宇宙学 N 体模拟中瞬态特征的起源

我们研究了引力聚集在小尺度对大尺度的影响，通过研究伴随virial化暗核之间的模式耦合。我们延续了Peebles (1974)的计算，该计算表明virial化暗核在小波数k上不贡献任何模式耦合项。通过对波数的泰勒级数展开，我们显示这一效应微小，源于暗核形状偏离球形以及暗核之间的潮汐相互作用。我们将这一结果与宇宙学 N 体模拟对早期扰动演化的有限质量分辨率影响相联系。这种预期演化与宇宙学 N 体模拟中获得的演化之间的差异可通过此类估计来量化。我们还探讨了最短尺度的有限性对实现所需功率谱的影响。尽管several simulation studies表明此效应相对于大尺度对小尺度扰动的影响较小，但仍然重要的是研究这些效应并发展一种通用的估计其大小的方法。这在当前的精密宇宙学时代尤为重要。我们提供了这些效应及其功率谱依赖性的基本估计。我们发现，初始功率谱中小尺度截止效应和离散化的影响随着(n+3)增加，其中n为功率谱指数。在一般情况下，我们建议仅在非线性尺度——即线性外推涨落幅度为1的尺度——大于平均粒子间距时，才应使用宇宙学模拟数据。