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以重子声学振荡调制探测补偿等曲率扰动

宇宙学与河外天体物理 2019-12-04 v3

摘要

补偿等曲率扰动(CIPs)是重子与暗物质密度的相反空间涨落。它们可在早期宇宙的曲率子模型中产生,但因其引力印记几乎相消而难以观测。因此我们提出一种新方法,通过搜寻CIPs引起的重子声学振荡(BAO)尺度的空间调制来测量。我们发现,对于类Euclid巡天,其灵敏度略优于WMAP宇宙微波背景(CMB)约束(后者利用CIP诱导的CMB声学视界调制)。对于使用发射线星系至z7z\sim7的宇宙方差极限BAO巡天,其灵敏度介于第3阶段与第4阶段CMB实验之间。这些结果包含了CIP-星系交叉相关,对于相关CIPs其灵敏度提高了23\sim2-3倍。该方法可像CMB那样通过最优估计量进一步改进,并可为其他CIP探测提供有用的交叉检验。最后,若CIPs存在,它们会偏置在假设无CIPs下进行的宇宙学测量。特别是,它们可作为重子密度的超样本涨落并偏置BAO尺度的测量。对于现代BAO巡天,Planck的95%界限所允许的最大2σ\sigma CIP涨落可使H(z)H(z)的BAO测量偏置2.2%,将与地方H0H_0测量的张力从3.1σ\sigma部分降至2.3σ\sigma

关键词

引用

@article{arxiv.1904.00024,
  title  = {BAO Modulation as a Probe of Compensated Isocurvature Perturbations},
  author = {Chen Heinrich and Marcel Schmittfull},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00024},
  year   = {2019}
}

备注

Fixed mismatch of arxiv abstract vs pdf in previous version. 16 pages, 4 figures