未来快速射电暴的宇宙学约束

我们考虑用规划中的未来射电望远镜对快速射电暴（FRBs）的可能观测，并研究这些信号的色散与红移能在多大程度上约束宇宙学参数。我们构建 FRB 色散量（DM）数据的模拟星表，并采用马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）分析，借此在平坦 $\Lambda$CDM 模型以及若干包含暗能量状态方程与曲率参数的流行扩展模型中作预测并与现有约束比较。我们发现，由星系际介质（IGM）不均匀性引起的 DM 观测弥散对 FRBs 作为宇宙学探针的效用构成巨大挑战。仅在最乐观情形下，即高事件数且低 IGM 方差时，FRBs 才有助于改进当前约束。特别地，当 FRBs 与 CMB+BAO+SNe+$H_0$ 数据结合时，我们发现最大的改进出现在 $\Omega_{\mathrm b}h^2$ 约束上。此外，我们发现暗能量状态方程约束很差，而与当前约束结合时曲率参数 $\Omega_k$ 的约束有所改善。当 FRBs 与来自 21cm 强度映射（IM）的未来 BAO 数据结合时，我们发现相对于单独 BAO 的约束改进甚微。然而，FRBs 的加入引入了一个额外的参数约束 $\Omega_{\mathrm b}h^2$，其结果与现有约束相当。这表明 FRBs 提供了关于中红移宇宙重子密度的有价值信息，且独立于高红移 CMB 数据。