宇宙网环境下的宇宙学 I. 实空间功率谱

我们首次对宇宙网环境(空洞、纤维、壁和节点)中直至非线性尺度 $k = 0.5$ $h$/Mpc 的宇宙学信息含量进行了全面定量的实空间分析。基于Quijote套件的庞大 $N$ 体模拟集合,环境通过潮汐张量的特征值定义,并采用Fisher形式体系评估在四种环境中各自导出及其组合的功率谱的约束能力。我们的结果表明,依赖于环境的功率谱无论是单独还是全部组合,都比物质功率谱含有更多信息。通过打破宇宙学模型参数之间的若干关键简并,如 $M_\nu$--$\sigma_\mathrm{8}$ 或 $\Omega_\mathrm{m}$--$\sigma_8$,在已识别环境中计算的功率谱将求和中微子质量 $M_\nu$ 的约束提高了约 $15$ 倍,物质密度 $\Omega_\mathrm{m}$ 提高了约 $8$ 倍,优于由物质功率谱得出的结果。我们表明,从 $k_\mathrm{max} = 0.1$ $h$/Mpc 到 $k_\mathrm{max} = 0.5$ $h$/Mpc 的高度非线性区域这一广泛的最大尺度范围内,都能获得这些更紧的约束。我们还报告了谱组合的信噪比相较物质谱高出八倍。重要的是,我们表明所有呈现的结果对环境定义参数的变化具有稳健性,从而暗示我们所选定义方式具有稳健性。