宇宙学物质场的密度分布
宇宙学与河外天体物理
2018-10-10 v1
摘要
宇宙中物质密度场的单点概率分布函数 (PDF) 是一个基本属性，在引力弱透镜、非线性成团、大量模拟星系统计目录的生成以及检验宇宙学模型预测等估算中起着至关重要的作用。在此，我们利用一套涵盖广泛数值和宇宙学参数的 7000 次 N 体模拟，对暗物质 PDF 进行了全面分析。我们发现 PDF 具有简单的形状：它随密度按幂律 P~rho**(-2) 下降，并在小密度和大密度处均受到指数抑制。提出的双指数近似为小滤波尺度 R< 5Mpc/h 且均方根密度涨落 sigma>1 的所有 N 体结果提供了精确拟合。结合适用于小涨落 sigma<1 的球对称坍缩模型，PDF 现在在十二个数量级的范围内仅以百分之几的误差被近似——这是精确宇宙学的一个显著范例。我们发现，在 5-10% 的水平上，PDF 显式依赖于红移（在固定 sigma 下）和宇宙学密度参数 Omega_m。我们测试了不同的现有解析近似，发现常用的对数正态近似总是比双指数近似或球对称坍缩模型的准确性低 3-5 倍。
引用
@article{arxiv.1706.01909,
title = {Density distribution of the cosmological matter field},
author = {Anatoly Klypin and Francisco Prada and Juan Betancort-Rijo and Franco D. Albareti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.01909},
year = {2018}
}