Cosmological constraints on the amplitude of relic gravitational waves

Abstract

Проаналiзовано розвиток амплiтуди релiктових ґравiтацiйних хвиль (РҐХ), зґенерованих у ранньому Всесвiтi. Наведено аналiтичну апроксимацiю кутового спектра потужности флюктуацiй температури релiктового електромагнетного випромiнювання (РЕВ), зумовлених такими ґравiтацiйними хвилями через ефект Сакса-Вольфа. Отримано оцiнку найбiльш iмовiрного значення цiєї амплiтуди на основi даних спостережень анiзотропiї температури релiктового електромагнетного випромiнювання, одержаних в експериментах COBE, WMAP i BOOMERanG, та даних спостережень великомасштабної структури Всесвiту. Показано, що сукупнiсть сучасних даних про великомасштабну структуру Всесвiту та РЕВ указує на вiдсутнiсть або малу амплiтуду релiктових ґравiтацiйних хвиль, так що на 95% рiвнi достовiрности їх внесок у квадрупольну компоненту анiзотропiї температури релiктового випромiнювання не перевищує 60% навiть при екстремально рiзкому (nt = −1) спектрi потужности тензорних збурень. Для плоского спектра (nt = 0) та моделей з nt ∼ (ns − 1) цей внесок не перевищує 18% на рiвнi достовiрности 2σ.Ключовi слова: релiктовi ґравiтацiйнi хвилi, релiктове електромагнетне випромiнювання, великомасштабна структура Всесвiту.

WMAP-2006: Cosmological parameters and large-scale structure of the universe

“…Assuming no correlation between the values of power in adjacent bins we get χ 2 = 37.8 for 33 degrees of freedom. Also for comparison we have plotted by dotted line the spectrum of ΛCDM model with values of parameters given as best-fit to the data of first-year WMAP observations and large-scale structure of the Universe [1,2], χ 2 = 68.2 for this spectrum.…”

“…Solid line denotes the spectrum in best-fit ΛCDM model according to the data of [35] (χ 2 = 37.8). The dotted line denotes the spectrum for ΛCDM model which is the best-fit to 1-year WMAP data and large-scale structure observables [1,2] (χ 2 = 68.2). The dashed line depicts the spectrum of ΛCDM3 model with parameters found further in this paper (χ 2 = 37.2).…”

“…These models are denoted as ΛCDM1, ΛCDM2 and ΛCDM3 correspondingly. For last we also computed 95.4% confidence intervals of the values of every parameter p i (i = 1, 2, ..., 6) by integrating corresponding likelihood function L(p i ) = exp[−0.5∆χ 2 (p i )] (see [1,2] for details). As it was in paper [1] the likelihood functions of parameters are symmetric with regard to the best-fit values and the Gaussian function is a good approximation for it.…”

“…The bounds were set for the values of six main parameters of the model [36,1] on the basis of the WMAP data complemented by data set on the large-scale structure of the Universe, expansion rate and dynamics, abundance of light elements: Ω Λ = 0.7-0.8, Ω m = 0.23-0.31, Ω b = 0.04-0.05, h = 0.68-0.75, A s = 0.75-0.92, n s = 0.9-0.96 (the exact values depend on the set of the observational data used). From these determinations the space curvature follows to be close to zero, i.e.…”

“…The optical depth is caused by reionization of intergalactic environment by the first stars. Also the upper bounds were determined for allowable values of two other parameters, namely the amplitude of tensor mode of perturbations (A t ) and the mass density of neutrino in units of the critical (Ω ν ), see [1,2,28,36].…”