Spherical spaces for cosmic topology and multipole selection rules
球面流形产生具有正曲率的宇宙空间。它们是由爱因斯坦最初的宇宙学所用的球体的闭合碎片产生的。流形上的谐波分析旨在解释观测到的宇宙微波背景在小多极阶的低振幅。我们分析假设的点对称性和随机性的球形空间。出现了四个空间，称为orbifolds，具有较低的体积分数从球和尖锐的多极选择规则，在其本征模式。
2010-11-18 astro-ph.CO
Missing Power vs low-l Alignments in the Cosmic Microwave Background: No Correlation in the Standard Cosmological Model
在大角度尺度上（大于60度），由威尔金森微波各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe）在银河系平面外测量的宇宙微波背景（CMB）温度的两点角关联函数，显示出比标准暴胀宇宙学模型所预期的要低得多的大角度相关。此外，当从整个宇宙微波背景辐射的天空中导出时，两个最低的宇宙学上有趣的多极子，四极（l=2）和八极（l=3），出乎意料地彼此对齐。使用随机生成的全天空和切天空地图，我们调查这些异常是否在统计上显着的水平相关。我们最终证明，假设高斯随机和统计各向同性的CMB各向异性，有没有统计上的显着相关性的大角度尺度上的CMB和对齐的l=2和l=3多极的失踪的权力。因此，在这种缺乏大角度相关性和低多极子排列的情况下测量天空的机会被量化为低于10^{-6}。
2010-04-21 astro-ph.CO
Nearly Full-Sky Low-Multipole Cosmic Microwave Background Temperature Anisotropy: II. Angular Power Spectra and Likelihood
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
基于模板法去除前景的WMAP和Planck数据，测量了低多极（ℓ<30）CMB温度功率谱，仅屏蔽1%像素，发现四极矩偏低（2.2σ）、20≤ℓ≤27处凹陷及整体功率低于ΛCDM预言，并提供了新的似然函数。
2026-07-02 astro-ph.CO
Ring of attraction: overlapping directions of the dipole modulation of the CMB, the parity asymmetry, and kinematic dipole percolation zone
宇宙微波背景辐射（CMB）中最大的各向异性是3 mK的运动偶极子，它反映了我们相对于CMB坐标系的运动，并指向银河系坐标系中的$(l, b) = (264^\circ, +48^\circ)$方向。我们引入了吸引环（RA）的概念，它是正交的运动偶极子的轴。这些方向与运动偶极子的渗流区重叠，在那里其振幅几乎为零。我们表明，沿此环定向的CMB的偶极调制的方向，和负责产生宇称不对称的峰的位置。这种巧合在3 sigma水平附近是奇特的。我们分析了低多极的CMB与RA的“相互作用”，并表明，奇模有一个序列的峰值在RA方向。对于不同的多极，这些峰值彼此相关，并且导致对于前30个多极的奇数$\ell$信号的相互放大。我们的方法揭示了新的奇偶不对称的性质。它包括与不对称峰相比，CMB图中对称定位且振幅相等的峰的不足。
2021-05-18 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
The small scale power asymmetry in the cosmic microwave background
本文研究了小角尺度下宇宙微波背景的半球功率不对称性。我们发现在多极范围l=601-2048中存在非常高的不对称性，其统计显著性为6.5 σ。然而，我们发现，这种极端的异常只是一个巧合的其他三个影响，相对论性的功率调制，边缘效应从应用的掩模，和尺度间的相关性。在对所有这些影响进行校正后，显著性水平下降到~1 sigma，即，在小角度尺度中没有异常的固有不对称性。使用该零结果，我们推导出对潜在偶极调制幅度的约束，在95% C. L.下，在~10 Mpc尺度上A（k）<0.0045。任何试图解释大角度尺度下半球不对称性的理论模型都必须满足这个新的约束。
2013-09-27 astro-ph.CO
Cosmic microwave background constraints on cosmological models with large-scale isotropy breaking
在WMAP的大角度宇宙微波背景（CMB）各向异性图中似乎存在一些异常，包括大尺度多极的排列。各向同性自发破坏的模型（例如，通过标量场）被提出来解释这些异常，正如在暴胀期间施加优选方向的模型一样。我们研究模型的启发，其中各向同性被打破了一个倍增因子与偶极和/或四极项。我们使用贝叶斯框架评估多极对齐提供的证据，发现支持该模型的证据一般较弱。我们还计算近似的变化，估计宇宙学参数的破缺各向同性模型。只有功率谱的整体归一化被显著修改。
2010-09-02 astro-ph.CO
CMB low multipole alignments across WMAP and \emph{Planck} data releases
研究WMAP和Planck数据发布中CMB低多极矩的异常对齐，发现l=1,2,3对齐稳健且功率熵持续异常，表明大角尺度CMB偏离宇宙学原理预测的随机性。
2025-06-01 astro-ph.CO
Multipole vectors of completely random microwave skies for $l \leq 50$
统计宇宙学原理指出，天球上的观测量是从旋转不变分布中采样的。以前已经发现了某些违反这一原则的大尺度异常，例如最低多极子与宇宙偶极子方向的对齐。在这项工作中，我们继续寻找可能的异常使用多极向量，这是一个方便的工具，用于此目的。为了研究多极向量的统计行为，我们重新审视了几种构造方法。我们研究了普朗克2015年发布的所有四张全天空前景清洁地图，使用计算成本低的统计数据，对四个有意义的物理方向进行了简单的几何解释。我们发现，全天空SEVEM地图偏离了所有其他清洁的地图，因为它显示了与银河系极点和银河系中心的强烈相关性。其他三个映射COMMANDER、NILC和SMICA显示了一致的行为。在最大的角标度$l \leq 5$和中间的角标度$l = 20, 21, 22, 23, 24$上，它们都与宇宙偶极方向异常相关。这些尺度与角功率谱偏离普朗克2015年最佳拟合ΛCDM模型的尺度一致。在整个范围$2 \leq l \leq 50$内，没有全局可见的异常行为。我们没有发现异常的多极内相关性，即多极矢量在一个给定的多极内的相关性，而不参考任何外部方向。
2018-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Alignments of parity even/odd-only multipoles in CMB
比较了普朗克全任务温度测量中宇宙微波背景（CMB）的奇偶偶多极子和奇多极子的统计特性。在大的角度尺度上，以前已经发现在奇数多极相比，偶数多极的过剩功率。出于这种明显的奇偶不对称性，我们评估了方向统计与偶数相比，奇数多极，以及它们的意义。主要工具是\emph{Power Tensor}和\emph{Alignment Tensor}统计信息。我们将分析限制在前60个多极，即，$l=[2,61]$。我们没有发现统计上不寻常的甚至奇偶多极对齐的证据。一个以上的独立的统计发现证据对齐的各向异性轴的奇数多极子，具有相当于$\sim 2 σ$或更多的意义。对准轴的鲁棒性进行了测试，使银河切割和变化的多极范围。非常有趣的是，（a）对称轴所跨越的区域被发现广泛包含以前在文献中观察到的其他宇称（a）对称轴。
2017-09-15 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
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
Multipole analysis in cosmic topology
宇宙微波背景CMB辐射的低多极振幅可以用多连通同伦的选择定则来解释。我们对调和基进行了多极分析，并引入了点对称性，给出了两个三次3-球面流形和最低多项式次数的显式结果，并得到了三个新的球面3-流形。
2010-09-29 astro-ph.CO gr-qc math-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
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
Direction dependence of the power spectrum and its effect on the Cosmic Microwave Background Radiation
我们研究了几个各向异性暴胀模型和它们的影响，观察到违反统计各向同性的CMBR数据。在其中两个模型中，各向异性在膨胀阶段衰减得非常快。我们明确地表明，这些模型导致违反各向同性只有低l CMBR模式。我们的主要目的是将观测到的l= 2，3多极子的排列与理论模型相吻合。我们使用两种措施，基于功率张量，其中包含有关每个多极子的对齐信息，量化数据中的各向异性。其中一个措施使用的权力张量的本征值的分散。我们还定义了另一种措施，测试两个不同的多极之间的整体相关性。我们微扰计算这些措施的各向异性和固定的理论参数，使一个最好的适合l= 2，3多极。我们发现，一些研究的模型能够一致地解释所观察到的违反统计各向同性。
2013-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Too few spots in the cosmic microwave background
我们研究了WMAP-5温度图中大规模热点和冷点的丰度，并发现与基于LCDM最佳拟合模型的高斯模拟相比存在相当大的差异。在可靠观测到的宇宙微波背景（CMB）区域，即，在KQ 75面罩排除的前景污染部分之外。即使是从原始WMAP-5估计多极创建的模拟地图也包含比测量的CMB地图中可见的更多的斑点。对最低多极子的强抑制将导致更好的一致性。斑点的缺乏反映在几度（4到8）尺度上的低平均温度波动中，这仅由不到1%（0.16%-0.62%）的高斯LCDM模拟共享。去除四极后，概率变为2.5%-8.0%。这表明了极低的四极对于缺失点的统计意义的重要性。我们还分析了可能违反高斯性或统计各向同性（斑点在掩蔽区域内外的分布不同）。
2010-02-01 astro-ph.CO
The Distortion of the Cosmic Microwave Background by the Milky Way
银河系可以作为宇宙微波背景（CMB）的大尺度弱引力透镜。我们研究这种效果，使用光子射线跟踪代码和银河系的质量分布与磁盘，凸起和晕组件。对于银河系中位于太阳坐标系的观测者来说，CMB光子路径的弯曲被限制在小于一个角秒，并且仅限于在银河系中心几度范围内通过的光线。然而，整个天空都受到影响，导致CMB在大角度尺度上的全局扭曲。这些失真会导致CMB天空温度球谐展开的低阶多极子泄漏到高阶模中。因此，CMB偶极的分量是由本星系群相对于本星系宇宙静止坐标系的运动产生的，它对太阳系中观测者的高阶矩有贡献。我们的射线跟踪代码，我们表明，这种现象是不敏感的具体选择银河系的潜力。我们还定量排除它作为一个贡献者CMB异常，如功率不对称或相关的排列低阶多极矩。
2014-07-21 astro-ph.CO
Platonic topology and CMB fluctuations: Homotopy, anisotropy, and multipole selection rules
宇宙微波背景起源于宇宙历史的早期阶段。观测到的低多极贡献的CMB波动激发了搜索的选择规则的基础拓扑结构的3-空间。Everitt（2004）利用面胶合生成了Platonic球面3-流形的所有同伦。我们将胶水生成器转化为同构的甲板变换。甲板变换作用于一个球形的柏拉图三维流形作为prototile和瓷砖的3球的形象。三维球面上的正交函数的完备集由Wigner调和多项式张成。对于一个四面体，两个立方和三个八面体流形，我们构造代数线性组合的维格纳多项式，甲板下不变的变换和域的流形。从同伦的角度证明了多面体面上的边界条件。通过代数方法，我们转到多极展开式。假设随机模型的CMB辐射，我们推导出多极选择规则，根据点对称的流形。
2010-06-12 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
Probing the primordial Universe from the low-multipole CMB data
由于大角度尺度下宇宙微波背景（CMB）的温度起伏探测了光子退耦时超视界尺度的长度尺度，因而对微物理过程不敏感，因此低多极CMB数据被认为是对原始宇宙物理的一个很好的探测。在这封信中，我们将仅使用低多极CMB数据来约束具有张量扰动的基本$Λ$ CDM模型中的宇宙学参数，包括宇宙河外偏振背景成像（B2），Planck在2013年发布的（P13）和威尔金森微波各向异性探测器9年数据（W9）。我们发现，红色倾斜的功率谱的遗迹引力波是兼容的数据，但蓝色倾斜的功率谱的标量扰动的大尺度上是首选在$2σ$的置信水平。
2014-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Likelihood, Fisher information, and systematics of cosmic microwave background experiments
每个实验都会受到系统效应的影响，这些系统效应会妨碍数据分析，并有可能最终降低其性能。在探测宇宙微波背景（CMB）辐射的情况下，需要考虑的最小问题集包括不对称波束功能、相关噪声和不完整的天空覆盖。假设一个简化的扫描策略，允许一个精确的分析处理的问题，我们研究的系统效应的CMB功率谱的似然函数的影响。我们使用的Fisher矩阵，一个数据集的信息含量的措施，不同的实验配置的定量比较。此外，对于不同的功率谱系数，我们直接探索的似然函数的形式，并得到以下结果：似然函数可以偏离高斯分布系统的最高多极值在我们的分析中考虑。正确处理，现实水平的非对称光束功能和相关噪声本身不降低CMB实验的信息产量，也不引起明显的多极之间的耦合。另一方面，掩盖大部分天空会导致似然函数的相关结构变得更加复杂。将相邻的功率谱系数组合到仓中可以部分地缓解这些问题。
2012-05-03 astro-ph.CO
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
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
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
Dipole Modulation of Cosmic Microwave Background Temperature and Polarization
提出了一个宇宙微波背景辐射（CMBR）极化场的偶极调制模型。我们表明，该模型导致l和l+1多极子之间的相关性，正是在温度的情况下。我们得到的TE，EE和BB相关的情况下的结果。一个各向异性或不均匀的原始功率谱模型，导致这种相关性的温度场也预测类似的相关性CMBR极化。我们分析了CMBR的温度和极化数据，以提取这些相关的信号之间的l和l+1多极。我们的结果的情况下，温度使用最新的普朗克数据同意与先前的分析所获得的。详细研究偏振数据中的相关性目前是不可能的。因此，我们仅限于对此案进行初步调查。
2017-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Improved constraints on lepton asymmetry from the cosmic microwave background
宇宙轻子的不对称性$η_{\text{l}}=(n_{\text{l}}-n_{\bar{\text{l}}})/n_γ$影响了原始氦的丰度和早期宇宙的膨胀率。这两种效应对宇宙微波背景（CMB）的各向异性都有影响。我们从普朗克2015年的数据中推导出中微子化学势的约束条件，假设轻子味不对称性相等，中微子质量可以忽略不计。我们发现$ξ=-0.002 ^{+0.114}_{-0.111}$（95 CL）的化学势，这对应于$ -0.085 \leq η_{\text{l}} \leq 0.084$。我们对轻子不对称性的约束明显强于以前的约束从CMB数据分析，我们认为，他们是更强大的比那些从原始轻元素丰度。由此产生的原始氦和氘丰度的限制是一致的，从直接测量。
2017-10-03 astro-ph.CO hep-ph
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
CMB low multipole alignments in the $\mathbfΛ$CDM and Dipolar models
偶极模型\cite{Gordon:2005ai}由于可以从唯象上解释WMAP和Planck数据中发现的CMB半球功率不对称性而引起了人们的极大兴趣。由于这样一个模型在大的角度尺度上明确地打破了各向同性，因此很自然地想知道它是否也可以解释其他的CMB方向异常。通过对低$\ell$配向的研究，并假设$Λ$ CDM，我们证实了四极/八极和偶极/四极/八极配向是异常的，其显著性可达$99.9\%$ C.L.，WMAP和Planck的数据。此外，我们第一次表明，这样的功能也是异常的偶极模型，大致在同一水平的$Λ$ CDM。我们的结论是，偶极模型并没有提供一个更好的拟合数据比$Λ$ CDM。
2015-03-05 astro-ph.CO
Stokes parameters spectral distortions due to the Sunyaev-Zel'dovich effect and an independent estimation of the CMB low multipoles
考虑了各向异性宇宙微波背景（CMB）辐射对星系团的康普顿散射（Sunyaev-Zel' dovich效应，SZ）引起的Stokes参数频谱畸变。我们挑出一种非常特殊的扭曲类型，并找到简单的分析公式。我们表明，这种失真有一个非常独特的光谱形状，可以从其他种类的污染物分离。我们证明，这种效果给我们一个机会，独立估计的低多极角CMB各向异性，如偶极，四极和八极。我们还表明，使用扭曲的信号从附近和遥远的集群，可以区分萨克斯-沃尔夫和综合萨克斯-沃尔夫效应。通过高角分辨率和高灵敏度的空间任务，如即将进行的毫米波空间观测实验，可以探测到这种畸变。
2020-06-28 astro-ph.CO
Large-scale patterns of galaxy spin rotation show cosmological-scale parity violation and multipoles
用光谱法研究了~6.4*10^4旋涡星系的自旋方向分布。分析表明，具有相反自旋方向的星系之间存在统计上显著的宇宙尺度不对称性。数据还显示，不对称性随观测方向和红移而变化。红移依赖性表明，随着红移的增大，星系自旋方向的分布变得更加均匀。数据还显示了具有相反自旋模式的星系之间的光度差异。当用红移归一化数据时，光度不对称性被消除了。然而，当用星等标准化数据时，红移的统计学显著差异仍然存在。这些证据表明违反了宇宙学的各向同性和均匀性假设。将星系自旋方向的分布拟合到四极排列提供了统计显著性>5 sigma的拟合度，当仅使用具有$z>0.15$的星系时，其增长到>8 sigma。数据分析过程是全自动的，并且基于具有定义规则的确定性和对称算法。它既不涉及可能导致人类感知偏差的数据的手动分析，也不涉及可以捕获人类偏见或由于机器学习过程的复杂性和非直观性而难以识别的其他细微差异的机器学习。
2019-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
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
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
Cosmic Multipoles in Galaxy Surveys Part I: How Inferences Depend on Source Counts and Masks
本文提出一种贝叶斯方法，用于在合成星系样本中稳健地拟合偶极及高阶多极矩，可处理掩模天空并估计所需源计数，为即将开展的巡天及异常宇宙偶极研究提供新工具。
2024-12-17 astro-ph.CO
The asymmetry of dawn: evidence for asymmetric reionization histories from a joint analysis of cosmic microwave background and astrophysical data
本研究联合CMB与天体物理数据，提出含不对称性的氢电离历史扩展模型，发现再电离历史对称假设在4σ水平不被支持，结果将由JWST等更精确数据进一步检验。
2024-05-15 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
Constraints on primordial magnetic fields from the optical depth of the cosmic microwave background
在后退耦时代，磁场通过双极扩散和磁流体动力学（MHD）湍流衰减而衰减，加热了星系际介质（IGM）。IGM中氢原子的延迟复合产生了宇宙微波背景（CMB）散射的光学深度。在$z\gg 10$产生的光学深度不影响低多极子下CMB偏振功率谱的“再电离凸点”，但影响高多极子下的温度和偏振功率谱。将解耦时期阻尼尺度上平滑的场的现今能量密度写成$ρ_{B,0}=B_{0}^2/2$，我们将$B_0$约束为谱指数$n_B$的函数。使用普朗克2013似然码，该码使用普朗克温度和透镜数据以及WMAP 9年偏振数据，我们分别找到了$n_B=-2.9$、$-2.5$和$-1.5$的$B_0<0.63$、0.39和0.18 nG的95%上限。对于这些光谱指数，光学深度主要是由耗散的衰减MHD湍流后不久发生的去耦时代。我们的限制是强于以前的限制忽略了电离历史的影响的领域。在加热的IGM中，CMB光子离开电子的逆康普顿散射使CMB的热谱失真。我们对$B_0$的限制意味着在后去耦时代由场耗散引起的$y$型畸变应该分别小于$10^{-9}$、$4\times10^{-9}$和$10^{-9}$。
2015-05-24 astro-ph.CO
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。
2015-06-14 astro-ph.CO
Non-standard morphological relic patterns in the cosmic microwave background
微波背景中的统计异常信号在多极空间中得到了广泛的研究，在实空间中主要是圆形和其他简单模式。在本文中，我们寻找一系列的非平凡模式的温度数据从WMAP 7年的观测。我们发现一个非常重要的检测到的一些这样的功能，并讨论其后果的基本特征的宇宙。
2011-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Determining our peculiar velocity from the aberration in the cosmic microwave background
我们太阳系相对于CMB静止坐标系的运动，由于像差效应，导致观测到的CMB星图发生细微的扭曲。通常由CMB偶极子确定相应的奇异速度，但忽略固有偶极子的贡献。在这里，它是调查是否某些不变的标量措施，这是来自一阶和二阶协变导数的球，可以检测到的畸变效应在高多极造成的失真。这将在原则上允许解开多普勒从固有偶极子的贡献提供了一个独立的方法来确定我们特有的速度。它被发现的Hessian矩阵的温度场的特征值是非常适合于这项任务。
2021-07-22 astro-ph.CO
Examining statistical isotropy of CMB low multipoles from Planck PR4 data
本文利用Power tensor方法分析Planck PR4数据中CMB低多极子的统计各向同性，发现部分模式存在显著各向异性，但异常平面模式仅为各向异性子集，且多极子间存在特定的对齐现象。
2025-06-28 astro-ph.CO
Polarization of Cosmic Microwave Background
在这项工作中，我们提出了一个扩展的ROMA地图制作代码的数据分析的宇宙微波背景极化，特别注意到暴胀极化B模式。新算法考虑了CMB实验中不同探测器之间可能存在的互相关噪声分量。我们测试的代码上的观测数据的BOOMERanG（2003年）的实验，我们表明，我们提供了一个更好的估计的功率谱，特别是BB谱的误差棒是更小的低多极高达20%。我们指出了新方法的普遍有效性。一个可能的未来应用是LSPE气球实验，致力于在大角度尺度上观察偏振。
2016-04-07 astro-ph.CO
Large-Angle Anomalies in the Microwave Background
WMAP测量到的宇宙微波背景各向异性的大角度特性中存在异常现象，对此已经提出了几项主张。在大多数情况下，这些异常的统计显著性很难甚至不可能评估，因为用于量化异常的统计数据是后验选择的。另一方面，在最大的可观测尺度上发现新物理的可能性是如此令人兴奋，在我看来，值得仔细研究这些说法。我将重点讨论三个特别的主张：缺乏大角度的权力，南北权力不对称，多极联盟。在所有情况下，后验统计的问题可以通过找到一个新的数据集来解决，该数据集探测与大角度CMB相似的物理尺度。这是一项艰巨的任务，但有一些可能的途径来实现它。
2010-06-10 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
Quantifying the CMB Degeneracy Between the Matter Density and Hubble Constant in Current Experiments
我们重新审视退化之间的哈勃常数，$H_0$，和物质密度，$Ω_m$，目前的宇宙微波背景（CMB）的标准$ΛCDM$模型的观测。我们表明，普朗克，威尔金森微波各向异性探测器（WMAP），南极望远镜（SPT），和阿塔卡马宇宙学望远镜偏振计（ACTPol）的温度功率谱产生不同的值的指数$x$从最小化的产品$Ω_mH_0^x$的方差。来自不同数据集的$x$的分布不遵循$H_0$或$Ω_m$的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）最佳拟合值。特别引人注目的是普朗克多极$\ell\leq800$（$x=2.81$）和WMAP（$x = 2.94$）之间的差异，尽管它们的最佳拟合宇宙学非常相似。我们使用Fisher矩阵分析表明，事实上，这个范围内的指数值是完全一样的预期在$ΛCDM$的多极覆盖和功率谱的不确定性，为每个实验。我们发现，在$x$从普朗克$\ell \leq 800$和WMAP数据的差异解释的转折点之间的关系$x$和最大有效多极，在周围$\ell=700$。$x$的值是由几个物理效应决定的，我们强调了引力透镜对高多极测量的重大影响。尽管从不同的CMB实验的$H_0$值的传播，实验是一致的，他们的采样的$Ω_m-H_0$简并性，并没有显示证据需要新的物理或存在显着低估的系统学根据这些测试。Fisher计算可用于预测未来实验的$Ω_m-H_0$简并度。
2021-01-25 astro-ph.CO
The Pesky Power Asymmetry
普朗克合作组提出的宇宙微波背景（CMB）半球功率不对称的物理模型必须满足CMB对宇宙均匀性的约束和类星体对功率不对称性的约束。我们调查了各种模型的功率不对称性，并表明一致的模型包括调制的尺度相关的等曲率贡献的物质功率谱或调制的再电离光学深度，引力波振幅，或标量谱指数。我们提出了进一步的测试来区分不同的场景。
2013-03-27 astro-ph.CO
The Signature of Proper Motion in the Microwave Sky
宇宙微波背景辐射定义了一个优选的宇宙静止坐标系，暴胀宇宙学理论预言，在这个静止坐标系中，微波背景温度起伏应该是统计各向同性的。对于相对于静止坐标系运动的观察者，由于运动的优选方向，温度波动将不再是各向同性的。最显著的效应是偶极温度变化，长期以来人们一直观察到其幅度为平均温度的千分之一。观测器相对于静止坐标系的速度也将引起角关联函数的变化和多极矩之间非零非对角关联的产生。我们计算了这两种效应，它们是对静止帧功率谱和关联函数的千分之一修正。这两个都应该可以在未来的普朗克卫星全天微波图中探测到。这些信号将限制宇宙学模型，其中宇宙偶极子部分来自大尺度等曲率扰动，最近的观测表明。
2010-07-26 astro-ph.CO
Testing the statistical isotropy of large scale structure with multipole vectors
宇宙学的一个基本假设是统计各向同性-宇宙，平均而言，在天空的每个方向看起来都是一样的。最近，利用宇宙微波背景（CMB）数据对统计各向同性进行了严格的检验，在大角度尺度上得到了有趣的结果。在这里，我们将宇宙微波背景中使用的一些相同的技术应用于天空中星系的分布。利用多极矢量方法，其中每个多极在星系密度场的谐波分解描述的单位矢量和振幅，我们奠定了基本的形式主义，如何重建多极矢量和他们的统计星系巡天目录。我们将该算法应用于合成星系图，并研究了多极矢量重建精度对星系表图的密度、深度、天空覆盖率和像素化的敏感性。
2011-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Patterns of galaxy spin directions in SDSS and Pan-STARRS show parity violation and multipoles
用光谱法研究了$\sim6.4\cdot10^4$ SDSS旋涡星系的自旋方向分布，并与$\sim3.3\cdot10^4$ Pan-STARRS星系的自旋方向分布进行了比较。分析表明，具有相反自旋方向的SDSS星系的数量之间存在统计上显著的不对称性，并且不对称性的大小和方向随着观测方向和红移而变化。红移依赖性表明，随着红移的增加，SDSS星系的自旋方向分布变得更加不对称。将星系自旋方向的分布拟合到四极排列提供了统计显著性>5 $σ$的拟合度，当仅使用z>0.15的星系时，其增长到>8 $σ$。对泛星星系的类似分析提供了与SDSS星系几乎相同的偶极和四极排列，表明不对称的来源不一定是特定望远镜系统中的某种未知缺陷。虽然这些观察结果显然是挑衅性的，但没有已知的错误可以以这种形式表现出来。数据分析过程是全自动的，并使用具有定义规则的确定性和对称算法。它既不涉及可能导致人类感知偏见的手动分析，也不涉及可能捕获人类偏见或其他由于机器学习过程的复杂性而难以识别的细微差异的机器学习。此外，星系注释过程中的错误预计将在天空的所有部分显示一致的偏差，而不是随着观察方向的变化而变化，以形成清晰和可定义的模式。
2020-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting relic gravitational waves in the CMB: Optimal parameters and their constraints
通过残留引力波在宇宙微波背景辐射中的印记来探测残留引力波的前景，为研究极早期宇宙提供了一个极好的机会。在最简单可行的理论模型中，RGW背景的特征在于两个参数，张量-标量比$r$和张量谱指数$n_t$。本文利用即将进行的宇宙微波背景辐射实验的数据，分析了这两个参数$r$和$n_t$的潜在联合约束。引入最佳枢轴多极$\ell_t^*$的概念，我们发现在这个枢轴多极参数$r$和$n_t$是不相关的，并有最小的方差。导出了最佳主元多极数$\ell_t^*$的解析表达式，以及参数$r$和$n_t$的方差.我们用数值模拟方法验证了这些分析计算，并发现在20%以内的协议。分析结果为未来宇宙微波背景辐射观测对遗迹引力波的探测能力提供了一种简单的估算方法。
2009-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable imprints of primordial gravitational waves on the temperature anisotropies of the Cosmic Microwave Background
本文通过分析 Planck 2018 大角度温度角关联，并引入 Kaluza-Klein 维度导致的标量与张量红外截断，发现纳入张量模式可显著改善拟合并解释奇宇称偏好。
2023-12-05 astro-ph.CO hep-ph
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
