The Cosmic Microwave Background: a strange characteristic
宇宙中散射粒子的自引力能量密度与宇宙微波背景(CMB)中散射光子的能量密度之比在任何空间体积中都是相同的。这两个能量密度在辐射温度为当前CMB温度的量级时相等。
2009-10-01 astro-ph.CO
Dark Before Light: Testing the Cosmic Expansion History through the Cosmic Microwave Background
宇宙膨胀的历史从广义上说是从辐射主导的时代到物质主导的时代再到加速的、暗能量主导的时代。我们研究在早期宇宙中是否可能存在间歇性的加速周期--在大爆炸核合成(BBN)和重组之间以及更远的地方。我们确定标准图像是非常可靠的:宇宙微波背景中各向异性的观测排除了1 \leq z \lesssim 10 ^5(对应于5 \times 10 ^{-4}\{\rm eV} \leq T \lesssim 25\{\rm eV})之间任何额外的加速膨胀期。
2010-09-17 astro-ph.CO
Constraining the time variation of the coupling constants from cosmic microwave background: effect of Λ_{QCD}
考虑到电子质量m_{e}和质子质量m_{p}的同时变化,我们研究了宇宙微波背景(CMB)对复合时期和当前时期之间精细结构常数Δα/α \equiv(α_{rec} - α_{now})/α_{now}随时间变化的约束.换句话说,我们除了考虑电磁耦合外,还考虑了汤川耦合和量子色动力学尺度Λ QCD的变化。我们澄清哪些参数可以确定从CMB温度各向异性的奇异值分解。假设由单个标量场(标量场)控制的耦合常数变化之间的关系,95%置信水平(C.L.)发现对Δα/α的约束为-8.28 \times 10^{-3} < Δα/α< 1.81 \times 10^{-3},这比仅考虑α和m_{e}的变化得到的约束更严格。我们还得到质子与电子质量比μ \equiv m_{p} / m_{e}随时间变化的约束条件为-0.52 < Δμ/μ< 0.17(95%C. L.)在同样的假设下。最后,我们还实现了预测的限制,从普朗克调查。
2009-12-30 astro-ph.CO
Physics of the Cosmic Microwave Background Radiation
宇宙微波背景(CMB)辐射提供了一个观察早期宇宙的窗口,揭示了它的组成和结构。在这些讲座中,我们回顾和讨论的物理基础的主要特点的CMB。
2015-04-23 astro-ph.CO
Signatures of Modified Dispersion Relation of Graviton in the Cosmic Microwave Background
引力子的色散关系是引力基础物理中的一个基本问题。本文研究了引力子色散关系的修正对宇宙微波背景(CMB)功率谱的影响,特别是对B模偏振的影响。我们的结果将有助于检验引力子在$10^{-29}$ eV附近的色散关系。
2017-12-21 astro-ph.CO
Constraining f(R) gravity with cross-correlation of galaxies and cosmic microwave background lensing
本文通过星系分布与 CMB 透镜的互相关观测约束 Hu-Sawicki f(R) 引力,证明互相关能打破参数简并,并在 95% 置信水平下给出 log|f_R0| < -4.61 的强上限,表明该模型对大尺度结构的影响与广义相对论高度一致。
2023-11-16 astro-ph.CO
Probing the statistic in the cosmic microwave background
本文用柯尔莫哥洛夫统计量分析了宇宙微波背景信号的扰动特性。我们获得了WMAP的W和V波段温度数据的Kolmogorov随机参数的地图,这是不同的银河系盘辐射的影响,然后我们用各种统计量的扰动数据集建模。分析表明,由于污染辐射和宇宙微波背景的统计特性不同,Kolmogorov参数可以作为分离它们的有效工具。
2009-03-13 astro-ph.CO
Constraining the Astrophysics of the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization with the SKA
平方公里阵列(SKA)将提供对早期宇宙的前所未有的看法,使用红移21厘米线的干涉观测。这条21厘米的线探测宇宙气体的热和电离状态,这是由我们宇宙中第一个结构的诞生和演化所决定的。在这里,我们将展示21厘米信号的演变将使我们能够研究第一代星系何时出现,它们的性质是什么,以及星系际介质的结构是什么。我们强调了定性趋势,这将为早期宇宙提供强大的见解。
2015-01-16 astro-ph.CO
On the possibility for constraining cosmic topology from the celestial distribution of astronomical objects
我们提出了一种方法来约束宇宙拓扑从分布的天体投影在天球。这是Fujii & Yoshii(2011)中引入的3D方法的扩展,该方法用于搜索由完整性链接的一对观测对象(四元组),即,我们在这里提出的方法是寻找一对天球$n$ -元组来寻找$n \geq 3$。然而,我们发现,这种方法是不切实际的应用在现实情况下,由于小的信噪比。因此,我们的结论是,这是不现实的约束从天体分布的宇宙的拓扑结构,和三维目录是必要的。
2011-05-15 astro-ph.CO
Physics of the Cosmic Microwave Background and the Planck Mission
本讲座是宇宙微波背景的物理学概述。观察到的各向异性可以分为四个主要贡献:原始等离子体的温度和引力势的变化,其运动的多普勒效应,以及光子从原始等离子体到这里的途中通过不断变化的引力势积累的净红/蓝移。这些变化是由于原始扰动,可能是由非常早期宇宙中的量子涨落引起的。还介绍了正在进行的观测宇宙微波背景的普朗克卫星任务。
2010-12-23 astro-ph.CO
Imprint of Scalar Dark Energy on Cosmic Microwave Background Polarization
研究了标量暗能量与光子耦合对宇宙微波背景(CMB)极化的影响。随时间演化的场值以及标量的扰动一般会引起$B$模偏振。未来的CMB数据将发现,由于场值的原因,温度-偏振相关性中的宇宙宇称违反,或者微扰引起的$B$模式偏振,与引力透镜或原始引力波产生的偏振几乎无法区分。
2014-03-17 astro-ph.CO
Exploring the cosmic microwave background as a composition of signals with Kolmogorov analysis
分析了利用统计特性的差异分离宇宙微波背景(CMB)辐射中不同信号的问题。考虑到样品的序列模型的CMB作为一个叠加的信号,我们展示了如何Kolmogorov随机参数作为一个相关的描述符,无论是定性或定量,区分宇宙学和二次信号的统计特性。
2009-09-24 astro-ph.CO
Optical Depth of the Cosmic Microwave Background due to Scattering and Absorption
结果表明,在部分电离的宇宙等离子体中,除了汤姆逊散射外,电子-电子、电子-离子和电子-原子碰撞引起的吸收也对宇宙微波背景(CMB)的光学厚度有贡献。吸收深度取决于等离子体温度和CMB辐射的频率。吸收效应在CMB谱的低频部分是突出的。当这些影响被包括在对CMB光谱的解释中时,可能需要对宇宙电离的观点进行修正。
2009-09-01 astro-ph.CO
Weak Primordial Magnetic Fields and Anisotropies in the Cosmic Microwave Background Radiation
结果表明,小尺度磁场存在于复合诱导重子密度不均匀性的可观的幅度。这种不均匀性的存在改变了宇宙的电离历史,这反过来又降低了多普勒峰的角尺度,并通过光子扩散增加了丝绸阻尼。这一独特的特征可用于未来的宇宙微波背景观测,以(或证伪)强度为B~10^(-11)高斯的原始磁场的存在。
2011-08-11 astro-ph.CO
Variograms of the Cosmic Microwave Background Temperature Fluctuations: Confirmation of Deviations from Statistical Isotropy
标准暴胀模型预言了宇宙微波背景温度涨落的各向同性分布。如果要探测到偏离统计各向同性的现象,就需要对早期宇宙的物理学进行修正。本文介绍了变异函数作为一个强有力的工具来检测和表征偏离统计各向同性的宇宙微波背景地图。应用威尔金森微波各向异性探测器的数据清楚地表明了北半球和南半球之间的差异。北半球变差函数的基台和极差均低于南半球。此外,北半球的变差函数位于99% c.l.之外。对于十度以上的刻度。北半球和南半球之间的差异的变差函数与尺度的函数依赖性可以被用来作为一个验证基准建议的各向异性宇宙学模型。
2010-01-26 astro-ph.CO
Cosmic Birefringence Fluctuations and Cosmic Microwave Background $B$-mode Polarization
最近,BICEP 2对宇宙微波背景(CMB)$B$模式偏振的测量表明,在度角尺度上存在原始引力波,推断出$r=0.2$的张量标量比和运行的标量谱指数。在这封{ \em Letter}中,我们证明了宇宙双折射涨落的存在可以引起CMB $B$模偏振,该偏振符合BICEP 2数据与$r<0.11$和没有标量谱指数的运行。因此,根据BICEP 2结果,排除许多具有小$r$的通货膨胀模型可能过于仓促。
2015-05-20 astro-ph.CO
Constraining Halo Occupation Distribution and Cosmic Growth Rate using Multipole Power Spectrum
本文提出了一种利用星系功率谱P_l(k)多极分量测量晕占据分布(HOD)和宇宙生长率的新方法。卫星星系随机运动引起的非线性红移空间畸变,上帝的手指,产生高l多极各向异性的星系团,如十六极(l=4)和四十六极(l=6),这是敏感的卫星星系的分数和速度色散。通过对发光红星系(LRGs)的HOD模拟,我们发现输入HOD参数可以从P_l(k)中成功地再现出来,并且高l多极信息有助于打破HOD参数间的简并性。我们还表明,宇宙的增长率以及卫星的分数和速度分散的测量显着改善,通过添加高-l多极的小尺度信息。
2014-02-28 astro-ph.CO
Constraining Light Gravitino Mass from Cosmic Microwave Background
我们研究了在未来的宇宙微波背景(CMB)观测中限制轻引力子质量m_{3/2}的可能性。质量m_{3/2} <O(10)eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型,因为它不受宇宙学引力子问题的影响,此外,它可以与许多重子生成/轻子生成的场景(如热轻子生成)相兼容。我们表明,CMB各向异性的透镜可以是一个很好的探针m_{3/2},并获得预期的约束m_{3/2}从未来的CMB调查,如PolarBeaR和CMBpol实验的透镜电位的精确测量。如果引力子质量为m_{3/2} =1 eV,我们将得到引力子质量的约束为m_{3/2} < 3.2 eV(95% C. L.)对于Planck+PolarBeaR组合和m_{3/2} =1.04^{+0.22}-0.26} eV(68% C. L.)关于CMBpol贝叶斯模型的选择问题进行了讨论。
2009-08-11 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for next generation Cosmic Microwave Background experiments
在这个讲座中,综合审查后的测量CMB温度各向异性和它们的宇宙学意义,CMB偏振的理论背景进行了总结和正在进行或正在计划的主要实验的概念进行了简要描述。
2018-02-13 astro-ph.CO
Constraining Cosmic Inflation with Observations: Prospects for 2030
检验和约束宇宙暴胀理论的能力将在未来十年取得实质性进展。主要的数据来源包括宇宙微波背景(CMB)测量和光学、近红外和21厘米强度巡天对低红移物质分布的观测。与原始随机引力波背景(SGWB)一致的CMB B模的正检测被广泛认为是暴胀阶段的确凿证据。尽管如此,零结果并不排除通货膨胀。然而,在一个显着的类的暴胀的情况下,低SGWB振幅与更显着的运行,$α_s$,在原始密度扰动比被视为与最简单的暴胀潜力。在此基础上,我们预测了光谱指数$n_{\rm{s}}$和$α_{\rm{s}}$受当前设想的观测(包括CMB(Simons Observatory,CMB-S4和LiteBIRD),光学/近红外(DESI和SPHEREx)和21 cm强度测绘(Tianlai和CHIME))约束的精度。我们确定了约束运行的数据集的最佳组合,并表明它们可能会产生额外的和翔实的约束,对整体通货膨胀的参数空间,如果SGWB仍然未被检测到。
2023-01-10 astro-ph.CO
Constraining primordial tensor features with the anisotropies of the Cosmic Microwave Background
通常假设宇宙尺度上的引力波随机背景遵循一个几乎与尺度无关的功率谱,正如暴胀范式一般预测的那样。然而,不难想象,光谱可能具有强烈的尺度依赖特征,例如,通过旁观者轴子-规范场在暴胀期间的瞬态动力学。使用的温度和偏振图从\textit{Planck}和BICEP/凯克数据集,我们寻找这样的功能,以一个对数正态颠簸的原始张量谱在CMB尺度的例子。我们目前没有发现任何证据表明存在凸点样张量特征,但表明未来的CMB实验,如LiteBIRD和CMB-S4,将大大提高我们确定这种凸点的幅度,位置和宽度的前景。我们还强调了在角度尺度$\ell\gtrsim 100$约束这些功能的脱透镜的作用。
2022-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Primordial non-Gaussianity and Bispectrum Measurements in the Cosmic Microwave Background and Large-Scale Structure
对非高斯初始条件最直接的探测来自于对宇宙微波背景中温度涨落的双谱测量以及对大尺度下物质和星系分布的双谱测量。这样的双谱估计预计将继续提供最佳的约束非高斯参数在未来的观察。我们回顾和比较了在宇宙微波背景和大尺度结构的双谱中探测非零原始成分的理论和观测问题、当前结果和未来前景,以及与不同暴胀模型的具体预测的关系。
2010-01-25 astro-ph.CO
Fast computation of angular power spectra and covariances of high-resolution cosmic microwave background maps using the Toeplitz approximation
我们提出了一个简单的近似,可以加快计算的模式耦合矩阵,这通常是计算无偏角功率谱的瓶颈,以及它们相关的协方差矩阵,宇宙微波背景的温度和偏振各向异性。近似结果在MASTER算法的速度提高了一个数量级以上,精度损失很小。我们展示了性能的模拟即将到来的宇宙微波背景调查,如西蒙斯天文台和CMB-S4的各种各样的调查窗口功能。
2020-10-27 astro-ph.CO
Constraining Dark Energy through the Stability of Cosmic Structures
对于一般的暗能量状态方程,我们估计的最大可能半径的大规模结构,不稳定的宇宙膨胀的加速。与已知的稳定结构的比较约束状态方程。通过积累更多的天体物理学数据和更好地了解束缚宇宙结构的动力学,可以加强约束的鲁棒性。
2014-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Constraining Cosmic Expansion and Gravity with Galaxy Redshift Surveys
我们分析了下一代星系红移调查的科学范围,如BigBOSS,以适应同时随时间变化的暗能量状态方程和依赖于时间和尺度的引力。同时拟合避免了假设$Λ$ CDM展开或广义相对论的潜在偏差,并且仅导致约束的适度退化。星系偏差,自由地适合在红移箱,是自我校准的光谱测量红移空间失真,并造成很小的影响。星系红移、宇宙微波背景和超新星距离数据的组合可以对6个模型独立的修正重力量提供5-10%的约束。
2012-11-30 astro-ph.CO gr-qc
Effects of Dark Matter Annihilation on the Cosmic Microwave Background
我们研究了暗物质湮灭过程中和宇宙复合时期后的宇宙微波背景各向异性的影响,考虑到详细的能量沉积的湮灭产品。据发现,一个相当严格的约束的湮灭截面施加TeV尺度的暗物质质量从WMAP观测。
2009-07-23 astro-ph.CO hep-ph
Constraining ultra-high-energy cosmic ray composition through cross-correlations
超高能宇宙射线光谱最高端的化学成分很难通过实验测量,直到今天,它仍然是未知的。由于超高能宇宙射线的轨迹在银河系磁场中会发生偏转,偏转的角度取决于它们的原子序数$Z$,因此有可能通过量化这种磁偏转的量来间接测量$Z$。利用超高能宇宙射线与星系间的角谐互相关,我们可以有效地区分不同的原子序数。作为一个例子,我们展示了如何,如果$Z=1$,互相关可以排除$2σ$的Fe 56核的$39\%$分数为$100\text{EeV}$以上的射线。
2022-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining $μ$ and $y$ distortions in the Cosmic Microwave Background with COBE/FIRAS Data
本文提出新方法,利用COBE/FIRAS数据通过黑体辐射反演技术约束CMB的$\mu$和$y$畸变,得到更精确的测量结果,与先前值一致。
2024-11-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Lorentz invariance violation in the neutrino sector: a joint analysis from big bang nucleosynthesis and the cosmic microwave background
本文通过对大爆炸核合成和宇宙微波背景的联合分析,研究了中微子区洛伦兹不变性破坏的约束条件。在大爆炸核合成时期的洛伦兹不变性破坏的影响改变了预测的氦-4丰度,这影响了在重组时期的宇宙微波背景的功率谱。结合原始氦-4丰度的最新测量,普朗克2015年的宇宙微波背景各向异性数据对变形参数给出了强约束,因为增加原始氦测量打破了变形参数和物理暗物质密度之间的简并性。
2017-06-14 astro-ph.CO hep-ph
The blackness of the cosmic microwave background spectrum as a probe of the distance-duality relation
对互易关系的破坏会导致对距离对偶关系的破坏,这种破坏反映在宇宙微波频谱的归一化变化中,其频谱是灰色的。我们表明,现有的观测约束意味着,相互作用关系不能被违反的去耦和今天之间的0.01%以上。我们比较了这种影响的其他来源的违反的距离对偶关系,诱导频谱失真的宇宙微波背景频谱。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the redshift evolution of the Cosmic Microwave Background black-body temperature with PLANCK data
利用{ \it Planck}卫星测量的宇宙微波背景(CMB)温度各向异性数据和481个X射线选择性星系团的光谱测量红移,对宇宙绝热演化的偏差进行了约束。为了避免天线波束效应,我们将所有地图的分辨率设置为相同。我们使用CMB模板减去宇宙学信号,同时保留热Sunyaev-Zeldovich(TSZ)各向异性;接下来,我们删除每个集群周围的银河系前景排放,我们屏蔽了所有已知的点源。如果CMB黑体温度与红移的标度为$T(z)=T_0(1+z)^{1-α}$,我们将绝热演化的偏差约束为$α=-0.007\pm 0.013$,与标准宇宙学模型的温度-红移关系一致。这一结果可能会受到与CMB模板相关的潜在偏差$δα$的影响,我们将其量化为$|δα|\le 0.02$,并且与$α$的测量值具有相同的符号,但不受与使用TSZ选择簇相关的偏差的影响;它代表了迄今为止仅使用CMB数据的大爆炸模型的温度-红移关系的最佳约束,证实了以前的结果。
2015-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Bayesian ICA-based source separation of Cosmic Microwave Background by a discrete functional approximation
介绍了一种实现贝叶斯源分离分析的函数逼近方法,并将其应用于WMAP数据的宇宙微波背景(CMB)分离。这种近似允许在WMAP和普朗克数据的尺度上进行易于处理的全天空地图重建,并通过高斯马尔可夫随机场先验来模拟源的空间平滑度。它比通常的MCMC方法快几个数量级。文中还讨论了近似的性能和局限性。
2011-01-19 astro-ph.CO stat.AP
Particle Physics and the Cosmic Microwave Background
微波天空中的温度和偏振变化包括早期宇宙中量子波动的指纹。他们可能很快就会揭示前所未有的能量尺度的物理学。
2018-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An introduction to compact source detection in cosmic microwave background images
我们的目标是提出一个教程的检测,参数估计和统计分析的致密源(远星系,星系团和银河系密集发射区)在宇宙微波背景的观测。这一专题与当前和未来的宇宙微波背景飞行任务有很大的相关性,因为数据中致密源的存在给确定宇宙学参数带来了很大的偏差,而这些宇宙学参数决定着宇宙的能量含量、起源和演化,还因为致密源本身为我们提供了关于宇宙大尺度结构的重要信息。
2011-01-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Fingerprints of Galactic Loop I on the Cosmic Microwave Background
我们调查可能的银河系前景结构的印记,如"无线电回路"在派生的宇宙微波背景的地图。令人惊讶的是,这些证据不仅在无线电频率通过他们的同步辐射,而且在微波频率的尘埃辐射占主导地位。这表明其机制是来自富含金属铁或亚铁磁性物质的尘埃颗粒的磁偶极辐射。我们已经确定的这个新前景存在于银河系的高纬度地区,并且由于暴胀产生的原始引力波,可能主导了预期的$B$模式偏振信号。
2014-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Loop quantum cosmology in the cosmic microwave background
原始宇宙可以被用作实验室,对量子引力进行约束。在圈量子宇宙学的框架下,我们证明了这样一个量子引力的提议不仅解决了大爆炸奇点问题,而且自然地产生了暴胀。通过对环形早期宇宙中产生的重力波数量的定量计算,我们表明,未来关于宇宙微波背景极化各向异性的宇宙学数据可以用来探测宇宙的LQC模型。
2012-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域,重点是扩散辐射场,如河外背景光,大尺度宇宙磁性的探测,以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明,伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Microwave Background Spectral Distortions from Cosmic String Loops
宇宙弦环包含尖点,尖点通过发射粒子爆发而衰变。释放的能量中有很大一部分以光子的形式存在。这些光子以非热的方式注入,因此会导致宇宙微波背景(CMB)的光谱畸变。在尖点对引力反作用具有鲁棒性的假设下,我们计算了在红移间隔中作为光子释放的分数能量密度,其中这种非热光子注入导致CMB光谱失真。虽然目前对这种光谱扭曲的限制还不足以限制弦张力,但未来的任务,如PIXIE实验,将能够提供限制,排除$G μ\sim 10^{-15}$和$G μ\sim 10^{-12}$之间的弦张力范围,从而排除产生这种中等尺度宇宙弦的粒子物理模型。
2015-10-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraining exotic high-$z$ reionization histories with Gaussian processes and the Cosmic Microwave Background
本研究利用高斯过程结合Planck CMB数据,无模型依赖地重构宇宙再电离历史,复现标准低红移再电离并严格约束高红移额外再电离,定义新参数τ_highz约束奇异能量注入场景,且代码数据公开。
2025-10-22 astro-ph.CO hep-ph
An alternative approach to modelling a cosmic void and its effect on the cosmic microwave background
我们应用我们的四为基础的方法来构建球对称的解决方案,在广义相对论建模一个空洞,并比较它与标准的Lemaintre-Tolman-Bondi(LTB)形式主义。特别是,我们构建的WISE-2 MASS星系巡天中天龙座方向观测到的空洞模型,以及相应的宇宙微波背景(CMB)在同一方向的普朗克数据中的温度衰减。我们发现,目前的密度和速度分布的空白没有很好地约束现有的数据,使从两种方法产生的空白模型可以有很大的不同,同时保持广泛的一致性与观察。我们强调的重要性,考虑速度以及密度分布约束空隙。
2018-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Future prospects on constraining neutrino cosmology with the Ali CMB Polarization Telescope
利用阿里宇宙微波背景偏振望远镜(AliCPT)的宇宙微波背景(CMB)温度、E模偏振和透镜谱的结构,预测了中微子物理参数的约束。为了实现预报计算,我们进行了数值模拟,结果表明,AliCPT将产生的结果$σ(N_{\mathrm{eff}})=0.42$和$σ(M_ν)=0.18$的第一年的观测。此外,我们调查的仪器参数,如噪声水平,半峰全宽(FWHM),天空覆盖范围可以影响这两个参数的约束。我们的预测结果发现,一个大口径望远镜与一个大的天空调查策略将显着改善目前的限制。
2021-12-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Semianalytic calculation of cosmic microwave background anisotropies from wiggly and superconducting cosmic strings
我们研究了世界片电流的存在如何影响宇宙弦网络的演化,以及它们对这些网络产生的宇宙微波背景(CMB)各向异性的预测的影响。我们提供了一个一般性的描述弦网络的电流和明确调查详细的两个物理动机的例子:摆动和超导宇宙弦网络。通过使用修改后的版本的CMBact代码,我们定量地显示了在这两种情况下的相关网络参数如何影响预测的CMB信号。我们的分析表明,以前的研究高估了摆动弦的各向异性的幅度。对于超导弦,各向异性的幅度取决于目前还不为人所知的参数,但这些参数可以在未来的高分辨率数值模拟中测量。
2020-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Primordial Black-Hole Bombs through Spectral Distortions of the Cosmic Microwave Background
研究了非蒸发原初黑洞超辐射不稳定性对宇宙微波背景谱的影响。在辐射主导的时代,PBH被大致均匀的宇宙等离子体包围,通过等离子体频率赋予光子有效质量。在这种情况下,旋转的PBH是不稳定的,通过众所周知的“黑洞炸弹”机制自发自旋下降。在线性水平下,光子密度被有效光子质量捕获,并且由于超辐射而随时间呈指数增长。当等离子体密度由于宇宙膨胀而下降时,PBH周围的相关能量被释放并在CMB中消散。我们评估了在红移范围10^3 < z < 2x10^6内CMB的光谱畸变。利用现有的COBE/FIRAS对CMB光谱畸变的限制,我们得到了在10^{-8}*Msun < M < 0.2*Msin的质量范围内与自旋PBH相关的暗物质的分数上限。对于最大自旋PBH,我们的限制比微透镜或其他方法得到的限制要严格得多。来自拟议的PIXIE任务的未来数据可以将我们的限制提高几个数量级。
2013-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A robust constraint on cosmic textures from the cosmic microwave background
在宇宙微波背景(CMB)的波动包含的信息,已在建立目前的宇宙学模型的关键。这些数据也可以用来测试这个模型的动机良好的添加,如宇宙纹理。纹理是一种拓扑缺陷,可以在早期宇宙的宇宙学相变过程中产生,并在CMB中留下特征性的热点和冷点。我们应用贝叶斯方法进行严格的测试的纹理假设,使用从威尔金森微波各向异性探测器的全天数据。我们的结论是,目前的数据不保证增加纹理的标准宇宙模型。我们排除了95%置信度的模型,这些模型预测在整个天空中有超过6个可检测的宇宙纹理。
2012-05-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The presence of Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Microwave Background
广义相对论肯定任何场都是引力场的源,因此,应该肯定原初引力波是由宇宙微波背景(CMB)的能量产生的。本文证明了无量纲振幅$\sim 10^{-5}$和大波长$\sim 10$兆秒差距的引力波使CMB辐射的温度移动约$10^{5}$的一部分。
2012-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the swiss-cheese IR-fixed point cosmology with cosmic expansion
在最近的一项研究中,有人提出,最近宇宙进入宇宙加速时代是每个星系和星系团中存在小的反重力源的结果。特别是,一个瑞士奶酪宇宙学模型,相对论集成的贡献,所有这些反重力源在银河系尺度上已被构造假设存在一个红外固定点的尺度相关的宇宙学常数。导出的宇宙学展开为微调和符合问题提供了解释。目前的工作放宽了以前的假设运行的宇宙学常数,并允许一个通用的缩放周围的红外固定点。我们的分析表明,为了产生与最佳$Λ$ CDM模型一致的宇宙演化,宇宙学常数的IR运行与IR不动点的存在是一致的。
2021-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can one observe quantum-gravitational effects in the cosmic microwave background?
为了找到正确的量子引力理论,人们必须在任何候选理论中寻找观测效应。在这里,我们专注于正则量子引力和计算量子引力的贡献产生的半经典近似的惠勒-德维特方程的宇宙微波背景的各向异性谱。虽然由此产生的修改的功率谱在大尺度上是太弱,是可以观察到的,我们发现一个上限的能量尺度的通货膨胀。
2013-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background Anisotropies at Recombination in the Squeezed limit
我们解析地估计了压缩极限下复合时刻的二阶宇宙微波背景温度各向异性,并推导出了对原初局域非高斯性的污染。我们发现污染水平对应于f_NL^{con}=O(1),它低于目前实验的灵敏度,也小于最近文献中声称的值O(5)。
2011-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The V-mode polarization of the Cosmic Microwave Background
本文讨论了弱磁化等离子体中宇宙微波背景的V模偏振。在绝热初始条件下,计算了Einstein-Boltzmann体系的VV和VT角功率谱。取决于频率信道和磁场强度,圆偏振的VT功率谱甚至可以比源于初级各向异性的透镜效应的假定B模式偏振大七个数量级。旨在直接探测宇宙微波背景的V模式偏振的具体方案可以为审查前去耦物理学提供一种新的观测工具。
2010-01-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph