arXiv 1502.022892015-02-08astro-ph.COgr-qchep-phhep-th

在各向异性宇宙微波背景中未探测到张量时谱指数的变化

What We Can Learn from the Running of the Spectral Index if no Tensors are Detected in the Cosmic Microwave Background Anisotropy

Matteo Biagetti, Alex Kehagias, Antonio Riotto

备注：: 5 pages, 2 figures
DOI：: 10.1103/PhysRevD.91.103527

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

在本文中，我们的假设下，没有张量从通货膨胀将在未来测量的专用实验，并认为，虽然单场慢卷模型的通货膨胀的频谱指数的运行将很难被检测到，在多场模型的运行可以很大，由于其强相关性与非高斯。因此，运行的检测可能与充气期间存在多于一个的有效标量自由度有关。

英文摘要：

In this paper we operate under the assumption that no tensors from inflation will be measured in the future by the dedicated experiments and argue that, while for single-field slow-roll models of inflation the running of the spectral index will be hard to be detected, in multi-field models the running can be large due to its strong correlation with non-Gaussianity. A detection of the running might therefore be related to the presence of more than one active scalar degree of freedom during inflation.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

线性膨胀类Milne宇宙中等离子体扰动和宇宙微波背景各向异性

Plasma Perturbations and Cosmic Microwave Background Anisotropy in the Linearly Expanding Milne-like Universe

在类米尔恩宇宙模型的框架内，我们揭示了原始重子光子等离子体演化的场景。近年来，这类模型又有了新的进展，有望解决包括宇宙学常数在内的许多宇宙学难题。利用引力的五矢量理论，考虑了度规张量扰动，并承认Friedmann方程满足一定的常数。定性地计算了宇宙微波背景（CMB）谱。

2018-10-02astro-ph.COgr-qc

测量宇宙微波背景和原始黑洞的光谱运行

Measuring the spectral running from cosmic microwave background and primordial black holes

我们结合宇宙微波背景（CMB）数据、重子声学振荡（BAO）数据和来自原始黑洞（PBH）的约束来约束谱运行。研究发现，多个边带的约束对标量谱指数的运行有显著影响，当考虑多个边带的约束时，不运行的幂律标量谱与观测数据是一致的。另外，从慢卷参数的约束来看，单场慢卷暴胀模型中导出的张量谱指数相当小，即$|n_t|\lesssim 9.3\times 10^{-3}$，未来仅用CMB数据将很难测量，并且在95%置信水平下，导出的张量谱指数游程的绝对值不大于$2.1\times 10^{-4}$。

2018-06-05astro-ph.CO

离散对称性与遗迹辐射各向异性

On discrete symmetries and relic radiation anisotropy

本文讨论了Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）探测到的宇宙微波背景辐射（CMBR）温度涨落的大尺度角关联可能具有量子引力的离散对称性

2014-06-17astro-ph.COgr-qc

具有统计各向异性的原始功率谱对CMB温度涨落和偏振的影响

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。

2014-05-10astro-ph.COgr-qchep-th

暴胀小场模型的宇宙微波背景观测量

Cosmic Microwave Background Observables of Small Field Models of Inflation

我们构造了一类单小场暴胀模型，它可以预言，与流行的智慧相反，在宇宙微波背景各向异性中可观测到的引力波信号。谱指数，它的运行，张量标量比和e折叠的数量可以覆盖所有的参数空间目前允许的宇宙学观测。这类模型的一个独特之处是它们能够根据最近的宇宙微波背景观测结果预测负谱指数。我们从有效场论的角度讨论了新的一类模型，并表明，如果无量纲三线性耦合是小的，所需的一致性，然后观察到的光谱指数运行意味着一个高尺度的通货膨胀，因此可观察到的引力波信号。所有的模型在较小的尺度上都有一个不同的预测，即更高的功率，这使得它们很容易被检测到。

2010-08-24astro-ph.COhep-phhep-th

用Sunyaev-Zel'dovich阵列测量宇宙微波背景角分各向异性

A Measurement of Arcminute Anisotropy in the Cosmic Microwave Background with the Sunyaev-Zel'dovich Array

我们提出了30 GHz的角功率谱的宇宙微波背景（CMB）的测量与Sunyaev-Zel'dovich阵列获得。的测量是敏感的角分角尺度，其中二次各向异性从Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）预计占主导地位。对于以多极4066为中心的宽面元，我们发现67+77-50 uK ^2，其中26+/-5 uK^2是来自原始CMB各向异性的预期贡献，80+/-54 uK^2是来自未探测到的射电源的预期贡献。这些结果意味着在我们的地图中，次级贡献对各向异性的上限为155 uK^2（95%CL）。这种SZE各向异性功率的水平与基于最近对物质功率谱的归一化的确定的预期一致，即，σ_8 ~0.8。

2010-09-03astro-ph.CO

更多相关论文收起更多论文

宇宙微波背景各向异性的物理学

Physics of the cosmic microwave background anisotropy

对宇宙微波背景（CMB）的观测，特别是对它的频谱及其温度和偏振各向异性的观测，在现代宇宙学的发展和我们对极早期宇宙的认识中起着关键作用。我们回顾了宇宙微波背景的物理基础，以及原始温度和偏振各向异性是如何形成的。强调了区分竞争宇宙学模型的可能性。评述了CMB实验和实验技术的现状，重点是未来的观测，特别是在偏振方面。前景的排放，特别是偏振尘埃的物理，详细讨论，因为这一领域可能成为至关重要的测量的B模式的CMB偏振在以往任何时候都更高的灵敏度。

2015-01-18astro-ph.CO

威尔金森微波各向异性探测器的结果

Results from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe

威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）在五个微波频段绘制了整个天空的温度和偏振分布图。这些全天空图被用来获得宇宙微波背景的温度和偏振各向异性的测量，具有前所未有的准确度和精度。对温度和偏振数据的两点关联函数的分析给出了基本宇宙学参数的确定，如宇宙的年龄和组成，以及描述膨胀物理学的关键参数，这进一步受到三点关联函数的约束。与WMAP之前的测量相比，WMAP单独的观测将扁平$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型（6）的参数体积减少了68，000倍以上。WMAP的观测（有时与其他天体物理探测器相结合）令人信服地表明了非重子暗物质的存在，宇宙中微子背景，宇宙空间几何的平坦性，初始标量波动的标度不变光谱的偏离，以及当前宇宙正在经历加速膨胀。WMAP的观测为暴胀提供了有史以来最强有力的支持;也就是说，我们在宇宙中看到的结构起源于暴胀过程中产生的量子涨落。

2014-05-16astro-ph.CO

在低多极威尔金森微波各向异性探测器功率谱数据的反常宇称不对称性

Anomalous parity asymmetry of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe power spectrum data at low multipoles

我们研究了我们的早期宇宙的非高斯性，通过比较宇称不对称的WMAP功率谱与模拟。我们发现WMAP数据的奇宇称偏好（2<= 1 <=18）在千分之四的水平上是反常的。我们发现，低四极功率可能是这种宇称不对称的一部分，而不是一个孤立的异常。这一异常现象的成因是宇宙学的还是系统的，还有待进一步的研究。普朗克探测器的数据，它有不同于WMAP的系统学，将帮助我们解决异常奇宇称偏好的起源。

2010-05-22astro-ph.CO

偶极子各向异性调制的微波背景相关

Microwave Background Correlations from Dipole Anisotropy Modulation

宇宙微波背景温度的全天空图显示，两半天空之间的波动功率有7%的不对称性。这种不对称性的一个常见的现象学模型是统计各向同性波动的整体偶极调制，它产生特定的非对角多极系数之间的相关性。我们计算这些相关性，并构造相应的偶极子调制的幅度和方向的估计。将这些估计应用于普朗克和WMAP数据的各种切割天空温度图，显示了与偶极子调制的一致性，不同于2.5 $σ$的零信号，其幅度和方向与先前基于温度波动功率的拟合一致。该信号是尺度相关的，在大于2度的角度尺度上具有统计学显著的幅度。未来对微波背景极化和引力透镜的测量可以增加信号的重要性。如果这个信号在各向同性宇宙中不是统计上的偶然，那么它需要超越宇宙学标准模型的新物理学。

2015-06-14astro-ph.CO

宇宙微波背景图中的平面镜像异常

Plane-mirroring anomaly in the cosmic microwave background maps

在Wilkinson微波各向异性探测器的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性图中发现的平面镜对称性具有某些反常性质。在这两个对称区域中，由柯尔莫哥洛夫随机性参数确定的随机性程度似乎具有相同的值，然而，与其他天空区域的相应值基本不同。如果镜像是宇宙学的起源，这将意味着在宇宙的这些方向上有额外的随机特性，或者它们的视线深度不同。这项分析也提供了一种方法来测试暗能量的性质和不均匀性之间的联系的假设。

2009-03-19astro-ph.COgr-qc

宇宙微波背景各向异性对sub-GeV暗物质电磁形状因子的约束

Constraints on electromagnetic form factors of sub-GeV dark matter from the Cosmic Microwave Background anisotropy

我们考虑具有非零电磁形状因子的暗物质，如电/磁偶极矩和阿那极矩的费米子暗物质和瑞利形状因子的标量暗物质。我们认为暗物质质量$m_χ> \cal{ O}({\rm MeV})$，并把它们的质量和电磁耦合的CMB和LSS观测的约束。具有非零电磁形状因子的费米暗物质可以湮灭为$e^+ e^-$，标量暗物质可以在重组时湮灭为$2γ$并扭曲CMB。我们用普朗克和BAO观测资料分析了暗物质的多极矩。我们得到了暗物质的反极矩$g_{A}<7.163\times 10^{3} \text{GeV}^{-2}$、电偶极矩${\cal D}<7.978\times 10^{-9} \text{e-cm}$、磁偶极矩$μ<2.959\times 10^{-7} μ_B$的上界，以及Rayleigh形状因子的上界为$g_4/Λ_4^2<1.085\times 10^{-2}\text{GeV}^{-2}$，其中$95\%$ C. L.

2021-06-23astro-ph.COhep-ph

用神经网络分类器从威尔金森微波各向异性探测器7年数据对fNL的限制

Constraints on fNL from Wilkinson Microwave Anisotropy Probe 7-year data using a neural network classifier

我们提出了一个多类神经网络（NN）分类器作为一种方法来测量nonGaussianity，其特征在于由当地的非线性耦合参数fNL，在地图的宇宙微波背景（CMB）辐射。分类器训练模拟非高斯CMB地图与一系列已知的fNL值，通过提供它与小波系数的地图，我们认为这两个HealPix（HW）小波和球形墨西哥帽小波（SMHW）。当应用于模拟测试地图，NN分类器产生的结果非常好的协议，使用标准的卡方最小化。对于SMHW和HW，WMAP类模拟的fNL估计的标准偏差分别为σ = 22和σ = 33，这与Curto等人和Casaponsa等人使用经典统计方法获得的标准偏差非常接近。此外，NN分类器不需要求大协方差矩阵的逆，因此，当矩阵不是直接可逆的时，避免了对正则化矩阵的任何需要，并且相当快。

2012-01-31astro-ph.CO

INPE 25年的宇宙微波背景研究

25 years of Cosmic Microwave Background research at INPE

本文介绍了25年来INPE的宇宙微波背景研究工作。从气球飞行开始，测量CMB辐射场中地球运动引起的偶极各向异性，其辐射计是COBE卫星上DMR辐射计的原型，该小组成员跨越90年代，从事CMB各向异性和前景测量。在2000年代，有一个转向偏振测量和数据分析，主要集中在地图清理，非高斯研究和前景表征。

2010-02-26astro-ph.COastro-ph.IM

地面宇宙微波背景观测对宇宙学的启示

Implications for cosmology from Ground-based Cosmic Microwave Background observations

宇宙微波背景（CMB）各向异性编码了大量关于我们宇宙的信息。本文以南极望远镜（SPT）、SPTpol和阿塔卡玛宇宙学望远镜偏振计（ACTPol）的地面CMB观测（GCMB）作为独立于Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）和Planck卫星观测的CMB各向异性探测器。目前GCMB数据的组合与WMAP和普朗克相一致。在空间平坦的$Λ$ CDM模式中，哈勃常数在$68\%$置信水平（CL）下为$H_0=69.72\pm 1.63$ km/s/Mpc。结合重子声学振荡（BAO）和Ia型超新星（SN）的Pantheon样本，我们发现空间平坦的$Λ$ CDM宇宙学中的$H_0=68.40\pm 0.58$ km/s/Mpc（$68\%$ CL）与Riess等人在2019年给出的$3.7σ$水平上的局域测量存在张力，以及扩展宇宙学模型中的$Ω_k=-0.0013\pm 0.0039$和$N_{\rm{eff}}=2.90\pm 0.41$（$68\%$ CL）。

2020-06-11astro-ph.CO

小单场暴胀模型中可观测的引力波和谱指数

Observable Gravitational Waves and Spectral Index Running in Small Single Field Inflationary Models

我构造了一类暴胀的单个小场模型，它可以预测在宇宙微波背景各向异性中可观测到的引力波信号，这与流行的观点相反。谱指数，它的运行，张量标量比和e折叠的数量可以覆盖所有的参数空间目前允许的宇宙学观测。这类模型的一个独特之处是它们能够根据最近的宇宙微波背景观测结果预测负谱指数。我从有效场论的角度评论新的一类模型，并表明，如果无量纲三线性耦合是小的，所需的一致性，然后观察到的光谱指数运行意味着一个高尺度的通货膨胀，因此可观察到的引力波信号。

2009-10-28astro-ph.CO

根据七年威尔金森微波各向异性探测观测对原始矢量模及其磁场产生的约束

Constraint on the primordial vector mode and its magnetic field generation from seven-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations

研究了一种原始矢量模及其产生的磁场。首先，我们把观测约束的原始矢量模的数量从七年的WMAP数据。该约束被发现为$r_v \lesssim -\frac{r}{40}+0.012$，其中$r_v$和$r$分别是矢量和张量扰动幅度相对于标量的量。其次，在给定$r_v$的约束条件下，我们计算了原始矢量模不可避免地产生的磁场谱。发现矢量模式产生的最大磁场量由$B\lesssim 10^{-22}{\rm G} (\frac{r_v}{0.012})^{1/2} (\frac{k}{0.002})^{(n_v+1)/2}$给出，其中$n_v$是矢量模式的谱指数。我们发现了一个非平凡的取消的磁场产生的辐射占主导地位的时代，这创造了一个特征切断$k\approx 1.0$ Mpc $^{-1}$周围的磁场频谱。

2011-12-20astro-ph.CO

CMB阴影：星际消光对宇宙微波背景偏振和温度各向异性的影响

CMB Shadows: The Effect of Interstellar Extinction on Cosmic Microwave Background Polarization and Temperature Anisotropy

我们评估的宇宙微波背景（CMB）和前景组件之间的组件分离的准确性的下降所造成的忽视的吸收的CMB的宇宙微波背景的银河系星际物质。由于尘埃成分，由CMB阴影引起的温度各向异性的幅度约为1 uK。该值与即将进行的CMB实验中探测非高斯性研究所需的噪声水平相当。此外，由尘埃引起的CMB阴影所引起的偏振幅度与原始引力波所留下的CMB B模式偏振的RMS值相当或更大。我们表明，应用单幂律模型作为观测到的多频数据的尘埃光谱引入系统误差，这是可比的或大于所需的噪声水平即将CMB B模式偏振实验。从亚毫米波段数据中推导出尘埃发射的本征谱，将系统误差降低到所需的噪声水平以下。然而，这种方法要求粉尘温度测量的精度优于百分之几。我们的结论是，在未来的CMB任务中，必须考虑由于灰尘的CMB阴影，以实现其目标灵敏度。我们的结果对于探测张量标量比为r=10^{-3}的原始CMB B模偏振具有重要意义。

2020-05-06astro-ph.COastro-ph.GA