非线性 regime 下的宇宙学:小尺度奇迹
宇宙学与河外天体物理
2022-05-04 v2
摘要
利用星系功率谱的全形状信息并将分析推进到更小的非线性尺度,其兴趣日益增加。此处我使用晕模型来量化未来高分辨率巡天(Euclid 与 SKA2)中星系断层角功率谱的信息含量。我研究了该信息如何随所施加的尺度截断而变化,截断方式可为角截断 或物理截断 kmax。为此,我使用带有最完整非高斯项普查的解析协方差,这被证明至关重要。我发现,关于大多数宇宙学与天体物理参数的 Fisher 信息呈现出引人注目的行为。在微扰 regime 之外,我们首先得到收益递减:信息持续上升但斜率放缓直至达到饱和。该平台的位置略超出当前建模方法所能触及:k 2 Mpc,且略微依赖于所考虑的参数与红移区间。我解释了该平台的起源,其源于功率谱上的非线性效应,更重要的是非高斯协方差项上的非线性效应。进而,进一步推进时我们看到信息在高度非线性 regime 中再次以陡峭斜率上升。这就是小尺度奇迹,我给出其解释并讨论其性质。有迹象表明,该信息应能与天体物理内容分离,并可能改进暗能量约束。最后,更多迹象表明,在此 regime 中高阶统计量可能比功率谱带来显著改进,且改进随 kmax 增大而增加。复现所有图表与结果的数据与笔记本将发布于 \url{https://github.com/fabienlacasa/SmallScaleMiracle}。
引用
@article{arxiv.1912.06906,
title = {Cosmology in the non-linear regime : the small scale miracle},
author = {Fabien Lacasa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.06906},
year = {2022}
}
备注
9+3 pages, 10+5 figures. Updated to answer referees comments, new model in appendix