基于弱引力透镜和重子声学振荡的曲率度量检验

我们描述了一种实用的宇宙曲率测量方法，该方法纯粹依赖于Robertson-Walker度规的性质，而非任何关于宇宙动力学或内容的模型。前景质量与背景星系引力剪切之间的互相关取决于由观测者、源和透镜形成的退化三角形上的角直径距离$d_A(z_l)$、$d_A(z_s)$和$d_A(z_s,z_l)$。在平坦宇宙中，$d_A(z_l,z_s) = d_A(z_s)-d_A(z_l)$，但在弯曲宇宙中，即使$d_A(z)$固定，一个额外的项$\propto\Omega_k$也会改变透镜观测值。弱引力透镜数据可用于同时求解$d_A$和曲率。该方法完全不受以下因素影响：状态方程；对广义相对论中光线偏折或结构增长公式的修正；或测光红移尺度的偏差。然而，$d_A$、$\Omega_k$和星系偏差因子之间存在简并，可以通过使用相同成像数据的重子声学振荡测量来打破。雄心勃勃的弱引力透镜+重子振荡巡天将能以约$\approx0.04 f_{\rm sky}^{-1/2} (\sigma_{\ln z}/0.04)^{1/2}$的精度测量$\Omega_k$，其中$\sigma_{\ln z}$是测光红移误差。我们还预测了在特定暗能量模型背景下对曲率和其他参数的约束，并与弱引力透镜互相关方法的其他分析进行了比较。我们发现，曲率约束和参数约束对系统性的剪切校准误差都出奇地不敏感。