宇宙扰动理论中精确时间依赖核的最小基础及其在ΛCDM和w₀wₐCDM中的应用
摘要：通过使用初始密度场的幂级数展开，我们推导出了与密度对比和速度散度的微扰展开相关的最小核的基础，该展开适用于具有任意膨胀历史的宇宙模型，从而放宽了通常采用的爱因斯坦-德-西特（EdS）近似。对于这类宇宙模型，非线性核在每个阶段上都由一系列项的求和给出，每个项都分解为时间相关的增长因子和波数相关的基础函数。我们展示了如何将基础函数集合减少到最小数量，并给出了到$n=5$阶的明确表达式。我们发现对于这种最小基础函数选择，每个基础函数个体上都显示了由于动量守恒而产生的预期缩放行为，在$n \geq 4$处非平凡。对于环修正的数值计算来说，这是一种非常理想的特性。此外，它还允许我们将密度场与具有任意膨胀历史的有效场论（EFT）描述相匹配，我们明确地推导了四阶的匹配条件。我们评估了与EdS近似的不同，对于$\Lambda$CDM和$w_0w_a$CDM，特别注意不能通过EFT项吸收的与纠缠一环双谱不变量有关的宇宙学依赖性。最后，我们为保留其简单性并与热暗物质混合模型相关的EdS近似的一个特殊推广提供了代数递归关系。
作者：Michael Hartmeier, Mathias Garny
论文ID：2308.06096
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-08-14