Updated F(T) gravity constraints from high redshift cosmography
在过去的十几年里,大量的观测数据表明,宇宙正在加速膨胀。在缺乏一个基础良好的理论来解释观测结果的情况下,宇宙学提供了关于宇宙从测量距离演化的信息,只是假设宇宙的几何形状可以用弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度规来描述。我们进行高红移分析,使我们能够把约束的宇宙学参数高达500阶,从而诱导任何引力理论的间接约束。这里我们感兴趣的是所谓的远平行引力理论f(T)。实际上,我们使用f(T)及其导数的当前值的解析表达式作为宇宙学参数的函数,以将宇宙学置信区域映射到f(T)及其导数的置信范围。此外,我们展示了如何可以使用这些来测试一些teleparable重力模型,而无需求解动力学方程。我们的分析是基于联盟2 Ia型超新星(SNIa)的数据集,一组28个测量的哈勃参数,哈勃图构造的一些伽马射线暴(GRB)光度距离指标,高斯先验的距离上的重子声学振荡(BAO),和哈勃常数h。为了进行我们的统计分析和探索宇宙学参数的概率分布,我们使用马尔可夫链蒙特卡罗方法(MCMC)。
2015-09-29 astro-ph.CO
Cosmography of f(R) - brane cosmology
宇宙学是一个有用的工具来约束宇宙学模型,特别是暗能量模型。在修正的引力理论中,运动方程通常相当复杂,宇宙学可以帮助选择现实的模型,而不会强加先验的任意选择。事实上,它的可靠性是基于这样的假设,即宇宙在大尺度上是均匀和各向同性的,并且光度距离可以通过尺度因子a(t)的导数系列来“跟踪”。我们将这种方法应用到诱导引力膜世界模型中,其中f(R)项存在于膜有效作用中。该模型的优点是,一旦f(R)项偏离希尔伯特-爱因斯坦作用量,则自加速正常和健康的DGP分支。我们表明,该模型,来自一个基本的理论,是一致的LCDM方案在低红移。最后我们估计宇宙学参数拟合联盟2 Ia型超新星(SNeIa)数据集和距离先验的重子声学振荡(BAO),然后提供约束的f(R)及其二阶和三阶导数的当前值。
2010-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy cosmology: the equivalent description via different theoretical models and cosmography tests
我们回顾了不同的暗能量宇宙学。特别是,我们提出了$Λ$ CDM宇宙学,小撕裂和伪撕裂宇宙,幻影和精华宇宙与I,II,III和IV型有限时间未来奇点和非奇异暗能量宇宙。在第一部分中,我们解释了$Λ$ CDM模型和完善的观测测试,限制了目前的宇宙加速。之后,我们研究了暗流体宇宙,其中流体具有相当一般的状态方程(EoS)[包括不均匀或不完美的EoS]。所有这些暗能量宇宙学都被明确地实现了,并探讨了它们的性质。结果表明,上述所有的暗能量宇宙都可以模拟目前的$Λ$ CDM模型,与最近的观测数据相一致。此外,特别注意不同的暗能量模型的等效性。我们考虑单标量场和多标量场理论,快子标量理论和全息暗能量作为模型的电流加速度的精髓/幻影宇宙学的功能,并证明其等价于相应的流体描述。第二部分研究了另一类等价的暗能量模型,包括$F(R)$引力、$F(R)$ Hoenava-Lifshitz引力和遥平行$f(T)$引力。描述了代表$Λ$类CDM宇宙或具有精华/幻影性质的加速膨胀的模型的宇宙学。最后,我们探讨了用宇宙学检验暗能量和广义相对论的替代引力模型的问题。通过对大样本数据的精确数据分析,可以消除参数间的退化,并给出了实例。
2012-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified Gravity and Large Scale Flows, a Review
自从40年前星系尺度关系出现以来,大尺度流动一直是宇宙学的一个具有挑战性的特征。下一代的巡天将对标准宇宙学进行严格的检验。
2016-12-31 astro-ph.CO
Varying fine-structure constant cosmography
宇宙学(Cosmography)是一种唯象的和相对独立于模型的宇宙学方法,其中物理量在宇宙学红移或相关变量中展开为泰勒级数。在这里,我们应用这种方法来约束可能的精细结构常数,$α$的宇宙学变化。这种情况的两个特点是高红移数据的存在,以及序列中的一项直接和严格地受到当地实验室用原子钟测试的限制。我们使用这个原子钟数据,连同直接的模型无关的高分辨率天体物理光谱测量的$α$红移$z\sim7$和其他模型依赖的约束$α$从宇宙微波背景和大爆炸核合成,放置严格的(百万分之一的水平)的前两个条款的约束$α$宇宙学系列。
2022-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model independent approach to the study of structure growth in $f(R)$ gravity
本文提出一种模型无关方法,利用无量纲变量和宇宙志学研究模仿$Λ$CDM背景演化的$f(R)$引力模型中的结构增长,并检验了准静态近似的有效性。
2024-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmography of the Local Universe
宇宙的大尺度结构是一个由团簇、细丝和空洞组成的复杂网络。它的性质是由星系红移巡天和特殊速度的测量所告知的。维纳滤波重建恢复三维速度和总密度场。我们社区元素的丰富性通过复杂的可视化工具得以揭示。本文的一个关键组成部分是一个附带的电影,可以在http://irfu.cea.fr/cosmography或http://vimeo.com/pomarede/cosmography上观看和下载。翻译和缩放的能力有助于观众遵循三维结构,并把握不同尺度上的特征之间的关系,同时保持方向感。在场景之间溶解的能力提供了一种比较不同信息的技术,例如,观察到的星系分布,考虑选择效应的分布的平滑表示,观察到的特殊速度,这些速度的平滑和建模表示,以及推断的潜在密度场。在红移巡天观测中发现的大尺度结构与根据星系的径向奇特速度重建的结构之间的一致性强有力地支持了宇宙学的标准模型,其中结构形成于引力不稳定性,星系形成于势阱底部。
2013-06-13 astro-ph.CO
Covariant cosmography in the presence of local structures: comparing exact solutions and perturbation theory
National Institute for Theoretical & Computational Sciences(国家理论与计算科学研究所);Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT(艾克斯-马赛大学,土伦大学,法国国家科学研究中心,理论物理中心);Department of Physics & Astronomy, Queen Mary University of London(伦敦玛丽女王大学物理与天文系);Department of Physics & Astronomy, University of the Western Cape(西开普大学物理与天文系)
本文研究局部宇宙膨胀率的轴对称各向异性是否能用LTB框架解释,通过 Sachs 方程计算精确距离并与协变宇宙学方法比较,揭示其可靠性范围,并对比LTB与线性扰动理论的结果,为解释大尺度引力场各向异性提供一致的解读框架。
2026-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Machine Learning and cosmographic reconstructions of quintessence and the Swampland conjectures
我们使用机器学习(ML)和宇宙学提出了模型独立重建的精髓和沼泽地景观(SC)。特别是,我们展示了理论分析和ML之间的协同作用如何为暗能量和修正引力的性质提供关键见解。使用哈勃参数$H(z)$数据从宇宙计时器,我们发现,ML和宇宙学重建的SC是兼容的观测在低红移。最后,包括增长率数据$fσ_8(z)$,我们通过两个相图,即$H-fσ_8$和$η-fσ_8$,其中各向异性应力参数$η$通过$E_g$统计,这是相关的引力透镜数据,得到了一个模型独立的测试修改的重力宇宙学。虽然第一张图在误差范围内与$Λ$ CDM模型一致,但第二张图在$z\sim 0.3$处具有各向异性应力与1的$\sim 2σ$偏差,在$z\sim 0.9$处具有$\sim 4σ$偏差,因此指向与广义相对论的轻微偏差,这可以通过即将进行的大规模结构调查进一步测试。
2021-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of Large-Scale Structure along Line-of-Sight on Time-Delay Cosmography
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学前沿天文与天体物理研究所);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);Tianjin Astrophysics Center, Tianjin Normal University(天津师范大学天津天体物理中心);South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University(云南大学西南天文研究所)
本研究利用高分辨率N体模拟和多平面光线追踪,评估视线方向大尺度结构对引力透镜时间延迟测量的影响,发现标准单平面模型存在简并且未校正的前景会聚引入0.5-0.7%系统偏差,强调先进视线建模对精密时间延迟宇宙学不可或缺。
2026-09-15 astro-ph.CO
Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void
宇宙流-3距离和推断的星系特殊速度允许在延伸到0.05c的体积内重建密度过高和过低的结构。这项研究的重点是下密集区,特别是局部空洞,主要是在该地区的遮蔽,因此受到了有限的关注。束缚局部虚空的主要过密结构是英仙座-双鱼座和诺玛-孔雀座-印度河的细丝,它们之间的距离为8,500公里/秒。宇宙的虚空网络是相互连接的,从局部虚空到相邻的非常大的赫拉克勒斯和雕塑家虚空都有虚空通道。较小的细丝穿过空隙。一个特别有趣的例子连接了室女座和英仙座星系团,在局部虚空的深处沿着链发现了几个实质性的星系。局部空洞有很大的动力学效应,导致本星系群以200-250 km/s的速度偏离轨道。在由宇宙微波背景给出的静止坐标系中,来自本星系团的斥力和室女座室女星系团团的引力的组合扰动约占本星系团运动的50%。
2019-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmography with cluster strong lenses: the influence of substructure and line-of-sight halos
我们探讨了利用星系团的强透镜效应来约束暗能量状态方程及其可能的时间变化。大质量星系团的核心通常包含几个不同红移的背景星系的多重成像系统。透镜图像的位置可以用来约束宇宙学参数,因为它们依赖于角直径距离的比值。我们采用蒙特卡罗模拟集群透镜,包括子结构的贡献,以评估这种潜在的强大的技术的可行性。目前,参数透镜模型使用质量和光之间的良好动机的标度关系,将集群成员星系,并没有明确的模型的视线结构。在这里,我们量化的建模误差,由于分散在集群星系的比例关系和未建模的视线晕。对于位于典型红移(z ~ 0.2 - 0.3)的星系团,这些误差平均为几角秒的量级。使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗技术,我们表明包含这些建模误差对于推导出对暗能量的无偏约束至关重要。然而,当适当量化的不确定性,我们表明,竞争与其他方法的限制,可以通过结合从一个样本的结果,只有10个模拟集群与20个家庭。利用一组研究得很好的星团透镜进行宇宙学研究,可能会对暗能量状态方程提供一个强有力的补充探测。我们的模拟提供了一个方便的方法,量化建模误差和评估未来的强透镜调查策略。
2011-06-13 astro-ph.CO
Past and present cosmic structure in the SDSS DR7 main sample
我们提出了一个年代宇宙学方案,旨在推断所观测到的大尺度结构从起源到现在的四维形成历史。为此,我们进行了全面的贝叶斯分析的斯隆数字巡天(SDSS)数据发布7主要星系样本的北银河帽,依赖于一个完全概率的非线性演化密度场的物理模型。除了从观测中推断初始条件外,我们的方法自然而准确地重建了当前时期的非线性特征,例如壁和细丝,对应于后期结构形成产生的高阶关联函数。我们的推理框架自洽占典型的观测系统和统计的不确定性,如噪音,调查几何和选择效应。我们进一步考虑光度依赖的星系偏差和自动噪声校准在一个完全贝叶斯方法。因此,这种分析提供了高度详细和准确的重建目前的密度场的尺度大于$\sim~3$ Mpc $/h$,SDSS观测的约束。这种方法也导致了第一次定量推断的合理的形成历史的动态大尺度结构所观察到的星系分布。在这项工作中所描述的结果构成了第一个完整的贝叶斯非线性分析的宇宙大尺度结构与证明能力的不确定性量化。其中一些结果将与这项工作一起公开提供。推断结果的详细程度和对观测不确定性的高度控制为高精度计时宇宙学铺平了道路,这是同时研究非均匀宇宙的动力学和形态学的主题。
2014-09-22 astro-ph.CO
CLASH-VLT: A Highly Precise Strong Lensing Model of the Galaxy Cluster RXC J2248.7-4431 (Abell S1063) and Prospects for Cosmography
我们利用一组高精度的强透镜模型对星系团RXCJ 2248($z=0.348$)的总质量分布进行了全面的研究。为了理解和量化参数强透镜建模中的固有系统学,我们探索了22种模型的集合,在这些模型中,我们使用了多个图像家族的不同样本,质量分布和宇宙学参数的参数化。作为强透镜模型的输入信息,我们使用CLASH HST成像数据和光谱跟踪观测,使用VIMOS和MUSE光谱仪进行,以识别真正的多个图像。共有16个背景源,在红移范围$1.0-6.1$,多重透镜成47个图像,其中24个光谱确认,属于10个单独的来源。通过匹配透镜平面上多个图像的观测位置,优化了模型中的星系团总质量分布和基本宇宙学。我们表明,仔细选择的光谱确认的多个图像的样本,最佳拟合模型再现其观察到的位置与RMS的$0.3$在一个固定的平面$Λ$ CDM宇宙学,而光谱信息的缺乏导致模型参数的值的偏差。允许宇宙学参数与星系团参数一起变化,我们发现(在$68\%$置信水平下)平坦$Λ$ CDM模型的$Ω_m=0.25^{+0.13}_{-0.16}$和$w=-1.07^{+0.16}_{-0.42}$,以及具有$w=-1$和自由曲率的宇宙的$Ω_m=0.31^{+0.12}_{-0.13}$和$Ω_Λ=0.38^{+0.38}_{-0.27}$。使用玩具模型模仿RXCJ 2248的整体配置,我们估计视线质量结构对位置均方根的影响为$0.…
2015-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Structure formation in $f(R)$ gravity: A distinguishing probe between the dark energy and modified gravity
在这项工作中,我们研究了大尺度结构的形成在修改的重力在Palatini形式主义的框架,并比较结果与等效光滑暗能量模型作为一种工具,以区分这些模型。通过反演方法,我们重建了宇宙动力学、修正的引力作用以及屏蔽质量函数和引力滑移参数等结构形成指标。因此,我们提取的物质密度功率谱这两个模型的线性政权,并表明,修改后的重力和暗能量模型的预测是略有不同的彼此在大尺度。与暗能量模型不同,修正引力模型中的增长指数是一个尺度相关的参数。我们还将所得结果与度规形式中的修正引力的结果进行了比较。对结构形成的修改也可以在大尺度上改变CMB谱,但是由于宇宙的变化,很难检测到这种特征。我们表明,大量的SNIa数据在2000年的顺序将使我们能够重建修改的重力作用与适当的置信水平和测试宇宙加速模型的结构形成。
2010-11-28 astro-ph.CO gr-qc
Structure formation in $f(T)$ gravity and a solution for $H_0$ tension
研究了$f(T)$遥平行引力场中标量扰动的演化及其对宇宙微波背景(CMB)各向异性的影响。$f(T)$引力推广了Weitzenböck时空上的远平行引力,其特征在于曲率张量为零(绝对平行),挠率张量为非零。我们第一次利用普朗克估计的CMB温度功率谱,以及重子声学振荡(BAO)和本地哈勃常数测量数据,导出了修正的遥平行引力的观测约束。我们发现$f(T)$引力模型与$Λ$ CDM宇宙学的一个小偏差是稍微有利的。除此之外,$f(T)$引力模型并没有显示出在$Λ$ CDM宇宙学中占主导地位的哈勃常数的张力。很明显,$f(T)$引力也与CMB观测一致,毫无疑问,它可以作为一个可行的候选人之间的其他修改的引力理论。
2018-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Structure formation in a nonlocally modified gravity model
我们研究了Deser和Woodard提出的一个非局部修正的引力模型,它解释了当前的宇宙加速现象。通过推导和求解控制宇宙结构演化的方程,我们证明了这个模型预测的增长模式与标准广义相对论(+暗能量)在10-30%的水平上不同。这些差异将很容易被下一代星系巡天探测到,因此该模型应该很快就会得到测试。
2013-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Skewness consistency relation in large-scale structure and test of gravity theory
我们研究星系数密度涨落的偏度,作为检验引力理论的一个可能的探针。我们发现偏度参数的特定线性组合对应于密度对比度的二阶核的系数,这可以被看作是相容关系,并可作为广义相对论和修正引力理论的检验。我们还将对偏度参数的分析从实空间推广到红移空间,并导出了红移空间的偏度一致性关系。
2023-02-23 astro-ph.CO gr-qc
Stellar structure of quark stars in a modified Starobinsky gravity
在$f(R,T)$引力框架下,提出了一种由$ωRT$给出的引力-物质相互作用形式,并研究了这种相互作用在球对称致密星中的作用。在Starobinsky引力背景下,将引力-物质耦合作为微扰项处理,发展了平衡位形的微扰理论。为了说明,我们以夸克星为例,探索它们的各种恒星性质。我们发现,重力-物质耦合导致的稳定的最大质量的增加,这是相关的最近的观测双星。
2020-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Effective Field Theory of Large Scale Structure in modified gravity and application to Degenerate Higher-Order Scalar-Tensor theories
在修正引力中,单圈物质功率谱呈现出在简并高阶标量张量理论框架下的紫外发散。为了解决这个问题,我们将大尺度结构的有效场论推广到修正引力理论。我们发现,新的counterterterms出现和renormalize的紫外线发散作为一个自然的后果,在修改后的泊松方程的非线性。重整化单圈物质功率谱可以用来检验修正的引力理论。
2022-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Demagnifying gravitational lenses as probes of dark matter structures and nonminimal couplings to gravity
Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(李政道研究所 & 上海交通大学物理与天文学院)
研究非最小引力耦合如何产生负引力势曲率区域,通过消磁效应探测暗物质结构并区分引力耦合与其他宇宙模型。
2026-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified gravity, gravitational waves and the large-scale structure of the Universe: A brief report
这份简短报告的目的是总结一些关键结果,这些结果是基于我们以前在宇宙中大尺度引力模型独立测试的工作,它们与引力波性质的联系,以及最近测量的张量速度对暗能量引力模型一般家族现象学的影响。
2018-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The physical foundations for the geometric structure of relativistic theories of gravitation. From General Relativity to Extended Theories of Gravity through Ehlers-Pirani-Schild approach
本文用所谓的Ehlers-Pirani-Schild形式主义批判地讨论了相对论引力理论几何结构的物理基础。这种方法提供了一个自然的解释,显示如何将它们与广义相对论和一个大类的引力扩展理论。特别是,我们表明,在这样的形式主义,测地线和因果结构的时空可以安全地解开允许正确的分析,鉴于观察和实验。作为特殊情况,我们考虑f(R)引力的情况。
2012-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Machine Learning and Structure Formation in Modified Gravity
本研究利用N体模拟数据训练随机森林分类器,检验球对称坍缩近似在ΛCDM及f(R)、nDGP等屏蔽修改引力中的适用性,对比不同引力下学习模型的差异并验证ΛCDM模型的泛化能力。
2023-11-07 astro-ph.CO gr-qc physics.data-an
Holographic complexity and the Hubble tension: a quantum gravity portrayal for the large scale structure of the cosmos
本文提出通过量子引力视角,将哈勃常数与全息复杂度联系起来,以解决哈勃张力问题。
2025-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Domain wall solution in $F(R)$ gravity and variation of the fine structure constant
我们构造了$F(R)$引力下的畴壁解。我们在标量场理论中重建了静态畴壁解。我们还重建了一个显式的$F(R)$重力模型,其中可以实现静态畴壁解。此外,我们还证明了在$F(R)$引力的框架下,可能存在一个有效的(引力)畴壁。此外,还证明了在$F(R)$引力中电磁场理论的对数非最小引力耦合可能产生随曲率减小而增大的精细结构常数的时变,并且这种模型将被类星体吸收线对精细结构常数时变的约束所排除.我们还提出了宇宙学的后果耦合的电磁场的标量场以及标量曲率和讨论的精细结构常数的变化和破坏的共形不变性的电磁场之间的关系。
2012-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlocal Gravity and Structure in the Universe
观测到的宇宙加速可以通过修正广义相对论来解释。其中一个尝试是Deser和Woodard的非定域模型。在这里,我们使用普朗克卫星的结果来修正背景宇宙学,并检查非定域引力对宇宙结构演化的预测,用三个测试来面对模型:引力透镜,红移空间扭曲和引力估计$E_G$。目前的数据更倾向于广义相对论(GR)而不是非定域引力:用普朗克的最佳拟合参数来修正原始宇宙学,导致弱透镜效应的结果,GR的结果为5.9 sigma;红移空间畸变测量的增长率为7.8 sigma;而$E_G$的单一测量结果为GR的结果,但不到1 sigma。即使允许参数在普朗克极限内变化,其重要性仍然存在。更大的教训是,与广义相对论相比,一个成功的修正引力模型可能必须抑制结构的增长。
2013-10-16 astro-ph.CO
Kurtosis consistency relation in large-scale structure as a probe of gravity theories
本文基于物质密度涨落构建峰度一致性关系,推导出DHOST理论框架下两个独立的一致性关系,为约束和检验修正引力理论提供了新探针。
2024-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bayesian analysis of the dynamic cosmic web in the SDSS galaxy survey
最近应用贝叶斯算法BORG的斯隆数字巡天(SDSS)的主要样本星系的物理推断所观察到的大尺度结构的形成历史,从它的起源到现在的时代。在这项工作中,我们使用这些推论作为输入的详细概率宇宙网类型的分析。为此,我们使用快速的、完全非线性的引力模型来生成大尺度结构的大量数据约束实现。然后,我们进行了动态分类的宇宙网络分为四个不同的组成部分(空隙,片,丝,和集群)的基础上的潮汐场。我们的推理框架自动和自我一致地传播典型的观察不确定性的网络类型的分类。因此,这项研究产生了准确的宇宙学分类的大尺度结构元素的SDSS卷。通过提供这些结构图的历史,该方法允许分析初始密度场中存在的宇宙网的早期痕迹的起源和生长,以及不同结构的体积和质量填充分数等全球量的演变。对于网络型分类的问题,在这项工作中所描述的结果构成了理论和观测之间的第一个连接,在非线性尺度,包括结构形成的物理模型和证明能力的不确定性量化。宇宙学和使用真实数据的信息论之间的联系也自然地出现在我们的概率方法中。我们的研究结果构成了定量的计时宇宙学的复杂的网络状图案所观察到的星系分布。
2015-06-22 astro-ph.CO
Stability of cosmic structures in scalar-tensor theories of gravity
本文研究了一个以两个自由参数为特征的标量-张量引力理论的具体模型,并将它的预言与来自超新星、太阳系实验以及宇宙结构稳定性的观测数据和约束条件进行了比较。首先,在背景水平下获得精确的解析解。然后使用该解计算转弯半径的表达式。最后,我们以图形方式显示当前数据和限制如何限制模型的参数。
2018-01-10 astro-ph.CO