Пятилетние наблюдения Wilkinson Microwave Anisotropy Probe: космологическая интерпретация

Пятилетние данные Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) накладывают строгие ограничения на отклонения от минимальной шестипараметрической модели холодной тёмной материи ΛCDM. Мы приводим эти ограничения и используем их для исследования физики космической инфляции посредством анализа гауссовости, адиабатичности, спектра мощности первичных флуктуаций, гравитационных волн и пространственной кривизны. Мы также ограничиваем модели тёмной энергии по её уравнению состояния, взаимодействию, нарушающему чётность, и свойствам нейтрино, таким как масса и число видов. Мы не обнаруживаем убедительных отклонений от минимальной модели. Шесть параметров и соответствующие 68%-ные неопределённости, полученные из данных WMAP в сочетании с измерениями расстояний по сверхновым типа Ia (SN) и baryon acoustic oscillations (BAO) в распределении галактик, имеют значения: Ω_b h² = 0.02267⁺⁰·⁰⁰⁰⁵⁸₋₀·₀₀₀₅₉, Ω_c h² = 0.1131 ± 0.0034, Ω_Λ = 0.726 ± 0.015, n_s = 0.960 ± 0.013, τ = 0.084 ± 0.016 и A_s при k = 0.002 Mpc⁻¹. Из них мы выводим σ₈ = 0.812 ± 0.026, H₀ = 70.5 ± 1.3 km s⁻¹ Mpc⁻¹, Ω_b = 0.0456 ± 0.0015, Ω_c = 0.228 ± 0.013, Ω_m h² = 0.1358⁺⁰·⁰⁰³⁷₋₀·₀₀₃₆, z_reion = 10.9 ± 1.4 и t₀ = 13.72 ± 0.12 Gyr. В сочетании данных WMAP с BAO и SN мы получаем ограничение на отношение тензорных и скалярных возмущений r < 0.22 (95% CL); значение n_s > 1 оказывается маловероятным даже при учёте гравитационных волн, что ограничивает инфляционные модели, способные порождать значительные гравитационные волны, такие как хаотическая инфляция или степенная инфляция, а также модели с синим спектром, например гибридные инфляционные модели. Мы получаем строгие одновременные ограничения на (постоянное) уравнение состояния тёмной энергии и пространственную кривизну Вселенной: −0.14 < 1 + w < 0.12 (95% CL) и −0.0179 < Ω_k < 0.0081 (95% CL). Мы предлагаем набор «дистанционных априорных ограничений WMAP» для проверки различных моделей тёмной энергии с пространственной кривизной. Мы исследуем зависящее от времени w, для которого настоящее значение ограничено условием −0.33 < 1 + w₀ < 0.21 (95% CL). Температурные флуктуации и флуктуации тёмной материи...