Hemispherical Asymmetry and Local non-Gaussianity: a Consistency Condition
本文给出了半球双极不对称性的振幅$A$与压缩极限中原始非高斯性的振幅$f_{NL}$之间的一致性关系式$|A| \lesssim 10^{-1} f_{NL}$。我们证明，这种一致性条件是在工作中的任何模型的通货膨胀，其中曲率扰动是由一个单一的光场与束戴维斯初始条件的来源，无论有多少的通货膨胀领域，有助于背景通货膨胀。作为一个非平凡的例子，我们证明了在单场非吸引子暴胀模型中可以产生可观测的半球不对称性。我们还研究了多场暴胀模型中产生的半球不对称性。我们表明，$A$是由每个字段的非高斯贡献的加权和控制。特别是，我们表明，可观察到的半球形的不对称性，可以产生的模型中产生的不均匀性，从光标量场调制的膨胀结束的表面。
2013-05-16 astro-ph.CO hep-th
Examination of frequency and scale dependence of CMB hemispherical power asymmetry
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工学院（贝拿勒斯 Hindu 大学））；Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)（韩国天文学与空间科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术院）
本研究利用普朗克和WMAP数据，采用LVE方法重新考察CMB半球功率不对称性，发现其存在尺度依赖的偶极子调制，支持其可能源于宇宙学起源。
2026-01-20 astro-ph.CO
CMB Hemispherical Power Asymmetry from Early Phase of Inflation
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究将CMB半球功率不对称归因于暴胀早期非均匀阶段，通过微扰框架结合in-in形式主义分析，利用PR4 Commander CMB数据约束非均匀扰动参数，揭示了多极矩Δl=1关联的独特信号。
2026-08-05 astro-ph.CO
A reassessment of LVE method and hemispherical power asymmetry in CMB temperature data from Planck PR4
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））；Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)（韩国天文学与空间科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术院）
本文重新评估了CMB温度数据中LVE方法和半球功率不对称性，发现偶极子调制场的存在并验证了其在低多极子尺度的显著性。
2026-02-14 astro-ph.CO
Hemispherical Power Asymmetry in intensity and polarization for Planck PR4 data
本研究基于Planck PR4数据开展CMB强度与偏振的半球功率不对称性分析，验证统计各向同性假设，得到与PR3相近的结果，并指出需更灵敏的偏振数据以得出稳健结论。
2023-12-14 astro-ph.CO
More Than Power: Revisiting the CMB Hemispherical Power Asymmetry with Morphological Descriptors
Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（UAM-CSIC理论物理研究所）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
本文通过分析CMB形态和拓扑特性，探讨半球功率不对称性是否超出温度场方差，发现温度方差存在显著双极子，梯度方差存在中等显著双极子，且三者指向同一天空区域，提示可能的非高斯性。
2026-03-23 astro-ph.CO
Isocurvature and Curvaton Perturbations with Red Power Spectrum and Large Hemispherical Asymmetry
我们计算了由沿其势的快子部分演化的复场Φ引起的等曲率和曲率扰动的功率谱和半球不对称性。利用初始亚视界量子涨落的半经典演化，我们计算了功率谱、平均场和半球不对称性随快子生长e折叠数ΔN和快子质量项cH ^[2]的变化。我们发现，一个大的半球不对称性，由于调制的|Φ|可以容易地通过空间调制产生|Φ|在地平线的另一边，|Φ|/|Φ|> 0.5，当观测到的宇宙在快子演化开始的10-40个e折叠内离开视界，c在0.1-1的范围内。等曲率和曲率扰动的谱指数一般为负，对应于红色功率谱。暗物质等曲率扰动由于一个大的半球形不对称性的轴子一样的曲率可能能够解释半球形不对称观察到的WMAP和普朗克。在这种情况下，红色光谱可以在小尺度下额外抑制半球形不对称性，这应该更容易满足类星体数量计数对不对称性的尺度依赖要求。
2013-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hemispherical Power Asymmetry from a Space-Dependent Component of the Adiabatic Power Spectrum
普朗克和WMAP观测到的半球功率不对称性可以解释为绝热功率谱的空间变化和尺度依赖分量。我们推导出一般的约束与偶极子空间变化的组件的幅度和尺度依赖性。谱指数和谱指数的运行可以显著地偏离它们的膨胀模型值，从而导致更小的谱指数和更正的运行。一个关键的预测是光谱指数及其运行的半球不对称性。这些不对称性的测量可以测试导致CMB功率不对称性的扰动的结构。
2014-06-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Power asymmetry in WMAP and Planck temperature sky maps as measured by a local variance estimator
我们重新审视半球功率不对称的问题，在WMAP和普朗克温度天空图通过测量当地的差异在天空中，并在磁盘上的各种大小。对于2013年的普朗克天空图，我们发现1000个可用的各向同性普朗克“全焦平面”模拟中没有一个具有比从数据估计的更大的方差不对称性，这表明至少在$3.3σ$水平上存在形式上显著的各向异性特征。对于WMAP 9年的数据，我们发现1000个模拟中有5个具有较大的不对称性。从普朗克数据的不对称性的首选方向是$(l,b)=(212^\circ,-13^\circ)$，在良好的协议与以前的报告相同的半球功率不对称。
2014-03-24 astro-ph.CO physics.data-an
CMB hemispherical asymmetry from non-linear isocurvature perturbations
我们研究了在宇宙微波背景（CMB）中，暴胀引起的非绝热扰动是否会在大角度尺度上产生非对称的温度各向异性分布。我们使用一个广义的非线性$δN$形式主义计算的原始密度和等曲率扰动的非高斯性，由于存在非绝热的，但近似尺度不变的多场膨胀过程中的场波动。这种局域型非高斯性导致了比我们可观测视界更大的极长波长不均匀性与辐射和物质密度的较小尺度波动之间的相关性。物质等曲率扰动主要有助于低CMB多极，因此可以导致大角度尺度上的半球形不对称，在较小尺度上可以忽略不计的不对称。在曲率模型中，物质等曲率扰动与原始密度扰动部分相关，我们无法在大角度尺度上获得显着的不对称性，同时尊重当前对所观察到的四极子的观测约束。然而，在轴子模型，其中的物质isocurvature和原始密度扰动是不相关的，我们发现它可能会获得一个显着的不对称性，由于isocurvature模式在大的角度尺度。这种半球不对称的等曲率原点自然会在大尺度上引起CMB偏振的独特不对称。
2014-10-29 astro-ph.CO hep-th
Scale-dependent hemispherical asymmetry from general initial state during inflation
我们考虑一个一般的初始状态的通货膨胀的机制产生的尺度依赖的半球形不对称性。一个可观察到的尺度相关的非高斯性的产生，导致可观察到的半球形的不对称性从超地平线长模式调制。我们发现偶极不对称性的振幅在小角度尺度上呈指数下降，这可以解释在这些尺度上偶极不对称性的缺失.此外，依赖于非真空初始状态的性质，偶极不对称性的振幅具有振荡特征，这可以在仔细的CMB图分析中检测到.此外，我们表明，非真空初始状态提供了一个自然的机制，以提高超视界长模式扰动所需的偶极子不对称性。
2014-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Negative Running of the Spectral Index, Hemispherical Asymmetry and the Consistency of Planck with Large $r$
普朗克倾向于谱指数的负向运行，可能性由低多极$l \lesssim 50$主导，而不倾向于运行在更高的$l$。负谱指数也是必要的2- $σ$普朗克上限的张量标量比$r$是一致的值显着大于0.1。普朗克还观察到CMB功率谱的半球形不对称性，也主要是在低多极。在这里，我们考虑是否负责半球不对称的物理也可以解释负运行的光谱指数和普朗克的一致性与一个大的值$r$。负运行的频谱指数可以产生，如果半球形的不对称性是由于规模和空间相关的调制，抑制CMB功率谱在低多极。我们发现，在低$l$观察到的半球形不对称性可以产生，同时满足在较高的$l$的不对称性的约束，并产生一个负的光谱指数的正确的幅度来解释普朗克观测，并允许普朗克符合一个大的值$r$。
2014-10-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Local bandpower diagnostics for the hemispherical power asymmetry in CMB E-mode polarization
本研究提出局部带功率诊断方法，检验CMB E模式极化的半球功率不对称性起源，通过Planck数据验证信号的CMB层面属性，为后续LiteBIRD应用奠定基础。
2026-08-03 astro-ph.CO
Hemispherical Power Asymmetry of the Cosmic Microwave Background from a Remnant of a pre-Inflationary Topological Defect
观测表明，在宇宙微波背景的涨落中存在着大尺度的异常。在这些异常中，半球功率振幅不对称性的相关长度与可观测宇宙的相关长度相当。我们提出，在暴胀之前，由U（1）对称性的自发破缺所产生的拓扑缺陷在宇宙的可观测区域产生了初始相位变化$δθ$。如果缺陷在视界内，则该相位波动的幅度由拓扑保护，并且如果缺陷离开视界，则该相位波动的幅度由因果关系冻结。在暴胀之后，当哈勃速率下降到与玻色子场的质量相当的水平时，相对应的玻色子场开始振荡。新产生的玻色子粒子的能量密度在整个可观测的宇宙中是变化的。玻色子随后在BBN时期之前衰变为辐射，由此产生的能量密度波动产生了观察到的功率不对称性。这种情况下预测的尺度依赖的调制幅度功率不对称性，此外，作为拓扑缺陷所产生的相变是一个非常普遍的现象，所观察到的半球形的不对称性可以被看作是宇宙膨胀的证据。
2017-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Frequentist comparison of CMB local extrema statistics in the five-year WMAP data with two anisotropic cosmological models
我们提出了两个模型的局部极值研究，引入一个首选的方向观察到的宇宙微波背景（CMB）温度场。特别是，我们做了一个频率论比较的一点和两点的统计偶极子调制和ACW模型的数据从五年威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）。这种分析的动机是以前发现的异常WMAP数据，特别是在半球分区分析时的温度各向异性的统计性质的差异。一点统计的分析表明，以前确定的半球方差的困难，显然可以克服由偶极调制场，但新的不一致出现，如果被认为是统计的平均值和L-依赖。局部极值的两点关联函数、温度对乘积和点-点空间对计数表明，这种调制的影响是在比偶极子或四极子波长更小的尺度上使温度场过度“不对称”，这是观测数据所不赞成的，然而，ACW模式预测的结果与标准各向同性假设是一致的。两点分析证实，这种类型的违反各向同性的温度极值统计的影响是相对较弱的。从这项工作中，我们的结论是，需要一个模型与更多的空间结构比偶极调制或旋转不变性破坏模型，以充分解释所观察到的大规模异常的WMAP数据。
2009-10-19 astro-ph.CO
Litmus Test for Cosmic Hemispherical Asymmetry in the Cosmic Microwave Background B-mode polarization
最近对宇宙微波背景（CMB）温度场的测量为构成当代宇宙学基本原则的统计各向同性（SI）的破坏提供了诱人的证据。CMB空间任务、WMAP和Planck观测到了大角度尺度下SI温度场的$7\%$偏离。然而，由于在低多极时的宇宙方差更高，预计这一测量的意义不会从未来的任何CMB温度测量中得到改善。我们表明，弱透镜的CMB由于标量扰动产生相应的SI违反$B$模式的CMB偏振在较小的角度尺度。这种现象的可测量性取决于功率不对称存在的尺度（$l$范围）。仅限于温度场中的$l<64$的功率不对称性不会导致从该新窗口的任何显著的可观察效果。然而，这种效应可以对标量扇区中存在的半球不对称尺度的空间范围施加独立的限制。
2016-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on cosmic hemispherical power anomalies from quasars
最近对来自WMAP卫星的宇宙微波背景（CMB）图的分析发现了半球功率异常的证据，即CMB功率谱在大角度尺度上的偶极调制，振幅为+/-14%。Erickcek等人提出了一个暴胀模型来解释这种反常现象。他们的方案是一个变化的曲率的情况下，曲率拥有一个大规模的空间梯度，调制的振幅CMB波动。我们表明，这种情况下也会导致空间梯度的扰动σ_8的振幅，因此在任何高度偏置的示踪剂的底层密度场的偶极子不对称。利用斯隆数字巡天的高红移类星体，我们发现这样一个梯度的上限为|nabla sigma_8|/σ_8 <0.027/ r_{lss}（99%后验概率），其中r_{lss}是到最后散射表面的共移动距离。这排除了曲率空间梯度场景的最简单版本。
2009-08-27 astro-ph.CO
Hemispherical Power Asymmetry from Scale-Dependent Modulated Reheating
我们提出了一个新的模型的调制再热的基础上的CMB半球功率不对称性。如果暴胀子衰变率的主要调制在调制场$σ$中是线性的，那么调制再加热的非高斯性可以小到足以满足普朗克的约束。然后，$σ$必须获取具有红色标度依赖性的空间调制功率谱。如果$σ$的原始微扰是通过一个复杂的标量场的快子生长产生的，这可以实现。调制再加热由于$σ$，然后产生空间调制和尺度依赖的次主导贡献的绝热密度扰动。我们表明，它是可能的，以占观察到的不对称性，同时保持一致的边界从类星体的数量计数，非高斯性和CMB温度四极。该模型预测，调制再加热分量将修改绝热扰动谱指数及其运行。
2014-02-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Power Asymmetries in the Cosmic Microwave Background Temperature and Polarization patterns
我们测试了宇宙微波背景在温度和极化方面的各向异性。我们研究了半球不对称性，以前只在温度场中发现，相对于Hansen等人（2009）确定的轴。在这种程度上，我们利用低分辨率WMAP 5年温度和偏振Nside = 16图和最佳角功率谱估计BolPol（Gruppuso等人，2009）。我们考虑两个简单的估计的功率不对称性，我们比较我们的研究结果与蒙特卡罗模拟，考虑到全噪声协方差矩阵。我们确认在南半球的温度角功率谱的功率过剩在一个显着的水平，3西格玛和4西格玛之间，这取决于所考虑的多极的确切范围。我们没有发现显着的功率不对称的梯度（旋度）组件EE（BB）的偏振角谱。此外，互相关功率谱，即TE，TB，EB，显示没有显着的半球不对称性。我们还表明，Vielva等人（2004）在南银河半球发现的冷点并没有改变多极半球不对称的意义，这可以通过分辨率Nside = 16的地图来探测。虽然半球温度不对称的起源仍然不清楚，但对偏振模式的研究可以为其解释提供有用的信息。因此，我们预测的蒙特卡罗普朗克探测偏振不对称的能力。
2010-05-11 astro-ph.CO
Direction dependence of cosmological parameters due to cosmic hemispherical asymmetry
WMAP和普朗克观测到的宇宙微波背景（CMB）温度场存在宇宙半球不对称性的持续证据增加了其宇宙学起源的可能性。这个信号的存在可能会导致不同方向的标准模型宇宙学参数的不同值，这可能对其他使用它们的研究产生重大影响。我们研究了这种宇宙半球不对称性对宇宙学参数的影响，使用非各向同性高斯随机模拟注入尺度相关和尺度无关的调制强度。我们的分析表明，$A_s$和$n_s$是最敏感的参数，以获得整个天空的位置依赖性的各向同性破坏现象的研究。正如预期的那样，我们发现最大的变化出现的情况下，尺度无关调制的CMB各向异性。我们发现，在普朗克数据中看到的尺度相关的调制轮廓可能会导致只有$1.25σ$偏差在$A_s$相比，它的估计从各向同性CMB天空。
2016-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The small scale power asymmetry in the cosmic microwave background
本文研究了小角尺度下宇宙微波背景的半球功率不对称性。我们发现在多极范围l=601-2048中存在非常高的不对称性，其统计显著性为6.5 σ。然而，我们发现，这种极端的异常只是一个巧合的其他三个影响，相对论性的功率调制，边缘效应从应用的掩模，和尺度间的相关性。在对所有这些影响进行校正后，显著性水平下降到~1 sigma，即，在小角度尺度中没有异常的固有不对称性。使用该零结果，我们推导出对潜在偶极调制幅度的约束，在95% C. L.下，在~10 Mpc尺度上A（k）<0.0045。任何试图解释大角度尺度下半球不对称性的理论模型都必须满足这个新的约束。
2013-09-27 astro-ph.CO
Unified origin of hemispherical asymmetry in scalar and tensor perturbations
最近对宇宙微波背景辐射（CMB）的温度和偏振的测量提高了我们对宇宙的认识，并且与$Λ$ CDM宇宙学模型非常一致。然而，尺度相关的功能，如功率抑制的角功率谱和宇宙半球不对称性（CHA）的温度场的CMB在大的角尺度，暗示在可能的偏离$Λ$ CDM模型持续在CMB数据。本文提出了一种与暴胀标量场中可能的初始不均匀性有关的物理机制，这种机制可以在具有初始快卷相位的单场暴胀模型的框架内，在标量和张量扇区中产生CHA。CHA在标量和张量扰动中的调制幅度是相关的，并且依赖于暴胀子势的初始形状。利用CHA的观测值，在满足CMB温度场各向同性的条件下，在单场初始快卷暴胀模型的框架下，得到了张量扰动下CHA振幅的理论上界.该界限表明，在张量扇区中的$0.05\%$调制的最大值是可能的，因此在未来任务的可测量性内，张量扰动应该是统计各向同性的。
2016-07-14 astro-ph.CO gr-qc
Joint Bayesian analysis of large angular scale CMB temperature anomalies
宇宙微波背景的测量结果与和谐宇宙学模型一致，除了一些值得注意的异常：功率抑制，与和谐模型中预期的相比，温度数据中缺乏大尺度功率，以及宇宙半球不对称性，统计各向同性的偶极击穿。在双极球谐函数中扩展CMB协方差自然地参数化了这两个大尺度的异常，使我们能够对功率谱和统计各向同性的违反进行详尽的、完全贝叶斯的联合分析，直到偶极水平。我们的分析揭示了宇宙半球不对称性的尺度依赖性。假设一个双参数幂律形式的尺度依赖偶极调制模型，我们研究了振幅$A(l = 16)$和幂律指数$α$的后验概率密度函数，并找到了最大后验概率值$A_*(l = 16) = 0.064 \pm 0.022$和$α_* = -0.92 \pm 0.22$。与宇宙半球不对称性相关的最大后验方向是银河系坐标系中的$(l,b) = (247.8^o, -19.6^o)$，与以前的分析一致。我们评估贝叶斯因子$B_{SI-DM}$以比较宇宙半球不对称模型与各向同性模型。数据倾向于各向异性模型（$B_{SI-DM}=0.4$），但基本上不支持该模型。我们考虑了几个先验，发现这个证据比是强大的先验选择。联合推断的各向同性功率谱和非对称模型的参数时，大规模的功率抑制不软化，这表明没有证据表明，这些异常耦合。
2019-08-19 astro-ph.CO
Asymmetry and non-random orientation of the inflight effective beam pattern in the WMAP Data
WMAP数据中的高斯性异常被认为是由于对束流不对称性的处理不足。在本文中，我们研究这个问题，并开发了一种方法来估计飞行中的有效光束的形状，特别是不对称性和方位角取向。我们将整个地图分成正方形补丁，并利用傅立叶空间中的信息。对于包含明亮的河外点源的斑块，我们可以直接估计它们的形状，从中可以看出飞行中的有效光束。对于那些没有，我们估计模式通过扰动相位和直接从傅立叶振幅。我们表明，飞行中的有效光束卷积的信号确实是非对称的大部分天空，它不是随机定向。然而，在黄道两极周围，由于来自扫描策略的光束的不同取向的平均效应，不对称性较小。非对称性显著的有效光束沿椭圆经线方向以几乎平行的方式组合。然而，在前景清洁的ILC地图中，由光束效应引起的系统性显著减少。
2013-09-03 astro-ph.CO
The hemispherical asymmetry from a scale-dependent inflationary bispectrum
如果原始的双谱是足够大的，然后CMB半球形的不对称性可以解释由一个大规模的模式的异常振幅扰动的zeta两点函数。我们扩展以前的计算，这是限制在一个或两个源的情况下，通过提供一种方法来计算在任何模型中的两点函数的响应产生一个“本地样”的双谱。在一般情况下，这表明，它不是减少的双谱fNL源的模式耦合的振幅和尺度依赖性，而是一个组合的“响应函数”。我们讨论了为什么很难构建成功的场景，并列举了微调，这似乎是必要的。最后，我们展示了一个具体的模型，它可以被设计成与观测约束相匹配，并表明对于普朗克实验，它似乎具有|fNL-局部| ~ |fNL-马| ~ |fNL-邻位|~ 1.因此，与以前的分析相反，我们的结论是，即使没有调整我们的位置上的长波长模式，它是可能产生的不对称性，同时尊重观测约束的双谱和low-ell多极。
2016-06-24 astro-ph.CO hep-th
Anomalous parity asymmetry of WMAP power spectrum data at low multpoles: is it cosmological or systematics?
我们已经调查了WMAP 7年功率谱的奇宇称偏好。与模拟结果的比较表明，WMAP数据的奇校验偏好（2<= 1 <=22）在千分之四的水平上是反常的。我们研究了它的起源，排除了一些非宇宙学的起源，如非对称光束、噪声和切天效应。我们还发现原始起源需要|Re[Φ（\mathbf k）]| \ll| Im[Φ（\mathbf k）]|对于k \lesssim 22/η_0，其中η_0是当前共形时间。与奇宇称偏好相关的多极现象恰好与其他一些CMB异常现象相吻合。因此，可能存在一个共同的起源，无论是否是宇宙学的。此外，我们发现低四极幂可能是奇宇称偏好反常的一部分，而不是孤立的。普朗克探测器拥有广泛的频率覆盖范围和不同于WMAP的系统学，它可能使我们能够解决异常奇宇称偏好之谜。
2010-09-02 astro-ph.CO
Scale-dependent CMB asymmetry from primordial configuration
我们证明了拓扑缺陷可以解释CMB的半球功率不对称性。第一点是，在暴胀之前已经存在的缺陷配置可以引起CMB的不对称性。第二点是调制机制，如曲率和其他调制机制，可以解释不对称性的尺度依赖性。使用一个简单的分析的$δN$形式主义，我们显示模型中，尺度依赖的半球形功率不对称性的原始配置的缺陷解释。
2014-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Anomalous parity asymmetry of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe power spectrum data at low multipoles
我们研究了我们的早期宇宙的非高斯性，通过比较宇称不对称的WMAP功率谱与模拟。我们发现WMAP数据的奇宇称偏好（2<= 1 <=18）在千分之四的水平上是反常的。我们发现，低四极功率可能是这种宇称不对称的一部分，而不是一个孤立的异常。这一异常现象的成因是宇宙学的还是系统的，还有待进一步的研究。普朗克探测器的数据，它有不同于WMAP的系统学，将帮助我们解决异常奇宇称偏好的起源。
2010-05-22 astro-ph.CO
Hemispherical asymmetry from an isotropy violating stochastic gravitational wave background
普朗克对宇宙微波背景温度的测量使得$Λ$ CDM模型受到非常严格的约束。然而，数据表明，在大角度尺度的偶极调制的温度波动的证据，这是超出了标准的统计各向同性（SI）$Λ$ CDM模型。普朗克测量的信号需要一个尺度依赖的调制幅度，这超出了普朗克考虑的唯象模型的范围。我们提出了一个具有混合调制场的唯象模型，用于描述影响大角尺度温度涨落的标量和张量扰动。因此，这个模型是一个可能的路线来解释调制场的尺度依赖性。该模型的突出预测是方向相关的张量标量比，导致各向异性的随机引力波背景（SGWB）。该特征可从普朗克和BICEP-2的$B$模式偏振图中潜在地测量，并导致调制强度的确定。对Planck模型和PRISM模型进行了SI违反极化场的可测性估计。极化场中信号的缺失会限制模型的可行性。
2015-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Local variance asymmetries in Planck temperature anisotropy maps
最近的研究表明，温度各向异性的局部方差图是研究大尺度半球功率不对称性的简单而有用的工具。这是通过研究局部方差图的偶极子分布来完成的。在这项工作中，我们扩展了偶极不对称性的研究，局部方差图使用前景清洁普朗克143 GHz和217 GHz的数据到更小的尺度。在这样做时，我们包括CMB多普勒偶极子的影响。此外，我们表明，它是可以使用本地方差地图来测量这些普朗克通道地图的多普勒偶极子，在删除大规模的功能（高达$l=600$）后，在约$3 σ$的意义。在这些小尺度上，我们没有发现任何功率不对称的方向上的异常大尺度功率不对称超出预期的宇宙方差。在大尺度上，我们验证了以前的结果，即半球形功率不对称的存在下，至少$3.3 σ$的意义。
2014-11-12 astro-ph.CO
Testing the Dipole Modulation Model in CMBR
半球形的功率不对称，观察到的CMBR数据，一般被解释的偶极调制模型的温度波动。在这里，我们指出，这个模型导致了几个预测，可以直接在当前的数据进行测试。我们建议测试半球功率不对称在真实和多极空间。通过对WMAP和PLANCK数据的检验，发现了偶极调制模型的显著信号。偶极子的振幅和方向也同意，在误差范围内，与早期的结果的基础上，在多极空间的半球形分析。我们还发现的证据表明，有效的偶极子调制幅度增加的多极l在范围l=2-64。
2017-10-29 astro-ph.CO hep-ph
The Pesky Power Asymmetry
普朗克合作组提出的宇宙微波背景（CMB）半球功率不对称的物理模型必须满足CMB对宇宙均匀性的约束和类星体对功率不对称性的约束。我们调查了各种模型的功率不对称性，并表明一致的模型包括调制的尺度相关的等曲率贡献的物质功率谱或调制的再电离光学深度，引力波振幅，或标量谱指数。我们提出了进一步的测试来区分不同的场景。
2013-03-27 astro-ph.CO
A forecast for the detection of the power asymmetry from galaxy surveys
我们调查的可能性检测红移调查半球功率不对称的CMB观测中首次报道类似。我们假设半球的不对称性来自于扰动振幅在共动坐标中的线性梯度。我们预测的星系或星系团示踪剂使用的偏移集的方法，这样做的基础集群和示踪剂的偏差的变化帐户。基于预测的示踪剂的聚类变化，我们进行了Fisher矩阵预测的星系聚类幅度和计算的统计意义，理想的调查和计划的调查。结果表明，如果不对称确实存在，DESI星系巡天将能够检测到高于$3σ$显著性的信号。我们还研究了上述结果的振幅和尺度依赖性。DESI星系巡天可以探测到大于0.04的偶极振幅，这相当于温度波动沿偶极方向和相反方向的$\pm4\%$差，至少在$2σ$水平上。此外，我们调查调制的功率谱，表现出不对称性，只有大尺度。这种调制是潜在可检测的。对于银河系质量示踪剂，尺度相关调制产生更大的变化，在大尺度功率谱比尺度无关调制，因为前者不改变的偏见。
2017-11-07 astro-ph.CO
CMB low multipole alignments in the $\mathbfΛ$CDM and Dipolar models
偶极模型\cite{Gordon:2005ai}由于可以从唯象上解释WMAP和Planck数据中发现的CMB半球功率不对称性而引起了人们的极大兴趣。由于这样一个模型在大的角度尺度上明确地打破了各向同性，因此很自然地想知道它是否也可以解释其他的CMB方向异常。通过对低$\ell$配向的研究，并假设$Λ$ CDM，我们证实了四极/八极和偶极/四极/八极配向是异常的，其显著性可达$99.9\%$ C.L.，WMAP和Planck的数据。此外，我们第一次表明，这样的功能也是异常的偶极模型，大致在同一水平的$Λ$ CDM。我们的结论是，偶极模型并没有提供一个更好的拟合数据比$Λ$ CDM。
2015-03-05 astro-ph.CO
CMB-S4 and the Hemispherical Variance Anomaly
宇宙微波背景（CMB）的全天空温度数据表明，功率的半球不对称性几乎与椭圆形一致。在实际空间中，这种异常可以用北半球和南半球的温度变化来量化。在这种情况下，北半球显示出异常低的方差，而南半球似乎不显着（与最佳拟合理论$Λ$ CDM的预期一致）。虽然这是一个在温度方面的公认结果，但电流极化数据中的低信噪比阻止了类似的比较。这将随着拟议的地基CMB实验CMB-S4而改变。考虑到这一点，我们生成了受温度数据约束的偏振图的实现，并考虑到CMB-S4中可能存在的两种不同的天空覆盖场景，预测了偏振的半球方差的分布：完全的北极北覆盖和仅从智利阿塔卡马高原的地面望远镜可以观察到的北方部分。我们发现，即使在一组受温度数据约束的实现中，在温度中观察到的低北半球方差在偏振中也是不期望的。因此，极低的偏振方差检测将提供强有力的证据，反对温度异常只是统计侥幸的假设。我们显示，在$Λ$ CDM，如何在天空覆盖的情况下方差测量相关。我们发现，在天空覆盖范围有限的情况下，方差是一个很好的统计数据，但完整的北方覆盖范围仍然是可取的。
2016-08-07 astro-ph.CO
Constraints on the SZ Power Spectrum on Degree Angular Scales in WMAP Data
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应具有独特的光谱特征，可以将其与宇宙微波背景（CMB）和前景的波动分离开来。使用CMB各向异性测量威尔金森微波各向异性探测器的五年的地图，我们限制SZ波动在大，度角尺度对应的多极在10至400的范围内。我们提供上限SZ波动多极大于50，并找到证据半球不对称信号在10度角尺度。探测到的信号的幅度不能很容易地用星系晕中允许的电子数密度和温度来解释。我们未能将多余的信号解释为已知银河系前景或仪器不确定性（如1/f噪声）的残留。
2011-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large-scale anomalies in the cosmic microwave background as signatures of non-Gaussianity
我们推导了在宇宙微波背景（CMB）中，如果原始涨落是非高斯的，并扩展到超视界尺度，观测偏离统计各向同性的概率的一般表达式。主要的动机是正确地描述的原始功率谱的偶极子和偶极子调制的超视界和亚视界扰动之间的耦合产生的。与以前的建议产生半球形的功率不对称，我们不假设功率不对称的结果从一个单一的大超视界模式。相反，我们将观测到的功率谱外推到超视界尺度，并计算在比可观测宇宙更大的尺度上特定实现非高斯扰动所导致的功率不对称。我们的研究包括许多的情况下，已提出可能的解释CMB半球功率不对称。我们确认我们的分析预测的概率，一个给定的功率不对称比较它们的数值实现的CMB地图。我们发现，非高斯性和尺度相关的局部非高斯性的非局部模型产生的功率谱的尺度相关的调制，从而可能产生单极和偶极功率调制的大规模。然后，我们提供了简单的例子，找到后验分布的参数的双谱从所观察到的偶极子和偶极子调制。
2016-01-25 astro-ph.CO
Possible detection of the M31 rotation in WMAP data
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）提供的宇宙微波背景（CMB）辐射数据对理解宇宙早期阶段的各种物理过程和宇宙学参数的估计产生了深远的影响。在这里，7年的WMAP数据被用来跟踪附近的巨螺旋星系M31的盘和晕。我们通过将M31周围的天空区域划分为几个同心圆区域，分析了WMAP三个波段（W，V和Q）的温度过剩。我们通过考虑真实WMAP地图中的500个随机控制场和从最佳拟合宇宙学参数模拟500张天空地图来研究检测到的温度过高的鲁棒性。通过比较获得的温度对比度与真实的对M31星系，我们发现，在M31盘的温度不对称性是相当强大的，而在晕的影响是较弱的。沿M31旋转方向的M31盘中的平均微波温度的不对称性被观察到，温度对比度高达约130 microK/像素。我们还发现了一个温度不对称的M31晕，这是弱得多的磁盘，到银河系的距离约为10度（120千秒差距）的峰值温度对比度约为40 microK/像素。虽然信号的置信水平不高，但如果纯粹统计地估计，由于效应的弱点，这是可以预期的，温度不对称的几何结构指向由M31晕的旋转调制的明确效应。这一结果可能会开辟一种新的方法，使用高精度的CMB测量来探测这些相对较少研究的星系物体，例如普朗克卫星或计划中的气球实验，这可能会证明或反驳我们的结论。
2011-09-28 astro-ph.CO
Parity Asymmetry in the CMBR Temperature Power Spectrum
我们研究了最近文献中报道的WMAP的CMB温度数据多极展开中偶奇多极子之间的功率不对称性。我们引入了一个替代的统计探测这种效果更敏感。我们发现，在整个多极范围$l=[2,101]$的数据是高度异常和一致的$2σ$的显着性水平之外。我们研究的可能性，这种不对称性可能是由前景清洁程序或残留的前景。通过直接模拟，使用普朗克天空模型的前景，我们排除了这种可能性。我们还研究了几种可能的次优势前景，这可能会导致这样的不对称。然而，在所有情况下，我们都无法解释数据中看到的信号。接下来，我们将使用WMAP科学团队所遵循的程序之外的程序来检查清洁的地图。具体而言，我们分析了由IPSE程序、Needlets和谐波ILC程序清理的标测图。在所有这些情况下，我们没有发现统计上显著的功率不对称信号。这与WMAP最佳拟合功率谱和ILC图所得到的结果相反。最后，我们测试的贡献，低$l$多极所观察到的功率不对称。我们发现，如果我们消除前六个多极，$l=[2,7]$，显着性下降到$2σ$ CL以下。因此，我们发现，信号从低$l$模式得到主要贡献。
2011-11-30 astro-ph.CO
Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Are There Cosmic Microwave Background Anomalies?
一个简单的六参数LCDM模型提供了一个成功的拟合WMAP数据，无论是当数据单独分析和与其他宇宙学数据相结合。即便如此，寻找任何偏离现在宇宙学标准模型的线索也是合适的，标准模型包括暴胀、暗能量、暗物质、重子和中微子。宇宙学界对WMAP的数据进行了广泛而多样的分析。虽然六参数LCDM模型的总体成功得到了广泛的认同，但与该模型相关的各种“异常”也被报道。在本文中，我们研究潜在的异常，并提出分析和评估其意义。在大多数情况下，我们发现声称的异常依赖于后验选择的某些方面或子集的数据。与基于最佳拟合模型的天空模拟相比，可以选择WMAP数据的低概率特征。低概率特征是可以预期的，但通常并不能直接确定任何特定的低概率特征是后验选择还是非标准宇宙学的结果。我们详细研究了LCDM模型的功率谱的性质。我们研究了几个潜在的或以前声称的异常的天空地图和功率谱，包括冷点，低四极功率，四极八极对齐，半球或偶极子功率不对称，和四极功率不对称。我们的结论是，没有令人信服的证据偏离LCDM模型，这是一个普遍接受的统计拟合WMAP和其他宇宙学数据。
2011-01-03 astro-ph.CO
Hemispherical Anomaly from Asymmetric Initial States
我们研究了CMB中的半球不对称性是否是由“不对称”激发的初始条件产生的。我们表明，在从Bunch-Davies真空的偏差是大的和新的物理的规模是最大限度地从膨胀哈勃参数分离的极限，原始功率谱调制仅由位置相关的偶极和四极条款。需要在功率谱中的偶极贡献占所观察到的功率不对称，$A=0.07\pm0.022$，我们表明，四极项的量大致等于$A^2$。{ \it平均}局部双谱在激发初始状态下得到增强，在普朗克2015年大场模型$f_{\rm NL}\simeq 4.17$结果的$1σ$范围内，但可以通过未来的CMB实验达到。局部非高斯性的幅度在该平均值周围调制，这取决于2d CMB表面上的相关块与优选方向形成的角度。对于短波长模式和长波长模式围绕优选极点和具有$f_{\rm NL}^{\rm min}\approx 3.64 $的$|\vec k_3|\approx |\vec k_{l\approx10}|\ll |\vec k_1|\approx |\vec k_2|\approx |\vec k_{l\approx2500}|$的配置，变化量最小。最大值出现在这些模式处于优选极点$f_{\rm NL}^{\rm max}\approx 4.81$的对极时。这两种配置之间的非高斯性差异与$\simeq 1.17$一样大，这可以用来将这种情况与试图解释所观察到的半球不对称性的其他情况区分…
2016-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity in WMAP 5-year CMB map seen through Needlets
我们假设宇宙微波背景辐射是高斯型的，这一假设与最近非常精确的测量结果是一致的。尽管如此，标准暴胀情景预测了少量的非高斯性，而更奇特的模型则表明了更高程度的非高斯性。严格限制CMB数据中的高斯性水平代表了理解物理学和宇宙起源的基本方法。通过针状物，一种新的再现小波，其特征在于在谐波和像素域的本地化的优良性能，我们能够检测到异常点在南半球负责大约50%的功率不对称，我们测量的CMB功率谱，并进行详细的分析针状物双谱。然后，我们将原始非高斯参数$f{\rm NL}=21\pm40$限制在68% c.f.，并发现双谱中的高度不对称性，特别是在等腰配置中。
2009-10-05 astro-ph.CO
Hemispherical Variance Anomaly and Reionization Optical Depth
CMB全天空温度数据显示，功率的半球不对称性几乎与椭圆形一致。在真实空间中，这种异常可以通过北半球和南半球的温度变化来量化，北半球显示出异常低的变化，而南半球似乎与最佳拟合理论LCDM的预期一致。虽然这是一个在温度方面的公认结果，但电流极化数据中的低信噪比阻止了类似的比较。即使温度和偏振是相关的，由温度数据约束的偏振实现表明，预计偏振数据中不存在方差的缺乏。因此，测试温度结果是否是侥幸的一种自然方法是测量CMB偏振分量的方差。在未来的CMB实验，将允许高精度的大规模偏振测量的预期中，我们研究偏振的方差如何依赖于LCDM参数的不确定性预测偏振图与普朗克的MCMC链。我们发现，与温度方差，偏振方差是显着敏感的宇宙学参数的不确定性。这主要来自于当前对再电离光学深度τ的约束较差，以及τ在低多极驱动方差的事实。在这项工作中，我们展示了如何的偏振映射的方差一般依赖于宇宙学参数。我们演示了如何在普朗克的两个最新的数据发布之间看到的τ测量的改善结果在更严格的约束偏振方差的期望。最后，我们考虑更小的不确定性，以及如何更精确的测量τ可以驱动的期望接近宇宙方差有限分布的半球偏振方差。
2019-12-05 astro-ph.CO
Implications of primordial power spectra with statistical anisotropy on CMB temperature fluctuation and polarizations
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）和普朗克观测报告了宇宙微波背景（CMB）温度波动的半球不对称性。这种半球不对称性可能源于宇宙暴胀时期的原始统计各向异性。本文研究了具有偶极各向异性的原始功率谱对CMB温度涨落和偏振的可能影响。我们明确地表明，统计偶极各向异性可能会导致非对角（\(\ell'\neq\ell\)）$TT$，$EE$，$BB$和$TE$的相关性，以及对角（\(\ell'=\ell\)）$TB$和$EB$光谱。特别地，这些相关系数一般预期是\(m\)依赖性的。这些统计各向异性的信号可能在未来的CMB观测中得到检验。
2014-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Directional dependence of LCDM cosmological parameters
我们研究半球功率不对称（埃里克森等。等人，2004，Hansen et.等人，2004，Hansen et. 2009年），WMAP 9年数据。在应用KQ 85掩模之后，我们分析了组合的V-和W-波段天空图，并且发现对于ell=2-600，在3.4西格玛置信水平下，不对称性在统计上是显著的，其中数据是信号主导的，具有优选的不对称方向（l，b）=（227，-27）。从六个独立的多极范围估计的各个不对称轴都与这个方向一致。随后，我们估计了不同的天空部分的宇宙学参数，并表明参数A_s，n_s和Omega_b是最敏感的这种功率不对称性。特别地，对于与优选不对称轴对齐的两个相对半球，我们分别发现n_s = 0.959 \pm 0.022和n_s = 0.989 \pm 0.024。
2013-07-26 astro-ph.CO
Power asymmetry in CMB polarization maps from PLANCK : a local variance analysis
在迄今为止的全天空温度测量中，发现了CMB天空相对半球上功率不对称的持续信号。这种不对称性在WMAP和普朗克卫星的微波天空中就被发现了，这引起了人们对\emph{statistical isotropy}这个更大问题的关注，它是现代宇宙学的基本原理之一。在这项工作中，我们提出了从普朗克2015年完整的任务数据极化CMB地图的分析。我们将局部方差估计器应用于来自普朗克2015偏振\texttt{Commander}解决方案的低分辨率$E-$模式图。我们发现一个显着的半球形功率不对称的偏振数据在大的角度尺度上，在$\sim 2.6-3.9\%$的水平取决于银河掩模，和用于计算本地方差图的圆盘半径。然而，方向被发现是指向广泛的CMB动力学偶极子方向。未来对CMB偏振的精确测量将揭示温度和偏振CMB天空中各向异性轴的明显差异，以及系统学对我们研究结果的可能影响。
2017-10-02 astro-ph.CO
Needlet Bispectrum Asymmetries in the WMAP 5-year Data
我们应用针状形式主义的威尔金森微波各向异性探针5年的数据，寻找证据的非高斯的针状振幅的双谱。我们证实了早期的研究结果的不对称性在南北银河半球之间的非高斯。我们试图隔离的规模和几何配置是最不正常的，并发现双谱是最重要的大规模和在更共线的配置，也在“压缩”的配置。然而，这些异常似乎并不影响非线性参数$\fnl$的估计，我们看到在两个半球中测量的值之间没有显著差异。
2010-02-02 astro-ph.CO
Testing CMB Anomalies in E-mode Polarization with Current and Future Data
本文利用Planck、CLASS和LiteBIRD的CMB模拟，探讨了E模偏振数据独立检验CMB温度数据中四种异常的能力，发现未来LiteBIRD数据将显著降低异常估计量的误差。
2023-04-10 astro-ph.CO
Detection of Dipole Modulation in CMB Temperature Anisotropy Maps from WMAP and Planck using Artificial Intelligence
该研究首创使用人工神经网络（ANNs）基于CMB温度各向异性的局部方差图，区分统计各向同性图与偶极调制图，并预测首选方向的幅度和单位向量，在WMAP和Planck数据中显著且稳健地检测到偶极调制信号，独立于现有方法缓解了对该首选方向的其他地方效应和事后推断的批评。
2023-05-22 astro-ph.CO
CMB Aberration and Doppler Effects as a Source of Hemispherical Asymmetries
我们相对于CMB静止系的特殊运动代表了观测到的CMB天空中的一个优选方向，因为它引起了观测到的CMB光子的明显偏转（畸变）和频率的偏移（多普勒）。这两种效应都会扭曲所有$\ell$的多极$a_{\ell m}$。这种效应是真实的，因为普朗克最近首次根据最近一些论文中的预测进行了测量。然而，当从CMB估计功率谱时，通常认为多普勒仅影响$\ell=1$多极，忽略任何其他校正。在这项工作中，我们使用一个特殊的速度$β= v/c = 1.23 \times 10^{-3}$，以评估在不同的天空区域的功率谱估计的影响，在提升帧的CMB天空的模拟。我们表明，提高诱导南北不对称的功率谱是非常重要的和不可忽略的，约（0.58 $\pm$ 0.10）%的半边天削减时，去到$\ell$ = 2500。我们认为这些效应是相关的，并且可能解释了普朗克数据中出现的一些南北不对称性，这在小尺度上尤其重要。最后，我们分析了ACT实验的特殊情况，该实验只观察到一小部分天空，并表明它在功率谱上存在约1%的偏差，并且在一些宇宙学参数上具有类似的大小：例如，峰值的位置移动了0.5%，光谱的总振幅比全天空的情况低约0.4%。
2014-02-19 astro-ph.CO
Small non-Gaussianity and dipole asymmetry in the CMB
本文提出了一种在宇宙微波背景辐射中获得小的非高斯性和观测到的偶极不对称性的方法。观测结果不可避免地导致多场暴胀动力学，其中每个场都可以产生正或负的大非高斯性，导致精细的抵消，但在半球不对称性上有可观察到的印记。我们在一个简单的慢滚场景中讨论了这种可能性，发现很难解释所观察到的偶极子不对称性。我们简要地讨论了一些投机的情况下，可以解释偶极子不对称。
2013-06-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Expected dipole asymmetry in CMB polarization
我们探讨了在宇宙微波背景极化预测半球不对称时，有一个不对称的温度各向异性，由于原始扰动。我们考虑的情况下，由于绝热和等曲率模式，和张量扰动的不对称性。我们表明，在TE，EE和/或BB相关性的不对称性可以大大大于在TT功率谱在某些情况下。不同互相关中的相对不对称性以及角度尺度依赖性原则上可以区分不对称性的不同起源。
2015-03-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Observation number correlation in WMAP data
利用威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）获得的大尺度非高斯宇宙微波背景（CMB）温度场与观测数的分布特征具有显著的相似性。从这样的相似性的动机，在这项工作中，我们检查的像素温度t和观测数N之间的相关性的WMAP数据。结果表明，在WMAP观测的精密宇宙学研究中，观测误差对WMAP温度图的影响还有待于进一步研究。
2009-05-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on anisotropic cosmic expansion from supernovae
我们通过估计Ia型超新星（SN Ia）哈勃图在低红移（z<0.2）的半球各向异性来检验宇宙膨胀的各向同性。我们比较最适合的哈勃图对半球和搜索的最大不对称的方向。对于一个各向同性的宇宙，我们预期只有一个小的不对称性，由于噪音和附近结构的存在。这个检验不依赖于假设的宇宙内容、假设的引力模型或宇宙的空间曲率。由于大尺度结构的可能的波动的预期进行评估的Λ冷暗物质（ΛCDM）模型，并比较超新星的数据从宪法设置为四个不同的光变曲线拟合，从而允许系统的影响进行研究。哈勃膨胀的半球形不对称性的预期数量级与观察到的数量级一致。哈勃不对称的方向是在95%的置信水平（CL）下建立的。使用MLCS 2k 2和SALT II光变曲线拟合器。在（l，b）~（-35°，-19 °）方向膨胀率最大，这与其他研究报道的方向一致。它的幅度与ΛCDM模型的预期并不矛盾。测得的哈勃各向异性为ΔH/H ~ 0.026。95% C. L。膨胀不对称性ΔH/H<0.038。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc
