优化光谱与测光星系巡天：同天区观测对暗能量与修正引力的增益

结合多种宇宙学探针所能获得的宇宙学参数测量精度，远高于任何单一探针。我们研究了两种高度相关的晚期结构增长探针的组合：(i) 基于测光红移巡天的弱引力透镜，以及 (ii) 基于光谱红移巡天的星系成团性与红移空间畸变。我们选择了通用的巡天设计方案，使我们的结果适用于一系列当前及未来的测光红移（如 KiDS、DES、HSC、Euclid）和光谱红移（如 DESI、4MOST、Sumire）巡天。组合这些巡天极大地提高了测量暗能量和修正引力的能力。对于非重叠的独立组合，其暗能量品质因数（figure of merit）比任一单独巡天高出 4 倍以上。这种巡天间的强大协同效应在修正引力研究中最为显著，因为它们的约束条件是正交的，使得非重叠联合品质因数比任一单独巡天高出近 2 个数量级。我们提出的投影角功率谱形式体系，能够轻松建模当天区重叠时的互相关可观测量，从而生成联合数据向量和完整的协方差矩阵。我们计算了相对于非重叠巡天，纳入这些互相关所带来的同天区改进因子。我们发现，对于暗能量该因子接近 4，对于修正引力则超过 2。精确的预测品质因数和同天区增益可能会受到一系列预测假设的剧烈影响，我们在敏感性分析中对此进行了系统探索。我们表明，我们的基准假设能产生稳健的结果，为结合测光与光谱巡天所带来的科学回报提供了良好的平均图景。