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宇宙微波背景各向异性数值解(CMBAns)I:关于 $C_l$ 计算的介绍

宇宙学与河外天体物理 2025-09-09 v2 天体物理仪器与方法 广义相对论与量子宇宙学

摘要

宇宙学玻尔兹曼代码常被研究者用于从不同理论模型计算 CMB 角功率谱、进行宇宙学参数估计等。因此,玻尔兹曼代码的精度至关重要。不同的基于马尔可夫链蒙特卡洛的参数估计算法通常需要 10310410^3 - 10^4 次玻尔兹曼代码迭代。这使得此类代码的时间复杂度成为另一个关键因素。在过去二十年中,已开发了若干玻尔兹曼软件包,如 CMBFAST、CAMB、CMBEasy、CLASS 等。本文提出一个新的宇宙学玻尔兹曼代码 CMBAns,可用于精确计算 CMB 功率谱和 BipoSH 系数。目前,CMBAns 是针对平坦背景矩阵开发的,主要用 C 语言编写,但借用了 C++ 中类的概念。这使研究者能够基于 CMBAns 开发自己独立的软件包,而无需深入理解源代码。我们还开发了多个独立工具,可直接在给定的参数集上编译运行。本文讨论了 CMBAns 中使用的所有数学公式、近似方案、积分方法等。该软件包将在近期通过 github 公开供公众使用。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.00725,
  title  = {Cosmic Microwave Background Anisotropy numerical solution (CMBAns) I: An introduction to $C_l$ calculation},
  author = {Santanu Das and Anh Phan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00725},
  year   = {2025}
}

备注

53 pages, 20 figures