作为宇宙标准尺的宇宙大尺度结构

我们提议利用宇宙的大尺度结构作为宇宙标准尺，其依据是：在大尺度上，星系分布的图案应随时间保持。通过检查不同红移区间内图案的尺度依赖性，可以重建宇宙的膨胀历史，从而测量支配宇宙膨胀的宇宙学参数。可作为标准尺的星系分布特征包括大尺度结构的拓扑结构以及星系功率谱和关联函数的整体形状。Genus作为一种内禀拓扑度量，对非线性引力演化、星系偏袒和红移空间畸变效应具有抗性，因此是量化大尺度结构原始拓扑的理想工具。通过比较在不同红移处测得的Genus，可以约束宇宙的膨胀历史。在初始高斯涨落的情况下，Genus能精确恢复平滑尺度附近的原始功率谱斜率，并且通过比较预测的Genus与实测的Genus可以约束膨胀历史。