暗能量与宇宙曲率的观测约束

当前对暗能量的观测限制依赖于对宇宙曲率假设。我们提出一种简单且高效的方法，用于纳入来自 CMB 各向异性数据的约束，并利用现有数据推导出宇宙曲率和暗能量密度作为宇宙时间自由函数的约束。我们指出，有两组 CMB 位移参数：R=sqrt{\Omega_m H_0^2} r(z_{CMB})（再现距离的缩放值）和 l_a=\pi r(z_{CMB})/r_s(z_{CMB})（再现声学视界的角尺度），其测量值彼此几乎不相关。允许非零宇宙曲率时，三年 WMAP 数据给出 R =1.71 \pm 0.03, l_a =302.5 \pm 1.2, 和 \Omega_b h^2 = 0.02173 \pm 0.00082，结果独立于暗能量模型。平坦宇宙的相应约束为 R =1.70 \pm 0.03, l_a =302.2 \pm 1.2, 和 \Omega_b h^2 = 0.022 \pm 0.00082。我们给出 (R, l_a, \Omega_b h^2) 的协方差矩阵。我们发现，(R, l_a, \Omega_b h^2) 可高效且直观地总结 CMB 数据在暗能量约束方面的信息。利用当前的 CMB、超级新星一号 (SN Ia) 和 BAO 数据，我们发现暗能量密度与宇宙时间中的常数相符，与宇宙常数模型的边缘偏差可能反映当前系统不确定性或暗能量的真实演化。当前数据允许平坦宇宙：\Omega_k=-0.006_{-0.012}^{+0.013}_{-0.025}^{+0.025}（对应 w_X(z)=const.），以及 \Omega_k=-0.002_{-0.018}^{+0.018}_{-0.032}^{+0.041}（对应 w_X(z)=w_0+w_a(1-a)）。若允许暗能量密度为宇宙时间的自由函数，宇宙曲率的界限较为宽松，且也取决于暗能量早期性质的假设。