Increasing evidence for hemispherical power asymmetry in the five-year WMAP data
受Hansen等人（2008）关于小角度尺度上WMAP数据中明显的半球功率不对称性的最新结果的启发，我们重新审视了Gordon等人（2005）引入的偶极子调制信号模型。该模型假设真正的CMB信号包括由偶极子调制的高斯各向同性随机场，并且其特征在于由整体调制幅度A和优选方向p。由于计算成本，该模型的先前分析被限制为非常低的分辨率。在本文中，我们加倍的角分辨率，并计算全相应的后验分布的5年的WMAP数据。我们的分析结果如下：对于l <= 64和具有WMAP KQ 85天空切割的ILC数据的最佳拟合调制幅度为A=0.072 +/- 0.022，在3.3 sigma处非零，并且优选方向指向银河系坐标（l，b）=（224度，-22度）+/- 24度。对于l <~ 40，来自早期分析的相应结果是A = 0.11 +/- 0.04和（l，b）=（225度，-27度）。因此，当l_max从40增加到64时，非零振幅的统计显著性从2.8 sigma增加到3.3 sigma，并且所有结果在1 sigma内一致。类似地，关于各向同性模型的贝叶斯对数证据差异从Δ ln E = 1.8增加到Δ ln E = 2.6，在Jeffreys量表上被列为“强有力的证据”。原始最佳拟合对数似然差异从Delta ln L = 6.1增加到Delta ln L = 7.3。对于其他数据组合，也发现了类似的结果，而且往往略…
2009-04-20 astro-ph.CO
Probing non-Gaussianities on Large Scales in WMAP5 and WMAP7 Data using Surrogates
探索高斯性是现代宇宙学的关键问题之一，因为它允许区分不同的暴胀模型。我们用一种与模型无关的方法检验了宇宙微波背景（CMB）中的大尺度非高斯性。为此，通过首先混洗属于不感兴趣的尺度的傅立叶相位，然后混洗所研究的长度尺度的剩余相位，来生成所谓的一阶和二阶代理。使用缩放指数作为检验统计量，我们发现非常显着的签名的非高斯性和不对称性在大尺度上的WMAP数据的CMB。我们发现非常相似的结果时，分析不同的ILC地图的基础上WMAP五年和七年的数据。这些独立于地图制作过程的特征不利于各向同性的基本原理以及正则单场慢滚暴胀--除非在收集或还原CMB数据时存在某些未发现的系统误差，或者存在未知的前景贡献。
2010-05-14 astro-ph.CO physics.data-an
CMB low multipole alignments across WMAP and \emph{Planck} data releases
研究WMAP和Planck数据发布中CMB低多极矩的异常对齐，发现l=1,2,3对齐稳健且功率熵持续异常，表明大角尺度CMB偏离宇宙学原理预测的随机性。
2025-06-01 astro-ph.CO
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
On the linear term correction for needlets/wavelets non-Gaussianity estimators
推导了宇宙微波背景辐射数据双谱和非线性参数fNL的针状和小波估计的线性校正项。我们表明，在具有各向异性噪声的掩蔽WMAP类数据上，误差条提高了10-20%，几乎达到了KSW估计器获得的最佳误差条（Komatsu et al 2005）。在全天空和各向同性噪声的限制下，该项消失。我们应用针状和小波估计的WMAP 7年的数据，并获得我们的最佳估计fNL=37.5 \pm 21.8。
2012-02-07 astro-ph.CO
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
Template fitting of WMAP 7-year data: anomalous dust or flattening synchrotron emission?
在我们的银河系天空中探测到了20-40 GHz的异常微波辐射。它与热尘埃排放高度相关，因此被认为是由于旋转的尘埃颗粒。或者，这种发射可能是由于具有平坦（硬）光谱指数的同步辐射。我们交叉相关的同步加速器，自由和热尘埃模板与WMAP 7年的地图使用同步加速器模板在408 MHz和2.3 GHz，以评估目前的平面同步辐射量，以及这对与其他组件的相关性的影响。我们发现，在2.3 GHz的同步加速器光谱指数中只有少量的平坦化可见，Δβ约为0.05，并且在最低WMAP波段中的尘埃相关发射的显著水平在很大程度上不受同步加速器模板选择的影响，特别是在高纬度地区（当使用2.3 GHz而不是408 MHz时，它仅降低约7%）。如果大量的反常辐射是由旋转的尘埃颗粒产生的，这与预期相符。
2018-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Characterization of the polarized synchrotron emission from Planck and WMAP data
这项工作的目的是描述弥漫银河偏振同步加速器，这是占主导地位的CMB前景发射在低频。我们提出了EE，BB和EB功率谱估计从偏振频率图在23和30 GHz的WMAP K波段和普朗克最低频率通道分别观察到，为一组六个天空区域，覆盖从30%到94%的天空。我们研究的同步辐射偏振角分布和光谱能量分布（SED）的所谓的伪$C_\ell$形式主义，提供的NaMaster软件包，在多极间隔30 $\leq$ $\ell$ $\leq$ 300。将普朗克和WMAP数据互相关可以获得最佳结果。EE和BB角功率谱示出了作为多极函数的谱幅度的陡峭衰减，近似为幂律$C^{EE,BB} \propto \ell^{α_{EE,BB}}$，具有$α_{EE}= -2.95\pm0.04$和$α_{BB}=-2.85\pm0.14$。B/E功率不对称性被证明具有B-E比，该B-E比被计算为枢轴多极$\ell = 80$处的幅度比，为0.22 $\pm$ 0.02。EB交叉分量在1 $σ$时与零兼容，在2 $σ$水平时EB/EE比率的上限为1.2%。我们表明，EE和BB幂律模型与零EB互相关描述了相当不错的弥漫同步辐射的全天空，如果明亮的银河系中心和点源被掩盖。恢复的SED示出幂律谱指数$β_{EE}= -3.00 \pm 0.10$和$β_{BB} = -3.05\pm0.36$之间兼容，在频率范围23-30 G…
2022-03-02 astro-ph.CO
Test of cosmic isotropy in the Planck era
宇宙学的两个基本假设是，宇宙在大尺度上平均时是统计均匀的和各向同性的。鉴于这些假设的重大意义，已经进行了大量的统计测试来验证其有效性。自WMAP卫星首次发布高精度宇宙微波背景（CMB）数据以来，已经报道了许多挑战各向同性假设的异常，包括大角度尺度上的偶极功率不对称。在这次演讲中，我将简要总结我们在最新的WMAP和普朗克温度数据中进行的宇宙各向同性测试。
2014-09-03 astro-ph.CO
Bayesian component separation and CMB estimation for the 5-year WMAP temperature data
一个良好的测试和验证吉布斯采样代码，执行组件分离和CMB功率谱估计，被应用到{ \it WMAP} 5年的数据。使用一个简单的模型，包括CMB，噪声，单极子和偶极子，一个"每像素“的低频幂律（适合振幅和光谱指数），和一个热尘埃模板与固定的光谱指数，我们发现，低$\ell$（$\ell < 50$）CMB功率谱是在良好的协议与公布的{ \it WMAP}5的结果。在5年数据中，发现残留单极子和偶极子较小（$\lesssim 3 μ$ K）或可忽略不计。我们全面测试了对前景（如灰尘光谱指数，幂律光谱指数先验，模板）的假设，并发现CMB功率谱对这些选择不敏感。我们确认南北黄道半球之间的功率不对称，这似乎是强大的前景建模。低频频谱指数图表明，相对于在低频率（$\sim$ GHz）处发现的频谱，平均频谱（$β=-2.97\pm0.21$）更陡。
2009-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
On CCC-predicted concentric low-variance circles in the CMB sky
使用WMAP数据对CMB进行的一项新分析支持较早的低温变化同心圆非高斯特征的迹象。共形循环宇宙学（CCC）从宇宙大爆炸之前的一个亿万年中遇到的超大质量黑洞中预测了这些特征。个别低方差圆的真实数据的意义一直存在争议，但最近的独立分析证实了CCC的预期，CMB圆有一个非高斯温度分布。在这里，我们研究同心套低方差圆环的WMAP数据，发现一个高度非各向同性的分布。一个新的“天空扭曲”程序，直接分析WMAP数据，没有呼吁模拟，表明这些同心集的流行取决于环是圆形的，而不是甚至稍微椭圆形，数字急剧下降，随着椭圆度的增加。这与CCC的预期是一致的;同样重要的事实是，尽管发现一些环的半径达到了$15^\circ$左右，但没有一个超过$20^\circ$。同心集合的非各向同性分布可以与先前已知的异常和非高斯CMB特征相关联。
2013-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Hint of relic gravitational waves in the Planck and WMAP data
遗迹引力波（RGW）在宇宙微波背景辐射（CMB）的温度和偏振各向异性上留下了众所周知的印记。在WMAP和Planck任务已经观测到的TT和TE信息通道中，RGW主要在低多极子处与密度扰动竞争。在寻找引力波的过程中，包括高多极CMB数据是危险的，因为谱指数可能不是常数。在本文中，我们重复我们以前的工作[W.Zhao & L. P. Grishchuk，Phys.Rev.D { \bf 82}，123008（2010）]，利用普朗克TT和WMAP TE数据在低多极范围$\ell\le100$。我们发现我们以前的结果得到了{更高的置信度}的证实。由普朗克TT和WMAP TE数据得到的张量-标量比的约束条件是$r\in [0.06,~0.60]$（68% C.L.）其中最大似然在$r\sim 0.2$附近。相应地，在主波数$k_*=0.002$ Mpc $^{-1}$处的谱指数是$n_s=1.13^{+0.07}_{-0.08}$，其在超过$1σ$的水平处大于1。因此，我们认为新公布的CMB数据显示了更强的振幅为$r\sim 0.2$的RGW的暗示，这是有希望被即将到来的BICEP和普朗克偏振数据证实。
2014-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Current Constraints on Anisotropic and Isotropic Dark Energy Models
我们利用高斯过程结合MCMC方法对平坦、弯曲FRW和Bianchi I型时空三种暗能量模型的宇宙学参数进行了约束。为此，我们使用最近编译的36测量哈勃参数$H(z)$在红移中间$0.07\leqslant z \leqslant 2.36$。此外，我们使用这些模型来估计的红移的减速-加速转变。我们考虑哈勃常数当前值的两个高斯先验，即$H_{0}=73\pm1.74 (68\pm 2.8)$ km/s/Mpc，以研究假设的$H_{0}$对我们参数估计的影响。对于统计分析，我们使用NUTS采样器，这是一个扩展的哈密顿蒙特卡罗算法产生的暗能量模型的参数MCMC链。为了比较所考虑的宇宙学，我们执行赤池信息准则（AIC）和贝叶斯因子（$Ψ$）。总的来说，当我们将我们的结果与9年的WMAP以及普朗克2015合作进行比较时，我们发现Bianchi I型模型与非平坦FRW模型的观测数据稍微拟合得更好。
2018-11-29 astro-ph.CO
Follow-up observations at 16 and 33 GHz of extragalactic sources from WMAP 3-year data: II - Flux-density variability
利用16 GHz的Arcminute Microkelvin Imager（AMI）和33 GHz的Very Small Array（VSA）对新的河外WMAP点源目录中的源进行后续观测，我们研究了在几个月到大约1.5年的时间尺度内97个源的完整样本中的通量密度变化。我们发现，53%的93个来源，我们有多个观测，是可变的，在99%的置信水平，以上的通量密度校准不确定性约为4%，在16 GHz的;的分数变化超过20%的来源是15%，在16 GHz和20%，在33 GHz。不仅是这种常见的变异性在源物理学的兴趣高频率发生，但在CMB工作中应对源污染的策略必须考虑到这种变异性。没有强有力的证据表明样品的变异性和通量密度之间存在相关性。使用最大似然法，我们计算的相关性在两个频率的变异性在一个子集的来源分类为变量从AMI和VSA数据，并发现皮尔逊积矩相关系数是非常高的（0.955 +/- 0.034）。我们还发现，在16 GHz（0.202 +/- 0.028）的变化程度是非常相似的，在33 GHz（0.224 +/- 0.039）。最后，我们研究了变率和光谱指数α_13.9 ^33.75（其中S与nu^-α成正比）之间的关系，发现可变源（-0.06 +/-0.05）和不变源（0.13 +/-0.04）的光谱指数存在显著差异。
2009-07-22 astro-ph.CO
Test for anisotropy in the mean of the CMB temperature fluctuation in spherical harmonic space
暴胀的标准模型预测的是统计上均匀的、各向同性的原始波动，这需要通过观测来检验。本文在球谐空间中检验了WMAP测量的宇宙微波背景温度波动平均值的统计各向同性。一个经典的方法来测试一个平均值，像简单的学生的t检验，是不适合这个目的，因为WMAP数据包含各向异性的仪器噪声和遭受的影响的掩模的前景排放，打破了统计的独立性。在这里，我们执行的带功率分析与蒙特卡罗模拟，其中我们考虑到各向异性噪声和掩模。我们发现在99.93%的置信水平在一个特定范围内的多极的非零均值的证据。即使考虑到我们已经测试了多个范围的事实，在99%的置信水平下，反对零均值假设的证据总体上仍然是显著的。
2012-03-29 astro-ph.CO
Relic gravitational waves in the light of 7-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe data and improved prospects for the Planck mission
威尔金森微波各向异性探测器数据的新发布改善了遗迹引力波的观测状况。7年的结果增强了现有数据中残余引力波的迹象，并改变了目前运行的普朗克卫星对残余引力波进行可靠探测的前景。我们对WMAP7数据应用了我们以前使用的相同的分析方法[W。Zhao，中国粘蝇D. Baskaran和L.P.Grishchuk，Phys.Rev.D80，083005（2009）]与WMAP 5数据。我们还用同样的方法修正了我们以前对WMAP3数据的分析。通过对WMAP连续发布的数据进行分析，可以得出这样的结论：表征残余引力波数量的四极比$R$的最大似然值增加到$R=0.264$，并且将该值与$R=0$点（没有引力波的假设）分开的间隔增加到$2σ$水平。密度扰动和引力波的原始光谱在相应的波长范围内保持蓝色，但光谱指数增加到$n_s =1.111$和$n_t=0.111$。假设我们从WMAP 7数据中发现的扰动参数的最大似然估计是参数的真实值，我们发现，即使在关于残余前景污染和仪器噪声的悲观假设下，普朗克实验检测遗迹引力波的信噪比$S/N$也增加到$S/N=4.04$。我们评论的理论框架，在成功的情况下，将被接受或断然拒绝的普朗克观测。
2010-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Smoothing expansion rate data to reconstruct cosmological matter perturbations
不同的暗能量和修正的引力宇宙学之间在背景水平上存在的简并性可以通过在微扰水平上分析量来打破。在这项工作中，我们采用非参数平滑（NSPs）的方法来重建宇宙的膨胀历史（$H(z)$）从模型独立的宇宙计时器和高- $z$类星体的数据。假设宇宙是均匀的、各向同性的平坦宇宙，广义相对论（GR）作为引力理论，我们利用Planck和WMAP-9合作中的$H(z)$重构和$Ω_{m0}$和$σ_8$的实际值计算了线性区域中的非相对论性物质扰动.我们发现，从目前的大尺度结构的观测和估计从宇宙膨胀历史的重建获得的增长率和$fσ_8(z)$的测量之间有很好的一致性。考虑到最近提出的零测试GR使用的物质扰动，我们也适用于重建$fσ_8(z)$的方法。对于这种情况，当使用普朗克（WMAP-9）先验时，我们发现与标准相对论宇宙学存在$\sim 2σ$张力（良好一致）。
2017-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Do Cosmological Perturbations Have Zero Mean?
我们分析宇宙结构的一个中心假设是，宇宙学扰动的系综平均值为零。这种性质是统计上的同质性的结果之一，空间平移下的关联函数的不变性。在这篇文章中，我们探讨是否宇宙学扰动确实有零均值，从而测试统计同质性的一个方面。我们进行了一个经典的测试的零均值假设对一类的替代品，其中扰动有非零的手段，但齐次和各向同性的协方差。除了高斯性，我们的测试没有对扰动的性质做任何额外的假设，因此是相当通用和模型无关的。我们采用的检验统计量基本上是学生的t统计量，适用于适当的掩盖，前景清洁宇宙微波背景各向异性地图所产生的WMAP任务。我们发现在特定范围的多极非零均值的证据，但对零均值假设的证据消失时，我们纠正多重检验。我们还将温度多极子的平均值作为角尺度的函数的约束。在小于四度的角度尺度上，非零平均值必须至少比温度各向异性的标准偏差小一个数量级。
2010-12-13 astro-ph.CO
Statistical Anisotropic Gaussian Simulations of the CMB Temperature Field
虽然理论上预期是统计各向同性的，但由于各种不可避免的效应，如弱透镜效应、多普勒增强和实际观测的限制，如非圆形波束、掩蔽等，观测到的宇宙微波背景温度场和偏振场将表现出统计各向同性破坏。在这些效应之外的任何SI破坏的存在都可能导致发现CMB温度场和极化场中固有的宇宙SI破坏。最近，普朗克提出了强有力的证据，SI破坏作为一个偶极功率不对称的CMB温度场在两个半球。SI破坏效应的统计研究需要CMB温度场的非SI（nSI）高斯实现。nSI高斯温度场导致在双极球谐函数（BipoSH）表示的系数中编码的球谐函数（SH）空间协方差矩阵中的非零非对角项。我们讨论了一个有效的数值算法，代码为非各向同性高斯天空（CoNIGS）生成nSI实现的高斯CMB温度场的普朗克分辨率与特定情况下的SI破坏。nSI CMB温度场的实现获得非零四极$(L=2)$ BipoSH测量通过WMAP，偶极不对称性（类似于$L=1$ BipoSH系数）与\emph{scale dependent}调制场测量普朗克和多普勒升压CMB温度场，这也导致$L=1$ BipoSH光谱。我们的方法，CoNIGS可以将任何类型的SI违反，并可以有效地产生nSI实现。
2015-04-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Single-field inflation constraints from CMB and SDSS data
我们提出了来自WMAP五年，ACBAR，QUAD，BICEP数据与来自SDSS LRG 7的Halo功率谱相结合的规范单场膨胀的约束。具有非标度不变谱和红色倾斜n_s < 1的模型现在比Harrison-Zel'dovich模型（n_s = 1，张量与标量比r = 0）更受欢迎。在假设谱指数不运行的情况下，我们导出了对参数（n_s，r）的约束，并将我们的结果与简单暴胀模型的预言进行了比较。边际化可信区间为n_s = 0.962^{+0.028}_{-0.026}和r < 0.17（在95%置信水平）。有趣的是，68%的c.l.轮廓主要有利于在可观察区域中具有凸势的模型，但二次势模型仍然在95% c.l.轮廓我们证明了这些结果对所考虑的数据集和理论假设的变化是鲁棒的。然后，我们考虑采用不同的方法，非参数，但近似，或参数，但准确的非零运行的谱指数。结合CMB和LSS的数据，运行模型仅比幂律模型好5.8倍，允许暴胀阶段产生相当大的负运行-0.063 ^{+0.061}_{-0.049}和更大的张量-标量比r < 0.33（95% c.l.）。这就要求暴胀子势的三阶导数在可观测范围内具有较大的值。在暴胀子势可以近似为三阶多项式的假设下，我们推导出这个导数的界。
2010-04-14 astro-ph.CO hep-ph
