稳定成团与无耗散宇宙学N体模拟的分辨率

确定宇宙学N体模拟的分辨率，即其中测量的量能准确表示连续极限的尺度范围，是一个重要的开放问题。我们在此使用无标度模型来解决该问题，对于这些模型，自相似性为控制分辨率提供了强有力的工具。此类模型也为所谓的稳定成团近似提供了可靠的测试平台，该近似为它们给出了简单的预测。通过研究具有不同力平滑的此类模型的大规模N体模拟，我们发现这两个问题事实上密切相关：我们的结论是，在非线性区域，两点统计量的精度在其行为偏离稳定成团假设所预测行为的尺度附近开始强烈退化。从物理上讲，这两个尺度的关联其实很容易理解：当结构之间存在强烈的相互作用（特别是并合）时，稳定成团不再是一个好的近似，而正是此类非线性过程对受离散化影响的较小尺度上的涨落敏感。如果短程引力平滑尺度大于稳定成团能够传播到的尺度，分辨率可能会进一步退化。我们详细考察了 Smith et al. (2003) 和 Widrow et al. (2009) 的研究得出的截然不同的结论，并发现这些工作所报告的对稳定成团的强烈偏离，源于对测量功率谱能准确分辨的尺度的过于乐观的假设，以及对傅里叶空间分析的依赖。我们强调，与两点相关函数相比，功率谱获得的分辨率要差得多。