Brans-Dicke宇宙学中的宇宙微波背景温度和偏振各向异性

我们发展了一种在Brans-Dicke引力宇宙学模型中计算宇宙微波背景（CMB）温度和偏振各向异性的形式体系。然后，我们修改公开可用的Boltzmann代码，以数值计算温度和偏振功率谱。结果用几个代表性模型加以说明。与具有相同宇宙学参数的广义相对论模型相比，Brans-Dicke模型中的声学峰振幅和宽度均不同。我们使用协方差矩阵计算来研究Brans-Dicke引力的效应是否与其他宇宙学参数变化的影响简并，并同时确定即将到来的CMB图谱是否能够区分Brans-Dicke宇宙学和广义相对论宇宙学。尽管对于合理的Brans-Dicke模型，预测的功率谱与广义相对论中的差异仅很小，但我们发现MAP和/或Planck Surveyor原则上可以提供与太阳系测试相竞争的Brans-Dicke理论检验。例如，如果除CMB归一化外的所有其他参数都固定，则Brans-Dicke参数omega的值高达500可被MAP识别，而对于Planck，可识别高达omega \simeq3000的值；如果我们对重子密度、哈勃常数、谱指数和再电离光学深度进行边缘化，这些灵敏度大约降低三倍。在更一般的标量-张量理论中，omega可能随时间演化，在这种情况下，CMB探测将与太阳系测试互补。