The pre-inflationary and inflationary fast-roll eras and their signatures in the low CMB multipoles
在给定的初始时刻,我们研究了一般初始条件下暴胀子和标度因子的整个耦合演化。一般的早期宇宙演化有三个阶段:减速的快速滚动,然后是暴胀的快速滚动,然后是暴胀的缓慢滚动。这种演化对所有规则暴胀子势都是有效的。此外,我们发现一个特殊的(极端)慢辊解决方案开始于t = -infty,其中快速滚动阶段缺席。在t = t_* 的某个时刻,时间上向后的一般演化达到一个数学奇点,在那里a(t)消失,哈勃变得奇异。我们发现奇点附近的一般行为。经典暴胀子描述对t-t_* > 10 t_{Planck}是有效的,在暴胀开始之前,量子圈效应可以忽略不计。在经典处理的有效区域中,奇点永远不会达到,因此它在这里不是一个真正的物理现象。计算波动的整个演化。Bunch-Davies初始条件(BDic)推广到本例。通过初始条件的传递函数D(k),功率谱在有限时间内受到快速滚动时代和BDic选择的影响而动态修改。D(0)= 0。D(k)在k ~ 2/eta_0(eta_0为共形初始时刻)出现第一个峰值,然后振幅衰减振荡,当k> infty时渐近消失。传递函数D(k)影响低CMB多极子C_1:对于l=1-5的变化Δ C_1/C_1被计算为波动的开始时刻t_0的函数。CMB四极杆观测给出了大量的补充资料,在这里得到了很好的再现(节略)
2010-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Scalar runnings and a test of slow roll from CMB distortions
如果μ> 7.75 E-8,未来通过PIXIE规范的实验测量宇宙微波μ畸变将提供标量扰动谱指数β= dα/dln(k)的运行的等效3-sigma检测,覆盖PIXIE灵敏度范围的大部分。这对应于β> 0.015的分辨率极限,考虑到任何慢滚假设,这是当前CMB尺度对α< 0的严格限制的结果。我们表明,如果原始信号可以与任何暴胀后的污染区分开来,那么在这个水平上检测到β与慢滚条件是相冲突的。
2012-10-05 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
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
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
We consider a cosmological lepton asymmetry in the form of neutrinos and impose new expected sensitivities on such asymmetry through the degeneracy parameter ($ξ_ν$) by using some future CMB experiment configurations, such as CORE and CMB-S4. Taking the default scenario with three neutrino states, we find $ξ_μ = 0.05 \pm 0.10 \, (\pm \, 0.04)$, from CORE (CMB-S4) at 95 percent CL, respectively. Also, within this scenario, we evaluate the neutrino mass scale, obtaining that the normal hierarchy mass scheme is privileged. Our results are an update concerning on the cosmological lepton asymmetry …
2019-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
In string theory inspired models of axion-like fields, sub-leading non-perturbative effects, if sufficiently large, can introduce steep cliffs and gentle plateaus onto the underlying scalar potential. During inflation, the motion of a spectator axion $σ$ on this potential becomes temporarily fast, leading to localized amplification of one helicity state of gauge fields. In this model, the tensor and scalar correlators sourced by the vector fields exhibit localized peak(s) in momentum space corresponding to the modes that exit the horizon while the roll of $σ$ is fast. Thanks to the gravitation…
2021-04-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB Maximum Temperature Asymmetry Axis: Alignment with Other Cosmic Asymmetries
我们使用一个全球像素为基础的估计,以确定轴的残余最高温度不对称(MTA)(偶极子减法后)的WMAP 7年内部线性组合(ILC)CMB温度的天空图。该估计器基于考虑在各种角分辨率(4度-15度)下天空中相对像素之间的温度差异,并选择使该差异最大化的轴。我们考虑三种大规模Healpix分辨率(N_{side} =16(3.7度)、N_{side} =8(7.3度)和N_{side} =4(14.7度))。我们将这一不对称性的方向和大小与其他三个宇宙不对称轴(α偶极、暗能量偶极和暗流)进行了比较,发现这四个不对称轴异常接近。我们将观测到的MTA轴与10^4高斯各向同性模拟ILC映射(基于LCDM)的相应MTA轴进行了比较。模拟的ILC图再现了观测到的MTA不对称性的幅度以及与观测到的α偶极子的对准的比例在0.1%-0.5%$的范围内(取决于CMB图所选择的分辨率)。与其他两个不对称轴(暗能量偶极子和暗流)对应的幅度+对齐概率约为1%。我们提出扩展拓扑精髓作为一个物理模型定性一致的方向重合。
2012-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Global Overview of Starobinsky Inflation beyond slow-roll with CMB-BAO data
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur(印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校);Astronomisches Recheninstitut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文学计算研究所)
本研究利用ACT、SPT和DESI数据对Starobinsky暴胀进行全局分析,通过直接求解运动方程获得比慢滚近似更强的参数约束,并转化为再加热温度限制,同时探讨了修正模型及参数化限制。
2026-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Directional dependence of CMB parity asymmetry
最近的普朗克观测证实了宇宙微波背景(CMB)辐射中的宇称违反。在本文中,我们扩展了我们以前的工作[P. Naselsky et al. Astrophys. J. { \bf 749},31(2012)]通过考虑CMB温度各向异性的普朗克数据,对CMB宇称不对称性的方向性质进行了研究。我们定义了六种方向统计量,发现它们都表明了CMB数据的奇校验偏好。此外,我们发现所有这些统计的首选轴强烈相关的CMB运动偶极子,四极,八极的首选轴。在大于$3σ$的置信水平下证实了它们之间的对齐,这意味着CMB宇称不对称以及CMB四极和八极的异常可能具有共同的物理、污染或系统起源。此外,它们都应该与残余偶极元件的可能污染有关。
2017-02-15 astro-ph.CO
Is the CMB asymmetry due to the kinematic dipole?
在宇宙微波背景(CMB)辐射中发现的宇称破缺现象是研究非标准宇宙学模型、各种前景残差的可能污染和CMB数据校准的重要线索。本文通过在宇称参数的定义中排除$m=0$模,研究了CMB宇称不对称的方向性。我们发现宇称参数的优选方向与CMB运动学偶极相一致,这意味着CMB宇称不对称性可能与剩余偶极分量的可能污染有关。我们还发现,这种趋势不仅局限于$l=2,3$,但在扩展的多极范围高达$l\sim 22$。
2012-01-25 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
Finsler space-time can explain both parity asymmetry and power deficit seen in CMB temperature anisotropies
我们提出了一个Finsler时空框架来解释观测到的宇称不对称性和宇宙微波背景(CMB)温度各向异性的低$\ell$($2\leqslant \ell \leqslant 29$)多极范围内的功率赤字。在$3+1$维时空中,三维空间由Randers-Finsler空间描述,空间不可逆,导致CMB角功率谱的宇称不对称。通过分析普朗克2015年CMB温度数据中的低$\ell$角功率谱,估计了Finsler时空对这两个参数的约束.我们看到,CMB温度各向异性中的低$\ell$功率抑制也可以在这种情况下解决。我们的研究表明,两个低- $\ell$异常,即平价不对称和权力赤字可能有一个共同的起源。
2018-06-29 astro-ph.CO
Probing Lepton Asymmetry with 21 cm Fluctuations
利用21厘米谱线涨落和宇宙微波背景(CMB)的观测结果,研究了如何精确地约束宇宙轻子数不对称性xi_nu = mu_nu/T_nu的问题.我们发现,21厘米线和CMB观测的组合可以约束轻子的不对称性比大爆炸核合成(BBN)更好。此外,我们还讨论了在存在一些额外辐射的情况下xi_nu的约束,并表明21 cm线观测可以大大改善由CMB单独获得的约束,并允许我们区分轻子不对称性的影响和额外辐射的影响。
2014-04-18 astro-ph.CO hep-ph
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
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
Slow-roll inflation may simultaneously solve the horizon problem and generate a near scale-free fluctuation spectrum P(k). These two processes are intimately connected via the initiation and duration of the inflationary phase. But a recent study based on the latest Planck release suggests that P(k) has a hard cutoff, k_min > 0, inconsistent with this conventional picture. Here we demonstrate quantitatively that most---perhaps all---slow-roll inflationary models fail to accommodate this minimum cutoff. We show that the small parameter `epsilon' must be > 0.9 throughout the inflationary period t…
2020-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale-dependent gravitational waves from a rolling axion
我们考虑一个模型,其中一个赝标量场$σ$在暴胀过程中滚动一些e折叠,来源于一个规范场的一个螺旋度。这些场只与暴胀子引力耦合,因此只通过引力相互作用产生标量和张量原始扰动。当$σ$的滚动显著时,这些源信号被定位在退出视界的模式上。我们集中我们的研究的情况下,该模型可以同时产生(i)一个大的引力波信号,导致可观察到的B模式的CMB偏振,和(ii)足够小的标量扰动,以便与目前的温度各向异性的限制。参数的不同选择反而会导致在CMB或LSS尺度下的标量扇区中局部且可见地偏离高斯性。
2015-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dipole Modulation in Tensor Modes: Signatures in CMB Polarization
在这项工作中,我们考虑了张量模的偶极不对称性,并研究这种不对称性对CMB的角功率谱的影响。我们推导出解析表达式的$C_{l}^{TT}$和$C_{l}^{BB}$中存在这样的偶极子调制的张量模式$l<100$。我们还讨论了调制项的幅度,并表明,$C_{l}^{BB}$是相当大的修改,由于这项。
2015-06-16 astro-ph.CO hep-th
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
How Well Can Future CMB Missions Constrain Cosmic Inflation?
我们研究如何下一代的宇宙微波背景(CMB)测量任务(如EPIC,LiteBird,PRISM和COrE)将能够限制通货膨胀的景观在最难消除歧义的情况下,通货膨胀是简单地描述了单场慢卷的情况。考虑到所提出的PRISM和LiteBIRD卫星设计,我们模拟模拟数据对应于五个不同的基准模型,具有从$10^{-1}$到$10^{-7}$的张量-标量比的值。然后,我们计算所有Encyclopaedia Inflationaris模型的贝叶斯证据和复杂性,以评估PRISM单独和LiteBIRD补充普朗克2013年数据的约束力。在慢卷通货膨胀中,两种设计都具有相当的约束力,可以排除大约四分之三的通货膨胀情景,而仅普朗克2013年的数据就可以排除三分之一。然而,我们也表明,PRISM可以约束标量运行,并有能力检测违反慢滚在二阶。最后,我们的研究结果表明,描述一个膨胀模型的潜在形状,而不指定再加热温度,将不再是可能的精度水平达到未来的CMB任务。
2014-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Just enough inflation: power spectrum modifications at large scales
我们表明,模型的“刚刚好”的通货膨胀,其中慢卷演变持续只有$50-60$电子折叠,功能修改的CMB功率谱在大角度尺度。我们进行了系统的和独立于模型的分析,任何可能的非慢卷背景演变之前的最后阶段的慢卷通货膨胀。我们发现一个高度的普遍性,因为最常见的背景,如快速滚动的演变,物质或辐射优势引起的功率损失在大的角度尺度和一个峰值一起振荡行为的规模周围的值的哈勃参数在开始的慢卷膨胀。取决于状态方程参数的值,不同的暴胀前时期反而导致低$\ell$处能量的增强,因此最近的观测暗示表明在$\ell\lesssim 40$处缺乏CMB能量,这似乎不利于我们。我们还评论了初始条件的重要性和可能有多个通货膨胀前阶段。
2014-07-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Closing in on the large-scale CMB power asymmetry
对宇宙微波背景(CMB)温度各向异性的测量揭示了在最大尺度下功率的偶极不对称性,这显然与标准宇宙学模型的统计各向同性相矛盾。该效应的显著性不是很高,并且依赖于后验选择。然而,已经提出了一些模型,产生了规模依赖的不对称性。我们面对几个这样的模型的物理,位置空间调制与CMB温度观测。我们发现,虽然一些模型,保持标准的各向同性功率谱是允许的,其他人,如调制张量或不相关的isocurvature模式,可以排除的基础上,各向同性功率的生产过剩。这仍然是这种情况下,即使当一个额外的等曲率模式完全反相关的绝热扰动被添加到抑制大尺度上的功率。
2017-09-28 astro-ph.CO
Direct detection and CMB constraints on light DM scenario of top quark asymmetry and dijet excess at Tevatron
我们详细研究了Isidori和Kamenik的模型,该模型被认为可以解释Tevatron的顶夸克前后不对称性,提供GeV尺度的暗物质(DM),并可能改善Tevatron W+jj事件的数据和理论之间的一致性。我们计算的DM热遗迹密度,自旋无关的DM-核子散射截面,和宇宙微波背景约束狄拉克和马约拉纳中性伴子DM的参数空间,解释顶部的不对称性。稳定的轻中性伴子是不允许的,除非局部DM密度比预期的小3-4倍,在这种情况下,质量约为3 GeV的狄拉克DM可能是可能的,由普朗克任务进行测试。该模型预测了在W+jj事件中双急流分布的过度范围和对缺失的E_T分布的强烈修正。
2011-08-17 astro-ph.CO hep-ph
The largest anisotropy in the cosmic microwave background (CMB) is the 3 mK kinematic dipole reflecting our motion with respect to the CMB frame and pointed in the direction $(l, b) = (264^\circ, +48^\circ)$ in Galactic coordinates. We introduce the concept of the ring of attraction (RA), which is orthogonal to the axis of the kinematic dipole. These directions overlap with the zone of percolation for the kinematic dipole, where its amplitude almost vanishes. We show that along this ring are oriented the directions of the dipole modulation of the CMB, and positions of the peaks responsible for…
2021-05-18 astro-ph.CO
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
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
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
The Conformal Limit of Inflation in the Era of CMB Polarimetry
我们认为,未检测到的原始张量模式告诉我们很多关于原始宇宙。在单场慢卷暴胀中,当前张量标量比的上限$r < 0.07$ $(95 \% ~CL)$意味着哈勃慢卷参数服从$\varepsilon \ll η$,因此建立了一个新的层次结构的存在。我们把这个制度的共形极限(慢卷)通货膨胀,并表明,它包括Starobinsky一样的通货膨胀以及所有可行的单场模型与次普朗克场偏移。在这个极限下,所有的原振子都被全共形群约束到慢滚中的非平凡阶。这固定了功率谱和全双谱,并导致非高斯的“共形”形状。非高斯性的大小通过一致性条件与谱指数的运行有关,因此预计它会很小。在传递中,我们澄清的作用,边界项的$ζ$行动,为了约束方程需要解决,并重新推导我们的结果使用惠勒-德维特形式主义。
2016-09-22 astro-ph.CO hep-th
Inflation, Quantum Field Renormalization, and CMB Anisotropies
我们指出,如果考虑到量子场重整化,标量和张量功率谱的慢卷暴胀的预测对于今天在可观测尺度上的波长有显着变化
2010-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Effective Theory of Inflation in the Standard Model of the Universe and the CMB+LSS data analysis
暴胀是宇宙标准模型的一部分,由CMB和大尺度结构LSS数据集支持。本文分三章介绍了通货膨胀的新发展。(I)Ginsburg-Landau(GL)的有效暴胀理论:暴胀子势是一个具有普适形式的多项式,它明确了暴胀能量标度M、普朗克质量和暴胀e-折叠数N ~ 60。慢滚膨胀变成系统的1/N膨胀,暴胀子耦合自然小到(M/ M_{Pl})^2的幂。谱指数(ns- 1)和张量/标量涨落比r为O(1/N),运行指数为O(1/N^2)。M ~ 0.7 10^{16} GeV完全由标量绝热涨落幅度决定。(II):CMB+LSS数据的蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)分析(包括WMAP 5)与我们的分析理论结果产生:一个下界r(新通货膨胀):r > 0.023(95%CL),r > 0.046(68%CL);优选的暴胀势是双势阱,是场的偶函数,其最可几值为n_s ~ 0.964,r ~ 0.051。这一r值在CMB即将观测到的范围之内。慢卷暴胀一般在短的快卷阶段之前,这导致CMB四极的抑制。对WMAP+SDSS数据的MCMC分析表明,快速滚动很好地拟合了TT、TE和EE模式,再现了四极抑制,并将暴胀的总次数固定为N_{total} ~ 64。(III)量子环修正很小,且受(H / M_{Pl})^2 ~ 10^{-9}的幂控制,验证了暴胀理论的有效性.我们展示了如何强大的是GL理论的通货膨胀在预测可观。
2009-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
We investigate the sources of parity asymmetry in the CMB temperature maps using a pixel domain approach. We demonstrate that this anomaly is mainly associated with the presence of two pairs of high asymmetry regions. The first pair of peaks with Galactic coordinates $(l, b) = (212^\circ, -21^\circ)$ and $(32^\circ, 21^\circ)$ is associated with the Northern Galactic Spur and the direction of the dipole modulation of the power spectrum of the CMB anisotropy. The other pair ($(l, b)=(332^\circ, -8^\circ)$ and $(152^\circ, 8^\circ)$) is located within the Galactic plane (the Galactic Cold Spot a…
2021-02-26 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
The CMB Derivatives of Planck's Beam Asymmetry
我们研究了宇宙微波背景普朗克图中由于束流不对称性和不均匀扫描策略的耦合而产生的各向异性。引入基于温度梯度的像素空间估计器,我们发现这些点沿着黄道纬度的高度显著(~20 σ)偏好。我们研究了这种各向异性的尺度依赖性,形态学和前景敏感性,以及详细的普朗克模拟再现效果的能力,这是至关重要的去除,因为我们证明在寻找宇宙缺陷的弱透镜签名。
2014-07-16 astro-ph.CO
Preferred axis of CMB parity asymmetry in the masked maps
WMAP和Planck数据都显示出在大尺度的宇宙微波背景(CMB)温度各向异性中有明显的奇多极偏好。如果这种模式起源于宇宙学效应,那么它可以被认为是违反宇宙学原理的关键线索。通过在全天普朗克2015地图中定义各种方向相关统计数据(例如,参见Naselsky等人(2012); W. Zhao(2014)),我们发现CMB平价不对称有一个偏好方向,这与统计量的选择无关。特别是,这个优选轴与CMB四极和八极以及CMB运动偶极中的轴强烈对齐,这暗示了它们的非宇宙学起源。在实际观测中,前景残差是不可避免的,为了避免对结果的误解,应该适当地掩盖。在本文中,我们将之前的分析扩展到掩蔽的普朗克2015数据。通过定义一个类似的方向相关的统计屏蔽地图,我们找到一个首选的CMB奇偶不对称的方向,其中的轴也与发现在全天空分析。因此,我们关于CMB宇称破坏及其方向性的结论得到了证实。
2016-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Broadband Chiral Primordial Gravitational Waves from Constant-roll Inflation in Parity-violating Symmetric Teleparallel Gravity
Anhui Normal University(安徽师范大学);Yangzhou University(扬州大学)
该研究在宇称破缺对称远平行引力框架下,通过恒速暴胀产生宽带手征原初引力波,确定了符合观测约束的参数区域,其信号有望被LiteBIRD、LISA-Taiji等探测,为检验暴胀期宇称破缺引力提供了新途径。
2026-08-20 astro-ph.CO gr-qc
Spontaneous Baryogenesis and Primordial Black Hole Dark Matter from Ultra-Slow-Roll Inflation
King’s College London(伦敦国王学院)
该研究通过超慢滚动膨胀提出一个统一框架,将暗物质、重子不对称性和引力波背景联系起来,利用原初黑洞和重子生成的关联预测再加热温度。
2026-03-11 astro-ph.CO hep-ph
Pre-Inflationary Relics in the CMB?
弦理论和超引力理论原则上允许我们跟踪暴胀子从暴胀前的快速滚动到慢速滚动的转变。这在原始功率谱中引入了红外凹陷,如果它发生在可访问的波长处,则可能在CMB各向异性中留下印记。我们模拟的效果扩展$Λ$ CDM与规模$Δ$相关的红外抑郁症和探索的限制允许{ \sc普朗克}数据,采用更保守,更广泛的银河掩模在低分辨率CMB的可能性。因此,在具有$f_{sky}=39\%$的扩展掩码中,我们发现在$99.4\%$置信水平下的$Δ= (0.351 \pm 0.114) \times 10^{-3} \, \mbox{Mpc}^{-1}$将与具有标准$f_{sky}=94\%$掩码的$88.5\%$处的附近值进行比较。在大约64倍的$e$膨胀下,这些$Δ$的值将转化为原始能量标度${\cal O}(10^{14})$ GeV。
2015-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Featuring the primordial power spectrum: new constraints on interrupted slow-roll from CMB and LRG data
利用WMAP,ACT和SPT实验的最新数据,我们更新了标量扰动的原始功率谱中具有振荡特征的模型的约束条件。这种特征可能出现在慢卷被打断的暴胀模型中,比如多场模型。我们还得到的情况下,除了宇宙微波观测的限制,我们还考虑从第七SDSS目录的发光的红色星系的光谱数据,和SNIa联盟汇编2数据。我们发现:(i)考虑具有原始功率谱特征的模型,与无特征的“vanilla”LCDM模型相比,与数据的一致性提高了Delta(chi ^2)~ 7;(ii)当包含特征时,标准参数确定的不确定性没有降低;(iii)特征模型的最佳拟合将原始光谱中的阶跃定位在尺度k ~ 0.005 Mpc^-1处,对应于WMAP 7数据中在ell=22和ell=40处的异常值所在的尺度。(iv)在较小尺度下的似然性中存在一个明显的峰值,尽管统计上不太显著,但其Delta(chi ^2)约为3.5,其存在可能与WMAP 7偏好标量光谱指数参数的负值有关;(v)纳入LRG-7数据不会显著改变最佳拟合模型,但可以更好地限制振荡幅度。
2012-10-12 astro-ph.CO hep-ph
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
North-South non-Gaussian asymmetry in PLANCK CMB maps
我们报告的结果进行了统计分析与前景清洁普朗克地图通过适当定义的{ \it本地方差}估计。我们的分析表明,在普朗克的{ \it方差图}指向方向$(l,b) \,\simeq\, (220^{\circ},-32^{\circ})$,从而符合南北不对称现象的偶极结构。令人惊讶的是,与以前的研究结果相反,去除CMB四极和八极使不对称性更强。我们的研究结果表明,在$\ell=4$到$\ell=500$的量表中,$98.1\%$ CL具有最大的统计学显著性。此外,通过对四个前景清洁和个人频率普朗克地图的详尽分析,我们发现残余前景不太可能导致这种偶极方差不对称。此外,我们发现,偶极子得到较低的振幅较大的面具,证明了方差偶极子的大部分贡献来自银道面附近的区域。最后,我们的结果是强大的对不同的前景清洗程序,不同的普朗克面具,像素化参数,并增加了不均匀的真实噪声。
2014-10-16 astro-ph.CO
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
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
A Scale-Dependent Power Asymmetry from Isocurvature Perturbations
如果在大角度尺度上观测到的宇宙微波背景(CMB)半球功率的不对称性是由于超视界曲率涨落引起的,那么最简单的模型预测原始密度涨落在所有较小的尺度上都应该是类似的不对称性。最近,高红移类星体的分布被用来限制k ~ 1.5h/Mpc尺度上的功率不对称性,并且发现功率不对称性振幅的上限是CMB中功率不对称性振幅的六分之一。我们表明,这是不可能产生的不对称性,通过改变的相对贡献的暴胀子和曲率的绝热功率谱的尺度依赖。相反,我们考虑曲率的情况下,曲率衰减后,暗物质冻结,从而产生等曲率扰动。如果曲率场中存在超视界涨落,那么这些扰动的均方根振幅将是不对称的,并且这种不对称在CMB中的大角度尺度上最为明显。我们发现,只有当曲率对总暗物质密度的贡献很小,但不为零时,才有可能在满足类星体约束的情况下在CMB中产生所观察到的不对称性。该模型还要求大部分原始能量来自暴胀子场的波动。未来对CMB的观测和分析将测试该模型,因为该模型产生的功率不对称具有特定的频谱,并且该模型要求当前等曲率功率的上限接近饱和。
2009-07-04 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
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
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
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
Testing physical models for dipolar asymmetry with CMB polarization
宇宙微波背景(CMB)温度各向异性表现出大尺度的偶极功率不对称性。为了确定这是否是由于一个真正的,物理调制或只是一个大的统计波动需要测量新的模式。在这里,我们预测如何以及CMB偏振数据从\Planck \和未来的实验将能够确认或约束调制的物理模型。拟合几个这样的模型的\Planck \温度数据,使我们能够提供预测的偏振不对称性。虽然对于某些模型和参数\Planck \偏振将减少调制幅度上的误差条只有一个小的百分比,我们表明,重要的是,宇宙方差有限(在某些情况下,甚至\Planck)偏振数据可以减少的错误大大优于基于简单的$\ell$ -空间参数的$\sqrt 2$的预期。我们预计,如果原始波动是真正调制的(参数由\Planck \温度数据表示),那么\Planck \将能够以20- 75\ %的概率对调制模型进行2 $σ$检测,当考虑宇宙方差限制极化时,增加到45- 99\ %。我们强调,这些结果是相当依赖模型。温度的宇宙变化是重要的:将统计各向同性偏振与温度数据相结合将虚假地增加\Planck温度信号的显著性,概率为30%。
2018-02-06 astro-ph.CO
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