重子声学振荡的非线性演化

我们使用重整化微扰论（RPT）研究重子声学振荡（BAO）在暗物质功率谱和两点相关函数中的非线性演化。在先前的工作中，我们证明了RPT能够成功预测声学振荡的阻尼；本文我们将计算扩展至模式耦合导致的功率增强。我们表明，模式耦合产生了与线性谱中振荡反相的额外振荡，导致相对于平滑谱定义的振荡节点尺度发生偏移。经傅里叶变换后，这些反相振荡引起两点相关函数声学峰百分之量级的偏移。我们给出了这些偏移随红移变化的预测；这些应被视为包含红移畸变和星系偏置的更现实情况下的稳健下限。我们表明这些非线性效应发生在非常大的尺度上，导致线性理论在远大于通常认为的尺度上失效。我们讨论了为什么位力化晕轮廓不是这些效应的原因，这可以从引力不稳定性的基本物理来理解。我们的结果与数值模拟高度一致，可作为未来观测中BAO建模的起点。为此目的，我们建议了一个简单的物理动机模型来修正模式耦合引起的偏移。