Primordial non-Gaussianities: Theory and Prospects for Observations

Abstract

Early Universe physics leaves distinct imprints on the Cosmic Microwave Background (CMB) and Large-Scale Structure (LSS). The current cosmological paradigm to explain the origin of the structures we see in the Universe today (CMB and LSS), named Inflation, says that the Universe went through a period of accelerated expansion. Density fluctuations that eventually have grown into the temperature fluctuations of the CMB and the galaxies and other structures we see in the LSS come from the quantization of the scalar field (inflaton) which provokes the accelerated expansion. The most simple inflationary model, which contains only one slowly-rolling scalar field with canonical kinetic term in the action, produces a power-spectrum (Fourier transform of the two-point correlation function) approximately scale invariant and an almost null bispectrum (Fourier transform of the three-point correlation function). This characteristic is called Gaussianity, once random fields that follow a normal distribution have all the odd moments null. Yet, more complex inflationary models (with more scalar fields and/or non-trivial kinetic terms in the action, etc) and possible alternatives to inflation have a non-vanishing bispectrum which can be parametrized by a non-linearity parameter f NL , whose value differs from model to model. In this work we studied the basic ingredients to understand such statements and focused on the observational evidences of this parameters and how the current and upcoming galaxy surveys are able to impose constraints to the value of f NL with a better accuracy, through the multi-tracer technique, than those obtained by means of CMB measurements.

Pipeline do projeto BINGO e não gaussianidade

“…O bispectrum pode ser demonstrado de várias formas, uma das primeiras que observamos é a encontrada no trabalho de C. Guandalin [54], onde o cálculo do bispectrum é feito a partir dos vetores de onda ( k i com i = 1, 2, 3), ou seja, sem a transformada harmônica esférica.…”

“…Neste trabalho [54] utilizam-se mapas simulados de galáxias com uma aproximação log-normal, com o objetivo de calcular o bispectrum destes. Assim, uma forma onde seus resultados são apresentados pode ser vista na figura (22), onde se vê o resultado para uma configuração equilateral para um redshift z = 1 e com 0.025 ≤ k ≤ 0.200.…”

“…É uma apresentação com o propósito de se observar a forma da curva unidimensional do bispectrum com a utilização do vetor de onda. Figura 22 -Aqui é apresentado o resultado para a configuração equilateral do bispectrum do trabalho da Caroline [54].…”

Modelos cosmológicos e introdução as oscilações acústicas bariônicas

“…Assim, a radiação influencia a taxa de expansão suprimindo o crescimento das inomogeneidades na matéria escura. Quando a matéria supera a radiação e em x >> 1, a amplitude das perturbações é proporcional ao fator de escala, tidade física y não é determinado simplesmente pelo conhecimento desta quantidade [139,140]. Ou seja, o problema é que podemos especificar um mapa entre o espaço-tempo de fundo e o espaço-tempo perturbado de diversas formas.…”

“…A derivação dessas funções é simples e pode ser encontrada em [140]. Note que, apenas ξ 0 e ζ contribuem para as transformações das δ escalares.…”