Relic Vector Field and CMB Large Scale Anomalies
我们研究了最普遍的影响的遗迹矢量场的暴胀背景和密度扰动。如果暴胀e折叠的数量接近于解决视界问题的最低要求，则可以观察到这种效应。我们发现，这可能解释两个CMB大尺度异常：四极-八极排列和四极功率抑制。我们讨论了它对宇称反常的影响。我们还提供分析模板，以便进行更详细的数据比较。
2014-09-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Position Space CMB Anomalies from Multi-Stream Inflation
临时畴壁是在多流暴胀的分叉时期产生的。计算了这种畴壁对旁观者场扰动的观测效应，我们认为暴胀扰动与旁观者场的情况有相似之处。畴壁在天空中诱导出一个优先方向，影响扰动的角分布。产生多极子的相关抑制以及在优选方向上的多极矩的对准。多流暴胀的其他观测方面，包括半球不对称性和冷点也简要回顾。
2013-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Rogues' gallery: the full freedom of the Bianchi CMB anomalies
结合最近推导的均匀，但各向异性（比安奇）宇宙学的CMB演化方程与帐户的完全线性化的动力学自由度，在这样的模型，我计算和讨论的各种温度和偏振各向异性图案可能形成。某些各向异性可以在早期隐藏在超视界模式中，从而避免核合成的任何限制，同时在平坦和开放的宇宙中产生非平凡的红移零温度模式。这些结果可能更多的是教学而不是观测的兴趣，但未来的工作将评估这种模式是否可以与WMAP结果中的异常相匹配。
2009-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Anomalies in the CMB from a cosmic bounce
我们探讨了一个模型的早期宇宙中，暴胀时代之前的宇宙反弹，并认为，这种情况下提供了一个共同的起源，已观察到在大角度尺度的宇宙微波背景（CMB）的异常功能。更具体地说，我们表明，功率抑制，偶极不对称性，并偏好奇宇称相关性，与振幅和尺度的依赖性与观察一致，预计从这种情况下。该模型还计算了透镜振幅中的张力。这些信号来源于CMB模式和超视界波长之间的非高斯相关性在功率谱中引起的间接效应。我们不局限于任何特定的理论，而是推导出一个家庭弹跳模型的共同特征。
2020-05-04 astro-ph.CO gr-qc
An estimate of the local ISW signal, and its impact on CMB anomalies
我们估计的本地密度场的红移壳的z=0.3的最大红移，使用光度红移的2 MASS星系目录，从SuperCOSMOS星系目录的光学数据相匹配。该密度场图用于预测在z<0.3的体积内产生的积分萨克斯-沃尔夫（ISW）CMB各向异性。我们调查的影响，估计ISW前景信号的大规模异常的WMAP CMB数据。我们发现，从WMAP数据中去除前景ISW信号降低了一些报告的CMB中的大规模异常的重要性，包括低四极功率和CMB四极和八极之间的明显对齐。
2010-05-26 astro-ph.CO
Towards testing CMB anomalies using the kinetic and polarized Sunyaev Zel'dovich effects
在大角度尺度上对宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的测量揭示了一些具有边缘统计意义的异常特征，如半球功率不对称、大角度尺度上的功率缺乏以及功率谱特征。由于原始CMB温度是在宇宙方差极限下测量的，因此确定这些异常是否是新物理学的暗示，而不是前景，系统学或简单的统计侥幸，需要新的观测数据。在本文中，我们强调了潜在的贡献，未来的测量动力学Sunyaev Zel 'dovich效应（KSZ）和极化Sunyaev Zel'dovich效应（pSZ）可以在确定的物理性质的几个CMB异常。kSZ和pSZ效应，温度和极化各向异性引起的散射从自由电子在再电离宇宙中，是占主导地位的黑体贡献的小角度尺度上的CMB。使用SZ层析成像技术，kSZ和pSZ效应的测量可以与星系调查相结合，重建远程CMB偶极和四极场，提供了一个三维探测的大尺度模式内我们的哈勃体积。在以前工作的基础上，我们预测了额外的约束力，这些观测值可能提供一组有代表性的异常模型。我们发现，远程CMB偶极和四极包含了类似的信息量异常模型的主CMB极化。来自宇宙微波背景辐射温度、极化、远程偶极场和四极场的信息是互补的，利用下一代宇宙微波背景辐射实验和星系巡天，全套可观测量可以将异常模型的约束条件提高$\sim 2-4$倍。这可能足以确定几个CMB异常的物理来源。
2019-07-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Large-scale anomalies of the CMB in the curvaton scenario
我们扩展了Erickcek等人（2008，2009）提出的曲率场方案，以解释宇宙微波背景（CMB）的奇偶多极不对称性（也称为宇称不对称性，（Kim & Naselsky 2010））和功率各向异性如何由曲率场产生，曲率场作为暴胀时期绝热扰动谱的额外分量。我们的工作为CMB大尺度不对称问题提供了一个可能的宇宙学解释。
2013-08-28 astro-ph.CO
A possible common explanation for several cosmic microwave background (CMB) anomalies: A strong impact of nearby galaxies on observed large-scale CMB fluctuations
University of Oslo（奥斯陆大学）；Instituto de Astronomía Teórica y Experimental, CONICET-UNC（理论与实验天文学研究所，阿根廷国家科学研究委员会-科尔多瓦国立大学）；Observatorio Astronómico de Córdoba, UNC（科尔多瓦天文台，科尔多瓦国立大学）
研究探讨附近星系对CMB波动的影响，提出一种径向温度分布模型，发现其与Planck CMB地图高度相似，且与四极子、八极子等模式显著相关，可能影响大尺度宇宙参数。
2023-06-28 astro-ph.CO gr-qc
Large scale CMB anomalies from thawing cosmic strings
在膨胀过程中形成的宇宙弦预计要么在超哈勃距离上被稀释，即，今天看不见的，或者最近穿过我们过去的光锥。我们讨论后一种情况，其中一些字符串的印记在宇宙微波背景（CMB）各向异性重组后，他们的签名。由于几乎冻结在哈勃流中，这些弦是准静态的，几乎避开了所有以前推导出的对它们张力的约束，同时能够在CMB天空中产生大尺度的各向异性。使用本地方差估计数以千计的数值模拟南武-后藤所有的天空地图，我们计算预期的信号，并表明它可以模仿偶极子调制在大角度尺度，而在小角度可以忽略不计。有趣的是，这样一个场景通常会从宇宙弦环的解冻中产生一个冷点。结合暴胀起源的各向异性，我们发现一些张力弦GU = O（1）× 10^（-6）与普朗克卫星测量中报道的偶极调制的振幅相匹配，并且可能是其他大尺度异常的起源。
2016-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A robust explanation of CMB anomalies with a new formulation of inflationary quantum fluctuations
本文提出一种暴胀量子涨落的新表述，通过离散时空变换解释CMB半球不对称性，无需额外参数即可产生尺度依赖的HPA，并暗示CPT对称性的自发破缺。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hidden in the background: a local approach to CMB anomalies
我们调查了一个框架，旨在提供一个共同的起源，在宇宙微波背景（CMB）中检测到的大角度异常，这是假设的统计不均匀性的结果，由不同的等曲率领域的质量$m\sim H$目前在通货膨胀。这种不均匀性是等曲率场的初始条件$(i)$（在宇宙尺度离开视界之前完成许多$e$折叠的快速滚动阶段之后获得的）、它们的暴胀涨落$(ii)$以及它们与其他自由度的耦合$(iii)$的综合效应。我们感兴趣的情况是，当这些场（被解释为大角度异常的前兆）只在宇宙的孤立斑块中留下可观察的印记时。当后者与最后一个散射表面相交时，这种印记出现在CMB中。然而，由于其统计上的不均匀性，这些印记很难被发现，因为它们隐藏在背景中，类似于冷点。然后，我们计算的概率，一个单一的isocurvature场成为不均匀的通货膨胀结束时，并发现，如果适当的条件（这完全取决于预先存在的快速滚动阶段），这个概率是在百分比水平。最后，我们讨论了几种机制（包括曲率和不均匀的再加热），以调查是否一个初始的统计不均匀的等曲率场波动可能会引起一些观察到的异常。特别是，我们专注于冷点，在低多极的功率赤字和统计各向同性的打破。
2016-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large scale anomalies in the CMB and non-Gaussianity in bouncing cosmologies
我们认为，在宇宙微波背景辐射的大角度尺度上观察到的几种异常现象，在暴胀时代之前发生的宇宙反弹中有一个共同的起源。反弹在问题中引入了一个新的物理尺度，打破了暴胀的几乎尺度不变性。因此，暴胀开始时的标量扰动状态不再是Bunch-Davies真空，而是包含激发和非高斯性，这对于红外模式来说更大。我们认为，这些激发和CMB模式和较长波长的扰动之间的相关性的综合效应，可以解释所观察到的功率抑制，偶极不对称，它也可以产生一个偏好奇宇称相关。该模型还可以缓解透镜振幅$A_L$中的张力。我们采用唯象的观点，通过表征模型与一些自由参数，而不是限制到特定的弹跳理论。我们确定了我们的想法所需的最低限度的成分，并指出在文献中的理论，这些条件得到满足的例子。
2020-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Can Relic Superhorizon Inhomogeneities be Responsible for Large-Scale CMB Anomalies?
我们研究了暴胀过程中遗留经典超视界不均匀性的影响。这种超视界不均匀性在局部表现为梯度，并选择了一个优选的方向。在这个稍微不均匀的背景上的量子涨落通常是统计各向异性的。我们发现一个四极修改的普通各向同性频谱。此外，与统计各向同性的这种偏离是尺度依赖的，具有$\sim -1/k^2$因子。这一结果表明，统计各向异性主要出现在大尺度上，而小尺度上的频谱仍然是高度各向同性的。此外，由于该$-1/k^2$因素，大尺度上的功率被抑制。因此，我们的模型可以同时解释所观察到的各向异性排列的低$\ell$多极子和他们的低功率。
2011-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Anomalies and the Hubble Tension
针对标准ΛCDM模型框架下未解释的宇宙微波背景（CMB）异常问题，聚焦不同CMB实验间的参数差异类异常，研究最新CMB测量的一致性以明确数据与模型的局限不确定性，并探讨其对哈勃张力的启示。
2023-06-02 astro-ph.CO
Nearly Full-Sky Low-Multipole Cosmic Microwave Background Temperature Anisotropy: III. CMB Temperature Anomalies
The William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
利用改进的银河前景去除方法，从WMAP和Planck数据中构建仅遮蔽1%天空的CMB温度图，重新评估五种常见CMB异常，发现更大天空覆盖降低了两种异常的显著性。
2026-07-02 astro-ph.CO
Finding origins of CMB anomalies in the inflationary quantum fluctuations
本文通过分析普朗克CMB数据中的宇称不对称性等异常，提出直和暴胀（DSI）框架，证明其比标准暴胀更能解释低多极矩功率抑制等观测异常，为引力量子本质提供证据。
2024-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detecting anomalies in CMB maps: a new method
自从WMAP宣布其第一个结果以来，不同的分析表明，CMB数据中存在几个大规模异常的证据很弱。虽然每个异常的证据似乎都很薄弱，但有多个看似无关的异常的事实使得很难通过单一的统计侥幸来解释它们。因此，人们不得不考虑这些异常的组合。但是，如果我们“手工挑选”要考虑的异常（检验统计量），我们就做出了一个\textit{a posteriori}选择。在这篇文章中，我们提出了两个不受这个问题困扰的统计量。统计量是具有随机系数的$a_{\ell m}$的线性和二次组合，它们检验了零假设，即$a_{\ell m}$是具有$m$独立方差的独立、正态分布、零均值随机变量。这种统计的动机是一般性的;同样，它是一个非\textit{a posteriori}的选择。但是，考虑这种统计的一个非常有用的副产品是：因为导致大规模异常的大多数物理模型会导致多个$\ell$和$m$模式的耦合，如果考虑不同模式的组合，这种耦合的“相干性”应该得到增强。使用基准数据，我们证明了该方法的工作原理，并讨论了它如何可以与实际CMB数据，使相当一般的声明如何不兼容的数据与零假设。
2015-01-14 astro-ph.CO
Degree-scale anomalies in the CMB: localizing the first peak dip to a small patch of the north ecliptic sky
在CMB的角功率谱中发现了与基准LCDM宇宙学预测的显著偏差。除了大角度的异常，WMAP第一年的数据显示，在功率谱中的下降在l \sim 200，这似乎消失在第三年和随后的角功率谱。利用WMAP第1、3、5年的观测数据以及5年的叠加观测数据，我们研究了这一特征的强度和空间分布，以揭示其起源及其对宇宙学参数的影响。我们发现，在所有的WMAP数据发布有一个实质性的抑制在靠近黄道北极的区域的第一多普勒峰值。
2010-12-16 astro-ph.CO
The Evens and Odds of CMB Anomalies
大角度CMB各向异性的功率的缺乏被认为在银河系的高纬度地区增加了它的统计意义，在那里也可以检测到弦激发的前暴胀尺度$Δ$。考虑到普朗克2015年的数据，并在很大程度上依赖于贝叶斯方法，我们表明，这种效应主要是由\emph{even}- $\ell$谐波多极子驱动的，其中$\ell \lesssim 20$，它以一种相对于银河系掩蔽的鲁棒性的方式出现了相当大的抑制，以及相应的$Δ$检测。另一方面，第一个\emph{odd} -- $\ell$多极子只在银河系高纬度地区受到抑制。我们调查这种行为在不同的天空面具，约束$Δ$通过偶数和奇数多极，我们阐述了可能的影响。我们包括低- $\ell$偏振数据，尽管是噪声-有限的，帮助实现约3 $σ$的置信水平在检测$Δ$。我们还通过直接预测表明，未来全天空$E$模式宇宙方差有限偏振巡天可能会将$Δ$的约束功率推到5 $σ$以上。
2018-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Polarisation as a tracer of CMB anomalies: Planck results and future forecasts
在CMB各向异性温度模式的最大角尺度上，缺乏功率异常是一个有趣的特征，其统计意义不足以证明标准宇宙学模型之外的任何新物理。我们通过考虑极化数据来重新审视前一种说法。我们提出了一个新的一维估计，它需要共同考虑的TT，TE和EE CMB光谱中包含的信息。通过在普朗克2015年低$\ell$数据上使用该估计器，我们发现随机$Λ$ CDM实现在$3.68 \%$水平上是统计上可接受的。尽管普朗克极化对总信息预算的贡献仅为$4 \%$，但它的使用使下尾概率从仅用温度数据获得的$7.22 \%$下降。对未来CMB极化测量的预测，例如LiteBIRD卫星，可以将极化贡献增加到相对于普朗克低- $\ell$的$6$倍。我们认为，大规模的E模式偏振可能会发挥重要作用，在未来的任务分析CMB温度异常。
2019-06-10 astro-ph.CO
CMB Isotropy Anomalies and the Local Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect
几个异常已经确定，这可能意味着一个崩溃的统计各向同性的宇宙微波背景（CMB）。特别是，四极和八极的异常排列和半球形功率不对称的重要性随着数据的改善而增加。已经有几次尝试来解释这些观测，探索早期宇宙中的各向同性破裂机制，但很少有人注意到这些异常在局部宇宙中起源的可能性。我们探索这样一个机制，考虑动力学Sunyaev-Zel'dovich效应由于与银河系相关的气体晕。考虑到几个物理模型的各向异性自由电子光学深度的贡献这样的晕，我们发现，相关的屏蔽映射的原始各向异性有必要的取向，影响异常统计非常显着，但只有当柱密度的自由电子在晕中至少是一个数量级高于目前的观测结果。
2010-02-03 astro-ph.CO
Termination shock thermal processes as a possible source for the CMB low-order multipole anomalies: updated with observations
我们讨论了观测到的宇宙微波背景辐射（CMB）的低阶多极特征都起源于围绕太阳系的日鞘的终端激波（TS）区域的可能性。如果本征CMB谱被假定为纯的等离子体（2.73K），那么TS的等离子体区域内发生的热力学过程可以将观测到的低阶多极子的功率谱及其排列（所谓的“邪恶轴”）印在该背景各向同性CMB上。条件概述的TS区域的几何形状。该模型的一个关键要求是TS等离子体被表征为具有非LTE扰动的光学薄灰体。正在进行的旅行者任务的数据对这项研究至关重要。我们提出了四个重要的最近的意见，以支持这一论点。
2021-04-24 astro-ph.CO astro-ph.SR
Large scale alignment anomalies of CMB anisotropies: a new test for residuals applied to WMAP 5yr maps
我们分析了WMAP 5 yr版本的各种地图的低多极子（四极和八极）的对齐：用ILC和MCMC方法获得的CMB地图，前景减少后的V波段的CMB地图，以及用于比较的（未清理的）V波段地图。我们研究有多少这种对齐是污染的银河系地区的残差。在所考虑的地图，WMAP-ILC原来是最干净的地图，从所提出的测试的角度来看。研究对准估计器的概率分布函数的每个箱的再分布（由于掩蔽过程）已经发现了该结果。通过构造，我们的方法通过蒙特卡罗模拟是可行的，适用于在分析来自当前和即将到来的CMB各向异性实验的数据中采用的任何可能的掩模，并且它只能排除所考虑的映射是干净的。
2009-07-11 astro-ph.CO
CMB anomalies and the effects of local features of the inflaton potential
最近对WMAP和Planck数据的分析表明，在尺度分别为$k=0.002$ Mpc、${}^{-1}$和$k=0.0035$ Mpc ${}^{-1}$的原始扰动谱中，存在一个下降和一个凸起。我们首次分析了暴胀子势的局部特征对原始谱标度不变性的影响。我们进行了最佳拟合分析的宇宙微波背景（CMB）辐射温度和偏振数据。对于无特征模式，特征的作用可以提高与观测数据的一致性。最佳拟合局部特征主要在凹凸区域中影响原始曲率谱，使谱在其他尺度上不受影响。
2017-04-17 astro-ph.CO
Planck CMB Anomalies: Astrophysical and Cosmological Secondary Effects and the Curse of Masking
大规模的异常已报告在CMB数据与WMAP和普朗克数据。这可能是由于前景残差和/或系统效应，尽管普朗克数据的确认表明它们不是由于WMAP或普朗克管道的问题。如果这些异常事实上是原始的，那么理解它们的起源对于验证宇宙学的标准模型或探索新的物理学都是至关重要的。我们研究了其他三个可能的问题：1）由于前景污染（保守掩模）和由于掩模最小化系统之间的权衡，2）天体物理学的次级效应（动力学多普勒四极杆和动力学Sunyaev-Zel'dovich效应），和3）次级宇宙学信号（综合萨克斯-沃尔夫效应）。我们通过考虑使用WMAP和普朗克来产生更高质量的全天空地图的稀疏方法（LGMCA地图）的新程序来解决掩蔽问题。我们表明，掩蔽的影响是占主导地位的剩余前景，和LGMCA全天图可以使用，而无需进一步处理，以研究异常。我们考虑四个官方普朗克PR 1和两个LGMCA CMB地图。对观测到的CMB图的分析表明，只有低四极和四极-八极排列似乎是显著的，但平面八极、邪恶轴、镜像宇称和冷点在几乎所有考虑的图中都不显著。在减去天体物理学和宇宙学的次级效应之后，只有低四极子仍然可以被认为是异常的，这意味着在所考虑的六个异常中，只有一个异常的重要性受到次级效应扣除的影响。本着可重复研究的精神，所有重建的地图和代码都可以在http://www.cosmostat.org/anomaliesCMB.html下载。
2014-08-03 astro-ph.CO
Revisiting the large-scale CMB anomalies: The impact of the SZ signal from the Local Universe
本研究利用约束流体动力学模拟，探究本地宇宙SZ效应对CMB大尺度异常的影响，发现室女座星系团作用显著，但模拟次级效应对异常影响可忽略。
2024-12-16 astro-ph.CO
Can residuals of the Solar system foreground explain low multipole anomalies of the CMB ?
近年来，宇宙微波背景的低多极异常引起了人们的广泛关注。目前还不能确定这些异常现象是否确实是原始的，还是系统学或前景的结果。一个前景的例子，它可以产生一些非高斯和统计各向异性的功能，在低多极范围，是非常对称的柯伊伯带在太阳系外。在本文中，扩展了Maris等人提出的方法。（2011），我们研究了柯伊伯带天体（KBO）对WMAP ILC 7地图的贡献，从而我们可以最小化CMB中偶数和奇数多极子之间的功率对比，Kim & Naselsky（2010）讨论过。我们提交我们的KBO去相关CMB信号的几个测试，分析其有效性，并发现，合并的KBO发射可以减少四极八极对齐和宇称不对称的问题，提供的KBO信号有一个非宇宙学偶极子调制，与统计各向异性的ILC 7地图。此外，我们表明，偶极子调制的幅度，在2西格玛间隔内，与相应的幅度，由Lew（2008）讨论。
2012-10-31 astro-ph.CO
Updated Constraints on Infrared Cutoff Models and Implications for Large-Scale CMB Anomalies
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Raman Research Institute（拉曼研究所）
本研究通过最新观测数据更新了红外截止模型的约束，发现其对大尺度CMB异常的解释不显著，且无法克服参数惩罚。
2026-02-18 astro-ph.CO
CMB Anomalies from Imperfect Dark Energy: Confrontation with the Data
利用WMAP的7年温度观测资料对各向异性暗能量模型进行了检验。在不完美的源的存在下，由于暗能量场中的大尺度梯度或各向异性，CMB天空将在ISW效应的作用下向我们扭曲。对于小多极，信号协方差矩阵随后变得非对角，但在$\ell \gtrsim 20$，各向异性可以忽略不计。我们参数化可能违反旋转不变性在宇宙晚期的后弗里德曼偏离各向同性的大小及其尺度依赖性。这使得获得暗示可能不完美的性质的暗能量和大角度的异常功能的CMB。一个强大的统计分析，进行各种测试和一致性检查，比较预测的相关性与卫星测量的CMB全天空地图。优选轴指向$(l,b) = (168^\circ, -31^\circ)$，各向异性的幅度为$\varpi_0 = (0.51\pm 0.94)$（引用1个$σ$偏差）。最佳拟合模型具有陡峭的蓝色各向异性光谱（$n_{\mathrm{de}} = 3.1\pm1.5$）。
2011-09-13 astro-ph.CO
Asymmetry of the CMB map: local and global anomalies
我们调查的宇称不对称性的来源CMB温度图使用像素域的方法。我们证明，这种异常主要是与两对高不对称区域的存在。第一对峰值与银河系坐标$(l, b) = (212^\circ, -21^\circ)$和$(32^\circ, 21^\circ)$与北银河支和CMB各向异性的功率谱的偶极调制的方向。另一对（$(l, b)=(332^\circ, -8^\circ)$和$(152^\circ, 8^\circ)$）位于银河平面内（银河冷斑和它的对跖伙伴）。类似的不对称峰，但幅度较小，属于WMAP/普朗克冷点及其在北银河支的伙伴。这些局部异常增加了奇多极功率的高斯模拟一致的水平。与此相反，赤字的对称峰是伴随着赤字的偶多极功率和源的宇称不对称的CMB温度图在约3西格玛的水平。我们还评估了四极的影响，这是偶多极赤字的另一个来源。如果低四极是理论模型的固有特征，那么它将把宇称不对称的重要性降低到2 σ水平。我们还研究了统计均匀高斯信号的偶极调制模型的框架中的功率谱的不对称性和奇偶不对称性的水平之间的关系。我们表明，这两个异常是天生相互联系的。
2021-02-26 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
Anomalies in the Cosmic Microwave Background and their Non-Gaussian Origin in Loop Quantum Cosmology
宇宙微波背景（CMB）中的异常是指已经观察到的特征，主要是在大角度尺度上，并且与标准$Λ$ CDM模型的统计预测显示出一些张力。在这项工作中，我们把注意力集中在功率抑制，偶极调制，奇奇偶校验的偏好，以及在透镜参数$A_L$的紧张局势。虽然每个异常的统计意义是不确定的，但总体上它们是重要的，并且可能表明新的物理学超越了$Λ$ CDM模型。在这篇文章中，我们提出了一个简短的，但教学介绍CMB异常，并提出了一个共同的起源在循环量子宇宙学的背景下。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Explaining low l anomalies in the CMB power spectrum with resonant superstring excitations during inflation
我们探讨的可能性，既可以解释的宇宙微波背景温度波动的功率谱的$\ell = 2$多极矩的抑制和可能的浸渍$\ell = 10-30$，以及一个可能的新的浸渍$\ell \approx 60$作为一个费米子（或玻色子）封闭超弦，耦合到暴胀场的连续激发的共振创建的结果。我们考虑一个D=26的封闭玻色弦与一个环形紧凑的尺寸作为一个例子，如何字符串激发可能会印自己的CMB。我们分析了连续的动量状态，缠绕状态或振荡的存在作为源的三种可能的下降功率谱的字符串。虽然这些下降的证据在统计学上的意义不大，但这可能是自然界中连续超弦激发的第一个观测证据。
2018-09-17 astro-ph.CO
On the proper kinetic quadrupole CMB removal and the quadrupole anomalies
最近有人指出，四极八极排列的CMB数据显着影响的所谓的动力学多普勒四极（DQ），这是我们的自行诱导的温度四极。假设我们的速度是对CMB偶极子的主要贡献，我们有v/c = beta =（1.231 +/- 0.003）* 10^{-3}，这导致了一个不可忽略的β 2阶DQ。在这里，我们强调，人们应该适当地考虑到，CMB数据通常不是在真正的热力学温度，这会导致频率依赖的升压校正。因此，DQ必须乘以一个频率平均因子，我们明确计算几个CMB地图，发现它在1.67和2.47之间变化。这在文献中经常被忽略，结果导致一些四极相关统计量的显著性水平存在微小但不可忽略的差异。例如，SMICA 2013地图中的对齐重要性从2.3 sigma变为3.3 sigma，其中频率依赖DQ，而不是2.9 sigma，忽略DQ中的频率依赖性。此外，作为适当的DQ去除的结果，改进了跨不同映射制作技术的一致性。
2015-05-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Forecasts of CMB $E$-mode anomalies for AliCPT-1
Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）；Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, Chinese Academy of Sciences（中国科学技术大学天文系）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
本文研究了阿尔法CPT-1望远镜在大尺度E模极化中检测CMB异常的能力，通过模拟评估了四种异常统计量，并探讨了联合阿尔法CPT-1与SO观测对系统偏差的修正作用。
2026-06-08 astro-ph.CO
Covariance of CMB anomalies
在WMAP和Planck的CMB温度各向异性测量中，在大角度尺度下观察到了一些意想不到的特征。这些包括缺乏方差和相关性，最低多极矩彼此对齐，半球功率不对称，以及奇偶校验过剩。在这项工作中，我们研究了八个代表性的大角度CMB功能的统计，以评估其协方差LCDM。我们使用两组模拟的CMB温度图来实现这一点;由普朗克合作提供的100，000个简单高斯模拟和1000个全焦平面（FFP）模拟的集合。在测量特征概率时，我们特别注意分析选择，确保我们可以重现文献中以前的结果，并在适当的情况下解释差异。我们发现的协方差结构是一致的，考虑到许多功能研究的角功率谱的函数的期望。值得注意的是，我们发现显着差异的协方差项与四极八极对齐来自高斯和FFP模拟。此外，我们还进行了主成分分析，以定量衡量哪些特征组合能够捕获有关模拟测量如何变化的最多信息，并提供对真实天空异常方式的替代评估。前四个主成分解释了大约90%的模拟方差，前两个主成分粗略地量化了大角度相关性的缺乏，接下来的两个主成分量化了相位相关异常（多极对齐和功率不对称）。虽然这种分析的结果是相当令人惊讶的，其全面的方法可以将以前的一些结果联系在一起，因此将为未来的大角度异常研究提供背景。
2018-07-18 astro-ph.CO
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
Anisotropic dark energy and CMB anomalies
我们研究了由具有点对称的能量动量张量的暗能量分量引起的全局统计各向同性的破缺，该能量动量张量可以代表立方或六方晶格。在这样的模型中，高斯，绝热初始条件在暴胀过程中产生的，可以导致各向异性的宇宙微波背景的球谐系数是相关的，与标准的假设相反。我们开发了一种适应的视线集成方法，可以应用于模型的背景能量动量张量是各向同性的，但其线性化扰动是各向异性的。然后，我们将展示如何将其应用到立方和六角对称的情况下。我们计算的数量表明，即使在最极端的参数选择，这样的模型是无法区分的各向同性模型，与各向异性的初始条件的基础上膨胀的模型形成鲜明对比。其原因是基于暗能量的模型通过积分的萨克斯-沃尔夫效应对CMB各向异性做出了贡献，该效应仅在暗能量占主导地位时才相关，即在非常大的尺度上。然而，对于暴胀模型，各向异性在所有尺度上都存在。
2009-05-21 astro-ph.CO
One spectrum to cure them all: Signature from early Universe solves major anomalies and tensions in cosmology
普朗克卫星观测到的宇宙微波背景（CMB）温度谱中的声峰似乎比我们根据标准模型透镜效应所预期的要平滑。这种反常效应也可以通过空间封闭的宇宙来模拟，宇宙具有非常低的哈勃常数，从而消除了宇宙学观测之间已经存在的不一致性。我们重建了早期宇宙的一个签名，一种具有特征频率的量子波动原始光谱中的特殊振荡形式，解决了所有这些异常。有趣的是，我们发现这种形式的原始光谱解决或基本上消退，在宇宙学的标准模型在拟合不同的观测，即普朗克CMB，集群和弱透镜剪切测量从几个大尺度结构调查，哈勃常数的本地测量，以及最近估计的宇宙年龄从球状星团的各种紧张局势。我们支持我们的发现现象学，提出了一个分析形式的原始光谱具有类似的功能，并证明它非常符合各种组合的宇宙学观测。我们进一步支持我们的研究结果在理论上，通过引入一个单一的标量场潜在的通货膨胀，可以产生这样一种形式的原始频谱。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing large-angle deviation from Gaussianity in CMB maps
检测CMB数据中的非高斯性水平对于区分暴胀模型和测试替代原始情景至关重要。然而，提取原始的非高斯性是一个困难的努力，因为非原始性质的几种影响可以产生非高斯性。另一方面，不同的统计工具原则上可以提供关于不同形式的非高斯性的信息。因此，任何单一的统计估计量都不可能对所有可能的非高斯形式敏感。在这方面，为了弄清CMB数据偏离高斯性的潜在来源，必须使用不同的统计指标。在最近的一篇论文中，我们提出了两个新的大角度非高斯指标，提供了大角度尺度上偏离高斯的措施。我们使用这些指标进行分析的波段和前景减少WMAP地图的非高斯性和没有KQ75掩模。在这里，我们简要回顾了非高斯指标的制定，并讨论了使用我们的指标所做的分析。
2010-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB Anomalies after Planck
WMAP和普朗克在大角度尺度的微波天空中观测到了几个意想不到的特征。在这些特征中，最大角尺度上缺乏方差和相关性，最低多极矩彼此对齐，并与太阳系的运动和几何形状对齐，半球功率不对称或偶极功率调制，对奇宇称模式的偏好以及南半球意想不到的大冷点。当与最佳拟合通胀$Λ$ CDM模型的预期相比时，这些特征的显著性的各个p值处于千分之一到百分之一的水平。这些特征中的一些对明显不相关，增加了它们的组合统计显著性，并指示在标准模型之上大于几度的角度尺度处的CMB特征的显著检测。尽管有许多详细的研究，我们仍然缺乏对这些大尺度特征的清晰理解，这似乎意味着违反了暴胀扰动的统计各向同性和标度不变性。在这篇文章中，我们对我们目前的理解进行了批判性的分析，并讨论了如何取得进一步进展的几个想法。
2015-10-27 astro-ph.CO
Limits on Entanglement Effects in the String Landscape from Planck and BICEP/Keck Data
我们认为观测极限的建议模型的字符串景观的通货膨胀。在这种情况下，宇宙中长波长模式的纠缠量子态的退相干效应导致弗里德曼方程的修改和暴胀动力学的相应修改。Holman、Mersini-Houghton和Takahashi之前的工作表明，这种效应可以解释宇宙微波背景（CMB）中众所周知的异常现象，例如大尺度上的能量缺乏以及WMAP和普朗克卫星都看到的“冷点”。在本文中，我们计算这些纠缠的限制从普朗克CMB数据结合BICEP/Keck偏振测量，并没有发现可观察到的调制的功率谱从景观纠缠的证据，并没有可观察到的CMB异常的来源。最初提出的模型与指数潜力被排除到高的意义。假设一个Starobinsky型$R^2$暴胀模型，这是符合CMB约束，数据放置的$2σ$下限$b > 6.46 \times 10^7\ {\rm GeV}$的超对称性破缺尺度与纠缠校正。
2016-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Removal of two large scale Cosmic Microwave Background anomalies after subtraction of the Integrated Sachs Wolfe effect
虽然有争论，但中巴存在声称的大规模异常现象并没有完全被排除在外。在平行的辩论，其统计意义，最近的工作集中在口罩和二次各向异性作为这些异常的潜在来源。在这项工作中，我们同时调查的方法来考虑掩蔽区域的影响和ISW效应，这是大规模的二次各向异性最有可能影响CMB异常的影响。在这个意义上，我们的工作是Francis & Peacock 2010和Kim et al. 2012的更新。我们的目的是确定不同面罩治疗的CMB数据趋势。我们重建了2MASS和NVSS星系的ISW信号。我们使用Abrial等人2008年的稀疏修复技术和CMB，LSS和ISW的稀疏修复来解释丢失的数据，并发现它构成了适合研究大规模统计各向同性和ISW效应的无偏差重建方法。我们专注于三个大规模的CMB异常：低四极，四/oct对齐，和八极平面性。稀疏修复后，低四极变得更加异常，而四极/八极对齐变得不那么异常。在减去ISW效应后，低四极的重要性没有变化，而趋势是四极/八极排列的重要性降低，但其他假设也仍然是可能的（例如奇异物理学）。我们的研究结果还表明，这两个异常可能是由于四极单独。修复后和减去ISW后，八极平面性显著性也降低，但是，我们没有发现它开始时非常异常。本着可重复研究的精神，我们将构成本文主要结果的所有代码和所得产品公开在这里：www.example.com。
2013-07-29 astro-ph.CO
The weird side of the Universe: Preferred axis
在WMAP和Planck对宇宙微波背景（CMB）辐射温度各向异性的观测中，过去几年发现了许多大尺度的异常，包括低多极子中的CMB宇称不对称。通过定义一个方向统计量，我们发现CMB奇偶不对称性是方向相关的，并且优选轴是稳定的，这意味着它与所选择的CMB图、统计量的定义或CMB掩码无关。同时，我们发现这个优选轴与CMB四极、八极以及其他大尺度观测的优选轴非常一致。此外，它们都与CMB运动偶极子一致，这暗示了宇宙学观测中这些方向异常的非宇宙学起源。
2017-08-21 astro-ph.CO
Cosmic microwave background anomalies viewed via Gumbel Statistics
我们描述和讨论应用Gumbel统计，模型极端事件，WMAP 5年测量的宇宙微波背景。我们发现，温度极值的CMB是很好的建模的Gumbel形式主义和描述高斯性的方法可以提供的测试。与模拟结果的比较表明，Gumbel统计对传统统计量$f_{NL}<1000$只有很弱的区分能力，尽管它可以探测其他非高斯性的区域。测试的基础上半球削减揭示有趣的对齐与其他报告的CMB异常。该方法具有模型独立性的优点，并可能会发现更小规模的数据进一步的实用程序。
2009-09-04 astro-ph.CO
What the small angle CMB really tells us about the curvature of the Universe
众所周知，对宇宙微波背景（CMB）的观测对宇宙的空间曲率k非常敏感。在这里我们发现，实际上受到小角度波动严格限制的是最后散射表面附近的空间曲率，如果我们允许k是位置的函数，而不是处处取一个常数，那么在我们自己的区域内，相当大的空间曲率是允许的。这个结果对于试图解释没有暗能量的超新星观测的巨空模型是有意义的。我们发现，具有均匀大爆炸的空洞模型可以与观测到的小角度CMB相容，但前提是它们存在于正弯曲的宇宙中。然而，为了与H_0的局部测量兼容，我们发现需要径向变化的爆炸时间。
2011-07-22 astro-ph.CO gr-qc
Mapping the large-angle deviation from Gaussianity in simulated CMB maps
[摘要]在最近的工作中，我们提出了两个新的大角度非高斯指标的基础上偏度和峰度的CMB天球补丁，并用它们来找出显着偏离高斯频带和前景减少CMB地图。具有指定类型和幅度的原始非高斯性的模拟CMB图是确定非高斯估计的强度、灵敏度和限制的重要工具。在这里，我们调查是否以及在何种程度上我们的非高斯指标的灵敏度，以检测非高斯的本地类型，特别是振幅在七年WMAP的界限。我们做了一个系统的研究，利用我们的统计工具，从数千个模拟地图配备了非高斯的各种振幅的本地类型的偏度和峰度的地图。我们表明，我们的指标可以用来检测大角度的本地型非高斯性只有相对较大的值的非线性参数$f_{\rm NL}^{\rm local}$。因此，我们的指标没有足够的灵敏度来检测偏离高斯与非线性参数在七年WMAP的界限。这一结果以及频带和前景减少分析的结果表明，我们的指标在以前的作品中捕获的非高斯性不是原始起源，尽管它可能有一个原始的组成部分。我们还进行了模拟地图和全天空WMAP前景减少7年ILC-7 yr地图的非高斯性的比较研究。分析结果表明，在WMAP范围内，ILC-7年图的非高斯性水平高于$f_{\rm NL}^{\rm local}$模拟图。这提供了ILC-7 yr地图作为全天CMB高斯重建的适用性的定量指标。
2012-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Joint constraint on primordial gravitational waves and polarization rotation angle with current CMB polarization data
宇宙CPT破坏将使CMB光子的偏振方向发生旋转，部分CMB E模转换为B模，反之亦然。它将产生非零的EB、TB光谱，并改变EE、BB、TE光谱。这一现象为我们从CMB观测中检测CPT破坏特征提供了一种方法，也为产生B模偏振提供了一种新的机制。在本文中，我们执行一个全球性的分析张量标量比$r$和偏振旋转角度的基础上，目前的CMB数据集与低$\ell$（普朗克，BICEP 2/Keck阵列）和高$\ell$（POLARBEAR，SPTpol，ACTPol）。得益于CMB数据的高精度，我们获得了68% C. L.处的各向同性旋转角$\barα = -0.01^\circ \pm 0.37^\circ $，各向异性旋转角$C^α(0)<0.0032\,\mathrm{rad}^2$的方差、95%C. L.处的尺度不变功率谱$D^{αα}_{\ell \in [2, 350]}<4.71\times 10^{-5} \,\mathrm{rad}^2$和$r<0.057$。结果表明，考虑偏振旋转效应后，$r$的95%上限收紧了17%。
2019-10-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Statistics of CMB polarization angles
我们研究了CMB偏振角$ψ$的分布函数，重点是普朗克2018 CMB图。我们扩展了高斯相关$Q$和$U$ Stokes参数的Preece & Battye（2014）模型，以允许非零均值。当$Q$和$U$的方差相等并且它们的协方差和均值为零时，偏振角均匀分布。否则，均匀分布将被具有$2ψ$和$4ψ$相位的谐波调制。这些调制在普朗克2018 CMB地图中可见。此外，与功率谱相比，$U$的平均值是特殊的。
2020-01-06 astro-ph.CO
Isotropic non-Gaussian $g_\mathrm{NL}$-like toy models that reproduce the cosmic microwave background anomalies
根据最近对宇宙微波背景（CMB）的观测，人们提出了CMB涨落特性中存在统计异常的说法。尽管异常的统计显著性仅保持在$\sim2-3σ$显著性水平，但存在许多不同异常的事实，其中一些异常支持可能偏离统计各向同性，这促使人们寻找提供生成它们的共同机制的模型。本文的目的是研究这些异常是否可能起源于非高斯宇宙学模型，并确定这些模型应该具有什么性质。我们提出了一个简单的各向同性，非高斯类玩具模型，可以重现六个最广泛研究的异常。我们比较了存在的异常，从玩具模型和从一个标准模型与高斯波动产生的模拟地图。我们证明了在普朗克数据中发现的以下异常通常发生在玩具模型地图中：（1）大尺度半球不对称（大尺度偶极调制），（2）小尺度半球不对称（CMB功率在所有尺度$\ell=[2,1500]$上的空间分布的对准），（3）强非高斯热点或冷点，（4）$\ell<30$的低功率谱幅度，具体包括（5）低四极和四极与八极之间的不寻常排列，以及（6）最低多极的宇称不对称。我们注意到，这类玩具模型类似于原始的非高斯模型，其特征在于强烈的尺度依赖的$g_{NL}$样三谱。
2019-05-06 astro-ph.CO
Do JWST reionization (optical depth) puzzle, cosmological tensions, and CMB anomalies imply Harrison-Zel'dovich spectrum?
本文基于Planck、ACT和SPT数据，发现采用Harrison-Zel'dovich原初谱的ΛCDM模型可将再电离红移提高到与JWST观测一致，并缓解H_0和S_8张力，但会加剧透镜和曲率异常。
2025-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Pi in the sky
观测到的宇宙微波背景偏离标准模型的现象，即所谓的“异常现象”，显然是非常重要的，值得更积极地加以研究，以便发现其背后的物理现象。通过深入的研究，我们发现，在数字$π$的数字中也有同样令人惊讶的特征，而且在$π$的数字中的每种特殊性与CMB中的异常之间存在着显著的对应关系。如果不考虑这种不合理的可能性，即这些只是当人们仔细观察时出现的那种侥幸，唯一可以想象的结论是，无论CMB异常是如何产生的，一个类似的过程在$π$的数字中留下了图案。
2016-05-16 astro-ph.CO
Fréchet Vectors as sensitive tools for blind tests of CMB anomalies
本文提出利用Fréchet向量作为盲检验工具，通过模拟和Planck数据证明其能灵敏检测CMB异常，并在小尺度上以高显著性拒绝标准假设。
2025-06-23 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
