Die Horizon Runn-Body Simulation: Baryonakustische Oszillationen und Topologie der großräumigen Struktur des Universums

Zur Unterstützung der neuen Sloan III-Erhebung, die die baryonische Oszillationsskala mithilfe der leuchtend roten Galaxien (LRGs) messen wird, haben wir die größte N-Körper-Simulation bis heute durchgeführt, die 4120³ = 69,9 Milliarden Partikel umfasst und ein Volumen von (6,592 h^-1 Gpc)³ abdeckt. Dies ist mehr als 2000-mal das Volumen des Millennium Runs und erstreckt sich von Ecke zu Ecke bis zum Horizont des sichtbaren Universums. LRG-Galaxien werden ausgewählt, indem die massereichsten gravitationell gebundenen, kalten dunklen Materie-Subhalos gefunden werden, die nicht der Gezeitenzerstörung unterliegen, eine Technik, die die 3D-Topologie der LRG-Galaxien in der Sloan-Erhebung korrekt reproduziert. Wir haben die Kovarianzfunktion, das Leistungsspektrum und die 3D-Topologie der LRG-Galaxieverteilung in unserer Simulation gemessen und 32 Mock-Erhebungen entlang des vergangenen Lichtkegels durchgeführt, um die Sloan III-Erhebung zu simulieren. Unsere große N-Körper-Simulation wird verwendet, um nichtlineare systematische Effekte wie gravitative Evolution, Rotverschiebungsraumverzerrung, Raumgradient des vergangenen Lichtkegels und Galaxienverzerrung genau zu messen und die baryonische Oszillationsskala sowie die Genus-Topologie zu kalibrieren. Zum Beispiel sagen wir aus unseren Mock-Erhebungen voraus, dass die baryonische akustische Oszillationsgipfel-Skala mit der von der kosmischen Varianz dominierten Unsicherheit von etwa 5 % gemessen werden kann, wenn die SDSS-III-Stichprobe in drei gleich große Volumenschalen unterteilt wird, oder etwa 2,6 %, wenn eine dickere Schale mit 0,4 <z < 0,6 verwendet wird. Wir stellen fest, dass es notwendig ist, die Skala für die systematischen Effekte von bis zu 5,2 % zu korrigieren, um sie zur Einschränkung der linearen Theorien zu verwenden. Und die Unsicherheit in der Amplitude der Genuskurve wird voraussichtlich etwa 1 % auf der Skala von 15 h^-1Mpc betragen. Wir stellen die Simulation und die Mock-Erhebungen öffentlich zur Verfügung.