Constraints on AvERA Cosmologies from Cosmic Chronometers and Type Ia Supernovae
ELTE Eötvös Loránd University(布达佩斯厄特沃什·洛兰大学);HUN-REN–ELTE Extragalactic Astrophysics Research Group(匈牙利研究网络-厄特沃什·洛兰大学河外天体物理学研究组);University of Helsinki(赫尔辛基大学);University of Hawaii(夏威夷大学)
利用宇宙钟和Ia型超新星数据,研究AvERA宇宙学与ΛCDM模型的差异,发现AvERA模型在统计检验中更优,但存在过拟合风险。
2025-09-26 astro-ph.CO
Tension in the Void: Cosmic Rulers Strain Inhomogeneous Cosmologies
提出了替代暗能量的非均匀Lemaître-Tolman-Bondi(LTB)模型的新约束,重点关注具有空间独立大爆炸和重子分数的绝热剖面。根据渐近值计算了早期的重子声学振荡(BAO)标度,然后根据背景度规的测地线将BAO标度投影到不同的红移。此外,一个独立的模型的方法来约束当地的膨胀率使用超新星光度的先验。利用最新的WiggleZ合作组BAO观测数据和哈勃空间望远镜的局域膨胀率,结合Union-II Ia型超新星观测数据和宇宙微波背景声学峰的位置和高度,采用Markov链蒙特卡罗方法研究了Ω {out}=1和Ω {out} \leq 1的绝热GBH物质剖面所描述的宇宙学.在较高红移处添加BAO数据大大增加了它们的约束能力,并代表了此类模型的一个新缺点,产生了局部密度参数Ω_{in}>0.2的值,与使用超新星发现的值Ω_{in}<0.15相差3σ。这种情况并没有改善,如果渐近平坦性假设下降,贝叶斯分析表明,约束GBH模型被排除在高置信度。我们强调,这些都是纯粹的几何探针,只是最近才成为足够的约束,独立地排除了整个类的绝热LTB模型。
2012-08-17 astro-ph.CO
Persistent homology of the cosmic web. I: Hierarchical topology in $Λ$CDM cosmologies
使用一组宇宙结构形成的$Λ$ CDM模拟,我们使用最先进的多尺度拓扑数据分析(TDA)工具来研究宇宙网络的不断演化的连通性和不断变化的拓扑结构。我们遵循宇宙网络拓扑结构的贝蒂数曲线的演变和特征持久性图的三个(拓扑)类的结构特征:物质浓度,细丝和隧道,和空隙的发展。贝蒂曲线将特征的突出性指定为密度水平的函数,它们随宇宙时代的演化反映了这些结构特征之间不断变化的网络连接。持久性图量化了拓扑特征的寿命和稳定性。在这项研究中,我们首次建立了持久性图之间的联系,它们显示的特征,以及引力驱动的宇宙结构形成过程。通过跟踪这些图表在宇宙时间内的发展,建立了宇宙网络的多尺度拓扑结构和宇宙结构的层次构建之间的联系。图中尖锐的顶点与结构形成过程中的关键转变密切相关。物质浓度图中的顶点与密度水平相一致,通常情况下,它们从哈勃膨胀中分离并开始坍塌。在这个层次上,许多独立的岛屿合并形成宇宙网络,大量的细丝和隧道出现,建立连接桥梁。顶点的位置趋势具有自相似的特征,这可能与宇宙网的层次结构有关。我们发现,持久性图提供了一个显着更高,更深刻的层次上的结构形成过程中的信息比更全球性的总结统计,如欧拉特征或贝蒂数。
2021-04-23 astro-ph.CO
Quantum Damping of Cosmological Shear: A New Prediction from Loop Quantum Cosmologies
Jiangxi Normal University(江西师范大学);Universidade Federal Fluminense(巴西联邦弗鲁米嫩塞大学);Universidade do Estado do Rio de Janeiro(里约热内卢州立大学);Baylor University(贝勒大学)
研究修正圈量子宇宙学中Bianchi I宇宙的动力学,发现反弹后剪切被动态抑制并在量子反弹后区域快速衰减,无需精细调节即可使宇宙趋向均匀各向同性膨胀。
2026-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型($ϕ$ CDM)和一个耦合的暗物质-暗能量(CDE)模型,这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型,我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性:这些包括他们的人口规模,体积,形状和平均密度。我们发现,后者的属性有潜力作为宇宙学的探针,特别是暗能量,平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设,这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙,或更早开始空疏散,在替代模型作为一个直接后果的动态标量场,这也导致了更大的空隙合并率。此外,两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力,作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
Cosmic Growth and Expansion Conjoined
膨胀历史和增长历史的宇宙学测量已经成熟,两者一起提供了对广义相对论的重要检验。我们认为他们的联合进化轨迹,这表明,在区分宇宙学相对于考虑他们单独或孤立的红移的优势。特别是,联合比较放松了形状退化,这使得$fσ_8(z)$曲线难以与整体增长幅度分开。联合方法进一步帮助可视化哪些红移范围的组合提供最清晰的区分。我们研究了标准的暗能量宇宙学,修正的引力,和“口吃”的增长,每一个都显示出不同的签名。
2016-10-17 astro-ph.CO
Shear and Magnification: Cosmic Complementarity
宇宙剪切探测宇宙学的潜力是公认的,目前正在设计未来的光学宽场调查,以优化宇宙剪切科学的回报。高精度的宇宙剪切分析需要高精度的测光红移。有了精确的测光红移,就有可能测量星系对星系的宇宙放大率,并将其作为宇宙学的探针。这种类型的弱透镜测量不会使用星系的形状,相反,它将强烈依赖于精确的测光和详细的颜色信息。在这项工作中,它表明,这样的测量将导致竞争的宇宙学参数的约束,与宇宙剪切显着的互补性。未来的宇宙剪切巡天可以从放大测量中获得巨大的收益,放大测量作为暗物质分布的独立探测器,与剪切相结合时,可以更好地控制观测和理论系统学。
2009-06-09 astro-ph.CO
Phantom scalar field cosmologies constrained by early cosmic measurements
本文利用早期CMB及局部观测数据约束幻影标量场宇宙学,发现其对哈勃常数$H_0$的统计张力小于3σ,有望缓解哈勃常数问题。
2024-03-25 astro-ph.CO gr-qc
On the Cosmic Web Elongation in Fuzzy Dark Matter Cosmologies: Effects on Density Profiles, Shapes and Alignments of Halos
模糊暗物质(FDM)方案近年来受到越来越多的关注,这是由于香草λ冷暗物质($Λ$ CDM)宇宙学模型的小尺度挑战以及缺乏任何候选粒子的实验证据。在这项研究中,我们使用宇宙学$N$体模拟研究高红移暗物质晕和它们的响应小尺度上的原始密度扰动的FDM类功率谱截止。我们研究晕的密度分布,形状和排列在FDM类宇宙学(后两个第一次),通过提供拟合和量化偏离$Λ$ CDM作为粒子质量$m$的函数。与$Λ$ CDM相比,FDM样晕的浓度较低,在$m$依赖性晕质量处达到峰值,因此打破了$Λ$ CDM中密度分布的近似普遍性。在$Λ$ CDM的$N$ -体模拟中,中间到主要和次要到主要形状参数曲线随椭球半径单调增加。在类FDM宇宙学中,单调性被打破,晕在维里半径周围比$Λ$ CDM对应物更长,而在靠近中心的地方更短。最后,内在的对齐相关性,源于变形的初始球形坍缩晕在周围的重力潮汐场,成为更强的减少$m$。在$z\sim 4$中,我们发现$m=10^{-22}$ eV模型和$Λ$ CDM中各向同性线性排列幅度$D_{\text{iso}}$之间的分数差异具有$6.4 σ$显著性。在高$z$宇宙中,这种类似于FDM的印记在维里化晕的内部性质上是非常明显的。
2023-01-19 astro-ph.CO
Constraining the expansion history of the universe from the red shift evolution of cosmic shear
我们提出了一个定量分析的约束条件的总状态方程参数,可以得到从测量宇宙剪切的红移演化。我们比较的约束,可以从测量的自旋两个角多极矩的宇宙剪切的宇宙剪切的二维和三维功率谱所产生的。我们发现,如果宇宙剪切的多极矩测量足够准确的几个红移的约束条件下的暗能量状态方程参数显着改善相比,可以从其他测量。
2010-08-16 astro-ph.CO
Testing the Cosmic Shear Spatially-Flat Universe Approximation with Generalized Lensing and Shear Spectra
我们介绍了广义透镜和剪切谱GLaSS代码,可从https://github.com/astro-informatics/GLaSS下载。这是一个快速灵活的公共代码,用Python编写,计算广义球面宇宙剪切谱。常用的层析成像和球面贝塞尔透镜光谱作为内置运行模式选项。GLaSS被集成到Cosmosis模块化宇宙管道包中。我们概述了几个计算选择,加速宇宙剪切功率谱的计算。使用GLaSS,我们测试是否假设使用透镜和投影内核的空间平坦的宇宙-在宇宙中有少量的空间曲率-可以忽略不计的影响透镜光谱。我们把这个假设称为空间平坦宇宙近似,这在迄今为止的所有宇宙剪切研究中都被隐含地假设了。我们确认,空间平坦宇宙近似对第四阶段宇宙剪切实验的影响可以忽略不计。
2018-07-30 astro-ph.CO
Cosmic Shear with Einstein Rings
我们探索一种新的技术来测量宇宙剪切使用爱因斯坦环。在Birrer等人(2017)中,我们证明了爱因斯坦环的详细建模可用于高精度测量外部剪切。在这封信中,我们将探讨如何将爱因斯坦环的集合用作宇宙剪切的统计探针。我们提出了一个预测的宇宙剪切信息在爱因斯坦环不同的强透镜调查配置。我们发现,假设在COSMOS调查的爱因斯坦环的数密度是有代表性的,未来的强透镜调查应该有一个宇宙学的精度相媲美,目前的地面弱透镜调查。我们讨论了这种技术是如何补充标准的宇宙剪切分析,因为它是敏感的不同的系统,可用于交叉校准。
2017-12-15 astro-ph.CO
x-cut Cosmic Shear: Optimally Removing Sensitivity to Baryonic and Nonlinear Physics with an Application to the Dark Energy Survey Year 1 Shear Data
我们提出了一种新的方法,称为$x$切割宇宙剪切,最佳地消除敏感性差的模型尺度从两点宇宙剪切信号。我们表明,$x$切割宇宙剪切协方差矩阵可以计算从关联函数协方差矩阵在几分钟内,使似然分析几乎没有额外的计算成本。进一步,我们展示了如何推广$x$切割宇宙剪切星系星系透镜。对暗能量巡天1年(DESY 1)的剪切数据进行$x$剪切分析,在相同先验和角标度剪切准则下,相对于关联函数分析,我们将$S_8= σ_8 (Ω_m / 0.3) ^ {0.5}$的误差减小了$32 \%$,同时表明我们的约束对不同的重子反馈模型是鲁棒的.我们的结果$S_8= 0.734 \pm 0.026$主要由小角度尺度的信息驱动,与宇宙微波背景的普朗克遗产分析产生了$2.6 σ$张力。以及减轻重子建模的不确定性,我们的方法可以用来最佳地约束大量的理论修改重力计算的限制,使其不可行的功率谱模型到极小的尺度。我们的代码的关键部分是公开的。
2021-05-17 astro-ph.CO
Cosmic shear full nulling: sorting out dynamics, geometry and systematics
本文提出了一个用于宇宙剪切观测的显式全零化方案。它使得从扩展的源分布构造剪切映射成为可能,对于扩展的源分布,透镜距离分布被限制在一个确定的区间内。这样的构造允许在所有尺度上构建完全独立的剪切图,可以利用这些剪切图来利用宇宙剪切观测的全部统计能力来约束背景宇宙学参数和系统学。这种结构的另一个优点是,由于透镜的红移分布可以任意变窄,由于投影效应的尺度混合可以被限制,从而允许从微扰理论计算中对大尺度剪切功率谱进行受控预测。
2014-09-08 astro-ph.CO
Cosmic Shear Bias and Calibration in Cosmic Shear Studies
随着大规模弱透镜测量的出现,有必要了解现实的,尺度依赖的系统学如何使宇宙剪切和暗能量测量产生偏差,以及如何消除它们。在这里,我们描述了如何在现实的图像失真的振幅和方向的空间变化卷积与测得的剪切场,混合偶宇称收敛和奇宇称模式,并偏置剪切功率谱。这些偏差中的许多可以通过校准外部数据、调查本身或通过模拟建模来消除。校准中的不确定性必须被边缘化,我们计算这是如何传播到参数估计,降低暗能量品质因数。我们发现,类噪声偏置影响暗能量测量的最大,而在偏置功率尖峰的影响最小,反映了它们与宇宙学参数的影响的相关性。我们认为,为了消除系统性偏差在宇宙剪切调查,并保持统计功率的努力,应投入到提高精度的偏差校准,而不是最小化的偏差的大小。一般来说,这似乎是消除偏差的较弱条件。我们还研究了如何最大限度地减少校准集的大小,以固定减少的品质因数。这些结果可用于模拟偏差和校准对宇宙剪切测量的影响,评估它们对修正重力和暗能量模型测量的影响,并优化测量和校准要求。
2016-05-30 astro-ph.CO
Joint cosmology and mass calibration from tSZ cluster counts and cosmic shear
我们提出了一种新的方法,联合宇宙学参数推断和集群质量校准相结合的弱透镜测量和丰富的热Sunyaev-Zel'dovich(tSZ)选择星系团。我们结合团簇计数与球谐宇宙剪切功率谱和团簇过密度和宇宙剪切之间的互相关。这些相关性限制了星系团质量与可观测关系。我们使用晕模型框架,包括其完整的非高斯协方差模型的观测。预测约束的LSST宇宙剪切和西蒙斯天文台tSZ集群计数相结合的宇宙学和质量校准参数,我们发现集群宇宙学的竞争性约束,与两个因素的改善相比,LSST宇宙剪切的暗能量品质因数。我们发现大部分的质量校准信息将在大尺度和中等尺度的星系团过密度和宇宙剪切之间的互相关。最后,我们发现广泛可比的限制,传统的分析的基础上使用堆叠集群透镜测量校准质量,一贯占宇宙剪切的相关性的好处。
2020-05-29 astro-ph.CO
Viability of general relativity and modified gravity cosmologies using high-redshift cosmic probes
Observatório Nacional(国家天文台);Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学)
本研究通过高红移宇宙探针分析,发现F(Q)、非平坦ΛCDM和ωCDM模型在数据支持下表现良好,而F(R)模型被排除,ΛCDM仍是首选模型。
2025-12-04 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型,$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM),和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区:一个精粹模型($ϕ$ CDM)和耦合暗物质-暗能量(CDE)模型。使用这些模型的$N$体模拟,我们得到了几个措施的空隙统计和属性,包括分布的空隙体积,椭圆率,prolateness,和平均密度。我们发现,来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布,在当今的宇宙,这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现,分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$,表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是,我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地,平均而言,空隙在精粹模型下趋于最空,而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明,这是标量场存在于两种替代模型,导致空的空洞形成,而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
The Impact of Intrinsic Alignments: Cosmological Constraints from a Joint Analysis of Cosmic Shear and Galaxy Survey Data
最近的宇宙剪切观测对宇宙学的约束在处理潜在的系统效应方面变得越来越复杂。在这里,我们提出了宇宙学的约束,其中包括建模的内在路线。我们演示了如何改变三种不同的内在排列模型的结果,并为两种不同的模型的宇宙剪切星系人口。我们发现,内在的对齐可以减少或增加测量的波动幅度参数sigma_8取决于这些决定,并取决于宇宙剪切调查的属性。这是由于两种类型的内在对齐,II和GI之间的相互作用。它已被证明,未来的调查必须仔细处理的内在的路线,以避免显着的偏见,同时限制剪切剪切和剪切位置关联函数可以减轻影响。我们在这里首次将来自宇宙剪切调查(剪切-剪切相关性)的约束与来自“GI”内在排列数据集(剪切-位置相关性)的约束结合起来。我们产生更新的约束宇宙边缘化的两个自由参数的晕模型的内在路线。我们发现,额外的自由度很好地补偿了额外的信息,在该约束是非常相似的,确实得到的内在的路线时,被忽略,无论是在最佳拟合值和不确定性。
2010-01-21 astro-ph.CO
Lensing Bias in Cosmic Shear
只有足够明亮和足够大的星系才能被明确地识别和测量,并被纳入用于估计宇宙切变的星系巡天。我们证明,因为引力透镜可以散射星系的亮度和大小阈值,宇宙剪切实验遭受透镜偏差。我们计算了对剪切功率谱的影响,并表明-除非校正-它将导致分析师在DETF第三阶段实验(如暗能量调查)中在2-3σ水平上有偏差的宇宙学参数估计。
2009-08-05 astro-ph.CO
Forecast of joint analysis of cosmic shear and supernovae magnification from CSST and LSST
本研究预测了CSST宇宙剪切与LSST超新星放大效应的联合分析,发现通过添加放大率数据可完美消除仅用剪切数据时在$σ_8$等参数上存在的$1σ$系统偏差。
2024-06-01 astro-ph.CO
Hierarchical Clustering in $Λ$CDM Cosmologies via Persistence Energy
本研究运用拓扑数据分析中的LITE方法将持续图嵌入向量空间,分析了星系团、纤维和空洞等宇宙网结构的演化,发现持续能量与红移值存在相关性,揭示了持续同调与宇宙演化之间的联系。
2024-01-08 astro-ph.CO cs.CG math.AT
3D cosmic shear: numerical challenges, 3D lensing random fields generation and Minkowski Functionals for cosmological inference
宇宙剪切是由大尺度结构的引力潮汐场涨落产生的弱引力透镜效应,是当前和未来宇宙学分析中最有前途的工具之一。球贝塞尔分解的宇宙剪切场(“三维宇宙剪切”)是一种方法,以最大限度地提高红移信息量的透镜分析,因此提供了一个强大的工具,特别是宇宙结构的增长,这是至关重要的暗能量的研究。然而,模拟的三维宇宙剪切协方差矩阵的计算提出了数值困难,由于所需的高度振荡的功能集成。我们提出并比较了两种数值方法和相关的实现来执行这些集成。然后,我们将展示如何生成三维高斯随机场的天空球坐标系中,从三维宇宙剪切协方差。为了验证我们的场生成程序,我们计算与我们的随机场的闵可夫斯基泛函,比较它们与已知的期望值为高斯的情况下,并展示参数推断从闵可夫斯基泛函从宇宙剪切调查。这是为3D对数正态场产生完全3D Minkowski泛函的第一步,以从宇宙剪切场中提取高斯和非高斯信息,以及使用Minkowski泛函作为超越常用两点统计的宇宙学探针。
2018-11-12 astro-ph.CO
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
Can CMB Lensing Help Cosmic Shear Surveys?
是的,我会的即将到来的星系切变巡天有可能大大提高我们对暗能量和中微子质量的理解,如果透镜系统可以得到充分的控制。弱透镜剪切、星系红移巡天的星系数计数和CMB透镜会聚之间的互相关可以用来校准透镜巡天中最具挑战性的系统学之一的剪切乘性偏差。这些互相关可以显着降低乘性偏差的不确定性的有害影响。
2013-11-11 astro-ph.CO
The effects of varying depth in cosmic shear surveys
本文提出了一个非均匀深度宇宙剪切测量的剪切两点关联函数的半解析模型。地面勘测会受到深度变化的影响,而深度变化主要是由于大气条件的变化而引起的。对于一个调查,如千度调查(KiDS),我们发现,所测量的深度变化增加了所观察到的剪切关联函数的幅度在百分之几的水平度尺度,相对于假设的均匀深度的情况下。对推断的宇宙学参数的影响是微不足道的KiDS类调查。然而,对于下一代宇宙剪切实验,我们得出的结论是,可变深度应占。
2019-12-16 astro-ph.CO
Cosmic microwave background lensing with optimal convergence and shear estimators
本文给出了从宇宙微波背景温度场进行透镜重建的最优收敛和剪切估计。这概括了偏转估计器,对非透镜模式敏感,提供内部一致性检查,并且总是至少是最佳的。以前,这些估计只知道在压缩极限。本文将收敛场和剪切场分解为余弦波和正弦波,然后将透镜化的关联函数在波幅上进行泰勒展开。最大化似然函数给出了收敛场和剪切场的最优估计。这种方法有可能改善宇宙微波背景极化场的透镜重建:剪切和收敛可以最佳地结合起来,形成一个偏转估计,或单独使用,以分离非透镜模式,或利用非高斯二次前景的透镜。
2020-11-16 astro-ph.CO
Cosmology with cosmic shear observations: a review
宇宙剪切是宇宙中的大尺度结构对遥远星系的弱引力透镜作用所产生的图像畸变。这样的图像被沿着视线的物质不均匀性的潮汐场相干地变形。通过测量星系的形状相关性,我们可以研究大尺度上结构的性质和演化以及宇宙的几何形状。因此,宇宙剪切力已成为探索暗物质本质和当前宇宙加速膨胀起源的有力工具。在过去的几年里,宇宙剪切已经发展成为一种可靠和强大的宇宙学探测器,提供了宇宙膨胀历史及其结构增长的测量。在这里,我们回顾弱引力透镜的原则,并显示如何在宇宙学的背景下解释宇宙剪切。然后,我们给出了弱透镜测量的概述,并介绍了自15年前发现以来的主要观测结果,以及对宇宙学的影响。最后,我们展望了未来的各种调查和任务,其中宇宙剪切是主要的科学驱动力之一,并讨论了有前途的新的弱宇宙透镜技术,为未来的观测。
2015-07-21 astro-ph.CO
Towards emulating cosmic shear data: Revisiting the calibration of the shear measurements for the Kilo-Degree Survey
要充分利用未来宇宙剪切巡天的统计能力,就必须提高测量引力透镜信号的精度。我们提出了一个框架,校准剪切图像模拟,包括星系形态,大小和更重要的是,光度红移之间的现实相关性的重要性。这种现实主义是必不可少的,以便选择和形状测量偏差可以准确地校准层析宇宙剪切分析。我们模拟千度巡天(KiDS)观测的COSMOS领域使用形态信息从{ \it哈勃}空间望远镜成像,忠实地再现测量的星系属性从KiDS观测相同的领域。我们校准我们的剪切测量从lensfit,并发现通过一系列的灵敏度测试,lensfit是强大的,在我们的研究允许的2%的公差内是无偏的。我们的研究结果表明,必须通过选择模拟中的层析样品进行校准,与实际的宇宙剪切分析一致,因为星系属性的联合分布被发现随红移而变化。忽略这种红移的变化可能会导致错误估计剪切偏差的数量超过允许的公差。为了改善未来宇宙剪切分析的校准,还必须正确地考虑测光红移的测量,这需要模拟多波段观测。
2019-02-25 astro-ph.CO
Structure formation in cosmologies with oscillating dark energy
我们研究了以振荡状态方程为特征的动力学暗能量模型对宇宙结构形成和演化的影响。暗能量的状态方程参数w(z)的红移演化由两个参数表征,描述振荡的振幅和频率。我们考虑六种不同的振荡暗能量模型,每个模型的特征在于一组不同的参数值。在暗能量在感兴趣的尺度上不聚集的共同假设下,我们研究了宇宙结构形成的不同方面。特别是,我们自洽地解决了球形塌陷问题。然后,我们估计几个宇宙学观测的行为,如线性增长因子,集成的萨克斯-沃尔夫(ISW)效应,质量结构的数量计数,以及物质和宇宙剪切功率谱。我们表明,独立的振幅和频率的暗能量振荡,没有上述观测值显示的振荡行为作为红移的函数。这是因为所述观测量是宇宙历史上膨胀率的某些函数的积分。我们还注意到,相对于基准LambdaCDM宇宙学的期望值的偏差通常很小,并且在大多数情况下,区分振荡的暗能量模型将是困难的。宇宙剪切功率谱和星系团丰度提供了对这一结论的支持,对于某些模型,宇宙剪切功率谱在很宽的角标度范围内显示出\sim 10%的差异,而星系团丰度在$\sim 10-20%$水平上被修改为$z \gtrsim 0.6$,以便将来进行广泛的弱透镜巡天。
2013-01-16 astro-ph.CO
Dark Energy Survey Year 1: An independent E/B-mode cosmic shear analysis
我们提出了一个独立的宇宙剪切分析的非宇宙学的B-模式扭曲的公共第一年的数据从暗能量调查(DES)。我们发现,在一个完整的断层分析的主要METACALIBRATION剪切目录没有显着的检测B模式。这与二次IM 3SHAPE剪切目录形成对比,在二次IM 3SHAPE剪切目录中,我们以$\sim 3σ$的显著性检测B模式,其模式与整个勘测中重复附加剪切偏差的B模式特征一致。我们使用COSEBIs统计来干净地从引力透镜信号(E模式)中分离B模式。我们发现测量的E-模式和它们的理论预期DES宇宙学参数约束之间的良好协议。
2019-01-17 astro-ph.CO
Propagating Residual Biases in Cosmic Shear Power Spectra
在本文中,我们推导出一个完整的表达式的乘法和加法的形状测量偏差到宇宙剪切功率谱的传播。在这样做,我们确定了几个新的条款,与选择效应,以及交叉相关条款之间的乘法和加法的偏见和剪切场。剪切功率谱中产生的偏置的计算按考虑的最大多极子的五次幂缩放。因此,计算是不可行的大l-模式,唯一易于处理的方式来评估宇宙剪切功率谱的形状测量偏差的全面影响是通过正向模拟的影响。对于偏置参数的线性阶次,剪切功率谱只受乘性偏置场的平均值和加性偏置场与剪切场的互相关的影响。如果平均乘性偏置为零,则二阶卷积项预期为更小的数量级。
2019-07-17 astro-ph.CO
3D Photometric Cosmic Shear
在这里,我们提出了一些改进弱透镜三维功率谱分析,三维宇宙剪切,使用每个星系的形状和红移信息来约束宇宙学参数。我们展示了如何光度红移概率分布的个别星系可以直接包括在这个统计没有平均。我们还包括Limber近似,大大简化了全三维宇宙剪切分析,我们调查其适用范围。最后,我们弱透镜层析成像和三维宇宙剪切场本身之间的关系,连接它们的步骤是林伯近似,谐波空间变换和波数离散化。每种方法都有其优点:3D宇宙剪切分析允许直接包含所有相关模式,从而确保最小的误差条,并直接控制探测的物理波数范围,以避免不确定的高度非线性状态。另一方面,层析成像是更方便的检查系统通过直接调查的红移依赖的信号。最后,对于层析成像,我们建议探测的角度模式应该是红移相关的,以恢复一些3D优势。
2011-02-01 astro-ph.CO
Fourier Band-Power E/B-mode Estimators for Cosmic Shear
我们介绍了新的傅立叶带功率估计宇宙剪切数据分析和E/B模式分离。我们考虑的情况下,其中一个执行E/B模式分离的情况下,其中一个不。由此产生的估计有几个很好的属性,使他们理想的宇宙剪切数据分析。首先,它们可以被写为分组的宇宙剪切关联函数的线性组合。第二,他们占调查窗口功能在现实空间中。第三,它们不受形状噪声的影响,因为它们不使用零分离处的关联函数数据。第四,傅立叶空间中的带功率窗函数是紧凑的并且在很大程度上是非振荡的。第五,它们可用于构建具有非常有效的数据压缩特性的带功率估计器。特别是,我们发现,在剪切关联函数中的参数$Ω_{m}$,$σ_{8}$和$n_{s}$的所有信息的范围内的$\sim10-400$弧分为单个层析箱可以被压缩到只有三个频带功率估计。最后,我们可以实现这些速率的数据压缩,同时排除小规模的信息,其中剪切关联函数和功率谱的建模是非常困难的。给出这些理想的性质,这些估计将是非常有用的宇宙剪切数据分析。
2014-12-11 astro-ph.CO
Cosmic shear with Einstein rings
本文提出利用爱因斯坦环作为标准形状来测量视线方向的外部剪切,以克服宇宙剪切中的形状噪声和内禀对齐问题,并有望在Euclid时代成为探究宇宙大尺度结构的竞争性互补探针。
2024-06-05 astro-ph.CO
Mapping Spatially Varying Additive Biases in Cosmic Shear Data
在本文中,我们解决了从宇宙剪切数据中提取空间变化的未知添加剂偏差的地图的挑战。这是通过利用宇宙剪切场的各向同性和典型的加性偏置场的各向异性,使用自相关差异图来完成的;该图识别了图的重要非高斯分量。我们使用模拟测试这种方法,发现自相关差异图产生空间变化的功能,指示的附加偏置场的幅度和空间变化。然后,我们将其应用到暗能量调查第1年的数据,并找到证据,在大尺度上的空间变化的添加剂偏差最多为0.002。该方法可用于经验通知建模的空间变化的添加剂偏置场在任何宇宙学参数的推断,并可以作为宇宙剪切调查的验证测试。
2021-12-14 astro-ph.CO
The Limits of Cosmic Shear
在本文中,我们讨论了两点宇宙剪切统计量的常用极限情况或近似。我们讨论了最突出的假设,在这个统计:平天(小角度限制),Limber(贝塞尔三角函数限制)和汉克尔变换(大l-模式限制)的近似;绝大多数的宇宙剪切的结果,到目前为止,同时使用。我们发现,这些近似的组合效果可以抑制功率>1%的尺度上l<40。一个完全非近似的宇宙剪切研究应该使用一个球形天空,非Limber近似的功率谱分析;和一个涉及维格纳小d矩阵的变换代替汉克尔变换。这些影响,未考虑在内,将构成至少11%的总预算的系统影响的功率谱分析的欧几里德实验,但他们是不必要的。
2017-05-03 astro-ph.CO
The integrated 3-point correlation function of cosmic shear
我们提出了集成的3点剪切关联函数$iζ_{\pm}$ -宇宙剪切场的高阶统计量-这可以直接估计在广域弱透镜调查,而不测量完整的3点剪切关联函数,使这成为一个实用的和互补的工具,2点统计弱透镜宇宙学。我们将其定义为在剪切场上不同位置测量的1点孔径质量统计$M_{\mathrm{ap}}$与相应的局部2点剪切关联函数$ξ_{\pm}$相关。基于现有的弱透镜收敛场的积分双谱的工作,我们提出了一个理论框架,计算在实空间中的任何投影场内的平天近似的积分3点函数,并将其应用于宇宙剪切。使用非线性物质功率谱和双谱的解析公式,我们建立了$iζ_{\pm}$模型,并在暗能量调查第六年宇宙剪切数据的不确定性范围内,在N体模拟上对其进行了验证。我们还探讨了$iζ_{\pm}$的Fisher信息含量,并与$ξ_{\pm}$进行了联合分析,为两个层析源红移箱与现实的形状噪声,分析其约束宇宙学参数的权力。我们发现,$ξ_{\pm}$和$iζ_{\pm}$的联合分析有可能大大改善参数约束,从$ξ_{\pm}$单独,并可以特别有用的改善品质因数的动力学暗能量状态方程参数从宇宙剪切数据。
2021-07-02 astro-ph.CO
Hierarchical Cosmic Shear Power Spectrum Inference
我们开发了一个贝叶斯层次建模方法的宇宙剪切功率谱推断,共同采样后验分布的宇宙剪切场和它的(层析)功率谱。剪切功率谱的推断是宇宙剪切分析的一个强有力的中间产品,因为它只需要很少的模型假设,并且可以用来对大范围的宇宙学模型\emph{a posteriori}进行推断而不会丢失信息。我们表明,剪切图和功率谱的联合后验可以有效地通过Gibbs采样,迭代地从图和功率谱中抽取样本,每个样本都以另一个为条件。这种方法巧妙地规避了与复杂的调查几何形状和面具,困扰频率论功率谱估计的困难,因为功率谱推断提供了在每个采样步骤在掩蔽区域的字段的先验信息。我们证明了这种方法的推断层析剪切$E$模式,$B$模式和$EB$交叉功率谱从一个模拟的星系剪切目录具有一些重要的功能,星系分布在天空中,并在红移与光度红移的不确定性,现实的随机椭圆噪声为每个星系和一个复杂的调查掩模。所获得的后验分布的层析功率谱系数恢复基本的模拟功率谱为$E$ -和$B$ -模式。
2016-01-08 astro-ph.CO
Observing Baryonic Acoustic Oscillations in tomographic cosmic shear surveys
我们表明,它是可能的,以建立有效的物质密度功率谱层析宇宙剪切观测表现出重子声振荡(BAO)功能,一旦零变换已应用于数据。这些功能的幅度和位置可以重建的精度量化的天空覆盖范围,固有的形状噪声,中值源红移和源的数量密度。在欧几里德或LSST中的BAO检测,如宽测量,将可能具有适度的信噪比。对于稍微更深入的调查,它会有很大的改善。
2020-04-07 astro-ph.CO
A Way Forward for Cosmic Shear: Monte-Carlo Control Loops
由大尺度结构或“宇宙剪切”引起的弱透镜效应是一种潜在的强有力的宇宙学探索,可以为暗物质、暗能量和修正引力提供新的线索。它是基于大尺度结构通过引力透镜对观测到的遥远星系形状产生的微弱扭曲。虽然这种纯引力效应的潜力很大,但由于这种微弱效应的测量很困难,并且受到系统学效应的限制,因此这种技术的结果受到阻碍。特别是,一个苛刻的步骤是从宽视场CCD图像的星系弱透镜剪切的测量。我们描述了这个问题的起源,并提出了一个宇宙剪切前进的道路。我们提出的方法是基于蒙特卡罗控制回路,并借鉴了粒子物理和工程中广泛使用的方法。我们描述了控制回路方案,并展示了它如何提供一个校准方法的基础上调整到重现一个特定的宇宙剪切数据集的统计特性的快速图像模拟。通过一系列的迭代循环和诊断测试,蒙特卡罗图像模拟的建模输入参数的扰动,从而系统的影响是强大的。我们将讨论这种方法如何使问题易于处理,并充分释放宇宙学的宇宙剪切潜力。
2014-03-10 astro-ph.CO
Development of an unbiased cosmic shear estimator measured on galaxy images
针对星系椭圆率与引力剪切关系导致的偏差问题,开发了一种不对星系形状做假设的剪切估计方法,通过评估图像二阶矩对坐标剪切的响应并解析校正噪声偏差,避免了基于模拟校准的缺陷。
2024-11-15 astro-ph.CO
Source Distributions of Cosmic Shear Surveys in Efficiency Space
本文提出在效率空间参数化宇宙剪切源分布,仅用两个参数即可高精度描述透镜效率,且10%先验知识足以边缘化效率参数,不影响宇宙学参数约束。
2020-06-22 astro-ph.CO
Size magnification as a complement to Cosmic Shear
本文研究了在弱引力透镜巡天中宇宙尺度放大在多大程度上可以用来补偿宇宙剪切,以期获得宇宙学参数的高精度估计。使用模拟的星系图像,我们发现,大小估计可以是一个很好的补充,发现无偏估计的收敛场是可能的与星系的角尺寸大于点扩散函数(PSF)和信噪比超过10。统计功率类似于宇宙切变,但不如宇宙切变那么好,并且它受到不同的系统效应的影响。应用于地面数据将是困难的,对于小于PSF的星系,需要相对较大的经验修正来解释偏差,但对于0.1弧秒分辨率的天基数据,比i=24亮的星系的尺寸分布对于精确估计宇宙尺寸放大率是理想的。
2013-01-14 astro-ph.CO
Modified gravity versus shear viscosity: imprints on the scalar matter perturbations
在牛顿规范下研究的宇宙标量微扰理论依赖于两个势$Φ$和$Ψ$。在广义相对论(GR)中,在没有能量动量张量引起的各向异性应力的情况下,它们必须重合($Φ=Ψ$)。另一方面,在文献中广泛接受的是,可以通过$Φ\neq Ψ$来参数化与GR的潜在偏差。因此,后者的功能是目前在GR宇宙学配备剪切粘性流体或修改重力。我们研究了标量物质密度扰动的演变,使用红移-空间-失真的$f(z)σ_8(z)$数据作为工具,区分和表征这两种情况下的印记。我们表明,在$f(z)σ_8(z)$的演变这两种情况下产量完全不同的印记相比,标准的宇宙学。虽然目前可用的数据对于区分修正重力和粘性剪切宇宙学并不敏感,但未来的精确数据可以用来打破这种不可区分性。
2018-12-26 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic shear covariance: The log-normal approximation
[摘要]我们寻求宇宙切变协方差的近似值,这些近似值与基于正态统计的常见近似值一样易于使用,但会产生更准确的协方差矩阵和参数误差。我们推导出表达式的宇宙剪切协方差的假设下,基本的收敛场遵循对数正态统计。我们还推导出一个简化版本的对数正态近似。我们使用数值模拟弱透镜研究如何以及正常的,对数正态的,简化的对数正态近似,以及在文献中提出的正常近似的经验修正再现剪切协方差宇宙剪切调查。我们发现,正常的近似大大低估了宇宙剪切协方差和推断的参数置信区域,特别是对于小视场和大星系密度的调查,但也非常广泛的调查。相比之下,对数正态近似产生更真实的协方差和置信区域,但也需要计算稍微复杂的表达式。然而,简化的对数正态近似,虽然简单的正态近似,产生的置信区域,几乎是从对数正态近似获得的那些一样准确。对正态近似的经验修正并不比(简化的)对数正态近似产生更准确的协方差和置信区域。此外,他们无法产生半正定数据协方差矩阵在某些情况下,使他们无法用于参数估计。在参数估计和参数误差预测中,应采用简化的对数正态近似,而不是正态近似。对宇宙切变协方差的任何近似都应该确保一个半正定的数据协方差矩阵。
2011-10-18 astro-ph.CO
Testing gravity on cosmological scales with cosmic shear, cosmic microwave background anisotropies, and redshift-space distortions
我们使用了一系列的宇宙学数据来约束宇宙尺度上的广义相对论的唯象修正,通过修改泊松和透镜方程。我们包括来自普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性测量,来自CFHTLenS和DES-SV的宇宙剪切,以及来自BOSS数据发布12和6dF星系巡天的红移空间扭曲。我们没有发现偏离广义相对论的证据,修正的引力参数被限制在$Σ_0 = 0.05^{+0.05}_{-0.07}$和$μ_0 = -0.10^{+0.20}_{-0.16}$,其中$Σ_0$和$μ_0$指的是偏离广义相对论,在广义相对论中被定义为零。我们还预测了整个五年暗能量巡天和大型综合巡天望远镜等实验对这些参数的敏感性,显示出对$Σ_0$的约束有了实质性的预期改善。
2019-04-26 astro-ph.CO
Cosmic Shear E/B-mode Estimation with Binned Correlation Function Data
在这项工作中,我研究的问题,E/B模式的分离与合并的宇宙剪切两点关联函数数据。出于以前的工作E/B-模式分离剪切两点相关函数和数据分析的实际考虑,我认为E/B-模式估计是线性组合的分箱剪切关联函数数据点。我证明,这些估计混合E-和B-模式一般。然后,我将展示如何定义估计器,最大限度地减少这种E/B模式的混合,并为他们的建设和使用提供实用的食谱。使用这些最佳估计,我证明了由分仓剪切关联函数数据点组成的向量空间可以分解成近似模糊,E-和B-模式子空间。简单的Fisher信息估计,我表明,一个非平凡的信息量典型的宇宙学参数包含在这种形式主义计算的模糊模式子空间。接下来,我给出了两个例子,这些实际的估计和食谱宇宙剪切数据分析中的一般问题:数据压缩和空间定位B模式污染。特别是,通过直接使用具有剪切关联函数的小波估计器,可以将B模式污染精确定位到特定的角度尺度并提取关于其形状的信息。最后,我讨论了如何将这些估计可以被用来作为盲或封闭盒宇宙剪切数据分析的一部分,以评估和发现B模式污染在高精度,同时避免观察员的偏见。
2012-08-01 astro-ph.CO
KiDS-450: Enhancing cosmic shear with clipping transformations
我们提出了第一个“剪切”宇宙剪切测量使用的数据从千度调查(KiDS-450)。“削波”变换抑制了来自宇宙场的最高密度、非线性区域的信号。我们证明,这些转换时,提高约束$S_8=σ_8(Ω_{\rm{m}}/0.3)^{0.5}$与传统的两点统计结合使用。对于KiDS-450数据,我们发现,相较于单独的剪切关联函数,组合测量将对$S_8$的约束提高了17%。我们使用一套数值模拟确定剪切关联函数的期望值,并开发方法来减轻掩蔽和散粒噪声的影响。未来在数值模拟和质量重建方法的改进将允许剪切宇宙剪切统计的精确校准,使剪切可以成为弱透镜分析的标准工具。
2018-09-12 astro-ph.CO
Conditional Diffusion-Flow models for generating 3D cosmic density fields: applications to f(R) cosmologies
Grupo Signos, Departamento de Matemáticas, Universidad El Bosque(埃尔博斯克大学数学系信号组);Data Science Research Centre, Liverpool John Moores University(利物浦约翰·莫尔斯大学数据科学研究中心);Departamento de Física, Universidad de Córdoba(科尔多瓦大学物理系)
本文提出条件扩散-流生成模型来生成三维暗物质密度场,并引入多输出模型编码宇宙学参数,在f(R)宇宙学中实现高精度且低计算成本的宇宙网模拟。
2025-02-24 astro-ph.CO cs.AI
Ellipsoidal Expansion of the Universe, Cosmic Shear, Acceleration and Jerk Parameter
为了研究时空的各向异性是否会引起宇宙剪切或减速参数的差异,我们在Bianchi I宇宙中研究了宇宙剪切的最一般表达式,并研究了减速参数与宇宙剪切之间的联系。我们还考虑了剪切参数的方法来测量从减速到加速宇宙的过渡。我们还研究了加加速度参数和椭球宇宙之间的联系。
2018-04-26 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic expansion and structure formation in running vacuum cosmologies
研究了真空能量随红移变化的FLRW平坦宇宙模型的动力学性质。这种类型的一个特别好的动机模型是所谓的量子场真空,其中两种项$H^{2}$和常数都出现在有效暗能量密度中,影响着背景和微扰水平上主要宇宙学函数的演化。具体地说,量子真空的函数形式赋予真空能量一个温和的动力学演化,可以观察到现在,并出现动力学暗能量。有趣的是,低能行为非常接近通常的$Λ$ CDM模型,但它绝不是相同的。最后,在量子场真空的框架下,我们推广了大尺度结构的性质,即物质微扰增长、团簇数计数和球坍缩模型。
2015-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Weak lensing predictions for coupled dark energy cosmologies at non-linear scales
我们提出了非线性弱透镜预测耦合暗能量模型使用的CoDECS模拟。我们计算剪切关联函数和误差协方差预计这些模型,为即将到来的地基(如DES)和天基(欧几里得)弱透镜调查。我们得到的预测的歧视权力的地面调查类似DES和空间为基础的调查,如欧几里德在区分$Λ$ CDM和耦合暗能量模型;我们表明,使用非线性透镜信号,我们可以区分$Λ$ CDM和指数常数耦合模型,其中$β_0\geq0.1$在$4σ$置信水平下具有类似DES的调查,和$β_0\geq0.05$在$5σ$置信水平与Euclid。我们还表明,估计耦合的暗能量模型的非线性功率谱,使用$Λ$ CDM Halofit拟合公式,结果在剪切关联函数的偏差,超过了调查误差。
2012-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A new observable for cosmic shear
本文介绍一种新的观测量来测量宇宙剪切。我们表明,如果我们可以测量具有良好的精度,一个星系的方向和其无线电发射的偏振方向,它们之间的角度是敏感的前景宇宙剪切。即使单次测量的信噪比预计会相当小,但给定像素中的所有星系都受到相同剪切的事实可以用来克服噪声。这种可观察的另一个优点是信号不受内在对齐的困扰。我们估计SNR的剪切关联函数测量,以这种方式与未来的SKA II调查。
2022-06-13 astro-ph.CO gr-qc