Bounds on Isocurvature Perturbations from CMB and LSS
利用宇宙微波背景和大尺度结构数据,我们对宇宙中可能存在的冷暗物质、重子和中微子等曲率对宇宙原初涨落的贡献提出了严格的限制。忽略空间曲率,张量扰动和再电离的可能影响,我们进行了贝叶斯似然分析与9个自由参数,并发现,isocurvature分量的相对幅度不能大于约百分之几的不相关的模型。另一方面,对于相关的绝热和等曲率分量,该比率可以稍大。然而,互相关系数受到很强的约束,最大相关/最小相关模型不受欢迎。
2004-06-22 astro-ph hep-ph
Bounds on isocurvature perturbations from CMB and LSS data
利用最近的宇宙微波背景和大尺度结构数据,我们得到了冷暗物质、重子和中微子等曲率对宇宙原初涨落可能贡献的严格界限.特别是,我们包括测量的温度和偏振功率谱从WMAP和ACBAR,以及从2dF星系红移调查的物质功率谱。忽略空间曲率、张量扰动和再电离的可能影响,我们用9个自由参数进行贝叶斯似然分析,发现在2-sigma下,冷暗物质模、重子模、中微子密度模和中微子速度模的等曲率分量的幅度分别不大于31%、91%、76%和60%。不相关的模型。另一方面,对于相关的绝热和等曲率分量,该分数可以稍大。然而,互相关系数受到很强的约束,最大相关/最小相关模型不受欢迎。这使得曲率模型有了强的界限,而与非高斯性的界限无关。
2003-10-09 astro-ph gr-qc hep-ph
CMB and LSS constraints on a single-field model of inflation
利用Wilkinson-Microwave Anisotropy Probe和Sloan Digital Sky Survey的三年观测资料,提出了一种新的暴胀情景,其指数势$V(Φ)$除了标准线性项外,还与场$Φ$具有二次依赖关系。e折叠数($N$)、张量与标量扰动之比($r$)、原始功率谱的谱标量指数($n_s$)及其运行($dn_s/d\ln k$)取决于无量纲参数$α$乘以势中的二次项。在极限$α\to 0$下,标准指数势的所有结果都完全恢复。对于$α\neq 0$的值,我们发现,模型的预测是在很好的协议与目前的观测宇宙微波背景(CMB)的各向异性和大尺度结构(LSS)在宇宙中。
2007-04-23 astro-ph gr-qc hep-th
Combining Supernovae and LSS Information with the CMB
对宇宙微波背景(CMB)、大尺度结构(LSS)和1a型超新星(SN)等标准烛光的观测,对宇宙学参数的值都有不同的限制。我们假设一个具有宇宙学常数的暴胀冷暗物质模型,其中宇宙中的初始密度扰动是绝热的。我们讨论了固有的解释CMB或SN数据的参数退化,并推导出它们的正交性质。然后,我们提出了我们的初步结果相结合的CMB和SN似然函数。给出了CMB和IRAS 1.2 Jy测量信息的组合结果,在H_0,Omega_m,b_IRAS和Q_rms-ps方向上具有边际置信区域,假设n=1,Omega_Lambda+Omega_m=1和Omega_b h^2=0.024。最后,我们结合所有三个似然函数,发现这三个数据集是一致的,适当的正交,导致严格的约束H_0,Omega_m,b_IRAS和Q_rms-ps,给定我们的假设。
1999-01-21 astro-ph
Structure Formation with Mirror Dark Matter: CMB and LSS
在镜像世界假说中,镜像重子成分是一种可能的暗物质候选者。一个直接的问题出现了:镜像重子的行为如何,与我们更熟悉的暗物质候选者(例如冷暗物质)有什么不同?本文定量地回答了这个问题。首先,我们讨论的结构形成(牛仔裤和丝绸尺度)的相关尺度上的两个宏观参数的依赖性必要的定义模型:镜像等离子体的温度(有限的大爆炸核合成)和镜像重子物质的量。然后我们对镜像暗物质对宇宙微波背景和大尺度结构功率谱的影响进行了完整的定量计算。最后,针对现有的观测数据,我们得到了镜像参数空间的一些界。
2004-07-25 astro-ph hep-ph
Bounds on CDM and neutrino isocurvature perturbations from CMB and LSS data
一般模型的起源结构预测的频谱初始波动与绝热和等曲率扰动的混合物。利用观测到的宇宙微波背景的各向异性、大尺度结构巡天的物质功率谱和Ia型超新星的光度距离与红移关系,我们得到了冷暗物质/重子以及中微子等曲率对宇宙原初涨落可能贡献的强界.忽略空间曲率和张量扰动的可能影响,我们进行了贝叶斯似然分析与十三个自由参数,包括独立的光谱指数为每个模式和他们的互相关角。我们发现,围绕枢轴波数k=0.05 h/Mpc的相关等曲率分量的振幅不能大于约60%的冷暗物质模式,40%的中微子密度模式,和30%的中微子速度模式,在2西格玛。在第一种情况下,我们的边界大于WMAP第一年的结果,大概是因为我们不喜欢包括来自莱曼α森林的任何数据,但随后获得了非绝热贡献的大的蓝色光谱指数。我们还翻译我们的边界方面的限制双膨胀模型与两个非耦合的大规模领域。
2004-09-14 astro-ph gr-qc hep-ph
CMB and LSS Power Spectra From Local Cosmic String Seeded Struture Formation
我们评估了两个点函数的应力能量从最大的字符串模拟进行到目前为止。这两个点函数被用来计算宇宙微波背景(CMB)和冷暗物质(CDM)的功率谱。我们发现,我们的光谱显着不同,从那些以前计算的全球和局部缺陷。我们发现一个更高的多普勒峰值在$l=400-600$和一个不太严重的偏差问题比全球的缺陷。获得了各种网络能量衰减机制的光谱。
1998-10-26 astro-ph
CMB lensing extraction and primordial non-Gaussianity
下一代CMB实验应该通过映射弱透镜偏转场来更好地处理宇宙学参数,由于透镜引起的非高斯性,弱透镜偏转场可以与初级各向异性分离。然而,在早期宇宙中产生的扰动也产生了一个非高斯性的水平,这是已知的小,但可以有助于在同一水平的透镜各向异性三谱。在这项工作中,我们研究了原始的非高斯性是否可以掩盖透镜统计。我们只集中在透镜效应的“温度二次估计”上,这对普朗克卫星来说几乎是最佳的,并且在平天近似下工作。我们发现,原始的非高斯性污染的偏转场估计约(0.1 f_NL)%,在大的角度尺度,这表示最多10%的贡献,不足以威胁透镜提取,但足以考虑。
2004-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining a bulk viscous matter-dominated cosmological model using SNe Ia, CMB and LSS
我们提出并约束了一个宇宙模型,该模型的组成部分是一个无压流体的体积粘度作为目前的宇宙加速膨胀的解释。研究了体积粘度系数为常数的特殊模型.利用2006年超新星Ia金样品的宇宙学检验、WMAP三年观测的CMB位移参数R、Sloan数字巡天(SDSS)的重子声学振荡(BAO)峰A和热力学第二定律,对α_m的可能值进行了约束。结果发现,该模型是在协议与仅使用SNe Ia测试的时间序列。然而,当模型一起提交给三个宇宙学检验(SNe+CMB+BAO)时,结果是:该模型违反了第二条,2.预测哈勃常数的H_0 \approx值为53 km sec^{-1} Mpc^{-1},3.-我们获得了与具有χ^2_{min} \approx 400(χ^2_{d.o.f.} \approx 2.2)。这些结果表明,该模型被观测结果所排除。
2008-01-10 astro-ph gr-qc
Mapping Cosmological Observables to the Dark Kinetics
系统地研究了宇宙微波背景(CMB)和大尺度结构(LSS)中的哪些特征探测了暗扇区(包括中微子、暗物质和暗能量)的各种非均匀性质。我们强调,并量化的简单公式,初级CMB各向异性是非常敏感的引力势在视界进入,在重组。因此,宇宙微波背景使我们能够扫描Φ+ λ和所有红移z~1-10^5的暗动力学。另一方面,LSS在低红移时对Φ的响应最强。暗扰动通常由各向异性应力和有效声速(刚度)参数化。我们发现,暗各向异性应力和刚度的影响可见物种在相应的早期和晚期的水平进入阶段,并影响较强的CMB和LSS。宇宙微波背景对于探测只有在进入视界时才能探测到的轻中微子和暗能量的刚性扰动仍然是必不可少的。深色物种的聚集和它们的不均匀性的大传播速度也映射到CMB和LSS中的独特特征。- 假设广义相对论的暗动力学特征的任何参数化都可以有效地适应任何保留可见扇区等效原理的修正引力(MG)。这意味着形式上的非标准结构增长或Φ/Φ比虽然是指示性的,但不是确定的MG特征。MG的决定性特征可能包括明显的暗动力学对可见物质的强烈依赖,它的超光度,以及引力波的非标准现象。
2007-07-05 astro-ph gr-qc hep-ph
Flat Tree-level Inflationary Potentials in Light of CMB and LSS Data
我们使用宇宙微波背景和大尺度结构的数据来测试一个广泛的和物理上动机良好的类暴胀模型:那些与平坦的树级电位(典型的超对称)。潜在的非平凡的功能来自辐射修正,它给出了一个简单的对数依赖于暴胀子场,使模型非常具有预测性。我们还考虑了一个修改后的方案,新的物理超出了一定的高能量截止显示为不可重正化运营商(NRO)在暴胀场。我们发现,这两种模型拟合非常好的CMB和LSS数据,很少的自由参数。此外,这些模型中的很大一部分自然地预测了合理数量的e折叠。这些场景的一个强大特征是张量扰动很小(r < 10^{-3})。NRO的情况下,可以给出一个相当大的运行的光谱指数,同时实现了足够数量的e-折叠。我们使用贝叶斯模型比较工具来评估模型的相对性能。我们相信,这些情景可以被认为是一个标准的物理类的暴胀模型,在类似的基础上与单项潜力。
2007-11-21 astro-ph hep-ph hep-th
Correlated Primordial Perturbations in Light of CMB and LSS Data
我们使用宇宙微波背景(CMB)和大尺度结构的数据来约束宇宙学模型的原始扰动既有绝热和冷暗物质(CDM)等曲率组件。我们允许的绝热和isocurvature模式之间的可能的相关性,并为不同的光谱指数的功率在每个模式和它们的相关性。我们用11个独立参数进行了似然分析。我们讨论了选择枢轴尺度对振幅参数定义的影响。等曲率分数的上限是围绕枢轴尺度k = 0.01 Mpc^{-1}的18%。对于较小的枢轴波数,极限保持大致相同。对于较大的枢轴波数,非常大的值的等曲率谱指数是有利的,这使得分析的问题,但更大的等曲率分数似乎是允许的。对于大的等曲率谱指数n_iso > 2,绝热和等曲率模式之间的正相关是有利的,并且对于n_iso < 2,负相关是有利的。非绝热对CMB温度变化的贡献的上限为7.5%。在标准的宇宙学参数中,CDM密度$ω_c$和声音视界角$θ$(或哈勃常数$H_0$)的确定最受可能存在的相关等曲率贡献的影响。重子密度$ω_b$几乎保持其"绝热值“。
2004-12-17 astro-ph hep-ph
Evidence for an inflationary phase transition from the LSS and CMB anisotropy data
根据最近对宇宙微波背景的Boomerang和Maxima观测结果,我们重新检验了Adams等人(1997)的预言,即这可能是原始暴胀期间自发对称性破缺相变引起的原始谱中的“台阶”的结果。我们证明,从标度不变性周围的偏差$k\sim0.1h$ ~Mpc $^{-1}$可以同时解释这两个功能,在APM星系功率谱以及最近的CMB各向异性数据,重子密度与BBN值一致。这样的一个突破也允许一个很好的拟合数据的集群丰度,即使是一个临界密度物质占主导地位的宇宙与零宇宙学常数。
2000-12-13 astro-ph
Wavelet Band Powers of the Primordial Power Spectrum from CMB Data
测量原始物质的功率谱是我们探测早期宇宙中未知物理的主要手段。我们允许原始功率谱是一个任意的函数,并将其参数化的小波频带的权力。目前的宇宙学数据对应于11个这样的小波频带。我们从当前的宇宙微波背景各向异性(CMB)的数据,使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)技术,这些频带功率以及$H_0$,$Ω_b h^2$和$Ω_m h^2$的约束。我们的研究结果表明,在原始功率谱在$ 0.008 \la k/(h {Mpc}^{-1}) \la 0.1$的功能。MAP和普朗克数据应该使我们能够对原始功率谱施加更严格的约束。
2003-04-23 astro-ph hep-ph
Cosmology with mirror dark matter II: Cosmic Microwave Background and Large Scale Structure
这是第二篇论文的一系列致力于研究宇宙学的影响存在的镜像暗物质。平行的隐藏镜像世界与可观察世界具有相同的微观物理,并且仅通过引力耦合后者。原始核合成界限要求镜像扇区的温度T'应该比普通扇区的温度T'小,因此它的演化可能会大大偏离标准宇宙学。本文以标量绝热扰动为输入,在改变宇宙学参数的情况下,计算了普通宇宙微波背景辐射和镜像宇宙微波背景辐射以及大尺度散射的功率谱,并与CDM情况进行了比较。我们发现的CMB和LSS功率谱的差异,我们证明了LSS谱是特别敏感的镜参数,由于存在的镜像重子和碰撞镜丝绸阻尼的振荡功能。当x<0.3时,镜像重子-光子的退耦发生在物质-辐射相等之前,因此镜像和CDM情况下线性区的CMB和LSS功率谱是等价的。对于较高的x值,LSS谱强烈依赖于镜像重子的数量。最后,定性地比较了CMB谱和LSS谱的现有观测极限,我们发现当x<0.3时,所有的暗物质都可能由镜像重子组成,而当x>0.3时,LSS谱的谱型排除了暗物质完全由镜像重子组成的可能性,但它们可以作为常规CDM的混合物(高达50%)存在。
2004-11-01 astro-ph hep-ph
A Limit on Primordial Small-Scale Magnetic Fields from CMB Distortions
由于重子-光子流体的大粘度,空间变化的原始磁场可以在复合时期之前有效地消散。我们表明,这种耗散可能会导致可观察到的化学势μ和康普顿y扭曲的宇宙微波背景辐射(CMB)光谱。来自FIRAS的μ和y的当前上限约束磁场在共移动相干长度\approx 400 pc和\approx 0.6 Mpc之间具有强度B_0 < 3 \times 10^{-8}高斯(缩放到现在)。这代表了迄今为止小规模原始磁场的最强上限。
2000-06-30 astro-ph hep-ph
Effects of primordial helicity on CMB
我在这里提出的宇称违反宇宙学源(如磁或动力学螺旋度)对CMB波动所造成的影响的简要概述。本文还讨论了原初螺旋度引起的残余引力波。所有这些效应都可以作为宇宙学测试的原始螺旋检测。
2006-05-21 astro-ph
Constraining The Early-Universe Baryon Density And Expansion Rate
我们探索宇宙学和粒子物理学的标准模型的扩展的限制,修改早期宇宙膨胀率S = H '/H(参数化的有效中微子数N_nu)。比较了20分钟BBN与400 kyr CMB和14 Gyr LSS的N_nu和重子密度参数(eta_B = n_B/n_gamma = 10^(-10)* eta_10)的约束。BBN对N_nu提供了最强的约束(在95%置信度下1.6 < N_nu < 3.3),但对eta_B提供了较弱的约束。CMB/LSS最好地约束了重子密度(在95%置信度下为5.9 < eta_10 < 6.4),与N_nu无关,但提供了相对较弱的N_nu约束,与N_nu = 3一致。使用最佳拟合值和CMB/LSS导出的参数的允许范围来计算BBN预测的原始丰度产生与观测推断的氘丰度和与4 He的良好一致性的极好的协议,确认BBN和CMB/LSS结果之间的一致性。然而,BBN预测的7 Li丰度很高,是3倍或更多。我们评论的N_nu值和一个可能的异常推断的Ly-alpha森林观测的物质功率谱。我们的BBN和CMB/LSS结果之间的良好一致性允许我们限制任何BBN后熵产生以及限制任何非热化相对论粒子的产生,并允许我们将它们结合起来,发现95%的范围,1.8 < N_nu < 3.2和5.9 < eta_10 < 6.4。
2008-06-30 astro-ph hep-ph nucl-th
Distortion of the acoustic peaks in the CMBR due to a primordial magnetic field
本文研究了磁场对宇宙微波背景涨落谱的影响。我们发现,即将到来的测量可能会给有趣的边界上的大尺度磁场在早期宇宙。如果观测到这种效应,就有可能确定在天空的不同区域存在不同的磁场。没有任何影响,将提供一个数量级的更好的限制一个原始的领域,现在由核合成。
1996-08-15 astro-ph hep-ph
CMB anisotropies from primordial inhomogeneous magnetic fields
合适强度的原始不均匀磁场可以在CMB温度各向异性和极化上留下签名。潜在的可观察到的贡献极化B-模式产生的涡旋和引力波的磁各向异性应力源。我们详细计算了相应的CMB转移函数,包括中微子的影响。剪切迅速导致中微子各向异性应力抵消来自磁场的应力,抑制中微子去耦后超视界尺度上引力波和涡度的产生。一个显着的大尺度信号张量模式只能产生中微子去耦之前,和实际的振幅是有点不确定。合理的值表明,从它们的大尺度张量各向异性中,今天可以观察到~ 10^(-10)G的原始近尺度不变场。它们可以通过非高斯性与原始引力波区分开来。矢量模涡度源B模功率在小得多的尺度上,其功率谱与弱透镜效应的预期功率谱有些相似,这表明对于谱指数n ~-2.9,在小尺度上可以观测到~ 10^(-9)G的振幅。在附录中,我们回顾了计算矢量和张量CMB功率谱的协变方程,我们实现了数值。
2004-08-19 astro-ph hep-ph
We present a set of formalisms for comparing, evolving and constraining primordial non-Gaussian models through the CMB bispectrum. We describe improved methods for efficient computation of the full CMB bispectrum for any general (non-separable) primordial bispectrum, incorporating a flat sky approximation and a new cubic interpolation. We review all the primordial non-Gaussian models in the present literature and calculate the CMB bispectrum up to l <2000 for each different model. This allows us to determine the observational independence of these models by calculating the cross-correlation of…
2009-08-12 astro-ph
A linear filter to reconstruct the ISW effect from CMB and LSS observations
从包含不同污染物排放的观测数据集中提取信号,通常比信号本身更高,是天体物理学和宇宙学中的一个常见问题。例如,可以使用简单的维纳滤波器来恢复信号。然而,在某些情况下,附加信息也可以是可用的,诸如与所寻找的信号的某个水平相关的第二观测。为了提高重建的质量,也包括该附加信息将是有用的。在这种情况下,我们构建了一个线性滤波器,基于线性协方差的滤波器,它从数据中提取信号,但也考虑到与第二个观测值的相关性。为了说明该方法的性能,我们提出了一个简单的应用程序来重建所谓的综合萨克斯-沃尔夫效应从模拟观测的宇宙微波背景和星系的目录。
2008-09-15 astro-ph
CMB Signatures of a Primordial Magnetic Field
原始随机磁场会在宇宙微波背景中引起温度和极化涨落。我们概述了由此产生的波动功率谱的计算和目前的数值结果。
2000-11-03 astro-ph
Ironing out primordial temperature fluctuations with polarisation: optimal detection of cosmic structure imprints
利用大尺度结构与宇宙微波背景温度涨落之间的互相关,可以探测到宇宙微波背景的次级各向异性。在这些研究中,原始CMB波动与LSS的机会相关性是不确定性的主要来源。我们提出了一种方法,用于减少这种噪声,利用包含在CMB光子的偏振信息。该方法被描述在一般条款,然后应用到我们最近提出的最佳方法来测量集成的萨克斯-沃尔夫(ISW)的效果。我们得到一个预期的信噪比高达8.5。与ISW检测的标准方法相比,这相当于信噪比提高了23%,而与ISW检测的标准方法相比,信噪比提高了16%。我们最近提出的方法,无论是最好的情况下,有完美的(无噪声)CMB和LSS数据。
2009-02-26 astro-ph
Signatures of kinetic and magnetic helicity in the CMBR
宇宙学中的P和CP破坏可以表现为周围等离子体中的大尺度螺旋速度流和原始螺旋磁场。我们表明,动力学螺旋度在最后散射导致温度极化相关($C_l^{TB}$和$C_l^{EB}$)在宇宙微波背景辐射(CMBR),并计算的效果的大小。螺旋形的原始磁场,预计从宇宙事件,如电弱重子生成,可以导致螺旋速度流,因此,非零的相关性的温度和B型极化。然而,我们表明,诱导的螺旋流的大小是不可观测的小,因为螺旋分量的磁场几乎是免费的。我们讨论了一个替代方案提取的随机均匀和各向同性的原始磁场使用CMBR的观测螺旋度。该方案涉及构建法拉第旋转测量地图的CMBR,从而确定的总和的螺旋和非螺旋分量的原始磁场。另一方面,B型偏振涨落的功率谱仅对原始磁场的非螺旋分量敏感。原始磁螺旋度可以通过结合这两组观测结果得出。
2001-12-23 astro-ph hep-ph
Small-scale CMB polarization anisotropies due to tangled primordial magnetic fields
缠结的原始宇宙磁场在宇宙微波背景辐射(CMBR)的最后散射表面(LSS)上产生微小的旋转速度扰动。这种扰动可以在大的l > 1000左右对CMBR温度和偏振各向异性做出显著贡献,如由CBI实验检测到的过量功率。磁贡献可以与大多数常规信号区分开,因为它们导致由奇宇称、B型信号主导的CMBR极化。像DASI和WMAP这样的实验已经发现了在小l.许多实验也将探测大的$l$区域。因此,我们计算极化信号,由于原始磁场,不同的光谱和不同的宇宙学参数。纠缠场的标度不变光谱红移到当前值B_{0} =3 \times 10^{-9}高斯,产生在1000-5000之间的0.3 - 0.4微开尔文量级的B型偏振各向异性。如果磁缠结的谱指数更陡,则产生更大的信号,n>-3。信号的峰值移到较大的l为一个宇宙的主导,或者如果重子密度较大。信号也将具有非高斯统计。我们还预测了小得多的E型极化,和T-E交叉相关的这些模型。
2003-07-14 astro-ph gr-qc
Primordial magnetic field constrained from CMB anisotropies,and its generation and evolution before, during and after the BBN
原始磁场(PMF)对宇宙微波背景(CMB)的功率谱和大尺度结构的形成有重要影响。在这篇论文中,我们计算了在光子最后散射表面(PLSS)处包含幂律磁场所产生的CMB温度各向异性。然后,我们推导出一个上限的原始磁场的基础上,我们的理论分析的功率过剩的小角尺度。我们已经考虑到了几个重要的影响,如修改后的物质声速在磁场的存在。推导出在目前1 Mpc尺度下$|B_λ|\lesssim$的场强上限为4.7 nG。这是通过将包括Sunyaev-Zeldovich(SZ)效应在内的理论计算结果与Wilkinson微波各向异性探测器(WMAP)、宇宙背景成像仪(CBI)和Arcminute宇宙学测辐射热计阵列接收机(ACBAR)的小尺度CMB各向异性观测数据进行比较而得到的。我们讨论了几种可能的机制的产生和演变的PMF之前,期间和之后的BBN。
2006-10-09 astro-ph gr-qc
New CMBR data and the cosmic neutrino background
新的精确宇宙微波背景辐射(CMBR)各向异性数据开始限制物理学超越标准模型,例如以额外的轻粒子种类的形式。这些限制是互补的,可以从大爆炸核合成(BBN)的考虑,因为它们适用于更晚的时间。我们从现有的数据中导出了中微子种类的等效数N_v的一个限制。具体来说,我们分析了两个不同的CMBR数据集,以测试我们的结果的鲁棒性。仅分析CMBR数据产生N_v < 17的上限(95%置信度)。添加来自PSC-z勘测的大尺度结构(LSS)数据略微收紧了上限。然而,LSS数据的添加给出了两个数据集的N_v> 1.5/2.5(95%置信度)的非平凡{ \it下限}。这是宇宙学中微子背景存在的第一个独立的迹象,这是由标准模型预测的,并在大爆炸核合成中看到。对于两个数据集,值$N_ν= 0$分别在3σ和4σ处不利。
2001-05-14 astro-ph hep-ph
Assessing the Effects of the Uncertainty in Reheating Energy Scale on Primordial Spectrum and CMB
再热能量尺度$ρ_{reh}$的细节在今天很大程度上是不确定的,独立于通货膨胀模型。这将导致预测原始光谱的不确定性。这种不确定性可能非常大,特别是对于具有大运行$n_S$的光谱。我们发现,对于一些通货膨胀模型与一个大的$d\ln n_S(k)/d\ln k$,$ρ_{reh}$可以高度限制当前CMB的意见。
2003-01-07 astro-ph
Signatures of primordial helicity in the CMBR
我们已经研究了如何通过测量宇宙微波背景辐射(CMBR)来约束螺旋形原始磁场。如果在复合时原始等离子体中存在螺旋流,它们将产生违反温度-极化关联的宇称($C_l^{TB}$和$C_l^{EB}$)。然而,由螺旋磁场诱导的螺旋流的大小是不可观测的小。我们讨论了一个替代方案提取的随机均匀和各向同性的原始磁场的螺旋度使用法拉第旋转测量图的CMBR和B型偏振的功率谱($C_l^{BB}$)。
2002-10-01 astro-ph
A possible contribution to CMB anisotropies at high l from primordial voids
我们提出了分析原始空洞对宇宙微波背景(CMB)影响的初步结果。我们表明,膨胀气泡模型的空洞形成预测多余的权力在CMB角功率谱之间的峰值2000 < l < 3000。因此,存在于最后一个散射表面上或附近的空隙,在去耦的时期,可以显着地促进宇宙背景成像仪(CBI)最近检测到的这些尺度上的功率的明显上升。
2002-10-24 astro-ph
Observations of the Cosmic Microwave Background and Implications for Cosmology and Large Scale Structure
讨论了宇宙微波背景(CMB)的观测,特别强调当前的地面实验和未来的卫星、气球和干涉仪实验。观测技术和污染前景的影响突出。最新的CMB数据与大尺度结构(LSS)数据一起用来约束宇宙学参数,并强调了CMB、LSS和超新星距离数据的互补性。
1998-10-13 astro-ph
CMBR distortion concerned with recombination of the primordial hydrogen plasma
在标准宇宙学模型的框架下,计算了1 ~ 100 GHz频段内不同密度参数(非相对论性物质密度$Ω_m$和重子物质密度$Ω_b$)下与原初等离子体复合有关的CMBR畸变.将这些结果与从计划的实验中获得的观测数据进行比较,可用于独立确定宇宙学参数$Ω_m$和$Ω_b$。
2005-09-27 astro-ph
Impact of Secondary non-Gaussianities on the Search for Primordial Non-Gaussianity with CMB Maps
当用宇宙微波背景各向异性图约束原始非高斯参数f_NL时,原始非高斯参数和次级非高斯参数之间的协方差对f_NL估计量的偏差通常被认为是可以忽略的。我们表明,这种假设可能不成立时,试图测量原始的非高斯性的角度尺度低于几十弧分的实验,如普朗克,特别是如果原始的非高斯性参数是周围的最小可探测性水平与f_NL之间的5和10。在未来,有必要联合估计CMB双谱的合并原始和次级贡献,并通过适当地解释次级非高斯性的混淆来建立f_NL。
2008-01-21 astro-ph
Primordial non-Gaussianity and the CMB bispectrum
我们提出了一种新的形式主义,连同有效的数值方法,直接计算CMB双谱今天从一个给定的原始双谱使用全线性辐射传递函数。与以往的分析,其中已假设简单的可分离ansatze的双谱,这项工作适用于原始的双谱几乎任意的功能形式,其中可能有两个视界交叉和超视界的贡献。我们采用自适应的方法在一个层次的三角网格,我们建立自己的准确性直接比较与精确的解析解,有效的大角度尺度。我们证明,我们可以计算出完整的CMB双谱,以大于1%的精度,多极子l<1800在合理的计算时间尺度。我们绘制的超视界(“本地”)和视界交叉(“等边”)的渐近极限的双谱,说明其振荡性质,这是类似于CMB功率谱。
2007-06-04 astro-ph
Primordial Non-Gaussianity and Analytical Formula for Minkowski Functionals of the Cosmic Microwave Background and Large-scale Structure
从原初非高斯性出发,导出了宇宙微波背景辐射(CMB)和大尺度结构(LSS)的闵可夫斯基函数的解析公式。这些公式使我们能够估计一个非线性耦合参数,f_NL,直接从CMB和LSS数据,而不依赖于非高斯原始波动的数值模拟。人们可以使用这些公式来估计统计误差的f_NL从高斯实现,这是更快地产生比非高斯的,充分考虑到宇宙/采样方差,光束拖尾,调查掩模等,我们表明,CMB数据从威尔金森微波各向异性探测器应该是敏感的|f_NL| \simeq 40在68%的置信水平。普朗克数据应该对|f_NL| \simeq 20敏感。对于LSS数据,由引力不稳定性和星系偏置引起的晚期非高斯性使得在低红移下检测原始非高斯性更具挑战性。在小的空间尺度上,晚期效应掩盖了原始信号。要用LSS数据探测到|f_NL| \simeq 100,就需要在z>2、体积为\sim 10 Gpc ^3的高红移星系巡天。Minkowski泛函与双谱是很好的互补,因为Minkowski泛函是在实空间中定义的,而双谱是在傅立叶空间中定义的。此属性使Minksowski泛函成为解决现实问题(如各向异性噪声、前景和测量蒙版)的有用工具。我们的形式可以很容易地推广到尺度相关的fNL。
2006-11-25 astro-ph
Primordial Bispectrum Information from CMB Polarization
在对宇宙微波背景(CMB)各向异性功率谱进行精确观测之后,人们开始关注CMB各向异性的高阶统计。由于线性演化保留了初始条件的统计特性,所观察到的CMB的非高斯性将反映原始的非高斯性。单场慢卷暴胀稳健地预测可忽略的非高斯性,因此非高斯性的指示将表明需要考虑替代方案。在本文中,我们计算的原始非高斯编码的偏振的CMB的信息。在推导出三次估计的最优权值后,我们对WMAP、Planck和理想宇宙方差有限实验的估计进行了信噪比评估。我们发现,当实验可以观察到CMB偏振具有良好的灵敏度,原始非高斯性的灵敏度增加了大约两个因素。通过计算由引力透镜引起的连通四点函数产生的退化因子,我们还测试了用于导出最佳权重因子的弱非高斯假设。辐射转移函数中的物理尺度与原始非高斯性的约束在很大程度上无关。我们证明了总的(S/N)^2与天空中观测到的像素数成正比。
2004-08-24 astro-ph
Searching for a holographic connection between dark energy and the low-l CMB multipoles
我们考虑了有限宇宙中不同边界条件下的角功率谱,并对CMB、LSS和超新星数据进行了拟合。一个有限的宇宙可能是全息约束的结果,在未来的事件视界产生一个有效的红外截止。在这样一个模型中,有一个宇宙的二重性有关的暗能量状态方程和功率谱,这表明了抑制和振荡的行为,发现描述低l功能非常好。然而,如果我们真的生活在一个描述我们宇宙的膨胀气泡中,这里的大部分讨论也将适用。与CMB和LSS数据的最佳拟合结果比标准的Lambda-CDM模型更好,但是当与超新星数据结合时,全息模型变得不受欢迎。我们推测可能的影响。
2005-02-07 astro-ph hep-ph hep-th
Constraining primordial magnetic fields with CMB polarization experiments
我们计算的效果,一个原始的均匀磁场,$\B_0$,将有不同的CMB功率谱由于法拉第旋转。集中在$TB$,$EB$和$BB$的相关性,我们预测未来的CMB偏振实验的能力,以约束$\B_0$。我们的结果取决于前景可以从CMB图中减去的程度,但是我们发现$σ_{\B_0} = 4 \times 10^{-11}$高斯(对于前景完全减去的QUIET实验)和$3 \times 10^{-10}$高斯(对于没有前景减去的Clover实验)之间的预测误差。这些约束比目前对$\B_0$的限制好两个数量级。
2008-05-23 astro-ph
Reconstructing the Primordial Spectrum with CMB Temperature and Polarization
提出了一种利用宇宙微波背景(CMB)的温度谱和偏振谱重建原初曲率扰动功率谱的新方法$P(k)$。我们测试这种方法使用几个模拟原始光谱具有非平凡的功能,包括一个振荡的组成部分,并发现,频谱可以重建与百分之几的精度在一个理想的情况下,在CMB数据中没有观测误差的迭代过程。特别是,虽然以前的"宇宙反演“方法,它只使用温度波动,遭受了大的数值误差周围的$k$的一些特定值对应于节点的传递函数,这些错误被发现几乎完全消失在新的方法。
2004-09-02 astro-ph
Analysing large scale structure: II. Testing for primordial non-Gaussianity in CMB maps using surrogates
在宇宙微波背景(CMB)温度图中识别非高斯特征是当今宇宙学的主要挑战之一。我们提出并研究了分析CMB图的替代方法。使用约束随机化的技术,我们构建代理映射,它模仿包含非高斯信号的模拟CMB映射的功率谱和幅度分布。用加权标度指数和闵可夫斯基泛函分析地图,在这两种情况下,统计学上显着识别原始非高斯性。我们证明,该方法是非常强大的噪声。我们还表明,闵可夫斯基泛函是能够占非线性在更高的噪声水平时,与代理相结合,而不是只适用于噪声添加CMB地图和相位随机版本,只再现功率谱。
2003-05-14 astro-ph
Constraining Large Scale Structure Theories with the Cosmic Background Radiation
我们回顾了相关的10+参数与通货膨胀和物质含量; LSS和初级和次级CMB各向异性探针之间的关系; COBE约束的能量注入;当前各向异性带功率,这强烈支持引力不稳定性理论,并建议宇宙不能过早再电离。我们使用贝叶斯分析方法来确定当前CMB和CMB + LSS数据意味着什么基于膨胀的高斯波动倾斜$Λ$ CDM,$Λ$ hCDM和oCDM模型序列年龄为11 - 15 Gyr,重子,冷(可能是热)暗物质,真空能量的混合物,在开放的宇宙学和曲率能量。例如,我们发现,当仅使用CMB数据时,初始光谱的斜率在(优选的)标度不变形式的约5%内,并且当LSS数据与CMB组合时,对于$Λ$ CDM;对于两者,强烈优选$Ω_Λ$的非零值(对于13 Gyr序列,$\approx 2/3$,类似于SNIa的值)。$o$ CDM序列偏好$Ω_{tot}<1 $,但总体上比具有CMB + LSS的平坦$Ω_Λ\ne 0$序列的可能性小得多。我们还回顾了乐观的预测角功率谱和参数估计从未来的气球和卫星实验时,前景和系统的影响被忽略。
1998-09-04 astro-ph
Primordial magnetic fields and CMB anisotropies
综述了原初磁场在宇宙微波背景(CMB)温度和极化各向异性上的可能特征。可以搜索的信号包括特别是在低于Silk阻尼尺度的小角度尺度下的过量温度各向异性、B模式偏振和非高斯统计。几个nG水平的场产生5微开尔文水平的温度各向异性,以及小10倍的B模式偏振各向异性,因此可能通过CMB各向异性检测到。一个更小的场,B_0 < 0.1 nG,可能导致在高红移z > 15处的结构形成,因此自然地解释了宇宙早期的再电离。
2006-01-25 astro-ph
Primordial Nucleosynthesis with CMB Inputs: Probing the Early Universe and Light Element Astrophysics
宇宙微波背景(CMB)对重子-光子比$η\propto Ω_{\rm baryon} h^2$的测定将从(标准)大爆炸核合成(BBN)计算中删除最后一个自由参数。这将使BBN成为早期宇宙物理学的更敏锐的探测器,例如,大大改进了BBN对轻中微子种类$N_{ν,eff}$的有效数量的测量。我们展示了如何CMB可以提高这一限制,目前的轻元素数据。此外,通过使用其他元素,特别是氘,将有可能独立于\he 4来限制$N_{ν,eff}$;这将允许更严格的限制和系统学测试。例如,如果$η\sim 6.0\times 10^{-10}$为$η$,则3%的$η$测量值与10%(3%)的原始D/H测量值一起可以测量$N_{ν,eff}$至$σ_{95%}(N_ν) = 1.8$(1.0)的95%置信水平。如果采用标准模型值$N_{ν,eff}=3$,则可以使用CMB的$η$(及其不确定性)对原始丰度进行准确预测。这些决定可以反过来成为关键的投入,在核合成历史(化学演化)的星系,从而对这些模型的约束。
2001-05-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Primordial Helium Abundance from CMB: a constraint from recent observations and a forecast
本文研究了宇宙微波背景辐射对原始氦丰度Y_p的限制。利用WMAP、ACBAR、CBI和BOOMERANG的现有数据,得到了68% C. L时的Y_p = 0.25^{+0.10}_{-0.07}。我们还提供了一个预测普朗克实验使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。除了预测对Y_p的约束外,我们还研究了对Y_p的假设如何影响对其他宇宙学参数的约束。
2008-08-18 astro-ph
Probing the primordial power spectrum with the VSA (and other CMB experiments)
我们提出的参数估计模型的原始密度波动使用CMB数据从VSA,第一年WMAP,CBI和ACBAR以及外部先验从2dF和HST。从表面上看,当只考虑标量波动时,有显著的证据表明运行的光谱指数。这一结果的重要性增加了张量的列入,虽然结果是削弱了列入'运行的运行',基本趋势显着负运行仍然存在。我们讨论了这一结果的影响,以及如何加强未来的观察。
2004-06-17 astro-ph
Signals of primordial phase transitions on CMB maps
对宇宙微波背景辐射各向异性的分析是一个丰富的宇宙学信息来源。在我们的研究中,我们模拟了宇宙早期暴胀时期一级相变遗迹产生的信号。这些遗迹是真正真空的气泡,在CMB上留下了特征性的非高斯印记。我们使用不同的统计估计,以评估这种非高斯性。通过与实验数据的比较,我们得到了一些关于气泡参数允许值的限制。我们还预测了在接下来的高分辨率实验中检测到这种信号的可能性。
2001-03-12 astro-ph
Fast simulation of the whole-sky CMB map in the presence of primordial magnetic field
我们提出了一种新的方法来产生宇宙微波背景(CMB)各向异性地图集,再现与阿尔文湍流相关的$Δł=2$。该方法是基于非线性变换的CMB地图,这是从蒙特卡罗模拟的统计各向同性的高斯信号得到的。我们的方法计算速度快,效率高。我们已经应用了两个估计(互相关估计在多极域的$ł+1,m$和$ł-1,m$模式和圆形相位矩)来测试导出的地图的统计特性。这两个统计数据证实了我们生成方法的有效性。我们相信,我们的方法可以是有用的快速生成的非高斯地图存在的原始磁场,是一个有价值的工具,非高斯调查的CMB在未来的普朗克数据分析的框架。
2008-09-17 astro-ph
CMB Analysis of Boomerang & Maxima & the Cosmic Parameters {Omega_tot,Omega_b h^2,Omega_cdm h^2,Omega_Lambda,n_s}
我们展示了如何估计的参数表征通货膨胀为基础的理论的结构形成本地化在过去的一年中,大尺度结构(LSS)的信息,从星系和星系团调查相结合的快速发展的宇宙微波背景(CMB)的数据,特别是从最近的回旋镖和Maxima气球实验。所有当前的CMB数据加上哈勃常数、年龄和LSS的相对较弱的先验概率,都指向很小的平均曲率(Omega_{tot} = 1.08 \pm 0.06)和几乎尺度不变的初始波动(n_s =1.03 \pm 0.08),这两个都是(非巴洛克式)暴胀理论的预测。我们强调的作用,退化参数之间的L_{pk} = 212 \pm 7位置的(第一声)峰在定义的$Ω_{tot}$范围边缘化超过其他变量。虽然CDM密度在预期范围内(Ω_{cdm}h^2=0.17 \pm 0.02),重子密度Ω_bh^2 =0.030 \pm 0.005略高于独立的0.019 \pm 0.002核合成估计值。CMB+LSS给出了暗能量的独立证据(Omega_Λ=0.66 \pm 0.06),与超新星(SN 1)的观测结果处于同一水平,SN 1 +CMB+LSS限定的唯象精粹状态方程w_Q<-0.7 cf. w_Q=-1宇宙学常数的情况。
2000-11-21 astro-ph
On the degeneracy between primordial tensor modes and cosmic strings in future CMB data from Planck
虽然观测表明宇宙不均匀性的主要来源是绝热扰动,但也有各种候选者提供辅助痕量效应,包括暴胀产生的原始张量和宇宙缺陷,它们都产生B模式宇宙微波背景(CMB)极化。我们调查是否未来的实验可能会遭受混乱的真正来源,这种影响,侧重于普朗克的能力,以区分张量从宇宙弦,并表明,没有显着的简并。
2008-06-25 astro-ph hep-th
LSST: a Complementary Probe of Dark Energy
质量团簇的数目及其在红移中的分布对物质密度Omega_m和暗能量状态方程w非常敏感。利用弱透镜引力层析成像技术,人们可以探测到暗物质团,称量它们的重量,对它们的投影质量分布进行成像,并确定它们的三维位置。在Omega_m-w平面内的简并曲线与CMB或SN测量的简并曲线几乎正交.因此,CMB数据与星团的弱透镜层析成像相结合,可以产生精确的测量Omega_m和w,独立于SN观测。大型综合巡天望远镜(LSST)将以多个波长重复巡天30,000平方度。LSST将通过测量数十亿高红移星系的剪切和色红移,创建一个3-D断层扫描分析,以测量宇宙年龄的一半。通过同时测量宇宙剪切和质量团丰度的几个函数,LSST将提供对暗能量密度和状态方程的一些独立约束。
2002-09-30 astro-ph
Polarized CMB: Reionization and Primordial Tensor modes
我们讨论了在后WMAP时代即将到来的机会与宇宙微波背景(CMB)的观测。宇宙微波背景偏振的旋模探测暴胀引力波。虽然一个显着的混乱来源,预计从宇宙剪切转换的偏振密度扰动,更高分辨率的观测CMB各向异性可以用于透镜重建和分离引力波偏振签名的透镜。基于目前的透镜重建技术的分离使得在包括大统一理论的范围内探测10^15 GeV以下的暴胀能量尺度成为可能。原始卷曲模式的观测检测是辅助再散射在后期的时间在再电离时代的光学深度电子散射在0.1及以上的水平。这种光学深度的改进的测量是有用的,以优化后WMAP任务的实验参数,试图以IGW背景为目标。
2003-11-03 astro-ph
CMB and Large Scale Structure as a test of Mixed Models with n>1
我们计算CBR各向异性的混合模型与不同的热组件,包括中微子或挥发性HDM所产生的较重粒子的衰变。这些模型的CBR功率谱表现出更高的多普勒峰值比CDM,和差异甚至更强的挥发性模型时,衰变也引起了一个中性标量。当原始谱指数n > 1时,利用CBR实验和大尺度结构(LSS)数据约束混合模型的空间参数。然而,即使允许n>1,LSS单独规定Ω_h \mincir 0.30。LSS可以通过同时取低的去相对化红移z_der(低至\simeq 600)和高的n来拟合,而来自气球实验的CBR数据导致对这部分参数空间的严格选择。事实上,虽然后期去相对化和$n>1$对涨落谱P(k)的作用是相反的,但它们对角谱C_1的作用是相加的。气球实验输出似乎排除了Hubron n \magcir 1.3,而Omega_h值在0.11和0.16之间,n \sim 1.1和z_der \sim 2000- 5000时,几乎所有CBR和LSS数据都很好地拟合。允许较小的n,但z_der不应小于\simeq 1200。
1998-06-02 astro-ph
The Quintessential CMB, Past & Future
讨论了宇宙微波背景(CMB)各向异性研究的过去、现在和未来,重点介绍了Boomerang和Maxima气球实验。这些数据与大尺度结构(LSS)信息和高红移超新星(SN 1)观测相结合,探索基于暴胀的宇宙结构形成范式。这里,我们主要关注简化的膨胀参数集,{omega_b,omega_{cdm},Omega_{tot},Omega_Q,w_Q,n_s,tau_C,sigma_8}。在对其他宇宙和实验变量进行边缘化之后,我们发现当前的CMB+LSS+ SN 1数据给出了Omega_{tot} =1.04 \pm 0.05,与(非巴洛克)暴胀理论一致。限制到Omega_{tot} =1,我们发现了一个近尺度不变的谱,n_s =1.03 \pm 0.07. CDM密度omega_{cdm} =0.17 \pm 0.02在预期范围内,但重子密度omega_b=0.030 \pm 0.004略大于当前核合成估计。大量的暗能量推断,欧米茄_Q \approx 0.68 \pm 0.05,CMB+LSS欧米茄_Q值与独立的SN 1估计是兼容的。暗能量状态方程由五重场压力密度比w_Q参数化,不能很好地由CMB+LSS确定(在95%CL时w_Q<-0.3),但当与SN 1结合时,得到的w_Q<-0.7极限与w_Q=-1宇宙学常数的情况非常一致。尽管对当前和未来实验参数统计误差的预测是乐观的,但消除系统误…
2000-11-21 astro-ph