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下一千年的宇宙学:结合MAP和SDSS数据约束暴胀模型

天体物理学 2010-11-30 v2

摘要

基本宇宙学参数和原初功率谱共同完全规定了宇宙微波背景辐射各向异性和大尺度结构的预测。这里我们展示如何通过结合微波各向异性探测器(MAP)的数据和斯隆数字巡天(SDSS)的星系红移巡天数据来强有力地约束A_S²(k)和宇宙学参数。我们允许A_S²(k)为自由函数,从而探测所有尺度上的原初功率谱特征。在log k的20个步长中到k≤0.5h Mpc⁻¹,原初功率谱在k~0.01h Mpc⁻¹处可确定到约16%的精度,在k~0.1h Mpc⁻¹处可确定到约1%的精度。如果我们同时求解无量纲哈勃常数h、宇宙学常数Λ、重子分数Ω_b、再电离光学深度τ_ri和物质密度场与红移空间星系密度场之间的有效偏差b_eff,则原初功率谱的不确定性在小尺度上最多增加3倍。或者,如果我们限制A_S²(k)为幂律形式,我们发现加入SDSS数据打破了MAP数据中功率谱幅度与光学深度之间的简并,显著降低了物质密度和宇宙学常数确定的不确定性,并允许确定星系偏差参数。因此,结合MAP和SDSS数据可以独立测量重要的宇宙学参数,并独立于暴胀模型测量原初功率谱,为我们提供了早期宇宙物理的有价值信息,并给出了正确暴胀模型的线索。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/9802231,
  title  = {Cosmology in the Next Millennium: Combining MAP and SDSS Data to Constrain Inflationary Models},
  author = {Yun Wang and David N. Spergel and Michael A. Strauss},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9802231},
  year   = {2010}
}

备注

Substantial revisions to quantitative results as a result of more accurate calculation of derivatives; these new numerical results strengthen but do not change our qualitative results. Minor changes in wording. Several references added. Final version, to appear in ApJ January 1, 1999 issue, Vol. 510 #1