具有模型无关暗能量的大质量中微子宇宙学的可观测预言

我们研究了在宇宙加速情景下对中微子质量之和的约束，其中暗能量（DE）的状态方程 $w(z)$ 以模型无关方式构建，使用一组允许穿越幻影屏障 $w(z)=-1$ 的主成分（PCs）基。我们发现，赋予 $w(z)$ 的额外自由度意味着 DE 可以抵消低红移处大质量中微子引起的背景膨胀变化。这带来两个重要后果：（1）与选取特定 $w(z)$ 参数化的研究相比，中微子质量之和的上界显著增加（在 95\% C.L. 下为 $M_{\nu} < 0.33 - 0.55$ eV，取决于数据集和所包含 PCs 数目）；（2）它在较高红移（$z \gtrsim 2$）处导致相对于 $\Lambda$CDM 的 $\sim1\sigma$ 偏离，此处 DE 贡献次主导且约束数据很少，体现在 luminosity distance 与 Hubble 膨胀率上。第二点进而意味着在低红移处剪切功率谱与物质功率谱中也存在可观测偏离，因为物质随宇宙时间的成团性依赖于膨胀率。这为追求高-$z$ BAO 与 SN 测量以区分中微子与暗能量效应提供了有力依据。最后，我们发现赋予暗能量成分的额外自由度具有相对于 $\Lambda$CDM 降低 $S_8$ 的效应。