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原初尖锐特征穿透结构形成非线性阶段

宇宙学与河外天体物理 2025-02-05 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

气动膨胀期间的快速失效慢滚情节是许多 UV-完备气动模型的自然预测,导致原始功率谱中的尖锐特征。 在大尺度上,这些特征为探索气动物理提供了独特窗口,主要依赖于 Cosmic Microwave Background 对线性演化原始涨落的观测限制。然而,在较小尺度上,尖锐特征是否能存活于后时非线性宇宙演化中尚不明确,因为它们预计会被模式耦合所淹没。在本文中,我们进行专门的 N 体模拟以回答此问题。我们证明,尽管振荡样态随时间被非线性作用抹平,但原始尖锐特征的痕迹可通过结构形成的非线性阶段存活下来。这些痕迹表现为物质功率谱中局部化的功率增强或减弱,其幅度和位置可从而原初特征的尺度恢复,以及在星系团函数中呈现振荡模式。虽然这些发现凸显了在小尺度上约束气动物理的潜力,但也显示了与其他在结构形成非线性阶段相关的物理过程(如非冷暗物质候选者)之间潜在混淆的挑战。我们的结果为在大尺度结构和星系物理中探索气动物理开辟了新途径,并强调了需要更精细理论工具才能稳健约束原始特征的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.02571,
  title  = {Primordial Sharp Features through the Nonlinear Regime of Structure Formation},
  author = {Clément Stahl and Denis Werth and Vivian Poulin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02571},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 9 figures, 3 tables