A comprehensive overview of the Cold Spot
关于CMB温度各向异性分布与高斯分布显著偏离的报告（在2003年WMAP数据公开发布后不久）已成为WMAP最可靠的异常之一。该检测基于球形墨西哥帽小波系数在大约10度的尺度处的峰度的过量。在这些尺度上，一个突出的特征-位于南银河半球-从SMHW系数的其余部分突出显示：冷点。本文对冷斑的相关研究进行了全面的综述，重点介绍了非高斯检测方法、冷斑的形态特征以及文献中解释其本质的可能来源。特别强调的是冷点与宇宙结构的兼容性，评论未来的测试，将有助于支持或放弃这一假设。
2010-08-18 astro-ph.CO
Too few spots in the cosmic microwave background
我们研究了WMAP-5温度图中大规模热点和冷点的丰度，并发现与基于LCDM最佳拟合模型的高斯模拟相比存在相当大的差异。在可靠观测到的宇宙微波背景（CMB）区域，即，在KQ 75面罩排除的前景污染部分之外。即使是从原始WMAP-5估计多极创建的模拟地图也包含比测量的CMB地图中可见的更多的斑点。对最低多极子的强抑制将导致更好的一致性。斑点的缺乏反映在几度（4到8）尺度上的低平均温度波动中，这仅由不到1%（0.16%-0.62%）的高斯LCDM模拟共享。去除四极后，概率变为2.5%-8.0%。这表明了极低的四极对于缺失点的统计意义的重要性。我们还分析了可能违反高斯性或统计各向同性（斑点在掩蔽区域内外的分布不同）。
2010-02-01 astro-ph.CO
Understanding the WMAP Cold Spot mystery
来自WMAP的第一年和第三年的数据提供了在银纬b=-57度和经度l= 209度的异常冷点（CS）的证据。我们已经详细地研究了CS的性质，以评估其宇宙学意义。我们已经进行了一个聚类分析的本地极值的CMB信号表明，CS实际上是与一个大组的极值，而不仅仅是一个。有鉴于此，我们重新研究了WMAP ILC的属性，并共同添加了“干净”的WCM地图，这些地图以前曾用于分析CS附近的信号属性。这两个地图有非常相似的属性等纬度环|b| > 30度，以及在CS附近。我们还检查了CMB信号具有非高斯尾部的想法，该尾部位于信号的低多极分量中。对于每个环，我们应用具有特征尺度R的线性滤波器，将CMB信号分成两部分：滤波部分，其特征尺度高于滤波器R的特征尺度，以及初始信号和滤波信号之间的差。使用滤波器尺度作为变量，我们可以最大化平滑信号的偏度和峰度，并最小化初始和滤波信号之间的差异的这些统计量。我们已经发现CS的形状主要由CMB信号的分量形成，这些分量由10<=L<=20之间的多极表示，对应的角标度约为5-10度。这个信号导致了整个CMB天空的调制，在ILC和WCM图中，在|b| > 30度处都可以清楚地看到，而不是一个单一的局部特征。在减去该调制之后，CMB信号的剩余部分看起来与统计均匀性和高斯性一致。
2011-01-29 astro-ph astro-ph.CO
Can we detect Hot or Cold spots in the CMB with Minkowski Functionals?
在本文中，我们调查的效用闵可夫斯基泛函作为一个探针的冷/热盘状结构的CMB。为了构建一个准确的估计，我们解决了一个长期存在的问题，使用闵可夫斯基泛函作为探测器的CMB天空-即系统的差异（“残差”）时，数值和分析MF进行比较。我们表明，这种残差实际上是分仓的副产品，而不是像最初认为的那样由像素化或掩蔽引起的。然后，我们推导出一个独立于地图的估计，编码的影响分仓，适用于超越我们目前的工作。使用这个残差免费估计，我们表明，小磁盘样的影响（如Vielva等人所声称的）。只有当对这种映射的大样本进行平均时才能检测到。换句话说，我们的估计是噪声占主导地位的小磁盘大小在WMAP分辨率。为了证实我们的怀疑，我们将我们的估计量应用于WMAP 7数据以获得空结果。
2011-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB polarization as a probe of the anomalous nature of the Cold Spot
对于Vielva等人2004年在WMAP数据中检测到的非高斯冷点，最有趣的解释之一是，它是由CMB辐射与宇宙结构的相互作用引起的（Cruz等人，2007 b）。在这种情况下，与与GIRF的大波动相关联的典型值相比，在光斑区域中预期缺乏偏振。此外，与引力场的非线性演化有关的其他物理过程也可能导致类似的情况。然而，这些替代方案中的一些（例如，在大尺度结构中的大空隙）已经被证明是非常不可能的。在这项工作中，我们在两个假设下，一个大的高斯点和一个异常的功能，例如，由宇宙纹理产生的偏振特性的冷点。我们提出了一种方法来区分它们，我们讨论了它的歧视权力作为一个函数的仪器噪声水平。特别是，我们解决的情况下，目前的实验，如WMAP和普朗克，和其他在开发中的QUIJOTE。我们发现，对于一个理想的实验，高斯假设可以拒绝在一个显着性水平优于0.8%。虽然WMAP在这方面远远不能提供有用的信息，但我们发现普朗克将能够达到7%左右的显著性;此外，我们还表明，地基实验QUIJOTE可以提供约1%的显著性。如果将这些结果与温度中CS的显著性水平相结合，QUIJOTE和Planck拒绝备择假设的能力分别为0.025%和0.124%。
2010-07-26 astro-ph.CO
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
Isotropy statistics of CMB hot and cold spots
宇宙微波背景（CMB）辐射的统计各向同性是近年来研究和争论的热点。在此假设下，CMB的热点和冷点预计将均匀分布在一个2球。我们使用由Watson（1965）和Scheidegger（1965）首先提出的取向矩阵以及相关的形状和强度参数（Woodcock，1977）来分析所观测到的CMB温度各向异性场的热点和冷点是否均匀放置。我们通过使用包含非均匀数据的模拟玩具模型来证明我们的估计量的有用性。我们将我们的方法应用于几个前景最小化的CMB地图上观察到的WMAP和普朗克在大角度尺度。的形状和强度参数约束的几何特征可能偏离均匀性（各向同性）和功率的异常信号。我们发现，在清洁地图的热点或冷点的分布没有不寻常的集群或环剥的签名。相反，我们注意到在整个天空中有一个惊人的均匀分布的热点。该信号相对于所使用的四个清洁图以及非高斯冷点（NGCS）的存在或不存在保持稳健。在部分天空与WMAP KQ75和普朗克U73口罩，我们发现非常低的强度的非均匀性冷点，这是强大的各种清洗方法，口罩，仪器，频率，和存在或不存在的NGCS。有趣的是，我们发现异常微弱的非均匀性信号可能是由于四极和八极的贡献，并可能与低的CMB温度变化异常。
2022-11-11 astro-ph.CO
Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky
本文提出了强有力的观测证据，许多以前未观察到的异常圆形斑点，显着提高温度，在CMB的天空。斑点具有在0.03和0.04弧度之间的角半径（即，在约3和4度之间的角直径）。在这个大小上有一个明显的截止点，表明每个异常点都起源于一个高能的点状源，位于暴胀的末端-或者在共形膨胀的大爆炸中，如果认为没有暴胀阶段。这些异常斑点的显著存在，最初是在普朗克70 GHz卫星数据中通过与1000个标准模拟进行比较而发现的，然后通过将比较扩展到10000个模拟来证实。这些异常点在WMAP数据中的相同位置被发现，它们的重要性通过与1000个WMAP模拟结果的比较得到了证实。普朗克和WMAP有非常不同的噪声特性，在两张图上观测到的相同方向的异常点似乎不太可能完全来自噪声。随后，通过与1000个FFP 8.1 MC模拟（使用$l \leq 1500$）进行比较，在普朗克数据中发现了进一步的确认。这种反常区域的存在，是由共形拉伸大爆炸中的点状源引起的，是共形循环宇宙学（CCC）的一个预测结果，这些源是共形循环宇宙学理论中的霍金点，是由在我们之前的宇宙宙中的超大质量黑洞的霍金辐射引起的。
2022-08-09 astro-ph.CO
Is the cold spot responsible for the CMB North-South asymmetry?
在WMAP的宇宙微波背景（CMB）数据中报告了几个在标准暴胀宇宙学中不太可能的有趣现象，并且似乎是不相关的。这些现象中有两个被称为CMB异常，代表了它们不同的性质：CMB角相关强度的南北不对称，与各向同性宇宙不一致，以及冷点，产生了与高斯性的显著偏差。我们发现它们之间的因果关系，在中等角度尺度（l = 11 - 20）：我们表明，连续减少的冷点（绝对值）温度意味着单调减少的南北不对称的权力，而且我们发现，冷点供应60%的这种权力。
2009-12-06 astro-ph.CO
Tessellated Mapping of Cosmic Background Radiation Correlations and Source Distributions
我们提供了一种方法的相关性映射在整个天球，允许检查重建的地图的质量，其非高斯性，并在各种频率范围内进行实验。该方法进行了评估的WMAP数据，无论是在重建的地图和前景组件，和NRAO VLA巡天（NVSS）数据。我们检测到一个显着的变化，在相关数据的灰尘成分，这可以预处理一个更复杂的灰尘模型比目前使用的组件分离。在研究NVSS相关数据时，我们证明了微波背景和NVSS观测中重合点的统计量与$Λ$ CDM模式中的统计量相对应。这说明在CMB冷点区，NVSS和WMAP的观测点是偶然重合的。我们的方法是软件实现的GLESP包。
2009-12-16 astro-ph.CO
Using CMB polarization to constrain the anomalous nature of the Cold Spot with an incomplete sky-coverage
欧空局普朗克卫星的最新结果证实了在宇宙微波背景（CMB）各向异性的统计分布中存在某些异常。最有趣的异常之一是冷点，它首先由Vielva等人（2004年）在WMAP数据中发现。在后来的一篇论文中，Vielva等人（2011）开发了一种方法，通过使用温度和CMB波动的偏振的互相关来探测冷点的异常性质。鉴于这项工作是建立在分析全天空数据的假设下，在本文中，我们扩展这种方法来处理现实的数据集与部分天空覆盖。特别是，我们利用温度点周围的径向和切向偏振模式。我们探索了该方法区分标准高斯CMB场景和替代场景的能力，其中冷点产生于不呈现相关偏振特征的物理过程（例如，拓扑缺陷），作为仪器噪声水平的函数。此外，我们考虑更详细的情况下，一个理想的无噪声实验和那些与预期的仪器噪声水平在QUIJOTE和普朗克实验。我们还提出了一个应用程序的9年WMAP数据，没有能够获得确切的结论，与32%的显着性水平。在理想情况下，替代方案可以在1%左右的显著性水平下被拒绝，而对于QUIJOTE和普朗克实验的预期噪声水平，相应的显著性水平分别为1.5%和7.4%。
2013-05-23 astro-ph.CO
CMB Cold Spot from Inflationary Feature Scattering
我们提出了一种“特征散射”机制来解释WMAP和Planck图上的宇宙微波背景冷点。如果在多场暴胀的势能中存在隐藏的特征，暴胀的轨迹就可以被这些特征所分散。散射由等曲率波动的量控制，因此可以被认为是将等曲率波动转换为曲率波动的机制。这种机制预测了CMB上的局部冷点（而不是热点）。此外，它还可以桥接冷点与$\ell \sim 20$处CMB功率谱上的下降之间的连接。
2016-03-22 astro-ph.CO hep-th
Polarized Spots in Anisotropic Open Universes
我们计算的温度和偏振模式中产生的各向异性宇宙模型从比安基分类。我们发现，局部功能的温度模式，也许类似于在威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的数据中观察到的冷点，可以产生在模型中具有负空间曲率，即比安基类型V和VII $_{h}$。这两种模型也产生相干偏振模式。然而，在Bianchi VII $_h$中，当光沿着测地线传播时偏振角的旋转可以将E模式转换为B模式，但在Bianchi V中，情况不一定如此。因此，在原则上可以产生局部温度特征，而不违反现有观测对宇宙微波背景极化奇宇称分量的限制。
2009-08-17 astro-ph.CO
Autocorrelation Functions, Cosmology and Investigating The CMB Cold Spot With EMU-ASKAP Radio Continuum Survey
星系角功率谱和自相关函数（ACF）提供了有关的物质分布的信息，使用星系计数作为代理。在这项研究中，我们将估计EMU-ASKAP 5 σ源的自相关角功率谱和角自相关函数，然后将它们与NVSS的结果进行比较。我们还将使用SUMSS数据比较ACF结果使用Landy-Szalay估计。EMU-ASKAP将为高灵敏度观测宇宙提供极好的机会，并有可能观测到数百万个高红移源，这将有助于研究大尺度结构的成簇，约束宇宙学参数，探索宇宙冷点或CMB冷点的存在等奥秘。我们将讨论一些可能的方法，可以进一步探索CMB冷点之谜，通过使用星系聚类，积分源计数和星系偏差分析与高灵敏度的调查，如EMU-ASKAP。
2022-02-08 astro-ph.CO
A Theory of a Spot
我们提出了一个简单的暴胀的情况下，可以产生任意大的球形欠密或过密区域嵌入在一个标准的λ冷暗物质的范例，我们称之为泡沫。我们分析了这种气泡对宇宙微波背景（CMB）的影响。对于最后一个散射面附近的超视界尺寸气泡，信号通过Sach-Wolfe效应和早期积分Sach-Wolfe（ISW）效应的组合被印到CMB上。在较低的红移下（在物质支配期间和之后），较小的亚视界大小的气泡可以通过里斯-夏玛，后期ISW和Ostriker-Vishniac效应在CMB上留下次级各向异性。我们的假设，以及可以说是最相似的暴胀模型，产生了潜在密度过高/过低的泡沫：在密度方面，这种泡沫的特征是具有明显的壁，内部保持在宇宙平均密度。我们表明，这样的模型可以潜在地，只有适度的微调，解释的\emph{cold spot}，一个非高斯特征中确定的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的数据由几个作者。然而，需要与资本市场管理局当前和未来的数据进行更详细的比较，以确认（或排除）这种情况。
2010-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cold Spot as a Large Void: Lensing Effect on CMB Two and Three Point Correlation Functions
CMB天空中的“冷点”可能是由于存在一个异常巨大的球形欠密区域-一个“虚空”-半径为数百Mpc/h。这样的结构将不仅在低-l处而且在高-l处通过透镜对CMB两点（功率谱）和三点（双谱）关联函数产生影响，这是空隙的独特特征。建模这样一个欠密度与LTB度量，我们表明，功率谱的影响应该是可见的，只有在WMAP数据中的虚空半径至少是L \gtrsim 1 Gpc/h，而它将是可见的普朗克卫星，如果L \gtrsim 500 Mpc/h。我们还推测，这可能与高-l探测到的天空中的半球形功率不对称有关。此外，在非对角两点函数中应该存在非零相关性。对于双谱，这种效应对于具有两个非常高l的压缩三角形变得非常重要：如果空洞半径至少为L \gtrsim 300 Mpc/h，则普朗克可以检测到这种信号，而更高分辨率的实验应该能够探测整个参数空间。我们还估计了由于该信号而导致的原始非高斯性f_NL的污染，其结果是可以忽略的。
2010-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale dependent non-Gaussianities in the CMB data identified with Minkowski Functionals and Scaling Indices
为了测试非高斯性与尺度依赖性，我们使用所谓的代理映射，其中可能的相位相关的傅立叶相位的原始WMAP数据和模拟，分别被破坏应用洗牌计划的地图。原始映射与替代映射的统计比较然后允许测试原始映射中的高阶相关性的存在，尤其是在定义明确的傅立叶模式上。使用Minkowski泛函作为图像分析技术，我们计算原始数据与天空中不同半球的500个替代品之间的偏差，并找到南北黄道天空之间的黄道半球不对称性。当考虑l = [2，20]的低l范围时，我们发现WMAP数据与高斯性有很大的偏差。标度指数的分析技术导致略微较低的偏差。虽然潜在的前景减少方法的地图彼此不同，我们发现类似的结果为WMAP 7年ILC地图和WMAP 7年（针为基础的）NILC地图在低l范围。我们的结果再次指出了信号的宇宙学性质。对于l = [120，300]的较高l范围，两种图像分析技术之间以及两种标测图之间的结果不同，这使得该l范围上的信号的固有性质不太可能。当我们减小低亮度研究的分析天空区域的大小时，我们在北部天空中没有发现NG的特征。在南部，我们发现个别点显示出偏离高斯。此外，我们还研究了依赖于局部型f_NL参数的非高斯CMB模拟。这些模拟不能解释在低-l范围上检测到的特征。
2012-09-23 astro-ph.CO
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
