检测与横向奇异速度对齐的宇宙微波背景二极性
宇宙学与河外天体物理
2025-06-16 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
奇异速度编码了丰富的宇宙学信息，但其横向分量难以测量。本文首次观察到横向速度的一种新现象：它们在宇宙微波背景 (CMB) 中所留下的二极性迹象。奇异速度场指向引力井中，远离潜在的山丘，反映出在数百 Mpc 上连贯的引力势的大尺度二极性。类似的二极性也存在于所有与势相关的场中。这类二极性通过引力透镜和积分亚尔希沃尔效应 (ISW) 效应在 CMB 天空投影上可被轻松观察到——这两种效应都与横向奇异速度相关。大尺度 ISW 二极性与小尺度移动透镜效应（其二极性符号相反）区分开来。我们提供了一个统一的框架来分析这些与速度相关的二极性，并演示如何通过堆叠从天地图中提取信号，包括星系性质、CMB 温度和透镜数据。我们指出，CMB 二极性信号独立于星系偏差，且正交于通常方向平均相关函数，这一新型可观测量提供了额外的宇宙学信息。我们首次在 (i) 星系密度；(ii) CMB 透镜收敛度；和 (iii) CMB 温度（解释为 ISW 效应）中检测到二极性信号，分别使用来自 SDSS-III BOSS 调查的星系和来自 Planck 的 CMB 图谱。我们表明观测到的信号与 ΛCDM 预测一致，并利用综合的透镜和 ISW 结果对线性化的修改引力模型设定了限制。
引用
@article{arxiv.2504.02525,
title = {Detection of cosmological dipoles aligned with transverse peculiar velocities},
author = {Yan-Chuan Cai and John A. Peacock and Anna de Graaff and Shadab Alam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.02525},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 18 figures, accepted for publication in MNRAS