Войти
Эффект Сакса – Вульфа, названный в честь Райнер К. Сакс и Артур М. Вулф, это свойство космического микроволнового фонового излучения (CMB), в котором фотоны от CMB гравитационное красное смещение, в результате чего спектр реликтового излучения выглядит неравномерным. Этот эффект является основным источником флуктуаций реликтового излучения для угловых масштабов выше примерно десяти градусов.
Неинтегрированный эффект Сакса – Вульфа вызван гравитационным красным смещением, возникающим на поверхности последнего рассеяния. Эффект непостоянен по небу из-за различий в плотности вещества / энергии во время последнего рассеяния.
Интегрированный эффект Сакса-Вульфа (ISW) также вызван гравитационным красным смещением, но он возникает между поверхностью последнего рассеяния и Землей, поэтому он не является частью изначального CMB. Это происходит, когда во Вселенной по плотности энергии преобладает нечто иное, чем материя. Если во Вселенной преобладает материя, то крупномасштабные гравитационные ямы и холмы с потенциальной энергией не претерпят значительного развития. Если во Вселенной преобладает излучение или темная энергия, эти потенциалы эволюционируют, тонко изменяя энергию фотонов, проходящих через них.
Есть два вклада в эффект ISW. «Ранний» ISW возникает сразу после (неинтегрированного) эффекта Сакса-Вульфа, вызывающего первичное реликтовое излучение, поскольку фотоны проходят через флуктуации плотности, пока еще достаточно излучения, чтобы повлиять на расширение Вселенной. Хотя физически он такой же, как ISW позднего времени, для целей наблюдений его обычно объединяют с первичным реликтовым излучением, поскольку вызывающие его колебания материи на практике необнаружимы.
Эффект ISW «позднего времени» возник совсем недавно в космической истории, как темная энергия или космологическая постоянная, начинает определять расширение Вселенной. К сожалению, номенклатура немного сбивает с толку. Часто «поздний ISW» неявно относится к эффекту позднего ISW для линейного / первого порядка в возмущениях плотности. Эта линейная часть эффекта полностью исчезает в плоской вселенной, состоящей только из материи, но преобладает над частью эффекта более высокого порядка во вселенной с темной энергией. Полный нелинейный (линейный + более высокий порядок) эффект ISW позднего времени, особенно в случае отдельных пустот и кластеров, иногда называют эффектом Риса – Скиамы, поскольку Мартин Рис и Деннис Скиама пояснил следующую физическую картину.
Ускоренное расширение из-за темной энергии вызывает даже сильные крупномасштабные потенциальные ямы (сверхскопления ) и холмы (пустоты ) распадаться за время, которое требуется фотону , чтобы пройти через них. Фотон получает импульс энергии, попадающий в потенциальную яму (сверхскопление), и сохраняет часть этой энергии после того, как покинет ее, после того как яма была растянута и обмелена. Точно так же фотон должен расходовать энергию, входя в суперпустоту, но не получит ее обратно после выхода из слегка раздавленного потенциального холма.
Признаком позднего ISW является ненулевая перекрестная корреляционная функция между плотностью галактик (количество галактик на квадратный градус) и температурой реликтового излучения, потому что сверхскопления мягко нагревают фотоны, а суперпустоты мягко их охлаждают. Эта корреляция была обнаружена в диапазоне от умеренной до высокой значимости.
Подробный анализ того, как такие параметры, как дробовой шум, максимальный мультипольный диапазон или диапазоны красного смещения могут влиять на значимость обзоров радиоконтинуума, был представлен Рахманом в 2014 году.
В мае 2008 г. Granett, Neyrinck Szapudi показали, что ISW позднего времени можно привязать к дискретным супервоям и сверхскоплениям, идентифицированным в каталоге SDSS Luminous Red Galaxy. Их обнаружение ISW отслеживает локализованный эффект ISW, производимый супервоядами и сверхскоплениями на CMB. Однако амплитуда этого локализованного обнаружения спорна, поскольку она значительно превышает ожидания и зависит от нескольких допущений анализа.
