重子声学振荡的非线性演化建模：N体模拟与解析模型的收敛区域

我们利用一系列宇宙学 N 体模拟和各种解析模型，研究 $\Lambda$ 冷暗物质宇宙中实空间物质功率谱的演化。我们将 N 体模拟的结果与三种解析模型预测进行比较：标准微扰论、重整化微扰论和闭包近似。我们在比较中考虑了有限模拟盒子尺寸的影响。我们确定了最大波数 $k^{lim}_{1\%}$ 和 $k^{lim}_{3\%}$ 的值，低于这些值时，解析模型与模拟结果的一致性分别在 1% 和 3% 以内。然后，我们提供了一个简单的经验函数，用于描述通过模拟与解析模型比较所确定的收敛区域。我们发现，如果仅使用收敛区域内的傅里叶模式，在没有任何系统性的功率谱畸变的情况下，未来体积为几个 $h^{-3}Gpc^3$、红移 $z\sim1$ 或 $z\sim3$ 的巡天可以将重子声学振荡的特征尺度确定在 1% 的精度以内。