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早期快滚暴胀产生的 CMB 四极矩压低:WMAP 与 SDSS 数据的 MCMC 分析

天体物理学 2008-12-18 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

一般而言,暴胀子的经典演化包含一个先于慢滚阶段的短暂快滚阶段。快滚阶段导致曲率扰动和张量扰动的纯吸引势(而在慢滚中该势为纯排斥)。这种吸引势压低了曲率谱和 B 模谱的 CMB 四极矩。由此产生了一个新的宇宙学参数:表征该吸引势特征的共动波数 k1k_1k1k_1 恰好在从快滚到慢滚的过渡时刻退出视界。快滚阶段通过传递函数 D(k)D(k) 动态地修正了初始功率谱。我们通过求解暴胀子演化方程计算了 D(k)D(k)D(k)D(k) 压低了 k<k1k < k_1 的原初功率,并具有标度性质 D(k)=Ψ(k/k1)D(k) = \Psi(k/k_1),其中 Ψ(x)\Psi(x) 是一个普适函数。我们对包含快滚阶段的 WMAP/SDSS 数据进行了 MCMC 分析,发现 k1=0.266/Gpck_1 = 0.266/\mathrm{Gpc}。四极模 kQ=0.242/Gpck_Q = 0.242/\mathrm{Gpc}k1k_11/101/10 个 efold 退出视界。我们将快滚拟合与具有原初功率锐利低截断的拟合进行了比较。对于 TT、TE 和 EE 模,快滚提供的拟合略优于锐利截断。此外,我们的拟合给出了 rr 的非零下限,而对于其他宇宙学参数,我们基本上得到了与 Λ\LambdaCDM 模型相同的结果。kQk_Q 在慢滚阶段之前退出视界这一事实意味着暴胀期间总 efold 数 NtotN_{tot} 存在上限。结合辐射主导时期的估计,我们得到 Ntot66N_{tot} \sim 66,范围为 62<Ntot<8262 < N_{tot} < 82。我们使用 WMAP-5/ACBAR-2007/SDSS 数据重复了该分析,确认了整体图像。

关键词

引用

@article{arxiv.0804.2387,
  title  = {The CMB Quadrupole depression produced by early fast-roll inflation: MCMC analysis of WMAP and SDSS data},
  author = {C. Destri and H. J. de Vega and N. G. Sanchez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0804.2387},
  year   = {2008}
}

备注

23 pages, 11 figures. Expanded and improved version to appear in Phys Rev D