弱透镜选定星系团的宇宙学探测 II：暗能量与 f(R) 引力模型

正在进行和未来的宽场星系巡天可仅通过宇宙剪切测量来定位若干星系团。我们利用弱透镜选定星系团的统计来研究对宇宙学模型的约束。我们将先前的理论框架扩展至模拟宇宙学模型变体以及标准 $\Lambda$CDM 模型中团的统计性质。团的弱透镜选择不依赖于传统假设（如光度与质量之间关系和/或流体静力平衡），但许多观测效应损害了稳健的识别。我们使用大量真实的模拟弱透镜星表以及解析模型来执行 Fisher 分析，并利用我们的透镜统计对两个竞争的宇宙学模型——$w$CDM 模型和 Hu & Sawicki 提出的 $f(R)$ 模型——进行约束预测。我们表明，即便存在星系形状噪声和掩蔽区域，弱透镜选定星系团与宇宙剪切功率谱结合时仍是极好的宇宙学探针。利用弱透镜选定星系团的信息，$w$CDM 模型和 $f(R)$ 模型的宇宙学参数估计精度可分别提高约 $1.6$ 倍和约 $8$ 倍。天空覆盖 $1250$ 平方度的 Hyper Suprime-Cam 巡天能以 $\Delta w_0 \sim0.1$ 的水平约束暗能量状态方程 $w_{0}$。当纳入宇宙微波背景测量的约束时，它还能以 $|f_{R0}| \sim5\times10^{-6}$ 的水平约束 $f(R)$ 模型中的额外标量自由度。未来天空覆盖 $20,000$ 平方度的弱透镜巡天即使没有宇宙微波背景测量，也将对 $w_{0}$ 和 $|f_{R0}|$ 施加更紧的约束。