High-redshift Cosmology by Gamma-Ray Bursts: an overview
本文综述 GRB 相关关系及其作为高红移宇宙学探针的应用，强调偏差校正、多探针联合、似然选择、宇宙志和机器学习的重要性。
2024-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
The GRBs Hubble diagram in quintessential cosmological models
最近的经验研究表明，伽玛暴的某些直接观测参数与其重要的内禀参数（如亮度或总辐射能量）有关。这些相关性被导出、测试并用于标准化伽玛暴，即，从一个或多个可观测量中导出它们的光度或辐射能量，以便构建一个估计的基准哈勃图，假设辐射在标准的LambdaCDM宇宙学模型中传播。我们通过考虑更一般的暗能量模型和更新的高红移伽玛暴数据集来扩展这些分析。我们表明，相关参数只有弱依赖于宇宙模型。此外，我们应用局部回归技术以模型独立的方式估计最近更新的包含307个SNIa的SNIa样本的距离模量（Astier et al. 2006），以便校准GRB的2D相关性，仅考虑z <1.4的GRB。导出的校准参数被用来构建一个新的伽玛暴哈勃图，我们称之为校准伽玛暴HD。我们还比较了估计和校准的伽玛暴HD。事实证明，对于常见的伽玛暴，它们在统计上完全一致，从而表明它们都不受不同标准化程序引起的任何系统偏差的影响。最后，我们应用我们的方法来校准95个长伽玛暴与著名的Amati关系和构建的估计和校准的伽玛暴哈勃图，扩展到红移z ~ 8。即使在这种情况下，这些数据集之间也存在一致性。这意味着高红移伽玛暴可以用来测试不同的暗能量模型。我们用校准过的伽玛暴HD来约束我们的经典宇宙学模型，并导出了Omega_m和w（0）的似然值。
2010-10-05 astro-ph.CO
Testing the Weak Equivalence Principle with Cosmological Gamma Ray Bursts
在宇宙学距离上具有快速变化的伽马射线暴（GRB）被用来对违反引力弱等效原理（WEP）的行为施加新的限制。这些限制跟踪不同能量的伽玛射线暴光子之间的内在时间偏差，因为它们穿过宇宙，特别是在KeV到GeV的能量范围。以前在这个能量范围内的限制只涉及本地源的引力势，并利用0.1秒量级的时间变化。在这里，WEP违规限制来自具有更大距离、更快变化性和更大介入质量的源。具体而言，GRB源的红移高达6.5被认为是快速0.2毫秒的变化，并通过推断的星系团的引力势随机分布在视线周围。WEP违规限制来自GRB 910711、GRB 920229、GRB 021206、GRB 051221、GRB 090429和GRB 090510的数据。在极早期宇宙中最强的约束来自GRB 090429，它限制了$γ(500$ keV $) - γ(250$ keV $) < 1.2\times10^{-13}$。最强的总体约束来自GRB 090510，它产生的WEP违规限制为$γ(30$ GeV $) - γ(1$ GeV $) < 6.6\times10^{-16}$。这一最强约束不仅是早期宇宙中γ射线光子违反WEP极限的新记录，而且是任何两个能带之间记录的$Δγ$的最强上限。
2019-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring cosmological parameters with a luminosity-time correlation of gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）作为将哈勃图扩展到高红移的一种可能的探测器，近年来引起了人们的广泛关注。在本文中，我们选择了两个样品的伽玛暴具有平台相的X射线余辉。一种是以磁偶极辐射为主的平台相短暴。另一类是以重力波为主的长伽玛暴。利用平台光度$L_0$和平台$L_0$结束时间之间的相关性可以很好地标准化这些伽玛暴。利用哈勃参数观测数据和高斯过程方法，缓解了所谓的圆度问题。校准的\ltb ~相关性也用于约束$Λ$ CDM和$w(z)$ = $w_{0}$模型。结合Wang等人（2021）的MD-LGRB样本和MD-SGRB样本，我们发现非平坦$Λ$ CDM模型中不包括系统不确定性的$Ω_{m} = 0.33_{-0.09}^{+0.06}$和$Ω_Λ$ = $1.06_{-0.34}^{+0.15}$。加入Pantheon样本中的Ia型超新星，在$w=w_0$模型中，最佳拟合结果为$w_{0}$ = $-1.11_{-0.15}^{+0.11}$和$Ω_{m}$ = $0.34_{-0.04}^{+0.05}$。这些结果与$Λ$ CDM模型一致。我们的研究结果支持了从相同的物理机制中选择伽玛暴对于宇宙学的目的是至关重要的。
2021-07-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Luminosity Distribution of Gamma-Ray Burst Host Galaxies at redshift z=1 in Cosmological Smoothed Particle Hydrodynamic Simulations: Implications for the Metallicity Dependence of GRBs
利用星系形成的宇宙流体动力学模拟，研究了伽马射线暴（GRB）前身星系的金属丰度与宿主星系的概率分布函数（PDF）之间的关系.我们施加一个最大限度的气体金属丰度，伽玛暴可以发生，并检查如何预测亮度PDF的伽玛暴宿主星系的变化在模拟中。我们进行了Kolmogorov-Smirnov检验，结果表明，当我们假设核心坍缩超新星（SNe）跟踪恒星形成时，我们的模拟结果与观测到的SNe宿主星系的光度PDF是一致的。当我们假设伽玛暴只发生在一个低金属丰度的环境与$Z\lesssim 0.1 \Zsun$，伽玛暴发生在较低的光度星系，和模拟的光度PDF成为定量一致的观测光度PDF。尘埃消光对暗伽玛暴宿主星系的观测偏差可能是伽玛暴宿主星系光度较低的另一个原因，但在我们的模拟中，观测到的伽玛暴宿主星系的光度PDF不能完全由尘埃偏差重现。
2010-11-19 astro-ph.CO
Cosmological Tests Using GRBs, the Star Formation Rate and Possible Abundance Evolution
本文的主要目标是利用调和斯威夫特长伽玛射线暴（LGRB）与恒星形成历史（SFH）的尝试，比较$Λ$ CDM的预测与$R_{\rm h}=ct$宇宙中的预测。在前者的背景下，我们确认，最新的雨燕样本的伽玛暴揭示了一个不断增加的演变，在伽玛暴率相对于恒星形成率（SFR）在高红移。观测到的伽玛射线暴速率和SFR之间的差异可以通过假设一个参数为$(1+z)^{0.8}$的适度演化来消除-也许表明金属丰度的宇宙演化。然而，我们发现$Z=0.52Z_{\odot}$的金属丰度切割比以前的研究中看到的更高，这表明LGRB优先发生在金属贫乏的环境中，即，$Z\sim0.1-0.3Z_{\odot}$。我们对高\emph{z}（$\ga 3.8$）SFH使用简单的幂律近似，即，$R_{\rm SF}\propto[(1+z)/4.8]^α$，以检查高-\emph{z} SFR如何可能受到雨燕伽玛暴样品中可能的丰度演变的影响。对于与$Λ$ CDM一致的膨胀历史，我们发现，如果$α=-2.41_{-2.09}^{+1.87}$，Swift红移和光度分布可以以合理的精度再现。对于$R_{\rm h}=ct$宇宙，GRB率与$Λ$ CDM略有不同，但也需要额外的进化效应，金属丰度切割为$Z=0.44Z_{\odot}$。假设SFR和GRB率通过演化的金属丰度相关，我们发现GRB数据限制$R_{\rm h}=…
2014-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Spectral analysis of Fermi-LAT gamma-ray bursts with known redshift and their potential use as cosmological standard candles
长持续时间的伽马射线暴（LGRB）可以作为标准烛光来限制宇宙学参数，通过探测哈勃图远远超出目前使用Ia型超新星可以达到的红移范围。伽玛暴的标准化是基于从光谱模型中发现的两个或多个参数之间的唯象关系，其中一个强烈依赖于宇宙学模型。Amati关系将瞬发伽马射线谱能量分布$νF_ν$达到峰值的源-帧能量${E_{\mathrm{i,p}}}$与瞬发相位期间发射的各向同性等效测热能量${E_{\mathrm{iso}}}$联系起来。我们对费米大面积望远镜（LAT）在2008年7月至2017年9月的9年运行期间探测到的26个具有已知红移的GRB进行了光谱分析，从而将${E_{\mathrm{iso}}}$的计算扩展到100 MeV范围。需要多个分量来拟合许多伽玛暴的光谱。我们发现，阿马蒂关系是满意的25个LGRB，最佳拟合参数类似于以前的研究，使用来自不同的卫星实验的数据，而唯一的短伽玛暴已知的红移是一个离群值。使用Amati关系，我们扩展了哈勃图红移4.35和约束的哈勃常数和暗能量密度的$Λ$ CDM模型，费米-LAT伽玛暴单独和与另一个样本的94伽玛暴和最新的超新星Ia型数据。我们的结果与目前可接受的误差范围内的宇宙学参数是一致的。
2019-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Gamma-ray Bursts fundamental plane correlation as a cosmological tool
由于目前Ia型超新星的哈勃常数$H_{0}$和普朗克的宇宙微波背景辐射数据之间的不一致，宇宙学模型及其相应的参数引起了广泛的争论。因此，考虑像伽马射线暴（GRB）这样的高红移探测器是一个必要的步骤。然而，利用伽玛射线暴的物理特征之间的相关性来推断宇宙学参数是困难的，因为伽玛射线暴的光度跨越几个数量级。在我们的工作中，我们使用了一个三维的峰值提示亮度之间的关系，在X射线平台结束时的静止帧时间，其相应的亮度在X射线：所谓的3D Dainotti基本平面关系。我们纠正这种关系，考虑选择和进化的影响与一个可靠的统计方法，获得较低的中心值的内在散射，$σ_{int}=0.18 \pm 0.07$（47.1 \%）相比，以前的结果，当我们采用一组特定的伽玛暴具有明确的形态特征，称为铂样品。我们已经使用GRB基本平面关系单独与高斯和均匀先验的宇宙学参数，并结合SNe Ia和BAO的测量来推断宇宙学参数，如$H_{0}$，在宇宙中的物质密度（$Ω_{M}$），和暗能量参数$w$的$w$ CDM模型。我们的结果与$Λ$ CDM模型给出的参数是一致的，但具有使用宇宙学探测器探测到$z=5$的优势，远大于最远的SNe Ia观测到的。
2022-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Can the Cosmological Dilation Explain the Skewness in the Gamma-Ray Burst Duration Distribution?
为了解释伽马射线暴（GRB）持续时间分布中偏态的起源，本文研究了一个基于宇宙学时间膨胀并考虑GRB形成率和仪器效应的统计模型。它的结论是，所考虑的影响是能够占所观察到的偏度只有一小部分。因此，它的起源需要在伽玛暴的祖先过程中寻找。
2020-06-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Tightening Cosmological Constraints Within and Beyond $Λ$CDM Using Gamma-Ray Bursts Calibrated with Type Ia Supernovae
INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）；Department of Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学天文系）；INAF - Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Università di Camerino（卡梅里诺大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）；SUNY Polytechnic（纽约州立理工大学）；Al-Farabi Kazakh National University（阿里-法拉比哈萨克国立大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）
本文提出一种无模型方法，结合Pantheon+数据集、人工神经网络和两种伽马射线暴相关性，构建从低到高红移的距离阶梯，以约束ΛCDM和w0waCDM宇宙学参数。
2026-03-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gamma Rays Bursts: A Viable Cosmological Probe?
本文利用哈勃参数数据以模型无关方式校准GRB的Amati关系并发现其随红移演化，进一步通过GRB与Ia型超新星联合分析证明当前GRB数据单独不足以严格约束宇宙学参数，但联合数据可显著提升约束能力。
2023-06-27 astro-ph.CO
Standardizing Platinum Dainotti-correlated gamma-ray bursts, and using them with standardized Amati-correlated gamma-ray bursts to constrain cosmological model parameters
我们表明，铂伽马射线暴（GRB）的数据汇编，探测红移范围$0.553 \leq z \leq 5.0$，服从宇宙模型无关的三参数基本平面（Dainotti）的相关性，所以是可解释的。虽然他们探测宇宙学红移空间的大部分未探索的$z \sim 2.3-5$部分，但GRB宇宙学参数约束与重子声学振荡（BAO）和哈勃参数[ $H(z)$ ]数据的组合一致，但不如后者精确。为了提高仅GRB宇宙学约束的精度，我们从由118个GRB组成的较大的A118数据集中排除了常见的GRB，并联合分析了剩余的101个AMTI相关GRB和50个铂GRB。这个联合151 GRB数据集探测了大部分未探测的$z \sim 2.3-8.2$区域;由此产生的GRB宇宙学约束更具限制性，与$H(z)$ + BAO数据一致，但精度较低。
2022-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Models and Gamma-Ray Bursts Calibrated by Using Pade Method
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的射线源之一。近年来，伽玛暴被认为是Ia型超新星（SNIa）的补充探针。然而，众所周知，在利用伽玛暴研究宇宙学的过程中存在着一个圆度问题。在这项工作中，基于Padé近似，我们提出了一个新的宇宙学无关的方法来校准伽玛暴。我们考虑了一个由138个长的Swift伽玛暴组成的样本，得到了79个高红移$z>1.4$的校准长伽玛暴（命名为五月花样本），这些伽玛暴可以用来约束宇宙学模型，而不存在圆度问题。然后，我们考虑了这79个校准的伽玛暴和其他观测数据的几个宇宙学模型的约束。我们表明，伽玛暴是一个有能力的补充探针，其他完善的宇宙学观测。
2015-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Slope evolution of GRB correlations and cosmology
观测到的高达红移$z>9.4$的伽玛射线暴可以作为检验宇宙学模型的可能探针。在这里，我们显示的斜率的变化的{\it光度$L^*_X$-休息时间$T^*_a$}相关的GRB余辉，以下的LT相关，影响宇宙学参数的测定。与一个模拟的数据集的101个伽玛暴的相关斜率的中心值，不同的内在的一个$5σ$因子，我们发现一个高估的物质密度参数，$Ω_M$的值相比，与SNe Ia获得的值，而哈勃常数，$H_0$，最佳拟合值仍然是兼容的1 $σ$相比，其他探头。我们表明，这种兼容性的$H_0$是由于大的固有散射与模拟样品。相反，如果我们考虑一个子样本的高亮度伽玛暴（$HighL$），我们发现，这两个评价$H_0$和$Ω_M$是不兼容的1 $σ$和$Ω_M$是低估了$13\%$。然而，$HighL$样本选择显著降低了相关性的内在分散性，因此可能将该样本识别为标准规范"伽马射线暴"，证实了Dainotti等人（2010，2011）中提出的先前结果。这里，我们考虑LT相关作为一个例子，但这个推理也可以扩展到所有其他GRB相关。在迄今为止的文献中，GRB相关性没有被修正为红移演化和选择偏差，因此我们不知道它们的内在斜率，因此在多大程度上使用所观察到的相关性可以影响所得出的“最佳”宇宙学设置。因此，我们得出结论，任何涉及宇宙学的方法都应该只考虑内在的相关性，而不是观察到的相关性。
2013-08-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Do gamma-ray burst measurements provide a useful test of cosmological models?
我们研究了八个不同的伽马射线暴（GRB）数据集，以检查当前的GRB测量-探测宇宙学红移（$z$）空间的一个主要未开发的部分-可以用来可靠地约束宇宙模型参数。我们使用三个阿马蒂相关样本和五个组合相关样本，同时获得相关性和宇宙学模型参数约束。每个伽玛暴数据集的本征色散作为一个良好的测量。我们研究的宇宙学边界之间的一致性，从更好地建立宇宙学探测，如重子声振荡（BAO）和哈勃参数$H(z)$测量伽玛暴确定。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗方法实现在\textsc{MontePython}找到最适合的相关性和宇宙学参数，在六个不同的宇宙学模型，为八个伽玛暴样本，单独或结合BAO和$H(z)$数据。对于阿马蒂相关的情况下，我们编译了一个数据集的118个突发，A118样本，这是最大的-约一半的总阿马蒂相关伽玛暴-目前收集的伽玛暴适合约束宇宙学参数。这个更新的伽玛射线暴汇编有最小的内在分散的三个阿马蒂相关伽玛射线暴数据集，我们检查。我们无法定义一个可靠的收集目前的组合相关伽玛暴数据。从A118样本中确定的宇宙学约束与BAO和$H(z)$数据中的约束一致，但明显弱于BAO和$H(z)$数据。它们也与空间平坦的$Λ$ CDM模型以及动力学暗能量模型和非空间平坦模型一致。由于伽玛暴探测的是$z$的一个大部分未探测的区域，因此很值得获得更多和更好质量的暴数据，这将对标题的问题给出更明确的答案。
2021-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The updated luminosity correlations of gamma-ray bursts and cosmological implications
伽玛射线暴（GRB）变量之间的光度关系近年来得到了广泛的讨论。在本文中，我们导出了六个光度关联式（$\tlag-L$，$V-L$，$\epkk-L$，$\epkk-E_γ$，$\trt-L$，$\epkk-E_{γ, \mathrm{iso}}$）的光变曲线和光谱，包括时间滞后（$\tlag$）之间的低和高光子能量光变曲线，可变性光变曲线的峰值能量（$V$）、光谱的峰值能量（$\epkk$）和峰值的最小上升时间（$\trt$）。我们发现$V-L$相关性的内在分散性太大，并且使用最新的GRB数据似乎没有两个参数之间的内在相关性。当样本扩大时，其他五个相关性确实存在。与其他相关性相比，$\epkk-E_γ$相关性具有显著更低的内在散射。我们将全部数据分成四个红移箱测试时可能的演变与红移的相关性。我们没有发现统计上显著的证据红移的光度相关性的演变。为了避免在约束宇宙学参数时的圆形问题，我们同时最小化$χ^2$相对于两个相关参数$a$，$b$和宇宙学参数使用最大似然方法。对于平面$Λ$ CDM，最佳匹配是$\omm=0.31^{+0.13}_{-0.10}$。我们还约束的状态方程（EOS）的暗能量使用GRB的可能的演变与联盟2汇编的SNe Ia和$H(z)$数据。结果与宇宙学常数在$2 σ$置信水平下一致，主要是由于GRB数据，暗能量状态方程在$z \geq0.5$处显示出轻微的偏离-1，…
2011-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong constraints on cosmological gravity from GW170817 and GRB 170817A
探测到来自两颗中子星合并的引力波信号（GW 170817）的电磁对应物（GRB 170817 A）为检验引力理论开辟了一个全新的舞台。我们表明，这种测量使我们能够把严格的约束一般标量张量和矢量张量理论，同时允许我们把一个独立的约束引力子质量的双度规引力理论。这些限制严重减少了宇宙学模型的可行范围，这些模型被提议作为广义相对论宇宙学的替代方案。
2017-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$E_{\mathrm{iso}}$-$E_{\mathrm{p}}$ correlation of gamma ray bursts: calibration and cosmological applications
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最具爆炸性的现象，可以用来研究宇宙的膨胀。在本文中，我们根据Swift和Fermi的观测结果为$E_{\mathrm{iso}}$ - $E_{\mathrm{p}}$相关性编制了一个长GRB样本。该样品包含221个红移从0.03到8.20的长伽玛暴。从不同红移区间的数据分析中，我们没有发现统计上显著的证据表明这种关联的红移演化。然后，我们校准的相关性在六个子样本和使用校准的一个约束宇宙学参数。采用分段方法研究了暗能量状态方程（EOS）的红移演化，发现EOS在低红移处趋于振荡，而在高红移处与$-1$一致.这暗示了在低红移下存在$2σ$置信水平的动力学暗能量。
2022-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Possible Impact of GRB Detector Thresholds on Cosmological Standard Candles
伽马射线暴卫星是相对低效的暗硬爆发探测器，因为它们触发光子计数，这是对硬光子的数量偏置。因此，例如，给定在检测阈值附近的相同峰值亮度的两个突发，将优先检测到暗淡的软突发而不是暗淡的硬突发。这种探测器偏差会产生或扭曲一种明显的相关性，其中越来越硬的伽马射线暴看起来越来越亮。虽然这样的相关性可能会被混淆的中间步骤，伽玛暴需要足够明亮，有他们的实际红移确定，它被发现的偏见是普遍的。这一结果是通过将各种可能的伽玛暴亮度和光谱与BATSE大面积探测器（LAD）探测阈值进行卷积的模拟得出的。分析表明，长持续时间伽玛暴的静止坐标系$νF_ν$谱峰值能量$\epi$，在没有明显的选择效应修正的情况下，不是一个好的宇宙学标准烛光。因此，$\epi$在Amati（$E_{iso}-\epi$）、Ghirlanda（$E_γ-\epi$）和$L_{iso}-\epi$关系等表面相关性中的出现在统计学上是真实的，但受到迄今为止未校准的GRB探测器阈值的强烈影响。
2011-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmology with gamma-ray bursts: I. The Hubble diagram through the calibrated $E_{\rm p,i}$ - $E_{\rm iso}$ correlation
伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸。它们可以被探测到非常高的红移，因此可以被用来研究宇宙的膨胀率和研究暗能量的观测特性，前提是光谱和强度特性之间的经验相关性被适当地校准。我们使用Ia型超新星的光度距离来校准伽玛暴中峰值光子能量$E_{p, i}$和各向同性等效辐射能量$ E_{iso}$之间的相关性。利用这种关联，我们检验了利用伽玛暴测量宇宙学参数和获得暗能量基本性质和演化指示的可靠性。利用162个具有实测红移和光谱的伽玛暴，我们应用局域回归技术，用Ia型超新星数据校准了$E_{p, i}$ - $E_{iso}$相关，建立了校准后的伽玛暴哈勃图。我们测试了可能的红移相关性及其对哈勃图的影响。最后，我们利用GRB哈勃图研究了暗能量状态方程。为此，我们专注于所谓的Chevalier-Polarski-Linder（CPL）参数化的暗能量状态方程和实现马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，有效地采样宇宙学参数的空间。我们的分析再次表明，$E_{p, i}$ - $E_{iso}$关联没有明显的红移依赖性。因此，高红移伽玛暴可以作为一种宇宙学工具，用来确定基本的宇宙学参数和检验在SNIa和重子声学振荡数据所未探测到的红移区（$z\geqslant 3$）中的各种暗能量模型。我们更新的伽马射线暴校准哈勃图提供了一些边缘指示（在$1σ$水平）的演变暗能量EOS。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts as an Independent High-Redshift Probe of Dark Energy
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Space Science Institute（空间科学研究所）；Department of Physics and Astrophysics, University of Las Vegas, NV（内华达大学拉斯维加斯分校物理与天体物理学系）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Astronomical Observatory of Jagiellonian University in Kraków（雅盖隆大学克拉科夫天文台）；Dipartimento di Fisica “E.R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学E.R. Caianiello物理系）；INFN Gruppo Collegato di Salerno - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组-那不勒斯分部）；Department of Physics and Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学物理与天文学系）；School of Mathematics and Statistics, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与统计学院）；Department of Physics and Astronomy, Clemson University（克莱姆森大学物理与天文学系）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）
本文研究伽马射线暴作为高红移暗能量探测工具的可行性，利用X射线和光学Dainotti关系，评估其对宇宙学参数的约束能力，并展示通过机器学习技术可实现的探测精度。
2026-05-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining cosmological parameters by Gamma Ray Burst X - ray afterglow lightcurves
本文给出了66个伽马射线暴的哈勃图，这些伽玛暴仅用它们的X射线余辉光变曲线数据导出。为此，我们使用了最近更新的L_X-T_a相关关系，该关系是由Willingale等（2007）模型拟合的Swift伽玛暴样品的光变曲线校准的，它是在T_a处测量的X射线亮度L_X与T_a之间的关系。然后，我们调查使用这个HD约束宇宙学参数时，单独使用或与其他数据相结合，表明使用伽玛暴导致的约束与以前的文献中的结果一致。最后，我们认为，更大样本的高光度伽玛暴可以提供一个有价值的信息，在寻找正确的宇宙学模型。
2010-05-02 astro-ph.CO
Search for Cosmological time dilation from Gamma-Ray Bursts -- A 2021 status update
我们在尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台探测到的伽马射线暴（GRB）的光变曲线中寻找宇宙学时间膨胀的特征。为此，我们计算了两个不同的持续时间（$T_{50}$和$T_{90}$）为247个样本的伽玛暴在固定的休息框架的能量间隔为140-350 keV，类似于张等。然后，我们进行了基于幂律的持续时间和红移之间的回归分析。该搜索使用未分组和分组数据进行，其中使用加权平均值和几何平均值。对于每个分析，我们还计算内在散射以确定关系的紧密性。我们发现，加权平均为基础的分组数据为长伽玛暴和几何平均为基础的分组数据是一致的宇宙学时间膨胀签名，而使用未分组的持续时间的分析显示出一个非常大的分散。我们还公开了我们的分析代码和获得光变曲线和估计$T_{50}$ / $T_{90}$的程序。
2022-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on Cosmological Models and Reconstructing the Acceleration History of the Universe with Gamma-Ray Burst Distance Indicators
伽马射线暴（GRB）一直被认为是宇宙学研究中的高红移标准烛光。我们已经提出了一种新的方法来校准伽玛暴距离指示器与Ia型超新星（SNe Ia）的数据在一个完全宇宙学无关的方式，以避免圆形的问题，限制了伽玛暴直接使用探测宇宙学[N。Liang，W. K.肖氏Y. Liu和S. N. Zhang，Astrophys. J. 685，354（2008）.]。本文提出了一种简单的方法，将GRB数据合并到联合观测数据分析中，以约束宇宙学模型，该方法不使用用于校准GRB数据的SNe Ia数据点，以避免它们之间的任何相关性。利用内插法标定的高红移伽玛暴数据、超新星Ia的本构集、Wilkinson微波各向异性探测器5年观测的宇宙微波背景辐射、光谱学Sloan数字巡天数据Release 7星系样本的重子声学振荡，星系团中的x射线重子质量分数，观测哈勃参数与红移数据。通过与有、无伽玛暴联合约束的比较，我们发现伽玛暴对联合宇宙学约束的贡献是宇宙学参数置信区间的微小移动，从而更好地封闭了$Λ$ CDM模型。最后，我们重建宇宙的加速历史，直到$z>6$与超新星Ia和伽玛暴的距离模量，并发现一些功能，偏离$Λ$ CDM模型，似乎有利于振荡宇宙学模型，但需要进一步的调查，以更好地了解这种情况。
2010-04-20 astro-ph.CO
Constraining dark energy with gamma-ray bursts
我们利用伽马射线暴距离的测量来约束暗能量宇宙学模型参数。我们采用两种方法来分析伽玛暴数据-拟合亮度关系的伽玛暴在每一个宇宙学和使用的距离措施计算从分箱伽玛暴数据。目前的伽玛射线暴数据本身并不能严格约束宇宙学参数，也不能允许广泛的暗能量模型。
2010-04-13 astro-ph.CO
A Study of Cosmological Models Based on Long Gamma-ray Bursts Duration Histogram
本研究利用长伽马射线暴持续时间直方图，通过蒙特卡洛模拟和χ²最小化，比较ωCDM与ΛCDM模型，发现ωCDM更受青睐，并估计暗能量状态方程参数α非零。
2024-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measuring cosmological parameters with Gamma-Ray Bursts
在几十秒内，伽马射线暴（GRB）发射出相当于各向同性辐射能量Eiso的10^54 erg，因此可以在z ~10处观测到它们。因此，这些现象似乎是描述宇宙膨胀率历史的非常有前途的工具。本文综述了利用伽玛暴的Ep，i-Eiso关联测量宇宙学密度参数Omega_M.我们表明，目前的数据集的伽马射线暴，再加上假设我们生活在一个平坦的宇宙，可以提供独立的证据，从其他探测器，欧米茄_M ~0.3。我们表明，目前（例如，Swift，Fermi/GBM，Konus-WIND）和即将进行的GRB实验（例如，CALET/GBM、SVOM、Lomonosov/UFFO、LOFT/WFM）将使我们能够以与目前Ia型超新星表现出的精度相当的精度约束Omega_M，并研究暗能量的特性及其随时间的演化。
2013-10-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
MAGIC observation of GRB080430
伽马射线暴是宇宙学上的一种射线源，它从伽玛射线中发出的辐射达到无线电波段。大量的观测工作致力于研究瞬发阶段（即高能辐射的初始爆发）和持续时间较长的余辉期间的伽马射线暴。尽管在解释这些现象方面取得了许多成功，但关于基本的排放过程、其能量学和环境，仍然存在一些悬而未决的关键问题。此外，独立于他们的建模，伽玛射线暴光谱是非常简单的，令人满意地符合幂律，因此提供了一个非常有价值的工具来探测河外背景光分布影响所有的高能观测宇宙源。使用切伦科夫望远镜（例如MAGIC）进行的观测对于所有这些科学主题都是至关重要的。GRB 080430，是一个相当温和的红移，z~0.76，并在光学上得到了很好的研究，虽然只有几个小时后，高能量的事件，是一个很好的测试案例，以评估与地面的GeV/TeV天文台的晚余辉观测的前景。
2009-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmography by GRBs : Gamma Ray Bursts as possible distance indicators
提出了一种利用伽马射线暴和超新星组合样本约束宇宙学状态方程的新方法。采用Chevallier-Polarski-Linder参数化方法对状态方程进行参数化，以寻求实现暗能量模型减速/加速相变的现实途径。结果表明，用SNeIa标定的伽玛暴至少可以作为鉴别宇宙学模型与$Λ$ CDM在高红移时的距离指标。
2009-06-19 astro-ph.CO
Gamma-ray bursts as cosmological probes: LambdaCDM vs. conformal gravity
LambdaCDM，对于当前首选的宇宙学密度Ω_0和宇宙学常数Ω_Lambda，预测宇宙膨胀从早期到红移z~0.9减速，并在后期加速。相反，基于共形引力的宇宙学模型预测宇宙膨胀一直在加速。为了区分这两种截然不同的宇宙学，我们求助于伽马射线暴（GRB），它被建议用来探测z>1时的宇宙膨胀历史，在z>1时，Ia型超新星（SNe）是罕见的。我们使用完整的贝叶斯方法来推断宇宙学参数和额外的参数来描述文献中的伽玛暴数据。这是第一次，我们使用伽玛暴作为宇宙学探针，没有任何先验信息的其他数据。此外，当我们将GRB样本与SNe相结合时，我们的方法巧妙地避免了受所谓的循环问题困扰的大多数先前方法的所有不一致性。事实上，当正确分析时，目前的数据与GRB和SNe的距离模量是一致的，在保形重力的变体中，它们分别比LambdaCDM弱约15和约3个星等。我们的研究结果表明，目前可用的SN和GRB样品同样很好地容纳两个LambdaCDM和共形重力，并不排除一个连续的加速膨胀。我们的结论是，伽玛射线暴目前还远远不是有效的宇宙学探测器，因为他们无法区分这两个非常不同的膨胀历史。
2011-10-11 astro-ph.CO gr-qc
Standardizing the Gamma-ray burst as a standard candle and applying to the cosmological probes: constraints on the two-component dark energy model
本研究利用伽马射线暴光变曲线的平台与衰减阶段特征，通过二维、三维基本面关系将其标准化为标准烛光，结合Ia型超新星数据约束单/双成分暗能量模型，发现双成分模型的两个暗能量状态方程参数接近，且$ω$CDM模型更优。
2024-05-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Parameters From Supernovae Associated With Gamma-ray Bursts
我们报告的宇宙学参数的估计$Ω_m$和$Ω_Λ$获得使用超新星（SNe）与伽马射线暴（GRB）在红移高达0.606。使用了八个高保真GRB-SNe，其在整个峰上具有良好采样的光变曲线。我们根据亮度下降率关系修正了它们的峰值幅度，将它们变成具有色散$σ= 0.18$ mag的准确标准烛光。我们还使用约束宇宙学模拟估计了SN 1998 bw的低红移宿主星系的特有速度。在一个平坦的宇宙中，由此产生的哈勃图导致$(Ω_m, Ω_Λ) = (0.58^{+0.22}_{-0.25},0.42 ^{+0.25}_{-0.22})$的最佳拟合宇宙学参数。这项探索性的研究表明，GRB-SNe有可能被用作高红移的烛光，以测量宇宙中的距离并约束宇宙学参数。
2014-10-15 astro-ph.CO
Cosmic explosions, life in the Universe and the Cosmological Constant
银河系伽马射线暴（GRB）是丰富的伽玛射线源，可以对复杂的生命构成威胁。利用最近对它们的速率和GRB导致大规模灭绝的概率的测定，我们探索了什么类型的宇宙最有可能拥有先进的生命形式。为此目的，我们使用宇宙学N体模拟，以确定在什么时间和什么值的宇宙学常数（$Λ$）的机会，不受宇宙爆炸的影响是最大化的。我们发现，$Λ-$占主导地位的宇宙有利于生命的生存对伽玛射线暴。在$Λ$ CDM宇宙学中，决定生命存活到伽玛暴的可能性的参数由$Λ$的值和宇宙的年龄决定。我们发现，我们似乎生活在一个有利的点，在这个参数相空间，最大限度地减少暴露于宇宙爆炸，但最大限度地提高了主序列（氢燃烧）恒星周围的先进的生命形式可以存在的数量。
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Non-parametric study of the evolution of the cosmological equation of state with SNeIa, BAO and high redshift GRBs
我们研究了暗能量状态方程作为红移的函数，在一个非参数的方式，而不施加任何{ \it先验} $w(z)$（压力比能量密度）的功能形式。作为检查的方法，我们测试我们的计划，通过使用合成数据集产生的不同输入宇宙学模型，具有相同的相对误差和红移分布的真实数据。利用伽玛暴X射线余辉的光度-时间$L_{X}-T_{a}$关联（Dainotti等的关联），我们可以利用{ \it Swift}卫星上的伽玛暴样品作为宇宙膨胀历史的探针，探测到$z \approx 10$。在一个平坦的FLRW宇宙的假设和结合SNeIa数据与BAO约束，由此产生的最大似然解接近于一个常数$w=-1$。如果一个强加的限制，一个恒定的$w$，我们得到$w=-0.99 \pm 0.06$（符合宇宙常数）与当今哈勃常数为$H_{0}=70.0 \pm 0.6$ ${\rm km} \, {\rm s}^{-1} {\rm Mpc}^{-1}$和密度参数为$Ω_{Λ0}=0.723 \pm 0.025$，而非参数$w(z)$的解决方案给我们一个概率图，这是集中在$H_{0}=70.04 \pm 1$ ${\rm km} \, {\rm s}^{-1} {\rm Mpc}^{-1}$和$Ω_{Λ0}=0.724 \pm 0.03$。我们选择的GRB数据样本与完整的相关矩阵，使我们能够估计的数量，以及数据的质量（错误），需要约束$w…
2014-02-24 astro-ph.CO
Reconciling low and high redshift GRB luminosity correlations
长伽马射线暴（GRB）的峰值谱能量（$E_p$）和等效各向同性能量（$E_{\rm iso}$）之间的相关关系，即Amati关系，常被用来约束高红移哈勃图。在假设λ冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学的基础上，Wang等人发现了在低红移和高红移伽玛暴样本之间的数据校准的Amati系数中存在$\gtrsim 3σ$张力。为了减少基准宇宙学的影响，我们使用基于宇宙年龄的参数化（PAge），一个几乎与模型无关的框架来追踪宇宙膨胀的历史。我们发现，对于PAge涵盖的广泛模型类别，Amati系数中的低红移和高红移张力几乎保持相同，这表明宇宙学假设并不是GRB光度相关红移演化的主要驱动因素。接下来，我们分析了由于观测通量限制的选择效应。我们发现Amati关系在$E_{\rm iso}$的能量尺度上演化得更为显著。我们通过选择性地丢弃样本来匹配低$z$和高$z$ $E_{\rm iso}$分布来消除GRB数据的偏置。在去偏置之后，低$z$和高$z$数据组之间的Amati系数很好地一致，而Amati关系的$E_{\rm iso}$依赖性的证据仍然很强。因此，伽玛暴光度关联的红移演化完全可以解释为一种选择偏差，并不意味着伽玛暴的宇宙学演化。
2021-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmographic applications of Gamma Ray Bursts
在这项工作中，我们提出了一些关于使用所谓的宇宙学与伽玛暴的应用。特别是，我们试图通过使用从宇宙学分析获得的光度距离来校准Amati关系。因此，我们分析的可能性，使用伽玛射线暴作为可能的宇宙学参数的估计，作为初步的结果，得到一个很好的宇宙学密度参数的估计，只是通过使用伽玛射线暴数据样本。
2010-11-15 astro-ph.CO
Model-independent Gamma-Ray Bursts Constraints on Cosmological Models Using Machine Learning
本研究采用不依赖宇宙学模型的方式，用KNN和RF机器学习算法基于Pantheon+超新星样本校准GRB的Amati关系，结合高红移GRB与哈勃观测数据约束宇宙学模型，结果与高斯过程校准方法一致。
2025-01-26 astro-ph.CO
Constraints on cosmological parameters from gamma-ray burst peak photon energy and bolometric fluence measurements and other data
我们使用测量的峰值光子能量和辐射热通量的119伽马射线暴（GRB）的红移范围内的$0.3399 \leq z \leq 8.2$，同时确定宇宙学和Amati关系参数在六个不同的宇宙学模型。由此产生的阿马蒂关系参数是几乎相同的所有六个宇宙学模型，从而验证了使用阿马蒂关系标准化这些伽玛暴。伽玛射线暴数据宇宙学参数的限制是一致的，但显着较少的限制，从联合分析的重子声学振荡和哈勃参数测量。
2020-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing the standardizability of, and deriving cosmological constraints from, a new Amati-correlated gamma-ray burst data compilation
该研究在六种暗能量模型中检验含220个GRB的更新Amati相关数据汇编，证明其可标准化用于宇宙学分析，但其 $Ω_{m0}$ 约束多与 $H(z)$+BAO 存在 >2σ 张力，不宜联合约束。
2024-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An updated Gamma Ray Bursts Hubble diagram
伽马射线暴（GRB）作为一种将哈勃图扩展到极高红移的可能途径，近来引起了人们的广泛关注。为此，必须从与距离无关的量的相关性来评估红移z处伽玛暴的亮度（或各向同性发射能量），以便可以求解亮度距离D_L（z），从而求解距离模量μ（z）。Schaefer（2007）对五个不同的两参数相关性进行平均，并使用基准宇宙学模型对其进行校准，编制了69个具有测量mu（z）的伽玛暴样本，该样本从那时起被广泛用于约束宇宙学参数。我们在这里从多个方面更新了该样本。首先，我们添加了最近发现的X射线余辉的相关性，并使用贝叶斯启发的拟合方法来校准不同的GRB相关性，假设基准LCDM模型与最近的WMAP 5数据一致。平均超过六个相关性，我们结束了一个新的伽玛射线暴哈勃图包括83个对象。我们还广泛探讨了不同的基准宇宙学模型的影响，考虑如何估计mu（z）的变化作为函数的$(Ω_M, w_0, w_a)$参数的Chevallier-Polarski- Linder现象学暗能量状态方程。为了避免假设{ \it a priori}宇宙学模型的需要，我们提出了一种新的基于模型无关的局部回归估计μ（z）的校准方法，利用Union SNeIa样本来校准GRB相关。这最终给了我们一个由69个伽玛暴组成的伽玛暴哈勃图，其估计的距离模量mu（z）几乎与基础宇宙学模型无关。
2009-07-27 astro-ph.CO
Observational Constraints on Cosmological Models with the Updated Long Gamma-Ray Bursts
本文利用新近发布的包含557颗Ia型超新星（SNIa）的Union 2资料，采用Liang { \it et al.}提出的与宇宙学无关的定标方法，利用著名的Amati关系，对109个长伽马射线暴（GRB）进行了定标。我们已经获得了59个标定的高红移伽玛暴，它们可以用来约束宇宙学模型而不存在圆度问题（为了方便，我们称它们为“赞美”伽玛暴样本）。然后，我们考虑了最新观测数据对7个宇宙学模型的联合约束，即557个Union 2 SNIa数据集，59个校准的Hymorphic GRB数据集的组合（本工作中得到的）、来自WMAP 7年数据的位移参数$R$和SDSS亮红星系分布中重子声学振荡（BAO）峰测量的距离参数$A$。我们还简要地考虑了这7个宇宙学模型的比较。
2010-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing cosmological isotropy with gravitational waves and gamma-ray bursts
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；De La Salle University（德拉萨学院）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）；Chung-Ang University（中央大学）；National Tsing Hua University（国立清华大学）
本文利用最新引力波和伽马射线暴数据，通过统计方法检验宇宙各向同性，结果与宇宙学原理一致。
2026-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Model-independent calibration of Gamma-Ray Bursts with neural networks
Jamia Millia Islamia（贾米阿米利亚伊斯兰大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；Space Science Institute（空间科学研究所）；University of Nevada（内华达大学）；Transilvania University of Brasov（布拉索夫特兰西瓦尼亚大学）；University of Malta（马耳他大学）
本文利用神经网络对伽马射线暴的Dainotti关系进行校准，以独立于ΛCDM框架的方式改进宇宙学参数，通过减少校准参数的散射，实现稳定的哈勃图。
2026-05-07 astro-ph.CO
Testing the consistency of new Amati-correlated gamma-ray burst dataset cosmological constraints with those from better-established cosmological data
本研究分析151个Fermi长伽马射线暴数据集，验证其Amati关系标准化潜力，发现多数模型下A123及联合数据与成熟的H(z)+BAO宇宙学约束存在>2σ张力，仅A28数据一致但统计效力不足。
2025-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Standardizing Dainotti-correlated gamma-ray bursts, and using them with standardized Amati-correlated gamma-ray bursts to constrain cosmological model parameters
我们表明，王等人和胡等人最近汇编的三个与Dainotti相关的伽马射线暴（GRB）数据集中的每一个，它们一起探测红移范围$0.35 \leq z \leq 5.91$，服从与宇宙模型无关的Dainotti关联关系，因此是可解释的。我们使用这些伽玛暴数据结合目前最好的阿马蒂相关伽玛暴数据，探针$0.3399 \leq z \leq 8.2$，约束宇宙学模型参数。由此产生的宇宙学约束是弱的，提供了非相对论性物质密度参数的下限，温和地支持非零空间曲率，并且在很大程度上与当前加速的宇宙学膨胀以及从更好的数据确定的约束一致。
2021-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gamma ray burst constraints on cosmological models from the improved Amati correlation
最近，我们在ApJ 931（2022）50中构造了一种改进的Amati相关性。在本文中，我们进一步研究的限制$Λ$ CDM和$w$ CDM模型的伽玛射线暴（GRB）的标准和改进的Amati相关标准，分别。利用Pantheon Ia型超新星样品标定了最新的A220伽玛暴数据集，得到了伽玛暴哈勃图。我们发现，在高红移区（$z>1.4$），改进的Amati关联的GRB距离模明显大于标准的Amati关联的GRB距离模。标准Amati关联的伽玛暴数据仅给出了当前物质密度参数$Ω_{\mathrm{m0}}$的下限，而改进的Amati关联的伽玛暴数据将$Λ$ CDM和$w$ CDM模型中的$Ω_{\mathrm{m0}}$在$68\%$置信水平下分别约束为$0.308^{+0.066}_{-0.230}$和$0.307^{+0.057}_{-0.290}$，这与当前流行的观测数据包括BAO，一旦在我们的分析中加入$H(z)$数据，就可以实现对哈勃常数$H_0$的约束。我们发现，两种不同的相关性提供了略有不同的$H_0$结果，但边缘化的平均值似乎接近普朗克2018年CMB观测。
2022-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Constraints On Holographic Cosmological Models From Gamma Ray Bursts
我们使用Y. Wang（2008）对一组基于全息原理的宇宙学暗能量模型施加了额外的限制。伽玛暴是宇宙中已知的最复杂和最具活力的天体物理事件之一，它为我们提供了从宇宙膨胀到$z\sim 6$红移的历史信息。这些天体为我们提供了一个补充的观测测试，以确定暗能量的性质，通过补充来自超新星的数据信息（例如Union 2.1汇编）。我们发现，$ΛCDM$模型给出了最好的拟合观测数据，虽然我们的统计分析（$ΔAIC$和$ΔBIC$）表明，在这项工作中研究的模型（“哈勃半径尺度”和“里奇尺度Q”）有一个合理的协议，就最成功的，除了“里奇尺度CPL”和“未来事件视界“模型，这可以排除在本研究。然而，这些结果反映了伽玛暴测量的重要性，以提供额外的观测约束，以替代宇宙学模型，这是强制性的，以澄清的方式，其中的暗能量或任何替代模型的范式是正确的。
2016-02-11 astro-ph.CO
Constraints from Fermi observations of Long Gamma-Ray Bursts on cosmological parameters
本文利用15年Fermi长伽马射线暴观测数据，通过高斯过程校准Amati关系，结合Pantheon+超新星样本，在MCMC方法下对平坦ΛCDM等宇宙学模型参数给出了更严格的限制。
2024-07-25 astro-ph.CO hep-ph
