📜  宇宙学-CMB各向异性建模

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:07:14             🧑  作者: Mango


当我们查看经过精制,校正的全天CMB地图时,会发现很多前景污染,这是这些地图中的一种各向异性。我们可以看到这些前景发射来自银河系。 CMB的强度沿银河系平面高,随着我们移开,强度降低。在这些中,我们可以观察到次级各向异性,它们是来自银河系的同步加速器发射的。这些排放物构成了前台污染。要查看天空中的CMB排放,我们需要减去这些前景排放。

下图显示了具有前景发射的CMB。

前景排放

偶极各向异性

在CMB全天地图中发现了另一种各向异性,称为偶极各向异性。它与早期宇宙无关。这可以用球谐函数表示。如果球形表面上有图案,并且我们想使用数学函数将其映射,则可以使用三角函数来完成。因此,当我们绘制地图时,它可以是单极子(在每个方向上都相同),也可以是偶极子,当旋转180度时会翻转属性。同样,我们有四极子等。对于复杂的模式,可以表示为这些单极子,偶极子,四极子等的总和。

CMB的建模方式是,全天空图中各向异性的主要来源之一就是这种偶极各向异性,但它不是CMB的原始建模。可以在下图中看到。

原始的

我们看到的偶极子方向不是任何随机方向。偶极各向异性具有方向。我们看到CMB强度沿特定方向。这个方向是由于太阳系速度矢量。地球的速度可以相对于太阳或星系中心来表示。地球移动的方向,我们观察到了蓝移和红移,偶极子沿着这个方向。

上面的图片具有典型的偶极子外观,因为我们的银河系朝特定方向移动。结果是–天空的一侧将显示为红移,而天空的另一侧将显示为蓝移。在这种情况下,红移意味着光子的波长更长=更冷(因此从其名称向后看,它们在上图中呈蓝色)。

可以说,在给定的瞬间,地球相对于天空中的太阳/银河系中心/ CMB在某些特定方向上运动。然后,如果我们从任意角度观察CMB的温度,情况就会有所不同。这是因为,我们正在测量蓝移或红移的光子,这些光子取决于天空中光子的视线。

要记住的要点

  • CMB全天地图中的前景污染称为CMB各向异性。

  • 这些排放物来自我们自己的银河系。

  • 两种类型的各向异性是:偶极各向异性和角功率谱各向异性。

  • 偶极各向异性是在特定方向上,而角功率谱各向异性则分布在各处。