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
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
Linking the BICEP2 result and the hemispherical power asymmetry through spatial variation of $r$
对于最简单的暴胀模型，BICEP 2实验最近探测到的一个大的原始B模式偏振信号表明，普朗克卫星的张量标量比$r$的上限存在轻微的张力。在这里，我们讨论空间变化的$r$作为一个可能的解释，这种差异。这个想法似乎很有吸引力，因为它也可以解释WMAP和普朗克在大角度尺度上看到的半球温度功率不对称性。如果这两个方面确实有联系，该模型表明，在北半球，$r$应该小得多，这一假设可以通过未来的B模式实验得到证实，为整个天空中原始张量贡献的平稳性提供测试。此外，BICEP 2测量排除了$r$的简单偶极调制单独可能导致全半球功率不对称的可能性。
2014-05-22 astro-ph.CO
Imprints of a hemispherical power asymmetry in the seven-year WMAP data due to non-commutativity of space-time
暴胀时的非对易几何会引起原初功率谱的宇称违反调制。我们开发的统计工具，调查这些调制是否是明显的宇宙微波背景（CMB）。模型的自由参数是两个方向参数（theta，phi）、信号幅度A* 和在不同尺度上调制相关功率的倾斜参数n*。该模型的签名对应于一种半球功率不对称。当分析7年的WMAP数据时，我们发现在Q-，V-和W波段的优选方向上有一个弱的信号，方向（l，b）=（-225度，-25度）+-（20度，20度），这接近于另一个先前发现的半球功率不对称。虽然这些结果是有趣的，在W-，V-和Q-波段的检测的意义是非零的约2西格玛，这表明，最简单的参数化的领先的校正表示只有部分的时空非对易性的影响可能负责半球的不对称性。我们对偶极子存在的限制与其物理起源无关，并且倾向于具有振幅A* ~ 0.18的蓝倾斜光谱指数n* ~ 0。
2010-11-24 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
Removing beam asymmetry bias in precision CMB temperature and polarisation experiments
非对称光束可以在CMB实验的功率谱估计中产生显著的偏差。由于温度功率谱比B模式功率谱强许多数量级，因此必须小心地控制和/或消除将两者耦合的任何系统误差。在这里，我们推导出无偏估计的CMB温度和偏振功率谱考虑到一般的光束和一般的扫描策略。不对称光束的一个简单结果是，即使采用在每个方向上看到每个天空像素的理想扫描策略，如果光束不对称的方向与共偏振的方向不对准，则将存在从温度功率到B模式功率的残余耦合。我们测试我们的校正算法模拟两个温度只有实验，并证明它是无偏的。模拟实验使用逼真的扫描策略，噪声水平和高度不对称的光束。我们还开发了一个地图制作算法，能够消除光束不对称偏置在地图的水平。我们证明了它的实施使用模拟和表明，它是能够准确地校正温度和偏振图的所有影响的光束不对称性，包括温度的影响，偏振泄漏。
2015-03-16 astro-ph.CO
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
Quadrant asymmetry in the angular distribution of the Cosmic Microwave Background in the Planck satellite data
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）测量的宇宙微波背景（CMB）角分布中发现的一些特殊特征值得进一步研究。在这些独特的特征中，象限不对称性可能与南北不对称性有关。在本文中，我们的目标是扩展的象限不对称性的分析，在$Λ$ CDM框架的普朗克前景清洁地图，使用普朗克小组提供的掩模。我们计算两点关联函数（TPCF）从普朗克CMB天空图的每个象限，并比较结果与1000蒙特卡罗（MC）模拟假设$Λ$ CDM最佳拟合功率谱。我们检测到的存在下，在东南象限（SEQ）和东北象限（NEQ）在普朗克数据的电力显着不足的权力过剩。SEQ和其他三个象限（西南象限（SWQ），西北象限（NWQ）和NEQ）之间的不对称性在95%的置信水平下与各向同性天空不一致。此外，通过相对于z方向旋转普朗克温度天空图，我们显示了SEQ的TPCF具有最大功率的旋转角度。我们的普朗克前景清洁地图的分析表明，有一个多余的权力在TPCF的SEQ和显着缺乏的权力在NEQ相比，模拟。当考虑到$Λ$ CDM框架时，这种不对称是反常的。
2014-08-05 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
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
Generating the cosmic microwave background power asymmetry with $g_{NL}$
我们考虑了由超视界等曲率场起伏产生的CMB功率不对称性的$δN$展开式中的高阶项。该项可以生成不对称性，而不需要大的$f_{NL}$值。相反，它会生成一个非零值$g_{NL}$。约束的组合导致$f_{NL}-g_{NL}$空间中的允许区域。为了在没有大的$f_{NL}$值的情况下产生具有该项的不对称性，我们发现等曲率场需要对曲率扰动的功率谱的贡献小于暴胀。
2015-07-07 astro-ph.CO 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
Scale-dependent non-Gaussianity and the CMB Power Asymmetry
我们介绍了一种替代的非线性参数$f_{\rm NL}$的尺度依赖性的非高斯准本地模型的参数化。当$f_{\rm NL}$改变符号时，我们的参数化仍然有效，这与通常采用的幂律近似$f_{\rm NL}(k) \propto k^{ n_{f_{\rm NL}} }$不同。我们激励我们的替代参数化呼吁自我相互作用的曲率的情况下，作为一个应用程序，我们将其应用到CMB功率不对称。解释功率不对称性需要强尺度依赖的非高斯性。我们发现，制度的模型参数空间，其中$f_{\rm NL}$是强烈的尺度依赖通常与一个大的$g_{\rm NL}$和四极功率不对称，这可以排除现有的观测约束。
2015-10-30 astro-ph.CO hep-th
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
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
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
Constraining Primordial Power Asymmetry from Galaxy Clustering and Peculiar Velocity Information
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿科学高等研究院宇宙物理数学卡弗里研究所（WPI））；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理学研究所）；Onomichi City University（尾道市立大学）
本研究开发BipoSH分析方法，结合类Euclid星系巡天与类Simons天文台CMB重构的本动速度，可打破原初四极调制与各向异性星系偏置的简并，提升原初功率不对称性的检验精度。
2026-08-17 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
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
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
Pearson's random walk in the space of the CMB phases: evidence for parity asymmetry
假设宇宙微波背景（CMB）的温度涨落在幅度和相位上都是随机分布的，遵循最简单的暴胀模型。在本文中，我们看看球谐分解的CMB的奇，偶多极，这些不同的特点，引起宇称不对称。我们比较了CMB功率谱中的偶、奇多极子，以及偶、奇平均角。我们发现，对于功率谱的多极，与偶数多极相比，奇数多极中存在功率过剩，这意味着我们具有奇偶不对称性。此外，对于相位，我们提出了一个随机行走的平均角度，并找到一个显着的分离，偶数/奇数的平均角度，特别是银河系坐标。这是进一步测试和确认的方向宇称测试，比较银河系和黄道坐标的宇称不对称性。
2011-04-05 astro-ph.CO
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
Hemispherical power asymmetries in the WMAP 7-year low-resolution temperature and polarization maps
我们测试半球功率不对称的WMAP 7年低分辨率的温度和偏振图。我们考虑两个自然的估计这样的不对称性，并利用我们的实现的最佳角功率谱估计所有六个CMB频谱。通过扫描整个天空，通过一个样本的24个方向，我们寻找两个半球的功率谱的不对称性，比较结果与蒙特卡罗模拟从WMAP 7年最佳拟合模型。我们的分析扩展了以前的结果极化部门。ILC温度图上的不对称性水平被发现与以前的结果是兼容的，而没有显着的不对称性的偏振光谱检测。此外，我们表明，我们的结果只有微弱的影响，后验选择的最大多极考虑分析。我们还预测了我们的方法在普朗克灵敏度检测偶极调制的能力。
2013-07-10 astro-ph.CO
CMB Power Asymmetry from Non-Gaussian Modulation
暴胀扰动中的非高斯性可以将可观测尺度与波长更长的模式（甚至是超视界）耦合起来，从而留下观测到的宇宙微波背景（CMB）功率谱的大角度调制作为特征。这为幂不对称性提供了另一种起源，而幂不对称性通常被归因于统计各向同性的破坏。即使对于典型的~10^{-5}扰动，非高斯调制效应也可能是显著的，同时考虑对非高斯性的电流约束，如果双谱的压缩极限是足够红外发散的。例如，对于具有非Bunch-Davies初始状态的暴胀模型，就已经声称存在这样一种强红外发散双谱。上限所观察到的CMB功率不对称的地方严格限制通货膨胀的持续时间在这样的模型。
2012-12-14 astro-ph.CO hep-th
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
Loop quantum cosmology, non-Gaussianity, and CMB power asymmetry
我们认为，在宇宙微波背景（CMB）中观察到的异常功率不对称性可能起源于暴胀之前的宇宙反弹。在圈量子宇宙学（LQC）中，大爆炸奇点一般被量子引力效应引起的反弹所取代。我们计算了暴胀非高斯性的光谱，并表明可观测尺度与较长（超视界）波长模式之间的强相关性是由于LQC反弹中扰动的演化而产生的。这些相关性是强烈的尺度依赖性，并诱导偶极占主导地位的调制在大角度尺度的CMB，与观测一致。
2015-07-16 astro-ph.CO gr-qc
CMB Power Asymmetry from Primordial Sound Speed Parameter
宇宙微波背景中的半球功率不对称性可以用一些原始宇宙学参数的调制来解释，例如暴胀子的声速。这种调制可以通过在暴胀期间对光场的扰动来实现。我们用数值方法研究了这种机制，并表明它与当前的观察结果是一致的。此外，该模型还预测了功率不对称性同样存在于具有相同形状的温度-偏振相关和偏振自相关中，以及具有特定形状的等边型原始非高斯性中。因此，我们的机制在即将进行的实验中是可观测的。
2013-07-15 astro-ph.CO gr-qc 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
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
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
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
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
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
Inflationary power asymmetry from primordial domain walls
本文研究了平移不变性被畴壁破坏的暴胀模型中的非对称原初涨落。我们计算曲率扰动的功率谱的修正，它们是各向异性的，包含偶极，四极，和更高的多极子与非平凡的尺度依赖的振幅。这些多极不对称的两点相关性和方差在真实空间中的观测的启发下，我们表明，该模型可以解释所观察到的异常功率不对称的宇宙微波背景（CMB）的天空，包括其特性的特点，偶极子占主导地位的更高的多极。我们测试的模型的可行性，并将其参数的近似约束，通过使用观测值的偶极，四极和八极振幅的不对称测量的局部方差估计。我们发现，一个配置的模型中，CMB球不相交的域壁膨胀期间提供了一个很好的拟合的数据。我们进一步推导出修正CMB温度协方差矩阵或角功率谱的解析表达式，这些表达式可用于未来球谐空间模型的统计分析。
2014-11-29 astro-ph.CO hep-th
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
Scale-dependent CMB power asymmetry from primordial speed of sound and a generalized $δ$N formalism
我们探讨了一个合理的机制，半球功率不对称的CMB是由原始声速参数的空间变化产生的。我们认为，在$δN$形式的推广方法中，局部e折叠数除了依赖于暴胀子的初始值外，还依赖于其它一些原始参数.这里的$δN$形式主义扩展考虑的超哈勃扰动光场引起的空间变化的声速参数的影响。利用这种推广的$δN$形式，我们系统地计算了多速暴胀模型中的非对称原初谱，并考虑了原初非高斯性的约束.我们进一步讨论了具体的模型约束，相应的不对称幅度被发现是规模依赖的，这可以容纳当前的观察功率不对称在不同的长度尺度。
2016-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic imprint of long-wavelength tensor perturbations on cosmic structure
暴胀模型预测了原始密度扰动（标量度量扰动）和引力波（张量度量扰动）之间的相关性，其形式为标量-标量-张量三点相关，或傅立叶空间中的双谱。这种双谱的压缩极限意味着在观测到的物质和星系的局部功率谱中存在四极不对称性。在这里，我们表明（像其他人之前），在单场慢滚模型预测的这种功率不对称的幅度红外发散被取消的投影效应时，考虑到观察到的功率谱。然后，我们进一步评估的非零，但有限的，剩余的四极功率不对称的发散被取消后。虽然四极功率不对称很小，但它在概念上很重要。此外，我们的计算澄清了如何预测这种功率不对称可能会改变不同的标量-标量-张量双谱模型，并表明，令人信服的检测四极功率不对称将排除单场慢卷模型的通货膨胀。
2013-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strongly scale-dependent CMB dipolar asymmetry from super-curvature fluctuations
我们重新考虑所观察到的CMB偶极不对称的背景下，开放的通货膨胀，超曲率模式可能会生存的气泡成核。如果这样的超曲率模式调制曲率功率谱的振幅，则很容易在功率谱中产生不对称性。我们表明，目前的观测数据可以容纳在一个三场模型，简单的二次电位和非平凡的场空间度量。尽管存在三个场，但我们相信这个模型是迄今为止最简单的，可以与当前的观测结果相匹配。我们能够匹配所观察到的强尺度依赖性的偶极不对称性，没有微调的初始条件，打破慢滚或添加功能的任何字段的演变。
2016-10-09 astro-ph.CO gr-qc
Testing a direction-dependent primordial power spectrum with observations of the Cosmic Microwave Background
统计各向同性在宇宙学中经常被假设，并且应该根据观测数据进行严格的测试。我们构造简单的二次估计重建原始功率谱的不对称性，从CMB温度和极化数据，并验证其准确性，使用模拟与四极功率不对称。我们表明，普朗克任务，其数百万的信号占主导地位的模式的温度各向异性，应该能够限制任何球形多极的尺度不变的四极不对称的幅度在$0.01$水平（$2σ$）。经过四次全天空观测，可以从$0.03$水平的偏振获得几乎独立的约束，提供了重要的一致性检验。如果不对称的幅度足够大，限制其尺度依赖性应该成为可能。在具有$1\%$不对称性的无标度四极模型中，与WMAP温度数据的当前限制（在对束流不对称性进行校正之后）一致，普朗克应该将幂律偏离不对称性的谱指数$q$约束为$Δq = 0.3$。最后，我们展示了如何约束模型与轴对称在同一框架。对于无标度四极模型，普朗克应该用一年的温度数据将不对称的方向限制在$1σ$的精确度上，大约为$2$度。
2014-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Implications of the CMB power asymmetry for the early universe
微波背景波动的观测表明，尺度依赖的幅度不对称性约为2.5西格玛的意义。对这种“异常”的暴胀解释需要非高斯波动，它将可观察到的模式与更大尺度上的模式耦合在一起。在这封信中，我们描述了对这些情况的分析，这些情况显着扩展了以前的治疗方法。我们确定的非高斯的“响应函数”的特征的不对称性，并表明，这是不平凡的构建一个模型，产生足够的振幅：许多独立的微调是必需的，往往使这样的模型出现不太可能比他们试图解释的异常。我们提出了一个明确的模型，满足观测约束条件，并确定第一次有多大的双谱将出现一个普朗克实验。虽然这个模型仅仅是说明性的，我们希望它是一个很好的代理的双谱在一个相当大的一类模型，产生一个规模依赖的响应，使用一个大的eta参数。
2016-07-05 astro-ph.CO hep-th
Influence of Planck foreground masks in the large angular scale quadrant CMB asymmetry
实验测得的CMB角分布与LCDM模型有很好的一致性。然而，各向同性的违规报告在CMB温度图的WMAP和普朗克数据。我们调查的CMB角分布的分析中采用的不同的面具的影响，特别是在东南象限（SEQ）和东北象限（NEQ）的电力不足的权力过剩。我们比较了两点关联函数（TPCF）计算的CMB前景清洁的温度图的每个象限的1000模拟假设LCDM最佳拟合功率谱使用四个不同的面具。除了象限之外，我们还计算了图中存在功率过剩和功率不足的圆形区域的TPCF。我们还比较了TPCF计算中银河系切割的影响，与模拟结果相比。我们发现三个面具，即面具规则最小，U73和U66的一致结果。结果表明，在SEQ中的多余的功率趋于消失的天空被口罩覆盖的部分的增加和NEQ中的缺乏的功率几乎保持不变。当应用UT 78掩模时，NEQ变得不再异常，并且SEQ中的功率过剩成为掩模中最显著的一个。然而，SEQ和NEQ之间的不对称性与掩模无关，并且与具有至少95%C. L的各向同性模型不一致。我们发现UT78与其他分析的口罩不一致，特别是考虑到SEQ和NEQ单独分析。最重要的是，UT78的使用消除了NEQ中的异常。此外，与模拟相比，我们发现NEQ中未被UT 78掩蔽但被其他掩蔽的区域的峰度过多，这表明先前的结果可能是由于UT 78未去除残留前景。
2015-10-05 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
Parity asymmetry of primordial scalar and tensor power spectra
针对CMB大尺度宇称破坏异常，提出基于$\mathcal{P}\mathcal{T}$几何超选择规则的新暴胀量子涨落构造，预测并量化了标量、张量功率谱及原初引力波在特定尺度范围的宇称不对称性。
2024-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Effects of neutrino mass and asymmetry on cosmological structure formation
轻但质量大的宇宙学中微子在小尺度上不会聚集，因为它们的热速度很高。由于质量有限，宇宙学中微子成为总物质场的一部分，并有助于其平滑。因此，与标准$Λ$ CDM宇宙学中的无质量中微子相比，在有质量中微子存在下的结构形成受到阻碍。中微子的质量也扭曲了宇宙微波背景（CMB）的各向异性功率谱。此外，宇宙学中微子的有限化学势$μ$（目前的数据仍然允许）将对CMB和结构形成产生不可忽略的影响。我们一贯的中微子质量和化学势的影响，通过使用中微子参与的N体模拟的物质功率谱，宇宙学参数从马尔可夫-钱的Moonte-Carlo（MCMC）改装CMB数据。我们的研究结果表明，虽然有限的平均中微子质量$m_ν$倾向于抑制在波数范围内的物质功率谱，中微子简并参数${ξ_i \equiv μ_i /T}$（$i=$ 1，2，3）增强后者，导致一个大的参数简并之间的$m_ν$和$ξ_i$。我们提供了一个经验公式的影响，在选定的范围内的$m_ν$和$η\equiv \sqrt{\sum_i ξ^2_i}$引起的波数的物质功率谱。观察到$m_ν$和$η$之间的强相关性，我们提出了一个与红移无关的参数$m_ν- \frac{4}{3}η^2$来表征中微子对物质功率谱的影响。
2019-03-07 astro-ph.CO
Dust Polarization Maps from TIGRESS: E/B power asymmetry and TE correlation
我们提出了第一个大的一套全天空合成尘埃偏振图直接来自自洽磁流体力学模拟使用TIGRESS框架。在这个模拟中，湍流主要是由超新星爆炸驱动的，其速率由反馈回路自我调节。模拟覆盖了湍流的外尺度和惯性范围，具有一致的高分辨率。剪切盒中使用的模拟与解决超新星驱动的湍流，使捕捉的产生，增长和饱和的湍流和平均磁场。我们构建偏振图在353 GHz的多相，湍流，磁化星际介质（ISM）的模型内的观察者所看到的。为了对模拟的ISM状态进行全面采样，我们使用了350个快照，跨度超过3.5亿年（超过6个反馈回路）和9个有代表性的观察者。合成天空显示出普遍的E/B功率不对称性（EE>BB）和正的TE相关性，与普朗克卫星的观测结果基本一致。然而，EE/BB~1.4-1.7和TE/（TT*EE）^{1/2}~0.2-0.3的范围通常较低。我们发现大波动的E/B不对称性和TE相关性取决于观察者的位置，和时间波动的星际介质属性由于恒星形成的爆发。这些合成地图公开提供微波天空的新模型。
2019-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
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
Dipolar power asymmetry in wide-angle correlations of galaxy density, velocity and ellipticity
Institute of Astronomy and Astrophysics Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙线研究所理研数理宇宙学前沿研究中心卡弗里宇宙物理数学研究所）；Theory Center, Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子核物理研究所理论中心）；Department of Economics, Management and Information Science, Onomichi City University（尾道市立大学经济经营管理信息科学系）
本研究针对原初功率谱的位置依赖型偶极调制，建立了全天空形式体系，发现张角≥30°时广角修正不可忽略，未来大尺度结构巡天检验偶极调制需纳入该修正。
2026-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Testing physical models for dipolar asymmetry: from temperature to k space to lensing
偏离标准宇宙学模型的最有趣的暗示之一是宇宙微波背景（CMB）中的大尺度偶极功率不对称。如果不是统计上的侥幸，它的起源一定是通过物理机制对位置空间涨落的调制，这需要观察新的模式来证实或反驳。我们介绍了一种方法来描述这样的调制在k空间，并计算其对CMB温度和透镜效应的影响。我们将k空间调制参数拟合到普朗克2015年的温度数据，并表明CMB透镜不会为我们提供足够的独立信息来证实或反驳这种机制。然而，我们的方法阐明了一些鲜为人知的方面的不对称性，特别是它是弱约束。此外，它将是特别有用的，在预测偏振的有效性，在测试一个物理调制。
2017-03-22 astro-ph.CO
Violation of statistical isotropy and homogeneity in the 21-cm power spectrum
大多数暴胀模型预测原始扰动是统计各向同性和均匀的。然而，宇宙微波背景（CMB）的观测表明，在大的角尺度上，偶极功率调制的形式可能偏离统计各向同性。除了最简单的单场慢滚模型之外，其他的暴胀模型可以产生一个小的功率不对称性，与这些观察结果一致。然而，对类星体聚集的观测显示，在小得多的角尺度上，这与统计各向同性是一致的。在这里，我们建议使用非对角分量的角功率谱的21厘米波动在黑暗时代来测试这种功率不对称性。我们预测结果计划SKA无线电阵列，未来的无线电阵列，和宇宙方差有限的情况下，作为理论证明的原则。我们的研究结果表明，21厘米线功率谱将使访问信息在非常小的尺度和在不同的红移切片，从而改善当前CMB的约束$\sim 2$数量级的偶极不对称和$\sim 1-3$数量级的四极不对称的情况下。
2016-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB signature of a super-Hubble inhomogeneity in the gravitational field enclosing the present Hubble volume
基于WMAP数据对CMB的反复研究揭示了天球上温度波动分布的明显不对称性。研究表明，一个半球的温度波动幅度高于另一个半球。我们认为这种不对称性是否可能源于一个大尺度的不均匀性，在引力场包围目前的哈勃体积。我们研究的引力场的大小大于目前的哈勃半径的不均匀性的存在会对CMB的温度分布有什么影响，并开始引出其在CMB功率谱的观测签名。除了常规CMB温度各向异性功率谱的对角项之外，协方差函数还包含非对角项。我们发现，特定的非对角条目的协方差函数的不均匀性的强度是敏感的，而对角条目不。这些非对角项在均匀背景几何中不存在，它们是宇宙背景几何中大尺度不均匀性的观测特征。此外，我们发现，在超哈勃大小的引力势的不均匀性将产生一个功率不对称的CMB与最大的不对称的角度为90度的CMB偶极轴。最近Eriksen等人估计了CMB功率不对称的轴。位于与CMB偶极轴成83度和96度之间的角度，这与我们的模型的预测一致。这意味着宇宙微波背景辐射天空中观测到的功率不对称的位置可以由包含在哈勃体积内的引力场中的大尺度不均匀性来解释。
2010-01-05 astro-ph.CO gr-qc
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
Probing dipolar power asymmetry with galaxy clustering and intrinsic alignments
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学宇宙物理数学卡弗里研究所（WPI））；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学技术院）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理研究所）；Onomichi City University（尾道市立大学）；Suwa University of Science（诹访科学大学）
该研究利用第四代星系巡天的星系成团与内禀alignment交叉关联，探测原初功率谱的偶极调制，发现其可提升各向异性约束能力，还可作为系统误差的一致性检验。
2026-08-20 astro-ph.CO gr-qc
