CMB实验中的多普勒与像差效应痕迹：统计与宇宙学意义

在太阳系参考系中，多普勒与像差效应会在宇宙微波背景（CMB）温度与偏振功率谱中引起模态耦合形式的畸变，从而给运动观测者导出的统计量带来偏差。我们探讨了此类偏差的若干方面，并密切关注其对CMB偏振的影响——此前尚未被详细考察。我们在此引入的一个潜在重要偏差是$\textit{boost variance}$（增强方差）——由观测者运动引起的宇宙方差中的附加项。尽管该附加项对全天空实验可忽略，但在部分天空实验中可达标准宇宙方差（$\sigma$）的$10\%$（温度）至$20\%$（偏振）。此外，我们研究了运动诱导的TT、EE和TE中的$\textit{power}$（功率）与$\textit{parity}$（宇称）不对称性，以及使用全天空TTTEEE进行宇宙学参数估计时可能引入的偏差。利用类Planck模拟，我们发现本地运动在CMB温度与偏振功率谱的广泛角尺度上引起$\sim1-2\%$的半球不对称性；然而，它并不暗示任何显著的宇称不对称性或宇宙学参数偏移。最后，我们考察了未来实验通过多普勒与像差效应引起的模态耦合来测量太阳系相对于CMB速度的前景。利用直至$\ell=4000$的CMB TT、EE和TE功率谱，SO与CMB-S4可分别对本地速度做出独立于偶极子的测量，置信度达$8.5\sigma$与$20\sigma$。