扩展的Coyote宇宙：物质功率谱的精确模拟
摘要
现代巡天观测正在返回宇宙学统计量的精确测量，如弱引力透镜剪切相关、星系分布和星系团丰度。为了充分利用这些观测，理论家必须提供至少与测量一样准确的预测，以及对建模过程中固有的系统误差的稳健估计。在结构形成的非线性区域，只有通过开发覆盖一系列宇宙学模型和天体物理过程的大规模多物理模拟能力才能克服这一挑战。作为实现这一目标的第一步，我们最近开发了一个物质功率谱预测方案（所谓的模拟器），基于一组高精度N体模拟，对于wCDM宇宙学，在k~1/Mpc和z=1范围内精度达到1%。非常希望增加红移和波数范围，并扩展宇宙学参数空间。为了朝着这个方向取得进展，同时最小化计算成本，我们提出了一种最大化重用原始模拟的策略。我们展示了原始空间动态范围提高了一个数量级，达到k~10 h/Mpc，红移覆盖范围增加了四倍，到z=4，并且现在将哈勃参数作为新的独立变量。为了进一步扩展k和z的范围，在原始集合中添加了一组以适度成本运行的新嵌套模拟。通过将微扰理论结果纳入构建模拟器的多尺度过程中，实现了h的扩展。这种经济的方法仍然提供了出色的误差控制，在模拟器适用域边界附近约为5%。作为本文工作的一部分，发布了新模拟器的公共领域代码。
引用
@article{arxiv.1304.7849,
title = {The Coyote Universe Extended: Precision Emulation of the Matter Power Spectrum},
author = {Katrin Heitmann and Earl Lawrence and Juliana Kwan and Salman Habib and David Higdon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.7849},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 14 figures; version accepted for publication in ApJ; added references and new simulation results for additional accuracy verification; overall results and conclusions unchanged; the emulator is publicly available at: http://www.hep.anl.gov/cosmology/CosmicEmu/emu.html