A Cosmological Test of Standard Gravity by Weak Lensing
标准爱因斯坦引力中大尺度结构的形成是由几何因子测量的膨胀历史H（z）唯一决定的。通过生长结构测试可检测到与预期标准结构形成的可能偏离。我们设计了新的偏差参数来检验大尺度下的标准重力，并通过弱透镜实验估计了期望误差。通过测量2%精度内的差曲率扰动（Φ-φ）/2，可以将目前的有效牛顿常数G_N限制在10%精度左右。
2006-03-06 astro-ph gr-qc
Lensing by gravitational waves in scalar-tensor gravity: Einstein frame analysis
研究了干涉引力波对光束的放大作用。先前的约当框架的结果表明，标量-张量引力中的放大比广义相对论中的放大大许多数量级，但在爱因斯坦共形框架中并不成立。引力波透镜的讨论与正在进行的和拟议的VLBI观测，旨在检测闪烁效应。
1998-01-17 astro-ph gr-qc
The bending of light and lensing in modified gravity
我们的修正引力理论（MOG）在过去被成功地用于解释一系列天文和宇宙学观测，包括星系旋转曲线，CMB声峰和星系质量功率谱。MOG也被成功地用于解释子弹星系团1 E0657 -558的不寻常特征，而没有外来的暗物质。在目前的工作中，我们推导出相对论运动方程的球对称场的点源MOG，特别是，我们推导出光弯曲和透镜方程。我们的结果也有更广泛的应用在扩展的物质分布的情况下，它们可以用来验证子弹集群的结果，并提供了一个可能的解释合并集群在Abell 520。
2011-09-22 astro-ph gr-qc
Gravitational lensing and modified Newtonian dynamics
引力透镜最常被用作研究宇宙中（暗）物质分布的工具，但是，如果质量分布是先验已知的，它至少在原则上成为引力本身的强大探测器。透镜观测是一种比动力学测量更强大的工具，因为它可以测量远离可见物质的引力场。例如，修正的牛顿动力学（MOND）没有相对论性的扩展，因此没有可靠的透镜预测，但星系-星系透镜数据可以用来经验性地确定点质量的偏转定律。MONDian透镜与广义相对论是一致的，因为光子所经历的偏转是以光速运动的大质量粒子所经历的偏转的两倍。由于偏转定律的存在，并且没有不可见物质，因此可以在任何观察到透镜的地方测试MOND。这意味着要么MOND透镜是完全非线性的，要么MOND不是宇宙的准确描述。
2001-03-14 astro-ph
Formalism for testing theories of gravity using lensing by compact objects. II: Probing Post-Post-Newtonian metrics
我们在引力理论中研究紧凑物体的引力透镜，该引力理论可以写成后后牛顿（PPN）框架：即，度规是静态的，球对称的，可以用泰勒级数m/r表示，其中m是致密物体的引力半径。工作不变，我们计算校正标准弱偏转透镜观测量在第一和第二阶的角引力半径的角爱因斯坦环半径的透镜的比率。我们表明，一阶修正的总放大率和质心位置消失的重力理论，可以写在PPN框架。这源于PPN引力模型中透镜观测量之间的一些令人惊讶的基本关系。我们推导出这些关系的图像的位置，放大倍率和时间延迟。一个深刻的后果是，任何对普适关系的违背都表明需要在PPN框架之外建立一个引力模型（只要一些基本假设成立）。实际上，这些关系将指导观测计划来检验广义相对论、修正的引力理论，甚至可能是宇宙审查猜想。我们使用新的关系，以确定可访问的当前或不久的将来的技术透镜观测，并找到最有用的探测时空度量的观测组合。我们给出明确的应用银河系黑洞，微透镜，和脉冲双星J 0737 -3039。
2006-01-13 astro-ph gr-qc
Weak lensing in generalized gravity theories
我们将弱引力透镜理论推广到广义引力的宇宙学中，用一个依赖于Ricci标量和一个非最小耦合标量场的通用函数描述广义引力。我们计算了广义Poisson方程，将涨落分量的动力学与两个规范不变的标量引力势联系起来，修正了背景展开和涨落的新贡献。我们展示了透镜方程如何被宇宙膨胀以及各向异性应力的存在所修改，该应力在标量张量引力和引力拉格朗日项具有非最小依赖性的理论中在线性水平上都是非零的。对里奇标量的依赖。从测地偏差出发，导出了剪切张量和投影透镜势的广义表达式，对有效引力常量的时空变化进行了编码，并隔离了各向异性应力的贡献，引入了由于引力势之间的空间相关性而引起的修正。最后，给出了透镜会聚功率谱的表达式，以及透镜势与影响宇宙微波背景总强度和偏振各向异性的积分Sachs-Wolfe效应之间的相关性。为了从现象学上说明新的效应，我们在扩展的Quintessence场景中计算出上述量的近似表达式，其中耦合到引力的标量场扮演暗能量的角色。
2004-05-18 astro-ph gr-qc
Gravity and Non-gravity Modes in the VIRMOS-DESCART Weak Lensing Survey
我们分析了弱透镜数据的VIRMOS成像调查使用的投影（称为E和B模式）的两个独立观察到的关联函数。E模式包含所有的透镜信号，而噪声和系统学对E和B模式的贡献相等，前提是内在对准可以忽略不计。模式分离允许测量具有\sqrt{2}更小误差条的信号，以及用于测试系统误差的单独通道。我们应用了各种变换，包括球谐空间功率谱C^E_l和C^B_l，这提供了对500<l<10 ^4的投影暗物质分布的直接测量。
2001-11-04 astro-ph
Gravitational lensing in metric theories of gravity
讨论了度规引力理论中的引力透镜。我介绍了一个广义近似度规元素，包括后后牛顿（ppN）的贡献和重力磁场。根据费马原理和标准的连线定理，导出了孤立质量分布引起的时滞函数和偏转角。几个天体物理系统被认为是。在大多数情况下，重磁校正为观测探测提供了最佳视角。实际的测量结果只能将度量理论彼此区分开来。
2003-01-15 astro-ph
Gravitational lensing in the weak field limit by a braneworld black hole
现今存在的膜世界黑洞可能是原始起源的，甚至可能是在实验室中的高能粒子碰撞和宇宙射线簇射中产生的。与标准史瓦西黑洞相比，这些黑洞遵循一种修正的质量-半径关系。本文用变分原理计算了弱场极限下膜世界黑洞视界附近光线的弯曲角。接下来，我们推导出几个透镜量的表达式，如爱因斯坦半径和点光源的放大率。与标准史瓦西黑洞的透镜量相比，这些表达式被修改了，并且包含了额外维度的尺度。
2005-03-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Weak lensing in scalar-tensor theories of gravity
本文研究了各种暗能量模型对弱引力透镜的影响，包括线性和非线性机制的互补性。它研究了经典模型及其对标量张量引力的扩展。讨论了由广义相对论的这种最简单的扩展所引起的各种效应。它表明，在太阳系中的约束，如二次非最小耦合的模型不留下任何可以检测到的签名，而其他模型，如失控的介子，其中包括对广义相对论的吸引力，可以让一个印记约10%。
2004-12-06 astro-ph
Gravitational lensing as a contaminant of the gravity wave signal in CMB
早期宇宙中的重力波在宇宙微波背景中产生B型极化，可以作为测量暴胀能量标度的一种直接方法。引力透镜通过将主导E偏振转换成B偏振来污染GW信号。通过从CMB本身重构透镜势，可以净化由透镜引起的B模。我们目前的数值模拟结果的B模式去透镜使用二次和迭代最大似然透镜重建方法作为探测器噪声和光束的函数。在我们的模拟中，我们发现二次方法可以减少透镜B噪声功率高达7倍，接近无噪声限制。相比之下，即使在我们测试的最低噪声水平下，迭代方法也显示出显着的改进。我们明确地证明，使用这种方法，透镜诱导的B功率至少可以降低40倍的噪声功率，这表明在没有天空切割、前景和仪器系统学的情况下，T/S=10^-6是可以实现的。虽然我们没有发现任何基本的下限，由于透镜，我们发现，对于高灵敏度的探测器残留透镜噪声占主导地位的探测器噪声。
2003-10-06 astro-ph
Weak lensing and gravity theories
我们提出了弱引力透镜理论在广义引力宇宙学中，描述了一个通用的函数依赖于Ricci标量和一个非最小耦合标量场的拉格朗日。我们计算了广义Poisson方程，将涨落分量的动力学与两个规范不变的标量引力势联系起来，修正了背景展开和涨落的新贡献。我们展示了透镜观测量如何受到宇宙膨胀以及各向异性应力的存在的影响，该应力在标量张量引力和引力拉格朗日项对Ricci标量具有非最小依赖性的理论中的线性水平上都是非零的。我们推导了收敛功率谱的广义表达式，并从唯象上说明了在扩展的Quintessence方案中的新效应，其中耦合到引力的标量场扮演着暗能量的角色。
2004-09-05 astro-ph
Formalism for Testing Theories of Gravity Using Lensing by Compact Objects. I: Static, Spherically Symmetric Case
我们正在开发一个通用的，统一的，严格的分析框架，使用引力透镜的紧凑的对象，以测试不同的引力理论超过弱偏转极限。在本文中，我们提出的形式主义计算校正透镜观测静态，球对称引力理论中的弱偏转极限的校正可以扩展为一个参数，即引力半径的透镜对象的泰勒级数。我们注意推导与坐标无关的表达式并计算直接可观察的量。我们计算一阶和二阶校正的图像的位置，放大率和时间延迟。有趣的是，我们发现，总放大率和质心位置的一阶修正消失在所有的引力理论，同意广义相对论在弱偏转极限，但他们可以保持非零的修改后的理论，不同意GR在弱偏转极限。对于Reissner-Nordstrom度规和杂合弦论中的一个相关度规，我们的形式主义揭示了透镜观测量和裸奇点条件之间的有趣联系，这可能提供一种观测方法来检验这种物体的存在。我们应用我们的形式主义的银河系黑洞和预测的图像位置的校正是在10微弧秒的水平，而校正的时间延迟是百分之几秒。如果发现一颗脉冲星被银河系黑洞透镜化，这些修正在今天就可以测量;而且它们应该很容易通过像MAXIM这样的计划任务检测到。
2005-11-04 astro-ph gr-qc
Gravitational lensing in fourth order gravity
在四阶引力场弱场极限下研究了引力透镜效应，用解析表达式$f(R)$代替Ricci标量曲率R，修正了引力场的拉格朗日量.考虑点状透镜的情况，我们研究了在幂律拉格朗日函数的情况下，即f（R）= f_0 R^n的情况下的偏转角的行为。为了研究可能的可检测的签名，爱因斯坦环的位置和透镜方程的解决方案进行评估，考虑相对于标准情况下的变化。对微透镜实验中的图像放大和Paczynski曲线的影响也进行了估计。
2006-04-20 astro-ph
Constraining Modified Gravity and Growth with Weak Lensing
我们生活在一个经历加速期的宇宙中，这是宇宙学中一个强烈的概念。由于这可以用广义相对论的修正来解释，我们着眼于当前的宇宙学数据，目的是测试引力的各个方面。首先，我们约束的唯象模型（mDGP）的动机可能额外的维度。其特征在于$α$，其在（LCDM）和（Dvali Gabadadze Porrati（DGP）模型）之间插值。此外，我们还分析了由增长参数$γ$和功率谱参数$Σ$给出的修正引力的一般特征。我们利用弱透镜数据（CFHTLS范围内）结合重子声振荡（BAO）和超新星数据。我们表明，目前弱透镜的数据还不能约束任何一个模型孤立。然而，我们证明了这种探针是非常有益的，因为结合BAO和超新星，我们分别在$1σ$和$2σ$获得了$α< 0.58$和$α< 0.91$。没有透镜数据，就不可能有约束。这两种分析都不支持在超过$2σ$时的平坦DGP膜世界模型（$α= 1$）。我们强调这些是不敏感的潜在的系统性的透镜数据。对于增长签名$γ$，我们表明，在组合中，这些探针还没有足够的约束力。最后，我们超越这些目前的能力，并证明欧几里德，一个未来的弱透镜调查，将深入探讨引力的性质。发现$α$（$l_{max} = 500$）的$1σ$误差为0.104，而对于一般的修改签名，我们预测$γ$的$1σ$误差为0.045，$Σ_{0}$（$l_{max} = 500$）的$1σ$误差为0.25，进一步收紧到$γ…
2008-10-27 astro-ph
Gravitational Lensing and f(R) theories in the Palatini approach
我们研究了f（R）扩展引力理论的Palatini方法中的引力透镜。本文从f（R）场方程的精确解出发，根据Schwarzschild-de Sitter度规的最新研究成果，着重讨论了引力拉氏量非线性的影响。我们估计一些天体物理事件，并表明，这些影响是微小的星系透镜，但成为有趣的河外的。
2008-11-03 astro-ph gr-qc
Gravitational lensing on the Cosmic Microwave Background by gravity waves
研究了随机引力波背景对宇宙微波背景（CMB）辐射引力透镜效应的影响。它已被证明，物质密度的不均匀性产生的CMB各向异性的角功率谱中的声学峰的平滑。一个引力波的背景产生了一个额外的平滑频谱。对于最简单的情况，即在暴胀期间产生的引力波背景，其结果是比标量小三到四个数量级，因此是不可检测的。它可以在产生更大背景引力波的模型中发挥更相关的作用。
1997-08-21 astro-ph
An introduction to Gravitational Lensing in TeVeS gravity
Bekenstein（2004）的TeVeS理论为寻找暗物质和暗能量增加了一个有趣的转折，每天都在改变与引力相关的天文学的景观。与大多数引力理论不同，TeVeS理论是自下而上而不是自上而下建立的，它健康地植根于经验事实，因此在2 eV中微子的帮助下，它立即通过了对星系旋转曲线、太阳系约束、甚至子弹星系团和宇宙学的合理性检查。尽管如此，经验检验还远未达到完美和完整的程度，而且不同专家组正在迅速增加理论可证伪性质的数量。由于Zlosnik，Ferreira，Starkman的工作（gr-qc/0606039，astro-ph/0607411），该理论也变得更简单和更普遍。在这里，我尝试一个教程，如何计算透镜收敛，时间延迟等TeVeS类理论的非球面透镜。我举了一些例子来说明暗物质引导的直觉的一些常见警告。
2006-11-27 astro-ph
Measuring the dark side (with weak lensing)
我们介绍了一个方便的参数化的暗能量模型，是一般足以包括几个修改后的重力模型和广义形式的暗能量。特别地，我们考虑到线性扰动增长因子，各向异性应力和修改的泊松方程。我们讨论了大规模弱透镜调查，如建议的DUNE卫星对这些参数的敏感性。我们发现，一个大规模的弱透镜层析调查是能够很容易地区分Dvali-Gabadadze-Porrati模型从LCDM和确定的扰动增长指数的绝对误差为0.02-0.03。
2007-04-19 astro-ph
Probing The Gravity Induced Bias with Weak Lensing: Test of Analytical results Against Simulations
未来的弱透镜巡天将直接探测宇宙中的密度涨落。最近的研究表明，弱透镜会聚场的统计与坍缩物体的统计是如何相关的。扩展早期的收敛场的概率分布函数的分析结果，我们表明，与收敛场相关的偏差可以直接相关的偏置与统计相关的基础过密对象。这将为我们研究星系团的引力致偏提供一种直接的方法。基于我们的分析结果，使用层次{ \em anximation}的非线性聚类，我们研究了这样的偏差如何依赖于平滑角和源红移。我们比较我们的分析结果对射线追踪实验通过N体模拟四个不同的现实宇宙学的情况下，发现了一个非常好的匹配。我们的研究表明，收敛图中的偏差强烈依赖于背景几何，因此可以帮助我们区分不同的宇宙学模型，除了提高我们的理解引力引起的星系团的偏差。
2000-01-13 astro-ph
Testing Bekenstein's Relativistic MOND gravity with Lensing Data
我们建议使用多重成像引力透镜来限制没有暗物质的引力理论，特别是TeVeS（Bekenstein 2004），一个与基本相对论原理和修正牛顿动力学（MOND）理论的现象学相一致的理论。在建立了透镜和宇宙学的框架之后，我们解析地导出了点透镜的偏转角和Hernquist星系的轮廓，并在CASTLES样本中拟合了星系类星体透镜。我们用三种方法做到这一点，拟合观测到的爱因斯坦环大小，图像位置或通量比。在所有情况下，我们始终发现，在MOND/TeVeS星系中的恒星提供足够的透镜。Bekenstein的玩具$μ$功能提供比标准MOND $μ$功能更有效的透镜。但是对于少数透镜[如表2，3所示，图16]，一个好的拟合将需要透镜质量比由光度导出的恒星质量大/小几个数量级，除非万有引力的修正函数$μ$和修正尺度$a_0$被允许与螺旋星系旋转曲线通常所暗示的有很大的不同。我们讨论了现有数据的局限性，并总结了MOND $μ$函数的约束条件。我们还表明，最简单的TeVeS的“最小物质”宇宙学，一个重子宇宙的宇宙学常数，可以适合的距离红移关系从超新星的数据，但低估的声音视界的大小在最后的散射。我们的结论是，透镜是一个有前途的方法来区分引力定律（见astro-ph/0512425）。
2005-12-16 astro-ph
Gravitational lensing in modified Newtonian dynamics
修正的牛顿动力学（MOND）是一种替代的引力理论，旨在解释大尺度动力学，而不求助于任何形式的暗物质。然而，这个理论是不完整的，缺乏相对论性的对应物，因此对引力透镜没有明确的预测。MONDian透镜效应最明显的表现形式是光子的偏转是以光速运动的大质量粒子的两倍，就像在广义相对论（GR）中一样。在这样的理论中，不存在一般的薄透镜近似（尽管可以对球对称偏转器进行薄透镜近似），但是光子的三维加速度与相对论加速度的方向相同。在偏转器可以合理地近似为单个点质量（特别是低光学深度微透镜和弱星系-星系透镜）的情况下，这种天真的公式与观测结果一致。即将到来的星系-星系透镜数据和宇宙微透镜的可能性有可能明确区分GR和MOND。一些测试也可以用扩展的偏转器来进行，例如通过使用透镜星系的表面亮度测量来模拟类星体透镜，尽管薄透镜近似的崩溃允许额外的自由度。尽管如此，简单的椭球星系似乎不太可能解释这两个限制。此外，MOND所暗示的低密度宇宙必须完全由宇宙学常数所主导（以符合微波背景观测），而这样的模型与类星体透镜的低频不一致。这些矛盾可以通过对MOND的完全一致的相对论性扩展来解决;另一种选择是MOND不是宇宙的准确描述。
2001-06-06 astro-ph
Primordial Gravity Waves and Weak Lensing
暴胀产生了一个原始频谱的重力波除了密度扰动种子结构的形成。我们计算了这些重力波在大尺度剪切场中的特征。特别地，剪切可以分为梯度模式（G或E）和卷曲模式（C或B）。前者是由密度扰动和重力波共同产生的，而后者则是由重力波产生的，因此非零旋度模的观测结果可以看作是暴胀的证据。我们发现，通货膨胀的预期信号很小，在$l=2$的$l(l+1)C_l/2π< 10^{-11}$上达到最大规模的峰值，然后迅速下降。即使是全天空的深度调查，这个信号将低于噪音在所有多极。信号小的部分原因是在大尺度上消除了标准视线效应和“度量切变”效应。''
2003-01-10 astro-ph
Timing and Lensing of the Colliding Bullet Clusters: barely enough time and gravity to accelerate the bullet
我们提出了半解析约束合并子弹状星系团的暗物质的数量使用经典的本地集团的时间参数。我们认为粒子轨道的潜在模型，适合透镜的数据。在总质量为M_{CDM} = 1 × 10^{15}Msun的冷DM下，我们发现了牛顿引力下的{ \it边缘一致} CDM模型：子弹状子晕的运动速度为V_{DM} = 3000 km/s，“子弹状”X射线气体的运动速度为V_{gas} = 4200 km/s。这几乎是{ \it最大速度}，即使没有冲压压力，也可以在哈勃时间内通过两个截断CDM晕的重力加速。如果采用误差线的高端（5000- 5400 km/s）来计算子弹状气体的速度，那么一致性就会被打破，并且子弹状气体在哈勃时间内不会被子星系团晕束缚。V_{DM} ~ 4500 km/s ~ V_{gas}的模型将对仅包含~ 10^{14}Msun的气体的团簇产生不切实际的大量M_{CDM} = 7 x 10^{15}Msun的CDM。我们的结果可推广到广义相对论之外，例如，在Angus等人（2007）的相对论MONDian透镜模型中很容易获得$4500\kms$的速度。然而，MONDian模型与热暗物质$M_{HDM} \le 0.6\times 10^{15}\msun$和CDM模型与小晕质量$\le 1\times 10^{15}\msun$几乎不符合透镜和速度数据。
2007-04-02 astro-ph
Gravitational lensing constraints on dark energy from modified Friedmann equations
暗能量成分的存在通常被认为是解释最近观测结果的最合理的方法。然而，众所周知，新物理学产生的效应（例如，额外维度）可以通过修改弗里德曼方程来模拟暗能量的引力效应。在本文中，我们调查的一些观测结果的平坦，物质占主导地位的和加速/减速的情况下，这种修改是由$H^{2} = g(ρ_m, n, q)$，其中$g(ρ_m, n, q)$是一个新的功能的能量密度$ρ_m$，所谓的广义卡达西模型。我们主要关注引力透镜类星体的统计特性对模型参数$n$和$q$的约束。我们表明，这些模型是在协议与当前的引力透镜类星体的数据为一个大的间隔的$q - n$参数空间。加速红移（宇宙开始加速的红移）对这些参数的依赖关系也进行了简要的讨论。
2003-05-06 astro-ph
CMBPol Mission Concept Study: Gravitational Lensing
宇宙晚期大尺度结构对宇宙微波背景的引力透镜既是宇宙学信息的来源，也是原初重力波的潜在污染物。由于引力透镜会将晚期宇宙结构的生长印记在宇宙微波背景带上，因此对宇宙微波背景透镜的测量将限制宇宙微波背景原本不敏感的参数，例如中微子质量。如果仪器噪声足够小（<~ 5 uK-arcmin），当约束早期宇宙中重力波的随机背景时，引力透镜对大尺度B模的贡献将是限制污染源，这是未来CMB偏振实验最令人兴奋的前景之一。小尺度B模式的高灵敏度测量可以通过透镜重建技术来减少这种污染，该技术在大尺度上分离对B模式的透镜作用和原始贡献。未来CMB偏振实验（如CMBpol）的基本设计决策是是否具有粗角分辨率，以便仅测量大尺度B模式（和来自再电离的大尺度E模式），或具有高分辨率以额外测量CMB透镜效应。本白皮书的目的是评估CMB透镜偏振的科学案例：宇宙学参数的约束，通过透镜重建增加对重力波B模式的灵敏度，预期的非CMB前景污染水平，以及所需的光束系统控制。
2008-11-24 astro-ph
A step towards testing general relativity using weak gravitational lensing and redshift surveys
利用广义相对论中的线性微扰理论，我们表达了一组一致性关系，可以用当前和未来的大尺度结构调查进行观测检验。然后，我们概述了一个严格的独立于模型的程序来测试宇宙尺度上的引力。我们说明了这样一个程序的可行性，联合使用几个观测，如奇特的速度，星系团和弱引力透镜。在解决了可能的观测或天体物理警告，如星系偏差和红移的不确定性，我们预测特别是如何以及可以预测的透镜信号从宇宙剪切调查使用重叠星系调查。最后，我们将讨论这种方式探测的具体物理，并说明$f(R)$重力模型如何会失败这样的测试。
2009-08-24 astro-ph
