动力学场论:平均场近似下的非线性宇宙功率谱
宇宙学与河外天体物理
2021-06-23 v1
摘要
我们利用近期发展的用于宇宙结构形成的动力学场论(KFT),展示如何在粒子相互作用的平均场近似下计算宇宙密度涨落的非线性功率谱。我们的主要结果是一个简单、封闭且解析的该功率谱近似表达式。该表达式有两个表征非线性结构增长的参数,可在 KFT 内部自行标定。利用此自标定,非线性功率谱与数值模拟结果在红移 z = 0 处波数 k ≲ 10 h Mpc^{-1} 范围内通常吻合至 ≲10% 以内。调整两个参数以优化与数值模拟的一致度,与数值结果的相对差异通常缩小至 ≲5%。作为平均场近似推导的一部分,我们表明暗物质粒子相对于 Zeldovich 轨迹的有效相互作用势仅由非线性宇宙密度涨落源化,且近似呈汤川型而非牛顿型形状。
引用
@article{arxiv.2011.04979,
title = {Kinetic field theory: Non-linear cosmic power spectra in the mean-field approximation},
author = {Matthias Bartelmann and Johannes Dombrowski and Sara Konrad and Elena Kozlikin and Robert Lilow and Carsten Littek and Christophe Pixius and Felix Fabis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.04979},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 6 figures, to be submitted to SciPost Physics