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通过强星系引力透镜距离比率实现层次化宇宙约束

宇宙学与河外天体物理 2026-03-05 v1

摘要

强引力透镜提供一种独立且强大的宇宙膨胀探测方法,直接将可观测量与宇宙距离联系起来。LSST 等即将进行的大型观测将发现大量星系-星系强透镜系统,为精确的宇宙约束提供了新途径。本文提出一种类似 Fisher 的灵敏度因子,用于映射强透镜距离在宇宙参数空间中如何变化。应用该因子至距离比 Dls/DsD_{ls}/D_s、时间延迟距离 DΔtD_{\Delta t} 以及双源平面比率,我们确定“灵敏度谷”——即可观测量对给定参数不敏感的区域。基于 LSST 模拟的真实镜面人口(大部分位于距离比谷之外),覆盖 (w0,wa)(w_0,w_a) 参数空间中最灵敏的区域。随后构建新型层次框架,可校准镜面质量密度斜率的红移演化并同步约束宇宙参数。针对 LSST 模拟数据,我们证明忽略质量轮廓演化可使 Ωm\Omega_m 偏差达约 10σ10\sigma,而对镜面演化建模则能完美恢复基准宇宙并获得严格约束(例如对 10410^4 条镜面,ΔΩm0.01\Delta\Omega_m \simeq 0.01Δw0.1\Delta w \simeq 0.1)。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.04279,
  title  = {Hierarchical cosmological constraints through strong lensing distance ratio},
  author = {Shuaibo Geng and Shuo Cao and Marek Biesiada and Xinyue Jiang and Yalong Nan and Chenfa Zheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04279},
  year   = {2026}
}