相对论效应对宇宙学参数估计的影响

未来的巡天将探测巨大的空间体积，从而触及物质密度和引力场的极长波长涨落。有人提出，影响星系分布的一组次级效应（本质上是相对论性的）将带来新的、互补的宇宙学约束。我们通过聚焦于一部分广域未来巡天项目来详细研究这一主张：第四阶段宇宙微波背景实验和测光红移巡天。特别是，我们考察了透镜放大对星系聚类的贡献以及对所有观测量的广义相对论修正。我们量化了编码在这些效应中的信息量，表现为最终宇宙学约束的收紧程度，以及忽略它们时推断参数可能产生的偏差。我们对广泛的宇宙学参数进行了此项分析，涵盖中微子质量、标准暗能量参数化以及标量 - 张量引力理论。我们的结果表明，虽然当星系聚类与宇宙剪切测量相结合时，透镜放大对数密度的影响不包含大量信息，但如果不予考虑，这一贡献确实在使许多参数族的估计产生偏差方面起着重要作用。由于放大项的振幅由源数密度随视星等的斜率 $s(z)$ 控制，我们还估算了为避免系统性参数偏差必须已知该量的精度，发现未来巡天需要将 $s(z)$ 测定到 $\sim$5-10\% 的水平。相反，大尺度广义相对论修正对于大多数宇宙学参数而言，无论是在信息含量还是参数偏差方面都无关紧要，但对于原初非高斯性的水平则具有显著意义。