Constraining Galileon gravity from observational data with growth rate
本文研究了由物质密度扰动增长率、Ia超新星（SNIa）、宇宙微波背景辐射（CMB）和重子声学振荡（BAO）等观测数据得到的伽利略引力场的宇宙学约束。对于相同值的能量密度参数的物质$Ω_{m,0}$，增长率$f$在Galileon模型增强，相对于$Λ$ CDM的情况下，因为在牛顿常数的增加。$Ω_{m,0}$越小，生长速率受到的抑制越大。因此，仅基于生长率数据的Galileon模型中的$Ω_{m,0}$的最佳拟合值非常小。这与从SN Ia、CMB和BAO数据组合中获得的$Ω_{m,0}$值不一致。另一方面，在$Λ$ CDM模式中，从不同观测数据集获得的$Ω_{m,0}$值是一致的。在本文的分析中，我们发现Galileon模型比$Λ$ CDM模型更不符合观测。这个结果似乎是定性相同的，在大多数广义伽利略模型，其中牛顿常数是增强。
2012-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the time variation of Newton's constant $G$ with gravitational-wave standard sirens and supernovae
Ia型超新星（SNIa）的内禀峰值亮度取决于牛顿引力常量$G$的值，通过欧拉塞卡质量$M_{\rm Ch}\propto G^{-3/2}$。如果光度距离可以独立确定，SNIa可以作为一个跟踪器来约束$G$在不同红移范围内可能的时间变化。由双星合并产生的引力波（GW）标准警报提供了一种与模型无关的测量GW事件距离的方法，只要GW和SNIa样本具有相似的红移范围，就可以通过插值来确定SNIa的光度距离。我们证明，结合第三代探测器的GW观测与SNIa数据提供了一个强大的和模型无关的方法来测量$G$在一个广泛的红移范围内，它可以限制比例$G/G_0$，其中$G$和$G_0$分别是在红移范围$z>0.1$和$z<0.1$，在$1.5\%$的水平。
2018-10-19 astro-ph.CO
The momentum constraint equation in Parameterised Post-Newtonian Cosmology
作为参数化后牛顿宇宙学（PPNC）框架的一部分，我们推导出一个用于宇宙学的动量约束方程的理论独立版本。我们的方程是通过调整相应的数量从形式主义设计的测试和约束重力在孤立的天体物理系统，从而扩展这些方法的适用范围到宇宙尺度。我们的参数化方程包括标量和无发散矢量引力势，可以应用于保守和非保守引力理论。它们也可以用来描述非线性结构和超视界扰动的引力场。我们应用参数化方程，我们提出的暗能量的精髓模型，以及标量张量和矢量张量引力理论。我们发现它们在每种情况下都能很好地工作。我们的方程是高度紧凑的，并打算在宇宙学中以理论独立的方式约束引力。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc
An emergent cosmological model from running Newton constant
本文提出源于牛顿常数渐近安全反屏蔽行为的涌现宇宙学模型，通过物质拉格朗日量乘性耦合刻画可变 $G$，并证明可用 CMB 数据限制过渡标度以实证探测该反屏蔽特征。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining DHOST theories with linear growth of matter density fluctuations
我们调查的宇宙学观测，如星系调查，约束退化高阶标量张量（DHOST）理论的潜力，特别是集中在物质密度波动的线性增长。我们发展了一种描述DHOST理论中物质主导时代和暗能量主导时代早期物质密度涨落演化的形式，并给出了引力增长指数的近似表达式.利用现有的增长指标的观测约束，我们得到了DHOST理论的参数空间的一个新的约束。结合我们的结果与其他约束从牛顿恒星结构，我们表明，DHOST理论的有效参数之间的简并可以打破不使用Hulse-Taylor脉冲星约束。
2019-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spitzer observations of Abell 1763 - II: Constraining the nature of activity in the cluster-feeding filament with VLA and XMM-Newton data
阿贝尔1763在z=0.23的超结构包含第一个使用中红外观测直接检测到的星系细丝。我们以前的工作已经表明，在暗条内，以24μm辐射为特征的星爆星系的频率比在富星系团的中心或系统周围的场要高得多。这里提供了新的VLA和XMM-牛顿数据。我们使用无线电和X射线数据来研究活动星系的分数和位置，包括活动星系核（AGN）和星暴。射电远红外相关、X射线点源定位、IRAC颜色和类星体位置都被用来了解活动星系核的存在。我们发现很少有MIPS选择的星系，显然是由AGN活动为主。在暗条中的大多数射电选择成员是星爆。在超星系团中，在射电和中红外波段探测到的8个分光成员中，有3个是射电亮活动星系核。它们位于Abell 1763的核心或附近。五个星爆位于沿着灯丝的更远的地方。本文计算了已知的Abell 1763最亮星系团（BCG）广角尾（WAT）源的物理性质。第二个双瓣源被发现沿细丝以及以外的维里半径的任何集群。WAT从X射线质心的速度偏移，以及WAT在簇内介质（ICM）中的弯曲都与冲压压力剥离一致，表明沿灯丝方向的流运动。我们认为这是进一步的证据，星系细丝的集群喂养的性质。
2010-09-29 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
Reconstructing thawing quintessence with multiple datasets
在这项工作中，我们模型的精髓潜力在泰勒级数展开，高达二阶，围绕当今的值的标量场。该领域是在解冻制度假设零初速度演变。我们使用最新的数据从普朗克卫星，重子声振荡观测斯隆数字巡天，超新星光度距离信息从Union 2.1约束我们的模型参数，还包括扰动增长数据从WiggleZ，BOSS和6dF调查。超新星的数据提供了最强的个人约束的潜在参数。我们表明，在约束我们引入的暗能量参数方面，增长数据的性能与其他数据集具有竞争力。我们还得出结论，我们为我们的模型参数获得的组合约束，当与近十年前的以前的作品相比，只显示出适度的改善，即使有新的增长的结构数据添加到以前存在的数据类型。
2016-02-19 astro-ph.CO
Holographic dark energy in a universe with spatial curvature and massive neutrinos: a full Markov Chain Monte Carlo exploration
本文报道了基于马尔可夫链蒙特卡罗整体拟合技术，用空间曲率和大质量中微子约束全息暗能量模型的结果。宇宙观测数据包括WMAP 7年的温度和偏振数据、Union 2.1样品的Ia型超新星数据、SDSS DR 7和WiggleZ暗能量巡天的重子声振荡数据以及HST最新的$H_0$测量数据。为了处理暗能量的微扰，我们采用了参数化后Friedmann方法。我们发现，对于没有空间曲率和大质量中微子的最简单全息暗能量模型，唯象参数$c<1$在大于$4σ$的置信水平.空间曲率的引入增大了误差条，导致$c<1$仅在大约$2.5σ$范围内;相反，大质量中微子的引入对$c$没有显著影响。我们还发现，对于具有空间曲率但没有大质量中微子的全息暗能量模型，当前分数曲率密度$Ω_{k0}$的$3σ$误差棒仍为$10^{-2}$的量级;对于具有大质量中微子但没有空间曲率的模型，中微子总质量的$2σ$上界为$\sum m_ν < 0.48$ eV.此外，全息暗能量模型中空间曲率与大质量中微子之间存在明显的简并，这使得$\sum m_ν$的上界扩大了2倍以上。此外，我们证明，利用完整的WMAP数据可以给全息暗能量模型更好的约束，与使用WMAP "距离先验“的情况相比。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational constraints on cosmic neutrinos and dark energy revisited
利用宇宙微波背景辐射各向异性（WMAP）、弱引力透镜（CFHTLS）、重子声学振荡测量等宇宙学观测资料，（SDSS+WiggleZ）、最新观测的哈勃参数数据、Union2.1对Ia型超新星的汇编以及HST先验，我们对中微子质量之和施加了约束（$\mnu$）、中微子种类的有效数量（$\neff$）和暗能量状态方程（$w$），单独和集体。我们发现，一个严格的上限$\mnu$可以从完整的数据组合，如果$\neff$和$w$是固定的。然而，如果允许$\neff$和$w$变化，则该上限被严重削弱。这一结果自然提出了问题的鲁棒性以前严格的上限$\mnu$，以往在文献中报道。从我们最广义的约束读取$\mnu=0.556^{+0.231}_{-0.288}\rm eV$，$\neff=3.839\pm0.452$和$w=-1.058\pm0.088$的最佳拟合值在68%的置信水平，这表明总中微子质量的一个坚实的下限，有利于额外的轻自由度，并支持宇宙常数模型。目前的弱透镜数据已经有助于约束固定$w$的宇宙学模型参数。哈勃参数数据集在$w=-1$时获得了许多优于超新星的优势，特别是它在约束$\neff$方面的照明能力。只要把$w$作为自由参数包含进来，Ia型超新星的可分解烛光仍然在参数约束中起着最主要的作用。
2012-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining f(R) gravity with PLANCK data on galaxy cluster profiles
$f(R)$引力模型引入修正的牛顿势在弱场极限进行了测试，在星系团的规模。这些模型可以解释螺旋星系和椭圆星系的动力学，而不必求助于暗物质。假设气体在修正的引力场势阱中处于流体静力平衡，我们计算了579个星系团的压力分布。预测的配置文件进行比较，通过堆叠的数据，我们的集群样本在普朗克前景干净的地图SMICA的平均配置文件。我们发现，这些系统得到的配置文件适合的数据，而不需要一个占主导地位的暗物质组件，与模型参数类似，需要解释星系的动力学。我们的研究结果并不排除星系团在动力学上是由暗物质主导的，但支持这样一种观点，即引力扩展理论可以为自引力系统的动力学和目前的加速膨胀时期提供一种解释，替代和谐宇宙学模型。
2014-05-09 astro-ph.CO gr-qc
CFHTLenS: Testing the Laws of Gravity with Tomographic Weak Lensing and Redshift Space Distortions
暗能量可能是宇宙中新的基础物理学的第一个迹象，要么采取物理形式，要么揭示对爱因斯坦引力的修正。弱的引力透镜和星系特有的速度为广义相对论提供了互补的探测，结合起来使我们能够以一种独特的方式测试修正的引力理论。我们进行这样的分析相结合的测量宇宙剪切断层扫描从加拿大-法国夏威夷望远镜透镜巡天（CFHTLenS）与增长的结构从WiggleZ暗能量调查和六度场星系调查（6dFGS），产生最强的现有联合约束的度量的潜力，描述一般的引力理论。对于尺度无关的修改与有效暗能量密度线性演化的度量势，我们发现目前的宇宙学偏差牛顿势和曲率势从广义相对论的预测是（Δ Psi）/Psi = 0.05 \pm 0.25和（Δ Phi）/Phi = -0.05 \pm 0.3分别（68% CL）。
2015-10-07 astro-ph.CO gr-qc
Horava Gravity in the Effective Field Theory formalism: from cosmology to observational constraints
我们在暗能量的有效场论（EFT）和修正引力的框架内考虑Horava引力。我们制定了一个完整的映射到EFT语言的理论的行动，包括所有的运营商是相关的线性扰动高达六阶空间导数。然后，我们采用了更新版本的EFTCAMB/EFTCosmoMC包研究宇宙学的低能量极限的Horava引力和放置约束其参数使用几个宇宙学数据集。特别是，我们使用了普朗克2013年的宇宙微波背景（CMB）温度-温度和透镜功率谱、WMAP低l偏振谱、WiggleZ星系功率谱、本地哈勃测量、SNLS、SDSS和HST的超新星数据以及BOSS、SDSS和6 dFGS的重子声学振荡测量。我们得到了改进的上界，相对于那些从大爆炸核合成，宇宙学引力常量从当地牛顿的偏差。在背景唯象的层次上，我们发现哈勃速率在各个时期都发生了相应的重新标度，这对宇宙学观测量产生了强烈的影响;在微扰的层次上，我们详细讨论了所有相关的影响，发现一般情况下，用准静态近似来描述微扰的演化是不安全的。总的来说，我们发现，由低能量Horava引力作用引起的修改的影响是相当戏剧性的，目前的数据对理论参数的严格限制。
2016-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining ultralight bosonic dark matter with Keck observations of S2's orbit and kinematics
超轻玻色子暗物质有望在银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）周围形成云。随着对SMBH周围恒星运动学观测精度的提高，这种暗物质云的微小效应，包括其引力扰动和与普通物质的直接耦合，可能会被探测到。在这项工作中，我们使用Sgr~A* 周围的S2星的精确轨道测量来寻找标量云的可能证据。我们求解了一阶后牛顿方程，同时考虑了标量云的扩展质量分布和通过Higgs门或光子门相互作用产生的附加耦合引起的频移。此外，我们还研究了气体和恒星残余物的天体物理幂律分量的影响。我们发现S2星的天体测量和光谱数据与Sgr~A* 的点状质量的假设是一致的。因此，我们得到的新的相互作用和扩展质量的耦合的上限，有和没有从天体物理组件的贡献。对于$3.2\times 10^{-19}$ ~eV和$1.6\times 10^{-18}$ ~eV之间的标量质量窗口，Higgs/光子耦合和标量云的扩展质量的极限是最严格的。
2022-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Dark Energy or Modified Gravity? An Effective Field Theory Approach
我们采用有效场论（EFT）的方法来统一现有的宇宙加速起源及其与宇宙学观测的联系的建议。在早期工作的基础上，EFT方法与观测一起使用，以约束背景演化，我们将此程序扩展到宇宙学扰动的EFT水平-下面的例子从EFT的通货膨胀。在这个框架内，我们构建了一个假设的背景下，通常会选择模仿Lambda-CDM的一般理论，并确定感兴趣的参数约束暗能量和修改后的重力模型与观测。我们讨论的相似之处EFT的通货膨胀，但我们也确定了一些微妙之处，包括标量扰动和戈德斯通玻色子的自发破缺时间翻译之间的关系。我们提出的公式，有关参数的基本拉格朗日的声速，各向异性剪切应力，有效的牛顿常数，和考德威尔的varpi参数强调连接到观察。预计这一框架将用于约束单个模型，以及对暗能量和修改后的重力模型构建进行模型独立约束。
2013-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining a possible variation of G with Type Ia supernovae
天体物理学宇宙学以一种与实验室实验互补的方式限制牛顿常数的变化，例如著名的月球激光测距运动。超新星宇宙学是前者的一个例子，并且在2005年由一个暗能量特别工作组规划后，已经达到了战役状态。在本文中，我们使用截至2013年底的完整SNIa数据集来设定G变化的限制。在我们的方法中，我们采用标准的烛光描绘的红移距离关系。我们对它的变化率设定了上限|G点/ G|在9 Gyrs上每年的十亿分之零点一。相比之下，月球激光测距测试G在过去几十年中的变化。相反，可以采用实验室结果作为先验，并将变量G在暗能量状态方程实验中的影响限制为Δ w < 0.02。我们还研究了参数化G ~ 1 + z。它的膨胀年龄很短，这与平坦宇宙中膨胀率和密度的测量值相矛盾。总之，超新星宇宙学补充了其他限制G变化的实验。一个重要的警告是，它基于这样的假设，即无论红移如何，燃烧相同质量的56 Ni都可以产生标准烛光。这两个量f和G是简并的，其中f是燃烧的焦拉塞卡质量分数。单独约束f变化需要对SNIa机制有更多的了解。
2014-02-25 astro-ph.CO
Constraining violations of the Weak Equivalence Principle Using CHIME FRBs
爱因斯坦的广义相对论（GR）是现代天文学和天体物理学的基础。检验广义相对论基本假设的有效性是很重要的。在这项工作中，我们测试了一个可能违反弱等效原则（WEP），即，如果光子的速度在不同频率处略有不同，则可能存在由引力场的作用引起的不同频率的光子之间的时滞。我们使用快速无线电爆发（FRB），这是在无线电频率范围内检测到的毫秒级时间尺度的天文瞬变。在宇宙学距离上，FRB的累积时间延迟可以由FRB源和观测者之间的等离子体以及信号路径上的引力场引起。我们使用后牛顿形式主义（PPN）参数$Δγ$分离由于色散和引力场引起的延迟，该参数通过单位测试质量定义了由于重力引起的空间曲率。我们没有检测到任何时间延迟FRB，但得到严格的限制上的上限$Δγ$。对于具有$z = 1.83 \pm 0.28$和$ν_{obs}$ = $676.5\,{\rm MHz}$的FRB 20181117 C，分别在log（$Δγ$）= $-21.58 ^{+0.10}_{-0.12}$和log（$Δγ$ / $r_{\rm E}$）= $-21.75 ^{+0.10}_{-0.14}$处获得最佳可能约束，其中$r_{\rm E}$是相同FRB信号的两个光子的能量比。这个约束比之前用FRB得到的约束好一个数量级，比用其他宇宙学来源得到的任何约束都要严格五个数量级。
2021-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining SIDM with halo shapes: revisited predictions from realistic simulations of early-type galaxies
我们研究了自相互作用暗物质（SIDM）和重子对早型星系（ETG）形状及其暗物质晕的影响，并将其与冷暗物质（CDM）方案的预测进行了比较。我们使用五个流体动力学放大模拟的晕托管ETG（$M_{\rm vir}\sim 10^{13}M_{\odot}$和$M_{*}\sim10^{11}M_{\odot}$），模拟CDM和SIDM模型与恒定截面的$σ_T/m_χ= 1\ \mathrm{cm}^2 \mathrm{g}^{-1}$。我们测量的三维和投影形状的暗物质晕和重子的内容，使用惯性张量和比较我们的测量结果的三个$HST$样本的引力透镜和$Chandra$和$XMM-Newton$ X射线观测。我们发现，重子的列入大大减少了CDM和SIDM之间的差异，以及根据形状绘制约束的能力。透镜测量拒绝CDM暗物质模拟的预测，更喜欢的水文方案之一。当我们考虑透镜的总样本时，观测数据更倾向于CDM水力情景。X射线发射气体的形状与两次水力运行的观测结果一致，CDM预测只有在非常中心才有更高的伸长率。与以前在椭圆星系尺度上的说法相反，我们得出结论，一旦我们在模拟中包括重子，CDM和我们的SIDM模型仍然可以解释观察到的形状。我们的研究结果表明，这是必不可少的，以获得现实的限制，新的模拟需要确认和扩展我们的研究结果。
2022-09-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: constraining modified gravity
我们使用重子声学振荡和红移空间失真从完成的重子振荡光谱调查，对应于斯隆数字巡天的数据发布12，结合宇宙微波背景，超新星和红移空间失真测量从额外的光谱调查组合的样品分析，以测试偏离广义相对论。我们提出了几个唯象模型的修改重力的限制：首先，我们参数化的增长的结构使用的增长指数$γ$，发现$γ=0.566\pm0.058$（68\%C. L.）。其次，我们通过引入两个附加参数$G_M$和$G_L$，修正了两个牛顿势之间的关系。在这种方法中，$G_M$是指结构生长的修改，而$G_L$是指透镜电位的修改。我们考虑一个幂律模型的红移依赖$G_M$和$G_L$以及在红移空间中的分仓，引入四个额外的自由度，$G_M(z<0.5)$，$G_M(z>0.5)$，$G_L(z<0.5)$，$G_L(z>0.5)$。在68\%C. L.我们测量线性模型的$G_M=0.980 \pm 0.096$和$G_L=1.082 \pm 0.060$、立方模型的$G_M= 1.01\pm 0.36$和$G_L=1.31 \pm 0.19$以及$G_M(z<0.5)=1.26 \pm 0.32$、$G_M(z>0.5)=0.986\pm0.022$、$G_L(z<0.5)=1.067\pm0.058$和$G_L(z>0.5)=1.037\pm0.029$。第三，我们研究了一般的标量张量引力理论，发现该模型大多不受当前数…
2016-12-02 astro-ph.CO
Novel tests of gravity using nano-Hertz stochastic gravitational-wave background signals
本文提出一种模型无关的形式体系，将修改引力理论映射为纳赫兹随机引力波背景谱的修正倾斜，利用脉冲星计时阵列数据检验引力，并给出对牛顿常数随时间变化的新约束。
2024-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
