2 MASS红移观测的宇宙流：CMB偶极的起源及其对LCDM宇宙学的影响

LCDM宇宙学中的集团排列和椭圆性

Cluster Alignments and Ellipticities in LCDM Cosmology

星系团的椭圆度和排列，以及它们的红移演化，在一个以λ为主导的冷暗物质宇宙学的背景下进行检查。我们使用大尺度、高分辨率的N体模拟来模拟光锥中的物质分布，光锥包含~10^6个红移为z=3的团簇。星系团的椭圆度是由星系团的质量、半径和红移决定的，无论是在3D空间还是在投影中。我们发现强大的集群椭圆：平均椭圆率增加红移从0.3在z=0到0.5在z=3，为3D和2D椭圆的演化是很好的拟合e=0.33+0.05z。椭圆度随星系团质量和半径的增大而增大，星系团主体比核心更椭圆，但椭圆度随红移的增大而增大的现象得以保留。使用拟合的集群椭球，我们确定集群的排列作为其分离的函数。我们发现，当距离小于100 Mpc/h时，团簇的排列很强;排列随距离的减小和红移的增加而增加。团簇从早期的高度排列和伸长的系统到现在的低排列和伸长的系统的演化反映了结构形成的等级性和连续性。与即将到来的星团巡天相比，这些星团椭圆率和排列的测量将为当前的宇宙学模型提供新的测试。

LCDM宇宙学中空丝的尺寸分布

The Size Distribution of Void Filaments in a LCDM Cosmology

根据Millennium Run晕星表，在红移z= 0，0.5，1和2处计算了空洞中微细丝的尺寸分布。我们认为，原始潮汐场起源于空洞中的次级结构的存在，而空洞丝只经历了很小的演化，保持了原始潮汐场的初始记忆。应用最小生成树（MST）技术的基础上，以千禧年的空洞，我们确定了迷你丝贯穿空洞，并测量它们的大小在每个红移的搜索算法。然后，我们计算了空泡微丝的随动数密度在对数区间内随其尺寸的变化，并确定了一个解析拟合函数，发现空泡微丝的尺寸分布在对数区间内具有几乎普适的形状，对红移不敏感：在短尺寸部分，它很好地近似为幂律，而在长尺寸部分，它呈指数下降。我们期望，普遍的大小分布的空丝可能会提供一个有用的宇宙学探针，而不诉诸均方根密度波动。

动态精粹宇宙学中的宇宙再电离

Cosmic reionization in a dynamic quintessence cosmology

在本文中，我们调查的影响，一个动态的暗能量成分占主导地位的宇宙在晚时代的再电离。我们使用Furlanetto和Oh（2005）的分析方法在两个不同的宇宙中跟踪HII区域的演化，我们假设Peebles和Ratra（2003）以及Brax和Martin（2000）的精髓模型，并将我们的结果与LCDM情景进行比较。我们表明，对于一个固定的电离效率，在同一宇宙学时代的气泡的拓扑结构是由高质量的对象和电离区域的特征尺寸略小于在LCDM模型，特别是在最新阶段的再电离，由于更高的重组效率。因此，气泡的“重叠时期”发生早于LCDM。最后，我们展示了HII区域的不同演化如何影响高Z类星体光谱的透射，减少在小光学深度处的莱曼通量吸收。

The first generation of stars in LCDM cosmology

We have performed a large set of high-resolution cosmological simulations using smoothed particle hydrodynamics to study the formation of the first luminous objects in the LCDM cosmology. We follow the collapse of primordial gas clouds in eight early structures and document the scatter in the properties of the first star-forming clouds. Our first objects span formation redshifts from z~10 to z~50 and cover an order of magnitude in halo mas. We find that the physical properties of the central star-forming clouds are very similar in all of the simulated objects despite significant differences in…

CMB -当代测量和宇宙学

The CMB - Contemporary Measurements and Cosmology

自从1965年发现宇宙微波背景（CMB）以来，表征CMB各向异性角功率谱就成为实验宇宙学的一个圣杯。由于CMB各向异性测量是困难的，CMB的全部潜力现在才被实现。实验技术和探测器技术的改进在过去几年中取得了爆炸式的进展，从而能够使用CMB的测量对宇宙学参数进行有意义的约束。在这篇评论中，我讨论了CMB背后的理论，但主要集中在实验上，简要回顾了CMB各向异性测量的历史，并专注于最近的实验，彻底改变了这一领域。从这些现代实验的结果进行审查和宇宙学的影响进行了讨论。最后，我对CMB物理学的未来作了简短的评论。

LCDM宇宙学的六大难题

Six Puzzles for LCDM Cosmology

LCDM宇宙学模型是一个定义明确、简单和具有预测性的模型，它与当前大多数宇宙学观测结果是一致的。尽管取得了这些成功，但仍有一些具体的宇宙学观测结果与LCDM的预测存在2σ或更高的差异。这些观察包括以下内容：1.大规模速度流（LCDM预测的流动幅度和规模明显小于观测结果），2。Ia型超新星（SnIa）在高红移z时的亮度（LCDM预测SnIa在高z时较暗），3。空洞的空洞（LCDM预测空洞中的矮星系或不规则星系比观测到的要多），4。星系团晕轮廓（LCDM预测的是较浅的低浓度和密度轮廓，而观测结果显示的是较密集的高浓度星系团晕）星系晕的轮廓（LCDM预测晕质量轮廓具有尖形核心和低外部密度，而透镜和动力学观测表明中心核心的密度恒定，并且具有平坦的高暗质量密度外部轮廓），6。盘星系的相当大的人口（LCDM预测由于最近的合并预计会破坏冷旋转支撑的盘星系的一小部分）。尽管上述一些挑战的起源可能是天体物理的或与暗物质性质有关，但应该强调的是，即使在星系和星系团尺度上，暗能量对天体物理系统平衡和稳定性的影响也是不可忽视的，它们可能在解决上述难题中发挥关键作用。在这里，我简要地回顾了这六个挑战的LCDM和讨论可能的暗能量属性所需的解决方案。

100 Mpc/h尺度上的相容大宇宙流：对标准LCDM宇宙学的挑战

Consistently Large Cosmic Flows on Scales of 100 Mpc/h: a Challenge for the Standard LCDM Cosmology

特殊的速度调查有不均匀的空间分布的示踪剂，因此，从他们估计的整体流量不对应于一个简单的体积，如一个球体。因此，总体流量估计值在不同的调查之间一般不具有严格的可比性，即使是有效深度相似的调查也是如此。此外，典型调查的稀疏性可能导致小尺度功率混叠成意味着是最大尺度的探测。在这里，我们介绍了一种新的方法来计算体积流量的时刻，速度加权给出一个理想化的调查的体积流量的最佳估计，估计和实际流量之间的差异的方差最小化。这些“最小方差”估计值可以设计成以对小尺度功率的最小敏感性来估计特定尺度上的总体流量，并且在调查之间是可比较的。我们汇编了所有主要的特殊速度调查，并将这种新方法应用于它们。我们发现，我们研究的大多数调查彼此高度一致。总之，数据表明，在半径为50 Mpc/h的高斯窗口内的整体流为407 km/s，朝向l=287和b=8。大规模的整体运动是一致的预测从当地的密度场。这表明在非常大的尺度上存在显著的密度波动。在WMAP 5标准化的LCDM宇宙学中，这种幅度的流动在如此大的尺度上是不被期望的，因此预测的一维r.m.s.速度约为110 km/s。所观察到的整体流量的大幅度有利于WMAP 5误差椭圆的上限值，但即使是WMAP 5 95%置信度椭圆顶部的点预测的整体流量与在>98%置信度水平下观察到的整体流量相比也太低。

宇宙学概述+基于CMB和超新星结果的不一致性反对λ = 0的论证

Cosmology in a nutshell + an argument against Lambda = 0 based on the inconsistency of the CMB and supernovae results

我提出了几个简单的数字来说明宇宙学和结构的形成在一个简单的壳。然后我讨论了下面的论点：如果我们假设Omega_{Lambda} = 0，那么CMB的结果有利于高Omega_{m}，而超新星的结果有利于低Omega_{m}。这种大的不一致性是Omega_{Lambda} = 0假设不正确的有力证据。最后，我讨论了最近的CMB结果的斜率和归一化的原始功率谱。

改进的来自CMB和H（z）数据的宇宙学参数约束

Improved Cosmological Parameter Constraints from CMB and H(z) Data

本文讨论了在最小LCDM模型下，哈勃参数H（z）、宇宙年龄和描述简单变化的宇宙学参数之间的宇宙学简并性。我们表明，独立确定哈勃参数H（z），如最近提供的西蒙等人，与宇宙微波背景数据相结合，可以对LCDM模型的可能偏差提供严格的约束。特别地，我们发现该数据组合在68%（95%）置信水平下约束以下参数：中微子质量总和< 0.5（1.0）eV，相对论中微子种类数N_rel = 4.1^{+0.4}_{-0.9}（^{+1.1}_{-1.5}），暗能量状态方程参数w = -0.95 +-0.17（± 0.32），曲率Ω_k = 0.002 ± 0.006（+- 0.014），与涉及宇宙微波背景、超新星和重子声学振荡的数据集组合非常一致。这为系统误差提供了有价值的一致性检查。

f（R）修正引力理论能模拟LCDM宇宙学吗？

Can f(R) Modified Gravity Theories Mimic a LCDM Cosmology?

我们考虑f（R）修正引力理论的度规变分形式主义，并试图重建函数f（R）的要求背景LCDM宇宙学。我们特别提出以下要求：a.由通常的平坦LCDM参数化提供的背景宇宙历史H（z），通过辐射（w_eff = 1/3），物质（w_eff = 0）和deSitter（w_eff =-1）时代。B.物质和辐射分别在"物质"和"辐射"时代占主导地位，即当w_eff = 0时，Ω_m = 1;当w_eff = 1/3时，Ω_r = 1。我们发现，服从LCDM宇宙历史的宇宙动力学系统在每一个历元中有四个临界点，相应地有四种形式的f（R）。其中之一是通常的广义相对论形式f（R）= R-2 Λ。其他三种形式在每个时代，再现LCDM宇宙历史，但他们不满足要求b。如上所述。这些形式中只有一种（不同于广义相对论）被发现是动力学宇宙演化的吸引子。它在整个演化过程中具有（Ω_DE = 1，Ω_r = 0，Ω_m = 0）。数值计算得到了其相空间轨迹。

星系团CMB距离和宇宙学

Distances and Cosmology From Galaxy Cluster CMB Data

通过结合Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应数据和X射线发射观测来测量到星系团的角直径距离，现在是众所周知的宇宙学探测。结合SZ数据和星系团势的透镜CMB各向异性图，我们提出了一种替代的几何技术，主要通过与星系团相关的多频CMB测量来测量距离信息。我们讨论了必要的要求，以实现这种测量，潜在的误差，包括系统的偏见，在何种程度上可以提取宇宙学参数。虽然单个星系团的距离不太可能是精确的，但随着即将到来的亚弧分分辨率广域CMB观测，可以从大量的星系团样本中获得关于某些宇宙学参数的有用信息，例如暗能量状态方程。

宇宙拟态：LCDM是伪装的膜世界吗？

Cosmic Mimicry: Is LCDM a Braneworld in Disguise ?

对于一个广泛的参数值范围，膜世界模型显示出一个显着的属性，我们称之为宇宙拟态。宇宙拟态的特征是，在低红移时，膜世界模型中的哈勃参数与LCDM宇宙学中的哈勃参数几乎没有区别。值得注意的一点是，膜世界模型和LCDM宇宙学中的Ω_m参数可能完全不同。因此，在高红移（早期），膜世界像一个物质主导的宇宙一样渐近膨胀，其Ω_m的值由局域物质密度的观测推断。在低红移（晚期），膜世界模型的行为几乎完全类似于LCDM模型，但宇宙学密度参数Ω_m^{LCDM}具有重整化值。表征宇宙拟态的红移与高维膜世界拉格朗日量中的参数有关。宇宙拟态是膜世界模型中引力尺度依赖性的自然结果。宇宙学密度参数值的变化与膜世界理论中有效引力常量的空间依赖性有关。拟态模型的一个子类导致宇宙的年龄更大，并且还预测了比LCDM宇宙学中的z_{reion} \simeq 17更低的再电离红移。因此，这些模型可能会提供一个背景宇宙学，这是在更好的协议都与观测到的类星体丰度在z \gsim 4和大光学深度的威尔金森微波各向异性探测器测量的再电离。

优化重子声学振荡巡天- I：检验LCDM宇宙学的一致性

Optimising Baryon Acoustic Oscillation Surveys - I: Testing the concordance LCDM cosmology

我们通过精确测量重子声学振荡（BAO）来优化未来光谱红移测量的设计，特别强调宽场多目标光谱仪（WFMOS）的设计。我们开发了一个模型，预测可能的目标星系的曝光时间和红移的函数的数量密度。我们使用这个数计数模型与拟合公式的准确性BAO测量，以确定不同的调查和仪器设计的有效性。我们搜索通过可用的调查参数空间，以找到最佳的调查方面的暗能量状态方程参数根据暗能量工作组图的优点，包括预测未来的测量从普朗克卫星。我们优化的调查，以测试的LambdaCDM模型，假设星系预先选择使用光度红移有一个恒定的数密度与红移，并使用非线性截止的物质功率谱，随红移的演变。我们发现，线发射星系强烈首选连续发射星系作为目标。最佳测量覆盖红移范围0.8 < z < 1.4，覆盖尽可能宽的区域（6000平方米）。从1500小时观察时间开始）。光谱仪最有效的光纤数量是2，000根，随着额外光纤的增加，测量性能不断提高，直到达到10，000根光纤的平台。在调查参数空间中的最佳点不是高峰值，并没有显着影响，包括即将到来的超新星调查和其他BAO实验的约束。

LCDM宇宙学中的Milky Way型星系

Milky Way type galaxies in a LCDM cosmology

我们分析了从千年模拟的公开星系目录中提取的52，000个银河系（MW）类型星系的样本，目的是统计研究它们与我们银河系相比的性质的差异和相似之处。模型星系被选择为处于最大圆速度在200-250 km/seg范围内的晕中，并且具有与银河系相似的膨胀盘比。我们发现MW星系是通过冷气体和小卫星系统的吸积而安静地形成的。只有12%的模型星系在其一生中经历了一次重大的合并。大多数恒星是在原地形成的，只有大约15%的最终质量是通过吸积形成的。超新星和活动星系核反馈在这些系统的演化中起着重要的作用。在高红移时，当MW祖先的势阱较浅时，超新星爆炸驱动的风会吹出大部分气体和金属。随着系统质量的增加，SN反馈效应减弱，活动星系核反馈取而代之，在较低红移的恒星形成活动中起着更重要的调节作用。虽然模型银河系星系已被选定位于一个狭窄的范围内的最大圆周速度，但它们仍然表现出显着的分散在最终恒星的质量和金属丰度。我们的分析表明，这种分散的结果从不同的吸积历史的母暗物质晕。静态方面，我们也发现了银河系在相同质量范围内是典型的Sb/Sc星系的证据，为限制星系形成的数值模型提供了一个合适的基准

超视界微扰与宇宙微波背景

Superhorizon Perturbations and the Cosmic Microwave Background

超视界扰动通过Grishchuk-Zel'dovich效应在宇宙微波背景（CMB）中引起大尺度温度各向异性。我们分析了单模绝热超视界微扰产生的CMB温度各向异性。我们表明，在LCDM宇宙中的绝热超视界扰动不产生CMB温度偶极子，我们从CMB四极和八极的测量超视界电位扰动的振幅和波长的约束。我们还考虑了曲率场的超视界波动的约束，这是最近提出的CMB半球功率不对称的来源。

Palatini形式下早期f（R）宇宙学的CMB和物质功率谱

CMB and Matter Power Spectra of Early f(R) Cosmology in Palatini Formalism

本文计算了一类早期$f(R)$宇宙学的CMB和物质功率谱，它的形式为$f(R) = R + λ_1 H_0^2\text{exp}[R/(λ_2 H_0^2)]$。与晚期的$f(R)$宇宙学如$f(R) = R + α(-R)^β$（$β<0$）不同，该模型偏离$Λ\text{CDM}$的位置是在更高的红移处（因此称为\emph{Early $f(R)$ Cosmology}），这一重要特征导致了与其它模型截然不同的ISW效应和CMB谱。同时，该模型的物质功率谱对所选参数也非常敏感，并且LSS观测（如SDSS）应严格约束参数空间。我们希望我们的结果是适用的，至少定性的其他模型，产生$f(R)$修改GR在较早的时间（\emph{e.g.}，红移$\mathcal{O}(10) \lesssim z \lesssim \mathcal{O}(1)$）比当暗能量开始占主导地位-这样的模型是强烈不赞成的CMB和物质功率谱的数据。

宇宙微波背景观测及其对宇宙学和大尺度结构的意义

Observations of the Cosmic Microwave Background and Implications for Cosmology and Large Scale Structure

讨论了宇宙微波背景（CMB）的观测，特别强调当前的地面实验和未来的卫星、气球和干涉仪实验。观测技术和污染前景的影响突出。最新的CMB数据与大尺度结构（LSS）数据一起用来约束宇宙学参数，并强调了CMB、LSS和超新星距离数据的互补性。

LCDM宇宙II中的强透镜光学深度：星系中恒星质量的影响

Strong lensing optical depths in a LCDM universe II: the influence of the stellar mass in galaxies

我们研究了在和谐LCDM宇宙学中，星系中恒星质量对引力透镜的影响。我们扩展了我们以前的研究，通过千禧年模拟的射线追踪的基础上，包括恒星成分预测的星系形成模型。我们发现，包含这些组件大大提高了强透镜的概率相比，“暗物质只有”宇宙。对与强透镜事件有关的“透镜”的鉴定表明，星系的恒星质量（一）大大增强了星系团和星系团晕的强透镜横截面，（二）在较小的晕中产生强透镜，在没有恒星的情况下不会产生明显的影响。即使我们只考虑图像分裂>10角秒，发光物质也可以将强透镜光学深度提高到2倍。

具有CMB各向异性的宇宙学

Cosmology with CMB anisotropy

对宇宙微波背景辐射各向异性的测量，以及最近对偏振的测量，都发挥了非常重要的作用，可以精确确定“标准”宇宙学模型的各种参数。暴胀范式的期望和早期宇宙暴胀情景最简单实现的一般预测也已经建立-在平坦的、统计各向同性的宇宙中“因果”相关的初始扰动，原始密度扰动的绝热性质。建立了原始扰动形成结构的引力不稳定机制的直接证据。在接下来的十年里，未来的实验有望加强这些推论，并揭示暴胀剩下的关键特征--原始的引力波背景。

精确宇宙学和宇宙中重子的密度

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。

暗能量模型中标准标尺和标准烛光约束的比较

Comparison of Standard Ruler and Standard Candle constraints on Dark Energy Models

我们比较了用最近的标准标尺数据（z=0.2和z=0.35处的重子声学振荡（BAO）和宇宙微波背景（CMB）位移参数R和l_a）得到的暗能量模型约束与用最近的Ia型超新星（SnIa）标准烛光数据（ESSENCE+SNLS+HST from Davis et.等）。我们发现，即使两类数据在2σ水平上与LCDM一致，两类数据之间也存在系统差异。特别地，我们发现，对于3年WMAP数据（WMAP 3）最佳拟合的2σ范围内的所有参数（Ω_0m，Ω_b），LCDM与SnIa数据的一致性显著高于与CMB+BAO数据的一致性。例如，对于对应于WMAP 3最佳拟合值的（Ω_0m，Ω_b）=（0.24，0.042），暗能量状态参数化方程w（z）=w_0 + w_1（z/（1+z））的最佳拟合值与使用SnIa数据的LCDM（w_0=-1，w_1 = 0）相距0.5σ，与使用CMB+BAO数据的LCDM相距1.7σ。在早期数据中存在类似的趋势（SNLS vs CMB+BAO，z=0.35）。这种趋势是这样的，标准标尺CMB+BAO数据显示出轻微倾向于穿过体模分界线w=-1，而最近的SnIa数据有利于LCDM。尽管在趋势上有这种轻微的差异，但我们没有发现违反宇宙距离对偶关系η \equiv d_L（z）/（d_A（z）（1+z）^2）=1的统计上显著的证据。例如，使用Ω_0 m =0.24的先验，我们发现在0…

用河外宇宙微波背景温度约束宇宙学的前景

Prospects for Constraining Cosmology with the Extragalactic Cosmic Microwave Background Temperature

观测者已经证明，在高红移下测量宇宙微波背景（CMB）温度是可行的。我们探讨了宇宙学的可能限制，最终可能来自这样的测量。除了对标准宇宙学和替代宇宙学进行一致性检查外，可能性还包括：在中等红移$z ^<_\sim 10$下对宇宙的不均匀性和各向异性的约束;相对于哈勃流的特殊运动的独立探测;以及约束再电离的时代。我们认为，最好的可能性是作为一个特殊的运动的探针。然而，我们发现，目前的测量不确定性（$ΔT= \pm 0.002 $ K）在当地目前的绝对CMB温度施加固有的限制使用这样的CMB温度测量作为宇宙学探针。在最好的情况下，中等红移的各向异性只能被限制在$^>_\sim 0.1%$的水平上，而特殊的运动只能被确定为$^>_\sim 311$ km s $^{-1}$的不确定性。如果高$z$ CMB温度只能以与局部星际CMB温度的不确定性相当的精度来测量，那么特殊运动可以被确定为$1101 (1+z)^{-1} [ΔT_{CMB}(z)/0.01 K] km s^{-1}$的不确定性。

自加速宇宙学的观测约束

Observational constraints on self-accelerating cosmology

DGP膜世界模型提供了一个简单的替代标准LCDM宇宙学，具有相同数量的参数。没有暗能量--由于引力的红外修正，晚期宇宙自我加速。我们计算了超新星、宇宙微波背景位移参数和SDSS亮红星系样本中重子振荡峰对DGP模型的联合约束。平坦DGP模型在联合2 sigma轮廓内，但LCDM模型提供了对数据的更好拟合。这些测试是基于DGP模型的背景动力学，我们评论进一步的测试，涉及结构形成。

宇宙学中的早期再电离

Early Reionization in Cosmology

宇宙微波背景（CMB）的各向异性已被证明是大尺度结构形成的最严格的“瓶颈”之一。作为一种可能性，以放松这一约束，它已被提出，早期再电离可以阻尼小尺度上的CMB波动，由于光子在电离等离子体中的扩散。作为一个例子，我调查最近提出的方案与冷暗物质（CDM）和纹理种子。在那里，对CMB各向异性的分析表明，早期再电离是这种情况的关键因素。在没有阻尼的情况下，小尺度各向异性将占主导地位，并超过观察到的极限。在本文中，我提出了分析和数值计算结果的阻尼量，由于早期再电离的CMB扰动引起的塌陷纹理。此外，由于较热的等离子体电子的康普顿散射的CMB的光谱失真进行了计算。接下来，我讨论的物理过程，导致一个系统的耦合常微分方程的电离度，电子温度和电离辐射的演变。

Sunyaev-Zeldovich效应作为微波前景和宇宙学探索

The Sunyaev-Zeldovich Effect as Microwave Foreground and Probe of Cosmology

星系团的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应应该在小角尺度（$\ell \ga 1000$）的宇宙微波背景（CMB）实验中产生重要的信号。具有足够频率覆盖的实验应该能够去除大部分这种信号，以便恢复主要的各向异性。SZ信号本身就很有趣;其振幅和角度依赖性对宇宙学和气体演化都很敏感。将CMB测量与计划中的非目标SZ巡天相结合可以隔离宇宙学效应，为CMB实验提供宇宙学的低红移检验作为一致性检查。通过对大样本星团的SZ和X射线观测，确定作为红移函数的角直径距离的改进也将提供宇宙学的探测器。

宇宙微波背景对与热演化有关的衰减宇宙学项的约束

Cosmic microwave background constraints on a decaying cosmological term related to the thermal evolution

利用Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）观测数据的分析方法，用衰减的宇宙学项来约束宇宙的热演化。宇宙学项被假定为一个向早期宇宙方向增加的比例因子的函数，辐射能量密度比标准宇宙学“常数”（LCDM）模型中的低。辐射密度的降低会影响宇宙的热历史;例如，与标准LCDM模型的情况相比，光子去耦发生在更高的z处。因此，衰减的宇宙学项影响宇宙微波背景的各向异性。利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们比较了衰减LCDM模型的角功率谱和CMB数据，得到了对模型参数的严格约束。

南极宇宙学

Cosmology from Antarctica

对CMB的观测是观测宇宙学的核心，南极高原是进行这项工作的一个非常好的地点。第一次尝试从高原观测CMB是1986年12月贝尔实验室的无线电物理研究小组对南极的考察。测量天空噪声和不透明度。结果非常令人鼓舞，在1988-1989年的南极夏季，三个CMB小组参加了“黄瓜”活动，在距离南极站2公里处建立了一个专门用于CMB各向异性测量的临时站点。随着1990年国家科学基金会科学和技术中心南极天体物理研究中心（CARA）的成立，冬季观测成为可能。南极研究中心在阿蒙森-斯科特南极站专门用于天文观测的“暗区”建立了全年观测设施。CARA科学家部署了几种天文仪器：AST/RO，SPIREX，White Dish，Python，Viper，ACBAR和DASI。到2001年，CARA和宇宙微波背景实验室在南极洲海岸麦克默多站发射的长时间气球上进行的BOOMERANG实验的数据显示，宇宙的整体几何形状是平坦的，而不是正弯曲或负弯曲。2002年，DASI小组报告了CMB中偏振的检测。这些观测结果有力地支持了宇宙学的和谐模型，即扁平宇宙的动力学由暗能量和暗物质施加的力主导。南极望远镜（SPT）是一个新运行的10米直径的偏移望远镜，旨在快速测量尺度远小于1度的各向异性。

衰变中微子宇宙学中的CMB各向异性

CMB Anisotropy in the Decaying Neutrino Cosmology

基于几个天体物理学的原因，假设宇宙中有接近临界密度的轻（~30 eV）中微子，它们以辐射方式衰变，寿命为~10^{23}秒，这是很有吸引力的。在这样的宇宙学中，宇宙早期被再电离，宇宙微波背景的最后散射面显著加宽。计算了宇宙微波背景中温度涨落的角功率谱。正如预期的那样，相对于标准情况，声学峰值被显著阻尼。这将使即将到来的MAP和普朗克探测器任务对衰变中微子宇宙学进行明确的测试。

前大爆炸宇宙学中的CMB各向异性

CMB anisotropies in pre-big bang cosmology

我们提出了一个替代方案的宇宙结构形成的初始波动是由于在前大爆炸阶段的通货膨胀产生的卡尔布-雷蒙轴子。我们调查是否这种情况下，在波动引起的种子，因此是等曲率性质，可以通过适当的选择宇宙学参数与目前的观测达成一致。我们还讨论了几个观测签名，可以区分轴子种子从标准的暴胀模型。

大爆炸前弦宇宙学中的绝热CMB微扰

Adiabatic CMB perturbations in pre-big bang string cosmology

我们考虑前大爆炸的情况下，大量的轴子场开始占主导地位的能量密度振荡时，在瞬间引起的潜在的，随后再加热宇宙，因为它衰变成光子，从而创建绝热CMB扰动。我们发现，在轴子场的波动可以引起一个几乎平坦的频谱的绝热扰动与频谱倾斜$Δn$范围$-0.1 \lesssim Δn \lesssim 1$。

前大爆炸宇宙学中的CMB各向异性

CMB anisotropies from pre-big bang cosmology

我们提出了一个替代方案的宇宙结构形成的初始波动是由于在前大爆炸阶段的通货膨胀产生的卡尔布-雷蒙轴子。我们调查是否这种情况下，在波动引起的种子，因此是等曲率性质，可以通过适当的选择宇宙学参数与目前的观测达成一致。我们还讨论了几个观测签名，可以区分轴子种子从标准的暴胀模型。最后，我们讨论了在这个模型中引起的引力波背景，我们表明，它可能是在未来的观测范围内。

膜世界宇宙学、CMB和Radion

Brane World Cosmology, the CMB and the Radion

额外维度理论的最新发展为用宇宙学检验来对抗这种理论开辟了道路。我们讨论了一个由超引力激发的具有体标量场的膜世界模型。导出了低能有效作用量，讨论了模型参数的物理约束。研究了膜世界模的宇宙学演化，证明了其中一个模是一个精粹场。计算CMB预测。最后，研究了膜世界中的辐射场是变色龙场的可能性。

弦宇宙学中CMB各向异性的电磁起源

Electromagnetic Origin of the CMB Anisotropy in String Cosmology

在弦论提出的暴胀理论中，电磁场的真空涨落可以被介子背景的时间演化放大，并且可以变得足够大，从而解释宇宙磁场和观测到的CMB各向异性的起源。扰动谱的归一化是固定的，并且意味着在COBE尺度下的扰动幅度与谱指数$n$之间的关系。工作在一个通用的两参数家庭的背景下，一个大规模的各向异性$ΔT/T\simeq 10^{-5}$被发现对应于范围内的光谱指数$n\simeq 1.11 - 1.17$。

新宇宙学中的原始核合成

Primordial Nucleosynthesis in the New Cosmology

大爆炸核合成（BBN）和宇宙微波背景（CMB）的各向异性独立地预言了普适重子密度。比较他们的预测将为宇宙学提供一个基本的测试。结合使用BBN和CMB，我们将能够约束粒子物理，并预测原始的轻元素丰度。这些未来的分析取决于新的实验和观测数据。核截面的新实验数据将有助于减少BBN预测的理论不确定性。对轻元素丰度的新观测将进一步加强BBN对重子密度的探测。来自MAP和普朗克卫星的观测将以前所未有的精度测量CMB的波动，从而精确确定重子密度。当这些数据结合在一起时，我们将有机会进行精确的宇宙学研究。

弦宇宙学中的暴胀和CMB低多极子的抑制

Inflation in string-inspired cosmology and suppression of CMB low multipoles

我们构建了一个弦启发的非奇异宇宙学的情况下，暴胀子场被驱动的潜力之前，优雅的出口采用低能量弦有效的作用与orbifold紧。这就为暴胀子提供了一个初始条件，使暴胀子产生足够数量的$e$折叠，并在慢卷暴胀过程中产生一个几乎尺度不变的原始密度扰动。我们的方案提供了一个有趣的可能性，以解释抑制功率谱在低多极由于存在的模驱动阶段之前，慢卷膨胀，从而可以留下一个强大的印记额外的维度在观察到的CMB各向异性。

我们将从CMB中学到多少？

How much will we learn from the CMB ?

本文主要从原初宇宙学的角度，简要介绍我们希望从未来的CMB实验中学到的东西。在回顾前人研究成果的基础上，总结了从数据中提取参数的原理。然后，讨论我们可以获得的关于早期宇宙的信息，在暴胀的框架下，或在更奇特的情况下，如膜宇宙学。