Constrained Local UniversE Simulations: A Local Group Factory
近场宇宙学通过研究本星系群（LG）及其邻域来实践。本文描述了一个在计算机上模拟近场的框架。假设LCDM模型作为先验，并应用维纳滤波器（WF）和高斯场的约束实现的贝叶斯工具的Cosmicflows-2（CF2）调查的奇特速度，约束模拟我们的宇宙环境进行。这些模拟的目的是再现LG及其本地环境。我们的主要结果是，LG可能是一个强大的LCDM方案的结果时，受到来自CF2数据的约束，出现在一个类似于所观察到的环境。三个级别的标准被用来定义模拟的LG。在基本水平上，成对的晕必须遵守特定的隔离、质量和分离标准。在第二层，轨道角动量和能量受到约束，在第三层，轨道的相位受到约束。在300个约束模拟中，146个LG遵守第一组标准，51个遵守第二组标准，6个遵守第三组标准。我们LG工厂的稳健性使我们能够构建大量模拟LG。从这个集合中可以得出适合于LG高分辨率流体动力学模拟的候选者，可以用来对LG的形成进行全面的研究
2016-02-11 astro-ph.CO
Predicting spatial curvature $Ω_K$ in globally $CPT$-symmetric universes
本研究拓展Boyle和Turok的CPT对称宇宙模型，加入宇宙终结时的对称约束，发现其与闭合宇宙整数波矢要求冲突，进而得出曲率密度$Ω_K$的特定容许取值，结果与Planck观测相符。
2024-08-13 astro-ph.CO
Precision cosmology from large-scale structure of the Universe
宇宙的大尺度结构成为精确宇宙学信息的主要来源。我们提出了两个特殊的工具，可用于宇宙学分析的红移空间星系团的数据：一个新的开源代码CLASS-PT和理论误差的方法。CLASS-PT计算实空间和红移空间中物质场和有偏示踪剂的单圈功率自功率谱和互功率谱。我们表明，该代码符合精度标准，即将到来的高精度大尺度结构调查。理论上的误差似然方法允许分析星系聚类数据，而不必测量尺度切割$k_{\rm max}$。该方法考虑到理论不确定性对参数估计的影响是渐进的，有助于优化数据分析，确保提取所有可用的宇宙学信息。
2022-04-13 astro-ph.CO hep-ph
Early Cosmology Constrained
我们通过探索除了$Λ$ CDM模型中的能量密度之外，还可以在不同的组分中放置多少额外的能量密度来研究我们对早期宇宙宇宙学的认识。为了做到这一点，我们使用了一种方法来分离早期和晚期宇宙的观测数据中包含的信息，从而显着减少模型的依赖性的结论。我们发现早期宇宙在复合时额外能量分量的95%可信区是：非加速的额外流体密度参数$Ω_{\rm MR} < 0.006$和额外辐射参数化的额外有效中微子种$2.3 < N_{\rm eff} < 3.2$（当施加平坦性时）.因此，我们的限制表明，即使在这种基本上与模型无关的方式分析数据时，在早期宇宙中隐藏$Λ$ CDM之外的额外能量成分的可能性也受到当前观测的严重限制。我们还发现，标准的标尺，辐射阻力下的声视界，可以很好地确定的方式，不依赖于晚时间宇宙的假设，但强烈依赖于早期的物理，特别是对额外的组件，表现得像辐射。我们发现，用这种方法确定的标准尺长是$r_{\rm s} = 147.4 \pm 0.7$ Mpc，如果辐射和中微子的成分是标准的，但不确定性增加了一个数量级时，允许非标准的暗辐射成分，$r_{\rm s} = 150 \pm 5$ Mpc。
2016-11-01 astro-ph.CO
The Mira-Titan Universe: Precision Predictions for Dark Energy Surveys
地面和空间巡天使强大的宇宙学探测成为可能，这些探测基于对星系特性和星系在宇宙中的分布的测量。这些探测包括弱透镜效应、重子声学振荡、星系团的丰度和红移空间扭曲;它们对于提高我们对暗能量本质的认识至关重要。在理论和建模方面，宇宙结构形成的大规模模拟在解释观测结果和以所需精度提取宇宙物理学的挑战性任务中发挥着重要作用。这些模拟必须涵盖超出标准六个宇宙学参数的参数范围，并且需要在高质量和力分辨率下运行。一个关键的基于仿真的任务是通过仿真的方法生成精确的理论预测。利用一种新的采样技术，我们探索了一个包含大质量中微子和可变暗能量状态方程的8维参数空间。我们使用两个替代模型（线性功率谱和近似光环质量函数）构建试验模拟器。新的采样方法使我们能够从26个宇宙学模型中构建精确的仿真器，并通过以规定的方式添加新的模拟集来提高仿真器的精度。这使得仿真器的保真度得到系统的改善，新的观测数据变得可用，更高的精度是必需的。最后，使用一个LCDM宇宙学作为一个例子，我们研究的要求施加在一个模拟活动，以达到所需的统计和准确性时，建立仿真器的暗能量调查。
2015-08-11 astro-ph.CO
Validating Digital Twins of the Local Universe with the Thermal Sunyaev-Zel'dovich Signal
University of Oxford（牛津大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
本文利用热Sunyaev-Zel'dovich效应验证约束模拟构建的本地宇宙数字孪生，并开发评分框架评估模拟与普朗克Compton-y图的匹配程度，同时通过弱引力透镜校准的X射线质量验证暗物质晕，展示了高保真数字孪生在质量-可观测关系校准中的应用。
2026-06-02 astro-ph.CO
Precision calculation of neutrino evolution in the early Universe
在原始宇宙中，中微子退耦只发生在电子正电子湮没之前。与标准的瞬时退耦近似相比，这导致中微子能量密度显著增加，由中微子物质的有效数量$N_{\rm eff}$参数化。需要精确计算中微子演化，以评估其在宇宙学后期阶段的后果，并需要考虑多种效应，如中微子振荡，这是一个真正的数值挑战。最近，几个关键的改进已经允许这种精确的数值计算，导致新的参考值$N_{\rm eff}=3.0440$。
2021-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Strongly lensed repeating Fast Radio Bursts as precision probes of the universe
快速射电暴（FRB）是一种明亮的瞬变现象，持续时间为$\sim$ GHz，典型的红移可能是$>0.8$，它们很可能被居间星系引力透镜化。由于强透镜FRB的图像之间的时间延迟可以测量到非常高的精度，因为典型的星系透镜延迟时间$\sim\mathcal{O}$（10天）和爆发的宽度$\sim\mathcal{O}$（ms）之间的大比例$\sim10^9$，我们建议强透镜FRB作为宇宙的精密探测器。我们表明，在平坦的$Λ$ CDM模型中，哈勃常数$H_0$可以用$\sim0.91\%$的不确定性来约束，该不确定性来自可能在$<$ 30年内用平方公里阵列（SKA）观测到的10个这样的系统。更重要的是，宇宙曲率可以被模型独立地约束到$\sim0.076$的精度。这一约束可以直接检验宇宙学原理的有效性，打破宇宙曲率与暗能量之间难以克服的简并性。
2018-10-13 astro-ph.CO gr-qc
Joint observations of late universe probes: cosmological parameter constraints from gravitational wave and Type Ia supernova data
本文联合GWTC-3的43个引力波源与Pantheon+的1590颗Ia型超新星约束暗能量模型，利用双黑洞红移分布模型估计暗汽笛事件红移，验证了联合观测可打破参数简并并提升H0、Omega_m和w的约束精度。
2024-07-08 astro-ph.CO
Probing new physics in the era of precision cosmology
本博士论文探讨如何利用宇宙微波背景、大尺度结构和遥远星系等宇宙观测量，约束超越标准$Λ$-冷暗物质模型的新物理。
2024-12-23 astro-ph.CO
Chasing Unbiased Spectra of the Universe
利用改进的红移空间各向异性团簇模式公式，测量了相干物质流的宇宙学功率谱。新的统计分析提供了一个最佳的观测平台，以连接改进的红移失真理论模型，以未来的实际数据集。我们的方法的统计能力以及鲁棒性进行了测试，对60个实现8 Gpc/h^3的暗物质模拟地图嘲笑即将到来的广泛的精度水平-深调查。结果表明，在几个百分点的精度水平内，我们可以精确地提取速度功率谱，在z = 0.35时，速度功率谱的准线性标度可达k~ 0.1h/Mpc，在更高的红移时，速度功率谱的准线性标度可达k~ 0.15h/Mpc。我们对红移空间畸变的理解被证明是适用于精确宇宙学的，我们的统计方法将引导我们走向正确的道路，以满足现实世界。
2013-01-14 astro-ph.CO
Dark Matter in the Local Universe
我们回顾如何暗物质分布在我们的本地邻居从观测和理论的角度。我们将首先描述我们自己的星系和本星系群中的暗物质晕。然后，我们继续描述暗物质在更大范围内的分布，即所谓的本宇宙。根据暗物质的性质，数值模拟预测不同丰度的子结构在本星系群星系，在数量的空洞区域和丰富的低旋转速度星系在本地宇宙。通过将这些预测与最近的观测结果进行比较，可以推导出对暗物质粒子物理性质的强约束。我们特别关注的结果，从受约束的本地宇宙模拟（CLUES）项目，一组特殊的模拟，其初始条件的约束，从本地宇宙的观测数据。由此产生的模拟旨在再现附近宇宙中观察到的结构。CLUES提供了一个数值实验室，用于模拟本星系群，并在一个旨在遵循观察到的本宇宙的环境中探索星系形成的物理学。作为近场宇宙学的数值模拟，它已经成熟。
2013-11-30 astro-ph.CO
Reconstructing the early-universe expansion and thermal history
本文利用轻元素丰度和宇宙微波背景数据，以不依赖模型的方式重建早期宇宙膨胀与热历史，并提出通用温度变化拟合公式，从而在最少假设下约束BBN时期的辐射与物质能量密度及超越标准模型的物理。
2024-02-22 astro-ph.CO
Bayesian Reconstruction of the Local Universe from 2MRS: Testing the Gravitational Flow with Cosmicflows-4
The Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
基于2MRS数据，采用贝叶斯方法重建本地密度和速度场，并通过与CF4独立本动速度比较，验证了重建引力流在大尺度上的准确性。
2026-07-14 astro-ph.CO
Fast and accurate CMB computations in non-flat FLRW universes
我们提出了一种计算非平坦弗里德曼宇宙中的宇宙微波背景各向异性的新方法，该方法依赖于一种非常稳定的超球贝塞尔函数计算算法，可以将其推到任意精度水平。我们还介绍了一个新的近似方案，逐渐接管在平坦的空间限制，并显着的加速计算。我们的方法是在玻尔兹曼代码类实现。它可以用来衡量CAMB代码在弯曲空间中的精度，这是符合预期的。对于默认的精度设置，对应于0.1%的标量温度谱和0.2%的标量偏振谱，我们的代码是两到三倍快，这取决于曲率。我们还简化了温度和偏振源项显着，所以不同的贡献$C_\ell$的很容易识别的代码内。
2014-11-25 astro-ph.CO
ELUCID - Exploring the Local Universe with reConstructed Initial Density field III: Constrained Simulation in the SDSS Volume
我们最近开发的一种方法，用于重建附近宇宙的初始密度场，并将其应用于斯隆数字巡天数据发布7。对重构的初始条件进行了高分辨率N体约束模拟（CS），计算了$3072^3$粒子在500 Mpc/h盒子中的演化，并分析了最终密度场的统计性质及其与SDSS星系分布的关系.我们发现，宇宙网和晕人口的统计特性准确地再现在CS。星系密度场与CS密度场有很强的相关性，其偏差取决于星系的光度和颜色。我们进一步的研究表明，CS提供了强大的数量描述的环境中观察到的星系和星系系统居住。宇宙方差在CS中被大大减小，使得即使对于小体积的样品，统计不确定性也可以被有效地控制。
2016-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Cosmological Constant Constrained with Union2.1 Supernovae Type Ia Data. Derivation and evaluation of several FRW and Carmeli models presenting underwhelming support for the standard model
我们得到了几个，详细的关系，弗里德曼，罗伯逊，沃克（FRW）概括描述宇宙在辐射和物质占主导地位的时代。我们明确地规定了辐射的影响，而不是把这个项埋在物质项中。几个模型允许宇宙学常数（CC）以不同的方式随宇宙膨胀而变化。我们评估这些和其他流行的模型，包括$Λ$ CDM（{标准模型}），精髓Vishwakarma，状态方程（EoS）和Carmeli模型与数据从580联盟2.1超新星Ia型收集，使用几个最小化例程，并找到关于CC的模型，$Λ$ CDM模型，票价没有比那些更好。
2014-11-26 astro-ph.CO
The Coyote Universe II: Cosmological Models and Precision Emulation of the Nonlinear Matter Power Spectrum
密度涨落的功率谱是宇宙学信息的基本来源。精确的宇宙学探测主要针对暗能量的调查，需要精确的理论确定的功率谱在非线性制度。为了利用未来宇宙学调查的观测能力，对理论的精度要求在1%或更高的水平。数值模拟是目前唯一的方法来产生足够的误差控制的预测功率谱。（精确）N体模拟的计算成本非常高，是在非线性区域获得预测的主要障碍，同时扫描宇宙学参数。然而，不久的将来的观测可能只会对恒定的暗能量状态方程“wCDM”宇宙学提供一个有意义的约束。在本文中，我们证明了一个有限的一组只有37个宇宙学模型-“狼宇宙”套件-可以用来预测的非线性物质功率谱在所需的精度在一个预先的参数范围内设置的宇宙微波背景观测。本文是第二个系列的三个，最终的目标是提供一个高精度的预测方案的非线性物质功率谱的wCDM宇宙学。
2010-08-24 astro-ph.CO hep-ph
Precision Early Universe Thermodynamics made simple: $N_{\rm eff}$ and Neutrino Decoupling in the Standard Model and beyond
精确测量有效的相对论中微子种类和原始元素丰度的数量，需要对标准模型和更高版本的早期宇宙观测值进行精确的理论预测。考虑到精确模拟早期宇宙热历史的复杂性，在这项工作中，我们扩展了作者以前提出的方法，以获得简单，快速和准确的早期宇宙热力学。该方法是基于近似，所有相关的物种可以描述的热平衡分布函数的特征在于由温度和化学势。我们将该方法应用于中微子在标准模型中的退耦，并发现$N_{\rm eff}^{\rm SM} = 3.045$ -与以前的国家的最先进的计算结果非常一致。我们应用该方法研究了在一个非常轻的（$1\,\text{eV}<m_ϕ< 1\,\text{MeV}$）和弱耦合（$λ\lesssim 10^{-9}$）亲中微子标量的存在下宇宙的热历史。我们发现我们的结果是在良好的协议与精确的刘维尔方程的解决方案。最后，我们发布了一个代码：NUDEC_BSM（有Mathematica和Python两种格式），用它可以在标准模型和其他模型中准确有效地解决中微子去耦问题：https://github.com/MiguelEA/nudec_BSM。
2020-05-27 astro-ph.CO hep-ph
"An Era of Precision Astrophysics: Connecting Stars, Galaxies and the Universe," an Astro2010 Science White Paper
摘要：天体物理学的黄金时代已经到来，我们有了重大发现（太阳系外行星、暗物质、暗能量）和精确的宇宙学。由于最近的精确测量，对恒星和星系的基本认识是可以实现的。我们强调了距离的重要性，并建立了独立于距离和质量的模型。距离是天体物理学的基础，它们的知识可以极大地改变我们对现象的看法：例如，在古代，日心说被否定，因为没有观测到预测的恒星视差。距离测量直接关系到宇宙的历史和命运，因为它们提供了3种方法中的2种来确定宇宙的日期。第一种方法是基于恒星的年龄，如果它们的亮度（距离）是准确的，就可以确定。第二种方法依赖于宇宙学方法。宇宙的年龄是H_0的倒数。正如前一份十年报告所强调的那样，“......天体物理学就是要了解宇宙是如何...星系和恒星他们是如何形成的，他们的命运是什么。这些问题可以用微弧秒天体测量学部分地回答：1）银河系考古学：对银河系和其他本群星系形成历史的详细重建，2）银河系中最古老的恒星和宇宙的年龄，3）H_0和和谐宇宙学。这些目标是可以实现的，结合从拟议的SIM-Lite任务补充地面光谱学的μ as-arcsecond天体测量。我们提出的项目的结果将迫使50年来对恒星天体物理学进行最大规模的重新评估，这将影响天体物理学的大多数分支。
2009-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Coyote Universe III: Simulation Suite and Precision Emulator for the Nonlinear Matter Power Spectrum
天体物理学和宇宙学中许多最令人兴奋的问题，包括大多数对暗能量的观测探测，都依赖于对结构形成的非线性机制的理解。为了充分利用这一机制提供的信息并提取宇宙学约束，需要精确的理论预测。目前，这种预测只能从昂贵的、精确的数值模拟中获得。本文是第三次在一系列旨在构建一个精确的校准的非线性质量功率谱的Mpc尺度的广泛的目前可行的宇宙学模型，包括暗能量。前两篇论文讨论了数值挑战，以及从一组精心选择的宇宙学模型中构建宇宙学模型的方案。在本文中，我们介绍了“狼宇宙”的模拟套件，其中包括近1,000个N体模拟在不同的力和质量的分辨率，跨越38 wCDM宇宙学。这个大型的模拟套件使我们能够构建一个预测方案，或仿真器，为非线性物质的功率谱精确到百分之k~1小时/Mpc的水平。我们描述了模拟器的构造，解释了为确保其准确性而进行的测试，并讨论了如何将中心思想扩展到更广泛的宇宙学模型和应用中。作为本文的一部分，公开发布了一个功率谱仿真器代码。
2013-05-10 astro-ph.CO
Precision Early Universe Cosmology from Stochastic Gravitational Waves
随机引力波的因果尾可以用来探测自由流相对论性粒子的能量密度，以及测量$g_\star(T)$和作为温度函数的β函数$β(T)$。在发现响亮的随机引力波的事件中，我们证明了LISA可以测量宇宙的自由流动分数到$10^{-3}$水平，比当前的约束灵敏100倍。此外，它将是敏感的$\mathcal{O}(1)$的$g_\star$和QCD $β$功能从它们的标准模型值在温度$\sim 10^5$ GeV的偏差。在这种情况下，许多动机模型，如分裂超对称性和其他解决方案的电弱层次问题将被测试。未来的探测器，如DECIGO，对这些效应的灵敏度将比LISA高100倍，并且能够测试其他有动机的场景，如WIMP和轴子。使用精确的引力波测量来测试这种动机良好的理论的惊人前景提供了一个基准，旨在发展一个精确的理解时，引力波频谱的实验和理论。
2022-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Applying scale-free mass estimators to the Local Group in Constrained Local Universe Simulations
我们使用最近提出的无标度质量估计，以确定银河系（MW）和仙女座（M31）星系的质量在一个暗物质只有约束本地UniversE模拟（CLUES）。虽然这些质量估计工作相当好，孤立的球形主机系统，我们在这里研究其适用性的模拟二进制系统与一个独特的卫星人口类似的观察到的卫星MW和M31。我们证实，无标度估计量在我们模拟的本星系群中也非常有效，并且具有符合观察到的径向分布的正确数量的卫星。在各向同性的情况下，并假设卫星跟踪总的引力质量，径向卫星分布的幂律指数$N(<r)\propto r^{3-γ}$是直接相关的主机的质量分布$M(<r)\propto r^{1-α}$为$α=γ-2$。对于任何给定的$γ$，使用该关系导致高度精确的质量估计，这对于观察者来说是至关重要的一点，因为他们不知道MW和M31晕的先验质量分布。我们讨论了质量估计中可能存在的偏差，并得出结论，无标度质量估计可以令人满意地应用于实际MW和M31系统。
2012-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Efficiently estimating mean, uncertainty and unconstrained large scale fraction of local Universe simulations with paired fixed fields
假设宇宙学模型是随机实现的，我们对宇宙邻域的观测现在使我们能够建立对后者的模拟，直到非线性阈值。由此产生的局部宇宙模型因此精确到给定的剩余宇宙方差。也就是说，一些区域和尺度显然不受数据的约束，似乎纯粹是随机的。得出的结论连同其不确定性涉及然后统计意味着大量的计算时间。通过将约束算法应用于成对的固定场，本文将原始技术从它们的第一次使用转移到有效地解开和估计局部宇宙模拟与随机场获得的不确定性。成对的固定场与随机实现的不同之处在于它们的傅立叶模振幅是固定的，并且它们完全异相。约束成对固定场表明，在大尺度（>几十兆秒差距）上，只有20%的功率谱是完全随机的。也就是说，80%的数据部分受到大尺度/小尺度数据相关性的限制。此外，我们的本地环境的两个实现与配对的固定字段相同的一对构成了一个很好的无偏平均或准线性实现后者，即相当于数百个约束模拟。这两种实现之间的差异给出了可实现的局部宇宙模拟的不确定性。这两个模拟将允许更快地增强我们对局部宇宙网络的理解，这要归功于大幅减少了所需的计算时间，以了解其建模限制和不确定性。
2020-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Densified pupil spectrograph as high-precision radial velocimetry: From direct measurement of the Universe's expansion history to characterization of nearby habitable planet candidates
直接测量宇宙的膨胀历史和在太阳型恒星周围的宜居带中寻找类地行星，需要在十年内进行极高精度的径向速度测量。这项研究提出了一种从空间进行高精度径向速度测量的方法。该概念提出了一个高色散致密光瞳摄谱仪和一个新的望远镜视线监视器的组合。径向速度测量的精度由分光光度计的精度和记录光谱中吸收线的质量决定。因此，一个高度分散的致密光瞳摄谱仪提出执行稳定的光谱，可以用于高精度的径向速度测量。一个概念，涉及望远镜的视线监视器的发展，以尽量减少变化的望远镜视线超过十年。该监视器允许精确测量长期望远镜漂移，而不会对记录致密光瞳光谱时的艾里盘产生任何重大影响。我们解析地推导出径向速度测量的不确定度，这是由视线在两个历元的剩余偏移引起的。我们发现误差可以降低到大约1 $cm/s$，并且精度将受到另一个因素的限制（例如，波长校准不确定度）。高精度分光光度法和高光谱分辨率的结合可以为描述附近绕晚型恒星运行的非凌日宜居行星候选者开辟一条新的道路。我们提出了两个简单而紧凑的高分散致密光瞳摄谱仪的宇宙学和系外行星科学的设计。
2021-11-12 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
How flat can you get? A model comparison perspective on the curvature of the Universe
确定宇宙空间几何的问题比以往任何时候都更重要，因为精确的宇宙学有望验证关于宇宙曲率的暴胀预测。我们重新审视的问题，可以学到什么样的空间几何的宇宙从一个三向贝叶斯模型比较的角度。我们表明，给定当前的数据，宇宙在空间上是无限的概率在67%到98%之间，这取决于先验的选择。对于最强的先验选择，我们发现与封闭（开放）模型相比，50：1（200：1）的几率有利于平坦的宇宙。我们还报告了一个强大的，先验独立的宇宙中哈勃球体的数量下限，N_U > 5（在99%的置信度）。我们预测了未来的CMB和BAO观测将能够约束曲率的精度，发现宇宙方差限制的CMB实验与类似SKA的BAO观测一起将以约sigma ~ 4.5x10^{-4}的精度约束曲率。我们证明了“模型混淆”的风险（即，在曲率存在的情况下错误地倾向于一个平坦的宇宙）比未来探测器的参数误差预测所假设的要大得多。我们认为，一个5西格玛检测阈值保证了一个混乱和模糊的模型选择。再加上暴胀论，这意味着如果曲率参数的值低于|Omega_curvature| ~ 10^{-4}，宇宙的几何形状是不可知的，这个界限比曲率扰动的大小~ 10^{-5}大一个数量级。[删节]
2009-04-20 astro-ph.CO
ELUCID -- Exploring the Local Universe with the reConstructed Initial Density field. II: Reconstruction diagnostics, applied to numerical halo catalogs
ELUCID项目旨在建立一系列逼真的宇宙学模拟，再现斯隆数字巡天（SDSS）中观测到的星系的空间和质量分布。这需要强大的重建技术来创建约束的初始条件。我们测试的重建方法，将其应用到几个$N$体模拟。我们使用2个中等分辨率的模拟，每个模拟产生三个额外的约束$N$体模拟。我们使用粒子指数作为示踪剂，并通过改变主平滑参数来量化重建的质量，来比较由此产生的朋友的朋友目录。我们使用的交叉识别方法被证明是有效的，结果表明，最大质量的重建晕有效地跟踪从相同的拉格朗日区域在初始条件。初步的时间依赖性分析表明，高质量的端晕只收敛在一个红移接近重建红移。这表明，对于较早的快照，只有祖先的集合可以被有效地交叉识别。
2017-04-12 astro-ph.CO
Emergent Universe from A Composition of Matter, Exotic Matter and Dark Energy
一个特定的类平坦的新兴宇宙（EU）被认为是和它的可行性进行测试，鉴于最近的观测。模型参数受哈勃参数和红移（$H(z)$与$z$）的斯特恩数据和BAO峰值参数的模型独立测量的约束。值得注意的是，目前的数据不能排除能够产生EU的外来物质，尘埃和暗能量的成分。同时给出了其它相关的宇宙学参数，即密度参数（$Ω$）和有效状态方程（EOS）参数（$ω_{eff}$）的演化。
2011-01-07 astro-ph.CO
The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy Clusters as mirrors of the distant Universe. Implications for the kSZ and ISW effects
众所周知，星系团中CMB光子的汤姆逊散射在CMB辐射场中引入了新的各向异性，但是很少注意到被散射离开视线的CMB光子的分数，导致散射时刻存在的CMB各向异性的轻微模糊。在这项工作中，我们研究了这种{ \it模糊}效应，并发现它对动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的估计有不可忽略的影响：在理想（无噪声）实验中，它在20-40%的簇/组中引起10%的校正，在$\sim 5$ %的簇中引起100%的校正。我们探讨了使用这个模糊项探测宇宙中不同时期的CMB各向异性场的可能性。特别是，我们研究所需的精度，在去除的kSZ，使检测的模糊项$-τ_T δT / T_0$在星系团人口放置在不同的红移壳。通过在这些壳层中映射这个术语，我们将为宇宙演化后期的综合萨克斯沃尔夫效应（ISW）的增长提供一个断层扫描探针。我们发现，所需的精度的集群特有的速度去除是100 - 200公里秒$^{-1}$在红移范围0.2 - 0.8的顺序，假设所有的集群质量大于10 $^{14}$ h $^{-1}$ M $_{\odot}$是可观察的。这些错误是可比的总预期的线性视线速度分散的集群在WMAPV宇宙演化，并对应于大约900 - 1800 $τ_T μ$ K每个集群，包括所有类型的污染物和系统学的残留水平。如果达到了这个精度要求，那么就可以同时提供对内在宇宙学偶极子的独立约束。
2009-05-25 astro-ph.CO
Constrained simulations of the local universe: II. The nature of the local Hubble flow
在不同的冷暗物质（CDM）方案下，利用一套N体模拟，在有宇宙学常数（\LCDM）和无宇宙学常数（OCDM，SCDM）的情况下，研究了模拟中发现的类本星系群（LG）天体周围的本星系团（LV）中的哈勃流（\sigh），并将数值结果与最近的观测结果进行了比较.我们证明了\LCDM和OCDM模型表现出与\sigh相同的行为。因此，我们证明了观测到的哈勃流的冷度不太可能是暗能量的表现，与以前的说法相反。寒冷本身并不构成问题，但只有当局部体积内的平均密度大于平均物质宇宙密度的两倍时，它才会对标准\LCDM模型造成问题。在LG之外的LV中缺乏蓝移星系可以被认为是流动寒冷的另一种表现。最后，我们表明，影响冷流的主要动力学参数是LG的相对隔离，以及附近的银河系的距离内约$3\mpc$的对象的情况下。
2009-05-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Coyote Universe Extended: Precision Emulation of the Matter Power Spectrum
现代巡天观测正在返回宇宙学统计的精确测量结果，如弱透镜剪切相关、星系分布和星系团丰度。为了充分利用这些观测结果，理论家必须提供至少与测量一样准确的预测，以及建模过程中固有的系统误差的可靠估计。在结构形成的非线性领域，这一挑战只能通过发展涵盖一系列宇宙学模型和天体物理过程的大规模多物理场模拟能力来克服。作为实现这一目标的第一步，我们最近开发了一个物质功率谱的预测方案（所谓的仿真器），基于一组高精度的N体模拟，对于wCDM宇宙学，其精度在1%的水平上达到k~1/Mpc和z=1。我们非常希望增加红移和波数的范围，并扩大宇宙学参数空间的范围。为了在这个方向上取得进展，同时最大限度地减少计算成本，我们提出了一种策略，最大限度地重复使用原始模拟。我们证明了原始空间动态范围的一个数量级的改进，达到k~10 h/Mpc，红移覆盖率增加了四倍，z=4，现在包括哈勃参数作为一个新的自变量。为了进一步扩大k和z的范围，将以适度成本运行的一组新的嵌套模拟添加到原始组中。在h中的扩展是通过在用于构建仿真器的多尺度过程内包括微扰理论结果来执行的。这种经济的方法仍然提供了出色的误差控制，约5%的边缘附近的域的仿真器的适用性。新模拟器的公共域代码作为本文所介绍的工作的一部分发布。
2013-11-25 astro-ph.CO
Precision modelling of the matter power spectrum in a Planck-like Universe
我们使用一套高分辨率的$N$体模拟和国家的最先进的微扰理论，以改善代码halofit，预测非线性物质的功率谱。我们将注意力限制在普朗克合作的最佳拟合附近的参数。在大尺度（$k\lesssim 0.07 h/{\rm Mpc}$），我们的模型评估的2-循环计算从多点的Bernardeau等人的扩散理论。（2012年）。在较小的尺度（$k \gtrsim 0.7 h/{\rm Mpc}$）上，我们过渡到平滑样条拟合模型，该模型表征了Takahashi等人（2012）对halofit 2012的重新校准与我们的模拟之间的差异。我们使用一套额外的模拟，探索宇宙学参数的变化的功率谱的响应。特别是，我们研究：暗能量状态方程（$w_0$，$w_a$）的时间演化;物质密度$Ω_m$ ; CDM和重子的物理密度$(ω_c,ω_b)$ ;以及原始功率谱振幅$A_s$，谱指数$n_s$，及其运行$α$。我们构造的校正函数，改善halofit的依赖宇宙学参数。我们新校准的模型以$\lesssim1\%$精度再现了我们所有的数据。包括各种系统误差，如$N$ -体代码的选择，分辨率，并通过检查缩放的二阶导数，我们估计在超立方体上的精度为$\lesssim3\%$：$w_0\in\{-1.05,-0.95\}$，$w_a\in\{-0.4,0.4\}$，$Ω_{\rm m,0}\in\{0.21,0.4\}$，…
2019-04-08 astro-ph.CO
F(R) cosmology in presence of a phantom fluid and its scalar-tensor counterpart:towards a unified precision model of the universe evolution
在F（R）模型中引入一种对宇宙加速膨胀有贡献的幻影流体，研究了这种流体的宇宙演化行为。在宇宙历史的早期阶段，暗流体被认为会导致其膨胀的减速。在接近现在的时间里，它作为有效宇宙学常数的一个额外贡献而起作用，后来，它产生了向幻影时代的过渡，这可能实际上正在宇宙的某些区域发生，并可能产生可观察到的后果。当接近撕裂时间时，宇宙完全被暗流体所控制，其状态方程在那时是幽灵般的。我们的模型能够相当精确地再现暗能量周期，但仍然可以进行修改，使得由F（R）项和暗流体贡献产生的有效宇宙学常数主导的时期变得明显更短，当包括物质项时会发生什么。与只有可行F（R）项起作用的情况相比，具有幻影行为的暗流体产生超加速相。我们还清楚地看到，F（R）理论可以从标量-张量理论中的幻影模型构造出来，其中标量场不表现为幻影（在后一种情况下，F（R）的作用量将是复杂的）。明确地构造了能够以一种方便的方式跨越幻影鸿沟的有前途的F（R）模型。
2011-07-14 astro-ph.CO hep-th
Cross-correlation between cosmic microwave background lensing and galaxy intrinsic alignment as a contaminant to gravitational lensing cross-correlated probes of the universe
我们在这里介绍一个互相关项之间的CMB透镜和星系的内在排列，在此注明为$ϕI$。这种效应对宇宙微波背景辐射透镜效应和星系透镜效应之间的互相关起了污染作用。后一种互相关最近首次被探测到，随着星系和宇宙微波背景辐射巡天重叠区域的增加以及宇宙微波背景辐射偏振测量的重要性增加，测量结果将大大改善。这将成为研究宇宙结构和演化的强有力的探测器。的幅度的$ϕI$长期被发现是约15%的纯CMB透镜星系透镜组件，并采取行动，以减少其测量光谱的幅度。如果不加以缓解，光谱中的这种偏移将强烈影响其用于精确的宇宙学研究。我们还提出了一种方法来校准这个$ϕI$污染，通过使用一个缩放关系，允许一个减少的影响$ϕI$的一个因素，20或更多的所有红移箱，这将减少其幅度下降到检测限，在几乎所有的情况下。这将允许充分利用这个探测器进行精确的宇宙学研究。
2014-04-09 astro-ph.CO
The Mira-Titan Universe IV. High Precision Power Spectrum Emulation
现代宇宙学调查正在提供以前所未有的质量和统计完整性为特点的数据集;随着新的地基和天基调查的上线，这一趋势预计将持续到未来。为了最大限度地从这些观测中提取宇宙学信息，需要匹配的理论预测。在低的红移，调查探测结构形成的非线性制度，宇宙学模拟是获得所需信息的主要手段。充分解决的大容量模拟的计算成本，使它无法运行非常大的合奏。然而，建立在大量高质量模拟基础上的精确模拟器可以用来建立非常快速的预测方案，以实现各种宇宙学推断研究。我们最近推出了Mira-Titan宇宙模拟套件，旨在为一系列宇宙学探测器构建模拟器。该套件涵盖了标准的六个宇宙学参数$\{ω_m,ω_b, σ_8, h, n_s, w_0\}$，此外，包括大质量中微子和动态暗能量状态方程，$\{ω_ν, w_a\}$。在本文中，我们提出了最终的仿真器的物质功率谱的基础上，111个宇宙学模拟，每个覆盖（2.1 Gpc）$^3$体积和发展3200 $^3$粒子。一组额外的1776低分辨率模拟和TimeRG扰动理论的功率谱的结果被用来涵盖跨越线性到轻度非线性制度的尺度。该模拟器在广泛的宇宙学参数范围内提供2%至3%的准确度水平的预测，并作为本文的一部分公开发布。
2022-07-25 astro-ph.CO stat.AP
Inhomogeneous cosmology in an anisotropic Universe
随着精确宇宙学时代的到来，即将到来的调查预计将进一步提高我们观测的精度，使其低于百分比水平，确保我们的理论宇宙学模型的准确性至关重要。目前我们的观测和标准宇宙学模型的预测之间的紧张关系引发了人们对扩展模型以包括新物理的好奇心。尽管如此，一些建议包括简单地解释我们宇宙的某些方面，这些方面在标准模型中被忽略了。一个例子承认了这样一个事实，即我们的宇宙在小尺度上包含着显著的密度对比;以星系、星系团、细丝和空洞的形式存在。这种小尺度的结构在标准模型中被平滑化了，通过假设物质分布的大尺度均匀性，由于爱因斯坦方程的非线性，这可能会产生可测量的影响。这种小尺度结构对大尺度动力学的反作用被认为可以解释宇宙的加速膨胀率。目前的标准宇宙学模拟通过假设纯牛顿动力学而忽略了广义相对论的影响。在这篇论文中，我们采取了第一步量化的小尺度结构的反作用，通过执行宇宙学模拟，直接解决爱因斯坦的方程。像这样的模拟将使我们能够量化对我们的观测的潜在重要影响，随着这些观测的精度在未来的提高，这些影响可能变得可测量。
2019-10-29 astro-ph.CO gr-qc
The Initial Conditions of the Universe from Constrained Simulations
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（莱布尼茨波茨坦天体物理研究所（AIP））
我提出了一种新的方法来恢复原始的密度波动和宇宙网络结构的星系分布。该方法是基于采样高斯场，这是兼容的星系分布和结构形成模型。这是通过将反演问题分成两个吉布斯采样步骤来实现的：第一个是高斯化步骤，将拉格朗日位置处的点源分布（不是先验给定的）转换为线性无混叠高斯场。该步骤基于具有高斯-泊松模型的哈密顿采样。第二步包括一个可能性的比较，其中在初始条件下的一组物质示踪剂的星系分布和假设的结构形成模型的约束。由于计算原因，使用二阶拉格朗日摄动理论。然而，所提出的方法是灵活的，以采用任何结构形成模型。一个半解析的基于晕模型的星系模拟星表被用来证明，恢复的初始条件相对于从相应的N体模拟到~ 5 Mpc/h的尺度的实际初始条件是接近无偏的。它们之间的互相关显示了大量的信息增益，在k ~ 0.3 h/Mpc时增加了一倍以上。此外，初始条件是非常好的高斯分布，功率谱遵循线性功率谱的形状，从模拟到k ~ 1h/Mpc的尺度非常接近实际功率谱。
2012-11-07 astro-ph.CO cs.AI
Cosmic reverberations on a constrained $ f(Q,T) $-model of the Universe
本文在 $ f(Q,T) $ 引力理论中构建宇宙学模型，用观测数据约束参数，揭示从减速到加速的转变，并解释大爆炸为膜碰撞，提出ekpyrotic阶段，最终描述quintessence暗能量。
2025-04-23 astro-ph.CO gr-qc
A path to precision cosmology: synergy between four promising late-universe cosmological probes
本研究提出四种晚期宇宙学探针（21厘米IM、FRB、GW标准汽笛、SGL）的协同可同时精确约束哈勃常数和暗能量状态方程，联合数据约束精度优于1%，优于CMB+BAO+SN，前景广阔。
2023-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Casts Light on the Early Universe
我们展示了如何知识的冷暗物质（CDM）密度可以使用，结合测量的参数的情况下，超越标准模型（BSM）的物理，提供有关宇宙的演化大爆炸核合成（BBN）之前的信息。作为非标准演化的例子，我们考虑具有可能衰变为BSM粒子的标量场的模型和精华模型。我们说明了我们的计算使用各种超对称模型的代表类的BSM的情况下，CDM密度大于或小于观测到的密度时，早期宇宙被假定为辐射为主。在一个衰减的标量场的情况下，我们展示了如何CDM密度可以约束初始标量密度和再加热温度后，它在BSM的情况下，将产生过密的暗物质在标准辐射主导的宇宙学，以及如何衰减的标量场到BSM粒子可以被约束的情况下，否则会产生undersense CDM。我们还展示了如何早期演变的精髓领域可以限制在BSM方案。
2018-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Surrogate modelling the Baryonic Universe II: on forward modelling the colours of individual and populations of galaxies
在塑造星系光的属性中，恒星形成历史（SFH）是最具挑战性的模型之一，因为调节恒星形成的各种相关物理过程。在这项工作中，我们利用恒星星族的合成模型FSPS，连同SFHS预测的流体动力学模拟IllustrisTNG和经验模型UNIVERSEMACHINE，研究恒星形成的变化对星系颜色的影响。我们首先引入一个独立于模型的指标来量化的突发性的星系形成模型，我们用这个指标来证明，UNIVERSEMACHINE预测SFHS与更多的突发性相对于IllustrisTNG。使用此度量和主成分分析，我们构建家庭的SFH模型与可调的变化，我们表明，宽带光学和近红外颜色的精度下降的未解决的短期变化的水平增加。我们使用相同的技术来证明，在金属丰度和尘埃衰减的变化提出了一个几乎可以忽略不计的影响，相对于恒星形成的变化颜色。我们还提供了一个独立于模型的拟合函数，捕获未解决的恒星形成变化的水平如何转化为星系颜色预测的不精确性;我们的拟合函数可用于确定最小的SFH模型，该模型以一定的目标精度再现颜色。最后，我们表明，建模的颜色的个别星系的精度要求诉诸复杂的SFH模型，而产生精确的颜色的星系人口可以实现使用模型只有几个自由度。
2021-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Learning the Universe: Constrained simulations of the Coma galaxy cluster -- I. Radial X-ray and Compton-y signatures
Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）
利用BORG/MANTICORE约束初始条件和IllustrisTNG模型，生成50个Coma团类似物的高保真模拟，再现其热力学观测特征并评估宇宙方差。
2026-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Initial conditions of the universe: A sign of the sine mode
在标准的大爆炸模型中，宇宙开始于辐射主导的时代，其中引力摄动由二阶微分方程描述，通常有两组正交的解。一种是所谓的{ \it增长（余弦）}模式，另一种是{ \it衰减（正弦）}模式，其中命名是从它们在超视界（亚视界）尺度上的行为中得出的。随着时间的推移，衰减模式在\emph{super-horizon}尺度上的演化与绝热扰动的增长模式有本质的不同。在同步规范和牛顿规范中分析了这种模式对超视界尺度的时间依赖性，以了解这些模式的真实规范不变行为。然后，我们探索这种模式的幅度之间的尺度上的限制$k \sim 10^{-5}$ Mpc $^{-1}$和$k \sim 10^{-1}$ Mpc $^{-1}$使用的温度和偏振各向异性从宇宙微波背景，通过计算Fisher信息。将原始功率非参数化地分成100个仓，我们发现衰减模式被约束在可比的方差上，作为使用温度各向异性的尺度小于今天的地平线上的增长模式。增加偏振数据使得衰减模式更受约束。因此，衰减模式振幅受到增长模式的$\sim 1/l$的约束。在超地平线尺度上，增长模式受到很差的约束，而衰减模式不能大大超过尺度不变的幅度。这种解释与过去文献中引用规范依赖变量的约束有很大不同，导致了虚幻的紧超视界衰减模约束。这里给出的结果通常可以用来非参数约束任何早期宇宙模型。
2019-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Precision cosmology with exact inhomogeneous solutions of General Relativity: the Szekeres models
Laboratoire Univers et THéories, LUTH, Observatoire de Paris, Université PSL, Université Paris Cité, CNRS（宇宙与理论实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心）
本文介绍Szekeres精确非均匀解及其在宇宙学中的应用，提出利用神经网络拟合数据以精确描述晚期宇宙，解决标准宇宙学模型的张力和异常。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc
A precision calculation of relic neutrino decoupling
本文研究了早期宇宙中遗留中微子与电子、正电子和中微子相互作用时平衡谱的畸变。我们首次求解了中微子密度矩阵的积分微分动力学方程，包括从QED到次领先阶$\mathcal{O}(e^3)$的三味振荡和有限温度修正。此外，还直接求解了质量基中中微子的等效动力学方程，并对质量基中中微子谱的畸变进行了数值计算，这一结果可以很容易地外推到当前宇宙中非相对论中微子谱的畸变。在这两个基地，我们发现相同的有效中微子数，$N_{\rm eff} = 3.044$，参数化的总中微子能量密度的值。由于数值计算和中微子混合参数的选择，对$N_{\rm eff}$值的估计误差至多为0.0005。
2020-08-05 astro-ph.CO hep-ph
The Road to Precision Cosmology
在过去的50年里，宇宙学已经从一个以指数中的错误而闻名的领域发展成为精确科学。由思想、技术、范式转变和文化变革推动的转变彻底改变了我们对宇宙的理解，$Λ$ CDM范式是其最高成就。我记录了精确宇宙学的旅程，并以我对未来的思考结束。
2022-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Homogeneity in the search of the Dark Sector
在精确宇宙学时代，我们研究了一种新的方法来探测暗宇宙。通过研究宇宙的分形性，我们估计了均匀性的特征尺度。使用Fisher分析，我们调查了这种尺度对我们可以从Euclid卫星获得的宇宙学信息的潜在影响，从而了解我们宇宙的暗能量和暗物质的性质。
2018-07-18 astro-ph.CO gr-qc
FAIR Universe Weak Lensing ML Uncertainty Challenge: Handling Uncertainties and Distribution Shifts for Precision Cosmology
Lawrence Berkeley National Laboratory（伯克利劳伦斯国家实验室）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学，CNRS/IN2P3，IJCLab）；ChaLearn；University of Washington（华盛顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Toronto（多伦多大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；University of California, San Diego（圣地亚哥大学）
本文提出首个弱引力透镜基准数据集，通过处理有限训练集和分布偏移，推动ML方法在弱引力透镜分析中的应用，促进系统误差处理和数据效率提升。
2026-04-15 astro-ph.CO cs.AI cs.CV
An analysis of the $H_{0}$ tension problem in a universe with a viscous dark fluid
本文讨论了两种能自然地解决$H_{0}$张力问题的非均匀单流体宇宙模型。该分析基于使用生成过程的贝叶斯机器学习方法。所采用的方法允许通过使用模型本身来约束每个模型的自由参数。观测值被认为是哈勃参数，从生成过程中获得。利用我们的方法的全部优点，模型被限制为两个红移范围。即，首先使用$z\in [0,2.5]$上的模拟$H(z)$数据完成此操作，从而覆盖已知的$H(z)$观察数据，这些数据对于验证拟合结果最有帮助。然后，为了扩展到最近正在进行的和未来计划的任务所覆盖的红移范围，模型也被限制在$z\in[0,5]$范围内。对于这个扩展的红移范围的结果的全面验证将不得不等待不久的将来，当更高的红移$H(z)$数据变得可用。这使得我们的模型完全可证伪。最后，我们这里的第二个模型能够解释$z=2.34$上$H(z)$的BOSS报告值。
2020-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Precision Calculation of Dark Radiation from Spinning Primordial Black Holes and Early Matter Dominated Eras
我们提出了精确的计算暗辐射的形式引力子来自霍金蒸发的旋转原始黑洞（PBH）在早期宇宙。我们的计算采用了一个仔细的治疗扩展自旋分布的人口的PBH，PBH再加热温度，和相对论自由度的数量。我们将我们的精度结果与文献中现有的结果进行比较，并显示了BBN和CMB暗辐射的当前界限对PBH的限制，以及CMB第4阶段实验的预计灵敏度。作为一个应用程序，我们认为PBH的情况下形成的早期物质主导时代（EMDE）。我们计算引力子生产从各种PBH自旋分布相关的EMDE，并发现PBH在整个质量范围内的$10^9\,$ g将受到约束的测量从CMB阶段4的实验，假设PBH来支配宇宙之前霍金蒸发。我们还发现，对于PBH与单色自旋$a^*>0.81$，所有PBH质量范围内的$10^{-1}\,{\rm g} < M_{\rm BH} <10^9\,$ g将探测CMB阶段4实验。
2021-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Atmospheric effects in astroparticle physics experiments and the challenge of ever greater precision in measurements
天体粒子物理学和宇宙学使我们能够通过多个信使扫描宇宙。正是这些探测器的结合，提高了我们对宇宙的理解，无论是在其组成和动力学。与其他科学领域不同，天体粒子物理学的研究在探测技术、基础设施位置和观察到的并非由人类直接创造的物理现象方面具有真正的独创性。正是这些特性使得统计误差和系统误差的最小化成为一个永恒的挑战。在所有这些项目中，环境都变成了探测介质或目标。大气可能是天体粒子物理学中最常见的环境成分，需要对其属性进行持续监测，以尽可能减少相关的系统不确定性。本文介绍了在天体粒子物理学测量中需要考虑的不同大气影响，并提供了一份监测构成大气的不同元素的技术和仪器的非详尽清单。最后讨论了天体粒子物理学与地球科学之间的密切联系。
2014-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
