Averaged universe confronted with cosmological observations: A fully covariant approach
广义相对论宇宙学中的一个突出问题是平均化问题。也就是说，我们在小尺度上观察到的明亮宇宙是如何平均到一个光滑的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）模型的。问题的根源在于，平均化不能与控制模型动力学的爱因斯坦方程交换。这就引出了宇宙学中众所周知的逆反应问题。在这项工作中，我们使用宏观引力（MG）的协变框架来处理这个问题。我们使用它的宇宙学解决方案与平坦FLRW宏观背景的平均宇宙不均匀性的结果已被封装到一个表示为$Ω_\mathcal{A}$的反反应密度参数。我们使用现有的宇宙学膨胀和增长数据集来约束这个平均宇宙，这些数据集包括第一次从普朗克温度各向异性和偏振数据中进行的完整CMB分析，来自Union 2.1的超新星数据，来自WiggleZ的星系功率谱，来自CFHTLenS调查的弱透镜层析剪切交叉相关和来自6Df的重子声学振荡数据，SDSS DR 7和BOSS DR 9。我们发现，$-0.0155 \le Ω_\mathcal{A} \le 0$（在68\% CL），从而提供了一个严格的上限上的反作用项。我们还发现，该术语是强烈相关的宇宙学参数，如$Ω_Λ$，$σ_8$和$H_0$。虽然小，几个百分点的反反应密度参数应该与其他系统学一起考虑精确的宇宙学。
2016-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Observations: Averaging on the Null Cone
宇宙在局部尺度上不是各向同性的或空间均匀的。在广义相对论中，局域非均匀性的平均化会对宇宙的演化和宇宙学数据的解释产生重要的动力学效应。特别是，所有关于宇宙学的推论都是基于光路的;平均可以对光子传播产生重要影响，从而对宇宙学观测产生重要影响。最好是从观测量的角度来描述平均的物理效应，并侧重于光的行为。数据（例如，物质项，如密度或星系数计数，它们已经表示为平均量）在零锥上给出。因此，考虑光锥平均量在观测上是有意义的。原则上，我们希望在零锥上描述宇宙学方程，因此我们需要在零锥上构造平均几何。然而，我们认为，它仍然是必要的平均完整的爱因斯坦场方程，以获得适当的平均方程的零锥。由于它不是几何本身出现在观测关系，我们讨论是否有可能协变“平均”只是一个子集的发展方程的零锥，专注于相关的观测量。我们提出了一个平均版本的标量零Raychaudhuri方程，这可能是一个有用的第一步，在这方面。
2009-05-14 astro-ph.CO gr-qc
Learning the averaged history of an inhomogeneous universe from its present day density field
University of Southern Denmark（南丹麦大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究训练卷积神经网络，从当今物质密度场成功预测宇宙平均宇宙学参数，证明可通过机器学习从晚期物质分布提取宇宙平均历史信息，为约束宇宙大尺度演化提供新途径。
2026-08-31 astro-ph.CO
Observational Cosmology in Macroscopic Gravity
我们讨论的宏观引力（MG）的框架内，这是一个理论，模拟大尺度上的时空几何平均的影响宇宙模型的建设。我们发现新的精确的空间均匀和各向同性FLRW解决方案的MG场方程，并调查大规模的扰动。我们发现，任何不均匀的扰动的平均几何形状受到严格限制，但可能的各向异性的相关张量的距离测量可能会有显着的后果。这些计算是MG方法中的第一步，它将平均宇宙学模型发展到可以用来解释真实宇宙学数据的程度，从而为“和谐”LCDM模型提供了一个工作替代方案。
2012-10-25 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on the Emergent Universe with interacting non-linear fluids and its stability analysis
本文研究具有非线性状态方程和三种流体相互作用的平坦涌现宇宙，利用哈勃数据和Pantheon超新星数据约束模型参数，并通过声速平方分析发现模型在当前时期经典不稳定。
2023-09-17 astro-ph.CO gr-qc
False and genuine decoherence in the early universe: a local observer and time-averaged observables
本文研究引力非线性导致的超视界曲率扰动退相干，指出一圈退相干率中的红外和紫外发散不可观测，并提出用测地距离相关函数、时间平均相关函数及有效量子态来获得暴胀和晚期宇宙中的有限退相干率。
2025-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational Constraints on the Model Parameters of a Class of Emergent Universe
根据最近的观测资料，研究了一类涌现宇宙（EU）模型.从观测数据中得到了对模型参数的重要约束。对一类模型的密度参数进行了估计。一些模型支持最近的观测结果。已经发现的一些模型是不感兴趣的产生不切实际的密度参数的当前值。
2011-05-17 astro-ph.CO
Observational Constraints on New Exact Inflationary Scalar-field Solutions
利用一种算法生成均匀各向同性宇宙中标量场方程的新解。对于具有各种势的纯标量场，在存在和不存在空间曲率和其他理想流体的情况下，都可以找到解。本文给出了一系列暴胀宇宙的Chaubergin气体和体粘滞宇宙学解的推广，并进一步给出了其它提供暴胀宇宙的封闭形式解。我们还展示了如何使用解算法计算哈勃慢滚参数，并将这些暴胀解与普朗克2015年合作提供的观测数据进行比较，以约束和排除其中一些模型。
2016-10-03 astro-ph.CO gr-qc
Applications of Bayesian model averaging to the curvature and size of the Universe
贝叶斯模型平均是一个过程，以获得参数的限制，说明正确的宇宙学模型的不确定性。我们使用最近的宇宙学观测和贝叶斯模型平均推导出严格限制的曲率参数，以及强大的宇宙的曲率半径和最小尺寸的下限，同时允许一个不断发展的暗能量组件的可能性。由于平坦模型受到贝叶斯模型选择的青睐，我们发现模型平均对宇宙曲率和大小的约束比非模型平均的约束要强得多。对于最保守的先验选择（基于通货膨胀的考虑），我们的程序提高了非模型平均的曲率约束的一个因素~ 2。宇宙的曲率尺度被保守地限制在Rc> 42 Gpc（99%），对应于宇宙中哈勃球数目的下限N_U > 251（99%）。
2011-02-28 astro-ph.CO
Effects of structure formation on the expansion rate of the Universe: An estimate from numerical simulations
当爱因斯坦方程在局部非均匀宇宙学中的空间体积上取平均时，宇宙膨胀率的广义相对论修正就产生了。有人认为，它们可能有助于观察到的宇宙加速。在本文中，我们提出了一个新的计划，利用数值模拟，使这些修正的大小在（3+1）时空中的一般不均匀性的现实估计。然后，我们定量计算的体积平均膨胀率使用N体大尺度结构模拟，并将其与在一个标准的FRW宇宙学的膨胀率。我们发现，在弱引力场极限下，收敛的修正值略大于先前声称的10^{-5}能级，但还不够大，甚至没有正确的符号来驱动当前的宇宙加速。然而，累积效应是否会显著改变宇宙的膨胀历史，这个问题需要用强场相对论来进一步研究。
2011-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Global and Local Effects of Rotation: Observational Aspects
在本文中，我们讨论了在不同尺度上的宇宙旋转的观测方面。我们显示的结构和它们的大小的角动量之间的依赖关系。目前的观测情况是，星系，他们的对和紧凑的群体有一个非零的角动量。在星系团的质量结构中，我们没有发现这一特征，而在星系团和超星系团中，我们实际上发现了星系取向的排列，并且由于我们实际测量了星系的自转曲线，我们知道星系具有净角动量。这些事实导致的结论是，理论连接星系角动量与其周围的结构是在一定程度上支持的数据。我们表明，在光的星系形成的情况下，这一结果可以解释为潮汐力机制的影响，但它也符合李的模型，星系形成的旋转宇宙。还讨论了宇宙可能的全球旋转的理论和观测方面。
2011-05-31 astro-ph.CO gr-qc
On the question of measuring spatial curvature in an inhomogeneous universe
时空的曲率，无论是在拓扑意义上，还是在超视界大小的斑块上的平均值，通常都等同于弗里德曼方程中出现的整体曲率项。然而，一般来说，宇宙是不均匀的，引力是一个非线性理论，因此任何曲率扰动都违反了FLRW模型的假设;在恒定时间表面上平均的局部曲率不一定会再现全局对称性的观测效果。此外，常时超曲面的曲率不是一个可观测的量，只能间接推断。在这里，我们研究的曲率模式的行为的非均匀时空的超曲面非微扰在数值相对论设置，以及如何与观察者推断的曲率对应。我们还注意到，在这一点上的意见变得敏感的曲率来源的不均匀性推断的平均性能的影响，发现一般协议与过去的文献。
2021-04-16 astro-ph.CO gr-qc
Observational Evidence of the Accelerated Expansion of the Universe
宇宙加速的发现是现代宇宙学最重要的发展之一。13年前的观测表明，Ia型超新星在减速宇宙中显得更加暗淡，随后又进行了一系列涉及星系和星系团以及宇宙微波背景的独立观测，所有这些都指向同一个方向：我们似乎生活在一个扁平的宇宙中，其膨胀目前正在经历加速阶段。在本文中，我们回顾了各种观测证据，其中大部分是在过去十年中收集的，以及目前正在收集数据或准备中的项目所期望的改进。
2012-04-24 astro-ph.CO
Constraints on the Dark Side of the Universe and Observational Hubble Parameter Data
本文综述了近年来引起人们广泛关注的哈勃参数观测数据，这些数据对宇宙的暗面--暗物质、暗能量和暗时代具有重要的启示作用。目前，独立观测的H（z）测量方法主要有两种，我们将其概括为“微分年龄法”和“径向BAO尺寸法”。从基本的宇宙学概念，如在一个膨胀的宇宙中的时空坐标开始，我们提出了这两种方法背后的基本原理。我们进一步审查这两种方法更详细，包括错误的来源。我们展示了观测的H（z）数据如何在宇宙学模型和参数约束的研究中成为一个有用的工具，并讨论了与它们的应用相关的几个问题。最后，我们向读者指出了即将到来的观测计划的未来前景，这些计划将导致观测H（z）数据质量的一些重大改进。
2011-01-14 astro-ph.CO
Observational Constraints on EoS parameters of Emergent Universe
我们利用最近的观测数据对突现宇宙模型进行了背景检验和增长检验。背景测试数据包括哈勃数据、重子声振荡（BAO）数据、宇宙微波背景（CMB）位移数据、联合编译数据。观测的增长数据来自Wiggle-Z测量和来自Lyman- $α$测量的不同红移的均方根质量涨落数据。Mukherjee { \it et. al.}允许使用非线性状态方程（简称EoS）（$p=Aρ-Bρ^{\frac{1}{2}}$），其中$A$和$B$是常数。本文利用观测到的宇宙学数据，对EoS参数的允许值范围进行了数值估计。利用卡方最小化技术确定了EoS和生长参数的最佳拟合值。在这里进行的分析考虑了Wang-Steinhardt模型的增长指数（$γ$）和增长函数（$f$定义为$f=Ω_{m}^γ (a)$）。随后，EoS参数的最佳拟合值被用来研究的增长函数$f$，增长指数$γ$，状态参数$ω$与红移参数$z$的演变。并估算了$f$、$γ$、$ω$、$Ω_{m}$等参数的现值。在模型中宇宙的后期加速阶段是令人满意的容纳。
2014-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Who discovered Universe expansion?
Lundmark建立了宇宙正在膨胀的观测证据。勒梅特建立了理论证据。哈勃建立了观测证据。
2012-12-06 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.hist-ph
Confronting dark energy models mimicking $Λ$CDM epoch with observational constraints: future cosmological perturbations decay or future Rip?
我们面对的暗能量模型，目前类似于$Λ$ CDM理论与观测数据，其中包括SNe数据，物质密度扰动和重子声学振荡数据。我们所考虑的DE宇宙学可能会演化到大撕裂、II型或III型未来奇点，或者小撕裂或伪撕裂宇宙。结果表明，物质扰动数据定义更精确的可能偏离$Λ$ CDM模型比考虑SNe数据。结合数据分析证明，所考虑的DE模型与$Λ$ CDM模型具有一致性。我们证明，物质密度扰动的增长可能会发生在足够小的背景密度，但仍然在大撕裂，III型奇点，小撕裂或伪撕裂宇宙中的束缚对象（如星系团，星系等）的可能解体。这种新的效应可能会使未来的宇宙在解体或撕裂之前进入混沌状态。
2012-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic Kantowski-Sachs Universe from Gravitational Tunneling and its Observational Signatures
在具有不同数量的宏观维度的紧化景观中，我们的宇宙可能是从真空中成核的，在那里我们的四个大维度中的一些是紧凑的，而其他的，现在紧凑的，方向是宏观的。从我们的角度来看，这种变形可以被视为各向异性的背景时空。作为一个例子，我们提出了一个模型，我们的宇宙出现了一个隧道事件，其中涉及的两个层面上紧化的解压缩。在这种情况下，我们的宇宙是Kantowski-Sachs型的，因此是均匀和各向异性的。本文研究了各向异性曲率引起的宇宙微波背景偏离统计各向同性的现象，特别是反常现象。该模型预测的四极功率不对称与WMAP发现的相同的符号和声振荡。然而，鉴于目前估计的各向异性曲率来自四极杆的约束的影响的幅度太小。
2010-09-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational constraints from SNe Ia and Gamma-Ray Bursts on a clumpy universe
The luminosity distance describing the effect of local inhomogeneities in the propagation of light proposed by Zeldovich-Kantowski-Dyer-Roeder (ZKDR) is tested with two probes for two distinct ranges of redshifts: supernovae Ia (SNe Ia) in 0.015 < z < 1.414 and gamma-ray bursts (GRBs) in 1.547 < z < 3.57. Our analysis is performed by a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) code that allows us to constrain the matter density parameter Ω_m as well as the smoothness parameter $α$ that measures the inhomogeneous-homogeneous rate of the cosmic fluid in a flat \LambdaCDM model. The obtained best fits are …
2013-03-06 astro-ph.CO gr-qc
Reconstructing f(R) model from Holographic DE: Using the observational evidence
研究了$f(R)$引力与相互作用全息暗能量之间的对应关系。通过在相互作用HDE模型中获得宇宙正加速膨胀、穿越幻影分界线和热力学第二定律成立等观测证据所需的条件，并将其与引力的$f(R)$模型相对应，找到了一个能够解释当前宇宙的可行的$f(R)$模型。我们还得到了相应的宇宙标量场、势和标度因子的显式演化形式。
2014-01-14 astro-ph.CO
Observational constraints on the deceleration parameter in a tilted universe
我们研究了一个参数化的减速参数在一个倾斜的宇宙，即宇宙模型配备了两个家庭的观察员。第一个家庭遵循光滑的哈勃流，而第二个是真正的观察者居住在一个典型的星系内的大规模流动和移动相对于光滑的哈勃膨胀有限的特殊速度。我们使用编译Ia型超新星（SnIa）的数据，如万神殿数据集中所描述的，找到适合的数据的质量和研究的减速参数的红移演化。在这样做时，我们考虑两种替代方案，假设大流量观察员生活在$Λ$ CDM和爱因斯坦-德西特宇宙。我们表明，倾斜的爱因斯坦-德西特模型可以重现宇宙的最近的加速历史，而不需要一个宇宙学常数或暗能量，通过简单地考虑特殊运动的线性效应。通过马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，我们还约束的大小和两个模型的参数的不确定性。从我们的统计分析，我们发现，倾斜的爱因斯坦-德西特模型，配备了一个或两个额外的参数，描述了假设的大规模速度流，执行类似的标准$Λ$ CDM范式的模型选择标准（赤池信息准则和贝叶斯信息准则）的背景下。
2022-04-02 astro-ph.CO gr-qc
Observational Constraints on Modified Chaplygin Gas from Cosmic Growth
我们研究了宇宙大尺度结构的线性增长函数，将修正的Chaubergin气体作为暗能量。考虑到观测增长数据的红移范围从Wiggle-Z测量和均方根质量波动从Ly- $α$测量，我们数值分析宇宙学模型，以约束MCG的参数。还考虑了哈勃参数随红移的观测数据（$Z$）。数值分析中考虑了增长指数$γ$和增长函数$f$（定义为$f=Ω_{m}^γ (a)$）的Wang-Steinhardt模型。利用得到的状态方程参数的最佳拟合值，研究了具有红移$z$的生长函数$(f)$、生长指数（$γ$）和状态参数（$ω$）.我们注意到，MCG令人满意地容纳了一个加速阶段，其次是一个物质主导的宇宙。
2013-06-20 astro-ph.CO gr-qc
Rescuing Palindromic Universes with Improved Recombination Modelling
我们探讨了与回文宇宙相关的线性量子化原始功率谱。扩展Lasenby等人[1]和Bartlett等人[2]的结果，我们改进了复合的建模，并在光子玻尔兹曼层次中包括更高阶。这样做，我们发现，预测的功率谱变得与观测数据基本一致。改进的重组建模涉及开发进一步的技术，用于处理未来的共形边界，通过整合相关的扰动方程向前和向后的共形时间。由此产生的波矢量量化给出了最低允许波数${k_0 = 9.93 \times 10^{-5} \textrm{Mpc}^{-1}}$和线性间距${Δk = 1.63 \times 10^{-4} \textrm{Mpc}^{-1}}$，提供符合观测数据的质量相当于$Λ$ CDM模型。
2022-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Expansion and Growth of Structure Observables in a Macroscopic Gravity Averaged Universe
我们研究了平均不均匀性对膨胀和大尺度结构生长观测量的影响，使用宏观引力（MG）的精确和协变框架。众所周知，应用爱因斯坦方程和空间平均并不交换，并导致平均问题。对于应用于Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度量的MG形式，这给出了一个额外的动力学项，封装为表示为$Ω_A$的平均密度参数。对于平坦FLRW度规，MG的一个精确的各向同性宇宙学解在文献中已经是已知的，我们在这里导出一个各向异性的精确解。使用各向同性的解决方案，我们比较膨胀的历史，目前的数据到超新星的距离，重子声学振荡，CMB最后的散射面，和哈勃常数的测量，并找到$-0.05 \le Ω_A \le 0.07$（在95%CL）。对于平坦度量的情况，这简化为$-0.03 \le Ω_A \le 0.05$。我们还发现，在拟合中包含这一项可以将通常的宇宙学参数的值移动几个到几个常数。接下来，我们推导出MG中大尺度结构的生长速率的方程，该方程包括由于平均而产生的项，并将其与LCDM一致性模型的生长速率进行比较。我们发现，一个$Ω_A$的幅度范围内的界限导致的增长的相对偏差从LCDM的2-4%，在后期。因此，增长的变化幅度可能与宇宙学参数（如暗能量密度参数或其状态方程）的类似变化所引起的变化幅度相当。这种影响的幅度也可以与今后调查考虑的一些系统性影响相媲美。这表明，在未来的精密宇宙学研究…
2015-03-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with hybrid expansion law: scalar field reconstruction of cosmic history and observational constraints
在本文中，我们考虑一个简单的形式的宇宙膨胀历史称为混合膨胀律-一个产品的幂律和指数型函数。这种构造模仿了幂律和德西特宇宙学的特殊情况，但也提供了从减速到宇宙加速的过渡的优雅描述。我们指出了所考虑的宇宙历史的Brans-Dicke实现。我们构造了quintessence，phantom和tachyon场的势，这些势可以产生广义相对论中的混合展开定律。我们研究了观测约束的模型与混合膨胀律适用于晚时间加速以及早期宇宙的核合成。
2014-01-12 astro-ph.CO gr-qc
On astrophysical explanations due to cosmological inhomogeneities for the observational acceleration
我们回顾了各种具有局部欠密区（局部空洞）的宇宙学模型和具有非均匀性反作用的平均模型，它们被用来解释（不假设正的宇宙学常数）SNIa星等-红移关系中出现的加速行为。为了澄清它们的真实性，我们考虑了它们与其它观测研究如CMB温度各向异性、重子声学振荡、运动学Sunyaev-Zeldovich效应等的一致性，结果发现，许多非均匀模型似乎被排除了，只有参数在窄范围内的模型有待检验，而且，除非我们假设很高的扰动振幅或引力能，否则平均模型不可能有加速膨胀，拟合的有效λ也没有观测到的加速度所必需的值。
2009-06-07 astro-ph.CO
Simulations of the Local Universe Constrained by Observational Peculiar Velocities
从直接距离测量中获得的特殊速度是实现局部宇宙可靠的约束模拟的首选数据，其规模可达几兆秒差距。与红移巡天不同的是，奇特速度是潜在的引力场的直接示踪物，因为它们同时追踪重子物质和暗物质。本文提出了第一次尝试使用唯一的观测特有的速度来约束宇宙学模拟附近的宇宙。为了建立初始条件，使用反向泽尔多维奇近似（RZA）将约束从z=0的位置转移到更高红移处的前体位置。一个额外的新功能，取代原来观察到的径向特有的速度矢量的维纳滤波器（WF）估计器提供的完整的三维重建。随后，高斯场的约束实现技术（CR）被应用于建立初始条件的各种实现。WF/RZA/CR方法首先在现实模拟目录上进行测试，该目录是从类似于本地宇宙的参考模拟中构建的。这些模拟包括错误的特殊速度，数据点的位置和一个大的连续区没有数据，以模仿银河系灭绝。大尺度结构的恢复具有5兆秒差距/小时的位置的典型精度，最好的实现达到2-3兆秒差距/小时的精度，由RZA线性理论施加的限制。然后，将该方法应用于宇宙流计划的第一个观测径向特征速度表。本文是一个概念证明，WF/RZA/CR方法可以应用于观测的特殊速度，成功地建立约束初始条件。
2013-11-10 astro-ph.CO
Determining scalar field potential in power-law cosmology with observational data
在幂律宇宙学中，我们确定了存在正压理想流体的FLRW宇宙中正则标量场的势函数。此处使用组合的WMAP 5 +BAO+SN数据集和WMAP 5数据集来确定潜力的值。这些数据表明宇宙是稍微封闭的。如果宇宙是封闭的，幂律宇宙学的指数是$q = 1.01$（WMAP 5数据集）和$q=0.985$（组合数据集）。$a_0$（闭合几何）的下限为WMAP 5数据集的$5.1\E{26}$和组合数据集的$9.85\E{26}$。幂律项对曲率项和正压密度项的支配作用的特征在于位势曲线的拐点。这发生在两个数据集的宇宙年龄都是5.3 Gyr的时候。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary universe from perfect fluid and $F(R)$ gravity and its comparison with observational data
在理想流体模型和$F(R)$引力理论的框架下，通过重构方法研究暴胀模型的观测量描述，特别是曲率扰动谱指数、张量标量比和谱指数的运行.最后，将理想流体和$F(R)$引力对暴胀的描述与普朗克卫星和BICEP 2实验等宇宙学观测结果进行了比较。用具体的例子证明了理想流体可能导致与普朗克数据一致的暴胀宇宙。几种$F(R)$重力模型，特别是幂律模型，在Planck和BICEP 2结果所允许的范围内，给出了与谱指数和张量标量比相一致的最佳拟合值。
2014-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational constraints on the cosmological expansion rate and spatial curvature
过去几十年的观测表明，宇宙的膨胀正在加速。在宇宙学的标准模型中，这种加速膨胀被归因于以宇宙学常数形式存在的暗能量。然而，我们可以想象，暗能量呈现出温和的动力学（因此它的能量密度随时间而变化，而不是具有一个恒定的值），或者宇宙的加速膨胀是由暗能量以外的某种机制引起的。在这项工作中，我将调查这两种可能性，通过使用观测数据的动态暗能量以及宇宙学模型没有暗能量的简单模型的参数的约束。我发现，这些数据有利于标准模型，而留下一些空间的动态暗能量。标准模型还认为宇宙在大的空间尺度上是平坦的。用于测试暗能量动力学的相同观测数据可以用来约束宇宙的大尺度曲率，这些数据通常有利于空间平坦性，在某些数据组合中对空间曲率有一定的偏好。
2021-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dust in the early Universe: Evidence for non-stellar dust production or observational errors?
观测结果显示，在高红移星系中有大量的尘埃，其来源仍有很大争议。Valiante等人（2009，MNRAS，397，1661）提出类星体宿主星系SDSS J1148+5251的净恒星尘埃生产可能足以解释在这个星系中检测到的大量尘埃质量，尽管在一些非常特殊的假设下（例如，“封闭箱”演化和相当高的气体质量）。在这里，它表明，由于吸积基本上原始的材料可能会降低尘埃形成的效率显着，和观测得出的尘埃气体比这些高红移星系是非常高的，恒星尘埃生产可能是不够的。一个模型，包括金属依赖，非恒星尘埃形成（“二次尘埃”）。然而，这种非恒星尘埃成分的贡献似乎太大了。如果所有的观测限制都得到满足，那么尘埃与金属的比例接近于1，这意味着几乎所有的星际金属都以尘埃的形式存在。这是一个非常不可能的情况，并建议在高红移的大尘埃与气体的比例可能是由于观测的不确定性和/或不正确的校准转换因子的气体和尘埃示踪剂。
2011-02-02 astro-ph.CO
Statefinders and observational measurement of superenergy
宇宙的超能是一个张量，它是经典力学中阿佩尔加速度能的广义相对论模拟。我们建议测量这个量的观测参数，如哈勃参数，减速参数，加加速度和卡扣（kerk）被称为statefinders。我们表明，超能量的引力只需要哈勃和减速参数进行测量，而超能量的物质还需要测量的高阶特性的膨胀：急动和抢购。这样，超能就成为了表征宇宙演化的另一个参数。
2009-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The angle-averaged squeezed limit of nonlinear matter N-point functions
我们表明，在一定的角度平均压缩极限，$N$点函数的物质是相关的响应的物质功率谱的长波长密度扰动，$P^{-1}d^nP(k|δ_L)/dδ_L^n|_{δ_L=0}$，与$n=N-2$。通过使用\emph{separate universe}方法在平坦的Friedmann-Robertson-Lemaintre-Walker（FRLW）宇宙上叠加均匀的超密度进行N体模拟，我们获得了直到$n=3$的非线性物质功率谱响应的测量，这相当于测量了在这个压缩极限下完全非线性物质$3-$到$5-$的点函数.这些测量的百分之几到百分之几的准确度是前所未有的。然后，我们测试的假设，在一个给定的时间的非线性$N$ -点函数的线性功率谱的函数在那个时候，这是预测的标准扰动理论（SPT）及其变种，是基于理想的无压流体方程。具体来说，我们比较了从单独的宇宙模拟和模拟与重新缩放的初始（线性）功率谱振幅计算的响应。我们发现$5-$在$k\simeq 0.2 - 0.5 \,h\,{\rm Mpc}^{-1}$的$3-$点函数在$z=0$的差异为10%。该差异发生在$z=2$的较高波数处。因此，SPT及其变体，执行到任意高阶，保证无法描述该尺度附近的物质$N$ -点函数（$N>2$）。
2015-03-11 astro-ph.CO
Observational evidence favors a static universe
所有大爆炸宇宙学的共同属性是它们都基于宇宙膨胀的假设。然而，对这种膨胀的证据的研究显然倾向于静态宇宙。考虑的主要议题是：托尔曼表面亮度，角大小，1a型超新星，伽马射线暴，星系分布，类星体分布，X射线背景辐射，宇宙微波背景辐射，射电源计数，类星体的可变性和屠夫-Oemler效应。对这些主题的最佳原始数据的分析表明，只有当进化抵消了扩张的影响时，它们才与扩张相一致。另一种宇宙学，曲率宇宙学，与原始数据完全一致。这种疲劳光宇宙学预言了一个定义良好的静态和稳定的宇宙，并得到了充分的描述。它不仅预测了哈勃常数和宇宙微波背景辐射温度的精确值，而且与所考虑的大多数主题非常吻合。曲率宇宙学还预言了太阳中微子产生率的不足，并可以解释{ \it先锋} 10的异常加速。
2014-07-09 astro-ph.CO physics.gen-ph
Fundamental Physics, the Swampland of Effective Field Theory and Early Universe Cosmology
宇宙暴胀并不是唯一符合当前观测数据的早期宇宙情景。我将讨论一个成功的早期宇宙宇宙学的标准，比较几个提出的方案（通货膨胀，弹跳宇宙学，和{ \it紧急}方案），重点是未来的观测数据将如何能够区分它们。我将论证，为了理解早期宇宙，我们需要超越有效场论，而超弦理论的原理将产生一种非奇异的宇宙学。
2019-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chaplygin gas and effective description of inhomogeneous universe models in general relativity
在经典广义相对论的空间平均非均匀宇宙学框架下，有效爱因斯坦方程以尺度依赖的方式控制着平均标量变量的动力学。一个特定的宇宙学可以用宇宙状态方程来表征，封闭了有效方程的层次。在这种背景下，Chaubergin气体提供了一个自然的候选者，代表着对暗能量和暗物质的统一描述。本文假设物质和几何的非均匀性服从Chaubergin状态方程。最极端的解释是假设暗能量和暗物质都不作为额外的来源，而是都是空间几何性质的表现。这个特征是一个重要的概念区别，与弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙充满尘埃和另一个基本场的标准方法相比，其特征在于Chaubergin状态方程。最后，我们讨论了由此产生的有效的宇宙学参数的情况下，以建立一个框架，未来的对抗与观察的后果，我们注意到，标准Chaubergin气体可能不会被排除在外。
2010-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational constraints on finite scale factor singularities
讨论了有限标度因子奇异性（FSF）宇宙演化的联合约束，这些约束来自于位移参数R、重子声学振荡（BAO）A和Ia型超新星.我们表明，观测允许在2 × 10^9年内，在未来，在1σ CL存在这样的奇异性，在宇宙演化的目前时刻，人们不能区分宇宙学的情况下，允许有限的标度因子奇异性和标准的暗能量模型。我们还证明了在1σ CL内存在一个允许的m = 2/3的值，它对应于早期时间演化的充满尘埃的Einstein-de-Sitter宇宙极限.
2012-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational Feasibility of 4D Einstein-Gauss-Bonnet Cosmology: Bouncing and Non-Bouncing Universes
本文在四维爱因斯坦-高斯-博内引力框架下研究反弹与非反弹宇宙的可行性，利用普朗克和重子声学振荡数据约束耦合常数上限，并证明普通物质下反弹宇宙及早期暴胀均可行。
2024-05-01 astro-ph.CO
Observational constraints on generalised axion-like potentials for the late Universe
本文基于类轴子势的quintessence模型作为宇宙学常数的动力学替代方案，利用CMB、BAO、超新星等多源观测数据进行MCMC分析。结果表明该模型虽具追踪行为且无需精细调节，但未缓解哈勃常数与S8冲突，统计上与ΛCDM模型相当，暗示进一步扩展或有助于解决宇宙学冲突。
2025-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Constraints on the Coupling Model from Observational Hubble Parameter and Baryon Acoustic Oscillation Measurements
在本文中，我们考虑了两个模型，其中暗能量与尘埃物质或暗物质耦合，并讨论了允许更多的时间结构的形成发生在高红移的条件。这些模型比$Λ$ CDM [宇宙由冷暗物质（CDM）和暗能量（宇宙学常数，$Λ$）组成]的宇宙年龄更大，因此可以解释$Λ$ CDM模型无法解释的高红移引力束缚系统的形成。我们利用观测的哈勃参数数据（OHD）和宇宙计时器方法（$H(z)$）得到的哈勃参数，结合重子声学振荡（BAO）数据对这些模型进行约束。利用最佳拟合参数，讨论了年龄、减速参数和能量密度参数在新宇宙中的演化，并与$Λ$ CDM的演化进行了比较.
2021-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring Universe acceleration through observational constraints via Hubble parameter reconstruction
本研究提出一种创新的哈勃参数参数化方法，结合多类观测数据用MCMC约束参数，发现状态方程符合phantom模型特征，为宇宙加速膨胀研究提供了不依赖模型的新途径。
2024-04-04 astro-ph.CO
Averaged Lemaître-Tolman-Bondi dynamics
我们认为宇宙学的反反应效应在Buchert的平均形式主义的基础上明确的解决方案的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）动力学是线性的LTB曲率参数，并有一个不均匀的爆炸时间。体积哈勃率被发现的体积比例因子，这代表了一个推导的最简单的唯象解决方案的Buchert的方程，其中的分数密度对应于平均曲率和运动学反作用明确确定的参数的基础LTB解决方案的边界处的平均体积。这种结构代表了一个完全可解的玩具模型，但它并不能充分描述我们的“真实”宇宙。
2016-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Mutated Hilltop Inflation : A Natural Choice for Early Universe
我们提出了一个适合于单个标量场的暴胀模型，它属于山顶暴胀的宽类。我们导出了与暴胀有关的大多数物理量的解析表达式，并表明它们都代表了暴胀模型所要求的真实行为。我们进一步的观测验证结果，制定理论的扰动的基础上，我们的模型，然后由这些可观察到的参数的值的估计。我们的模型被发现是在良好的协议与观测数据。因此，与模型相关的特征使我们推断，这种山顶暴胀可能是解释早期宇宙的自然选择。
2010-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing backreaction effects with type Ia supernova data and observational Hubble parameter data
在空间平均的非均匀宇宙中，逆反应项${\cal Q}_\CD$和空间平均的Ricci标量$\average{\CR}$可以组合成理想流体的有效能量密度$\varrho_{\rm eff}^{\CD}$和压力$p_{\rm eff}^{\CD}$，它们可以作为逆反应效应的新的有效源.为了模拟反反应的现实演变，我们采用了有效完美流体状态方程（EoS）的Chevallier-Polarski-Linder（CPL）参数化。为了处理后向反应背景下的观测，本文采用了两种度量来描述晚时宇宙，一种是标准的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker（FLRW）度量，另一种是由Larena等人引入的带有演化曲率参数的模板度量.等人在\cite{larena2009testing}中。利用Ia型超新星（SN Ia）数据和哈勃参数观测数据（OHD）对CPL反反应模型进行了两种度量的拟合，发现当反反应模型中加入模板度量时，两个数据集之间的参数张力较大，因此我们认为几何瞬时空间常曲率$κ_{\CD}$的规定需要修改.
2022-05-19 astro-ph.CO
Observational tests for oscillating expansion rate of the Universe
我们调查的观测约束振荡标量场模型使用的数据从Ia型超新星，宇宙微波背景各向异性，重子声学振荡。根据傅立叶分析，星系数计数$N$从红移$z$数据表明，星系有优先的周期性红移间距。我们将标量场的质量固定为$m_ϕ=3.2\times 10^{-31}h$ ${\rm eV}$，使得标量场模型可以解释红移间距，并通过与精确观测数据的比较来约束其他基本参数。我们得到以下约束条件：$Ω_{m,0}=0.28\pm 0.03$（95% C.L.），$Ω_{ϕ,0} < 0.035$（95% C.L.），$ξ> -158$（95% C.L.）(in范围$ξ\le 0$）。标量场的能量密度参数和耦合常数的最佳拟合值分别为$Ω_{ϕ,0}= 0.01$和$ξ= -25$。$Ω_{ϕ,0}$的值接近但不等于$0$。因此，在标量场模型中，星系数计数的幅度不可能很大。然而，由于$Ω_{ϕ,0}$和$ξ$的最佳拟合值不是$0$，标量场模型有可能解释星系$N$ - $z$关系中的周期结构。标量场模型中有效引力常数的变化与观测界并不矛盾。
2010-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational tests of a two parameter power-law class modified gravity in Palatini formalism
{ \bf{CONTEXT} }：在这项工作中，我们提出了一个修改的重力作用量$f(R)=(R^n-R^n_{0})^{1/n}$与两个自由参数的$n$和$R_{0}$，并推导出一个宇宙的动力学在Palatini形式的行动。{ \bf {AIM}}：我们将这个模型与观测数据进行宇宙学比较，以找到平坦宇宙中模型的最佳参数。{ \bf{METHOD} }：为了约束模型的自由参数，我们使用了两组金和联合样本的SNIa型数据、CMB位移参数、重子声学振荡、星系团气体质量分数和大尺度结构数据。{ \bf {RESULT}}：观测数据的最佳拟合导致模型参数在$n=0.98^{+0.08}_{-0.08}$和$Ω_M = 0.25_{+0.1}^{-0.1}$范围内，置信度为1 σ，其中标准$Λ$ CDM范围位于该解决方案范围内。PACS编号：04.50。+小时，95.36。+ x，98.80。K
2009-09-05 astro-ph.CO
Interacting Dark Sectors in Anisotropic Universe: Observational Constraints and $H_{0}$ Tension
本研究揭示了各向异性Bianchi I型宇宙暗分量之间耦合的观测约束。我们假设暗物质和暗能量之间的相互作用，并分裂的连续性方程，包括相互作用项$Γ$。已经考虑了两种情况（i）当暗分量之间的耦合是恒定的和（ii）当它是红移（$z$）的函数。利用宇宙测时（CC）技术、宇宙微波背景（CMB）重子声振荡（BAO）、Ia型超新星的Pantheon汇编（SNIa）、它们的联合组合以及哈勃参数$H_{0}$的高斯先验，对哈勃观测数据进行了Metropolis-Hasting算法的蒙特卡罗马尔可夫链（MCMC）分析。结果表明，在68%的置信水平下，所有数据库的组合加上在当前暗能量密度上被边缘化的$H_{0}$先验对当前耦合值给出了严格的约束，即在恒定耦合模型中为$-0.001<δ<0.041$，在变化耦合模型中为$-0.042<δ<0.053$.一般来说，对于这两个模型，我们发现$ω^{X}\approx -1$和$δ(δ_{0})\approx 0$，这表明最近的数据仍然有利于非耦合$Λ$ CDM模型。我们的估计表明，在常数耦合模型$(H_{0}=73.9^{+1.5}_{-0.95}, δ=0.023^{+0.017}_{-0.024})$，这自然会导致一致的哈勃常数的值。这个结果很有趣，因为之前的工作表明，如此高的哈勃常数值需要耦合参数$δ$的显着值。在常数耦合模型中，我们发现估算的$H_{…
2023-01-19 astro-ph.CO
Closing the Observational Gap in Cosmic Dynamics: AI-Enabled Reconstruction of the Universe's Vorticity and Rotational Flow Morphology
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University（云南大学西南天文研究所）；Korea Institute of Advanced Studies (KIAS)（韩国高等科学研究院）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天体物理研究所）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；Institute for Astronomy, The school of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天体物理研究所）；Center for Cosmology and Computational Astrophysics, Zhejiang University（浙江大学宇宙学与计算天体物理学中心）；CSST Science Center for the Guangdong–Hong Kong–Macau Greater Bay Area, SYSU（中山大学粤港澳大湾区嫦娥科学中心）
本文通过人工智能方法重建宇宙涡旋场，揭示了星系团、纤维和空洞中的螺旋流等结构，验证了ΛCDM模型的预测，展示了AI在探索宇宙学基本问题中的潜力。
2026-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
What have we learned from observational cosmology ?
我们回顾了$Λ$ CDM模型的观测基础，它被大多数宇宙学家认为是宇宙学的标准模型。宇宙学原理，模型的一个关键假设被证明是越来越准确的验证。宇宙似乎是从炽热而致密的过去膨胀出来的，这一事实得到了许多独立探测器的支持（星系红移、宇宙微波背景、大爆炸核合成和再电离）。在过去几十年里，详细观测的爆炸使得精确测量弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙学中的宇宙学参数成为可能，从而产生了$Λ$ CDM模型：一个明显平坦的宇宙，由一个宇宙学常数主导，其物质成分主要是暗的。我们描述和讨论了导致这一结论的各种观测探测，并得出结论，$Λ$ CDM模型，虽然留下了一些悬而未决的问题，关于宇宙的组成部分的深层性质，提供了最好的理论框架来解释的意见。
2013-04-16 astro-ph.CO physics.hist-ph
Observational Evidence to Logistic Dark Energy Driving the Accelerating Universe
提出逻辑斯蒂暗能量模型（LDEM），暗能量密度随尺度因子遵循逻辑斯蒂函数演化，结合多种天文观测数据，模型在解释晚期宇宙加速上优于传统ΛCDM模型且有效缓解哈勃常数争议。
2024-06-26 astro-ph.CO
Matter and Antimatter in the Universe
我们回顾了早期宇宙中物质-反物质不对称的观测证据，这导致了我们今天观察到的残余物质密度。我们还讨论了在当今宇宙中反物质存在的观测界限，包括宇宙中微子背景中大轻子不对称的可能性。我们简要回顾了重子生成的理论框架，动态生成的物质反物质不对称，可以发生。作为一个例子，我们讨论了一个可检验的极小模型，它同时解释了宇宙的重子不对称性、中微子振荡和暗物质。
2012-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Exploring the Dark Universe: constraints on dynamical Dark Energy models from CMB, BAO and growth rate measurements
为了解释当前宇宙的加速度、宇宙学常数$Λ$的微调问题和宇宙符合问题，文献中提出了不同的替代模型。我们使用CMB（普朗克2018年最终数据发布）和LSS（SDSS，WiggleZ，VIPERS）的最新观测数据来约束动力学暗能量（DE）模型。除了通过增长参数$A(z)=f(z)σ_{8}(z)$来约束质量方差$σ_{8}$的红移空间扭曲的数据外，还采用了传统上用于确定标准模型$ΛCDM$的主要宇宙学参数的CMB位移参数。BAO数据也被用来研究宇宙膨胀的历史和DE的主要性质。从$q(z)$的演变，我们发现在低红移的加速行为放缓，并通过使用赤池和贝叶斯信息准则（AIC，BIC），我们区分不同的模型，更适合的观测数据，发现交互式暗能量（IDE）模型是最有利于观测数据，包括来自SNIa和Hz的信息。分析表明，IDE模型紧随其后的是EDE和$ΛCDM$模型，在某些情况下更好地拟合观测数据与个别探头。
2019-05-07 astro-ph.CO
Latest Observational Constraints to the Ghost Dark Energy Model by Using Markov Chain Monte Carlo Approach
近年来，在含时背景下QCD鬼的真空能量被提出作为一种暗能量候选者来解释宇宙的加速运动。在这个模型中，暗能量的能量密度与哈勃参数$H$成正比，这是弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙的哈勃视界上的霍金温度。本文利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，结合最新的Ia型超新星资料，包括Union 2.1（580）和Union 2（557），宇宙微波背景，重子声学振荡和观测的哈勃参数，对有和无体粘滞的鬼暗能量模型进行了约束.
2012-02-01 astro-ph.CO hep-th
Observational tests of the Glavan, Prokopec and Starobinsky model of dark energy
在过去的几十年里，不同的数据集揭示了宇宙的加速膨胀，这是由所谓的暗能量驱动的，现在主导着宇宙中物质能量的总量。在最近的一篇论文中，Glavan，Proklovan和Starobinsky提出了一个有趣的暗能量模型，该模型追溯了从非常早期的量子时代到现在的宇宙演化。在这里，我们执行高红移分析，以检查这个新的模型是兼容的，与目前的观测数据，并比较这个模型的预测与标准的$Λ$ CDM宇宙学模型。在我们的分析中，我们只使用最可靠的观测数据，即到选定SNIa的距离，GRB哈勃图和哈勃常数的$28$直接测量。此外，我们还考虑非{ \it几何}数据的密度扰动的增长率。我们探讨这两种模型的宇宙学参数的概率分布。为了建立自己的置信区域，我们使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法最大化适当的似然函数。我们的统计分析表明，这些非常不同的暗能量模型与当今的观测数据是兼容的，GPS模型似乎略优于$Λ$ CDM模型。然而，为了进一步限制暗能量的不同模型，将有必要提高在高红移的哈勃图的精度，并进行更详细的分析暗能量对大尺度结构形成过程的影响。
2019-06-14 astro-ph.CO
