宇宙正午之后追踪重子声学振荡中的系统效应

未来的暗能量实验需要对宇宙微扰谱中的重子声学振荡（BAO）信号提供更优、更精确的理论预测。在此，我们利用$\Lambda$CDM Planck 宇宙学的大规模 N 体模拟，研究了由结构非线性引力增长、尺度依赖及非局域偏差以及红移空间畸变所导致的 BAO 可能存在的系统性偏移和阻尼效应。通过将示踪物功率谱除以源自相同初始相位的无 BAO 模拟的功率谱，我们大幅降低了宇宙方差的影响。这使得我们能够以前所未有的精度（暗物质优于 0.02%，低偏差晕优于 0.07%）研究在红移范围$z=0-1$内，原始 BAO 波数向更大$k$值的微小偏移，以及暗物质和晕族群功率谱中 BAO 波纹的非线性阻尼。对于暗物质，我们提供了演化参数$\alpha$作为线性增长因子$D(z)$函数的精确参数化描述。对于偏差范围在 1.2 至 2.8 之间的晕样本，我们在实空间中测得典型的 BAO 偏移约为 0.25%，该偏移在误差范围内未显示出随红移的显著演化。此外，我们报告了作为晕偏差函数的恒定偏移。我们发现所有晕样本中声学特征的阻尼演化与暗物质不同，晕受到的阻尼较小，同时也发现其对偏差存在微弱依赖。在红移空间中测得了更大的 BAO 偏移和阻尼，这可以通过红移空间畸变的线性理论得到很好的解释。由于重子声学振荡的存在，在尺度依赖的晕偏差中观察到了与声学尺度同相位的明显调制。