New limits on light dark matter - proton cross section from the cosmic large-scale structure
我们使用莱曼α森林追踪的大尺度结构，对DM质量$m = 10\,\mathrm{keV}$到$100\,\mathrm{GeV}$的速度无关暗物质（DM）-质子横截面$σ$设定了迄今为止最强的限制：例如，$m = 100\,\mathrm{keV}$的95%下限$σ< 6 \times 10^{-30}\,\mathrm{cm}^2$。我们的研究结果补充了直接检测，这对亚GeV DM的灵敏度有限。我们使用一个模拟器的宇宙学模拟，结合数据从最小的宇宙尺度使用的日期，建模和搜索原始DM质子碰撞的印记。宇宙学边界被提高了25倍。
2022-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Forecasting Cosmological Constraints from the Weak Lensing Magnification of Type Ia Supernovae Measured by the Nancy Grace Roman Space Telescope
Ia型超新星（SNe Ia）的弱透镜放大率对物质的聚集很敏感，并提供了一个独立的宇宙学探测，以补充对SNe Ia距离的测量。Nancy Grace Roman太空望远镜对这种测量非常敏感，因为它可以发现高红移的Ia超新星，并以高精度测量它们。我们提出了一种方法来重建的概率分布的弱透镜放大率$μ$的超新星Ia，$p(μ)$，从观测数据，并用它来约束宇宙学参数。我们发现，重建的$p(μ)$可以准确地拟合由拉伸高斯分布，并用于测量$μ$的方差，$ξ_μ$，这可以与理论预测的似然分析。将我们的方法应用于一组逼真的模拟SNe Ia预期从罗马太空望远镜，我们发现，使用弱透镜放大的SNe Ia约束的物质密度$Ω_m$和物质聚类幅度$σ_8$的组合。单独的SN Ia距离导致$Ω_m$的测量优于1%。SN Ia弱透镜放大率和距离测量的组合导致在$σ_8$上的$\sim$ 10\%测量。罗曼的Ia超新星将有力地约束宇宙学模型。
2020-08-15 astro-ph.CO
First cosmological constraints on the proton-to-electron mass ratio from observations of rotational transitions of methanol
我们利用澳大利亚望远镜紧凑阵测量了PKS B 1830-211引力透镜系统中甲醇2（0）- 3（-1）E12.2GHz跃迁对z=0.89透镜星系的吸收。将主要吸收特征的速度与甲醇1（0）- 2（-1）E跃迁的已发表吸收光谱进行比较，表明它们相差-0.6 +/- 1.6 km/s。我们可以利用这些观测结果将质子与电子质量比从z=0.89到现在的变化限制在0.8 +/- 2.1 x 10^-7。这一结果是一致的，并且与最近通过比较各种旋转和反转转换在z = 0.68处获得的观测结果具有相似的精度，并且比在该源中获得的先前约束好大约2倍。未来更敏感的观察，包括额外的旋转甲醇过渡提供了改善目前的结果的5-10倍的前景。
2012-01-26 astro-ph.CO
Cosmological parameter estimation with future gravitational wave standard siren observation from the Einstein Telescope
在这项工作中，我们使用模拟的引力波（GW）标准警报数据从未来的观测爱因斯坦望远镜（ET）约束各种暗能量宇宙学模型，包括$Λ$ CDM，$w$ CDM，CPL，$α$ DE，GCG和NGCG模型。我们还使用当前主流的宇宙学电磁观测，即，宇宙微波背景辐射各向异性数据、重子声学振荡数据和Ia型超新星数据，对这些模型进行了约束。我们发现，GW的标准海妖数据可以大大改善所有这些暗能量模型的宇宙学参数的约束。在所有情况下，GW标准海妖数据都可以用来打破现有宇宙学电磁观测数据产生的参数简并。因此，预计未来来自ET的GW标准海妖观测将在未来的宇宙学参数估计中发挥关键作用。本文的结论是建立在对各种暗能量模型分析的基础上的，因此是比较可靠的。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Keck telescope constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio
本文分析了最近在红移z_abs=2.059处发现的向明亮背景类星体J2123-0050的分子跃迁，以限制质子-电子质量比μ =m_p/m_e的宇宙学变化。用Keck望远镜观测到的光学阶梯光谱是迄今为止此类分析中分辨率最高、H_2跃迁数最多的光谱（86）。此外，（七）HD转换是第一次使用，以约束μ变化。这些因素以及采用尽可能少的自由参数的分析，强烈地限制了mu与当前实验室值的相对偏差：dmu/mu =（+5.6+/-5.5_stat+/-2.9_sys x10 ^{-6}，表明吸收器中的mu值并不显著较大。这是第一个凯克结果，以补充最近的零约束，从三个系统在z_abs>2.5观察到的超大望远镜。主要的可能的系统误差源于波长校准的不确定性。特别是，在阶梯光栅阶尺度上的波长解决方案中的失真估计约占总系统误差分量的一半，但我们的估计是依赖于模型的，因此可能会低估或高估的实际效果，如果存在的话。为了帮助今后这类μ-变化的分析，以及H_2的其他天体物理研究，我们提供了一个汇编的最精确的实验室波长和计算参数的重要的吸收线工作与氢莱曼极限红的H_2跃迁。
2010-01-22 astro-ph.CO
New constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio from Q0528-250
类星体光谱中的分子氢跃迁可以用来限制质子-电子质量比（$μ\equiv m_p/m_e$）在高红移（$z\gtrsim 2$）处的变化。本文分析了类星体Q 0528 $-$ 250的一个新光谱，该光谱是在甚大望远镜上的紫外和可见中阶梯摄谱仪（UVES）上获得的，并分析了该光谱中著名的H $_2$吸收体$z=2.811$。这是我们第一次在这个系统中检测到HD（氘代分子氢），柱密度为$\log_{10}(N/\mathrm{cm^{-2}})=13.27 \pm 0.07$ ; HD对$μ$的变化很敏感，因此我们将其包括在我们的分析中。使用76 H $_2$和7 HD跃迁，我们将$μ$与当前实验室值的变化限制为$Δμ/μ= (0.3\pm 3.2_\mathrm{stat} \pm 1.9_\mathrm{sys})\times 10^{-6}$，这与$μ$中没有宇宙学变化以及其他H $_2$ /HD吸收体的先前结果一致。系统不确定性的主要来源涉及光谱的精确波长校准和望远镜多次曝光在一个像素网格上的再分散。
2011-06-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Forecasts of cosmological constraints from HI intensity mapping with FAST, BINGO & SKA-I
本文在假设观测时间为1年的基础上，对射电望远镜中性氢强度测绘技术的宇宙学约束进行了预测。我们在这里考虑的当前和未来的射电望远镜是FAST（500米口径球面望远镜），BINGO（中性气体观测中的重子声振荡）和SKA-I（平方公里阵列第一阶段）单碟实验。我们还预测了三个射电望远镜与普朗克的联合约束。我们发现，BINGO、FAST和SKA-I的$(w_{0}, w_{a})$相对于基准值的$1 σ$误差分别为$(0.9293, 3.5792), (0.4083, 1.5878), (0.3158, 0.4622)$。这相当于相对于BINGO，FAST和SKA-I在约束$(w_{0}, w_{a})$方面对$(56.04\%, 55.64\%)$和$(66.02\%, 87.09\%)$的改进。模拟结果进一步表明，SKA-I将比FAST和BINGO更严格的约束，当每个实验与普朗克测量相结合时。对于所考虑的$9$宇宙学参数，我们发现，有一个权衡之间的SKA-I和FAST在约束宇宙学参数，与每个实验更优越的约束一组特定的参数。
2019-08-08 astro-ph.CO
Projected Cosmological Constraints from Strongly Lensed Supernovae with the Roman Space Telescope
罗马太空望远镜的主要任务目标之一是用各种方法研究暗能量的性质。通过传统的光度距离测量，Ia型超新星（SNIa）的观测将是罗马宇宙学计划的主要支柱之一。这个SNIa宇宙学计划可以提供另一个有价值的宇宙学探测，而不改变任务策略：时间延迟宇宙学与引力透镜SN。在这项工作中，我们预测透镜SN宇宙学约束与罗马太空望远镜，同时为未来的工作提供有用的工具。使用罗马SNIa调查的预期特性，我们已经构建了预期解决透镜系统的模拟目录，以及强透镜Ia型和核心塌陷（CC）SN光变曲线，包括微透镜效应。我们预测Roman将发现~11个透镜状SNIa和~20个CCSN，这取决于调查策略。接下来，我们估计罗马（Ia：~2天，CC：~3天）可获得的时间延迟精度，并使用Fisher矩阵分析，以获得预测约束$H_0$，$Ω_m$，和暗能量状态方程（EOS），$w$，为每个SNIa调查策略。当考虑到SNIa和透镜SN宇宙学可能的约束时，为高红移SNIa发现优化的策略是优选的，也提供了比其他提议的调查策略多1.5倍的透镜SN。
2021-02-24 astro-ph.CO
Prospect for cosmological parameter estimation using future Hubble parameter measurements
我们只使用哈勃参数数据约束宇宙学参数，并量化未来哈勃参数测量对最典型的暗能量模型参数估计的影响。我们首先使用52个当前哈勃参数数据约束宇宙学参数，包括哈勃太空望远镜的哈勃常数测量。然后模拟了WFIRST（Wide-FieldInfraredSurvey Telescope）观测到的覆盖$z\in [0.5, 2]$红移范围的重子声学振荡信号和E-ELT（E-European Extremely Large Telescope）观测到的覆盖$z\in [2,5]$红移范围的红移漂移数据。结果表明，单独使用目前的哈勃参数数据可以得到相当好的约束宇宙学参数。与现有的哈勃参数数据相比，WFIRST观测对暗能量的$H(z)$约束条件略有改善，而E-ELT观测对暗能量的$H(z)$约束条件有很大改善。
2018-06-28 astro-ph.CO
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
Forecast of cosmological constraints with superluminous supernovae from the Chinese Space Station Telescope
本研究探讨了中国空间站望远镜（CSST）超亮超新星（SLSNe）的宇宙学应用，预测其在2.5年内可观测约360颗SLSNe，并利用峰值-颜色关系严格约束宇宙学参数，揭示高红移暗能量本质。
2024-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining $Λ$CDM cosmological parameters with Einstein Telescope mock data
本研究用爱因斯坦望远镜模拟数据评估非平坦$\Lambda$CDM模型参数约束能力，发现结合短伽马暴关联或红移分布信息可显著提升精度，较早期结果改进2-75倍。
2022-11-07 astro-ph.CO
Accurate measurement of telescope filter bandpasses with a Collimated Beam Projector and impact on cosmological parameters
本文研究测光巡天滤光片带通误差对Ia型超新星宇宙学参数测量的偏差影响，并提出利用准直光束投影仪实现每密耳级滤光片透射率精确测量的方法。
2024-07-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Improving cosmological parameter estimation with the future gravitational-wave standard siren observation from the Einstein Telescope
对致密双星合并产生的引力波的探测，可以为测量到引力波爆发源的光度距离提供一种独立的途径，这表明引力波观测与电磁观测相结合，可以为宇宙学研究宇宙膨胀历史提供“标准警报”。在这项工作中，我们希望研究未来的引力波标准塞壬观测将如何打破传统光学观测中存在的参数简并，以及它们如何帮助改善宇宙学中的参数估计。以第三代地基引力波探测器--爱因斯坦望远镜为例进行了分析。通过对爱因斯坦望远镜10年观测的1000个红移范围在0 ~ 5的事件数据进行模拟，发现引力波数据可以在很大程度上打破物质密度与哈勃常数之间的简并性，从而显著改善宇宙学约束。我们进一步表明，在宇宙学拟合中加入引力波数据也可以显著改善暗能量状态方程参数的约束。
2019-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the better constraints from the South Pole Telescope Sunyaev-Zel'dovich galaxy clusters survey: a FoM evaluation for the equation of state of Dark Energy
在Benson等人最近的一篇文章中，2011年，作者展示了南极望远镜（SPT）Sunyaev Zel'dovich（SZ）星团巡天的最新测量结果，以更好地约束一些宇宙学参数。特别是，作者发现，添加SPT集群数据显着改善了对暗能量w状态方程的约束，超出了使用CMB，超新星，BAO和哈勃常数测量时发现的约束。本文的主要目的是通过计算在68%和95%置信区间Ω_m和w图上的品质因数（FoM），进一步定量估计上述较好的约束条件。这允许更好地评估和更好地比较宇宙学约束的不断改进，使用新的不同的宇宙学探测器和不同的调查。
2012-01-03 astro-ph.CO
Detection of Exotic Massive Hadrons in Ultra High Energy Cosmic Ray Telescopes
我们研究了在超高能宇宙线望远镜中探测奇异的大质量强相互作用强子。结论是，像皮埃尔俄歇天文台这样的实验有可能探测到这些粒子。结果表明，与质子簇射和核簇射相比，超强子簇射具有明显的特征。描述了超高赫空气簇射的模拟，以及用荧光望远镜对它的探测和重建。假设宇宙射线是由质子组成的，我们确定了将uhecron从宇宙射线中分离出来的可观测量的基本削减。如果它们是由更重的原子核组成的，分离效果会大大改善。我们还讨论了光子诱导簇射。本文讨论了加速器实验中的超强子探测之间的互补性。
2009-01-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
CRESCENDO: An on-the-fly Fokker-Planck Solver for Spectral Cosmic Rays in Cosmological Simulations
相对论性宇宙线（CR）电子的非热辐射可以深入了解团簇内磁场的强度和形态，并提供强有力的结构形成冲击的示踪剂。另一方面，由CR质子引起的发射仍然挑战当前的观测，因此正在测试集群内冲击的质子加速模型。包括CR效应的大规模模拟一直难以实现，并且主要减少到模拟总体能量预算，或在模拟输出的后处理中跟踪CR群体，并且通常针对质子或电子进行。我们介绍CRESCENDO：宇宙射线演化与光谱电子和质子，一个有效的动态福克-普朗克求解器，在我们的模拟的每个分辨率元素内演化CR质子和电子的分布。求解器占CR（再）加速在集群内冲击，最近的PIC模拟，绝热变化和辐射损失的电子的结果的基础上。我们展示了它的性能在测试用例以及理想化的星系团（GC）模拟。我们将该模型应用到一个理想的GC合并CIZA J2242.4+5301-1的最佳拟合参数和研究CR注入，射电遗迹形态，光谱陡化和同步辐射。
2023-03-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Limits on the WIMP-nucleon scattering cross-section from neutrino telescopes
像Super-Kamiokande和IceCube这样的中微子望远镜已经开始探索太阳中WIMP湮灭产生的中微子通量。信号的不可观测性会对WIMP的性质产生限制。在这里，我们专注于中微子信号从WIMP湮灭在太阳和表明，在合理的假设下，从冰立方的信号的非观测提出了一个更严格的约束自旋相关的WIMP质子散射截面比目前的直接检测实验，如COUPP和KIMS。对于自旋无关的散射截面，IceCube和当前的直接检测实验（如XENON 10和CDMS）的限制也有类似的限制。在这里，我们将通过的假设和不确定性，从限制从太阳的μ子通量的限制转换到WIMP质子截面的限制，并提出我们的结果作为易于使用的转换因子。
2009-03-18 astro-ph.CO
Prospects of the multi-channel photometric survey telescope in the cosmological application of Type Ia supernovae
该研究通过模拟评估多通道光度巡天望远镜在低红移Ia型超新星测距中的应用，确定最优观测策略，可获取数百个高质量样本并提升距离测量精度，为宇宙学校准提供重要支持。
2024-04-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraint on a cosmological variation in the proton-to-electron mass ratio from electronic CO absorption
为了寻找质子-电子质量比$μ$在宇宙学时间尺度上的可能变化，首次研究了一氧化碳（CO）在亚阻尼Lyman-$α$吸收体中向背景类星体SDSS J123714.60+064759.5（J1237+0647）的红移$z_{abs} \simeq 2.69$吸收.观测是用甚大望远镜/紫外线和目视中阶梯摄谱仪进行的，信噪比为每2.5公里每像素40个$^{-1}$，在$\sim 5000$上。在该吸收体中检测到13个CO振动带：PDMATHABM-X $^{1}Σ^{+}$（$ν'$，0）为$ν' = 0 - 8$，B $^{1}Σ^{+}$ - X $^{1}Σ^{+}$（0，0），C $^{1}Σ^{+}$- X $^{1}Σ^{+}$（0，0）和E PDMATHABM-X $^{1}Σ^{+}$（0，0）单重-单重带和d $^{3}Δ$-X $^{1}Σ^{+}$（5，0）单重-三重带。更新的数据库，包括最精确的分子输入所需的$μ$ -变化分析的旋转水平$J = 0 - 5$，过渡波长，振子强度，自然寿命阻尼参数，和灵敏度系数的质子-电子质量比的变化。一个全面的拟合方法被用来一次拟合所有的CO带和$Δμ/μ= (0.7 \pm 1.6_{stat} \pm 0.5_{syst}) \times 10^{-5}$的一个独立的约束来自CO。在相同的J1237+0647吸收剂中使用分子氢和C…
2016-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Studies With A Large-Area X-ray Telescope
国际X射线天文台在观测时间上的适度投资，用于研究未来大规模巡天中发现的高红移星系团，将提供具有根本重要性的宇宙学测量。IXO观测与透镜跟踪相结合，将测量z=0-2的扰动增长因子，其精度与JDEM观测宇宙切变和EUCLID观测红移空间畸变的精度相当，甚至可能更好。来自星系团的结构数据的增长将显着提高我们的暗能量状态方程的知识，并将有助于约束宇宙加速的非GR模型。对最大的动态弛豫星系团的IXO观测将提供一个强大的，独立的测量宇宙膨胀历史的表观f_gas（z）趋势。该技术的系统和统计误差与SNIa和BAO研究具有竞争力，使得该测试对于提高LSST和JDEM计划的几何宇宙学测量的准确性和可靠性非常有用。只有采用一系列强有力的、独立的方法，包括这里讨论的方法，才能对宇宙加速的起源这样深刻的问题给出可靠的答案。
2009-03-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
Wide-field adaptive optics performance in cosmological deep fields for multi-object spectroscopy with the European Extremely Large Telescope
为了在良好的天空覆盖范围内运行，将需要在即将到来的欧洲极大望远镜上安装一台多物体摄谱仪。许多有趣的深宇宙学领域被故意选择为没有明亮的前景恒星，因此对自适应光学（AO）系统具有潜在的挑战性。在这里，我们调查多对象AO性能使用子字段内随机选择的大天文台起源深调查（GOODS）-S字段，这是最坏的情况下广泛用于高红移星系的研究五个深场。我们的AO系统模型是基于建议的MOSAIC仪器，但我们的研究结果同样适用于任何计划中的超大望远镜的多目标光谱计划。潜在的引导星在这些子领域内的识别和用于模拟AO校正。在75~mas范围内，我们获得了25- 35%的能量，这对于探测高红移星系的sub-kpc尺度是足够的。我们还研究了探测器读出噪声对AO系统性能的影响，并考虑了自然导星用于高阶和倾斜仅AO校正的情况。我们还考虑了性能如何与能量盒大小成比例。总之，预期的AO性能对于MOSAIC类仪器来说是足够的，即使在以缺乏明亮前景恒星为特征的深视场中也是如此。
2014-09-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Unveiling the cosmological information beyond linear scales: forecasts for sufficient statistics
在线性区域之外，宇宙学随机场的傅立叶模式变得相关，密度涨落的功率谱只包含可用宇宙学信息的一小部分。为了揭示这些以前隐藏的信息，引入了A* 非线性变换;它针对重力和观测噪声引起的非线性进行了优化。量化我们的知识的宇宙学参数的增加，我们预测的约束，从角功率谱和A* 从l ~ 200到3000即将到来的星系调查，如：宽视场红外巡天望远镜（WFIRST），大型综合巡天望远镜（LSST），欧几里德，超Suprime-Cam（HSC）和暗能量调查（DES）。我们发现，在低红移，这种新的数据分析策略可以加倍提取的信息，有效地增加了一倍的调查面积。为了测试我们预测的准确性和我们数据分析方法的能力，我们将A* 变换应用于最新发布的加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产调查（CFHTLS）宽。虽然这个数据集太稀疏，不允许超过适度的增益（~1.1-1.2），但我们的方法实现的增益与我们的预测非常一致，从而验证了我们的分析和预测管道的鲁棒性。
2014-11-23 astro-ph.CO
Prospects for cosmological research using hundred-meter-class radio telescopes: 21-cm intensity mapping survey strategies with QTT, JRT, and HRT
Northeastern University（东北大学）
利用QTT、JRT和HRT进行21厘米强度测绘，通过BAO/RSD测量提升暗能量约束精度。
2025-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Cosmic Dark Ages with the Lunar Crater Radio Telescope
宇宙黑暗时代代表了宇宙早期演化的时期，从CMB光子与物质脱钩后立即开始，并以第一批恒星和星系的形成结束。来自中性氢原子的HI信号是我们理解宇宙历史中这一关键阶段的唯一机制，也是我们回答关于标准宇宙学模型、暗物质物理学和暴胀有效性的基本问题的唯一机制。由于宇宙学的红移，这个信号现在只能在3-30 MHz的频带内观察到，这是由电离层阻止到达地球表面。在本文中，我们提出了设计的月球陨石坑射电望远镜，打算进行前所未有的测量，通过部署一个反射镜大小的抛物面反射器网内的月球陨石坑在月球的远侧和悬挂在其焦点的接收器的信号。
2022-06-02 astro-ph.CO
Impacts of gravitational-wave standard siren observations from Einstein Telescope and Cosmic Explorer on weighing neutrinos in interacting dark energy models
双中子星并合事件的多信使引力波观测可以为探索宇宙演化提供一个相当有用的工具。特别地，对于第三代GW检测器，即，计划在欧洲和美国建造的爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE），可以获得大量红移已知的GW标准塞壬，这将对宇宙学参数的估计产生重要影响。中微子的总质量可以通过宇宙学观测来测量，但这种测量依赖于模型，目前只能给出一个上限。在这项工作中，我们希望调查是否GW的标准塞壬观察到的ET和CE可以帮助改善中微子质量的约束，特别是在相互作用的暗能量（IDE）模型。我们发现，从ET和CE的GW标准警报观测只能稍微改善的约束的中微子质量的IDE模型，相比，目前的限制。IDE模型中的改进比标准宇宙学模型中的改进要弱。虽然中微子质量的限制只能稍微更新，其他宇宙学参数的约束可以显着改善通过使用GW的观测。
2022-06-23 astro-ph.CO
New limit on a varying proton-to-electron mass ratio from high-resolution optical quasar spectra
本文分析了最近在红移z_abs=2.059处发现的向明亮背景类星体J2123-0050的分子跃迁，以限制质子-电子质量比μ =m_p/m_e的宇宙学变化。用凯克望远镜观测的光谱是迄今为止分辨率最高、H_2跃迁数最多的光谱（86）。此外，（7）首次使用HD转变来约束μ变化。这些因素以及采用尽可能少的自由参数的分析强烈限制了mu与当前实验室值的相对偏差：dmu/mu =（+5.6+/-5.5_stat+/-2.7_sys x10 ^{-6}。这是第一个凯克结果，以补充最近的限制，从三个系统在z_abs>2.5观察到的超大望远镜。
2010-01-22 astro-ph.CO
Fisher Forecasts for Cosmological Yields from $3\!\times\!2$pt Analysis of the Roman Space Telescope High Latitude Imaging Survey
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）
罗马空间望远镜HLIS通过3×2pt分析预测宇宙学参数约束，利用Fisher方法评估σ_8和Ω_m的精度提升。
2026-08-28 astro-ph.CO
Estimating cosmological parameters by the simulated data of gravitational waves from the Einstein Telescope
利用第三代引力波探测器--爱因斯坦望远镜，研究了引力波（GW）作为标准警报器对宇宙学参数的约束能力。我们模拟了从100到1000 GW事件的光度距离和红移测量。我们使用两种不同的算法来约束宇宙学参数。对于哈勃常数$H_0$和暗物质密度参数$Ω_m$，我们采用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们发现，约500-600 GW的事件，我们可以约束哈勃常数的准确性与\textit{Planck}温度数据和\textit{Planck}透镜相结合的结果，而对于暗物质密度，GWs单独似乎不能提供的约束，作为好的哈勃常数; 1000 GW的事件的灵敏度是略低于\textit{Planck}数据。它应该需要超过1000个事件才能匹配\textit{Planck}灵敏度。然而，为了分析暗能量更复杂的动力学性质，即，在状态方程$w$的基础上，我们采用了一种新的非参数方法：高斯过程。我们可以直接从观测到的每一次红移的光度距离重建$w$。在低红移区，我们发现，约700 GW的事件可以给出的$w(z)$的约束相媲美的一个常数$w$的\textit{Planck}数据与Ia型超新星的约束。这些结果表明，引力波作为探测宇宙学参数的标准警报器可以为现有的实验提供一个独立的和补充的选择。
2017-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Recovering cosmological parameters from the mock gravitational wave data of the Einstein Telescope
Astronomical Observatory, University of Warsaw（华沙大学天文台）
本文研究了利用爱因斯坦望远镜的模拟引力波事件目录恢复哈勃常数和物质密度参数的方法，展示了通过双黑洞并合的内在啁啾质量谱推断哈勃常数的有效性。
2026-04-29 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
The Atacama Cosmology Telescope: A Test of the Gravitational Force Law on Cosmological Scales Using the Kinematic Sunyaev-Zeldovich Effect
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；University of Southern California（南加州大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Simons Society of Fellows, Simons Foundation（西蒙斯基金会西蒙斯学者协会）；Cornell University（康奈尔大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Instituto de Astrofísica, Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学物理学院天体物理研究所）；Centro de Astro-Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学天文工程中心）
利用阿塔卡马宇宙望远镜的宇宙微波背景图与斯隆数字天空调查的星系目录，通过运动Sunyaev-Zeldovich效应估计星系团间平均速度，发现引力加速度与1/r^n成正比，n=2.1±0.3，支持标准ΛCDM模型。
2026-04-15 astro-ph.CO
The Atacama Cosmology Telescope: The Persistence of Neutrino Self-Interaction in Cosmological Measurements
我们利用阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）DR 4的数据来寻找中微子自相互作用在宇宙微波背景中的存在。与以前的工作一致，后验分布，我们发现是双峰，与$Λ$ CDM和中微子强烈的自我相互作用的一个模式一致。通过将ACT数据与来自WMAP的大尺度信息相结合，我们发现由显著强的中微子自相互作用引起的中微子自由流的延迟开始与这些数据在$2-3σ$水平上是相容的。如过去所见，偏好转移到包含普朗克数据的$Λ$ CDM。我们确定，强中微子自相互作用的偏好在很大程度上是由角尺度对应于$700 \lesssim \ell \lesssim 1000$在ACT E模式偏振数据。这一区域有望成为区分中微子自相互作用模式的关键，并将很快用更敏感的数据进行探测。
2022-08-07 astro-ph.CO hep-ph
Prospect for constraining holographic dark energy with gravitational wave standard sirens from the Einstein Telescope
本文利用爱因斯坦望远镜观测到的未来引力波（GW）标准海妖数据研究了全息暗能量（HDE）模型。我们模拟了1000吉瓦的标准警报数据的基础上，10年的ET观测，使这一分析。我们发现，所有的宇宙学参数在HDE模型中可以大大改善，包括在宇宙学拟合的GW标准海妖数据。结合目前的宇宙微波背景各向异性，重子声学振荡和Ia型超新星数据的GW数据将测量宇宙学参数$Ω_{\rm m}$，$H_0$和$c$在HDE模型的精度分别为1.28%，0.59%和3.69%。与宇宙学常数模型和常数- $w$暗能量模型的比较表明，与标准模型相比，动力学暗能量模型的参数简并性将被更彻底地打破。我们发现，单独的GW数据可以提供一个相当好的测量$H_0$，但对于其他宇宙学参数的GW数据只能提供相当弱的测量。然而，由于GW数据可以打破参数退化的事实，标准警报器可以在改善参数估计方面发挥重要作用。
2020-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model-independent constraint on the Hubble constant with gravitational waves from the Einstein Telescope
在本文中，我们研究了引力波标准塞壬对哈勃常数的预期约束，在宇宙模型无关的方式。在众所周知的哈勃定律的框架内，来自本地宇宙中每个探测到的双星合并的GW信号（$z<0.10$）提供了光度距离$D_L$的测量，从而提供了哈勃常数$H_0$。利用第三代引力波探测器（Einstein Telescope，ET）的引力波模拟数据，结合电磁计数器和宿主星系的红移值，我们可以预期哈勃常数将被限制在$\sim 10^{-2}$的精度，并有20个观测良好的双星中子星（BNS）合并。来自其他类型的未来引力波源（NS-BH和BBH）的额外标准警报测量将为这个重要的宇宙学参数提供更精确的约束。因此，我们认为，未来的引力波源光度距离测量将比目前的分析更具竞争力，这使得我们可以期待在与宇宙模型无关的情况下对哈勃常数进行更有力和更有说服力的约束。
2020-09-09 astro-ph.CO
Forecast of Cosmological Constraints with Type Ia Supernovae from the Chinese Space Station Telescope
本研究模拟中国空间站望远镜超深场计划对Ia型超新星的探测，发现其可在z<1.3处探测约1800颗源，结合现有及未来巡天能显著提升宇宙学参数约束精度，助力暗能量研究。
2022-10-11 astro-ph.CO
Forecasting the Interaction in Dark Matter-Dark Energy Models with Standard Sirens From the Einstein Telescope
引力波（GW's）可以直接从波的振幅确定祖先的光度距离，而不需要假设任何特定的宇宙学模型。因此，它可以被认为是一个标准的警笛。中子星（BNS）或中子星-黑洞对（NSBH）的合并可以产生GW和电磁对应物，它们可以以伽马射线暴（GRB）的形式被探测到，并可以用来确定源的红移。因此，这样一个标准的警笛可以是一个非常有用的探针，以约束宇宙学参数。在这项工作中，我们考虑一个相互作用的暗物质-暗能量（DM-DE）模型。假设我们的模型的参数的一些基准值，我们模拟了一个“现实的”和“乐观的”GW+GRB事件，它可以检测到的第三代GW探测器爱因斯坦望远镜（ET）的光度距离。使用这些模拟的事件，我们执行蒙特卡罗马尔可夫链（MCMC）约束的DM-DE耦合常数和其他模型参数在$1σ$和$2σ$的置信水平。我们还研究了如何GW的可以改善目前的宇宙学探测器获得的约束。
2020-05-14 astro-ph.CO
Cosmology with the Einstein Telescope: No Slip Gravity Model and Redshift Specifications
爱因斯坦望远镜和其他第三代引力波干涉探测器预计将在$2030$之后投入使用。毫无疑问，引力波的宇宙学特征将揭示任何偏离当前引力框架的现象。在这里，我们面对一个特定的修改重力模型，无滑动重力模型，预测观测的引力波。我们比较了修正的引力模型和爱因斯坦引力模型对暗能量状态方程参数$w_0^{}-w_a^{}$的预测约束。我们表明，无滑移引力模型密切模仿标准引力理论的约束，宇宙学的约束是非常相似的。光谱红移的使用，特别是在低红移制度，导致显着改善推断的参数约束。我们测试如何以及这样一个前瞻性的引力波数据集将在测试这样的模型，并发现有显着的退化之间的修改后的引力模型参数，和宇宙学参数，确定的距离，由于修改后的理论的引力波调光效应。
2020-10-01 astro-ph.CO gr-qc
Probing the nature of dark energy through galaxy redshift surveys with radio telescopes
利用光学望远镜进行的星系红移观测，与其他宇宙学探测器相结合，使得精确测量暗能量的性质成为可能。我们表明，射电望远镜正在迅速成为具有竞争力的光学设施在光谱调查的大量星系。两个突破正在推动这一变化。首先，由于新相控阵馈源的大视场，单个射电望远镜在绘制天空图方面更有效。其次，越来越多的盘子可以以具有成本效益的方式与计算能力的快速增长相关联。在接下来的十年里，21厘米无线电波长将作为宇宙学探测器，首先是探路者，然后最终是平方公里阵列的建造。后者将确定10亿个星系的精确3D位置，绘制过去120亿年来宇宙中物质的分布。这台射电望远镜将能够限制暗能量的状态方程及其潜在的演化，其精度可与未来的光学设施（如DESI和Euclid）相媲美。
2014-05-29 astro-ph.CO
A constraint on a varying proton--electron mass ratio 1.5 billion years after the Big Bang
一个分子氢吸收剂在回望时间为124亿年，对应于10 $\%$的宇宙年龄的今天，进行了分析，把一个不同的质子-电子质量比，$μ$的约束。利用甚大望远镜观测到的J1443 $+$ 2724类星体的高分辨率光谱，建立了89个莱曼和沃纳带跃迁的精确模型，这些跃迁的相对频率对$μ$敏感，从而限制了与当前实验室值$Δμ/μ=(-9.5\pm5.4_{\textrm{stat}} \pm 5.3_{\textrm{sys}})\times 10^{-6}$的相对偏差。
2015-01-22 astro-ph.CO
Optical followup of galaxy clusters detected by the South Pole Telescope
南极望远镜（SPT）是一个10米的望远镜，工作波长为毫米。它最近完成了一项三个波段的调查，覆盖2500平方米。度巡天的主要目标之一是利用Sunyaev-Zeldovich效应探测星系团，并利用这些星系团进行各种宇宙学和天体物理学研究，如暗能量状态方程、原始非高斯性和星系群的演化。自2005年以来，我们一直在从事一项全面的光学和近红外后续计划（波长在0.4和5 μm之间），以成像高显着的SPT星系团，测量其光度红移，并估计候选名单的污染率。这些星团随后被用于各种宇宙学和天体物理学研究。
2012-01-27 astro-ph.CO
The Atacama Cosmology Telescope: limits on dark matter-baryon interactions from DR4 power spectra
不同的天体物理学观测表明存在冷暗物质，它只与辐射和普通重子物质发生引力相互作用。暗物质和重子之间的任何非零耦合都将为理解暗物质的粒子性质迈出重要的一步。对宇宙微波背景（CMB）的测量提供了对这种耦合的限制，补充了实验室的研究。在这项工作中，我们把上限的各种模型的暗物质弹性散射质子和电子相结合的大规模CMB数据从普朗克卫星的小尺度信息从阿塔卡马宇宙望远镜（ACT）DR 4数据。在速度无关的散射的情况下，我们得到的相互作用截面的质子，是40\%，比以前的约束更严格的CMB各向异性的界限。对于一些模型与速度相关的散射，我们发现最佳拟合的横截面与2 $σ$偏差为零，但这些散射模型在统计上不优于$Λ$ CDM的模型选择。
2022-08-18 astro-ph.CO
Neutrino Decays over Cosmological Distances and the Implications for Neutrino Telescopes
通过求解衰变方程，讨论了超相对论中微子在宇宙学距离上的衰变。我们表明，有显着的概念差异相比，更简化的中微子衰变的治疗。例如，中微子的最大旅行距离受到哈勃长度的限制，这意味着通常认为更长的中微子寿命可以通过更长的距离来探测并不适用。因此，来自超新星1987 A的中微子寿命极限不能被高能天体物理中微子超过。我们讨论了中微子光谱和味比的影响，从伽马射线暴作为河外源的一个例子，使用最新的中微子通量预测。如果SN 1987 A的观测意味着ν_1是稳定的，而其他质量本征态的衰变速率远小于它们的当前边界，那么与冰立方最敏感的区域中的级联速率相比，μ子轨道速率可以被大大抑制。在这种情况下，没有伽马射线暴中微子可能会发现使用μ子轨道，即使与全尺寸的实验，而可靠的信息，高能天体物理源只能从级联测量。作为另一个结果，最近观察到的两个级联事件候选人在PeV的能量将不会伴随着相应的μ子轨道。
2012-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
LISA and $γ$-ray telescopes as multi-messenger probes of a first-order cosmological phase transition
Université de Genève（日内瓦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）
研究第一类相变在1 GeV至10^3 TeV温度范围内可能产生的宇宙学后果，包括LISA探测到的随机引力波背景和γ射线望远镜探测到的宇宙际磁场。
2026-03-20 astro-ph.CO
COSMOGRAIL: the COSmological MOnitoring of GRAvItational Lenses XIV. Time delay of the doubly lensed quasar SDSS J1001+5027
本文给出了红移为1.838的双成像引力透镜类星体SDSS J1001+5027的R波段光变曲线和时间延迟。在2005年3月至2011年7月期间，我们使用1.2米墨卡托望远镜、迈达纳克天文台的1.5米望远镜和2米喜马拉雅钱德拉望远镜对这个目标进行了六年多的观测。我们得到的光变曲线由443个独立的历元组成，并显示出强烈的内在类星体的变化，振幅为0.2量级。从这些数据中，我们使用五种不同的方法测量时间延迟，所有方法都依赖于不同的方法。其中一种技术是本文提出的一种新的发展。我们所有的时间延迟测量都是完全兼容的。通过组合它们，我们得出结论，图像A领先B 119.3 +/- 3.3天（1 sigma，2.8%的不确定性），包括系统误差。最近的研究表明，这种精确的时间延迟测量提供了一个高度互补的探测暗能量和空间曲率，因为它们独立地限制了哈勃常数。在这种情况下，使用SDSS J1001+5027的下一个强制性步骤将是测量透镜星系的速度色散，并结合哈勃太空望远镜的深层成像。
2013-08-28 astro-ph.CO
Exploiting the Einstein Telescope to solve the Hubble tension
本研究针对哈勃张力问题，结合爱因斯坦望远镜引力波观测与THESEUS电磁对应体探测，预测其对四种暗能量模型下哈勃常数的约束精度可低于1%，为解决哈勃张力提供潜在方案，且对涌现暗能量模型参数约束提升显著。
2023-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Subaru Telescope limits on cosmological variations in the fine-structure constant
以前，类星体吸收光谱的大样本已经表明了一些证据，证明了天空中精细结构常数（$Δα/α$）的相对变化。然而，它们很可能受到波长校准的长距离失真的影响，因此重要的是要建立一个来自多个望远镜的更可靠结果的统计样本。在这里，我们三倍的样本$Δα/α$测量斯巴鲁望远镜已“超校准”，以纠正远程失真。对两个斯巴鲁类星体光谱中6个中间吸收系统中的金属离子进行盲法分析，没有提供$α$变化的证据，加权平均值为百万分之$Δα/α=3.0\pm2.8_{\rm stat}\pm2.0_{\rm sys}$（1 $σ$统计和系统不确定性）。剩下的主要系统效应是长距离畸变校正、吸收剖面模型和将多个类星体曝光重新分散到一个共同波长网格上的误差中的不确定性。结果还假设，陆地同位素丰度占主导地位的吸收;假设只有占主导地位的陆地同位素是本显着降低$Δα/α$，但它仍然是一致的零。考虑到这两个类星体在天空中的位置，我们的结果并不支持空间$α$变化的证据，特别是当与其他21个最近的测量结果相结合时，这些测量结果被校正或抵抗长距离失真。我们的光谱和吸收曲线拟合是公开的。
2017-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining cosmological parameters in FLRW metric with lensed GW+EM signals
我们提出了一个独立于模型的方法来约束宇宙学参数使用FLRW度量的距离求和规则相结合的时间延迟距离和共动距离通过多信使的方法。时间延迟距离由引力波GW和相应的电磁波EM信号测量，而同动距离由独立超新星观测的参数化拟合方法获得。通过对爱因斯坦望远镜、大口径综合巡天望远镜和暗能量巡天望远镜的一系列模拟，我们发现，由于引力透镜信号的时间延迟更精确，只有10个引力透镜+电磁系统才能达到与300个引力透镜类星体系统相当甚至更强的约束功率。具体地说，宇宙学参数可以被约束为~ $k=0.01_{-0.05}^{+0.05}$和~ $H_0=69.7_{-0.35}^{+0.35}$（1 $σ$）。我们的研究结果表明，更精确的时间延迟测量可以提供更严格的宇宙学参数值，因此，透镜GW+EM系统可以作为一个强大的工具，在未来的精密宇宙学。
2019-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Event Horizon Telescope observations exclude compact objects in baseline mimetic gravity
本研究通过事件视界望远镜对M87*和Sgr A*的观测，排除了基线模拟引力中的裸奇点和黑洞候选体，因其阴影性质异常，从而否定了该理论在宇宙学尺度上解释暗区的能力。
2024-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Potential of radio telescopes as high-frequency gravitational wave detectors
在磁场存在的情况下，引力波转换成光子，反之亦然。我们证明，这种转换导致宇宙微波背景（CMB），它可以作为一个检测器MHz到GHz的引力波源再电离前活跃的失真。射电望远镜EDGES的测量值可以被视为引力波振幅的一个界限，即$h_c < 10^{-21} (10^{-12})$在78 MHz时的最强（最弱）宇宙磁场，这是当前天体物理学和宇宙学约束所允许的。类似地，ARCADE 2的结果意味着在$3 - 30$ GHz处存在$h_c < 10^{-24} (10^{-14})$。对于最强的磁场，这些约束超过了目前的实验室约束约7个数量级。未来21厘米天文学的进展可能会令人信服地将这些界限推到宇宙学约束对引力波总能量密度的敏感度之下。
2021-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The 'Forgotten' Neutrons: Implications for the Propagation of High-Energy Cosmic Rays in Magnetized Astrophysical and Cosmological Structures
RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所前沿研究本部）；The University of Osaka（大阪大学）；University College London（伦敦大学学院）；The University of Tokyo（东京大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
研究探讨高能宇宙射线在磁化结构中传播时，中子介导的传播机制如何影响宇宙射线的限制与逃逸，揭示了中子在宇宙大尺度结构中的重要作用。
2026-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of gamma-ray emission from the Coma cluster with Fermi Large Area Telescope and tentative evidence for an extended spatial structure
许多星系团都有巨大的非热射电辐射晕，表明星系团中存在相对论电子。相对论质子也可能被星系团中的合并和/或吸积冲击加速。这些宇宙射线（CR）电子和/或质子预计分别通过逆康普顿散射或非弹性$pp$碰撞产生伽马射线。尽管人们一直在努力寻找星系团的高能γ射线辐射，但迄今为止仍然缺乏确凿的证据。在这里，我们报告发现$\ge 200$ MeV的伽马射线发射从后发座星系团的方向与9年的{ \it费米}-LAT通行证8数据的未分组的可能性分析。伽马射线辐射的空间形态与巨大的射电晕大致一致，在星团的西南部有明显的过量。利用检验统计分析，我们进一步发现了后发座中心γ射线辐射在空间上延伸的初步证据。扩展分量在0.2 - 300 GeV的能量范围内具有$\sim 2\times 10^{-12}{\rm \ erg\ cm^{-2}\ s^{-1}}$的积分能通量，并且光谱是软的，具有$\simeq-2.7$的光子指数。将γ射线发射解释为CR质子相互作用引起的，我们发现后发座星系团中CR与热压力之比的体积平均值约为$\sim 2\%$。我们的结果表明，星系团可能是一种新型的GeV γ射线源，它们也可能是巨大的CR质子库。
2018-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Energetic particles and high-energy processes in cosmological filaments and their astronomical implications
本文采用生态学方法研究宇宙纤维状结构中高能宇宙线质子的输运与命运，揭示纤维状结构既作为连接星系与星系团的“高速公路”输送宇宙线，又作为“捕蝇纸”捕获空洞中的高能质子，并预测其中存在持续积累的宇宙线化石记录。
2024-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-th
Constraints on small-scale cosmological perturbations from gamma-ray searches for dark matter
像暴胀或相变这样的事件可以在早期宇宙中在非常小的尺度上产生大的密度扰动。因此，小尺度的探针对于例如区分暴胀模型是有用的。直到最近，唯一这样的限制来自未观测到的原始黑洞（PBH），与最大的扰动有关。中等振幅的扰动可以在物质辐射相等后不久坍缩，形成暗物质的超紧凑迷你晕（UCMH），其丰度远远大于PBH。如果暗物质自我湮灭，UCMH将成为间接探测的绝佳目标。在这里，我们将讨论的伽马射线通量预期从UCMHs，观测它们的前景与伽马射线望远镜，并限制原始功率谱来自他们的非观测费米大面积空间望远镜。
2012-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
