Growth factor and galaxy bias from future redshift surveys: a study on parametrizations
在不久的将来,许多实验将通过对物质扰动线性增长的影响来测试暗能量。在本文中,我们讨论了未来的大规模红移调查可以把三个不同的参数化的线性增长因子的约束,以及这些约束将如何帮助排除不同类别的暗能量和修改后的重力模型。我们表明,尺度无关的偏差可以估计到百分之几的红移切片结合红移失真与功率谱幅度,而不需要一个外部估计。我们发现对于每个$Δz=0.2$红移切片,增长率可以被限制在2-4%之内,而状态方程$w$和指数$γ$可以同时估计到0.02之内。我们还发现,暗能量和暗物质之间的常数无量纲耦合可以被限制为小于0.14。
2011-01-12 astro-ph.CO
Black hole photon ring beyond General Relativity: an integrable parametrization
Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics(阿诺德·索末菲理论物理中心);Munich Center for Quantum Sciences and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心);Université de Lyon, ENS de Lyon, Laboratoire de Physique, CNRS UMR 5672(里昂大学,巴黎高等师范学院里昂分校,物理实验室,法国国家科学研究中心);LUX, CNRS UMR 8262, Observatoire de Paris - PSL, Sorbonne Université Paris(卢克瑟姆天文台,法国国家科学研究中心,巴黎天文台-巴黎文理研究大学,索邦巴黎大学);Laboratoire de Mathématiques de Bretagne Atlantique, CNRS UMR 6205, Université de Bretagne Occidental(布列塔尼大西洋数学实验室,法国国家科学研究中心,布列塔尼西部大学)
本文研究了在非 Kerr 几何下黑洞光环的形状,提出了一种可积分的参数化方法,揭示了光环拟合函数的高退化性,指出需独立测量质量和自转参数以检验 Kerr 假设。
2025-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tension and constraints on modified gravity parametrizations of $G_{\textrm{eff}}(z)$ from growth rate and Planck data
我们构建了一个更新和扩展汇编的增长率数据组成的34个点,包括模型依赖性的校正。为了最大限度地提高数据点的独立性,我们还构建了一个由18个数据点组成的汇编子样本(“黄金”增长数据集)。我们测试了这个数据集的一致性与最佳拟合普朗克15/ $Λ$ CDM参数的背景下,广义相对论(GR)使用的演化方程的生长因子$δ(a)$与$w$ CDM。我们发现在$\sim 3 σ$水平之间的最佳拟合参数$w$(暗能量状态方程),$Ω_{0m}$(物质密度参数)和$σ_8$(尺度$8h^{-1}$ Mpc上的物质功率谱归一化)和相应的普朗克15/ $Λ$ CDM参数的张力。我们表明,张力消失,如果我们允许有效的牛顿常数的演变,参数化为$G_{eff}(a)/G_N = 1 + g_a(1-a)^n-g_a(1-a)^{2n}$与$n\ge2$其中$g_a$,$n$是模型的参数,$a$是比例因子和$z = 1/a-1$是红移。该参数化满足三个标准:a. $G_{eff} > 0$,b.与大爆炸核合成($G_{eff}(a\ll 1)/G_N=1$)的一致性,c。与太阳能系统测试($G_{eff}(a=1)/G_N=1$和$G_{eff}'(a=1)/G_N=0$)一致。我们表明,从增长数据得到的最佳拟合形式的$G_{eff}(z)$对应于减弱重力在最近的红移($z$的递减函数),我们证明了这种行为是不符合…
2017-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
How to optimally parametrize deviations from General Relativity in the evolution of cosmological perturbations
下一代弱透镜巡天将通过一系列的时期追踪大尺度扰动的增长,为在宇宙尺度上检验广义相对论(GR)提供了机会。我们详细回顾了MGCAMB中使用的参数化来描述替代引力理论和广义暗能量模型中预期的修改后的增长。我们强调了它的优势并研究了几个理论方面。特别是,我们表明,同一组方程可以始终使用超地平线和地平线下的线性尺度。我们还强调数据的敏感性,规模依赖的功能的增长模式,并建议使用主成分分析收敛到一个实际的参数集,这是最有可能检测偏离GR。与其他参数化的连接也进行了讨论。
2011-06-13 astro-ph.CO
Growth of perturbations in dark energy parametrization scenarios
本文通过考虑暗能量扰动的可能性,研究了线性区域中暗物质扰动的演化。为了做到这一点,两个流行的参数化,CPL和BA具有相同的自由参数和不同的红移依赖已被考虑。我们整合完整的相对论方程,以获得集群和CPL和BA暗能量的光滑版本的物质波动的增长。当$w<-1$($w>-1$)时,在光滑情况下的生长速率大于(小于)$Λ$ CDM,但是当$w>-1$($w<-1$)时,暗能量聚类给出更大(更小)的生长指数。我们测量相对于一致性$Λ$ CDM的增长率的相对差异,并研究它如何根据自由参数而变化。此外,发现光滑CPL和BA之间的增长率差异可以忽略不计,小于$0.5\%$,而对于聚类情况,差异是相当大的,可能高达2 $\%$。最后,使用最新的几何和增长率观测数据,我们进行了总体似然分析,并表明CPL和BA参数化的平滑和聚类情况与观测结果一致。特别是,我们发现的暗能量FoM $\sim70$的BA和$\sim30$的CPL表明BA模型的约束相对优于CPL之一。
2018-04-26 astro-ph.CO
Parameterized Parity Violation in Gravitational Wave Propagation
提出一种研究引力波传播中宇称破坏的广义参数化方案,推导其与参数化后爱因斯坦形式的双向映射,并将现有观测约束转化为对新宇称破坏参数的限制。
2023-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measuring growth index in a universe with massive neutrinos: A revisit of the general relativity test with the latest observations
本文通过测量含有大量(无菌/活性)中微子的宇宙中的增长指数$γ$,对广义相对论(GR)进行了一致性检验。我们采用红移空间畸变测量来进行分析。为了约束其他宇宙学参数,我们还使用了其他宇宙学测量,包括普朗克2015年宇宙微波背景温度和偏振数据,重子声学振荡数据,Ia型超新星JLA数据,弱透镜星系剪切数据和普朗克2015年透镜数据。在含有大量无菌中微子的宇宙中,我们得到了$γ=0.624^{+0.055}_{-0.050}$,与GR预言的$γ=0.55$在1.48 $σ$水平上的张力,表明考虑无菌中微子仍然不能使$γ$的真实测量与GR预言很好地一致。在有大量活动中微子的宇宙中,我们得到了正能级情况下的$γ=0.663\pm0.045$,简并能级情况下的$γ=0.661^{+0.044}_{-0.050}$和反能级情况下的$γ=0.668^{+0.045}_{-0.051}$,它们与GR的张力都在2 $σ$能级以上.我们发现,考虑大质量活动中微子(无论考虑何种质量等级)几乎不影响增长指数$γ$的测量。
2018-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simultaneous constraints on bias, normalization and growth index through power spectrum measurements
本文指出,红移巡天可以在不需要外部信息的情况下,通过对星系生长率采用一种简单而普遍的参数化方法,即众所周知的γ参数化方法,并在至少两个不同的红移处测量功率谱,来打破星系偏置、功率谱归一化σ_{8,0}和生长因子之间的简并性。我们发现,在下一代的观测中,如欧几里得观测,σ 8,0}和γ分别可以测量到1%和5%以内,而在14个等宽红移区间(0.7<=z<=2)中,偏差b(z)可以测量到1-2%以内。
2012-10-08 astro-ph.CO
A null test to probe the scale-dependence of the growth of structure as a test of General Relativity
下一代宇宙学调查的主要科学驱动力是理解暗能量,这依赖于在最大尺度上测试广义相对论。一旦我们超越了对暗能量的宇宙学常数的最简单解释,可能的理论空间变得既广阔又极难计算现实的观测值。然而,宇宙学常数的一个关键假设是,结构的增长在大尺度上是尺度不变的。通过仔细加权来自星系的分布和偶极图案在其表观大小的观测值,我们构建了一个零测试的任何模型的重力或暗能量的增长是规模无关的。它只依赖于很少的宇宙学假设,并且不需要任何结构增长的模型。我们表明,与调查,如DESI的规模依赖的顺序为10- 20%,可以检测到在3西格玛与零测试,这将下降2倍的调查,如平方公里阵列。我们还表明,零测试是非常不敏感的其他宇宙学参数,包括大质量中微子和尺度依赖的偏见,使这一关键的零测试暗能量的典型不确定性。
2020-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Parametrizations for tests of gravity
随着高质量天文学和宇宙学数据的日益丰富,以及在原则上可以想象的与广义相对论的多方面背离,统一引力模型并涵盖广泛的长度尺度和各种观测探测器的广义参数化框架的发展一直是对深入研究的一种刺激。本文综述了为此目的而设计的一些形式主义,包括宇宙学的大尺度和小尺度结构,天文学的静态弱场区以及引力波的发射和传播效应。这包括线性和非线性参数化后弗里德曼框架,有效场论方法,参数化后牛顿展开,参数化后爱因斯坦形式主义,以及一个激励合并振铃波形模型等。不同的形式主义之间的联系被强调,他们已经建立,并提供了一个简短的前景,为一个统一的全球框架的重力和暗区模型测试的一般步骤。
2019-08-21 astro-ph.CO gr-qc
Phantom crossing from the Standard Model and General Relativity
Tsung-Dao Lee Institute(致伦研究所);School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences (HIAS-UCAS)(中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院);Department of Astronomy, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理科学学院天文学系);CAS Key Laboratory for Research in Galaxies and Cosmology, School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China(中国科学院大学天文与空间科学学院星系与宇宙学重点实验室);Department of Physics & Center for Astronomy and Astrophysics, Fudan University(复旦大学物理系暨天文与天文物理中心);Laboratori Nazionali di Frascati INFN(INFN弗拉斯卡蒂国家实验室)
基于DESI等观测对非标准暗能量模型的兴趣,提出利用费米子凝聚和广义相对论要素实现低红移幻态穿越,依赖暗能量与反作用相互作用,理论模型与多数据集数据分析一致,给出相关参数值。
2026-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Observed Growth of Massive Galaxy Clusters III: Testing General Relativity on Cosmological Scales
这是一系列论文中的第三篇,在这些论文中,我们利用观测到的大质量X射线通量选择的星系团的增长,推导出宇宙学参数和X射线标度关系的同时约束。我们的数据集由238个来自ROSAT全天巡天的星团组成,并结合了使用钱德拉X射线天文台进行的广泛的后续观测。在这里,我们提出了改进的约束偏离广义相对论(GR)的宇宙尺度,使用的增长指数,伽玛,参数化的线性增长率的宇宙结构。使用Mantz等人(2009 a)的方法,我们同时自洽地模拟了X射线发光团簇的增长及其可观测质量的标度关系,考虑了测量偏差,参数简并和系统不确定性。我们结合气体质量分数,SNIa,BAO和CMB数据的集群增长数据。这种组合导致gamma和sigma_8之间的紧密相关性。与GR的一致性要求伽马值约为0.55。在自相似演化和标度关系中的常数散射的假设下,对于平坦LCDM模型,我们测量到gamma(sigma_8/0.8)^6.8=0.55+0.13-0.10,其中0.79<sigma_8<0.89。放松的假设的标度关系,通过引入两个额外的参数来模拟可能的演变的归一化和散射的光度-质量关系,我们得到一致的约束伽玛只有~20%弱于上述。允许的暗能量状态方程,w,采取任何恒定的值,我们同时限制的增长和膨胀的历史,并没有发现任何证据偏离GR或LCDM。我们的研究结果代表了迄今为止宇宙学尺度上GR的最强大的一致性检验。(节录)
2010-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Growth factor in f(T) gravity
导出了$f(T)$引力场中物质过密扰动的增长因子演化方程。例如,我们研究了它在小红移处的幂律模型中的行为,并将其与爱因斯坦广义相对论框架下用相同状态方程对$Λ$ CDM和暗能量的预测进行了比较。我们发现,由于引力有效减弱,如果$\p f/\p T>0$,则$f(T)$引力中的扰动比爱因斯坦广义相对论中的扰动增长得更慢。
2011-02-23 astro-ph.CO gr-qc
A Strong Cosmologically Coupled Mass Growth Solution in Linearized General Relativity
Arizona State University(亚利桑那州立大学);University of Hawai‘i at Mānoa(夏威夷大学马诺阿分校);University of Trento(特伦托大学);Trento Institute for Fundamental Physics and Applications TIFPA-INFN(特伦托基础物理与应用研究所);Rutgers University(罗格斯大学)
该研究在线性广义相对论中构造了一个质量随宇宙膨胀按$a^\kappa$增长的黑洞解,其中$\kappa=3$时出现能量化真空云,为宇宙学耦合黑洞解释加速膨胀提供了可观测检验的新途径。
2026-10-01 astro-ph.CO gr-qc
A parametrization of the growth index of matter perturbations in various Dark Energy models and observational prospects using a Euclid-like survey
我们提供了精确的解决方案,在一个均匀的FLRW宇宙的真空能量,可以由一个常数状态方程参数$w$和一个非常准确的近似Anglomerate $w(a)=w_0+w_a(1-a)$的宇宙学物质微扰方程。我们计算的增长指数$γ=\log f(a)/\log\Om_m(a)$,其红移的依赖性,使用勒让德多项式的精确和近似的解决方案,并表明它可以参数化为$γ(a)=γ_0+γ_a(1-a)$在大多数情况下。然后,我们比较了四种不同类型的暗能量(DE)模型:$wΛ$ CDM,DGP,$f(R)$和LTB-大空洞模型,它们在$z\gsim1$有非常不同的行为。这使我们能够研究的可能性,以区分不同的DE替代品使用广泛和深入的调查,如欧几里得,这将测量光度和光谱红移数亿星系高达红移$z\simeq 2$。我们做了一个Fisher矩阵分析的前景,区分不同的DE模型的增长指数,作为一个给定的函数的红移或主成分分析,与一个类似欧几里得调查的每个红移箱的值。我们使用星系$P(k)$的完整和边缘化的功率谱和弱透镜(WL)功率谱作为观测量。我们发现,使用$P(k)$,在$(w_0, w_a)$中可以达到(2%,5%)的误差,在$(γ_0, γ_a)$中可以达到(4%,12%)的误差,而使用WL,我们得到的误差至少是其两倍大。这些估计使我们能够很容易地区分DGP、$f(R)$模型和$Λ$ CDM,而仅使用增长指数…
2011-09-29 astro-ph.CO
Probing deviations from General Relativity with the Euclid spectroscopic survey
我们讨论了计划中的欧几里德任务的能力,以检测偏离广义相对论使用其广泛的红移调查超过50万个星系。重力理论上的约束被放置在z=0.7和z=2之间的14个红移仓内测量结构的增长率。的增长率是从红移空间的扭曲,即由相干奇特的运动引起的聚类模式的各向异性测量。这是在欧几里得光谱巡天的整体背景下进行的,它将同时测量宇宙的膨胀历史,使用功率谱及其重子特征作为标准标尺,解释膨胀和增长参数的相对简并性。用fσ_8表示的不同红移区间的增长率的预期误差在1.3%~ 4.4%之间。我们讨论的调查配置的优化和调查的增长参数化和假设的宇宙学模型的重要依赖。我们展示了如何一个特定的参数化实际上可以驱动设计对人为限制区域的参数空间。最后,在流行的“γ参数化”的框架下,我们表明,如果生长指数与GR值γ=0.55相差至少\sim 0.13,那么仅欧几里得光谱测量就已经能够提供实质性的证据(用贝叶斯术语)。这将与欧几里德弱透镜调查提供的可比推理能力相结合,导致欧几里德的独特能力,提供一个决定性的测试修改引力。
2012-05-28 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological singularities in interacting dark energy models with an $ω(q)$ parametrization
未来的奇点中产生的一个家庭的模型为扩大宇宙,其特征在于共享一个方便的参数化的能量预算方面的减速参数,进行了分类。在许多宇宙学场景中,特别是在存在粘性或非引力相互作用的情况下,已知未来奇点会出现,最后一种已知能够抑制或只是在某些情况下改变宇宙学奇点的类型。在这里,一个家庭的模型与参数化的能量预算的减速参数进行了研究,在高斯过程中使用重建的数据从$40$ -值$H(z)$数据集。最后,从这些平滑的$H(z)$数据中构建了暗能量和暗物质之间可能的非引力相互作用的形式。利用相空间分析,它表明,一个非相互作用的模型与暗能量$ω_\mathrm{de} = ω_{0} + ω_{1}q$($q$是减速参数)可能会演变后,从一个物质主导的不稳定状态,到德西特宇宙(解决方案实际上是一个稳定的节点)。此外,对于具有相互作用项$Q = 3 H b ρ_\mathrm{dm}$($b$为参数,$H$为哈勃常数)的模型,得到了三个稳定的临界点,这可能具有重要的天体物理意义.此外,本文的一部分是专门的一般性讨论的有限时间的未来奇点从直接数值积分的场方程,因为它们出现在许多宇宙学的情况下,并可能是有用的未来扩展研究的模型在这里介绍。新模型的数值解,产生有限时间未来的I型或III型奇点,或$ω$ -奇点,提供广义相对论描述的背景动力学。
2018-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The impact of dark energy perturbations on the growth index
我们发现,在集群暗能量模型的线性物质扰动,$γ$的增长指数,可以远远低于$Λ$ CDM或光滑的精粹模型,并提出了一个强烈的变化与红移。我们发现,如果暗能量状态方程在低红移处有一个大的和快速的衰减,则暗能量扰动对$γ$的影响会增强。我们研究了具有这些特征的四种不同的模型,并表明我们可能在$0<z<3$上具有$0.33<γ\left(z\right)<0.48$。我们还表明,恒定的$γ$参数化的增长率,$f=d\lnδ_{m}/d\ln a=Ω_{m}^γ$,是百分之几的不准确,这样的模型和红移依赖的参数化$γ$可以提供约四倍更准确的适合$f$。我们讨论了增长指数的鲁棒性,以区分广义相对论与聚类暗能量和修改后的重力模型,发现一些$f\left(R\right)$和聚类暗能量模型可以呈现类似的值为$γ$。
2014-07-07 astro-ph.CO
The WiggleZ Dark Energy Survey: constraining the evolution of Newton's constant using the growth rate of structure
我们使用WiggleZ暗能量调查在红移范围$0.1 < z < 0.9$测量的大尺度结构的增长率来约束牛顿常数的演化。我们以两种方式使用这些数据。首先,我们约束宇宙的物质密度,$\omms$(假设广义相对论),并使用它来构建一个诊断,以检测一个不断发展的牛顿常数的存在。其次,我们直接测量牛顿常数$\Geff$的演化,它出现在修正的引力理论中,而不假设广义相对论是真的。这些方法的新颖之处在于,与其他方法相反,它们不需要宇宙膨胀历史的知识,$H(z)$,使它们成为独立于模型的测试。假设牛顿常数的二阶导数正像大爆炸核合成的约束所暗示的那样缓慢地演化,我们对牛顿常数的二阶导数的约束是使用WiggleZ数据的$\ddotGeff(t_0)=-1.19\pm 0.95\cdot 10^{-20}h^2 \textrm{yr}^{-2}$,其中$h$是通过$H_0=100 h km s^{-1}Mpc^{-1}$定义的,而使用WiggleZ和斯隆数字巡天亮红星系(SDSS LRG)数据的约束是$\ddotGeff(t_0)=-3.6\pm 6.8\cdot 10^{-21}h^2 \rm{yr}^{-2}$,两者都符合广义相对论。最后,我们使用WiggleZ数据的均方根质量波动$σ_8$的约束是$σ_8=0.75 \pm 0.08$,而使用WiggleZ和SDSS LRG数据$σ_8=0.77 …
2011-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational constraints on viable f(R) parametrizations with geometrical and dynamical probes
我们证明了广泛的可行的f(R)参数化(包括胡和Sawicki和Starobinsky模型)可以表示为偏离LCDM拉格朗日的扰动。我们约束的偏差参数b使用几何和动力学观测探头的组合。特别是,我们进行了联合可能性分析最近的超新星Ia型数据,宇宙微波背景移动参数,重子声振荡和增长率数据提供的各种星系调查。该分析为以下参数提供了约束:物质密度Omega_{m0}、与LCDM参数b的偏差和生长指数gamma(z)。我们以三种方式参数化增长指数gamma(z)(常数,z=0附近的泰勒展开,以及比例因子附近的泰勒展开)。我们指出,数值求解广义f(R)弗里德曼方程在高红移的困难,由于刚度的常微分方程。我们通过构造一个有效的解析摄动方法来解决这个问题。我们证明,这种方法是高度准确的,通过比较得到的哈勃参数的解析表达式,在低和中等红移的数值解。令人惊讶的是,尽管它的微扰性质,该方法的准确性仍然存在,甚至对于O(1)的b值。
2013-07-02 astro-ph.CO
Oscillon formation during inflationary preheating with general relativity
本研究通过广义相对论场论模拟发现,暴胀预热期引力会促进密度扰动坍缩形成致密类振荡子恒星,但若无初始涨落额外增强,这类天体难以形成原初黑洞。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The reason peculiar velocities grow faster in general relativity than in Newtonian gravity
Universidad de Santiago de Chile(智利圣地亚哥大学);Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文通过比较牛顿和相对论处理,指出本征通量的引力贡献导致广义相对论中本征速度场线性增长更快,并展示了如何通过修改泊松方程从牛顿框架恢复相对论增长率。
2026-05-27 astro-ph.CO gr-qc
An analytic calculation of the growth index for $f(R)$ dark energy model
推导了$f(R)$暗能量模型的增长指数解析公式,其中修正引力(MG)对物质密度扰动$δ_m$增长的影响被编码在MG中的有效牛顿耦合常数$G_{\rm eff}$(或等价于$g\equiv {G_{\rm eff}/ G}$)中.在此基础上,我们提出通过比较观测到的增长率$f_g\equiv d\lnδ_m/d\ln a$和广义相对论对$f_g$的预测,可以直接计算出参数$g$。
2014-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chaos in self-gravitating many-body systems: Lyapunov time dependence of $N$ and the influence of general relativity
在自引力$N$ -物体系统中,在开始时引入的小扰动,或由数值积分器产生的或由于计算机精度有限而产生的无穷小误差,随时间呈指数增长。对于牛顿的引力,我们确认早期的结果,对于相对均匀的系统,这种增长率每交叉时间增加与$N$高达$N \sim 30$,但对于较大的系统,增长率有一个较弱的缩放与$N$。然而,对于集中式系统,指数增长的速率继续随着$N$而扩展。在相对论性自引力系统中,增长率几乎与$N$无关。然而,只有当系统的平均速度接近光速的三个数量级时,这种效应才是明显的。在Einstein-Infeld-Hoffmann运动方程中,通常采用只考虑相互作用项的近似方法,与考虑相互作用项(或交叉项)的近似方法相比,多体系统的混沌行为有着本质的不同.这一结果为进一步研究广义相对论对轨道混沌的微观效应以及高阶交叉项对Einstein-Infeld-Hoffmann运动方程泰勒级数展开的影响提供了有力的动力。
2021-11-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Effects of Dark Energy Perturbations on Cosmological Tests of General Relativity
区分暗能量(DE)和引力修正的宇宙学测试是获得宇宙加速起源线索的一条有希望的途径。我们在这里研究这些测试的鲁棒性DE密度,速度和各向异性应力扰动的存在。我们发现,在增长指数参数的分散仍然足够小,以区分极端情况下的DE模型和一些常用的修改重力模型。作为一个额外的测试,在极端情况下的DE模型与扰动的红移相关的增长指数的斜率参数的符号被发现是不一致的。接下来,我们研究了DE微扰对进入微扰爱因斯坦方程的修正生长(MG)参数的影响。我们发现,虽然暗能量扰动影响的MG参数,偏差仍然小于那些由于修改后的重力模型。此外,由于非零有效声速的DE扰动而产生的偏差发生在与某些修改的重力模型(如$f(R)$模型)所产生的偏差完全不同的尺度范围内。在各向异性应力为零的修正引力模型的情况下,同时确定有效暗能量状态方程和MG参数可以提供这些模型和DE之间的区别。发现生长指数检验对这些扰动最稳健。在某些情况下,修正重力的MG参数的尺度依赖性构成了一个明确的判别,无论任何DE扰动。总之,我们发现,目前提出的宇宙学测试,以区分DE和修改的重力是强大的DE扰动,即使在极端情况下。这是肯定的情况下,即使是DE模型与DE状态方程,远远超出了目前的宇宙学约束。
2013-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
ISiTGR: Testing deviations from GR at cosmological scales including dynamical dark energy, massive neutrinos, functional or binned parametrizations, and spatial curvature
介绍了一个新版本的集成软件测试广义相对论(ISiTGR),它是一个补丁的软件CAMB和CosmoMC。ISiTGR旨在使用宇宙学数据集在宇宙学尺度上测试与GR的偏差。在这样做的同时,它允许对标准平面$Λ$ CDM模型进行各种扩展。在这个新版本中,我们支持以下内容:1)具有常数或时间依赖状态方程的动力学暗能量参数化; 2)在整个完整形式体系中一致实现各向异性剪切来模拟大质量中微子; 3)修改的生长(MG)参数的多种常用参数化; 4)所有MG参数的函数,分箱和混合时间和尺度依赖性; 5)空间平坦或弯曲的背景。ISiTGR的目的是让宇宙学分析充分利用正在进行的和未来的调查,同时或单独测试各种扩展到标准模型。我们在这里描述的形式主义及其实施的CMB代码,集成的萨克斯-沃尔夫(ISW)的效果,和3x 2点统计。接下来,我们将ISiTGR应用于来自普朗克-2018,普朗克-2015,暗能量调查YR 1发布的当前数据集,重子声振荡(BAO),来自BOSS数据发布12的红移空间畸变(BAO/RSD),6DF星系调查和SDSS数据发布7主要星系样本,以及来自万神殿汇编,联合SNLS/SDSS数据分析和哈勃太空望远镜的超新星。我们推导出上述五个特征的各种组合对MG参数的约束,发现GR在所有情况下都与当前数据集一致。该代码可在\url{https://github.com/mishakb/ISiTGR}…
2019-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological peculiar velocities in general relativity
Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院);University of the Western Cape(西开普敦大学);National Institute for Theoretical & Computational Sciences(理论与计算科学国家研究所)
本文重新审视了在1+3协变方法中晚期时间银河系异常速度的演化,指出协变方法并不比标准度量方法预测更强的异常速度增长,且错误源于对协变系统的不一致处理。
2026-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity with Current Cosmological Data
对广义相对论的偏离,例如可能导致宇宙加速的偏离,将影响大尺度结构的生长和光被该结构偏转。我们澄清了文献中出现的几种不同的模型无关的偏离广义相对论的方法之间的关系,设计了一个翻译表。我们研究目前的限制,这种偏差,使用弱引力透镜数据的CFHTLS和COSMOS调查,宇宙微波背景辐射数据的WMAP 5,和超新星距离数据的Union 2。马尔可夫链蒙特卡罗似然分析的参数在不同的红移范围内产生的一致性与广义相对论在95%的置信水平。
2010-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Physical vs phantom dark energy after DESI: thawing quintessence in a curved background
本研究发现,具有非零宇宙曲率的融化型 quintessence 模型能像平坦背景下的 $w_0, w_a$ 参数化一样拟合 DESI 等近期数据,揭示了数据并未强制要求幽灵穿越,该现象仅是参数化导致的人为产物。
2025-06-12 astro-ph.CO gr-qc
Can observational growth rate data favour the clustering dark energy models?
在通常使用的假设下,成团的对象可以很好地描述了一个球形的顶帽物质密度轮廓,我们调查的宇宙增长指数的演变在集群暗能量(CDE)的情况下,在亚视界尺度。我们发现,生长指数$γ(z)$的演变强烈依赖于状态方程(EoS)参数和暗能量(DE)组件的聚类属性。执行一个$χ^2$分析,我们发现,CDE模型有一个更好的适合观测的增长率数据点的一致性$Λ$ CDM模型。最后,我们确定$γ(z)$使用指数参数化,并证明在CDE模型的增长指数与宇宙红移呈现出很大的变化。特别地,它小于(大于)最近(目前)$Λ$ CDM模型$γ_Λ\simeq0.55$的理论值。
2014-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Growth Diagnostics for Dark Energy models and EUCLID forecast
在这项工作中,我们引入了一组新的参数$(r_{g}, s_{g})$涉及的线性增长的物质扰动,可以区分和约束不同的暗能量模型非常有效。有趣的是,对于$Λ$ CDM模型,这些参数在所有红移处均采用精确值$(1,1)$,而对于与$Λ$ CDM不同的模型,它们在$(r_{g}, s_{g})$相平面中遵循不同的轨迹。通过考虑参数化的暗能量状态方程($w$)和线性增长率($f_{g}$),我们表明,不同的暗能量行为与类似的线性密度对比度的演变,可以产生可区分的轨迹在$(r_{g}, s_{g})$相平面。此外,人们可以使用未来的测量(如EUCLID)对这些相平面进行严格的限制,从而排除某些暗能量行为。
2013-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Square-Root parametrization of dark energy in $f(Q)$ cosmology
本文在 $f(Q)$ 引力框架下提出暗能量状态方程的平方根参数化形式,并利用哈勃和超新星数据约束模型参数,发现其支持当前宇宙加速膨胀且暗能量呈精质性质。
2023-10-31 astro-ph.CO
Implications of a high growth index on the variation of $G$
Universidade Federal do Rio Grande do Norte(北里奥格兰德联邦大学)
研究高增长率指数γ=0.063±0.025是否可通过时间变化的牛顿常数G_N解释,采用现象学方法分析有效引力耦合G_eff的两种参数化模型,发现常数γ近似在一种参数化中准确,但另一种中存在系统误差,结果表明G_eff < G_N在加速膨胀期,导致宇宙结构增长抑制。
2026-03-28 astro-ph.CO
Geometric and growth rate tests of General Relativity with recovered linear cosmological perturbations
我调查了VIMOS公开河外红移巡天v7星系样本与广义相对论(GR)和普朗克(2015)宇宙学预测的膨胀历史和线性增长率的一致性。为此,我测量的红移空间的功率谱,这是各向异性的,由于红移空间失真(RSD)和Alcock-Paczynski(AP)的效果。在第6章中,我设置了$f σ_8(0.76) = 0.44 \pm 0.04$和$f σ_8(1.05) = 0.28 \pm 0.08$的约束,它们在95%置信度下与GR保持一致。各向异性AP效应的边缘化使约束退化三倍,但允许同时约束$F_{AP} \equiv (1+z) D_A H/c$。在$(f σ_8, F_{AP})$上的VIPERS v7联合后验显示与GR没有令人信服的偏差。第7章研究了包含一个简单的密度变换:在RSD分析之前进行“裁剪”。这解决了非线性的根本原因,并可能扩展微扰理论的有效性。此外,这一显著的统计数据将放大屏蔽的修正重力模型的特征,并包括功率谱无法获得的信息。我表明,一个线性的实空间功率谱与凯泽因子和洛伦兹阻尼产生显着的偏差,而不削波,但这可能会被删除一个严格的阈值,观察到类似的行为的数据。不同阈值的$f σ_8$估计值高度相关,但这可以使用模拟获得。一个极大似然估计阈值的组合,实现了16%的统计误差减少相对于一个单一的阈值估计。到目前为止,结果令人鼓舞,但代表了一项正在进行的工作;最终分析将提交给天文学…
2016-10-26 astro-ph.CO
Extending the Gravitational Growth Framework
引力增长指数形式主义提供了一种独立于模型的方法,通过测试暗能量物理学来寻找与广义相对论的偏差,而不是它对宇宙膨胀历史的影响。在这里,我们扩展的方法,以纳入一个早期的时间参数g_star,除了在描述大尺度结构的增长指数。我们说明了它的效用模型与修改后的重力在高红移,早期加速,或早期暗能量。未来的数据将有能力同时约束暗能量状态方程、生长指数γ和g_star,而不会降低状态方程的确定性。
2009-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity at Cosmological Scales: Implementation and Parameter Correlations
在宇宙学尺度上检验广义相对论已经成为一种可能和及时的努力,这不仅是由于宇宙加速的紧迫问题,而且也是由于对广义相对论的某些扩展的提议,这些扩展将在大尺度的距离上表现出来。在这里,我们分析修改后的重力增长参数和一些核心的宇宙学参数之间的相关性,使用最新的宇宙学数据集,包括改进的宇宙演化巡天3D弱透镜。我们提供了参数化的修正生长方程及其演化。我们实现了已知的功能和分箱方法,并提出了一种新的混合方法来发展的红移(时间)和规模的修改后的重力参数。混合参数化结合了一个装箱红移的依赖性和平滑的尺度演变,避免了跳跃的物质功率谱。为了测试当前和未来数据与广义相对论的一致性而开发的形式主义在我们公开提供的软件包中实现,并称为ISiTGR(测试广义相对论的集成软件),用于公开可用的软件包CosmoMC和CAMB的一组集成的修改模块,包括Ho等人的综合Sachs-Wolfe-星系交叉相关模块的修改版本和改进的HST的新弱透镜似然模块,COSMOS弱透镜层析成像数据。我们得到了参数约束和相关系数,发现所有演化方法的修正重力参数与σ_8显著相关,与Ω_m轻度相关。在混合法和分箱法中,σ_8和修正重力参数之间的简并性对于函数形式和某些特定的分箱都是显著的,这表明在使用未来的高精度数据时需要考虑这些简并性。
2011-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity Using the Evolution of Linear Bias
我们在平坦FLRW时空框架下研究了线性偏置的宇宙演化。我们考虑牛顿规范的度量扰动,包括哈勃尺度效应。作出以下假设,(i)规模独立的电流历元的偏差$b_0$,(ii)示踪剂和物质之间的加速相等,(iii)不重要的晕合并的影响(这是相当准确的$z<3$),我们解析推导出的规模依赖的偏差演变。所确定的尺度依赖性仅是由于哈勃尺度演化GR效应,而忽略其他尺度依赖性贡献。我们发现,星系团尺度的度量的波动不引入一个显着的尺度依赖的线性偏置。我们的偏见演变模型,然后用于推导出的物质增长指数$γ$和示踪剂功率谱归一化$σ_8(z)$的可观察值之间的连接。我们展示了如何将这种联系作为银河系外尺度上广义相对论的观测检验。
2012-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Preference for Evolving Dark Energy from Cosmological Distance Measurements and Possible Signatures in the Growth Rate of Perturbations
本研究使用灵活的暗能量状态方程参数化,结合 DESI、Planck、DES 和 Pantheon+ 数据,发现演化暗能量相比 ΛCDM 有显著偏好,并指出 $fσ_8(z)$ 曲线变平缓可能是暗能量演化的独立特征。
2025-07-11 astro-ph.CO
Analytic study of the effect of dark energy-dark matter interaction on the growth of structures
大尺度结构已被证明是区分和约束暗能量模型的一个很有前途的宇宙探针。利用生长指数参数化,得到了能量动量交换与暗能量密度成正比的耦合暗能量模型中结构生长速率的解析表达式.我们发现,只要我们知道了耦合、暗能量状态方程、暗能量密度参数的当前值和暗物质涨落的当前平均振幅,就可以解析地确定$f σ_8$的演化.在通过相互作用模型中的连续性方程校正了与速度场对应的生长函数后,我们使用我们的分析结果将模型的预测与大尺度结构观测进行了比较。
2016-10-20 astro-ph.CO gr-qc
Viability of general relativity and modified gravity cosmologies using high-redshift cosmic probes
Observatório Nacional(国家天文台);Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学)
本研究通过高红移宇宙探针分析,发现F(Q)、非平坦ΛCDM和ωCDM模型在数据支持下表现良好,而F(R)模型被排除,ΛCDM仍是首选模型。
2025-12-04 astro-ph.CO
The Influence of Galaxy Formation Physics on Weak Lensing Tests of General Relativity
即将到来的项目,如DES,JDEM和LSST,旨在以前所未有的精度测量弱透镜剪切相关性。弱透镜观测量对距离-红移关系和宇宙结构的增长都很敏感。如果加速宇宙膨胀的原因是广义相对论(GR)中的暗能量,那么宇宙距离和结构增长都受暗能量的性质控制。因此,人们可以使用透镜检查这种一致性和测试GR。在回顾了这种测试的现象学之后,我们解决了这样一个程序的一个主要挑战。宇宙重子成分的演化是高度不确定的,并且可以影响透镜观测,表现为固定宇宙距离尺度的修改结构增长。使用两种方法,我们可以导致拒绝零假设的GR时,它是真正的理论,如果这种不确定性在重子过程被忽略。最近的模拟表明,我们可以纠正重子效应使用参数化模型,其中的晕质量浓度关系进行了修改。与统计不确定性相比,校正使偏差变小。我们研究未来的弱透镜调查的能力,以约束晕的内部结构和测试GR的零假设的同时。与从小尺度上消除信息以减轻对重子物理学的敏感性相比,这种内部校准程序应该提供对GR偏差的限制,这是几倍的限制。具体来说,我们发现,限制广义相对论的情况下,内部校准的退化只有~30%或更少的非线性结构的完美知识的情况下相比。
2009-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological tests of General Relativity: a principal component analysis
下一代弱透镜巡天将追踪从物质主导时代到今天的物质扰动和引力势的演变。随着对暗能量动力学的限制,他们将探索物质超密度、局部曲率和牛顿势之间的关系。我们用时间和尺度两个函数来解释LCDM模型中线性区域中这些关系的任何修改。我们执行主成分分析(PCA),以找到这些功能的本征模和本征值的调查,如DES和LSST。本文以Zhao et al.(2009)的PCA分析为基础,并在几个方面进行了显著扩展。特别是,我们认为在弱透镜调查中预期的一些系统性影响的影响。我们还提出了PCA的其他选择的两个功能需要参数化修改的线性尺度上的增长,并讨论他们的优点。我们分析了修正的增长函数和其他宇宙学参数之间的简并性,特别注意有效状态方程w(z)。最后,我们证明了PCA的效用作为一个有效的数据压缩阶段,使人们能够很容易地获得特定模型的参数约束,而无需从头开始重新计算Fisher矩阵。
2012-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Density Perturbation Growth in Teleparallel Cosmology
研究了具有非最小引力耦合的动力学标量场的遥平行暗能量模型中的宇宙学扰动。我们发现,传播的自由度是相同的精髓宇宙学,尽管变量的微扰维尔拜因场大于那些在度规理论。数值计算表明,在宇宙的各个尺度上,微扰的演化与广义相对论有明显的差异。我们还表明,在这些模型中的独特的跟踪器的演变过程中的引力相互作用增强。
2013-04-04 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Growth and Expansion Conjoined
膨胀历史和增长历史的宇宙学测量已经成熟,两者一起提供了对广义相对论的重要检验。我们认为他们的联合进化轨迹,这表明,在区分宇宙学相对于考虑他们单独或孤立的红移的优势。特别是,联合比较放松了形状退化,这使得$fσ_8(z)$曲线难以与整体增长幅度分开。联合方法进一步帮助可视化哪些红移范围的组合提供最清晰的区分。我们研究了标准的暗能量宇宙学,修正的引力,和“口吃”的增长,每一个都显示出不同的签名。
2016-10-17 astro-ph.CO
Testing General Relativity with Growth rate measurement from Sloan Digital Sky Survey III Baryon Oscillations Spectroscopic Survey galaxies
天文物体的测量红移($z$)是哈勃衰退、引力红移和特有速度的组合。由红移推断的星系视距受星系红移中特有的速度分量的影响,这在相关函数中被观察为各向异性。这种各向异性使我们能够测量物质的线性增长率($fσ_8$)。我们利用斯隆数字巡天III(SDSS III)重子振荡光谱巡天(BOSS)的CMASS样品在$z=0.57$测量了$fσ_8$。星系样本由690,826个大质量星系组成,红移范围为0.43-0.7,覆盖8498 deg $^2$。本文报道了利用卷积拉格朗日微扰理论(CLPT)和高斯流模型(GSRSD)对$fσ_8$和背景宇宙学参数的首次同时测量。当我们在所有其他宇宙学参数上边缘化的同时包括普朗克CMB似然时,我们在有效红移($\bar{z}=0.57$)处得到了$fσ_8=0.462\pm0.041$(9\%精度)的约束。我们还测量了$bσ_8=1.19\pm0.03$、$H(z=0.57)=89.2\pm3.6$ km s、$^{-1}$ Mpc、$^{-1}$和$D_A(z=0.57)=1401\pm23$ Mpc。我们的分析也提高了3倍的普朗克相比,只有测量($Ω_c h^2=0.1196 \pm 0.0031$)的约束$Ω_c h^2=0.1196\pm0.0009$。我们的结果与普朗克$Λ$ CDM-GR预测和所有其他CMASS测量结果一致,尽管我们的理论模型相当…
2015-09-16 astro-ph.CO
Gravitational redshift of galaxies in clusters as predicted by general relativity
宇宙学的理论框架主要是由引力定义的,其中广义相对论是当前的模型。最近在Λ冷暗物质(CDM)模型中对广义相对论的测试发现,宇宙网的增长率和聚集的预测与观测结果一致。广义相对论至今还没有在独立于ΛCDM模型假设的宇宙学尺度上得到检验。在这里,我们报告的观测引力红移的光来自星系团在99%的置信水平,档案数据的基础上。这个测量结果与广义相对论的预测一致,它的修正是为了解释宇宙加速而不需要暗能量(f(R)理论),但与旨在避免暗物质存在的替代模型不一致。
2011-09-29 astro-ph.CO
Parametrizing modified gravity for cosmological surveys
用宇宙学检验引力的挑战之一是,在扩展广义相对论时会有很大的自由度。对于线性微扰,一种解决方案是使用暗能量的有效场论(DE的EFT)。即使这样,理论空间也是用一些时间的自由函数来描述的。这需要减少到一个有限数量的参数是实际的宇宙学调查。我们在这篇文章中探讨如何简单的参数化,与少量的参数,可以适合从复杂的理论计算的观测值。强加线性扰动的稳定性明显缩小了我们探索的理论空间。我们发现,观测量是不是非常敏感的短时间尺度的变化,简单,光滑的参数化通常足以描述这个理论空间。使用贝叶斯信息准则,我们发现,使用两个参数为每个函数(振幅和幂律指数)是优于复杂的模型,我们的理论空间的86%。
2017-05-12 astro-ph.CO
The Clustering of Galaxies in the SDSS-III DR9 Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Testing Deviations from $Λ$ and General Relativity using anisotropic clustering of galaxies
我们使用Reid等人报道的重子振荡光谱巡天数据Release 9 CMASS样本中各向异性星系团的几何和生长的联合测量来约束暗能量特性和可能偏离广义相对论的情况。假设GR和从宇宙微波背景(CMB)的高红移的线性物质功率谱的先验,CMASS DR 9星系的各向异性集群单独约束$Ω_{\rm m} = 0.308 \pm 0.022$和$100Ω_{\rm k} = 5.9 \pm 4.8$的$w = -1$,或$w = -0.91 \pm 0.12$的$Ω_k = 0$。当与完整的CMB可能性相结合时,在具有恒定暗能量状态方程$w$(给出$w = -0.87 \pm 0.05$)的平坦CDM宇宙学中,将各向异性聚类测量添加到球平均BAO位置将对暗能量的约束力增加了4倍。这个令人印象深刻的增益取决于我们的测量的增长的结构和Alcock-Paczynski效应,并没有实现边缘化时的幅度红移空间扭曲。结合CMB和Ia型超新星(SNeIa),我们发现$w = -1$的$Ω_{\rm m} = 0.281 \pm 0.014$和$1000Ω_{\rm k}=-9.2\pm5.0$,或$w_0 = -1.13 \pm 0.12$和$w_{\rm a}=0.65 \pm 0.36$假设$Ω_k = 0$。最后,当一个$Λ$ CDM背景扩展假设,我们估计的增长率与以前的增长测量相结合,提供了严格的约…
2012-12-14 astro-ph.CO
Isogrowth Cosmology (and How to Map the Universe)
虽然广义相对论将宇宙膨胀历史和大尺度结构的生长历史联系在一起,但在标准模型之外,它们可以有独立的行为。我们推导出具有相同的增长历史,但不同的膨胀历史,或其他偏差的宇宙学的表达式。这为等生长宇宙学提供了一个关系,但也突出了一般需要观测来测量每个生长,膨胀,重力和暗物质属性的历史。
2022-04-19 astro-ph.CO
Probing the matter and dark energy sources in a viable Big Rip model of the Universe
暗能量状态方程的Chevallier-Polarski-Linder(CPL)参数化在文献中经常被研究。在这项研究中,我们考虑基于宇宙时间的CPL参数化的状态方程参数的有效宇宙流体,填充结构的空间平坦和均匀的罗伯逊-沃克时空在广义相对论。该模型具有两个值得注意的特点:(1)它适合最新的$H(z)$和Union 2.1 SN Ia汇编的观测数据,与$Λ$ CDM模型的成功相匹配。(ii)它描述了宇宙从物质主导阶段到最近的加速阶段的演化,类似于$Λ$ CDM模型,但导致宇宙的大撕裂结束,与$Λ$ CDM模型中永恒的de Sitter膨胀相反。我们研究了模型中的物质和暗能量源,特别是导致宇宙大撕裂的动力学暗能量的行为。
2014-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Impact of inhomogeneous curvature on growth rate measurements from magnitude fluctuations
Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);The University of Chicago(芝加哥大学)
利用广义相对论数值模拟研究非均匀时空对星等涨落的影响,发现低红移下FLRW近似引起的增长速率系统偏差小于当前统计误差,但高红移数据需考虑引力透镜和非均匀曲率。
2026-06-18 astro-ph.CO
Can dark energy explain a high growth index?
本研究检验暗能量能否解释观测到的高增长指数γ,发现CPL参数化的平滑和聚集暗能量模型产生γ>0.6的概率极低,且用DESI数据约束背景时γ值无显著变化。
2025-09-08 astro-ph.CO
Cosmological constraints from large-scale structure growth rate measurements
我们编制了一个列表的$14$独立测量的大尺度结构增长率之间的红移$0.067 \leq z \leq 0.8$和使用这个恒定和时间演变的广义相对论暗能量宇宙学的模型参数的约束。假设引力是由广义相对论很好地模拟的,我们发现,增长率数据提供了限制性的宇宙学参数约束。结合Ia型超新星视星等与红移数据和哈勃参数测量,增长率数据与标准的空间平坦的$Λ$ CDM模型,以及温和的演变暗能量密度宇宙学模型是一致的。
2014-06-22 astro-ph.CO
Model-independent cosmological constraints from growth and expansion
从Ia型超新星的数据重建宇宙的膨胀历史,我们拟合的增长率测量,并把一些关键的宇宙学参数,即,$Ω_\mathrm{m},γ$,和$σ_8$模型无关的约束。这些限制与广义相对论框架内的一致性模型的限制是一致的,但目前的数据质量不足以排除修正的重力模型。添加的条件,暗能量密度应该是积极的,在所有的红移,独立于其状态方程,进一步限制的参数和有趣的支持一致性模型。
2018-05-09 astro-ph.CO