从测光巡天到 HI 强度映射：改进放大率偏差约束并检验引力

观测到的宇宙大尺度结构并非对底层物质分布的直接测量。这些观测受到引力透镜效应的微妙扭曲，这些效应在星系的统计分布上留下印记，并为广义相对论提供了强有力的检验。在本文中，我们研究了当前和即将到来的巡天中的 HI 强度映射能否改进来自测光星系巡天的放大率透镜约束。具体而言，我们能否联合约束放大率偏差参数 $s^\mathrm{G}(z)$ 和 Weyl 势的振幅，我们将其参数化为 $\beta$。我们采用 Fisher 矩阵形式体系来估计未来对放大率偏差和 $\beta$ 的约束。我们为三个测光巡天（类 DES、类 LSST、类 Euclid）分别以及两个 HI 强度映射巡天（MeerKLASS、SKAO）进行了预测。我们通过将每个星系巡天与每个 HI 巡天结合，应用多示踪剂技术，利用重叠天区的联合约束力。多示踪剂方法将 $\beta$ 的约束能力提高了 25 至 50 倍，取决于所考虑的巡天。对于 $s^\mathrm{G}(z)$，改进可能是边际的，也可能达到 2 至 8 倍。我们还验证了 $\beta$ 和 $s^\mathrm{G}(z)$ 可以被同时约束，因为示踪剂之间的交叉相关性打破了它们之间的简并。我们得出结论，测光星系巡天与 HI 强度映射巡天的多示踪剂组合实现了对 $s^\mathrm{G}(z)$ 和 $\beta$ 的高精度测量。这为约束 $\Phi+\Psi$ 和检验广义相对论在宇宙学尺度上的有效性开辟了一条额外途径。