宇宙学 21cm 辐射的引力透镜效应

我们研究了利用 21cm 强度映射测量弱引力透镜的可行性，特别强调了规划中的平方千米阵列 (SKA) 的性能。我们发现，SKA-Mid 的当前设计应能够利用该技术测量 z~2-3 处的透镜功率谱演化。这将成为探测宇宙膨胀历史和引力在独特红移范围内性质的手段。信噪比被发现高度依赖于宇宙中中性氢分数的演化，较高的 HI 密度会导致更强的信号。结合现实模型，SKA 第一阶段应能够测量透镜功率谱及其演化。我们量化了信噪比对望远镜阵列面积和直径的依赖性。我们进一步通过将该技术应用于两个特定的耦合暗能量模型来展示其应用，若无此红移范围的信息，这些模型在观测上将难以区分。我们还研究了利用 SKA-Low 测量来自再电离时期 (EoR) 的 21cm 辐射的透镜信号，发现由于巡天范围较小，不太可能限制宇宙学参数，但可以提供小天空区域内暗物质的分布图。