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WMAP 5 年数据对轻子不对称性及辐射能量密度的限制:对 Planck 卫星的启示

天体物理学 2009-06-23 v2

摘要

本文利用 WMAP 5 年宇宙微波背景(CMB)测量数据,并补充了大多数现有的 CMB 和大尺度结构(LSS)数据(WMAP5+All),同时施加自洽的原初核合成(BBN)对原初氦丰度的限制,从而设定了宇宙辐射含量和中微子性质的界限。我们考虑了轻子不对称宇宙学模型,该模型由中微子简并参数和相对论自由度的变化来参数化,后者源于 BBN 与结构形成时期之间可能发生的其他物理过程。我们发现,WMAP5+All 数据对氦质量分数和中微子简并参数提供了强有力的限制,其效力可与基于当前氦丰度数据的保守分析所获得的类似限制相媲美。我们还发现物质能量密度与物质 - 辐射相等时的红移 zrez_\mathrm{re} 之间存在强相关性,这表明我们观测到的非零等效相对论中微子数目主要是通过 zrez_\mathrm{re} 的变化实现的,而非通过 WMAP 团队声称的中微子各向异性应力。我们预测,未来 Planck 卫星以高角分辨率和高灵敏度观测到的 CMB 温度和极化测量值,将这些参数的误差降低至与 BBN 限制完全一致的数值。

关键词

引用

@article{arxiv.0804.2971,
  title  = {WMAP 5-year constraints on lepton asymmetry and radiation energy density: Implications for Planck},
  author = {L. A. Popa and A. Vasile},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0804.2971},
  year   = {2009}
}