宇宙学微扰论中精确含时核的最小基及其应用至$\Lambda$CDM与$w_0w_a$CDM
宇宙学与河外天体物理
2023-08-14 v1
摘要
我们推导了密度对比度和速度散度按初始密度场幂次展开的微扰展开核的最小基，该基适用于具有任意膨胀历史的宇宙学模型，从而放宽了通常采用的爱因斯坦-德西特（EdS）近似。对于这类宇宙学模型，非线性核在每一阶均由若干项之和给出，每一项都可分解为一个含时增长因子和一个依赖波数的基函数。我们展示了如何将基函数集归约为最小数量，并给出了直至阶的显式表达式。我们发现，对于这一最小基选择，每个基函数都单独展现出由动量守恒导致的预期标度行为，在时非平凡。这是数值计算圈修正时极为理想的特性。此外，它使我们能够将密度场匹配到具有任意膨胀历史宇宙学的有效场论（EFT）描述，我们在四阶显式推导了该描述。我们评估了相对于EdS近似在CDM和CDM下的差异，特别关注单圈双谱中无法被EFT项吸收的那部分不可约宇宙学依赖。最后，我们给出了一个EdS近似特殊推广的代数递推关系，该推广保留了其简洁性，并与混合热暗物质和冷暗物质模型相关。
引用
@article{arxiv.2308.06096,
title = {Minimal Basis for Exact Time Dependent Kernels in Cosmological Perturbation Theory and Application to $\Lambda$CDM and $w_0w_a$CDM},
author = {Michael Hartmeier and Mathias Garny},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.06096},
year = {2023}
}
备注
4 figures, 40 pages + appendices