[论文解读] CMB Anisotropy due to Cosmic Strings in an Accelerated Expanding Universe

S. Y. Rokni, H. Razmi+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2012

Cosmology and Gravitation Theories被引用 2

一句话总结

本文研究了在宇宙弦存在下，正值宇宙学常数对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响。基于加速膨胀下的宇宙弦度规，研究发现宇宙学常数会抑制CMB各向异性，因此需要更高分辨率的观测才能探测其在功率谱上的效应。

ABSTRACT

We want to find the cosmological constant influence on cosmic microwave background (CMB) anisotropy due to cosmic strings. Considering the space-time metric of a cosmic string under the effect of a positive cosmological constant, the CMB anisotropy is studied. The result shows that a positive cosmological constant (i.e. the presence of cosmic strings in an accelerated expanding universe) weakens the anisotropy so that more strong resolution is needed to detect the corresponding influences on the CMB power spectrum.

研究动机与目标

• 分析正值宇宙学常数对宇宙弦引起的CMB各向异性的影响。
• 在加速膨胀条件下，建立宇宙弦的时空度规模型。
• 评估宇宙学常数如何改变CMB功率谱中的可观测特征。
• 确定在这些条件下宇宙弦信号的可探测性。

提出的方法

• 本研究采用具有正值宇宙学常数的宇宙中宇宙弦的时空度规。
• 应用线性微扰理论，计算由弦的引力效应引起的CMB各向异性。
• 利用萨克斯-沃尔夫效应，将度规微扰与CMB中的温度涨落联系起来。
• 在宇宙弦和正值宇宙学常数的共同作用下，计算CMB各向异性的功率谱。
• 该模型假设一个空间平坦、加速膨胀的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克宇宙，且宇宙学常数为正值。
• 进行对比分析，以分离宇宙学常数对各向异性幅度的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 正值宇宙学常数如何改变由宇宙弦产生的CMB各向异性？
• RQ2 在弦主导的宇宙中，宇宙学常数的存在对CMB各向异性的相对抑制程度如何？
• RQ3 宇宙学常数是否改变了宇宙弦信号在CMB功率谱中的可探测性？
• RQ4 当存在正值宇宙学常数时，需要多高的观测分辨率才能探测到宇宙弦效应？

主要发现

• 正值宇宙学常数的存在会削弱由宇宙弦引起的CMB各向异性。
• 抑制效应意味着需要更高分辨率的实验才能探测到宇宙弦的各向异性特征。
• 由于宇宙学常数的存在，CMB功率谱中由弦引起的温度涨落幅度减小。
• 宇宙学常数对功率谱的修正效应不可忽略，必须在观测分析中予以考虑。
• 研究结果表明，宇宙弦信号可能在暗能量型加速存在的背景下被掩盖或减弱。
• 本研究暗示，若宇宙学常数显著，当前或近未来的CMB实验可能难以探测到宇宙弦。