Cosmological Density Perturbations with a Scale-Dependent Newton's G
我们探讨可能的宇宙学后果的运行牛顿常数$ G ( \Box ) $，建议的非平凡的紫外线不动点的情况下，在量子场论治疗爱因斯坦引力与宇宙学常数项。特别是，我们在这里集中在什么可能的影响尺度依赖耦合可能对大尺度宇宙学密度扰动。本文从前面导出的一组明显协变的有效场方程出发，系统地发展了非相对论性、无压流体的线性密度扰动理论。结果是物质密度对比度的修正方程，其可以被求解，并且因此在存在运行的$G$的情况下提供生长指数参数$γ$的估计。我们完成了我们的分析，通过比较完全相对论性的治疗与相应的结果为非相对论性（牛顿）的情况下，后者也与弱尺度依赖$G$。
2010-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Field Cosmology -- Improving the Cosmological Evolutional Scenario
研究了充满标量场和正压物质的宇宙模型的演化。我们考虑了标量场与引力的极小耦合和非极小耦合。通过对物质含量的标量场描述，我们证明了演化情景复杂程度的增长。在研究所有初始条件下的所有演化路径时，使用了动力系统的方法。利用线性化的解，我们提出了推导哈勃函数的相应形式的简单方法，其标度因子为$H(a)$。
2012-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Asymptotics with a positive cosmological constant: II. Linear fields on de Sitter space-time
详细分析了deSitter时空中的线性化引力波，为在完全非线性广义相对论中建立正宇宙学常数的引力辐射理论提供了指导.具体而言：i）在精确理论中，为了将渐近对称群从$\Diff$约化为de Sitter群，通常假设$\scri$的内禀几何是共形平坦的。我们的结果表明，这个条件在物理上是不合理的：ii）我们得到了引力波携带的能量-动量和角动量通量的表达式，这些表达式是用$\scrip$定义的场表示的：iii）我们认为，尽管线性化的引力波的能量一般可以是任意负的，但由物理上合理的源发射的引力波携带正能量;最后iv）我们证明了尽管极限$Λ\to 0$是不连续的（特别是因为$\scri$在极限中将其类空性质变为零），通量公式仍还原为闵可夫斯基时空中的通量公式。
2015-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anomaly-free cosmological perturbations in effective canonical quantum gravity
本文提出了一个完整的框架，一个有效的理论宇宙学扰动与校正的正则量子引力。由于量子引力效应改变时空结构的例子有好几个，因此经典的微扰处理方法必须重新仔细考虑。本讨论提供了一个统一的图片，以前的几个作品，连同新的治疗高阶扰动和规范的初始状态。
2015-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cosmological Perturbation Theory on the Geodesic Light-Cone background
受完全非线性测地线光锥（GLC）规范的启发，我们考虑了描述未扰动宇宙的类似坐标系。在此基础上，我们建立了一个宇宙学扰动理论，研究了与这组新的微扰有关的规范变换性质，并指出了它与标准宇宙学扰动理论的联系。特别是，我们得到的规范在标准微扰理论对应的GLC规范，并证明这是一个有用的替代标准同步规范。此外，我们利用几个可行的定义规范不变的组合。其中，我们建立规范不变变量，使其值等于线性化GLC规范扰动。这种选择是由GLC规范的两个关键性质所激发的：i）它允许在完全非线性水平上的类光观测量的简单表达式，例如红移和角距离; ii）GLC真时与自由落体观测者的真时一致。由于第一个属性，精确表达式可以很容易地扩展到线性顺序，以获得线性规范不变的表达式所选择的观察。此外，第二个功能自然提供规范不变的物理观测量的时间，如测量这样的自由落体观察者的表达式。最后，我们明确地显示所有这些方面的情况下的线性化角距离红移关系。
2020-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge-invariant treatment of the integrated Sachs-Wolfe effect on general spherically symmetric spacetimes
在Gerlach-Sengupta规范不变微扰理论的基础上，导出了一般球对称时空中中心观测者的积分Sachs-Wolfe效应公式。这将有助于比较研究Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙学模型中积分Sachs-Wolfe效应的理论和观测方面，这些模型已被注意到，通过解释没有宇宙学常数的表观加速度。
2010-03-10 astro-ph.CO
Lensing in the Einstein-Straus solution
本文比较了Kantowski等人对具有正宇宙学常数的Einstein-Straus解中透镜效应的解析处理和本文作者的数值处理。该协议被认为是极好的。
2010-06-16 astro-ph.CO gr-qc
An Improved Treatment of Cosmological Intergalactic Medium Evolution
星系形成和再电离是现代宇宙学的两个核心问题，其建模依赖于对星系际介质（IGM）的精确跟踪。不幸的是，由于这种介质的复杂性质，控制其电离状态和温度的微分方程只是近似的。在本文中，我们改进了这些主方程。我们推导出新的表达不同的复合非均匀IGM阶段，包括所有相关的电离/重组和冷却/加热机制，考虑到流入/流出/从晕，并使用更准确的重组系数。此外，为了更好地计算方程中的源函数，我们提供了一个分析程序，用于计算电离环境中的晕质量函数，占由于其环境的电离状态的偏差。这样一个改进的处理IGM演变的一部分，一个完整的现实模型的星系形成提出的其他地方。
2015-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Towards a complete treatment of the cosmological recombination problem
本文提出了一种新的宇宙学复合问题的研究方法，它完成了我们以前对宇宙学氢复合时期双光子过程效应的分析，解释了ns-1 s和nd-1 s拉曼事件以及n>=2能级的双光子跃迁。氢的重组问题是使用一个有效的400壳层多层次的方法，我们随后添加到文献中讨论的所有重要的重组校正到目前为止。我们明确地解决了辐射转移方程的莱曼系列光子场，以获得所需的修改的速率方程的解决水平。与以前的计算结果一致，我们发现2s-1 s拉曼散射导致复合延迟DN_e/N_e~0.9%（z~920）。双光子衰变和拉曼散射从较高的水平（n>3）导致一个小的额外的修改，和精确的结果时，可以获得包括其影响的前3-5壳。这项工作是迈向新的宇宙学重组代码（CosmoRec）的重要一步，该代码取代了Recfast中包含的物理模型，并且由于其运行时间短，可以用于分析未来来自普朗克测量员的CMB数据。
2010-12-07 astro-ph.CO gr-qc physics.atom-ph
Analysis of scalar perturbations in cosmological models with a non-local scalar field
我们发展了一个单一的非本地标量场的模型中的宇宙学扰动形式主义起源于滚动快子动力学的弦场论描述。我们构造了任意势存在下非定域标量场的能量密度扰动方程，并在特征方程的单根和二重根都存在时，给出了线性化模型中扰动的定域方程组。我们进行了一般的分析有关的曲率和熵扰动，并考虑最具体的例子扰动时，在模型中的重要量变得复杂。
2011-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbative stability of SFT-based cosmological models
我们回顾了在线性化的单非局域标量场的SFT宇宙学模型中多个标量场的出现。这些局部场有的是正则实标量场，有的是具有异常耦合的复场。这些系统只允许数值或近似分析。我们引入了一个修改后的潜在的多个标量场，使系统完全可解的宇宙学背景下的弗里德曼方程，并在同一时间保持预期的渐近行为从SFT。本文的主要部分是对该系统中的非均匀宇宙学扰动的分析。我们用数值方法证明了对应于这种新的复场的扰动总是为零。作为应用这个模型的一个例子，我们考虑了一个明确的幻影划分交叉建设，并证明了这个过程的线性阶的扰动稳定性。鬼的问题和解决方法进行了简要讨论。
2011-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological perturbations from vector inflation
我们分析了向量暴胀中线性扰动的行为。与标量场暴胀不同，线性化矢量场理论包含了标量、矢量和张量模之间的耦合。微扰仅在紫外极限下退耦，这使我们能够进行正则量子化。由于小场模型中不同模式之间的混合被抑制，超视界扰动可以近似分析。我们发现，矢量扰动的度规衰减指数，但标量和张量模式可以保持弱耦合的整个演化。因此，矢量暴胀可以在CMB中产生标量模和张量模的显著相关。对于真实模型，影响相当小，但不可忽略。
2009-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Likelihood-Free Cosmological Inference with Type Ia Supernovae: Approximate Bayesian Computation for a Complete Treatment of Uncertainty
当复杂的数据生成过程不能用简单的概率分布来建模时，宇宙学的推断变得越来越困难。随着宇宙学中数据集规模的不断增加，适当建模的负担越来越重;模型中的系统误差将在以前被统计误差淹没的地方占主导地位。例如，高斯分布不足以表示光度红移等量的误差。同样，可能难以分析地量化在复杂拟合代码中引入的误差的分布。如果没有这些分布的简单形式，就很难准确地构建数据的似然函数作为感兴趣的参数的函数。近似贝叶斯计算（ABC）提供了一种手段，探测后验分布时，直接计算一个足够准确的可能性是棘手的。ABC允许人们绕过直接计算可能性，而是依赖于模拟生成数据的前向过程的能力。这些模拟可以自然地包含放置在滋扰参数上的先验，因此这些可以以自然的方式被边缘化。我们提出并讨论ABC方法的背景下，超新星宇宙学使用的数据从SDSS-II超新星调查。假设一个平坦的宇宙学和恒定的暗能量状态方程，我们证明了ABC可以恢复一个准确的后验分布。最后，我们表明，ABC仍然可以产生一个准确的后验分布时，我们污染的样本与IIP型超新星。
2013-01-29 astro-ph.CO
The extended holographic Dark Energy cosmological models
我们提出了一个一般的分析处理宇宙模型指挥的三个相互作用的流体与任意正压指数。变量状态方程的情形适用于具有精粹、k本质和全息流体的宇宙，我们对全息情形给予了一定的注意。我们还提出了需要扩展的功能形式的全息能量密度，通常在文献中，在面对的不兼容性时，他们提出了特殊的相互作用。
2018-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Newtonian N-body simulations are compatible with cosmological perturbation theory
与最近文献中的说法相反，在LambdaCDM背景下对无碰撞暗物质的牛顿N体模拟与广义相对论兼容，并且在线性水平上不会因广义相对论效应而失效。这一判决基于四个事实。(1)线性化的爱因斯坦方程和守恒律系统在规范不变表述中是适定的，并且具有物理意义。(2)将广义相对论与微扰论中给定阶的牛顿近似进行比较，只在可观测量的水平上有意义。(3)在广义相对论中描述尘埃流体的观测量的动力学和它的牛顿近似在线性水平上一致。对于光锥上可观测量的任何分歧都是众所周知的，其中最主要的是引力透镜。(4)哈勃参数的大波动只对引力透镜效应有显著贡献。因此，这些波动与牛顿N体模拟并不冲突，超出了使用射线追踪技术已经仔细考虑的范围。
2012-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Perturbations Through a Non-Singular Ghost-Condensate/Galileon Bounce
研究了超视界宇宙学扰动在非奇异反弹时空中的传播。我们考虑的模型结合了鬼凝聚与伽利略项，以诱导一个鬼自由反弹。我们的计算是在调和规范下进行的，这确保了线性化的运动方程始终保持良好的定义和非奇异性。我们发现，尽管事实上，反弹附近的声速成为虚构的，超视界曲率扰动保持基本恒定的反弹。事实上，我们表明，有一个时间接近反弹，所有波长的曲率扰动需要暂时完全恒定。我们将我们的计算与其他量规中进行的计算相关联，并评论与文献中先前结果的关系。
2014-05-05 astro-ph.CO hep-th
Bayesian power-spectrum inference with foreground and target contamination treatment
这项工作提出了一个联合和自洽贝叶斯处理各种前景和目标污染时推断宇宙学功率谱和三维密度场星系红移调查。这是通过引入额外的块采样程序的未知系数的前景和目标污染模板，以前提出的ARES框架贝叶斯大尺度结构分析。因此，该方法推断联合和完全自洽的三维密度场，宇宙学功率谱，光度依赖的星系偏差，噪声水平的各自的星系分布和系数的一组先验指定的前景模板。此外，这种完全贝叶斯方法允许详细量化所有推断量之间的相关不确定性，并正确地边缘化观测系统的影响。我们证明了我们的方法的有效性和效率，在获得无偏估计的功率谱通过应用到现实的模拟星系观测恒星污染和尘埃灭绝。同时考虑到星系偏差和未知的噪声水平，我们的方法可靠和鲁棒地推断三维密度场和相应的宇宙学功率谱从深星系调查。此外，我们的方法正确地占联合和相关的前景模板的未知系数和功率谱的幅度之间的不确定性。在傅立叶空间中的大范围内，相关性和反相关性达到$10$百分比的效应。
2017-06-27 astro-ph.CO
Improved Treatment of Host-Galaxy Correlations in Cosmological Analyses With Type Ia Supernovae
改进Ia型超新星（SNIa）作为标准烛光的使用需要更好的方法来结合SNIa和其宿主星系之间的关系。使用光谱确认的样本$\sim$ 1600 SNIa，我们开发的第一个经验模型的基本人口SNIa光变曲线的属性，包括其对宿主星系恒星质量的依赖。这些群体是模拟的重要输入，用于模拟选择效应和校正BEAMS与偏差校正（BBC）框架内的距离偏差。在这里，我们改进BBC也占SNIA主机的相关性，我们验证这种技术的模拟数据样本。我们恢复SNIa光度和宿主星系恒星质量（质量步骤，$γ$）之间的输入关系，在0.004马格西，这是一个因素的5比以前的方法，在${\sim}0.02$的$γ$ -偏差的结果改善。我们适应BBC的一种新的灰尘为基础的模型的内在亮度变化，这导致在一个大大减少的质量步骤的数据（$γ= 0.017 \pm 0.008$），和模拟（$γ=0.006 \pm 0.007$）。分析模拟SNIa，暗能量状态方程，$w$的偏见，从$Δw = 0.006(5)$到$0.010(5)$与我们的新BBC方法不同，这些偏见是显着小于$0.02(5)$ $w$ -偏见使用以前的BBC方法，忽略SNIa主机的相关性。
2021-02-02 astro-ph.CO
Cosmological Perturbations in Inflationary Models with Anisotropic Space-Time Scaling in Lifshitz Background
研究了具有各向异性时空标度的引力背景下的暴胀模型。背景是具有各向异性标度$z\neq 1$的高维Lifshitz喉道。降维后，四维广义协方差被显式地分解为三维空间的协同态。因此，在这种对称性较少的情况下，宇宙学扰动理论必须被公式化。我们给出了这种情况下的相容宇宙学扰动理论。我们发现四维有效引力波扰动的传播速度与高维引力波激发的传播速度不同。根据模型参数的不同，对于喉道内的观测者，四维引力波的传播可以是超光速的。我们还发现，牛顿势和巴氏势是不同的.这可能会对透镜效应和CMB波动产生有趣的观测结果。此外，我们还表明，在线性化水平上，暴胀子场激发消失。
2013-05-19 astro-ph.CO hep-th
The relation between gas density and velocity power spectra in galaxy clusters: qualitative treatment and cosmological simulations
我们只使用等离子体密度波动的信息，这可以测量钱德拉和XMM-牛顿天文台今天的ICM速度场的功率谱评估的问题。我们认为，对于松弛的集群有一个线性关系的均方根密度和速度波动范围内的尺度，从最大的，其中运动主要是由浮力，到小，湍流尺度：$(δρ_k/ρ)^2 = η_1^2 (V_{1,k}/c_s)^2$，其中$δρ_k/ρ$是在波数$k$处的密度扰动的谱振幅，$V_{1,k}^2=V_k^2/3$是速度场的均方分量，$c_s$是声速，并且$η_1$是一阶单位的无量纲常数。利用松弛星系团的宇宙学模拟，我们校准了这个关系，并找到了$η_1\approx 1 \pm 0.3$。我们认为，这个值是在大尺度上由浮力物理，而在小尺度上的密度和速度功率谱是成比例的，因为前者是一个被动标量平流由后者。这打开了一个有趣的可能性，使用气体密度功率谱作为一个代理的速度功率谱在轻松的集群，在广泛的尺度。
2014-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Inclusion of the first-order vector- and tensor-modes in the second-order gauge-invariant cosmological perturbation theory
在没有任何规范固定的情况下，给出了四维均匀各向同性宇宙中二阶宇宙学扰动的规范不变处理。在不忽略任何模式的情况下，我们导出了单一理想流体情况下的爱因斯坦方程。这些方程意味着任何类型的模式耦合的出现，由于爱因斯坦方程的二阶效应。
2009-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological parameter constraints from SDSS luminous red galaxies: a new treatment of large-scale clustering
我们应用一个新的球平均关联函数模型来测量Cabre和Gaztanaga（2009）从SDSS中获得的亮红星系（LRGs）的成团。我们的模型考虑了BAO峰的形式和关联函数的大尺度形状。我们执行的Monte Carlo马尔可夫链分析的数据集和不同的参数集的不同组合。当与最新的CMB测量结果的汇编结合使用时，LRG聚类和最新的超新星结果给出了对宇宙学参数的约束，这些参数具有可比性并且非常一致，解决了一些研究中报告的张力。在平坦的Lambda-CDM宇宙学背景下，最佳拟合模型为Omega_m=0.261+-0.013，Omega_b=0.044+-0.001，n_s=0.96+-0.01，H_0 =71.6+-1.2 km/s/Mpc和sigma_8=0.80+-0.02。如果我们允许与时间无关的暗能量状态方程参数变化，我们发现结果与宇宙学常数在5%的水平一致，使用所有的数据集：w_DE=-0.97+-0.05。大尺度结构测量本身可以将暗能量状态方程参数限制为w_DE=-1.05+-0.15，与CMB或超新星数据无关。我们没有找到令人信服的证据来证明状态方程的演化。我们提供了一组“扩展距离先验”，其中包含最相关的信息，从CMB功率谱和形状的LRG关联函数，可用于约束暗能量模型和空间曲率。我们的模型应该提供一个准确的描述集群，即使在更大的，即将到来的调查，如计划与美国宇航局的JDEM或欧空局…
2009-08-19 astro-ph.CO hep-th
TASI lectures on cosmological observables and string theory
这些讲座提供了一个最新的教学处理的理论结构和现象学的一些基本机制的通货膨胀，随着结构的宇宙隆起的全息对偶的概述。由于暴胀对量子引力效应的敏感性，包括反反应和非绝热产生大自由度，因此对这个问题的全面处理需要“紫外线完成”。宇宙学观测暗示了晚期宇宙的加速膨胀，并提供了越来越精确的约束和发现潜力的振幅和形状的原始张量和标量扰动，以及它们的一些关联函数。弦论的大部分背景都具有正势能，有着丰富但仍然高度受限的解。该理论包含了新的膨胀机制，其中一些受到了重要的观测检验。虽然详细的紫外线完成是无法通过实验获得的，但其中一些机制直接刺激了对与数据分析相关的低能理论和签名空间的更系统的分析，这对由于长时间演化（危险的不相关性）和大量数据而导致的膨胀能量标度以上的物理数量级敏感。这些讲座的部分内容以前出现在Les Houches 2013年的“后普朗克宇宙学”中。
2016-06-11 astro-ph.CO hep-th
