来自 DEUS-FUR $\Lambda$CDM 模拟的宇宙方差受限重子声学振荡

我们利用 DEUS-FUR $\Lambda$CDM 模型模拟，研究了低红移物质功率谱中重子声学振荡 (BAO) 的非线性演化。这是首个涵盖整个可观测宇宙体积的宇宙学 N 体模拟，从而能够在 BAO 尺度上提供宇宙方差受限的预测。我们通过一系列大体积高分辨率模拟控制了数值系统误差的影响。综合分析使我们能够在整个 BAO 范围 $0.03<k [\textrm{h Mpc}^{-1}]<0.3$ 内，以 1% 的精度测量 $z=0$ 到 1 之间的物质功率谱，bin 大小为 $\Delta k/k\lesssim$ 1%。我们相对于非线性演化的无波纹谱定义了 BAO，并在不依赖全局拟合函数外推的情况下确定了 BAO 的特征。我们量化了非线性效应对 BAO 极值位置和振幅的影响，以及其与功率谱宽带斜率的耦合。我们利用这些估计值检验了半解析模型的非线性预测。值得注意的是，通过对 BAO 红移演化的分析，我们发现第二个谷和第三个峰未受非线性效应影响。此外，我们发现阻尼因子的平方和 BAO 极值位置的偏移在很好的近似下与增长因子的平方成比例，这与微扰理论的预期一致。这证实了这样一种观点，即除了宇宙距离外，对不同红移处 BAO 的精确测量可以直接探测宇宙结构的增长。