The Tensor-Vector-Scalar theory and its cosmology
在过去的几十年里，天文学家和宇宙学家积累了大量的数据，清楚地表明我们目前的基本粒子和引力理论不足以解释观测到的宇宙中可见物质的动力学和分布之间的差异。修正牛顿动力学（MOND）的提议旨在通过假设牛顿第二运动定律在加速度小于~10^{-10}m/s^2时被修正来解决这个问题。这个简单的修正，在解释星系自转曲线方面取得了巨大的成功。然而，由于非相对论性，它不能对宇宙学做出可靠的预测。Bekenstein在Sanders的早期工作基础上提出了一个相对论性理论，称为张量-矢量-标量（TeVeS），该理论对非相对论性系统具有MOND极限。在这篇文章中，我给一个简短的介绍TeVeS理论，并专注于它的预测宇宙学以及一些非宇宙学的研究。
2009-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bayesian "Deep" Process Convolutions: An Application in Cosmology
本文提出贝叶斯深度过程卷积模型，通过自适应平滑度参数在单一框架内同时捕捉宇宙学物质功率谱中的平滑与振荡结构，并在模拟和真实数据中优于现有方法。
2024-11-22 astro-ph.CO astro-ph.IM stat.AP
UNITY: Confronting Supernova Cosmology's Statistical and Systematic Uncertainties in a Unified Bayesian Framework
虽然最近的超新星宇宙学研究已经从改进的测量中受益，但目前的分析方法在统计上并不是最佳的，并且将证明不足以用于未来的调查。本文讨论了当前超新星宇宙学分析在处理异常值、选择效应、形状和颜色标准化关系、无法解释的色散和非均匀观测方面的局限性。我们提出了一个新的贝叶斯框架，称为UNITY（统一的Ia型宇宙学非线性推理），它结合了我们面对这些影响的能力的显着改进。我们将该框架应用于实际的超新星观测，并证明了较小的统计和系统的不确定性。我们验证早期的结果，超新星Ia需要非线性的形状和颜色分解，但我们现在包括这些非线性关系在统计上合理的方式。该分析主要在盲态下进行，因为在转换为真实数据之前，首先在模拟数据上验证了基本框架。我们还讨论了可能的扩展的方法。
2016-01-22 astro-ph.CO
Constraining Fundamental Physics with Future CMB Experiments
普朗克实验将很快提供一个非常精确的测量宇宙微波背景各向异性。这将使宇宙学家以前所未有的精度确定大多数宇宙学参数。未来的实验将以更好的角分辨率和更好的偏振灵敏度来改进和补充普朗克数据。宇宙微波背景辐射功率谱的这一未探测区域包含了许多感兴趣的参数信息，包括中微子质量、重组时相对论粒子的数量、原始氦丰度以及暗物质自湮灭注入的额外电离光子。我们回顾了CMB上的每个参数的印记，并通过对模拟数据的合成实现进行Monte Carlo分析来预测未来实验可实现的约束。我们发现，下一代卫星任务，如CMBPol可以提供有价值的限制，精度接近预期在当前和不久的将来的实验室实验。最后，我们讨论了宇宙学和基础物理学之间的这种交叉的影响。
2010-05-20 astro-ph.CO
Procoli: Profiles of cosmological likelihoods
本文提出可获取宇宙学轮廓似然的开源软件包 Procoli，集成 MontePython 与 CLASS，采用模拟退火和顺序计算，并以早期暗能量模型验证其优化与分解实验贡献的能力。
2024-01-25 astro-ph.CO
Statistical challenges in weak lensing cosmology
宇宙弱透镜是宇宙学的有力探索。在这里，我们解决一个最基本的，弱透镜宇宙学中固有的统计问题：我们是否可以恢复初始的高斯信息内容的大尺度结构通过结合弱透镜观测，这里集中在弱透镜功率谱和双谱。为了解决这个问题，我们充分考虑到不同的多极子的功率谱和不同的三角形配置的双谱之间的相关性，从有限区域的调查测量。特别是，我们表明，超级调查模式的长度尺度大于或相当于调查的大小，导致显着的样本方差弱透镜相关性通过模式耦合与子调查模式，由于非线性引力集群-所谓的超级样本方差。本文首先讨论了超样本方差的来源，然后研究了弱透镜关联函数在三点水平上所包含的信息量。
2014-07-12 astro-ph.CO
Modern Cosmology: Interactive Computer Simulations that use Recent Observational Surveys
我们提出了一系列新的开源计算工具，用于使用现代宇宙学理论对最近的大规模观测数据集进行数值建模。具体来说，这些工具将允许学生和研究人员限制竞争性宇宙学模型中的参数值，从而发现宇宙的加速膨胀及其组成（例如，暗物质和暗能量）。这些程序有几个特点，以帮助非宇宙学家建立一个宇宙学模型的理解和它们与观测数据的关系：一个内置的收集几个真正的观测数据集;滑块，以改变值的参数，定义不同的宇宙学模型;实时绘制模拟数据;和$χ^2$计算每个参数选择（理论）和观测数据（实验）的拟合优度。目前的内置观测列表包括最近的几个Ia型超新星调查，重子声学振荡，宇宙微波背景辐射，伽马射线暴和哈勃参数的测量。在这篇文章中，我们将讨论使用这些观测数据检验宇宙学模型的具体结果。这些程序可以在http://www.compadre.org/osp/items/detail.cfm?上找到ID=12406。
2013-05-21 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
On estimating cosmology-dependent covariance matrices
我们描述了一个统计模型来估计物质示踪剂两点关联函数的协方差矩阵与宇宙学模拟。假设一个固定数量的宇宙学模拟运行，我们描述了如何建立一个“统计模拟器”的两点函数协方差在一个指定的范围内输入宇宙学参数。由于不同的宇宙学模型的模拟运行有助于约束协方差的形式，我们预测，宇宙学相关的协方差可以估计与一个相当数量的模拟，将需要估计固定的宇宙学的协方差。我们的框架是计划分析下一代宇宙学调查的模拟活动的必要的第一步。
2013-04-29 astro-ph.CO
Cosmography of the minimally extended Varying Speed of Light Model
本文利用宇宙志方法研究最小扩展变光速模型，通过宇宙志参数构建哈勃参数并比较光度距离的不同组合，提出光度距离可约束变光速模型参数。
2024-06-10 astro-ph.CO physics.gen-ph
Dimensionality Reduction Techniques for Statistical Inference in Cosmology
针对宇宙学参数统计推断中的数据压缩需求，通过理论分析与模拟弱透镜数据实验，提出e-MOPED和改编CCA两种线性降维方法，在减少计算资源的同时提升参数约束优值，还给出改进所有方法的两项建议。
2025-02-10 astro-ph.CO
Skies And Universes: Accessing cosmological simulations and theoretical predictions
数值模拟在现代宇宙学中起着关键的重要作用。例子很多，包括宇宙网-空间中星系分布的大尺度结构-它首先在N体模拟中被观察到，后来在观测中被发现。尖锐的暗物质晕轮廓，卫星的过剩，太大太失败的问题是理论预测的其他例子，对宇宙学和星系形成的最新发展产生了巨大的影响。大型的观测巡天，例如SDSS、Euclid和LSST，与广泛的宇宙学模拟密切相关，这些模拟提供了统计误差和系统学检验。为了解释这些大尺度星系/类星体巡天观测，需要从高分辨率和大体积宇宙学模拟中精确预测重子声波振荡和红移空间畸变。然而，大部分来自广泛的计算机模拟的结果，如果公开的话，将是非常有益的，仍然掌握在少数研究小组手中。即使在模拟数据可用的情况下，共享大量数据也可能是压倒性的。我们认为，有一个有效的和简单的路径来扩大数据访问和传播的众多结果从不同的宇宙学模型。在这里，我们证明，公众访问可以有效地提供相对适度的资源。在不同的结果中，我们为天文学界发布了流行的Bolshoi和MultiDark模拟的原始数据。我们还提供了许多结果，这些结果集中在模拟观测数据和重大项目的星系调查上。天空和宇宙是一个社区的努力：数据由许多研究小组产生和共享。我们向其他宇宙学家和天文学家提供在skiesanduniverses.org空间中托管他们的数据产品。
2017-11-04 astro-ph.CO
Constraining cosmology with pairwise velocity estimator
在本文中，我们发展了一个完整的统计方法的成对速度估计先前提出的，并应用Cosmicflows-2目录，这种方法来约束宇宙学。我们首先计算一个给定星表的视线速度的协方差矩阵，然后从中模拟全天巡天，然后计算成对速度场的方差。将Cosmicflows-2星表中的$8315$独立星系样本和压缩$5224$群样本应用于该统计方法，发现对$Ω^{0.6}_{\rm m}h$和$σ_{8}$的联合约束与WMAP 9年和Planck 2015最佳拟合宇宙学完全一致.目前，还没有证据表明修正的引力模型或任何动态暗能量模型来自这一实践，误差条需要减少，以提供任何具体的证据反对/支持$Λ$ CDM宇宙学。
2015-10-27 astro-ph.CO
Statistical Decoupling of Lagrangian Fluid Parcel in Newtonian Cosmology
由于潮汐力的存在，自引力物质场中单个流体元素的拉格朗日动力学本质上是非定域的。这使得在拉格朗日流体动力学的背景下对各种宇宙物体（例如暗物质晕）的非线性演化的理论研究变得复杂，因为具有给定初始密度和形状的流体包裹可能根据其环境而不同地演化。在本文中，我们提供了一个统计解决方案，可以解耦这种环境依赖。在导出物质场的概率分布演化方程后，我们的方法产生了一组封闭的常微分方程，其解由流体元的初始条件唯一确定。在数学上，它对应于密度加权概率密度函数（PDF）的输运方程的投影特征曲线。因此，它是保证一个点的PDF将被保留，通过发展这些本地的，但非线性，曲线与相同的初始数据集作为真实的系统。在物理上，这些轨迹描述了平均演变的平均在所有环境中取代潮汐张量与其条件平均。对于高斯分布的动力学变量，该平均潮汐张量与速度切变张量简单成正比，并且在进一步假设线性化连续性方程的情况下，动力学系统将恢复Zel'dovich近似（ZA）的预测。对于弱非高斯场，平均潮汐张量可以微扰展开为所有相关动力学变量的函数，其系数由场的统计特性决定。
2016-01-11 astro-ph.CO
Decaying Vacuum Cosmology and its Scalar Field Description
我们讨论了暗区相互作用模型的宇宙学后果，其中$Λ$分量作为哈勃参数的截断幂级数演化。为了约束模型的自由参数，我们进行了一个联合统计分析，包括从当前Ia型超新星的观测数据，最近估计的宇宙微波背景位移参数和重子声学振荡测量。最后，我们采用理论方法导出了这种非平衡衰减真空加速宇宙学的耦合标量场形式。
2012-04-09 astro-ph.CO
Kinematic and statistical inconsistencies of Ho$\check{\textrm{r}}$ava-Lifshitz cosmology
本文通过不同的宇宙学和统计检验，研究了在低红移尺度下由可重正化Ho $\check{\textrm{r}}$ ava作用量导出的\emph{minimal}宇宙学模型的有效性.假设是纯吸引引力，即，在Ho $\check{\textrm{r}}$ ava作用中的$λ>1/3$，我们比较了联盟2.1 Ia型超新星数据与模型独立方法的运动学。这两种方法，虽然兼容，导致明确的宇宙学约束的自由参数的Ho $\check{\textrm{r}}$ ava行动，这是在强烈的分歧与$Λ$ CDM，$w$ CDM和Chevallier-Polarski-Linder的情况。为了证明这一点，我们使用回归模型的标准诊断工具，即赤池和贝叶斯信息标准。使用这种模型无关的统计方法，我们表明，何$\check{\textrm{r}}$阿瓦-Lifshitz宇宙学不同的标准暗能量的情况下，\emph{independently}的自由参数的数量在模型中涉及。由于这一结果在小的红移域是有效的，它表明存在不一致的最小版本的Ho $\check{\textrm{r}}$ ava-Lifshitz宇宙学，即使在背景宇宙学的水平。
2018-11-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological constrains on new generalized Chaplygin gas model
我们使用不同的数据样本组合来研究暗能量（DE）宇宙学背景下的新广义Chaubergin气体（NGCG）模型。利用已有的宇宙学数据，基于统计马尔可夫链蒙特卡罗方法对NGCG模型的自由参数进行了约束。然后，我们找到了宇宙学参数的最佳拟合值和NGCG宇宙学中的置信区域。我们对NGCG模型中物质密度参数的计算结果与标准CDM宇宙学的结果非常一致。我们还发现，该模型的DE状态方程稍微有利于幻影制度。结果表明，在NGCG模型中，CDM宇宙中出现的高红移观测与低红移观测在预测哈勃常数H0方面的巨大矛盾可以得到缓解。然而，从统计的角度来看，我们的研究结果表明，标准CDM模型比NGCG宇宙学更适合观测。
2022-01-18 astro-ph.CO
A Test for the Zero Mean Hypothesis in Cosmology
分析宇宙学数据的一个工作假设是零系综平均假设，它与宇宙学扰动的统计均匀性有关。然而，这个假设应该在当今精密宇宙学时代的观测数据中得到检验。在这里，我们测试的假设，通过分析最近，前景减少宇宙微波背景（CMB）的地图，结合球谐系数的掩蔽CMB温度各向异性的方式，组合的变量可以被视为统计独立的样本。我们发现证据反对零均值假设在两个特定范围的多极，与显著水平的$2.5 σ$和$3.1 σ$的多极范围的$\ell \approx 61$ - $86$和$213$ - $256$，分别为普朗克和威尔金森微波各向异性探测地图。后者的信号是一致的，我们以前的结果发现，通过使用蛮力蒙特卡罗模拟。然而，在本文中所采用的方法，我们得出结论，零均值假设是一致的，与目前的CMB数据的基础上，斯托弗的加权Z统计，其中考虑到多重检验。
2014-12-08 astro-ph.CO
Cosmology with galaxy cluster weak lensing: statistical limits and experimental design
我们预测的限制，在当前和下一代弱透镜调查的集群弱透镜和数量计数的组合实现的物质集群sigma_8（z）的幅度。我们提倡一种方法，类似于星系星系透镜，在每个红移箱中的观测值是平均数计数和平均弱透镜的质量代理阈值以上的集群配置文件。主要的天体物理干扰参数是质量代理和阈值附近的真实质量之间的对数散布。对于类似于暗能量巡天（DES）、罗马太空望远镜高纬度巡天（HLS）和鲁宾天文台时空遗产巡天（LSST）的巡天，如果质量可观测散射的外部先验优于0.01，我们预测sigma_8的总精度分别为0.26%、0.24%和0.10%。在DES或HLS的情况下，对于0.05的散射先验，以及对于LSST的0.016先验，这些约束将退化约20%。罗马太空望远镜对大约2500个大质量星团进行为期一个月的观测计划，可以单独实现对sigma_8（z=0.7）的0.5%约束，或者与HLS结合实现~0.33%约束。实现集群的约束力，需要准确的知识的质量可观察的关系和严格的控制系统。我们提供了解析近似我们的数值结果，可以很容易地缩放到其他调查假设或其他方法的集群质量估计。
2021-03-26 astro-ph.CO
Anisotropy and tracer-profile assumptions in aperture-based strong-lens dynamics: Conditional inference from supernova distance ratios and unresolved stellar kinematics
Dali University（大理大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
本文通过结合光度约束，重新评估强引力透镜宇宙学中恒星轨道各向异性参数β_ani的统计必要性，发现其作为自由参数可避免严重的动态建模偏差。
2026-10-23 astro-ph.CO
Uncertainty and bias of cosmology and astrophysical population model from statistical dark sirens
来自一个合并的致密双星的引力波（GW）辐射是一个标准的警报器，因为每个事件的光度距离可以直接从信号的振幅测量。使用GW警报器约束宇宙学的一种可能性是对二元黑洞（BBH）事件进行统计推断。从本质上讲，这种统计方法可以被视为如下。我们可以通过改变宇宙学参数来修改观测到的BBH事件分布的形状，直到它最终与从天体物理学人口模型构建的分布相匹配，从而使我们能够确定宇宙学参数。在这项工作中，我们推导出Cramér-Rao界的宇宙学参数和那些管理的天体物理人口模型从这个统计暗警报方法通过检查事件分布中包含的Fisher信息。我们的研究提供了分析性的见解，并能够快速而准确地估计暗警报宇宙学的统计准确性。此外，我们认为在宇宙学的偏见，由于未建模的子结构的合并率和质量分布。我们发现天体物理模型中的$1\%$偏差会导致哈勃常数的误差大于$1\%$。当探测到超过$10^4$ BBH事件时，这可能会限制暗警报宇宙学的准确性。
2022-06-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Statistical strong lensing. II. Cosmology and galaxy structure with time-delay lenses
上下文时间延迟透镜是测量哈勃常数$H_0$的有力工具。然而，为了从时滞强透镜的样本中获得$H_0$的精确估计，有必要对透镜星系的质量结构有很好的了解。在单个物体的基础上，强透镜数据本身不足以打破$H_0$和透镜模型参数之间的简并性。目的。本研究的目的是确定是否有可能打破$H_0$ -透镜结构简并与大样本的时间延迟透镜的统计组合，纯粹依靠强透镜数据（即没有恒星运动学信息）。方法.我模拟了一组100个透镜，具有双重成像的类星体和相关的时间延迟测量。我用贝叶斯分层方法和镜片人群的灵活模型拟合这些数据，模拟镜片建模步骤。结果100个晶状体样本本身提供了具有$3\%$精度但具有$-4\%$偏差的$H_0$测量值。然而，从一个大样本的镜头，没有时间延迟，如在纸I中考虑的镜头结构参数的先验信息的添加，允许一个$1\%$级的推理。此外，这100个透镜允许对星系恒星质量进行$0.03$ ~dex校准，而不管对哈勃常数的先验知识水平如何。结论.单独使用透镜数据打破$H_0$ -透镜模型简并是可能的，但是$H_0$的$1\%$测量需要远大于100的时间延迟透镜的数量，或者需要来自透镜的单独样品的透镜群体的结构参数分布的知识。
2021-12-18 astro-ph.CO
It's Always Darkest Before the Cosmic Dawn: Early Results from Novel Tools and Telescopes for 21 cm Cosmology
21厘米宇宙学是利用中性氢的超精细跃迁对高红移宇宙进行的统计观测，它有可能彻底改变我们对宇宙学和天体物理过程的理解，这些过程是“宇宙黎明”期间第一批恒星、星系和黑洞形成的基础。“通过使用低频无线电干涉仪制作层析成像地图，我们可以研究21厘米信号随时间和空间尺度的演变，并利用它来了解宇宙历史上这一戏剧性时期星系间介质的密度，温度和电离演变。参加我的博士在这篇论文中，我探索了一些进步，以探测和表征来自宇宙黎明的21厘米信号，特别是在其最后阶段，再电离时代。在七个不同的先前发表的论文中，我探索了新的技术，用于干涉测量的统计分析，将它们应用于Murchison Widefield Array等当前一代望远镜的数据，并期待着我们可以用下一代21厘米天文台测量。我特别侧重于估计功率谱的21厘米的亮度温度波动的存在巨大的天体物理前景，以及这些测量可能会限制宇宙黎明的物理。导师：Max Tegmark
2015-06-09 astro-ph.CO
Testing averaged cosmology with type Ia supernovae and BAO data
精确宇宙学的一个重要问题是确定平均和反向反应对观测预测的影响，特别是考虑到新观测数据的丰富和统计技术的改进。本文讨论了一类平均宇宙学的观测可行性，这类宇宙学由一个简单的参数化唯象双尺度反反应模型和解耦的空间曲率参数组成。我们进行了贝叶斯模型选择分析，发现这类平均现象宇宙学模型是有利于相对于标准的$Λ$ CDM宇宙学的情况下，目前SNe Ia和BAO数据进行联合分析。特别是，分析提供了观测证据的非平凡的空间曲率。
2017-03-23 astro-ph.CO
Statistical techniques in cosmology
在这些讲座中，我将涉及宇宙学数据分析的一些主题。我专注于宇宙学中常见的一般技术，或在宇宙学背景下发展起来的技术。事实上，对于在理论模型的背景下解释数据的问题，它们具有非常普遍的适用性，因此适合于贝叶斯处理。我们考虑从数据中估计参数的一般问题，并考虑如何使用Fisher矩阵来分析调查设计之前，采取任何数据，看看调查是否真的会做什么是必需的。我们概述了从数据中估计参数的数值方法，包括蒙特卡罗马尔可夫链和哈密顿蒙特卡罗方法。我们还研究了模型选择，它涵盖了各种场景，例如数据是否更喜欢一个额外的参数，或者回答更广泛的问题，例如哪种理论框架更受欢迎，使用广义相对论和膜世界引力作为例子。这些笔记不是文献综述，因此参考文献相对较少。
2010-06-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Thermal leptogenesis in nonextensive cosmology
本文研究非广延Tsallis统计力学对热轻子生成的影响，发现其通过改变平衡丰度、衰变和冲刷参数影响重子不对称性产生，并可能降低右手中微子质量标度。
2024-03-30 astro-ph.CO hep-ph
Statistical tests of sterile neutrinos using cosmology and short-baseline data
在本文中，我们重新审视的问题，宇宙学提供的情况下，用无菌中微子调用描述的SBL异常使用贝叶斯统计检验的信息。我们对不同宇宙学数据组合下的$Λ$ CDM $+r+ν_s$宇宙学数据进行了分析，得到了两个相关参数的边际宇宙学似然性，即无菌中微子质量$m_s$及其对早期宇宙能量密度的贡献$N_{\rm eff}$ .然后，我们提出了一个分析，以量化在哪一个级别的一个模型与一个无菌中微子是（不）有利于一个模型，只有三个活跃的中微子，使用短基线实验和宇宙学的结果。我们研究的依赖关系的结果上的宇宙学数据考虑，特别是列入最近的BICEP 2的结果和SZ集群数据从普朗克任务。我们发现，只有当集群数据包括一个额外的不育中微子的模型可以变得更有利于只有三个活跃的模型提供的不育中微子对辐射密度的贡献被抑制相对于完全热化的情况。我们还量化了宇宙学和SBL结果所暗示的不育中微子质量之间的兼容性水平。
2014-07-14 astro-ph.CO hep-ph
Probability distribution and statistical properties of spherically compensated cosmic regions in $Λ$CDM cosmology
宇宙结构的统计特性是宇宙学的有力探针。特别是，有几项研究试图使用宇宙虚空计数来获得对暗能量的严格约束。在本文中，我们通过使用de Fromont & Alimi（2017 a）中介绍的CoSphere模型来解决这个问题。在标准的$Λ$ CDM模型中，我们得到了它们在原始宇宙和非线性演化宇宙中的精确统计量。我们首先计算的各种参数描述这些配置文件在高斯随机场的全联合高斯概率分布。我们只在补偿半径变得很大的极限，即中心极值从其宇宙环境中分离出来时，才恢复了Barthel等人（1986）的结果。我们推导出在这个原始场的补偿大小的概率分布。我们表明，这种分布是红移无关的，可以用来模拟宇宙空洞的大小分布。有趣的是，它可以用于中心最大值，如DM晕。我们解析地计算了原始宇宙和演化宇宙中补偿密度的统计分布。我们还导出了Barnesi等人（1986）已经介绍过的峰值参数的统计分布，并讨论了它们与宇宙环境的相关性。因此，我们表明，小中心极值与低密度与狭窄的补偿区域与一个小的$R_1$和深补偿密度$δ_1$，而较高的中心极值位于更大，但更平滑的上/下大规模的地区。
2017-09-28 astro-ph.CO gr-qc
Geometric Cosmology models: statistical analysis with observational data
针对标准宇宙学模型的现存问题，本文提出在Einstein-Hilbert作用量中加入无穷高阶曲率不变量塔的几何宇宙学方案，通过多类观测数据约束验证，发现GILA模型的部分特定情形可符合当前观测结果。
2025-06-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravity, Entropy, and Cosmology: In Search of Clarity
我讨论引力系统的统计力学，特别是它的宇宙学意义，并认为，在统计力学的基础上，许多关于这个问题的传统观点体现了重大的混乱，我试图提供一个更清晰和更准确的帐户。特别是，我观察到（i）引力\emph{in}熵计算的作用必须与熵\emph{of}引力区分开来，（ii）虽然引力坍缩是熵增加的，但这通常不是因为坍缩物质本身的熵增加，（iii）热力学第二定律的有效性并不归功于引力坍缩的统计力学。
2009-07-03 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Anomalies in the Cosmic Microwave Background and their Non-Gaussian Origin in Loop Quantum Cosmology
宇宙微波背景（CMB）中的异常是指已经观察到的特征，主要是在大角度尺度上，并且与标准$Λ$ CDM模型的统计预测显示出一些张力。在这项工作中，我们把注意力集中在功率抑制，偶极调制，奇奇偶校验的偏好，以及在透镜参数$A_L$的紧张局势。虽然每个异常的统计意义是不确定的，但总体上它们是重要的，并且可能表明新的物理学超越了$Λ$ CDM模型。在这篇文章中，我们提出了一个简短的，但教学介绍CMB异常，并提出了一个共同的起源在循环量子宇宙学的背景下。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Statistical Properties of Scale-Invariant Helical Magnetic Fields and Applications to Cosmology
我们研究了各向同性、随机、高斯分布、螺旋磁场的统计特性，并研究了相关的可实现条件。我们讨论了当原始磁场受观测数据约束时常用的平滑磁场。我们特别感兴趣的尺度不变的磁场，可以在暴胀阶段产生的量子波动。我们确定了这种磁场的相关长度，并将其与暴胀过程中产生的扰动的红外截止相关联。我们表明，这个尺度决定了观测签名的膨胀磁场的宇宙微波背景。在较小尺度下，尺度不变谱随时间变化。在逐渐变大的尺度上，它变成一个陡峭的弱湍流谱。我们数值计算表明，发生这种情况的临界长度尺度是随时间的平方根增加的粘性扩散尺度。
2018-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology, initial conditions, and the measurement problem
对宇宙早期状态的完整描述并不意味着空间中任何位置或方向的特权，这一假设导致了宇宙学、宏观物理学和量子力学对概率的统一解释。这样的描述具有统计性质。确定性定律将它与后来对宇宙介质的统计描述联系起来，因为这些定律不允许空间中的任何位置或方向，所以这些描述也必须如此。如果宇宙是无限大的，我们就可以确定在某一特定时刻和空间中某一特定点的能量密度（相对于一个时空坐标系，在该坐标系中，假定的空间对称性是明显的）处于一个给定范围内的概率，以及能量密度处于这个范围内的点所占的体积分数;统计描述中出现的所有其他概率也是如此。因此，在任何给定时刻，宇宙介质的完整描述中出现的概率都有一个准确和客观的物理解释。与每个宇宙概率分布相关的统计熵和信息同样是宇宙的客观属性，用相对频率或空间平均值来定义。
2010-08-06 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech quant-ph
Tensions in cosmology: a discussion of statistical tools to determine inconsistencies
该研究针对宇宙学参数估计中的张力问题，利用多种统计张力度量指标分析多组观测数据集，量化了不同数据集间的不一致程度，为提升宇宙学分析精度、解决现有张力问题提供了工具支撑。
2024-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A new approach to observational cosmology using the scattering transform
本文提出用无需训练的散射变换从非高斯场中提取紧凑可解释的统计系数，并在弱引力透镜模拟数据上证明其参数估计性能优于经典方法、与最先进CNN相当。
2020-10-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Gravitational wave cosmology with EMRIs
我们表明，未来的空间引力波探测器LISA探测到的最大声的极端质量比吸气（EMRI）可以用作黑暗的标准警报器，统计匹配其天空定位区域与模拟星系目录。在这些程序中，我们专注于一个现实的EMRI人口的情况下，并报告准确预测的宇宙学参数的测量，预计EMRI的潜力，同时约束的哈勃常数，暗物质，和暗能量密度参数。
2021-09-28 astro-ph.CO gr-qc
From Wires to Cosmology
我们提供了一个统计框架，通过精确的对应关系，在早期宇宙中的随机粒子生产的特点与杂质的导线中的电流传导。我们的方法是特别有用的，当微观物理是不确定的，动力学是复杂的，但只有粗粒度的信息是感兴趣的。我们研究了多个相互作用场的情况，并从Fokker-Planck方程推导出粒子占据数的演化。在后期，典型的占据数呈指数增长，这是无序线的安德森局域化的模拟。职业数量的一些统计特征显示了在大量相互作用和/或大量领域的限制下的普遍性。对于测试用例，我们的分析结果和数值模拟之间的良好协议。
2016-03-21 astro-ph.CO cond-mat.dis-nn hep-th
A Critique of Supernova Data Analysis in Cosmology
观测天文学在过去的十年中取得了显著的发展，并对宇宙学做出了重要贡献。Ia型超新星的观测给宇宙学带来了重大的范式转变。宇宙正在加速膨胀的观点引发了一些理论上的挑战。不幸的是，虽然正在制作高质量的超新星数据集，但它们的统计分析仍有许多不足之处。一些研究似乎集中在假设模型是正确的，而不是使用数据来直接测试模型，并将自己限制在估计模型参数和内部误差上。正如这里所示，检验宇宙学理论的重要目的因此而变得无效。
2010-11-16 astro-ph.CO physics.gen-ph
Summary of cosmology with gravitational waves from compact binary coalescences
GW 170817与它的光学对应物重合，导致了第一个独立于宇宙学距离阶梯的哈勃常数的“标准塞壬”测量。舒茨的“统计”方法，预计在没有唯一确定的主机工作，也开始带来其第一次估计。在这项工作中，我们报告的哈勃常数的引力波测量的当前结果，并讨论了在即将到来的运行的高级LIGO-Virgo探测器网络的观测前景。
2019-08-16 astro-ph.CO gr-qc
The influence of Host Galaxies in Type Ia Supernova Cosmology
我们使用了1338光谱确认和光度分类Ia型超新星（SNe Ia），来自CSP，CfA，SDSS-II和SNLS超新星样本的样本，检查SNe Ia和星系之间的关系，主机他们。我们的研究结果提供了具有改进的统计显著性的确认，即标准化后，Ia型超新星在大质量宿主中平均更亮（显著性$\rm > 5 σ$），在大质量宿主中下降更快（显著性$\rm > 9σ$）和在低特定恒星形成率的宿主中下降更快（显著性$\rm > 8σ$）。我们研究了这些关系随红移的变化，没有发现演化。我们分裂成对的子集，是基于主机的属性，并适合每个子集的宇宙学模型的Ia超新星。包括系统和统计的不确定性，我们没有发现任何显着的变化，在子集之间的最佳拟合宇宙学参数。在不同的超新星Ia亚群中，我们发现，在高比星形成率的宿主中，超新星Ia在标准化后的光度中具有最小的内禀散射（$\rm σ_{int}=0.08\pm0.01$）。
2017-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Game Theory in Cosmology
Vanderbilt University（范德堡大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文提出一种基于博弈论的统计框架，用于解释宇宙学中的暗物质、宇宙加速、大尺度结构及宇宙张力等现象，通过非局部记忆和内在持久组织生成暗能量和暗物质特性，并缓解H0和S8张力。
2026-02-21 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Inflationary cosmology with Chaplygin gas in Palatini formalism
我们提出了一个简单的概括的$Λ$ CDM模型，一方面达到了很好的协议与目前的实验数据，并提供了一个内部的通货膨胀机制，另一方面。它是基于Palatini修正的重力与二次Starobinsky项和广义Chaobugin气体作为物质源提供，除了目前的加速膨胀，时代的内源性通货膨胀驱动的III型冻结奇点。从我们的统计分析可以看出，天文数据有利于将二次项耦合到爱因斯坦-希尔伯特拉格朗日函数中的参数的负值，因此，反弹而不是初始大爆炸奇异性是首选的。
2016-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Machine Learning for Observational Cosmology
本文综述了机器学习在观测宇宙学中的应用进展，并探讨了处理未来艾字节级巡天数据所需的高性能计算关键问题。
2023-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
