宇宙微波背景極化中奇點分布

宇宙微波背景輻射的極化將呈現奇點和反奇點的分布，這些是因為拓撲原因而使極化為零的點。奇點分布的統計學提供一種與常見的兩點相關函數不同的分析方案來分析極化圖像。本文對模擬的極化圖像中的奇點分布進行了統計描述，並提出可與正在進行和即將發生的觀測相比較的預測。我們使用三種不同的描述方法：奇點之間的最近距離、捕獲總電荷 q 的臨界指數 \nu（q \propto L^\nu，其中 L 為封閉曲線長度），以及類似或相反電荷奇點的角兩點相關函數。在一般情況下，我們發現奇點的分布是隨機的，除非在約 10 度的尺度上，同電荷的奇點會互相排斥，反電荷的奇點則會互相吸引。這些結論對基於不同宇宙學模型和非高斯性的存在極其稳健；唯一的例外是統計各向同性被嚴重違反的情況。這表明，在統計各向同性的假設下，奇點分布是最後散射表面的一個稳健的特徵，可能用作一種工具來區分光子在從最後散射表面到當前時代的傳播期間發生的效應。