利用 SKA1 的 21 cm 强度映射巡天对暗能量施加限制

理解暗能量的本质是当前宇宙学中最突出的问题之一。在过去二十年中，与 SNIa、宇宙微波背景辐射、重子声学振荡等相关的宇宙学观测对暗能量演化施加了严格的限制，然而我们对暗能量的认知仍存在足够大的不确定性，这需要新一代的宇宙学观测。再电离后的中性氢 21 cm 强度映射巡天是最具前景的未来宇宙学观测之一，具有以前所未有的精度描绘从黑暗时代至今的宇宙学演化的潜力，而平方公里阵列（SKA）是测量再电离后 21 cm 信号最灵敏的仪器之一。在本工作中，我们利用具有 SKA1-mid 规格的再电离后 21 cm 强度映射功率谱研究了未来的暗能量限制。我们使用了三种不同的暗能量状态方程（EoS）参数化，包括广泛使用的 CPL 参数化。为了生成模拟数据，我们使用了两个基准模型：一致 $\Lambda$CDM 模型以及 Planck+SNIa+BAO+HST 的最佳拟合 CPL 模型。我们的研究表明，仅凭 SKA1-mid 就有潜力达到目前 Planck+SNIa+BAO+HST 联合数据限制暗能量行为的精度。暗能量是幽灵型还是非幽灵型，或者它是否表现出幽灵交叉，我们都有可能用 SKA1-mid 来解答这些问题。我们还表明，为暗能量状态方程选择正确的参数化至关重要，因为某些参数化在限制暗能量行为方面优于其他参数化。具体而言，正如本研究所观察到的，广泛使用的 CPL 参数化可能无法对暗能量行为给出最佳限制。