Roulettes: A weak lensing formalism for strong lensing - I. Overview
我们提出了一个新的视角对引力透镜。我们描述了一个新的扩展弱透镜形式主义能够描述强透镜图像。通过积分非线性测地偏差方程，弱透镜效应的放大矩阵被推广为一个独立的放大张量的总和。我们展示了如何通过一个通用的镜头扭曲的图像可以构建为一个“轮盘”，这是与放大张量的独立自旋模式的自然曲线的总和。即使对于在透镜的爱因斯坦半径附近或之内观察到的大光源，也可以构造高度失真的图像，其中剪切和会聚是大的。每个轮盘的振幅由透镜势的适当导数的和形成。因此，测量晶状体周围图像的这些单个轮盘提供了一种新的方式来重建强晶状体质量分布，而不需要晶状体模型。这种形式主义概括的收敛，剪切和弯曲的弱透镜到任意顺序，并提供了一个统一的桥梁之间的强，弱透镜制度。这篇综述论文附有一份更详细的论文II，arXiv：1603.04652
2016-07-26 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Lensing
引力透镜已经发展成为分析暗宇宙的最有力的工具之一。本文综述了引力透镜的基本理论、主要应用和迄今取得的代表性成果。它有两个部分。首先从测地偏差方程出发，导出了薄的和扩展的引力透镜方程。第二部分讨论和总结了恒星和行星、星系、星系团和大尺度结构的引力透镜效应。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of Fermat potentials in non-perturbative gravitational lensing
我们提出了一个框架，基于零面制定的广义相对论，讨论费马势的动力学引力透镜在一个通用的情况下，没有任何形式的近似。此外，我们推导了两个透镜方程：一个是厚的紧凑透镜的情况下，另一个是由引力波透镜。这些方程在原则上推广了天体物理学的透镜方案，通过删除薄透镜近似，同时保留弱场。
2002-05-03 astro-ph gr-qc
Weak and Strong Lensing Statistics
在简要介绍了引力透镜理论之后，将给出迄今为止所进行的引力透镜统计类型的粗略概述。然后，我将集中讨论星系-星系透镜效应的最新结果，这些结果表明，星系晕的范围比通过恒星和气体的旋转所能探测到的要大得多。
2001-08-15 astro-ph gr-qc
Beyond the detector horizon: Forecasting gravitational-wave strong lensing
当引力波经过大质量天体附近时，它们会被引力透镜化。透镜效应可以将它们分成多个波前，放大它们，或者在波上留下跳动的图案。在这里，我们专注于强透镜产生的多个图像。特别是，我们调查强透镜预测，透镜率，和透镜统计的作用，在强透镜搜索。总的来说，我们发现一个合理的率透镜检测双，三，四重图像在LIGO-处女座-KAGRA设计的灵敏度。我们还报告了A+和LIGO Voyager的速率，并简要评论了由于包含亚阈值触发器而带来的潜在改进。我们发现，大多数星系透镜事件起源于红移$z \sim 1-4$和报告所观察到的事件的透镜参数的预期分布。除了预测，我们研究的作用，透镜预测强透镜搜索，探索重复的事件对。与搜索相关联的一个问题是事件对的数量不断增加，这导致虚警概率迅速增加。我们展示了如何在我们的搜索预期星系透镜时间延迟的知识，使我们能够解决这个问题。一旦包括时间延迟，虚警概率线性增加（类似于非透镜搜索），而不是随着时间的平方，显着改善搜索。对于星系团透镜，这种改善不太显著。与这些预测相关的主要不确定性是在高红移的合并率密度估计，这可能会在未来得到更好的解决。
2021-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational lensing and Catastrophe theory
对引力透镜效应中出现的焦散线奇异性进行了解析讨论。由于多极展开模型具有易处理性和普适性，本文重点研究了透镜体的多极展开模型。我们的分析得到了数值计算的证实，并应用于多重类星体系统PG 1115 +080。与椭圆透镜模型的一致性也进行了讨论。
1995-07-20 astro-ph gr-qc
A comparison of CMB lensing efficiency of gravitational waves and large scale structure
我们提供了一个详细的治疗和比较的弱透镜效应，由于大尺度结构（LSS），或标量密度扰动和那些由于引力波（GW）或张量扰动，对温度和偏振功率谱的宇宙微波背景（CMB）。我们进行了分析，无论是在实空间中使用的关联函数方法，以及在球谐空间。我们发现一个有趣的相似性与LSS透镜和GW透镜的透镜内核。研究发现，透镜核的不同之处仅在于相对的负符号，它们的形式很容易让人联想到偶宇称和奇宇称双极球谐系数。通过这些透镜内核的数值研究，我们建立，由于GW的透镜是更有效地扭曲的CMB光谱相比，LSS透镜，特别是偏振功率谱。最后，我们认为，CMB B模式功率谱测量可以用来放置有趣的约束GW能量密度。
2013-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing "post-Born" effects are equivalent to pure lens-lens couplings
我们表明，所谓的“后玻恩”效应的弱透镜在4阶等效于玻恩近似中的透镜-透镜耦合。我们通过明确显示使用各向异性重映射方法的4阶正则弱透镜方法与使用首次在[Phys. Rev. D89，123006]中开发的玻尔兹曼方程方法的透镜-透镜耦合效应的4阶计算的等效性来证明这一点。此外，我们认为，将真正的“后玻恩”的影响，即考虑到非直线光子路径，需要增加一个光子偏转项，没有考虑到在规范形式主义，也没有玻尔兹曼方法。
2021-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Weak Gravitational Lensing of the CMB
弱引力透镜对宇宙微波背景（CMB）有几个重要的影响：它改变了CMB的功率谱，诱导非高斯性，并产生一个B模式偏振信号，这是一个重要的来源混淆的信号从原始的引力波。透镜信号也可以用来帮助约束宇宙学参数和透镜质量分布。我们回顾了这些影响的起源和计算。主题包括：广义相对论中的透镜效应、透镜效应势、透镜效应温度和偏振功率谱、约束暴胀的含义、非高斯结构、透镜效应势的重建、去透镜效应、天空曲率修正、模拟、宇宙学参数估计、星系团质量重建和移动透镜/偶极透镜效应。
2006-03-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Rigorous Approach to the Gravitational Lensing
通过构造一个尽可能精确地描述实际系统的装置并求解零测地线方程，我们重新讨论了弱引力透镜问题。给出了仅由宇宙学常数Λ驱动的宇宙的详细情况，这证实了传统的结果：传统的透镜分析是正确的，不需要任何校正O（Λ）。我们还处理的情况下，在通用FRW背景的透镜。
2008-07-18 astro-ph gr-qc
Gravitational lensing study of cold dark matter led galactic halo
在这项工作中的时空几何的晕区的旋涡星系考虑到所观察到的平坦的银河系旋转曲线的功能，调用Tully-Fisher关系，并假设存在冷暗物质在星系中。将这样得到的时空作为引力透镜进行引力透镜分析。研究发现，上述时空引力透镜理论可以一致地解释星系-星系弱引力透镜观测和著名的Abell 370星系团的引力透镜观测。
2021-07-14 astro-ph.GA gr-qc
Accuracy of the thin-lens approximation in strong lensing by smoothly truncated dark matter haloes
本文研究了利用薄透镜近似的引力透镜效应估算质量的精度，该近似应用于Baltz、Marshall和Oguri最近提出的具有软截断机制的Navarro-Frenk-White质量模型。引力透镜的情况下考虑的是从爱因斯坦环（强透镜）的观察透镜质量的推断。结果表明，薄透镜简化假设引起的质量误差小于0.5%。作为副产品，软截断机制的最佳潮汐半径被发现是至多10倍的质量模型的维里半径。
2011-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Analytic Kerr black hole lensing for equatorial observers in the strong deflection limit
本文给出了在极大偏转角的极限下，仅限于赤道平面观测者的克尔黑洞的引力透镜的解析处理。我们完成了我们的目标，从史瓦西黑洞开始，并添加校正到二阶的黑洞自旋。这足以提供所有焦散的完整描述以及它们附近源的透镜映射的反演。在这些公式的基础上，我们认为，相对论图像的低质量X射线双星周围的Sgr A* 是很有可能看到未来的X射线干涉测量任务。
2005-10-05 astro-ph gr-qc
Characteristic features of gravitational wave lensing as probe of lens mass model
一旦人们每年要观测几次引力波透镜事件，识别引力波透镜事件并能够区分类似的透镜模型将是至关重要的。本文研究了LISA源和波动光学体系中的引力波透镜效应。虽然我们之前的不同论文研究了通过同时强透镜增强的微透镜效应，但我们专注于由一个透镜产生的频率（时间）相关相位效应，该效应仅在一个透镜图像中可见。我们将展示如何在干涉机制中（即，当干涉图案存在于透镜图像中时），我们能够i）区分透镜波形与非透镜波形，以及ii）区分不同的透镜模型。另一方面，在纯波动光学中，研究的可行性取决于信号的SNR和/或透镜效应的大小。为了实现这些目标，我们研究了不同透镜模型的放大因子的相位及其对非透镜波形的影响，并且我们利用信噪比计算进行定性分析。
2021-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Hierarchical Bayesian scheme for measuring the properties of dark energy with Strong gravitational lensing
为了了解我们的宇宙，目前的天空观测已经非常精确。勘测图提供的现象之一是引力效应。阿尔伯特·爱因斯坦（1936）首先基于他的广义相对论讨论了引力透镜效应的可能性，这可能会给我们一些关于宇宙学的信息。我们经常将这些效应按微透镜、弱透镜和强透镜类型分类。本文主要研究强引力透镜，特别是双源平面透镜系统。最近人们认识到，双透镜事件可以为我们提供另一种约束宇宙学参数的方法。为了大致了解“可以找到多少个这样的透镜事件”，我们建立了一个玩具模型，然后使用几个贝叶斯模型，以便对人工绘制的数据集进行统计分析。结果表明，双透镜实际上是约束宇宙学参数的有希望的对象。
2018-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Time Delay in Swiss Cheese Gravitational Lensing
我们计算了平坦的LambdaCDM瑞士奶酪宇宙中引力透镜的时间延迟。我们假设一对初级和次级光线被一个单一的质点凝聚所偏转，该凝聚由嵌入在均匀宇宙学中的Kottler度量（带λ的史瓦西）描述。我们发现，宇宙学常数的影响的差异到达时间是非线性的，最多约0.002%的大型集群透镜，然而，我们发现传统的线性透镜理论预测的时间延迟，可以达到这些大型透镜的~4%的差异。在预测的延迟时间的差异是由于传统的透镜的失败，将透镜的质量到宇宙的平均质量密度。
2010-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing of binary systems in wave optics
本文首次详细计算了双星系统引力透镜中的波动光学效应。这个领域在概念上是丰富的，结合了经典引力透镜中产生的焦散奇点和量子（波）干涉效应。新技术使我们能够克服以前的计算障碍。射电天文学的最新发展提供了观测机会，虽然仍然是未来的，但似乎很有希望。
2020-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Lensing in presence of Plasma: Strong Lens Systems, Black Hole Lensing and Shadow
本文综述了等离子体对引力透镜效应影响问题的最新进展，并补充了一些新的材料和相关的讨论。光在重力和等离子体存在下的偏转是由各种物理现象的复杂组合决定的：重力，色散，折射。特别是，在没有折射的均匀等离子体中，引力偏转本身与真空不同，并取决于光子的频率。在非均匀等离子体中，也会发生色折射。我们描述了强透镜系统中的色效应，包括像的角位置的移动和放大率的变化。我们还研究了高阶图像时出现的均匀等离子体包围的黑洞透镜。本文介绍了等离子体对Schwarzschild和Kerr黑洞阴影影响的解析研究结果。
2019-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing by a charged black hole of string theory
研究了杂化弦论中Gibbons-Maeda-Garfinkle-Horowitz-Strominger（GMGHS）荷电黑洞的引力透镜效应，得到了相对论像的角位置和放大率.将星系中心的超大质量天体模拟为GMGHS黑洞，估计了不同的强透镜参数。我们发现，在强引力的情况下，透镜观测量中不存在显著的弦效应。
2003-06-04 astro-ph gr-qc hep-th
lensingGW: a Python package for lensing of gravitational waves
先进的LIGO和先进的Virgo可以在未来几年内观察到第一个透镜引力波，而未来的爱因斯坦望远镜可以观察到数百个透镜事件。地基引力波探测器可以分辨出观测频率倒数数量级的到达时间差。由于LIGO/Virgo的频带跨度从几个$\rm Hz$到几个$ \rm kHz$，因此当前干涉仪的典型时间分辨率为毫秒级。当微透镜嵌入星系或星系团中时，透镜效应会变得更加突出，并导致在LIGO/Virgo频率下可观察到的时间延迟。因此，引力波可以提供一个令人兴奋的替代探针的微透镜。然而，目前，在引力波透镜的背景下，只有少数透镜配置已经制定出来。在本文中，我们提出了lensingGW，一个Python包，旨在处理强和微透镜的紧凑的二进制和相关的引力波信号。这种协同作用铺平了道路，系统的参数空间调查和检测任意的镜头配置和紧凑的来源。我们展示了lensingGW的工作机制及其用于研究嵌入在星系中的微透镜。
2020-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Black hole tidal charge constrained by strong gravitational lensing
球对称膜黑洞具有潮汐荷，它改变了弱透镜和强透镜的特性。即使透镜测量与史瓦西透镜一致，检测仪器的误差范围也允许一定的潮汐电荷。在本文中，我们推导出相应的约束的超大质量黑洞（SMBH）在我们的银河系中心的潮汐电荷，从第一个相对论爱因斯坦环的半径，出现在强透镜。我们发现，即使广义相对论的预测被高精度强透镜测量所证实，SMBH可能有一个更大的潮汐电荷，比太阳或中子星。
2013-12-16 astro-ph.GA gr-qc hep-th
LensingFlow: An Automated Workflow for Gravitational Wave Lensing Analyses
本研究提出基于Asimov框架与CBCFlow的引力波透镜分析自动化工作流LensingFlow，整合现有管线且可扩展，含作业优先级管理，经10个信号的模拟数据验证可有效识别透镜候选体。
2025-07-29 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Lensing of 21-cm Fluctuations by Primordial Gravitational Waves
来自黑暗时代的21厘米辐射强度模式的弱引力透镜畸变可以几何地分解为旋度和无旋度分量。原始引力波的透镜效应会产生旋度分量，而密度涨落的透镜效应的贡献则被强烈抑制。在21厘米背景下的角涨落延伸到非常小的角尺度，并且在不同频率下的测量探测了红移空间中不同的壳层。因此，有大量的信息可以用来重建透镜场的旋度分量，从而可以探测到小到r ~ 10^{-9}的张量与标量之比--远小于目前可获得的值。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Recursion relations for gravitational lensing
弱引力透镜形式主义可以推广到强透镜制度，通过积分的测地偏差方程的非线性版本。由此产生的“轮盘赌”扩展概括的概念，收敛，剪切和弯曲到任意顺序。这种展开的独立系数是光学潮汐张量的屏幕空间梯度，其近似于弱场极限下通常的透镜势。从透镜图像，轮盘赌系数的知识原则上可以被反转以重建透镜的质量分布。在本文中，我们简化了轮盘赌展开，并推导出一个家庭的递归关系的各种系数，广义的凯撒-斯奎尔斯关系超出弱透镜制度。
2020-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
