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利用未来巡天对原初宇宙进行多示踪

宇宙学与河外天体物理 2025-09-03 v4

摘要

在最简单的模型中,Inflation 产生的涨落近乎 Gaussian,但在更复杂的模型中可能是非 Gaussian 的,从而可能在晚期宇宙中留下印记。特别是,局部型原初非 Gaussian 性在物质分布的示踪物中诱导了标度依赖的偏差。在非线性可以忽略的超大尺度上,示踪物功率谱中的这种非 Gaussian 印记在晚期依然存留。为了应对这些尺度上不断增长的 cosmic variance 问题,我们使用结合不同示踪物的多示踪分析,以最大化任何原初信号。先前的工作研究了单碟模式下的光谱星系巡天与 21cm intensity mapping 巡天的结合。我们通过转而考虑将 21cm intensity mapping 巡天优化为干涉仪模式的情况来扩展这项工作。作为示例,我们使用了两对多示踪巡天:一个处于高红移(1z21 \le z \le 2),另一个处于极高红移(2z52 \le z \le 5)。21cm 巡天是基于 HIRAX 和 PUMA 的理想化巡天。我们实现了前景规避滤波器,并使用了干涉仪热噪声的详细模型。星系巡天是基于 Euclid 和 MegaMapper 的理想化巡天。通过简单的 Fisher 预测,我们展示了多示踪的潜力。我们的结果表明,多示踪使局部型原初非 Gaussian 性的精度提高了约 2030%20 - 30\%。此外,我们研究了改变非 Gaussian 星系组装偏差参数以及改变 intensity mapping 前景滤波器参数对约束的影响。我们发现,与前景滤波器参数相比,非 Gaussian 星系组装偏差参数引起局部型原初非 Gaussian 性约束的更大变化。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.12994,
  title  = {Multi-tracing the primordial Universe with future surveys},
  author = {Mponeng Kopana and Sheean Jolicoeur and Roy Maartens},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12994},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 8 figures. Minor improvements and corrections. Version accepted by EPJC