نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مسعود ولی پور
• مرضیه فرهنگ

دانشکدة فیزیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

یکی از مهمترین ناهنجاریهای رصد شده در تابش زمینه کیهانی عدمتقارن دوقطبی است. وجود دو قطبی، اگر منشایی در کیهان اولیه داشته باشد، خ ف اصل همسانگردی آماری افتوخیزهاست. در این کار ما به معرفی روشی جدید برای یافتن جهت این دو قطبی احتمالی، اندازهگیری دامنه و بررسی اهمیت آماری دامنه اندازهگیری شده میپردازیم. مبنای این روش مقایسه واریانس حلقههای متقارن بر سطح کره تابش زمینه و یافتن زاویهایست که اخت ف این واریانس برای دو حلقه متناظر در دو نیمکره بیشینه باشد. با اعمال این روش بر نقشههای شبیهسازیشده متقارن، توزیع دامنههای دوقطبی را برای این نقشهها به دست میآوریم که معیار اصلی ما برای محاسبه اهمیت آماری دامنه دوقطبی مشاهدهشده در هر نقشه دیگری خواهد بود. مشخصاً با استفاده ار این روش، اهمیت آماری دوقطبی مشاهده شده برای پ نک𝜎1/6 به دست میآید. شبیهسازیها نشان می دهند که اگرچه دقت این روش در مقایسه با روشهای دیگر نظیر عدمتقارن واریانس بیشتر نیست، حجم کم و سرعت با ی محاسبات با این که در فضای نقشه (و نه هارمونیکهای کروی) انجام میشوند، نقطه قوت این روش هست که راه را برای قدم بعدی مبتنی بر همین روش ولی با درنظرگرفتن عرقچین به جای حلقه هموار میکند. این روش با افزایش تعداد خانههای مورد استفاده در محاسبه واریانس،

با هزینه کم محاسباتی میتواند منجر به کاهش چشمگیر در خطای اندازهگیری دامنه دوقطبی شود.

کلیدواژه‌ها

• میدان تصادفی تابش زمینه کیهانی
• همسان‌گردی آماری
• واریانس

عنوان مقاله [English]

CMB dipole asymmetry through annular variance

نویسندگان [English]

• M Valipour
• M Farhang

Department of Physics, Shahid Beheshti University, Velenjak, Tehran, Iran

چکیده [English]

Dipole asymmetry is among the most important anomalies in the cosmic microwave background (CMB). A dipole, if primordial, would challenge the isotropy of the Universe. In this work, we propose a novel method to find the direction of the dipole and its amplitude and assess its significance. The method is based on the comparison of annular variances on the sphere. We find the direction on the sphere around which the difference of the annular variances on the two hemispheres is maximized. By applying this algorithm on symmetric CMB simulations we get the distribution of the measured dipole amplitude for these null cases, providing us with the baseline for quantifying the significance of dipole amplitude of any other CMB maps. In particular, we find the statistical significance of the observed Planck dipole to be 1.6σ. Our simulations show that although the proposed method is not more powerful in detecting the dipole compared to other algorithms, its relatively low computational cost (performed in the pixel-space) is its advantage. This paves the way for a straightforward upgrade of the method which uses spherical caps instead of rings and thus, by increasing the number of pixels used in calculating the variance, improves the results significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

• CMB random field
• statistical isotropy
• variance