Evidence for the Missing Baryons in the Angular Correlation of the Diffuse X-ray Background
在本地宇宙中检测到的重子数量至少比在高红移时测量到的要少两倍。据信，当前宇宙中的重子有相当一部分“隐藏”在充满星系际空间的热对流结构中，即温热星系际介质（$WHIM$）。我们发现了$WHIM$中丢失重子的证据，通过探测它们与XMM-牛顿卫星的扩散X射线发射的角相关的签名。我们的结果表明，$(12\pm 5)$ %的总扩散X射线发射的能量范围为0.4-0.6 keV是由于星系际细丝。我们的检测的统计学显著性是几个σ（$χ^2>136$ N=19）。相反，X射线通量的误差条主要由宇宙变化和模型的不确定性决定。
2008-12-11 astro-ph
Microwave Background Anisotropies in Primeval Isocurvature Baryon Models: Constraints on the Cosmological Parameters
我们对原始等曲率重子模型中的温度涨落\dtt进行了最全面的预测，以检验该模型是否与最近关于宇宙微波背景各向异性的数据相一致。更具体地说，我们计算的\dtt对应的实验设置的南极和欧文斯谷实验以及COBE卫星。通过COBE 10 $^\circ$数据对预测的\dtt的幅度进行归一化。在$λ_0=1-Ω_b$（平坦模型）和$λ_0=0$（开放模型）的情况下，在$n - Ω_b$平面上给出了对模型的约束，其中$n$是熵涨落的原始谱指数，$Ω_b$是当前重子密度参数.我们的研究结果意味着PIB模型不能与当前的观测任何合理的宇宙学参数。
1993-11-02 astro-ph
Are we missing baryons in Galaxy Clusters?
WMAP卫星观测到的宇宙学参数的最新限制将宇宙重子分数限制在一个大于星系团测量值的范围内，并且与之略微一致。这就产生了一个问题，我们是否考虑了星系团重子收支的所有成分。对X射线等离子体和星系团中的恒星中的重子进行了仔细的计算，得出星系团重子饼由13（1 σ范围为8-19）%的恒星，70（56-89）%的星团内热介质和17（0-33）%，73%的概率大于0，“其他”重子，大概是以温暖（1 e5 - 1 e7开尔文）物质的形式。
2003-07-09 astro-ph
Searching for the Missing Baryons in the Warm-Hot Intergalactic Medium
在低红移（z<2）下，宇宙中几乎一半的重子都没有在星系和星系团等束缚结构中发现，因此最有可能存在于温暖的星系际介质（WHIM）中，正如模拟预测的那样。试图在宇宙学距离上探测WHIM细丝对明亮背景源的吸收，产生了有争议的结果，我在这里回顾。我认为，一个安全的检测吸收功能的WHIM是在极限的XMM牛顿的能力，但可行的。对整个WHIM的适当描述属于未来X射线任务的领域。
2007-11-30 astro-ph
Searching for cosmic missing baryons with DIOS -- Diffuse Intergalactic Oxygen Surveyor --
目前宇宙中大约有30%~ 50%的重子是以热/暖星系际介质（WHIM）的形式存在的，其X射线连续谱发射非常弱。为了对难以捉摸的宇宙失踪重子进行直接和均匀的调查，我们提出了一个专门的软X射线任务，{ \it DIOS}（弥散星系际氧探测器）。机载X射线光谱仪阵列（XSA）{ \it DIOS}具有前所未有的能量分辨率（$\sim 2$ eV），使我们能够通过O{ \sc vii}和O{ \sc viii}的发射线，识别位于$z<0.3$的具有气体温度$T=10^{6-7}$ K和过密度$δ=10-100$的WHIM。{ \it DIOS}有望在几年内发射，有望为宇宙失踪重子的探测和表征打开一个新的窗口，并为追踪宇宙的大尺度结构提供另一个重要的补充工具。
2004-02-17 astro-ph
Missing Baryons, from Clusters to Groups of Galaxies
从星系团到星系群，观测到团内等离子体在X射线中发射的强韧致辐射L_X随维里温度T的降低而急剧下降（即，在较浅的深度的引力井）后，陡峭的本地L_X-T的相关性，这意味着越来越稀缺的扩散重子相对于暗物质，在宇宙分数。我们如何解决广泛争论的问题，这些“失踪重子”的动力学（在低红移z）和辐射（在高z）的能量输入从中央活动星系核，其中独立的证据正在观察的热和/或动力学效应。根据这些输入，我们计算了L_X-T相关的形状和z-演化，与现有数据一致，并为未来的观测提供了预测模式。
2007-12-10 astro-ph
The Search for the Missing Baryons at Low Redshift
在低红移的情况下，只有大约十分之一的已知重子存在于星系或星系团和星系群中的热气中。模型认为这些“失踪的重子”是以气体形式存在于连接密度大得多的维里化集团和星系团的过密细丝中。大约30%是冷的（<1 E5 K），并在Ly α吸收研究中检测到，但预计大约一半位于1 E5 - 1 E7 K区域。通过OVI吸收研究在2- 5E 5 K范围内检测到气体（7%的重子），并可能在1 E5 K附近从宽Ly吸收（20%的重子）。OVII和OVIII K X射线吸收在零红移处检测到更热的气体（0.5- 2 E6 K），OVII线强度似乎与银河系软X射线背景相关，因此它可能是由星系晕气体产生的，而不是本星系群介质。没有引人注目的星系际热气体（0.5- 10 E6 K）的吸收或发射的检测，这些上限与理论模型一致。声称的X射线吸收线没有得到证实，而大多数声称的软发射可归因于背景减除和场平坦化的伪影。随着仪器灵敏度的适度提高，丢失的重子应该可以被探测到。
2007-06-12 astro-ph
Searching for the Missing Baryons in the Warm-hot Intergalactic Medium
讨论了低热红移星系际介质的物理性质和重子含量。宇宙学模拟预测，WHIM中含有大部分z=0的重子，它们以高度电离气体的形式存在，温度在10^5 K到10^7 K之间。利用空间望远镜成像光谱仪（STIS）和远紫外光谱探测器（FUSE）获得的高分辨率紫外光谱，我们通过寻找一些类星体和活动星系核（AGN）的OVI和热增宽Lyman α（BL）吸收，研究了低红移下的WHIM。我们的测量结果表明，Omega_b（OVI）~0.0027/h_75和Omega_b（BL）~0.0058/h_75的宇宙学质量密度。我们的结果表明，WHIM在低z包含更多的重子质量比恒星和气体的星系。
2004-12-06 astro-ph
Measured Cosmological Mass Density in the WHIM: the Solution to the 'Missing Baryons' Problem
本文综述了目前沿两颗耀变体Mrk 421（z=0.03）和1 ES 1028+511（z =0.361）的视线上z>0的高显著性的X射线探测到的温热星系际介质（WHIM）细丝。对于这些WHIM灯丝，我们得到电离校正，并在可能的情况下，金属丰度估计。这使我们能够获得O VII WHIM系统的数密度的精确估计，直到我们观测到的O VII柱密度灵敏度，最重要的是，在红移z<0.361时，测量WHIM中的宇宙学质量密度Omega_b^{WHIM}。这些估计与模型预测以及局部宇宙中失踪重子的估计总量吻合得很好，尽管由于系统数量仍然有限，误差很大。最后，我们讨论未来的观察策略和任务设计WHIM研究。
2005-01-07 astro-ph
Missing Baryons in the Warm-Hot Intergalactic Medium
我们简要地回顾了利用紫外吸收线在低红移类星体光谱中的物理条件，金属丰度和重子含量的低z IGM的研究，重点是失踪的重子问题。目前的结果的统计和重子含量的干预，低z的O VI和Lya吸收线系统的这两类吸收体和随之而来的重子双计数问题之间的重叠提出了一些意见。利用STIS的E140 M阶梯光栅模式对16个类星体的观测，发现了44个OVI吸收体和14个伴生的OVI系统[即z（abs）~ z（类星体）]。对于静止等效宽度> 30 mA，每单位红移的介入OVI吸收体的隐含数量为dN/dz（OVI）= 23+/-4。如果它们的典型金属丰度为1/10太阳能，并且O VI离子分数<0.2，则介于其间的O VI系统至少包含7%的重子。这一发现与宇宙学对大尺度结构生长的模拟预测相一致。最近，在低z类星体光谱中发现了一组非常宽的Lya谱线。如果这些Lya线主要是热加宽的，那么这些H I吸收体可能含有一部分重子。我们提出并讨论了一些宽的Lya吸收剂的例子。最后，我们简要总结了OVI吸收体与邻近星系/大尺度结构之间关系的一些发现。
2004-11-06 astro-ph
Universal Lepton Asymmetry: New Constraints from the Cosmic Microwave Background and Primordial Nucleosynthesis
我们研究了存在净轻子不对称性和重子不对称性时的原始核合成和宇宙年龄。我们探索了一个以前未注意到的区域的参数空间中，非常大的重子密度$0.1 \le Ω_b \le 1$可以容纳在从原始核合成的轻元素的限制。该参数空间由$ν_μ$和具有小的$ν_e$简并度的$ν_τ$简并度组成。还讨论了来自宇宙微波背景起伏的约束。
2002-02-06 astro-ph
The Far Ultraviolet Spectroscopic picture of the Missing Baryons in the Local Group
在低红移宇宙（z < 1）中探测到的重子数远小于在高红移宇宙中观测到的重子数。根据对宇宙结构形成的流体动力学模拟，到目前为止，多达2/3的“失踪重子”可能由于其高温和低密度而无法识别。检测这种物质的少数方法之一是在背景光源的光上寻找其紫外吸收特征。在这里，我们表明，在活动星系核的紫外线调查中检测到的“高速”OVI吸收剂的平均速度向量的振幅显着降低，从本地标准的休息，银河系标准的休息和本地组帧。这些吸收体中至少有82%与我们银河系中的任何“高速”HI复合体（HV-HI）无关，因此强烈暗示是由于原始温热星系际介质（WHIM）弥漫在扩展的银河日冕或我们的本星系群中。我们估计，包含在这种介质中的重子总质量是大到~ 1 e12太阳质量，类似于本星系群的两个最大的维里化成分（仙女座星系和银河系）的组合质量，并要求动态稳定本星系群的质量的顺序。
2002-12-04 astro-ph
Missing baryons and the soft X-ray background
本文在ROSAT三个能带上研究了Lick计数星系和富星系团周围的X射线背景强度。发现星系团周围的X射线增强比标准星系团辐射和平均河外背景辐射具有明显的软谱。伴随星系的漫射软发射与Cen & Ostriker流体动力学模拟首先假设的热气体的热发射是一致的。我们的气体温度的估计-虽然受到很大的不确定性-平均超过几个百万秒差距尺度低于1千电子伏，这是大大低于温度的星系团内气体，但符合预测的温度为当地星系际介质。据指出，计划ROSITA任务将是必不可少的，我们的背景的扩散热成分的理解。
2002-09-13 astro-ph
Where are the ``Missing'' Galactic Baryons?
基于LCDM宇宙学中19个高分辨率的N体/气体动力学星系形成模拟结果表明，对于像银河系这样的星系，除了星系本身的重子质量外，大约70%的额外重子质量应该存在于星系周围（维里半径内），主要以热气体的形式存在。平均整个场星系的人口，这个“外部”的组成部分相当于人口本身的重子质量的64-85%。这些结果得到了最近从静止的大质量盘星系NGC 5746的晕中探测到的非常广泛的软X射线发射的支持。一些高温气体可能由于热不稳定性而凝结成主要由压力支撑的温暖云，类似于银河系高速云（HVC）。基于对一个类银河系星系（气体粒子质量和引力软化长度分别仅为7600 h^-1 Msun和83 h^-1 pc）的超高分辨率宇宙学试验模拟，我们认为，在晕中，热气相占主导地位，而暖气相占主导地位。最后，HVC的起源作为“剩菜”从星系，“冷”吸积事件，主要发生在星系的历史早期，提出。
2006-02-27 astro-ph
Constraints on Hubble's Constant, Omega_baryon and Lambda from Cosmic Microwave Background Observations
在本文中，我们将数据与理论进行比较。我们使用最新的宇宙微波背景（CMB）测量结果来约束哈勃常数h、重子分数Omega_b和宇宙学常数lambda。我们拟合的h-，欧米茄_b-和β-依赖的功率谱的数据。我们考虑的模型是平坦的冷暗物质（CDM）占主导地位的宇宙与平坦（n=1）的功率谱，因此所获得的结果只适用于这些模型。CMB观测可以排除一半以上的h-Omega_b参数空间.宇宙微波背景辐射的数据支持哈勃常数的低值; h \approx 0.35。优选低的Omega_b值（Omega_b ~ 0.03），但卡方最小值较浅，我们获得Omega_b < 0.28。一个模型的h \approx 0.40，Omega_b \approx 0.15和Omega_CDM \approx 0.85是允许的约束条件下的CMB数据，BBN，星系团重子分数和形状参数γ来自星系和星系团的质量密度功率谱。对于flat-lambda模型，CMB数据与BBN约束相结合排除了大部分h - lambda平面。Omega_o \approx 0.3、lambda \approx 0.7和h \approx 0.75的模型与CMB数据完全一致，但被超新星严格的新q_{o}限制排除在外（Perlmutter等人，1996）。CMB数据的拟合优度统计，BBN和超新星在h-λ平面上的约束的组合，将哈勃常数限制在0.23 < h …
1997-04-03 astro-ph
Theoretical uncertainty in baryon oscillations
本文讨论了用重子声学振荡作为标准标尺恢复暗能量性质的系统不确定性。我们证明，虽然宇宙中未知的相对论成分在重组之前会改变声速，从低红移调查的暗能量的推论是不变的，只要微波背景各向异性可以测量物质辐射平等的红移，他们可以做到足够的精度。对辐射和物质密度本身的错误测量（与它们的比率相反）将表现为对低红移下哈勃常数的错误预测。此外，这些异常确实在微波各向异性中产生了微妙但可检测的特征。
2004-07-27 astro-ph
Solving the discrepancy among the light elements abundances and WMAP
在标准的大爆炸核合成（BBN）和宇宙微波背景辐射（CMB）框架下，用威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）或原始D丰度测量的重子密度远高于用$^4$ He或$^7$ Li丰度测量的重子密度。为了解决这个矛盾，我们提出了一个方案，在BBN后出现额外的重子。我们表明，简单地添加重子不能是一个解决方案，但存在一个大的轻子不对称性BBN之前，使方案成功。这些额外的重子和轻子，加上在BBN之前存在的初始重子，都可以从$Q$ -球中产生。
2004-06-09 astro-ph
Cosmic microwave background and large scale structure limits on the interaction between dark matter and baryons
研究了冷暗物质与重子散射相互作用对宇宙微波背景各向异性和大尺度结构功率谱的影响。这种散射通过冷暗物质粒子和重子之间的动量转移改变了CMB的各向异性和LSS谱。我们发现，目前的CMB观测可以把散射截面的上限，这是可比的或略强于以前的磁盘加热约束在质量大于1 GeV，更强的质量更小。当大尺度结构约束被添加到CMB极限时，我们的约束在所有质量上都比以前的极限更严格。特别是，对于质量大于1 GeV的暗物质，排除了与"Spergel-Steinhardt“截面相当的暗物质-重子散射截面。
2002-04-19 astro-ph hep-ex hep-ph
Distinguishing Between CDM and MOND: Predictions for the Microwave Background
质量差异问题的两种假设解决方案是冷暗物质（CDM）和修正的牛顿动力学（MOND）。这些截然不同的假设的优点和缺点在很大程度上是不相交的，这使得区分它们的过程非常依赖于我们如何权衡不同的证据。一个明显的区别是宇宙的主要质量成分（CDM或重子）的性质。重子分数的这种差异（$f_b \approx 0.1$对1）应该会在宇宙微波背景的波动谱中留下一个独特的特征。在这里，我讨论一些在不久的将来应该可以检测到的签名。最有希望的似乎是前两个峰相对于中间谷的振幅的比率。
1999-07-28 astro-ph
Simulations of galactic disks including a dark baryonic component
$Λ$ CDM数值模拟预测，“失踪重子”驻留在过密宇宙细丝中的温热气相中。然而，现在有几个理论和观测论据支持这样一个事实，即星系盘可能比通常认为的更大，包含了相当一部分“失踪的重子”。此后，我们提出了新的N体模拟星系盘，其中的气体含量已乘以5倍。盘的稳定性是通过假设ISM是由两个部分耦合的阶段，一个温暖的阶段，对应于所观察到的CO和HI气体和一个冷的碰撞相对应于看不见的重子。
2008-01-08 astro-ph
Ruling out a critical density baryonic universe
巴特利特和霍尔曾提出，我们的宇宙可能由于与“影子”世界的特定相互作用而具有重子的临界密度。我们表明，这种可能性是严重限制了原始核合成，恒星演化和热化的宇宙微波背景。特别是，最近在宇宙微波背景中观测到的小角尺度各向异性，决定性地排除了所有这种重子主导的宇宙学。
1997-05-15 astro-ph hep-ph
Cosmology from Cosmic Microwave Background and Galaxy Clusters
本文给出了在假设暴胀产生的绝热标量涨落的条件下，由单独的宇宙微波背景（CMB）和星系团重子分数对宇宙学参数约束的分析结果。使用我们的似然近似方法获得CMB约束（Bartlett等人，2000年，Douspis等人，2001年）。在目前的分析中，我们使用来自MAXIMA和BOOMERanG气球实验的新数据，DASI干涉仪的第一个结果与COBE/DMR数据一起。这些独立数据集的质量意味着$C_\ell$是相当知名的，并允许可靠的约束。我们发现，在$Ω-H_0$平面上的约束非常紧，有利于一个平坦的宇宙，原始波动的指数非常接近1，原始重子密度现在与原始核合成非常一致。然而，几个参数之间的简并仍然存在，例如对宇宙学常数或哈勃常数的约束非常弱，优选的值很低。打破这些退化的一种方法是通过与来自其他独立数据的约束相结合来“交叉约束”参数。我们使用的重子分数测定X射线星系团作为一个额外的约束，并表明，合并分析导致所有宇宙学参数的强约束。使用高重子分数（$\sim 15%$代表$h = 0.5$），我们发现哈勃常数相当低，80 km/s/Mpc左右的值被排除在外。使用最近的和低重子分数估计（$\sim 10%$为$h = 0.5$），我们发现了一个较好的模型与低哈勃常数和高密度内容（$Ω_m$），爱因斯坦-德西特模型只是弱排除。
2001-11-21 astro-ph
Cosmic microwave background constraints on the strong equivalence principle
研究了强等效原理（SEP）的破坏对宇宙微波背景（CMB）的影响。这样的破坏会改变原初引力势中重子的重量，从而改变它们在复合前建立光子-重子等离子体声振荡的影响。这种宇宙学Nordtvedt效应改变了CMB温度各向异性功率谱的奇峰高度。通过对WMAP数据的分析，在第一个峰值尺度上，可能已经可以推断出宇宙的引力重子质量密度。原始SEP违反的实验约束来自宇宙的惯性重子质量密度测量的比较，无论是在一个完整的分析的CMB，或在标准的大爆炸核合成（BBN）的框架。
2004-10-26 astro-ph gr-qc
Simulation of Soft X-ray Emission Lines from the Missing Baryons
在冷暗物质宇宙的流体动力学模拟中，我们研究了来自温热星系际介质（WHIM）的软X射线发射（0.1 - 1 keV）。我们的主要目标是研究如何结合成像和光谱学来探索这种发射，并激励未来的X射线任务。我们首先提出了高分辨率图像的X射线发射在几个能量带，其中来自不同的离子种类的发射占主导地位。我们选取了三个不同的区域来研究来自温暖炽热IGM的X射线的高分辨率光谱：（a）星系群;（b）灯丝和（c）欠亮区域。通过考虑活动星系核的背景X射线辐射和银河系的前景辐射，我们计算了选定区域的复合X射线谱。我们简要地调查角集群的软X射线发射，发现一个强信号。最有趣的是，高光谱分辨率和角度信息的结合使我们能够在3维中映射WHIM的发射。我们交叉相关的星系在模拟中的位置与此红移图的发射和检测存在的六种不同的离子物种（Ne IX，Fe XVII，O VII，O VIII，N VII，C VI）的大尺度结构跟踪的星系。最后，我们将展示如何用未来的X射线卫星探测和研究这种发射，特别注意拟议的任务，失踪重子探测器，或MBE。我们提出了模拟观测的WHIM气体分子束外延。
2005-02-15 astro-ph
The mass missing problem in clusters: dark matter or modified dynamics?
被广泛接受的暗物质假说为缺少质量的问题（星系、星系团、结构形成中的引力坍缩.）提供了一个诱人的解决方案。然而，暗物质本身的物理性质仍然是未知的。另一种说法是，暗物质的明显动力学证据是由于牛顿引力定律的修正。在这里，我们重温修正牛顿动力学（MOND）理论在星系团的规模。利用流体动力学模拟，我们导出量，如ICM的密度和温度。我们将这些MOND模拟预测与观测到的高质量X射线密度和温度分布进行了比较，其维里半径为~0.5。如果密度分布似乎符合可接受的一致性，则模拟温度显示出随半径的恒定增加，而观察到的分布显示出平坦至温和降低的形状，低至约0.5 Rvirial。我们还计算了用XMM-牛顿观测到的8个X射线团簇的动力学MOND质量。如果MOND质量有助于将与重子质量的差异降低约20%，那么星系团中仍有约80%的质量无法被重子所解释。为了解决这个问题并使MOND与星系团观测相一致，我们研究了添加暗重子分量的可能性。我们假设一个大质量中微子的组成部分，以填补所观察到的MOND动力学质量和重子质量之间的剩余差异。这使我们得出了中微子质量的一个绑定的观测下限，mnu> 1.06 eV。
2006-07-07 astro-ph
Skewness of CMB Anisotropies in an Inflationary Isocurvature Baryon Model
本文研究了暴胀模型中宇宙微波背景（CMB）各向异性偏斜度的宇宙变化，并由此导出了宇宙结构形成的重子等曲率方案。在这个模型中，重子数涨落由随机高斯场的正弦函数给出。我们发现，与服从高斯统计的波动相比，偏度非常小。
1994-07-15 astro-ph
Cosmic Matter Distribution: Cosmic Baryon Budget Revisited
宇宙重子预算重新使用现代观测，已成为可用的，因为我们的第一次出版。我还提出了一个估计的重元素丰度。重子预算核算的准确性增加揭示了“丢失的重子”，占总数的$\approx 35$ %。这将为宇宙结构形成的模型提供一个有趣的测试。
2003-12-19 astro-ph
Isotherms clustering in cosmic microwave background
由于可观测宇宙中发光物质的强成团是最后一个散射面中重子-光子流体的初始不均匀性的结果，因此对宇宙微波背景中等温线的成团进行了研究。等温线成团与重子-光子流体动力学有关，并估计了这种运动的泰勒微尺度雷诺数为$10^2$。3-在本研究中使用了WMAP的宇宙微波背景图。
2006-08-21 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.CD
Missing Parameters in the CMB Physics
讲座是专门的宇宙复合动力学与最近的CMB各向异性数据和相应的预测即将到来的普朗克任务的几个模型的比较。在氢复合时期的电离光子的额外来源的影响可能会限制我们的可能性，估计重子部分的物质密度时，使用普朗克数据。这个新的宇宙学参数的简并源可以从CMB各向异性数据中估计出来，它可以模拟不同重子物质模型的CMB功率谱的畸变。我想指出的是，如果没有普朗克的偏振数据，就不可能得到宇宙学参数的实际值。
2002-10-01 astro-ph
Hot Baryons in Supercluster Filaments
局域宇宙中的大多数重子都是“失踪”的，因为它们不在星系中，也不在先前探测到的气相中。这些缺失的重子被预测处于一个中等温度的阶段，温度在10^5-10^7 K之间，主要以巨大的宇宙细丝的形式连接着密度更大的维里化星系团和星系群。模型表明，最高的覆盖率，这样的细丝发生在超星系团。为了确定是否存在这样的细丝，我们已经开始了一个项目，以寻找紫外线吸收对活动星系核投影背后可能的超星系团细丝。使用来自HST和FUSE档案的数据以及新的观测结果，我们在8个样本中的7个超星系团视线中检测到了约1300 km/s的紫外线吸收。偶然产生这种探测的可能性小于10^-4。
2004-07-22 astro-ph
BOOMERanG Data Suggest a Purely Baryonic Universe
微波背景辐射各向异性的角功率谱中的峰的振幅依赖于宇宙的质量含量。当冷暗物质占主导地位时，第二个峰应该很突出，但当重子占主导地位时，第二个峰会很低。最近的微波背景数据与纯重子宇宙相一致，Ω（物质）= Ω（重子）~ 0.03和Ω（λ）~ 1。
2000-08-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Polarization-Temperature Correlations in the Microwave Background
宇宙微波背景辐射的偏振提供了一个潜在的有价值的探测早期宇宙物理的方法，特别是最后散射表面上的光子-重子流体的速度。在这里，我们讨论定性的温度各向异性和偏振的CMB之间出现的相关性，以及如何可以观察到它们。
1994-08-01 astro-ph
A covariant and gauge-invariant analysis of cosmic microwave background anisotropies from scalar perturbations
我们提出了一个新的，完全协变的和明显的规范不变的表达式的温度各向异性的宇宙微波背景辐射标量微扰造成的。我们特别注意规范的问题，如温度扰动的定义和放置的最后散射表面。在瞬时复合近似中，表达式可以被整合到里斯-夏马项，用于平坦、开放和封闭宇宙中的任意物质描述。我们讨论的解释，我们的结果在重子占主导地位的限制使用数值解的条件上的最后散射表面，并确认绝热扰动的主要贡献的各向异性的中间尺度（多普勒峰的位置）可以理解的空间不均匀性的辐射温度在重子静止框架。最后，我们将展示如何进入这个术语通常的萨克斯-沃尔夫型计算（这是很少看到在这样的分析）时，微妙的规范在最后散射表面的影响被正确处理。
1998-04-16 astro-ph
Implications of the BOOMERANG and MAXIMA-I results for the Baryon Mass Fraction in Clusters of galaxies
最近对宇宙微波背景角功率谱的BOOMERANG和MAXIMA-I分析对宇宙学参数提出了更严格的限制。我表明，这些限制是一致的，与观察到的星系团中的重子预算，允许任何进一步的贡献，这个预算从重子不是在恒星，而不是X射线发射在90%的置信水平低于14%。
2001-10-11 astro-ph
Measuring Cosmological Parameters with Cosmic Microwave Background Experiments
宇宙微波背景各向异性对原始能量密度和引力波涨落的斜率和振幅、重子密度、哈勃常数、宇宙学常数、电离历史、{ \it}等都很敏感。在这封信中，我们研究的程度，这些因素可以分别解决结合小和大角度尺度各向异性观测。我们在这个宇宙参数空间中分离出简并的方向，但注意到其他宇宙观测可以打破简并。（修正Eq。四、
1993-10-06 astro-ph
Precision Cosmology and the Density of Baryons in the Universe
大爆炸核合成（BBN）和宇宙微波背景（CMB）各向异性测量提供了独立的、精确的重子密度测量，可以检验标准宇宙学的框架。早期的CMB数据与BBN的长期结论一致，即重子构成宇宙中物质的一小部分，但可能表明重子密度的值略高。我们明确了这两种方法所确定的，并指出，重子密度的不同值可以表明一个不一致或物理超越宇宙学和粒子物理学的标准模型。我们将讨论CMB各向异性中新物理的其他特征。
2000-11-14 astro-ph
Spectrum of Cosmic Microwave Fluctuations and the Formation of Galaxies in a Modified Gravity Theory
修正重力（MOG）拥有一个轻的中性矢量粒子，称为“phion”，与矢量场$ϕ^μ$相关，在零压力和零剪切粘度的复合之前，它形成玻色-爱因斯坦凝聚体的冷流体。与这种玻色-爱因斯坦凝聚体流体相关的能量密度在复合前占主导地位，并产生一个密度参数$Ω_ϕ\sim 0.3$，它与分数重子密度$Ω_b\sim 0.04$和宇宙学常数参数$Ω_Λ\sim 0.7$一起产生一个与CMB功率谱中声学振荡数据的近似拟合。在重组之前，量子phion凝聚流体是丰富的，可以聚集并形成星系的原始结构。在膨胀宇宙的后期，在局部束缚系统中，如星系，普通重子物质占主导地位的物质密度。对于现阶段的星系系统，MOG确定的修正牛顿加速度定律很好地描述了星系自转曲线数据和X射线星系团质量分布数据。
2006-02-27 astro-ph
Principal Component Analysis of the Cosmic Microwave Background Anisotropies: Revealing The Tensor Degeneracy
利用主成分分析方法研究了宇宙微波背景（CMB）各向异性测量中宇宙学参数间的简并性。结果表明，张量模的简并性--"张量简并性“--在重子和冷暗物质密度的估计中占主导地位，仅从CMB各向异性的分析中，omega_b = Omega_b h2，omega_c = Ω_c h^2。主成分分析同意与观测的极大似然分析，确定主要的退化方向，并提供了一个印象的参数空间的有效维数。
2001-09-10 astro-ph
Multi-Phase Galaxy Formation: High Velocity Clouds and the Missing Baryon Problem
冷暗物质晕中冷却的标准处理方法假设"冷却半径“内的所有气体都冷却并整体收缩，以促进星系形成。在这里，我们考虑到的期望，热气体在星系晕是热不稳定的，在冷却过程中容易碎裂，并表明其影响比以前预期的更深远：允许多相冷却从根本上改变了预期的气体在晕和自然解释明亮的结束截止星系光度函数。我们认为，冷却应该通过形成高密度，10^4 K的云，压力限制在热气体背景。背景介质具有低密度，并且可以作为稳定的电晕而存在，具有长的冷却时间。由于冷却密度的增加，剩余热核中所含的重子比例随着晕质量的增加而增加，这导致了静止的未合并星系的质量上限为~10^11 M太阳。在这种情况下，星系形成是由压力支持的云的下落推动的。对于银河系大小的系统来说，在最后几个回旋中形成或合并的质量约为5 × 10^6兆太阳的云应该仍然作为晕中的残余群体存在，云的总质量约为2 × 10^10兆太阳。银河系的质量在这个模型中得到了自然的解释，并且比没有反馈的标准处理方法小了两倍。我们预计星系晕中的云的大小约为1千秒差距，从星系中心延伸约150千秒差距。预测的云的属性很好地匹配所观察到的径向速度，角大小，柱密度，和我们的银河系周围的高速云的速度宽度。这些云也解释了z<1时的高离子吸收系统。
2004-10-20 astro-ph
Missing Thermal Energy of the Intracluster Medium
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应是一种直接探测宇宙热能含量的方法，它是在宇宙微波背景（CMB）的天空中，通过团内介质（ICM）中的热电子对CMB光子的散射而产生的。通过对193个X射线温度大于3 keV的大质量星系团样本的研究，我们在威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）3年数据的CMB图中发现了9 σ SZ信号。对于第一次，我们在ICM的郊区的压力分布模型无关的测量，并表明，它密切遵循的X射线观测和数值模拟得到的配置文件。我们发现，如果所有的星系团重子都处于热ICM相，我们对SZ效应的测量只能解释星系团热能的一半。我们的测量表明，一个显着的分数（35 +/-8%）的重子质量是从热ICM失踪，因此必须冷却形成星系，星团内的恒星，或一个未知的冷相的ICM。在星系团或团内空间中似乎没有足够的恒星或冷气体形式的质量，这表明需要一个未知的重子成分（在3-sigma水平），或在ICM中的其他新的天体物理过程。
2007-03-23 astro-ph
The primordial baryonic clouds and their contribution to the CMB anisotropy and polarization formation
本文讨论了小尺度重子云模型中宇宙电离历史的可能畸变。云的相应尺度比典型的银河系质量尺度小得多。这些云被认为是在一个框架内的宇宙学模型的等曲率和绝热扰动。在这个模型中，重子云并不直接作为扰动源影响宇宙微波背景各向异性的形成，而是由于氢复合动力学的改变。我们还研究了相应的扭曲的各向异性和偏振功率谱与发射的MAP和未来的普朗克任务。
2001-12-11 astro-ph
Cosmic microwave background anisotropy power spectrum statistics for high precision cosmology
随着高精度宇宙学时代的到来，经验确定的微波背景各向异性功率谱$C_l$将为宇宙学理论提供一个重要的检验。我们提出了一个统一的半分析框架的统计特性的研究计算气球，地面和卫星实验的结果的$C_l$系数。一个说明性的应用程序表明，常用的近似{ \it偏差}的重子参数$Ω_b$的估计在1%的水平，即使是卫星捕获多达$\sim 70$ %的天空。
1998-08-25 astro-ph
Cosmic Microwave Background Observations: Implications for Hubble's Constant and the Spectral Parameters $\n$ and $Q$ in Cold Dark Matter Critical Density Universes
最近的宇宙微波背景（CMB）测量在一个大范围的角尺度已经变得足够敏感，提供有趣的约束宇宙学参数在有限的一类模型。我们使用宇宙微波背景辐射的测量来研究基于暴胀的冷暗物质（CDM）临界密度宇宙。我们研究了以哈勃常数Ho，重子分数Omega_b，标量扰动谱斜率n和功率谱四极归一化Q为自由参数的四维参数空间。我们计算这些参数的卡方最小值和似然区间。在所考虑的模型中，优选哈勃常数的低值：Ho= 30^{+18}_{-7} km/s/Mpc。重子分数不受宇宙微波背景数据的约束：Ω_b = 0.07^{+ 0.24}_{-0.07}。功率谱斜率为n=0.91^{+0.20}-0.12}。功率谱归一化为Q=18 +/-2.5uK。每个参数的误差条约为1 sigma，并且用于其他3个参数已被边缘化的情况。如果我们以n=1为条件，我们得到归一化Q = 17 +/- 1.0 uK。4-D参数空间的允许区域以一系列2-D投影呈现。在这里考虑的CDM临界密度宇宙的背景下，目前的CMB数据有利于哈勃常数的低值。这种低Ho模型与大爆炸核合成、星系团重子分数、星系的大尺度分布和球状星团的年龄是一致的，尽管与直接测定的哈勃常数不一致。
1997-05-23 astro-ph
Evidence for a non-zero Lambda and a low matter density from a combined analysis of the 2dF Galaxy Redshift Survey and Cosmic Microwave Background Anisotropies
在假设初始涨落为绝热的、高斯的，并由幂律描述的标量和张量指数分别为ns和nt的条件下，对2dF星系红移巡天（2dFGRS）和宇宙微波背景（CMB）的功率谱进行了联合似然分析. 2dFGRS本身对参数组合Omega_m h设置了严格的限制，但对重子Omega_b/Omega_m中宇宙物质密度的分数设置了相对较弱的限制。由于参数之间的“几何简并”，仅宇宙微波背景辐射各向异性数据对宇宙学常数和哈勃常数的约束很差。此外，如果允许张量模，CMB数据允许重子和冷暗物质的物理密度有很大的范围。结合CMB和2dFGRS数据集有助于打破几何和张量模式简并。这里导出的参数值与最简单的暴胀模型的预测一致，与来自原始核合成的重子密度和哈勃参数的直接测量一致。特别是，我们发现了一个积极的宇宙学常数与pm 2西格玛范围为0.65 <Ω_λ < 0.85，完全独立的限制Ω_Λ来自Ia型超新星的强有力的证据。
2001-09-10 astro-ph
Sub-degree Scale Microwave Anisotropies from Cosmic Defects
如果目前关于统一场论的观点是正确的，那么宏观宇宙缺陷很可能存在。对这样一个实体的观察将对我们理解基础物理学具有巨大的意义。本文指出了一种新的可观察到的宇宙纹理和全球单极子的签名，即在宇宙微波各向异性图案的次尺度上的强热点。这种信号应该很容易被下一代的各向异性映射实验检测到。这个特征来自于缺陷的引力吸引所产生的光子-重子流体中的超密度。次度尺度上的各向异性波动的角功率谱也计算，宇宙弦，全球单极子，和纹理。
1996-06-16 astro-ph
Resolving the Cosmological Missing Energy Problem
某种形式的能量缺失可能解释了观测到的宇宙物质密度和临界密度之间的差异。两个主要的候选者是宇宙学常数和quintessence（一个随时间变化的、不均匀的负压分量）。我们表明，一个理想的，全天空的宇宙背景各向异性实验可能无法区分这两个，即使是由于引力透镜的非线性效应。由于这种不确定性，微波背景实验本身可能无法非常精确地确定物质密度或哈勃常数。我们进一步表明，即使考虑经典宇宙学测试和大尺度结构的测量，简并可能仍然存在。
1998-08-17 astro-ph
Cosmology with mirror dark matter II: Cosmic Microwave Background and Large Scale Structure
这是第二篇论文的一系列致力于研究宇宙学的影响存在的镜像暗物质。平行的隐藏镜像世界与可观察世界具有相同的微观物理，并且仅通过引力耦合后者。原始核合成界限要求镜像扇区的温度T'应该比普通扇区的温度T'小，因此它的演化可能会大大偏离标准宇宙学。本文以标量绝热扰动为输入，在改变宇宙学参数的情况下，计算了普通宇宙微波背景辐射和镜像宇宙微波背景辐射以及大尺度散射的功率谱，并与CDM情况进行了比较。我们发现的CMB和LSS功率谱的差异，我们证明了LSS谱是特别敏感的镜参数，由于存在的镜像重子和碰撞镜丝绸阻尼的振荡功能。当x<0.3时，镜像重子-光子的退耦发生在物质-辐射相等之前，因此镜像和CDM情况下线性区的CMB和LSS功率谱是等价的。对于较高的x值，LSS谱强烈依赖于镜像重子的数量。最后，定性地比较了CMB谱和LSS谱的现有观测极限，我们发现当x<0.3时，所有的暗物质都可能由镜像重子组成，而当x>0.3时，LSS谱的谱型排除了暗物质完全由镜像重子组成的可能性，但它们可以作为常规CDM的混合物（高达50%）存在。
2004-11-01 astro-ph hep-ph
Primordial Nucleosynthesis, Cosmic Microwave Background and Neutrinos
本文报道了结合原始核合成和BOOMERanG及MAXIMA-1数据对宇宙微波背景辐射各向异性的似然分析结果。我们讨论了可能的影响遗迹中微子背景的重子物质含量的宇宙中的一个高的值，大于预期的标准核合成方案。
2000-12-14 astro-ph hep-ph
The dependence of cosmological parameters estimated from the microwave background on non-gaussianity
从宇宙微波实验中估计宇宙学参数几乎总是假设高斯数据。在本文中的参数估计的灵敏度不同的假设上的波动的概率分布进行了测试。特别地，采用Edgeworth展开，我展示了宇宙学参数如何依赖于C_1谱的偏斜度。在偏度与多极数无关的特殊情况下，我发现原始斜率、重子密度和宇宙学常数随偏度的增大而增大。
2001-07-27 astro-ph hep-ph
Cosmic Microwave Background from Late-Decaying Scalar Condensations
基于超对称模型，研究了在多种宇宙学场景中出现的具有后衰变标量凝聚的宇宙微波背景（CMB）各向异性。在这样一个标量凝聚的情况下，我们今天观察到的CMB辐射起源于π，因此如果π具有原始涨落，CMB各向异性就会受到影响。特别是，如果宇宙中的所有成分（即，辐射、重子、冷暗物质等）都是由中微子的衰变产物产生的，宇宙密度扰动的主要来源可能是中微子的原初涨落，而不是暴胀子场的涨落。在这种情况下，对通货膨胀模型的约束可以大大放松。在另一种情况下，重子或CDM可能不是来自于衰变产物，而是绝热涨落和等曲率涨落的相关混合。如果是这样的话，CMB角功率谱可能与绝热结果不同，并且正在进行的MAP实验可能观察到与标准暴胀情景预测的偏差。
2002-10-29 astro-ph hep-ph
Missing Pages in Our Photo Album of the Infant Universe
现有的数据集包括宇宙40万年时的图像（以宇宙微波背景的形式），以及宇宙年龄超过10亿年时的单个星系的图像。但这是一个严峻的挑战：在这两个时代之间，宇宙是黑暗的，恒星尚未形成，宇宙微波背景不再追踪物质的分布。这正是最有趣的时期，当原始汤进化成我们现在看到的丰富的动物园。在这篇通俗的概述中，我描述了天文学家计划如何观察这个几乎不可见但至关重要的时期。
2007-02-11 astro-ph hep-ph physics.ed-ph
Neutrino Degeneracy and Decoupling: New Limits from Primordial Nucleosynthesis and the Cosmic Microwave Background
我们重新分析了宇宙学对存在净普适轻子不对称性和中微子简并性的限制。我们表明，中微子可以开始去耦在更高的温度比以前的估计，由于几个修正，减少中微子反应速率。因此，当粒子自由度改变时，这些退耦的中微子不会被加热。在$e^\pm$湮灭之后，残余中微子与光子温度的合成比率可以从标准非简并比率显著地减少超过两倍。这改变了膨胀率和随后的原始核合成，光子去耦和结构形成。特别是，我们分析物理上合理的轻子不对称模型与大$ν_μ$和$ν_τ$简并与一个温和的$ν_e$简并。我们表明，核合成本身允许非常大的中微子简并$0 \le \xinum$，$\xinut \le 40$，$0 \le \xinue \le 1.4$连同大重子密度$0.1 \le Ω_b \h502 \le 1$，只要一些原始锂的破坏已经发生。我们还表明，结构的形成和宇宙微波背景的功率谱允许的可能性$Ω= 1$，$Ω_Λ= 0.4$，宇宙模型，其中既有显着的轻子不对称性（$| \xinum | = | \xinut | \approx 11$）和一个相对较大的重子密度（$Ω_b \h502 \approx 0.2$）。我们的最佳拟合中微子简并，重子含量高的模型主要区别于微波背景功率谱中的第二个峰值的抑制。这与最近来自BOOMERANG和MAXIMA-1的高分辨率数据一致。
2001-02-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Missing Lorenz-boosted Circles-in-the-sky
一个拓扑上有限的宇宙，小于可观测的视界，将有天空中的圆圈：宇宙微波背景中的温度波动相关的成对圆圈。这些圆沿着上一次散射的球面副本的交点出现。对于任何相对于微波背景移动的观察者，圆将变形为椭圆。椭圆也将相对于它们在共动坐标系中出现的方向发生位移。位移是两个效应中较大的一个。在Lorenz推升坐标系中，末次散射面上一点相对于共动坐标系的角位移与速度成正比。对于地球的运动，最坏的影响是0.14度。如果我们生活在一个小宇宙中，并且正在寻找天空中一个点的相同副本，它可能会从我们预期的位置偏移0.14度。这可能会影响对宇宙拓扑的所有基于模式的搜索。特别是，对圆对的高分辨率搜索可能会偏离这么多。
2004-03-01 astro-ph gr-qc
Correlated perturbations from inflation and the cosmic microwave background
我们比较了最新的宇宙微波背景数据与理论预测，包括相关的绝热和CDM等曲率扰动与一个简单的幂律依赖。我们发现，有一个相关的等曲率扰动的幅度和光谱倾斜之间的简并。一个负（红色）倾斜被认为是兼容的一个较大的等曲率的贡献。重子和CDM密度的估计被发现是几乎独立的等曲率振幅。主要结果是，目前的微波背景数据不排除CDM等曲率波动大尺度上的主要贡献。
2002-05-10 astro-ph hep-ph
