张量扰动耗散产生的谱畸变

宇宙微波背景 (CMB) 的谱畸变可能成为探测小尺度原初扰动的有力工具。现有的谱畸变研究几乎完全集中在原初标量度规扰动上。同样，矢量和张量扰动也应产生 CMB 谱畸变。在本文中，我们给出了由这些类型的扰动引起的有效加热率的一般表达式，其中包括此前被忽略的偏振态和高阶多极矩的贡献。随后我们将讨论重点放在张量的耗散上，表明对于近乎标度不变的张量功率谱，总体畸变比绝热标量模阻尼产生的畸变小约六个数量级。我们利用准紧耦合近似，找到了描述张量引起的有效加热率的简单解析表达式。与绝热模相反，正如 Ota 等人 (2014) 最近指出的那样，张量在不发生额外光子扩散的情况下引起加热，因此作用范围更广。我们的结果与他们的结论大体一致，但我们发现不能忽略超出 $k< 2\times10^4\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ 的小尺度模，这会导致更大的畸变，特别是对于非常蓝的张量功率谱。在小尺度上，还需要包含中微子阻尼对张量振幅的影响。