Probing the early universe with the anisotrpies in the large-scale structure of the universe from the non-linear effect by the gravity

从引力的非线性效应探讨宇宙大尺度结构的各向异性

• 批准号: 19J12254
• 负责人: 秋津 一之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12254/
• 关键词: 宇宙大規模構造; 非線形重力進化; 宇宙論的N体シミュレーション; 原始非ガウス性; Super-sample effect

以下に詳しく述べるように大きく分けて二つ、長波長潮汐力場が宇宙の構造形成に与える影響、及び初期条件に角度依存性をもつ原始非ガウス性がハロー形状に与える影響についての研究を進めた。通常の宇宙論では背景時空の等方性が仮定されるため、シミュレーションも等方な背景の下で行われる。しかし、実際の宇宙にはあらゆるスケールにゆらぎがあると考えられること、および我々が観測できる領域は必ず有限であることに起因して、長波長潮汐力場の存在のために観測可能な有限領域では背景が実効的に非等方になりうる。そこで、背景時空の膨張を非等方にすることで非等方な長波長ゆらぎの効果を取り入れた宇宙論的N体シミュレーションを新たに開発し、このシミュレーションを用いることで、スカラー型摂動由来の長波長潮汐力場が特に小スケールの構造形成に与える影響について詳しく調べた。本年度はこの新たなシミュレーションを用いて長波長潮汐力場が小スケールの物質密度ゆらぎ及びハロー形状に与える影響を明らかにした。インフレーションシナリオを選別するためには、原始ゆらぎのガウス統計からのズレ、原始非ガウス性を観測することが重要になる。N体シミュレーションの初期条件を改変し、角度依存性のある原始非ガウス性をもつ原始ゆらぎからスタートさせたシミュレーションを詳しく調べることで以下のことが判明した：(1)角度依存性のある原始非ガウス性はハローの形状相関に大スケールで特徴的な痕跡を残すが、ハローの数密度には影響を与えない。逆に、角度依存性のない原始非ガウス性はハローの数密度にのみ影響を及ぼし、ハロー形状には痕跡を残さない。(2)このことを利用して、来る銀河撮像サーベイ及び分光サーベイを組み合わせると、角度依存性のある原始非ガウス性と角度依存性のない原始非ガウス性を同時に、宇宙マイクロ波背景放射から得られているものよりも強く制限できる。

The following is a detailed description of the effects of long-wavelength tidal force fields on the formation of the universe and on the initial conditions of the universe. In general, cosmology is based on the isotropy of background space-time. The existence of long-wavelength tidal force fields is limited in the field of measurement, and the background is not equal to the square. The expansion of background space-time is non-equiangular. The effect of non-equiangular long wavelength is introduced into the cosmological N-body system. The development and application of long wavelength tidal force field are discussed in detail. This year, the new wave length tidal force field is used to reduce the material density and shape. It is important to distinguish between raw and non-raw statistical data. The initial conditions of the N-body system are changed, the angle dependence is changed, the original non-static property is changed, the original non-static property is changed, the detailed adjustment is made, and the following are identified: (1) the angle dependence is changed, the original non-static property is changed, the shape dependence is changed, the large non-static property is changed, the trace of the large non-static property is changed, the influence of the number density is changed, and the angle dependence is changed. Reverse, angle dependence, original non-linear dependence, number density, influence, shape, residual (2)This is the first time that we have used this method to analyze the Milky Way image and spectral data. We have used this method to analyze the Milky Way image and spectral data.

项目成果

Imprint of anisotropic primordial non-Gaussianity on halo intrinsic alignments in simulations

模拟中晕内在排列上各向异性原初非高斯性的印记

• DOI: 10.1103/physrevd.103.083508
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Akitsu Kazuyuki;Kurita Toshiki;Nishimichi Takahiro;Takada Masahiro;Tanaka Satoshi
• 通讯作者: Tanaka Satoshi

Cosmological simulation in tides: power spectra, halo shape responses, and shape assembly bias

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/04/041
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Kazuyuki Akitsu;Yin Li;T. Okumura

Wide-angle effects on galaxy ellipticity correlations

• DOI: 10.1093/mnrasl/slab009
• 发表时间: 2020-12
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
• 作者: M. Shiraishi;A. Taruya;T. Okumura;Kazuyuki Akitsu

Flatiron institute(米国)

熨斗研究所（美国）

Distinguishing the large-scale anisotropic imprint from the super-sample anisotropy

区分大尺度各向异性印记和超样本各向异性

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinichiro Kojima;Hatem Elserafy;Kazuaki Hanada;Hiroshi Idei;Ryuya Ikezoe;Yoshihiko Nagashima,Makoto Hasegawa;Takumi Onchi;Kengoh Kuroda;Kazuo Nakamura;Masaharu Fukuyama;Ryoya Kato,Ryota Yoneda;Masayuki Ono;Akira Ejiri;Yuichi Takase;Sadayosh;Kazuyuki Akitsu
• 通讯作者: Kazuyuki Akitsu