小尺度等曲率涨落引起的 CMB 谱畸变
宇宙学与河外天体物理
2014-04-18 v2 高能物理 - 理论
摘要
原初扰动在小尺度上的阻尼会导致宇宙微波背景 (CMB) 产生畸变。本文探讨了畸变对不同宇宙学初始条件类型的依赖性，涵盖了绝热模式、重子/冷暗物质等曲率模式、中微子密度/速度等曲率模式以及一些混合模式。确定了每种模式的辐射转移函数，并利用解析估计和热化代码 CosmoTherm 的数值结果，计算了耗散加热率和谱畸变特征。在此过程中，我们在共形牛顿规范下推导了所得流体模式的早期超视界行为，并给出了紧耦合转移函数近似值。不同扰动模式引起的 CMB 谱畸变可以使用此处提供的简单 k 空间窗口函数进行估计。中微子带走了部分原初扰动功率，引入了一个取决于扰动类型的整体效率因子。研究表明，未来对 CMB 频率谱的测量有望探测非常小尺度（对应波数 1 Mpc^{-1} < k < few x 10^4 Mpc^{-1}）的不同扰动模式。这些约束是对大尺度所得约束的补充，因此为早期宇宙物理提供了一个令人兴奋的新窗口。
引用
@article{arxiv.1304.4596,
title = {CMB spectral distortions from small-scale isocurvature fluctuations},
author = {Jens Chluba and Daniel Grin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.4596},
year = {2014}
}
备注
16 pages, 5 figures, minor changes, accepted version