薩克斯-沃爾夫效應

薩克斯–沃爾夫效應以Rainer K. Sachs和Arthur M. Wolfe]命名,是宇宙微波背景輻射(CMB)的一種特性,因為來自宇宙微波背景輻射的光子會受到重力紅移,導致宇宙微波背景輻射的光譜看起來不均勻。此效應是大於約10平方度的宇宙微波背景波動的主要來源。

非整合薩克斯-沃爾夫效應
非整合的薩克斯–沃爾夫效應是由重力紅移發生在宇宙微波背景#最後散射表面所引起。由於最後散射時物質/能量密度的差異,這種效應在天空中並不穩定。

整合薩克斯-沃爾夫效應
整合薩克斯-沃爾夫效應(ISW)也由重力紅移引起,但它發生在最後散射表面與地球之間,因此不屬於原始的宇宙微波背景。當宇宙的能量密度被非物質主導時,就會發生這種情況。如果宇宙由物質主導,那麼大規模的重力位能井和丘陵不會顯著演化。然而,如果宇宙被輻射]或暗能量主導,這些勢能確實會演化,微妙地改變通過它們的光子的能量。

ISW效應有兩個因素。「早期」ISW發生在(非整合的)薩克斯-沃爾夫效應產生原始宇宙微波背景之後,因為光子在周圍仍有足夠的電磁輻射,通過密度波動影響宇宙膨脹時。雖然它在物理上與晚期ISW相同,但為了觀測目的,通常會將其歸入原始宇宙微波背景,因為導致其的物質波動,實際上是無法被偵測到的。

晚期整合薩克斯–沃爾夫效應
「晚期」ISW效應在宇宙歷史上相當近期才出現,因為暗能量,或稱宇宙學常數,開始主導宇宙的膨脹。可惜的是,這個名稱有點混淆。「晚期ISW」通常隱含指密度微擾中線性/一階的晚期ISW效應。 這個線性部分在僅有物質的平坦宇宙中完全消失,但在擁有暗能量的宇宙中,則主導於高階效應。完整的非線性(線性+高階)晚期ISW效應,特別是在單一空洞和星團的情況下,有時被稱為里斯-西亞馬效應,這是因為Martin Rees和闡明了以下物理圖像。

因暗能量而使宇宙加速膨脹,甚至強大的大型勢阱(超星系團)和丘陵(空洞)也會在光子通過的時間內衰變。光子進入勢阱(超星系團)時會獲得一股能量,當能量離開後,當阱被拉長且變淺後,它會保留部分能量。同理,光子進入超級空洞時必須消耗能量,但離開稍微減少的勢丘後,能量不會全部回收。

晚期ISW的特徵是星系密度(每平方度星系數量)與CMB溫度之間存在非零交叉相關函數,。因為超星系團溫和地加熱光子,而超空洞則溫和地冷卻光子。此相關性已被偵測到中度至高度顯著性。

2008年5月,Granett、Neyrinck與Szapudi證明晚期ISW可被定位於SDSS 明亮紅星系目錄。他們的ISW偵測追蹤超級空洞與超星系團對CMB產生的局部ISW效應。然而,這種局部偵測的振幅有爭議,因為它遠大於預期值,且依賴於分析中的多項假設。

相關條目

  • 蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應

*

參考文獻
外部連結

*

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。