原始空洞对 CMB 的痕迹

我们在多个方面推广了文献中已有的结果：a) 利用准精确的相对论解对物质主导时代下球形、接近空的腔室进行评估，以计算平行光线和 Sachs-Wolfe 效应；b) 计算了射电-质子等离子体的adiabatic涨落的大小；c) 研究了壳轮廓的影响；d) 考虑了最后散射面（LSS）的有限厚度及其相对于空洞中心位置的影响。我们经验性地为所有穿越几何情况下的 Sachs-Wolfe 效应得到解析近似公式，并推导出约 25 $h^{-1}$ Mpc 的上限作为位于 LSS 上的原始空洞的共辐射半径，以与 COBE 数据兼容。由于几乎空的空洞在解离时至今的膨胀因子约为 4，其当前允许的最大尺寸约为 100 $h^{-1}$ Mpc。另一方面，相对于声波尺度的共辐射尺寸减小会显著削弱adiabatic效应，导致其被 Silk 阻尼所抑制，变得可忽略。因此，原始空洞的大部分特征来自度规效应，表现为中心位于 LSS 之外时呈蓝色或位于 LSS 之内时呈红色的亚度规模斑块。最终我们细化并确认了早前关于由气体膨胀相位转变产生、能够产生观察到的大尺度结构的幂律空洞谱的约束。