Detection of the Cosmological Time Dilation of High Redshift Quasars
研究利用多波段二十余年监测的190个类星体和 Bayesian 假设检验，探测到依赖红移的宇宙学时间膨胀，反驳了类星体变异性挑战标准宇宙学模型的说法。
2023-06-06 astro-ph.CO gr-qc
A tomographic test of cosmological principle using the JLA compilation of type Ia supernovae
我们测试的宇宙学原理，通过拟合偶极调制的距离模和宇宙学红移方面的这种调制的演变搜索。基于红移层析方法，我们将Ia型超新星的联合光变曲线分析汇编划分为不同的红移区间，并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法来推断每个红移区间内的各向异性振幅和方向。然而，我们没有发现任何显着偏离宇宙学原理，和各向异性振幅严格限制在$95\%$的置信水平小于千分之几。
2018-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Nonlinear relativistic corrections to cosmological distances, redshift and gravitational lensing magnification. II - Derivation
我们提出了一个推导宇宙学距离红移关系的微扰论的二级。此外，我们发现观测到的红移和透镜放大率为二阶。我们并不要求密度对比很小，只要求度规势和奇速度很小。因此，我们的结果适用于非线性区域，并可以用于大多数暗能量模型。我们提出的结果，可以很容易地计算在N体模拟的形式。本文伴随arXiv：1207.2109，其中的关键结果总结在一个物理透明的形式和应用进行了讨论。
2014-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Joint estimation of the cosmological model and the mass and redshift distributions of the binary black hole population with the Einstein Telescope
本研究利用爱因斯坦望远镜一年模拟观测数据，通过分层贝叶斯框架联合估计宇宙学模型与双黑洞族的质量、红移分布，分析了不同SNR阈值下的参数约束精度与简并性，明确了一年观测对质量分布的重构能力及红移分布的约束局限。
2025-06-08 astro-ph.CO gr-qc
Internal kinematics of spiral galaxies in distant clusters IV. Gas kinematics of spiral galaxies in intermediate redshift clusters and in the field
我们通过测量星系电离气体运动学的不规则性来追踪中等红移星系的相互作用过程，并研究这些不规则性作为环境（星系团与场）和形态类型（螺旋与不规则）的函数。我们的样本由92个遥远的星系组成。其中16个星系团（z~0.3和z~0.5）和29个场星系（平均z=0.44）的速度场具有足够的信号可供分析。我们发现，在星系团和在中等红移的领域中，具有不规则气体运动学的星系的比例是非常相似的。场星系和团星系在（ir）正则性参数空间的分布也是相似的。另一方面，我们在场样本中看到的中心光集中度小的星系，在星系团样本中是不存在的。我们发现，在中等红移的场星系有更多的不规则的速度场，以及更多的clueries和较少的中心集中的光分布比他们的本地同行。通过对11个z ~ 2星系的射电样本的比较，发现这些遥远星系比我们的中红移星系团和场样本具有更多的不规则气体运动学。我们没有发现依赖的气体运动学的不规则性形态类型。我们发现，两个不同的指标的恒星形成与不规则的气体运动学。更不规则的气体运动学，也更多clusified和较少集中的光分布的螺旋场星系在中间的红移相比，他们的本地同行表明，这些星系可能仍然在建设他们的磁盘通过吸积和合并等机制的过程中。另一方面，与z ~ 2处的星系相比，它们具有较少的不规则气体运动学。
2010-07-19 astro-ph.CO
Redshift drift cosmography for model-independent cosmological inference
我们开发了一个宇宙学框架，用于分析邻近源的红移漂移信号，即，而不对宇宙的度量描述做任何假设。我们发现，弗里德曼-Lemartre-Robertson-Walker（FLRW）的预测改变非平凡的区域各向异性和不均匀性。特别是，我们发现的位置漂移的源是nontrivially链接到红移漂移信号。附近源的红移漂移信号可以用一个有效的减速参数来表示，在均匀和各向同性的极限下，它可以简化为FLRW减速参数。所提出的宇宙学框架可用于独立于模型的数据分析，利用的事实，即在最低阶的红移的准确各向异性红移漂移信号是由一组有限的物理可解释的系数。我们讨论了物理限制的利益，以及与框架相关的挑战。
2021-12-12 astro-ph.CO gr-qc
A physical interpretation of Hubble's law and the cosmological redshift from the perspective of a static observer
我们推导出明确的和精确的表达式的物理速度的自由粒子与哈勃流测量的静态观察者，和由一个comoving源发出的光的频移和接收，再次由静态观察者。这些表达式清楚地表明，将红移解释为一种多普勒效应，只有在观测者和光源之间的距离完全消失时才有意义。
2012-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Is the transition redshift a new cosmological number?
对Ia型超新星（SNe Ia）的观测提供了强有力的证据，证明宇宙在中等红移处正在膨胀加速。这意味着宇宙经历了一个从减速到加速的过渡阶段，其过渡红移$z_t$的量级为1，其值原则上取决于宇宙学以及假设的引力理论。由于具有跃迁红移的宇宙学加速模型是极端简并的，因此，从理论上讲，了解$z_t$本身的值是否可以在观测上作为一个新的宇宙常数是很有趣的。在简要讨论了跃迁红移所起的潜在动力学作用后，有人认为，未来的观测结合超新星Ia，视线（或“径向”）重子声学振荡，星系的微分年龄，以及谱线的红移漂移可能会严格约束$z_t$，从而有助于缩小参数空间的最现实的模型描述加速宇宙。
2014-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Forecast and analysis of the cosmological redshift drift
宇宙学红移漂移可能导致高精度宇宙几何观测的下一步，成为宇宙加速的直接和无可辩驳的测试。为了测试这种效应的可行性和可能的性质，也被称为Sandage-Loeb（SL）测试，我们生成了一个模型独立的模拟数据集，以比较其约束能力与未来的模拟数据集的Ia型超新星（SNe）和重子声学振荡（BAO）。这些数据集的性能进行了分析，通过测试几个宇宙学模型与马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，无论是独立的，并结合所有的数据集。最终的结果表明，在一般情况下，SL数据集允许显着的约束的物质密度参数今天$Ω_m$上的每一个测试模型，也表现出很大的互补性与SNe和BAO数据关于暗能量（DE）参数。
2017-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Testing Einstein's Equivalence Principle and its Cosmological Evolution from Quasar Gravitational Redshifts
基于类星体中心超大质量黑洞在周围吸积盘中引起的引力红移，提出并应用了爱因斯坦等效原理的一个新检验。具体来说，我们比较观测到的引力红移的Fe III $λλ$ 2039-2113发射线混合类星体的预测值在一个广泛的，未知的，宇宙的领土（$0 \lesssim z_{cosm}\lesssim3$）。我们第一次测量，统计不确定性可比或优于太阳系外的其他经典方法，观测到的引力红移和理论预测之间的比率在10个独立的宇宙学红移箱中的$1 \lesssim z_{cosm}\lesssim3$范围。在这个宇宙学红移区间内，测量的引力红移与预测的引力红移之比的平均值为$\langle z^m_g/z_g^p\rangle=1.05\pm 0.06$，散射$0.13\pm 0.05$表明在这些范围内EEP没有宇宙学演化。这种方法可以利用更大的测量样本和更好的信噪比，为在宇宙学尺度上进行EEP的高精度（低于1%）测试铺平了道路。
2021-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Kinematics and Formation Mechanisms of High-Redshift Galaxies
近年来，我们追踪高红移宇宙中快速恒星形成星系的空间分辨特性的能力有了很大的提高，许多研究表明湍流气相运动学的重要性。在这份提交给天文2010年十年调查，我们概述了一些主要的悬而未决的问题，这些星系的运动学和形成历史，如流行的各种运动学模型，关系到较低的表面亮度人口和微弱的活动星系核，以及气体吸积和冷却机制与红移的演变的影响。我们评论的能力，未来的大型光学/红外和毫米波长的设施，以解决这些问题。
2009-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Kinematic Bias in Cosmological Distance Measurement
最近使用非线性相对论性宇宙学扰动理论的计算表明，在低红移时，平均光度距离和距离模存在偏差。我们表明，这些影响可以被理解为非常简单的非相对论性的，纯粹的运动学，Malmquist样的偏见，我们描述了如何影响的变化，如果一个平均值的来源，是有限的视星等。这种效应基本上与天文学家以前考虑的小尺度随机速度的距离偏差相同，尽管我们发现标准公式高估了均匀偏差的2倍。
2015-02-05 astro-ph.CO
Constraints on Dark Energy and Modified Gravity models by the Cosmological Redshift Drift test
利用远源宇宙学红移的时间演化，研究了宇宙学约束对各种宇宙加速模型的影响。这个实验的重要特点是直接探测宇宙的膨胀历史。在这项工作中，我们分析了各种模型的宇宙，可以解释后期的时间加速，在广义相对论（GR）（XCDM，标量场势）的框架内和超越GR（f（R）引力模型）。
2010-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints from Sunyaev-Zeldovich cluster counts: an approach to account for missing redshifts
当使用星系团巡天来限制宇宙学参数时，红移的累积提供了一个重要的观测瓶颈。我们提出了一个简单的方法，允许使用的样本中有一小部分的红移是未知的。最简单的假设是，缺失的红移是从星表中随机抽取的，但该方法也允许人们考虑红移累积中已知的选择效应。我们量化宇宙学参数约束的统计精度的减少作为模拟调查的丢失红移的分数的函数，也调查了丢失红移的分布作出不正确的假设的影响。
2014-03-20 astro-ph.CO
Constraining power of cosmological observables: blind redshift spots and optimal ranges
在一定红移范围内测量的宇宙学观测值可以作为一组宇宙学参数的探测器。给定宇宙学观测量和宇宙学参数，存在一个最佳的红移范围，在这个范围内，观测量可以以最有效的方式约束参数。对于其他红移范围，观测值可能相对于宇宙学参数值退化，因此在约束给定参数时效率低下。这些是盲红移范围。我们确定的最佳和盲红移范围的宇宙学观测相对于宇宙学参数：物质密度参数$Ω_m$，状态方程参数$w$和修改的重力参数$g_a$参数化的演化的有效牛顿常数。我们考虑观察点：用$f(z)$和$fσ_8$表示的物质密度扰动增长率、距离模$μ(z)$、重子声振荡观测量$D_V(z) \times \frac{r_s^{fid}}{r_s}$、$H \times \frac{r_s}{r_s^{fid}}$和$D_A \times \frac{r_s^{fid}}{r_s}$、$H(z)$测量和引力波光度距离。我们引入了一个新的统计量$S_P^O(z)\equiv \frac{ΔO}{ΔP}(z) \cdot V_{eff}^{1/2}$，包括有效的调查体积$V_{eff}$，作为一个衡量的约束力的一个给定的可观测$O$相对于宇宙学参数$P$作为红移$z$的函数。我们找到了这些观测量相对于参数$Ω_m$、$w$和$g_a$的盲红移点$z_b$（$S_P^O(z_b)\simeq 0$）和最佳红移点$z_s$（$S_P^O(z_s)…
2019-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effect of Redshift Distributions of Fast Radio Bursts on Cosmological Constraints
快速射电暴（FRB）是天文学和宇宙学研究的一个重要领域。然而，迄今为止，要确定FRB的红移并不容易。因此，目前还没有足够的具有确定红移的实际FRB可用于宇宙学研究。在过去的几年里，人们不得不使用模拟的FRB与“已知”的红移。为了模拟FRB，应该从给定的红移分布中随机分配一个红移给它。但FRB的实际红移分布至今仍不清楚。因此，在文献中假设了许多红移分布。在目前的工作中，我们研究了不同的红移分布对宇宙学约束的影响，而它们是平等对待的。我们发现，不同的红移分布导致不同的宇宙学约束能力从模拟的FRB。这一结果强调了寻找FRB实际红移分布的重要性，并提醒我们FRB模拟中可能存在的红移分布偏差。
2021-05-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Forecasting Cosmological Bias due to Local Gravitational Redshift
当来自遥远星系和恒星的光子穿过我们邻近的环境时，光子的波长会被我们当地的引力势所改变。这种局域引力红移效应可能对宇宙学距离-红移关系的测量产生影响。利用现有的超新星数据，Wojtak等人[1]发现一些扩展模型（非平坦$Λ$ CDM，$w$ CDM等）的宇宙学参数似乎存在很大的偏差。Huang [2]指出，如果加入宇宙微波背景（CMB）数据，打破扩展模型中参数之间的强简并性，则可以将偏差降低到可以忽略的水平。在这篇文章中，我们预测宇宙学的偏见，由于当地的引力红移为未来的WFIRST类超新星调查。我们发现，只要加入CMB数据或未来的红移测量数据来打破参数间的简并性，局域引力红移效应仍然可以忽略。
2019-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift remapping and cosmic acceleration in dark-matter-dominated cosmological models
宇宙学红移和宇宙标度因子之间的标准关系是几乎所有宇宙学观测的宇宙学推论的基础，导致了LambdaCDM宇宙学模型的出现。这个关系不是一个基本理论，因此观测确定这个函数（红移重映射）应该被视为在宇宙学数据分析中保持其标准形式的一个有见地的替代方案。在这里，我们提出了非参数重建的红移重新映射在暗物质为主的模型和约束的宇宙学参数的联合分析的所有主要宇宙学探测器，包括本地测量的哈勃常数，Ia型超新星，重子声振荡（BAO），普朗克观测的宇宙微波背景（CMB）辐射（温度功率谱）和宇宙计时器。重建的红移重映射指出，在宇宙演化的后期，红移的额外增加，但影响低红移观测和CMB。该模型预测实际的哈勃常数h=0.48+/-0.02与其本地测定值h_obs=0.73+/-0.02之间存在显著差异。这两个值的比值与相应的开放宇宙学模型中形成的空洞内的最大膨胀率非常接近，Ω_m=0.87+/-0.03，而哈勃常数的实际值意味着宇宙的年龄与普朗克λ CDM宇宙学相一致。新的暗物质为主的模型与红移重新映射提供了良好的适合所有的数据，并消除了最近报道的普朗克LambdaCDM宇宙学，本地确定的哈勃常数和BAO测量从Ly-alpha森林的高红移类星体之间的紧张关系。
2017-06-26 astro-ph.CO
Revisiting the cosmological bias due to local gravitational redshifts
Wojtak { \it et al}（arXiv：1504.00718）最近的一篇文章指出，尽管局部引力红移很小（$\sim 10^{-5}$），但它对我们的宇宙学参数测量有明显的（$\sim 1\%$）系统性影响。作者用模拟超新星数据集研究了几个扩展的宇宙学模型（非平坦的$Λ$ CDM、$w$ CDM和$w_0$ - $w_a$ CDM）。我们重复这个计算，发现$\sim 1\%$偏差是由于宇宙学参数之间的强简并。当宇宙微波背景（CMB）数据加入打破简并，由于本地引力红移的偏差是可以忽略不计的（$\lesssim 0.1 σ$）。
2015-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropies of gravitational-wave standard sirens as a new cosmological probe without redshift information
来自宇宙学距离的致密双星的引力波（GW）是一种很有前途的强有力的宇宙学探测器，被称为GW标准警报器。利用未来的GW探测器，我们将能够精确地测量源的光度距离，达到红移$z\sim5$。为了提取宇宙学信息，先前提出的使用GW标准警报器的宇宙学研究依赖于通过广泛的电磁跟踪活动获得的源红移信息。然而，红移识别通常是耗时且相当具有挑战性的。在这里，我们提出了一种新的方法，宇宙学与GW标准塞壬免费的红移测量。利用产生于大尺度结构的致密双星的数密度和光度距离的各向异性，我们证明，一旦GW观测在未来得到很好的建立，（i）这些各向异性甚至可以在很高的红移下测量（$z\geq 2$），其中电磁对应物的识别是困难的，（ii）爱因斯坦望远镜对原始非高斯性的预期约束将与同一时期的其他大尺度结构探测器相当，甚至更好，和（iii）与其他宇宙学观测的互相关被发现具有高度的统计意义，在非常高的红移提供额外的宇宙学信息。
2016-03-07 astro-ph.CO
Cosmological constraints from the redshift dependence of the Alcock-Paczynski test: galaxy density gradient field
提出了一种基于Alcock-Paczynski（AP）检验的红移依赖性来测量宇宙膨胀历史的方法。它利用星系密度梯度场的各向同性来约束宇宙学参数。如果密度参数$Ω_m$或暗能量状态方程$w$的选择不正确，梯度场似乎是各向异性的，各向异性的程度随红移而变化。我们利用这种效应来约束宇宙学参数，这些参数决定了宇宙的膨胀历史。虽然星系特有速度引起的红移空间畸变（RSD）也会在梯度场中产生各向异性，但这些效应在很大的红移范围内在幅度上接近均匀。这使得梯度场各向异性的红移变化对RSD相对不敏感。通过测试的方法从地平线运行3宇宙学N体模拟的模拟调查，我们表明，宇宙学参数可以估计没有偏见。我们的方法是对重子声学振荡或拓扑方法的补充，因为它依赖于$D_AH$，即角直径距离和哈勃参数的乘积。
2015-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Metric-Affine Cosmologies: Kinematics of Perfect (Ideal) Cosmological Hyperfluids and First Integrals
我们考虑一个通用的度量仿射宇宙学设置和分类一些特别有趣的特殊情况下的完美超流体。特别是，我们提出的形式的情况下，纯自旋，纯膨胀和纯剪切流体的守恒律。我们还发展了不可压缩超流体的概念，并特别注意保持超动量的情况。我们还给出了一个具体的例子，通过物质连接耦合的自旋，膨胀和剪切流的出现。此外，从广义加速度方程的比例因子，包括扭转和非度量，我们提供了第一个积分的运动与其余的超流变量。这些结果使宇宙学中非黎曼效应的分析形式化。
2023-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
What do we talk about when we speak of cosmological redshift?
从Slipher的第一次观测开始，我们对宇宙学红移的理解和解释就在不断发展，直到在广义相对论的框架内，通过膨胀的宇宙和现代物理宇宙学的出现，达到了目前的共识。红移是天文学最基本的概念之一，也是少数几个可以直接测量的观测参数之一。要提到宇宙中物体或宇宙结构的时间演化，我们经常通过宇宙时间或宇宙学红移模糊地这样做。但这种联系一再导致困惑，不仅在科学普及传播者中，而且在专业天文学界。在这篇文章中，我们将对宇宙时间和宇宙学红移之间的联系进行一种教学方法，我们也将澄清围绕这种关系的几个常见误解。
2018-02-10 astro-ph.CO
Correcting cosmological parameter biases for all redshift surveys induced by estimating and reweighting redshift distributions
测光红移的不确定性是正在进行的和未来测光测量的系统误差的主要来源。我们研究了不同来源的红移误差所造成的选择一个次优的红移直方图箱宽度，并提出了解决这些问题的方法。选择一个太大的箱宽度被证明是过度平滑的星系径向分布的小尺度结构。对于暗能量状态方程参数$w$，这种系统误差可以显着改变宇宙学参数约束，最多可达$6 \, σ$。与常用的当前分箱方法相比，仔细选择分箱宽度可以将该系统性降低多达6倍。我们进一步讨论了一个广义的rescue方法，可以纠正系统和统计误差的宇宙学参数的约束所造成的红移分布的不确定性。这可以在没有任何关于分布形状或红移误差形式的先验假设的情况下实现。我们的方法允许光度测量，以获得公正的宇宙学参数的约束，使用最少数量的光谱校准数据。对于DES的星系聚类预测，我们得到公正的结果，相对于次优直方图箱宽度选择所造成的错误，每个层析红移箱只使用5k代表性的光谱校准对象。
2017-04-30 astro-ph.CO
Cosmological constraints from the redshift dependence of the volume effect using the galaxy 2-point correlation function across the line-of-sight
我们开发了一种方法，使用星系2点关联函数（2pCF）在整个视线，$ξ(r_{\bot})$，作为宇宙学参数的探测红移的依赖。在不同的宇宙学参数选择下，星系在共动笛卡尔空间中的位置不同，导致星系分布中存在{\it红移相关标度}。这种几何畸变可以被观测为在所测量的$ξ(r_{\bot})$中的红移相关的重新标度。我们测试这种方法使用的样本17.5亿模拟星系的红移0，0.5，1，1.5，2，从地平线运行4 N体模拟。$ξ(r_{\bot})$的形状可以表现出显着的红移演化时，星系样本进行分析的宇宙学不同于真实的，模拟的。其他贡献，包括结构的引力增长，星系偏置和红移空间扭曲，不会产生大的红移演变的形状。我们表明，人们可以利用这种几何扭曲来约束宇宙学参数的值，宇宙膨胀的历史。该方法可应用于未来的大尺度结构巡天，特别是DES、LSST等测光巡天，以获得严格的宇宙学约束。这项工作是我们以前工作的延续，作为一种策略，以约束宇宙学参数使用红移不变的物理量。
2017-06-29 astro-ph.CO
A new cosmological probe using super-massive black hole shadows
研究了利用低红移和高红移黑洞阴影作为新的宇宙学标准标尺测量宇宙学参数的前景。利用M87 $^\star$的黑洞阴影的低红移观测，可以独立地确定哈勃常数，其精度约为$13\%$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .超大质量黑洞阴影的高红移观测可以精确地确定参数$H_0$和${Ω_{\rm m}}$的组合，我们通过一个简单的模拟表明，将它们与Ia型超新星观测相结合将给出宇宙学参数的精确测量。
2020-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Convergence of the Milky Way and M31 Kinematics from Cosmological Simulations
银河系（MW）和M31（本星系群中的主要星系）的运动学可以用来估计本星系群的总质量。关于M31自行的新结果最近被用来改进这一估计。这些结果是基于运动学先验，有时使用宇宙学N体模拟进行指导和评估。然而，模拟LG类似物的运动学特性可能会有偏差，由于有效的功率谱截断引起的小尺寸的父模拟。在这里，我们探讨的依赖LG运动学的模拟框的大小，认为宇宙学模拟需要一个框的大小为1 Gpc的顺序，以索赔收敛的LG运动学性质。使用足够大的模拟，我们发现M31相对于MW的切向和径向速度分别在$v_{\mathrm {tan}}=105^{+94}_{-59} $ km/s和$v_{\mathrm {rad}}=-108^{+68}_{-81}$ km/s的范围内。这项研究强调，LG运动学来自N体模拟必须仔细解释考虑到父模拟的大小。
2022-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hubble parameter measurement constraints on the cosmological deceleration-acceleration transition redshift
我们编制了一份包含28个独立测量的哈勃参数的列表，这些测量值在红移0.07 < z < 2.3之间，并使用这些测量值对恒定和时间演化的暗能量宇宙学的模型参数进行约束。这些H（z）测量本身需要一个当前加速的宇宙膨胀，大约或优于3-sigma置信度。6个最佳拟合模型减速-加速跃迁红移的平均值和标准差（对于我们考虑的3个宇宙学模型和2个哈勃常数先验）为$z_{\rm da} = 0.74 \pm 0.05$，与最近Busca等人（2012）基于红移0.2 < z < 2.3之间的11个H（z）测量值（几乎完全来自BAO类数据）确定的$z_{\rm da} = 0.82 \pm 0.08$非常一致。
2013-01-22 astro-ph.CO
Kinematic Flow for Cosmological Loop Integrands
本文将树级关联子的运动学流图形规则推广到圈积分，用标记图的tubing表示主积分基与奇点，并给出识别零基函数的图形规则，从而证明该流可正确预测所有圈积分的微分方程。
2024-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraint on the cosmological f(R) model from the multipole power spectrum of the SDSS luminous red galaxy sample and prospects for a future redshift survey
可行的f（R）模型的约束条件进行了调查，面对的多极功率谱的发光的红色星系样本的斯隆数字巡天数据发布7的理论预测。我们得到了宇宙学大尺度结构尺度上f（R）模型的康普顿波长参数的一个约束。本文还探讨了用未来的红移测量来约束康普顿波长参数的前景。证明了红移空间扭曲对于在宇宙学尺度上检验引力理论的有用性。
2010-04-19 astro-ph.CO
Will Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Measurements Enhance the Science Return from Galaxy Redshift Surveys?
是的未来的CMB实验，如Advanced ACTPol和CMB-S4，应能在红移巡天中实现对典型星系的信噪比为$> 0.1$的测量。这些测量将为星系团测量提供大尺度结构$f$的增长率和宇宙$H$的膨胀率的补充测量。本文强调，有重要的信息，在各向异性的相对成对kSZ测量。我们将相对成对kSZ功率谱用勒让德多项式展开，并考虑到其八极子。假设在过滤的地图中的噪声是不相关的星系在调查中的位置之间，我们推导出一个简单的分析形式的功率谱协方差的相对成对kSZ温度在红移空间。虽然许多以前的研究都乐观地假设，在调查中的星系$τ_{\rm T}$的光学深度是已知的，我们边缘化超过$τ_{\rm T}$，计算的增长率$f$和膨胀率$H$的限制。对于实际确定的参数，我们发现，结合kSZ和星系红移巡天数据减少了边缘化的$1$ - $σ$错误的$H$和$f$由$\sim50$ - $70\%$相比，仅星系的分析。
2017-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmological constraints from low-redshift data
在本文中，我们总结了低红移数据-如超新星Ia（SN Ia），重子声学振荡（BAO）和宇宙计时器（CC）-能够设置的一致性模型及其扩展，以及非均匀，但各向同性的模型的约束。我们提供了一个广泛的俯瞰到这些宇宙学的情况和数据分析的几个方面。特别是，我们回顾了一些系统性的问题，包括SN Ia分析的震级校正技术，选择偏差和推断的宇宙学约束的影响。此外，我们研究的各向同性和各向异性组件的BAO数据和它们各自的相关性宇宙模型拟合。我们延长了讨论中提出的关于宇宙膨胀的推断动力学和目前的低红移数据的速度在早期的作品。具体来说，我们讨论了宇宙学的加速膨胀和相关的模型选择的约束。此外，我们还讨论了哈勃常数问题，并着重讨论了基于CC的$H_0$的低红移数据约束。最后，我们提出的方式，这一结果进行比较的两个高红移$H_0$估计和本地（红移零）的测量，在紧张。
2018-02-13 astro-ph.CO
Cosmological Redshift in FRW Metrics with Constant Spacetime Curvature
宇宙学红移z随着宇宙的膨胀而增长，通常被视为红移的第三种形式，超越了广义相对论其他应用中看到的更传统的多普勒效应和引力效应。本文研究了具有常时空曲率的Friedmann-Robertson-Walker度规中红移的起源，并表明-至少对于静态时空-z的解释是由于空间的“拉伸”是与坐标相关的.也就是说，我们证明了红移也可以单独从运动学和引力加速度的影响计算。这表明，它对膨胀因子的依赖性只是FRW高度对称性的表现，而不应被视为支持空间本身膨胀的证据。
2012-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constraints from the redshift dependence of the Alcock-Paczynski effect: application to the SDSS-III BOSS DR12 galaxies
我们将\cite{Li2014,Li2015}中的方法应用于BOSS DR 12星系，并从Alcock-Paczynski（AP）效应的红移依赖性中推导出宇宙学约束。观测到的星系分布的明显各向异性主要来自两个来源，由于星系特有速度的红移空间畸变（RSD）效应，以及当假设不正确的宇宙学模型将红移转换为共动距离时的几何畸变，称为AP效应。RSD效应产生的各向异性虽然很大，但在很大的红移范围内保持几乎均匀的大小，而AP效应产生的各向异性程度随着红移的变化而变化，幅度要大得多。我们将DR 12星系分成6个红移仓，测量每个仓中的2点关联函数，并评估各向异性的红移演化。我们得到了$Ω_m=0.290 \pm 0.053,\ \ w = -1.07 \pm 0.15$的约束条件，这些约束条件与目前其他宇宙学探测的约束条件，如Ia型超新星、宇宙微波背景和重子声学振荡（BAO）的约束条件具有可比性.结合这些宇宙学探测与我们的方法产生严格的限制$ Ω_m = 0.301 \pm 0.006,\ w=-1.054 \pm 0.025$。我们的方法是互补的其他大尺度结构探针，如BAO和拓扑结构。我们期望这种技术将在从大尺度结构调查中推导宇宙学约束方面发挥重要作用。
2016-09-18 astro-ph.CO
Structure formation simulations with momentum exchange: alleviating tensions between high-redshift and low-redshift cosmological probes
来自低红移探测器的宇宙学约束和从宇宙微波背景的温度和偏振各向异性获得的宇宙学约束之间持续存在的紧张关系--尽管还没有提供令人信服的证据来反对$Λ$ CDM模型--似乎一致地表明，与标准宇宙学情景的预测相比，密度扰动的增长较慢。这种行为不容易被广义相对论最简单的扩展所适应，比如f（R）模型，它一般预测增长率的增加。在目前的工作中，我们提出了一套大型N体模拟的结果进行的背景下的宇宙模型具有非零散射截面之间的暗物质和暗能量字段，两个不同的参数化的暗能量状态方程。我们的研究结果表明，这些暗散射模型对许多与大尺度结构形成和演化有关的观测量有非常温和的影响，同时提供了一个显着的抑制线性密度扰动的幅度和大量的集群。因此，我们的模拟证实，这些模型提供了一个有前途的路线，以减轻现有的紧张关系之间的低红移测量和CMB。
2016-05-18 astro-ph.CO
A possible new cosmological redshift effect due to $Λ$ on traveling gravitational waves in Friedmann universes
本文用拉普拉斯变换\cite{A}继续研究宇宙背景中引力波的传播。我们分析了可能的物理后果的结果，目前在\cite{A}，有人认为，一个非零的正横坐标的收敛所造成的德西特展开因子$a(t)=e^{Ht}$意味着移动的频率域的一个旅行引力波测量的一个comoving观察员。特别是，我们表明，在一个通用的渐近德西特宇宙学的宇宙，这种红移效应也会出现。相反，在一个以幂律膨胀的宇宙中，这种现象不会发生。这种物理上可能的新红移效应，虽然对于实际上非常低的$Λ$值可以忽略不计，但可以产生有趣的物理后果，例如它与玻色-爱因斯坦凝聚的关系，或者更推测地与引力子方面的宇宙学常数的性质有关，正如最近在\cite{B}中提出的接近玻色-爱因斯坦凝聚相的情况。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing cosmological models using relative mass-redshift abundance of SZ clusters
最近通过Sunyaev-Zel'dovich观测发现了高红移的大质量星系团，为检验宇宙学模型开辟了一条新途径。众所周知，在一个非常高的红移上检测到一个超大质量的星系团可以排除许多宇宙学模型。然而，由于处理不同的观测偏差使得很难测试假设宇宙学模型的数据的相似性，因此大多数星团数据（除了那些具有高质量红移的数据）在面对具有星团观测的宇宙学模型时保持不变。我们在这里建议，人们可以使用不同质量的星系团在不同的红移的相对丰度来测试宇宙学模型的背景下的数据的相似性。为了这个目的，我们提出了一个简单的参数形式观察集群在不同的质量红移的效率，我们测试如果标准的LCDM模型可以解释观察到的丰富的集群使用这种效率参数化。我们认为，不能期望一个不寻常的和高度参数化的形式的效率函数，以适应观测数据假设的理论模型。使用许多实现的蒙特卡罗模拟，我们表明，标准的空间平坦的LCDM模型是勉强一致的SPT集群数据使用一个简单的和合理的二维效率函数检测的集群。需要更多的聚类数据才能得出强有力的结论。
2011-09-21 astro-ph.CO
Evolution of the gas kinematics of galaxies in cosmological simulations
我们通过流体动力学模拟研究了星系气体运动学的演化。我们特别注意的起源的分散的塔利-费舍尔关系和功能，可以与合并和相互作用。我们扩展了De Rossi等人（2010）的研究，并分析了他们的整个模拟样本，其中包括气体盘主导和球体主导的系统。我们发现，合并和相互作用可以直接或间接地影响旋转曲线，导致塔利-费舍尔关系的分散大于自z=3以来的模拟演变。与以前的作品，运动学指标相结合的旋转速度和分散速度在他们的定义导致一个更紧密的关系。此外，当我们估计旋转曲线的最大值处的旋转速度时，我们获得了无论形态如何的势阱的最佳代理。
2013-06-11 astro-ph.CO
The relation between cosmological redshift and scale factor for photons
宇宙学常数问题已成为现代宇宙学中最重要的问题之一。在本文中，我们试图构建一个模型，可以避免宇宙学常数的问题，并有可能解释在光度距离和角直径距离测量通道的宇宙的明显的后期加速膨胀。在我们的模型中，核心是修正宇宙学红移与光子标度因子之间的关系。我们指出三种方法来检验我们的假设：超新星的时间膨胀;中子星双星系统发射的引力波及其电磁波;以及Sandage-Loeb效应。所有这些方法现在或在不久的将来都是可行的。
2017-09-25 astro-ph.CO
Revisiting a negative cosmological constant from low-redshift data
高红移和低红移宇宙学观测之间持续的紧张关系表明，宇宙的暗能量部分可能比$Λ$ CDM模型的正宇宙学常数更复杂。受弦论的启发，其中对称性考虑使得一致的AdS背景（\textit（即））具有负宇宙学常数的最大对称时空）无处不在，我们探索了一个场景，其中暗能量部门由两个组件组成：负宇宙学常数，暗能量组件与状态方程$w_ϕ$在顶部。我们测试的一致性模型对低红移重子声学振荡和Ia型超新星的距离测量，评估两种替代选择的距离锚：在重子阻力确定的\textit{Planck}合作的声音地平线，和哈勃常数确定的SH0ES计划。我们没有发现负的宇宙学常数的证据，也没有发现有效的幽灵暗能量成分的迹象。模型比较分析表明，$Λ$ CDM模型优于我们的负宇宙学常数模型。虽然我们的结果是不确定的，但如果低红移张力在未来的数据中持续存在，那么通过考虑现实的弦结构，重新考虑并进一步改进我们的玩具负宇宙学常数模型是值得的。
2019-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Impact of Tomographic Redshift Bin Width Errors on Cosmological Probes
星系红移分布$n(z)$中的系统误差可以传播到导出的宇宙学中的系统误差。我们的特征如何在层析箱宽度和星系偏差的退化效应传授系统误差宇宙学推断使用观测数据从深透镜调查。为此，我们使用星系团和星系-星系透镜的组合。我们提出了两个端到端的分析，从目录级参数估计。我们产生了一个初始的宇宙学推断使用基准层析红移箱来自光度红移，然后比较这与红移箱经验校正使用一组光谱红移的结果。我们发现，导出的参数$S_8 \equiv σ_8 (Ω_m/.3)^{1/2}$从$.841^{+0.062}_{-.061}$到$.739^{+.054}_{-.050}$校正后的n（z）的错误在第二种方法。
2021-04-07 astro-ph.CO
Nonlinear Relativistic Effects on Cosmological Redshift Drift
Università di Pisa（比萨大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Università LUM（卢姆大学）；Universidade Estadual de Londrina（隆德里纳州立大学）
本文通过全规范不变方法计算了宇宙扰动理论中红移漂移的相对论效应，揭示了红移空间畸变为二次效应，并推导了子赫兹尺度下双谱的解析表达式。
2026-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Local gravitational redshifts can bias cosmological measurements
通过距离-红移关系测量宇宙学参数通常依赖于假设均匀宇宙的模型。人们通常认为，如果观测中探测到的距离足够大（与不均匀性的尺度相比），并且在天空的不同方向上取平均值，那么我们宇宙中明显的大尺度结构对测量的影响可以忽略不计。当考虑到我们的局部引力势引起的引力红移的影响时，这种假设就不成立了，它以同样的方式改变了来自所有距离和方向的光。尽管它的大小很小，但这种局部引力红移在使用SN Ia数据的宇宙学推断中产生了明显的影响。假设保守的先验知识的本地电位采样范围内的引力势银河般的星系在宇宙学模拟中确定的位置，我们表明，忽略引力红移效应在标准的数据分析导致额外的系统误差~ 1%的密度参数和暗能量状态方程的确定。我们的结论是，我们的本地引力场影响我们的宇宙学推断的水平，这是重要的，在未来的观测，旨在实现100级的精度。
2015-06-23 astro-ph.CO
Prospects for Measuring the Mass of Black Holes at High Redshifts with Resolved Kinematics Using Gravitational Lensing
测量黑洞质量的最可靠方法，即气体和恒星的空间分辨运动学，目前仅限于附近的星系。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和具有毫角秒分辨率的30米级望远镜（30米望远镜，巨型麦哲伦望远镜和欧洲极大望远镜）预计将这种测量扩展到更大的距离。在这里，我们研究的可能性，利用强引力透镜提供的角放大测量黑洞质量在高红移（z~ 1-6），使用解决气体运动学与这些仪器。我们发现，在~15%和~20%的强透镜星系，内部25和50 pc可以解决，允许质量的~ $10^8 M_{\odot}$黑洞动态测量ALMA，如果适度明亮的分子气体存在于这些小半径。鉴于在目前的毫米巡天和未来的光学巡天中发现了大量的强透镜，这一部分可以构成一个统计上显着的人口研究的M- $σ$关系在高红移的演变。
2014-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Applications of the Gaussian Kinematic Formula
高斯运动学公式（GKF，参见Adler and Taylor（2007，2011））是一个非常强大的工具，允许在现实的宇宙学数据收集实验条件下对Minkowski泛函的期望值进行显式的分析预测。在本文中，我们实现了Minkowski泛函的多极子和针组件的CMB字段，从而允许更好地控制宇宙方差和提取信息的谐波和实域;然后，我们利用GKF提供他们的期望值的球面地图上，在存在任意的天空面具，在非高斯的情况下。所有的结果都通过数值实验进行了验证，实验结果表明理论预测与蒙特卡罗模拟结果吻合良好。
2014-06-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Stochastic Order Redshift Technique (SORT): a simple, efficient and robust method to improve cosmological redshift measurements
我们提出了一个简单，有效和强大的方法来改善宇宙学红移测量。该方法是基于一个参考样品的存在下，一个精确的红移数分布（dN/dz），可以获得不同的类锯齿光束的子体积内的原始调查。对于每个子体积，我们然后施加：（i）的红移数分布的不确定的红移测量匹配的参考dN/dz校正由他们的选择功能;和（ii）在红移的不确定测量的原始合奏的秩顺序被保留。后一步的动机是从高斯概率密度函数（PDF）的不同手段和任意大的标准偏差满足随机排序的随机变量的事实。然后，我们重复这个简单的算法，多个任意的双光束重叠的子体积，以这种方式，每个不确定的测量有多个（非独立的）“恢复”的红移，可以用来估计一个新的红移PDF。我们称这种方法为随机阶红移技术（SORT）。我们已经使用了最先进的N体模拟测试SORT的性能在简单的假设下，发现它可以提高质量的宇宙学红移在一个有效的和强大的方式。特别是SORT红移能够恢复“宇宙网”的独特特征，并且可以在> 4 Mpc/h的尺度上提供两点关联函数的无偏测量。鉴于其简单性，我们设想，像SORT的方法可以被纳入更复杂的算法，旨在利用大型河外测光调查的全部潜力。
2017-09-11 astro-ph.CO
Robustness of the pairwise kinematic Sunyaev-Zeldovich power spectrum shape as a cosmological gravity probe
我们从修正的引力（MG）星系/晕模拟星表中证明了成对运动学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）功率谱$P_{\rm kSZ}$的形状对区分宇宙学尺度上的不同引力理论具有约束力.通过改变有效光学厚度$τ_{\rm T}$作为自由参数，我们验证了$P_{\rm kSZ}$线性理论中的$τ_{\rm T}$ - $f$（线性增长率）简并性被某些MG理论中的非线性结构增长和$f$的尺度依赖性所打破。等价地说，$P_{\rm kSZ}$的形状本身就可以用来在宇宙学尺度上约束MG理论。在充分了解星系密度偏差的基础上，我们验证了下一代CMB和星系光谱红移巡天的组合，例如BOSS+CMB-S4或DESI+CMB-S4，可以在$\sim5σ$水平上利用星系成对kSZ偶极子$P_{{\rm kSZ},\ell=1}$的形状，在$f_{R0}=10^{-4}$的情况下，区分$f(R)$模型和广义相对论模型。
2020-10-10 astro-ph.CO
Cosmological inference from standard sirens without redshift measurements
本工作的目的是探讨利用未来标准的没有红移测量的海妖数据来约束宇宙学参数的前景。随着对引力波信号的成功探测，一个引力波天文学的时代已经开始。与电磁域不同，GW信号允许直接测量到源的光度距离，而它们的红移仍然需要通过识别电磁对应物来测量。这导致了几乎所有可能的BH-BH系统的重大技术问题。这是GW标准塞壬应用于宇宙学的主要障碍。在本文中，我们介绍了一般框架，单独使用光度距离的宇宙学推论。我们的想法是使用合并源的红移概率分布的先验知识，从人口综合代码评估的内在合并率。然后计算宇宙学参数的后验概率分布。我们证明了我们的方法的模拟模拟数据的性能，并表明，光度距离测量将使宇宙学参数的准确测定高达$20%$的不确定性水平。我们还发现，为了用平坦的$Λ$ CDM模型将$H_0$推断到1%的水平，我们需要大约$10^5$事件。
2018-12-02 astro-ph.CO
Infrared Emission from High-Redshift Galaxies in Cosmological SPH Simulations
在宇宙学光滑粒子流体动力学模拟中，通过将模拟结果与Silva等人的粒子数合成程序GRASIL耦合，计算了高红移星系的红外辐射。根据每个恒星粒子的质量、金属丰度和形成时间，我们估计了每个恒星粒子从紫外到红外的全谱能量分布，并计算模拟星系在Spitzer宽带滤波器中的光度函数，以便与现有的Spitzer观测结果直接比较。
2010-07-13 astro-ph.CO
Effects of Supernova Redshift Uncertainties on the Determination of Cosmological Parameters
在目前的宇宙学超新星样本中使用的红移测量使用两种主要的技术，一种是基于测量良好的宿主星系谱线和其他基于超新星主导的光谱。在这里，我们构建了一个更新的万神殿目录与修订的红移，红移源和估计的不确定性，为整个样本调查这两种技术是否产生一致的结果。使用这两种测量技术的最佳拟合宇宙学参数不一致，与超新星的样品产生$Ω_m$ 3.2 $σ$高和$H_0$ 2.5 $σ$低于主机的样品，我们探讨了几种可能的来源的偏见，这可能是由于使用较低精度的超新星为主的红移。在一项试点研究中，我们表明，使用主机红移只子样本一般会产生较低的$Ω_m$和物质密度$Ω_m h^2$和略高的$H_0$比以前的分析，对于万神殿数据集，可能会导致超新星和CMB测量同意$Ω_m h^2$，尽管在$H_0$紧张。然而，为了获得严格的结果，万神殿目录应该通过获得已经褪色的超新星的主光谱来改进，未来的调查应该设计成使用主星系红移而不是低精度的方法。
2020-10-18 astro-ph.CO
Using quasars as standard clocks for measuring cosmological redshift
我们报告了类星体光变曲线中迄今未被注意到的模式。我们用直线的斜率来描述类星体光变曲线的片段。这些斜率似乎与类星体的红移直接相关。或者，仅使用时间和通量的全球移动，我们能够通过拟合它们的红移比率来找到不同类星体对的光变曲线之间的显著重叠。这样，我们就能够可靠地确定类星体之间的红移。这意味着我们可以用类星体作为标准时钟，正如我们通过构造两种独立的方法从类星体的光变曲线求出其红移所明确证明的那样。
2012-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Weak Lensing Detection of the Cosmological Distance-Redshift Relation Behind Three Massive Clusters
弱透镜效应的振幅会随着源距的增加而增加，在透镜后面会急剧上升，并在高红移时达到饱和，提供了一种独立于模型的测量宇宙几何的方法。我们测量了三个大质量星系团A370（z=0.375），ZwCl 0024 +17（z=0.395）和RXJ 1347 -11（z=0.451）的红移弱透镜振幅，使用深，三色斯巴鲁成像。我们定义的深度透镜人口的COSMOS和GOODS领域，提供了一个一致性检查的照片Z估计在很大范围内的红移和幅度。预测的距离红移关系是遵循最深的数据集，A370，为广泛的宇宙学，并与其他两个集群不太准确的数据是一致的。将这一结果换算到一个新的~25个大质量星系团的调查中，应该会提供一个有用的宇宙学约束w，补充现有的技术，距离测量覆盖了未经测试的红移范围，1<z<5。
2011-01-10 astro-ph.CO
Kinematic lensing with high-resolution spectroscopic surveys. A unique opportunity for transformative cosmology at high redshifts in the 2040s
Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
利用运动透镜效应进行高红移宇宙学研究，通过高分辨率光谱巡天实现前所未有的宇宙结构增长探测。
2026-01-08 astro-ph.CO
Redshift Space Distortion of 21cm line at 1<z<5 with Cosmological Hydrodynamic Simulations
在k>1h/Mpc的标度下，测量了红移1<z3的中性氢气21 cm谱线的标度依赖性和红移依赖性<5 using full cosmological hydrodynamic simulations by taking the ratios between the power spectra of HI- dark matter cross correlation and dark matter auto-correlation. The neutral hydrogen distribution is computed in full cosmological hydrodynamic simulations including star formation and supernova feedback under a uniform ultra-violet background radiation. We find a significant scale dependence of HI bias at z>，但在较低的红移z<3时，它基本不变.在相同的红移范围内，HI偏置的红移演化相对慢于类星体。我们还测量了HI气体的红移空间畸变（RSD），以探索HI团簇的性质。拟合广泛应用的理论预测，我们发现，恒定的偏差是一致的，直接从实空间功率谱测量，和速度色散是轻微一…
2019-01-29 astro-ph.CO
