宇宙学 PS 术：修正扭曲的宇宙“婴儿照”| Phys. Rev. Lett. 论文推荐

撰文 Michael Schirber

编译 金庄维

宇宙红外背景图   

研究人员提出并验证了消除引力透镜效应的方法，恢复宇宙微波背景图原貌。

CMB（宇宙微波背景）图是可观测宇宙的“婴儿照”。通过研究照片中的图案，我们可以了解宇宙的历史，但是这项任务十分艰巨：因为星系和其他天体的引力透镜效应使这张照片扭曲变形。所谓的“引力透镜效应”是指时空在大质量天体附近发生扭曲，光线经过时会像通过透镜一样发生弯曲。最新的研究展示了一种“去透镜”方法：利用红外波段的背景光消除扭曲，还原照片。研究人员将这种方法应用于观测数据，首次证明了“去透镜”的可行性。

过去几十年中，宇宙学家利用 CMB 图确定宇宙的几何以及密度分布。进一步的研究，特别是 CMB 的偏振图样，能够提供源自暴胀的原初引力波的信息。然而，引力透镜效应使偏振信号失真，因此“去透镜”对在 CMB 上寻找引力波信号至关重要。

引力透镜效应     

（图片来源：维基百科）

以往的“去透镜”方案建议利用 CMB 自身的特征确定透镜效应发生的位置，卡弗里宇宙学研究所的 Patricia Larsen 和合作者提出并检验了一种基于 CIB（宇宙红外背景）的新方法。宇宙红外背景辐射主要来源于布满尘埃的恒星形成星系中的漫射光，CIB 上的亮点对应星系高度集中的区域，这些区域的引力透镜效应会更强。利用普朗克卫星提供的 CIB 图，研究团队创建了“去透镜”模板，并将它应用于最精确的 CMB 全天图（同样由普朗克卫星提供）。修正后的 CMB 数据显示温度涨落谱的峰更加尖锐，与理论模型的预言一致。

这项研究发表于《物理评论快报》。

原文链接：http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.117.151102

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论文基本信息

【题目】Demonstration of Cosmic Microwave Background Delensing Using theCosmic Infrared Background

【作者】Patricia Larsen, Anthony Challinor, Blake D. Sherwin, and Daisy Mak

【期刊】Phys. Rev. Lett. 117, 151102

【日期】2016.10.5

【DOI】10.1103/PhysRevLett.117.151102

【摘要】Delensing is an increasingly important technique to reverse thegravitational lensing of the cosmic microwave background (CMB) and thus revealprimordial signals the lensing may obscure. We present a first demonstration ofdelensing on Planck temperature maps using the cosmic infrared background(CIB). Reversing the lensing deflections in Planck CMB temperature maps using alinear combination of the 545 and 857 GHz maps as a lensing tracer, we findthat the lensing effects in the temperature power spectrum are reduced in amanner consistent with theoretical expectations. In particular, the characteristicsharpening of the acoustic peaks of the temperature power spectrum resultingfrom successful delensing is detected at a significance of 16σ, with anamplitude of A_delens=1.12±0.07 relative to the expected value of unity. Thisfirst demonstration on data of CIB delensing, and of delensing techniques ingeneral, is significant because lensing removal will soon be essential forachieving high-precision constraints on inflationary B-mode polarization.

【链接】http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.151102

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