一次模拟以拟合所有——改变宇宙学 N 体模拟的背景参数

我们证明，宇宙学 N 体模拟的输出结果可以极高精度地缩放，以表示参数与最初假设相似但不同的宇宙学中大尺度结构的增长。我们的算法包括三个步骤：重新分配长度、质量和速度单位，重新标记时间轴，以及重新缩放单个大尺度涨落模式的振幅。我们使用两组匹配的模拟对对其进行测试。在每对模拟中，一个模拟假设的参数与第一年 WMAP 数据的分析一致。另一个模拟具有较低的物质和重子密度以及低 15% 的涨落振幅，与三年 WMAP 数据的分析一致。这两对模拟在质量分辨率上相差一千倍，从而能够在线性和非线性尺度上进行性能测试。我们的缩放在大尺度上（k < 0.1 h/Mpc）以优于 0.5% 的精度再现了目标宇宙学的质量功率谱，无论在实空间还是红移空间。特别是，原始宇宙学的 BAO 特征被移除，并被目标宇宙学的特征正确替换。对于 k < 1 h/Mpc，误差仍低于 3%。暗晕分布的功率谱被更精确地再现，在所有测试的尺度上误差均低于 1%。逐个暗晕的比较表明，质心位置和速度的再现精度分别优于 90 kpc/h 和 5%。暗晕质量、浓度和自旋也以约 10% 的水平被再现，尽管存在小的偏差。暗晕的组装历史被精确再现，导致对于代表性的半解析模型，中心星系星等的误差约为 0.25 星等，偏差约为 0.13 星等。