【摘 要】
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本文建立并发展了一套有效且稳健的精确手段,将描述引力成团性的扰动理论应用到大尺度结构巡天数据的轻度非线性区间,从而提取可靠的宇宙学信息,用于分析宇宙大尺度结构(LSS),这便是大尺度结构的有效场论(EFTofLSS)。我们将着重研究通过 EFTofLSS 方法对 Baryon Oscillation Spectroscopic Survey(BOSS)巡天数据进行分析。首先我们研究了只通过LSS的
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本文建立并发展了一套有效且稳健的精确手段,将描述引力成团性的扰动理论应用到大尺度结构巡天数据的轻度非线性区间,从而提取可靠的宇宙学信息,用于分析宇宙大尺度结构(LSS),这便是大尺度结构的有效场论(EFTofLSS)。我们将着重研究通过 EFTofLSS 方法对 Baryon Oscillation Spectroscopic Survey(BOSS)巡天数据进行分析。首先我们研究了只通过LSS的观测数据,得到精确度与其他观测手段相媲美的宇宙学标准模型中的参数值。值得注意的是,从LSS获得的参数的限制结果是独立于宇宙微波背景辐射(CMB)各向异性观测和宇宙距离阶梯(CDL)测量方法的,但是它们和来自CMB的观测数据是一致的。同时本文也会介绍我们使用的分析方法的有效性,并利用一些测试验证其可靠性。其次,我们将讨论一些基于EFTofLSS方法对超越ACDM模型的其他模型进行的研究,我们将着重关注宇宙晚期加速膨胀阶段,基于量子场论给出的理论上的先验结论,将宇宙学观测数据和宇宙学常数模型的偏离限制在一个有限的范围之内。我们还基于LSS观测数据,讨论了 CMB和CDL之间存在的哈勃常数疑难问题,结合EFTofL SS方法,BOSS的数据可以打破早期暗能量模型中哈勃常数和退耦时期声学视界的简并,这样能够提高CMB观测中的哈勃常数值精度,适当地减轻哈勃常数疑难,这部分的讨论也是EFTofLSS方法的另一个分析例证。接下来,我们讨论了通过EFTofLSS方法,在位形空间中分析BOSS数据,并和在傅里叶空间中的分析作对比。在这两种空间中获取的宇宙学信息和参数测量并不完全一样,但是在两种空间中获得的结果还是一致的,这也体现了宇宙学测量的稳健性。最后,我们研究了 LSS可观测量的时间依赖性,观测量一般是在一个近似的有效红移处计算得到的,而我们的工作可以精确计算出依赖于时间的LSS可观测值,超越这种依靠有效红移的近似方法,在未来大规模的巡天,需要确切的时间评估来获得无偏的宇宙学约束。除了本文给出的宇宙学参数结果之外,文中提到的工作在下一代的LSS巡天中也会为相关宇宙学研究提供有效且可靠的支撑。
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