暗时代 21 厘米信号用于精确宇宙学的前景
宇宙学与河外天体物理
2023-09-21 v3
摘要
暗时代的 21 厘米信号为探测基础宇宙学提供了潜在的新途径。虽然可能发现奇异物理，但在此我们量化标准宇宙学内的预期收益。对全局（天空平均）21 厘米信号达到 1,000 小时积分热噪声精度的测量，将能以 10% 的精度测得一组宇宙学参数的组合。10,000 小时积分会将此测量提升至 3.2%，并将宇宙氦丰度约束至 9.9%。利用 21 厘米涨落进行精确宇宙学需要一个 10 km 的接收面积（对应 400,000 个站点），在 1,000 小时积分下，其将比同样的全局情形高出约 倍。将接收面积或积分时间提高一个数量级，将得到 0.5% 的参数组合、比 Planck 好五倍的氦测量，以及可与 Planck 媲美的对中微子质量的约束。我们的分析为即将到来的月球和天基暗时代实验设定了基线。
引用
@article{arxiv.2305.08593,
title = {Prospects for precision cosmology with the 21 cm signal from the dark ages},
author = {Rajesh Mondal and Rennan Barkana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.08593},
year = {2023}
}
备注
Published in Nature Astronomy, The definitive version is available at https://doi.org/10.1038/s41550-023-02057-y