未来星系巡天中重子声学振荡的可探测性

我们利用超大体积的暗物质等级成团N体模拟和星系形成的半解析模型，评估了在星系功率谱中探测重子声学振荡（BAO）的可能性。我们逐步说明了各种效应（非线性涨落增长、本动速度、非线性和尺度相关的偏袒），这些效应系统地改变了星系功率谱在大尺度上的形式，使其偏离线性扰动理论的简单预言。尽管如此，使用一种提取振荡尺度的新方法，我们发现BAO方法给出了声学视界尺度的无偏估计。尽管我们的模拟盒子体积巨大（$=2.41 h^{-3}{\rm Gpc}^{3}$），样本方差仍然是主要的误差来源。我们利用我们的结果来预测即将进行的巡天能够测量声学视界尺度 $s$ 的精度，并从而约束暗能量状态方程参数 $w$（在简化假设下且不对其他宇宙学参数进行边缘化）。Pan-STARRS 可能以 $\Delta s/s = 0.5-0.7$（对应于 $\Delta w \approx 2-3$）的精度提供测量，这与提议的WFMOS巡天（$\Delta s/s = 1$ $\Delta w \approx 4$）相比具有竞争力。仅使用BAO实现 $\Delta w \le 1$ 超出了任何当前已批准的项目的能力，将需要一项全天区光谱巡天，例如正在向ESA提议的SPACE任务概念。