如果假设 DE 状态方程为线性，当前数据在 68% 置信水平（C.L.）下与宇宙学常数一致。如果假设 X(z) 为由 (X_{0.5}, X_{1.0}, X_{1.5}) 参数化的自由函数，当前数据在 z=1 处偏离宇宙学常数（68% C.L.），但在 95% C.L. 下与宇宙学常数一致。未来的 DE 实验将使我们能够大幅提高对 (w_0,w_{0.5}) 和 (X_{0.5}, X_{1.0}, X_{1.5}) 约束的 FoM。这将显著缩小 DE 参数空间，从而发现 DE 演化或提供宇宙学常数的确凿证据。