宇宙双折射源于暗能量还是暗物质？一种层析方法

一个类轴子赝标量场$\phi$或许可以解释在宇宙微波背景（CMB）偏振数据的$EB$功率谱中观测到的$3\sigma$宇宙双折射迹象。$\phi$是暗能量还是暗物质？一种层析方法可以回答这个问题。导致当今宇宙加速膨胀的暗能量场的有效质量必须小于$m_\phi\simeq 10^{-33}$ eV。如果$m_\phi \gtrsim 10^{-32}$ eV，$\phi$在再电离时期之前就开始演化，我们应当从低（$l\lesssim 10$）和高多极矩的$EB$功率谱中观测到不同数量的双折射。这样的观测需要全天空卫星任务，并将排除$\phi$为暗能量的可能。如果$m_\phi \gtrsim 10^{-28}$ eV，$\phi$在复合时期期间开始振荡，在高多极矩的$EB$功率谱中留下独特特征，这可由地基CMB观测精确测量。我们的层析方法依赖于$EB$功率谱的形状，并且对偏振角的误校准较不敏感。