Will Nonlinear Peculiar Velocity and Inhomogeneous Reionization Spoil 21cm Cosmology from the Epoch of Reionization?
来自再电离时期的21厘米背景是一个很有前途的宇宙学探测器：视线速度起伏扭曲红移，因此傅立叶空间中的亮度起伏取决于角度，线性理论表明可以将宇宙学信息与天体物理信息分开。然而，电离、密度和速度的非线性波动改变了这一点。分离方案的有效性和准确性进行了测试，在这里的第一次，详细的再电离模拟。该方案在再电离早期（< 40%电离）工作得相当好，但在再电离晚期（> 80%电离）则不好。
2013-03-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmology of a Friedmann-Lamaître-Robertson-Walker 3-brane, Late-Time Cosmic Acceleration, and the Cosmic Coincidence
晚期宇宙加速可能与宇宙巧合自然纠缠在一起-观察到在加速开始时真空能量密度分数几乎与物质密度分数一致。在这封信中，我们证明了在五维反德西特时空中的弗里德曼-拉马特-罗伯逊-沃克（FLRW）3-膜的宇宙学确实是这种情况。我们导出了FLRW 3-膜上的四维有效作用量，它有助于定义一个通用的约化公式，即$M_P^{2}=ρ_{b}/|Λ_5|$，其中$M_{P}$是有效普朗克质量，$Λ_5$是5维宇宙学常数，$ρ_b$是3-膜张力$V$和物质密度$ρ$之和.背景解的行为与基于4D有效势形式的结果一致。虽然$ρ_{b}$的变化范围受到很强的限制，但当宇宙学尺度上的比值$V/ρ\gtrsim {O} (10^2)$满足重整化牛顿常数$G_N = (8πM_P^2)^{-1}$随时间变化的大爆炸核合成界。根据目前的天体物理学和宇宙学观测，同样的界限导致了在晚期接近-1的有效状态方程。
2013-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Neutrino Oscillations form Cosmic Sources: a Nu Window to Cosmology
本文将中微子振荡的标准讨论推广到天体物理中微子在膨胀空间中的传播。这种扩展引入了一个新的宇宙学参数$I$的振荡阶段。这个新参数记录宇宙历史的方式与红移z或视光度D_L的方式大致相同。通过中微子振荡测量$I$有助于确定宇宙学参数并区分不同的宇宙学。
2011-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Current constraints on the epoch of cosmic acceleration
本文利用Union2资料集中的557颗Ia型超新星，结合CMB声学标度$\ell_{A}$和BAO峰在两个不同红移处的乘积，研究了宇宙膨胀的宇宙学历史。使用一个良好的参数化的减速参数，$q(z) = q_0 + q_1z/(1 + z)$，我们估计加速红移$z_{acc}=-q_0/(q_0 + q_1)$（宇宙从减速到加速切换），并调查这些估计的非零空间曲率的影响。我们还使用的渐近值的$q(z)$在高$z$放置更严格的界限上的模型参数$q_0$和$q_1$，这导致宇宙加速的时代更精确的确定。
2010-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Dynamics in the Chameleon Cosmology
本文研究了Friedmann-Robertson-Walker空间中的变色龙宇宙学，该宇宙学使得状态方程（EoS）参数过去大于-1，现在小于-1，满足当前的观测结果。我们还利用远源宇宙学红移的时间演化研究了模型的宇宙学约束，它直接探测了宇宙的膨胀历史。由于宇宙膨胀率的演化，与模型无关的宇宙学红移漂移（CRD）测试预计会经历一个小的，系统的漂移作为时间的函数。该模型得到了试验观测数据的支持。
2011-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic curvature from de Sitter equilibrium cosmology
我表明，德西特均衡宇宙学一般预测可观察到的曲率水平在今天的宇宙。曲率的预测值仅取决于非相对论性物质的密度与宇宙学常数中能量密度的比值，以及开始暴胀的初始气泡的曲率值。这个结果与暴胀的规模、暴胀过程中势能的形状以及宇宙学的许多其他细节无关。未来对物质密度、宇宙学常数和曲率的宇宙学测量将为我们宇宙的起源打开一扇窗户，并提供一个支持或证伪德西特平衡宇宙学的机会。
2011-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Loop quantum cosmology in the cosmic microwave background
原始宇宙可以被用作实验室，对量子引力进行约束。在圈量子宇宙学的框架下，我们证明了这样一个量子引力的提议不仅解决了大爆炸奇点问题，而且自然地产生了暴胀。通过对环形早期宇宙中产生的重力波数量的定量计算，我们表明，未来关于宇宙微波背景极化各向异性的宇宙学数据可以用来探测宇宙的LQC模型。
2012-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic QCD Epoch at Nonvanishing Lepton Asymmetry
我们研究轻子不对称性如何影响QCD相图中的宇宙轨迹。我们利用格点量子色动力学的可调性在理想夸克气体和理想强子共振气体之间插值，研究了早期宇宙QCD时期化学势的演化。轻子不对称性影响所有化学势的演化。标准的宇宙轨道是在假设轻子和重子不对称的情况下得到的。对于较大的轻子不对称性，电荷化学势在π湮没之前超过重子化学势。
2018-11-19 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Light propagation with non-minimal couplings in a two-component cosmic dark fluid with an Archimedean-type force and unlighted cosmological epochs
在宇宙的演化过程中，至少有两个时期电磁波无法扫描宇宙的内部结构，也无法将信息带给外部观察者。第一个时期是当光子与其他粒子处于局部热力学平衡时，第二个时期是当光子被带电粒子散射很强时。我们可以把这两段宇宙学时间称为标准的未被照亮的时期。在最后一个散射表面之后，光子变成残余光子，并变成关于宇宙的信息源。当人们考虑非极小理论时，也会出现未被照亮的宇宙纪元，即，电磁场与宇宙学的引力场以复杂的方式耦合的理论。通过考虑一个宇宙学模型，其中暗区，即，暗能量和暗物质通过阿基米德型力自相互作用，并考虑到电磁场的非最小耦合理论，我们讨论了未被照亮的时代的出现。在我们的非最小理论框架下，一个三参数非最小爱因斯坦-麦克斯韦模型，曲率耦合可以用有效折射率n（t）来表示。然后，利用一个众所周知的经典类比，即，在介质中具有n^2<0电磁波不传播，其群速度，即，能量转移速度在相应区域的边界处为零，人们可以在相互作用暗流体宇宙学模型中寻找未被照亮的时期。我们在这里研究，分析和数字，宇宙模型承认未点燃的时代。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
London-like tensor modes of gravitational waves in cosmic string cosmology
本文通过经典分析证明状态方程为ω=-1/3的宇宙弦宇宙学介质中引力波遵循类伦敦方程并发生波长相关衰减，从而对可传播波长施加由空间曲率和能量密度决定的限制。
2023-04-27 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmic Microwave Background: The history of its experimental investigation and its significance for cosmology
本文介绍了1965年宇宙微波背景辐射的发现及其对随后50年宇宙学的影响。这一发现建立了宇宙的大爆炸模型，对其波动的分析证实了暴胀的想法，并导致了当今精确宇宙学的时代。我讨论了宇宙学扰动的演化及其作为温度涨落和偏振对宇宙微波背景辐射的影响。我还展示了暴胀膨胀的一个阶段如何在时空曲率和原始引力波中产生波动。此外，我提出的CMB实验的结果，从最早的到最近的。这些实验的精确性帮助我们以前所未有的精确度估计宇宙学模型的参数，以便将来我们不仅能够检验宇宙学模型，而且能够在宇宙学尺度上检验广义相对论本身。
2015-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic tango between the very small and the very large: Addressing CMB anomalies through Loop Quantum Cosmology
虽然标准的、六参数的、空间平坦的$Λ$ CDM模型已经非常成功，但宇宙微波背景中的某些异常使该模型与观测之间产生了紧张关系。任何一个异常的统计意义都很小。然而，如果把它们加在一起，两个或两个以上的存在就意味着，根据标准的暴胀理论，我们生活在一个相当特殊的宇宙中。我们重新使用圈量子宇宙学的普朗克合作的分析，在紫外线和红外线之间的不可预见的相互作用，使\emph{primordial}功率谱尺度依赖于非常小的$k$。因此，我们被引导到一个有点不同的$Λ$ CDM宇宙中，与大尺度功率抑制和透镜振幅相关的异常都得到缓解。分析还导致对未来观测的新预测。这篇文章是针对宇宙学和LQG社区的，我们试图使它自成一体。
2021-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Summary & Outlook: Particles and Cosmology
我们回顾了在这次会议上提出的关于强相互作用和电弱相互作用、味物理、宇宙射线和宇宙学的新结果，重点是标准模型之外的物理。特别强调的是粒子物理学的标准模型和最近的结果，高能量宇宙射线和它们的影响，暗物质的希格斯部门。
2010-03-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic walls and filaments formation in modified Chaplygin gas cosmology
本文研究了在修正的Chaubergin气体宇宙学中，结构形成的Top-Hat坍缩模型中椭球形初始种子的扰动增长。考虑到合理的值的常数和参数的模型研究中，它表明，一个非常小的偏离球形对称性（椭球几何）在初始种子导致最终的高度非球形结构，可以被认为是一个候选人的理由已经已知的宇宙学结构作为宇宙壁和细丝。
2016-04-03 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic acceleration in entropic cosmology
本研究提出带体积熵项的修正熵-面积关系推导的熵宇宙学模型，解释晚期宇宙加速，经观测数据验证符合观测，且与膜世界宇宙学模型等价。
2024-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Growth of Cosmic Structures in generalized mass-to-horizon relation Entropic Cosmology
本文研究了广义质量与视界关系熵宇宙学（MHEC）中宇宙结构的增长，推导了线性扰动方程，发现其无需额外自由参数即可与 LCDM 一样匹配背景与增长探针，为宇宙加速膨胀提供了可行的熵解释。
2025-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inhomogeneous cosmology in the cosmic rest frame without dark stuff
我们在宇宙静止系中研究了具有各向同性但非均匀度规的爱因斯坦方程。这些方程是在宇宙晚期微扰求解的。在没有使用宇宙学常数或暗物质的情况下，首阶和次首阶的结果与观测结果一致。
2016-02-22 astro-ph.CO
Cosmology on a cosmic ring
我们推导出了Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）模型的一个推广，其中膜有一个额外的紧凑的维度的修改后的弗里德曼方程。主要的新特征是引力波发射到体块中。我们研究两类解决方案：第一，如果紧凑的维度是稳定的，波消失，一个确切地恢复DGP宇宙学。然而，对于张力主导的膜来说，通过物理物质的稳定是不可能的，因此意味着与DGP不同的4D宇宙学的后期修改。第二，对于自由膨胀的紧凑方向，我们发现精确的吸引子的解决方案与零4D哈勃参数，尽管存在的4D宇宙学常数。因此，该模型构成了一个明确的例子，动态degravitation在全非线性水平。没有稳定，但是，有没有四维政权和模型被排除在观测，我们明确地证明，通过比较超新星数据。
2015-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational Cosmology And The Cosmic Distance Duality Relation
研究了角直径与光度距离之间的宇宙距离对偶关系的有效性。为了测试这种对偶关系，我们使用最新的联盟2超新星Ia型（SNe Ia）数据来估计光度距离。角直径距离的估计来自星系团（真实和模拟）和FRIIb射电星系的样本。我们以六种不同的方式将距离对偶关系参数化为红移的函数。我们的结果排除了一些参数化显着。
2011-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation
我们提出了一个简单的方案，解释了为什么我们的宇宙在空间上是平坦的，均匀的和各向同性的。我们使用Einstein-Cartan-Kibble-Sciama（ECKS）引力理论，它自然地扩展了广义相对论，使之包括物质的自旋。时空的扭曲在充满夸克和轻子的早期宇宙中产生引力排斥，阻止了宇宙学奇点：宇宙从最小但有限半径的状态膨胀。我们表明，封闭宇宙的动力学紧接着这个状态自然解决了宇宙学中的平坦性和视界问题，因为一个非常小的和负的扭转密度参数，$Ω_S \approx -10^{-69}$。因此，ECKS引力为标准宇宙暴胀的推测机制提供了一个令人信服的替代方案。这种情况也表明，我们的宇宙在最小半径反弹之前的收缩可能对应于另一个宇宙中存在的坍缩黑洞内物质的动力学，这可以解释大爆炸的起源。
2010-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy Cosmology with the Alternative Cosmic Microwave Background Data
最近，在Liu和Li（L&L）的一系列工作中，他们声称在原始原始WMAP时序数据（TOD）中，航天器姿态和辐射计输出时间戳之间存在$-25.6\,$ ms的时序偏差。L&L重新处理了WMAP的数据，而上述的时间延迟已经被纠正，他们获得了一个替代的CMB地图，其中四极下降到接近零。在目前的工作中，我们试图看到的含义，暗能量宇宙学，如果L&L是正确的。虽然L&L声称WMAP管道中有一个错误，导致显着不同的宇宙学参数，一个有趣的问题自然出现，即，如何鲁棒性是目前的暗能量宇宙学相对于系统误差和错误？因此，在这项工作中，我们采用替代的CMB数据的L&L作为一个稻草人研究的稳健性的暗能量预测。
2011-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Teaching cosmology with special relativity: Piecewise inertial frames as a model for cosmic expansion
本文提出了一个简单的模型，再现了狭义相对论的框架内的现代宇宙学的关键概念，在一个适合本科或高中设置的水平。该模型包括宇宙膨胀的普遍尺度因子，哈勃关系，星系之间的适当距离和相关的衰退速度，共动坐标，角和光度的距离，和宇宙尺度因子和宇宙学红移之间的关系。它允许教学讨论的作用，超光速衰退速度的星系，适用性的特殊相对论多普勒公式来描述宇宙学红移，和能量守恒的红移光子的有效性。这个模型可以被看作是米尔恩宇宙的玩具版。
2018-11-23 astro-ph.CO gr-qc
Reconstructing matter profiles of spherically compensated cosmic regions in $Λ$CDM cosmology
缺乏一个物理动机的宇宙空洞的大尺度轮廓模型限制了我们从他们的研究中提取有价值的宇宙学信息的能力。在本文中，我们解决这个问题，通过引入球面补偿宇宙区域，名为CoSpheres。这样的宇宙区域被确定在密度场的局部极值周围，并承认一个唯一的补偿半径$R_1$，其中内部球形质量被精确补偿。通过对标准峰模型的扩展和补偿条件的实现，研究了它们的来源。由于补偿半径随宇宙自身$R_1(t)\propto a(t)$的变化而变化，因此CoSpheres表现为具有固定共动体积的气泡宇宙。使用球形塌缩模型，我们重建他们的轮廓，具有非常高的精度，直到$z=0$在N体模拟。CoSpheres对称定义和重建的中心最大值（播种晕和星系）和最小值（确定与宇宙空洞）。我们表明，完整的非线性动力学可以解决这个特定的补偿半径解析，宇宙学提供有用的预测。这种形式主义突出了局部极值与其大尺度宇宙环境之间的原始相关性。这些球面补偿宇宙区域的统计特性以及有效约束宇宙学和引力的可能性将在配套论文中进行研究。
2017-10-13 astro-ph.CO gr-qc
Timescape cosmology with radiation fluid
时间逃逸宇宙学代表了标准均匀宇宙学的一个潜在可行的替代方案，而不需要暗能量。虽然时间逃逸方案中的平均宇宙演化与Friedmann-Lemaitre模型的宇宙演化只有在相对较晚的时期（此时辐射能量密度的贡献可以忽略不计）才有实质性的不同，但为了使参数与光子退耦时期平滑匹配，并从宇宙微波背景数据中获得约束条件，需要对Buchert方程进行完整的求解以纳入辐射。在这里，我们扩展了在早期的工作中发现的物质主导的解决方案，包括辐射，在早期提供一系列的解决方案和一个有效的数值积分策略生成完整的解决方案。数值解被用来直接计算声视界的尺度在去耦，并在重子拖曳时代。普朗克卫星数据的这些尺度上的约束产生的时间逃逸宇宙学参数，这也同意从最近的SDSS-II超新星数据分析的最佳拟合值的界限，同时避免了原始锂-7丰度异常的问题。
2013-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Complementary probes of inflationary cosmology
对宇宙暴胀的严格约束分析需要几个探测器，它们共同调查了广泛的能量尺度。我们补充的宇宙微波背景数据与原始黑洞的宇宙丰度极限的更新汇编，我们推断严格的约束运行的标量谱指数。通过进一步包括对宇宙微波背景光谱畸变的即时测量，这些限制得到了显著改善，清楚地说明了联合大尺度和小尺度宇宙学调查的有效性。
2019-04-21 astro-ph.CO gr-qc
Pre-Big-Bang Cosmology and Circles in the Cosmic Microwave Background
我们研究的可能性，在宇宙微波背景的圆圈可以形成的相互作用的引力波脉冲发射在一些前大爆炸阶段的宇宙与最后的散射表面。我们得到预期的大小分布，这样的圆圈，以及它们的典型的环宽度和（同心圆）角间距。我们应用这些结果，特别是共形循环宇宙学，ekpyrotic宇宙学以及圈量子宇宙学与通货膨胀，以确定如何预测的几何性质，这些圆圈将不同的模型，因此，如果检测到，可以让我们区分各种前大爆炸宇宙模型。我们还得到了角环的宽度和角半径之间的关系，可以用来确定是否圆观察到的宇宙微波背景是由于高能前大爆炸事件。
2011-07-08 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic microwave background anisotropies in the timescape cosmology
我们分析了时间逃逸宇宙学中的宇宙微波背景（CMB）各向异性的频谱：一个潜在的可行的替代均匀各向同性宇宙学没有暗能量。我们利用这一事实，即时间逃逸宇宙学是非常接近的标准宇宙学在早期时代，以适应现有的数值代码产生CMB各向异性谱，并匹配这些尽可能接近的时间逃逸膨胀的历史。研究和比较了各种匹配方法。我们进行马尔可夫链蒙特卡罗分析的参数空间，并适合CMB多极$50 \le \ell \le 2500$的普朗克卫星数据。参数拟合包括修饰的哈勃常数$H_0 = 61.0$ km/s/Mpc（$\pm$ 1.3% stat）（$\pm$ 8% sys）和当前空隙体积分数$f_{v0} = 0.627$（$\pm$ 2.3% stat）（$\pm$ 13% sys）。我们发现最适合的似然性，这是最适合的Lambda CDM宇宙学在同一多极范围内。与早期的结果相反，由这种分析提供的参数约束不再承认原始锂丰度异常的解决方案的可能性。这个问题与重子与非重子暗物质的比率以及第二和第三声峰的高度比率之间的强约束有关，只要标准宇宙学被假设到最后散射的表面，就不能改变。如果在辐射主导的原始等离子体中也包括反反应项，这些结论可能会改变。
2015-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the Asymptotically Safe Cosmology: cosmic acceleration without dark energy
最近提出的渐近安全宇宙学为理解暗能量的本质及其相关的宇宙符合问题提供了一个优雅的机制。基本的想法是，宇宙的加速膨胀可能是由于在中等天体物理尺度（星系或星系团）产生局部反重力源的红外量子引力修正而发生的。在这个宇宙学模型中，没有使用额外的未经证实的能量尺度或微调。在这项研究中，渐近安全模型面临着最新的观测数据，从低红移探测器，即测量哈勃参数，标准蜡烛（万神殿SnIa，准恒星物体），重子声振荡（BAO）和高红移探测器（CMB位移参数）。执行一个整体的可能性分析，我们约束模型的自由参数，我们测试其性能对一致性模型（扁平$Λ$ CDM）利用一个大家庭的信息标准。我们发现渐近安全模型与$Λ$ CDM模型在统计上是等价的，因此它可以被看作是一个可行的和非常有效的宇宙学替代方案。
2019-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web Cosmology
本文提出纳入宇宙空洞与密度壁非均匀结构的宇宙学模型，通过修改弗里德曼方程描述宇宙网对膨胀和扰动增长的影响，并以此解决哈勃张力和σ8张力。
2025-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Modified Einstein-Cartan Gravity and its Implications for Cosmology
我们提出了一个修正的Einstein-Cartan引力方程。修正后的宇宙学偏离了小哈勃参数宇宙学的标准模型。一个特征性的哈勃尺度h 0，它与宇宙学常数有着内在的联系，它标志着宇宙学的标准模型和修正宇宙学的有效域之间的边界。对于大的哈勃参数，恢复了宇宙学的标准模型。在小哈勃参数的相反限制下，这是目前的情况，洛伦兹破坏效应将表现出来。其中一个含义是，可能没有必要援引暗物质来解释宇宙质量的差异。
2014-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring the cosmic dawn and epoch of reionization with 21cm line
宇宙的黑暗时代，当没有发光物体存在时，随着第一批恒星、星系和黑洞的诞生而结束。这个时代被称为宇宙黎明。宇宙再电离是宇宙中星系际介质在发光天体发射的电离光子驱动下发生的主要跃迁。虽然从黑暗时代到再电离的时期是宇宙中的一个里程碑，但我们对这一时期的认识还不够。由中性氢发射的宇宙21厘米信号有望为这一时期打开一扇新的窗口。在这篇综述文章中，我们首先介绍了21厘米线的基本物理和第一颗恒星如何影响21厘米线信号。接下来，我们简要总结了如何通过统计和机器学习方法从21 cm线信号中提取天体物理信息。我们还讨论了21厘米线信号和其他发射线之间的协同作用。最后，我们总结了21厘米实验的现状。
2023-03-20 astro-ph.CO
Time Asymmetry of Cosmic Background Evolution in Loop Quantum Cosmology
本文讨论了圈量子宇宙学（LQC）中宇宙背景随时间演化相对于量子反弹的不对称性，利用反弹点$ϕ_{\rm B}$的标量场值。我们使用混沌势和$R^2$势来证明在反弹之前可能的紧缩可以抵消解决宇宙学难题所需的膨胀，因此LQC中的模型需要一定程度的时间不对称性。这个$ϕ_{\rm B}$依赖于模型，并且与通货紧缩和通货膨胀的量密切相关，因此我们可以使用观察来限制$ϕ_{\rm B}$，从而限制模型参数。随着进一步的研究，这种形式主义应该是有用的，在提供一个观测的LQC模型的测试平台。
2019-06-09 astro-ph.CO gr-qc
Anomalies in the Cosmic Microwave Background and their Non-Gaussian Origin in Loop Quantum Cosmology
宇宙微波背景（CMB）中的异常是指已经观察到的特征，主要是在大角度尺度上，并且与标准$Λ$ CDM模型的统计预测显示出一些张力。在这项工作中，我们把注意力集中在功率抑制，偶极调制，奇奇偶校验的偏好，以及在透镜参数$A_L$的紧张局势。虽然每个异常的统计意义是不确定的，但总体上它们是重要的，并且可能表明新的物理学超越了$Λ$ CDM模型。在这篇文章中，我们提出了一个简短的，但教学介绍CMB异常，并提出了一个共同的起源在循环量子宇宙学的背景下。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Reionization and Cosmology with 21 cm Fluctuations
通过红移21厘米线测量中性氢的空间分布有望彻底改变我们对再电离时代和第一个星系的认识，并可能为从红移1<z<4观测宇宙学提供一个强大的新工具。在这篇综述中，我们讨论了最近的进展，我们的理论理解的时代的再电离（EoR），应用21厘米断层扫描宇宙学和测量的暗能量状态方程后再电离，仪器和观测技术共享的21厘米EoR和后再电离宇宙学机器。我们特别强调第一代21厘米波动仪器的预期信号和观测能力。
2009-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
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
The cosmic trimmer: Black-hole hair in scalar-Gauss-Bonnet gravity is altered by cosmology
研究发现标量-高斯-邦尼特引力中产生黑洞毛发的机制使其与宇宙学视界不相容，该理论因刚性无法通过标量时间依赖性匹配宇宙学，添加额外算子虽可容纳视界但会彻底改变黑洞毛发。
2025-02-13 astro-ph.CO gr-qc
Snowmass Computing Frontier: Computing for the Cosmic Frontier, Astrophysics, and Cosmology
本文介绍了宇宙前沿科学的（离线）计算要求和挑战，涵盖了数据管理，分析和模拟等领域。我们邀请贡献，以扩大所涵盖的主题范围，并加强目前的描述。
2013-11-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
New Approach to Evolving Gravitational Waves in Loop Quantum Cosmology
近年来，随着观测的发展，圈量子宇宙学（LQC）中的原初引力波（GW），即张量模宇宙微扰，正变得越来越可检验，这就需要更好的框架来连接观测和理论。在这项工作中，我们提出了一个新的形式主义，采用传递函数，使GW从任何时代，甚至在量子反弹之前，到以后的时间，包括现在。这里考虑的进化时期包括可能的通货紧缩，量子反弹和通货膨胀。这种形式主义使我们能够更准确地预测今天的GW功率谱。与ADM形式主义的LQC背景动力学，我们的方法是等价的常用的Bogoliubov变换演变的原始GW，但更透明的讨论和更容易计算，由于其性质是线性代数处理线性扰动。我们利用这一优势解决了红外抑制问题。我们还提出了量子反弹时期的有效质量的无场近似，大大提高了预测GW功率谱的准确性。我们的传递函数形式主义是一般的，在处理任何线性问题，因此预计在其他情况下与线性同样有用。
2019-06-09 astro-ph.CO gr-qc
HI tomographic imaging of the Cosmic Dawn and Epoch of Reionization with SKA
我们提供了一个概述的21厘米断层扫描的宇宙黎明和时代的再电离尽可能与SKA-Low。我们展示了为什么断层扫描是必不可少的研究CD/EoR和目前的规模，可以在不同的频率为SKA-低的不同阶段成像。接下来，我们将讨论分析层析成像数据的不同方法。最后，我们概述了只能通过断层扫描来回答的科学问题，从单个物体的特征到理解CD/EoR期间塑造宇宙的全球过程
2015-01-17 astro-ph.CO
Cosmology with cosmic voids
宇宙空洞构成了有希望的宇宙学实验室。然而，为了获得无偏的宇宙学约束，对影响观测测量的所有红移空间效应的完整描述是强制性的。我们对这些效应进行了概括性的描述，并为设计基于空尺寸函数和空-星系交叉关联函数的可靠宇宙学实验奠定了理论基础。我们表明，现代光谱调查提供了一个高的信噪比来检测和研究它们。
2022-05-26 astro-ph.CO
Cosmology with Cosmic Voids
Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文研究所）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石空间科学研究所）
研究宇宙空洞的理论基础和观测特性，探讨其在宇宙学中的应用及挑战。
2026-04-30 astro-ph.CO
Multiscale Cosmic Curvature: from Local Structures to Cosmology
本研究基于McVittie时空构建统一形式体系与相空间描述，通过分析三类宇宙情形的不变标量，量化了暗能量在局域宇宙结构中的主导效应，为跨尺度引力比较提供了新框架。
2025-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Comparative Study of Early-Universe Epochs in an $f(R,L_m)$ Gravity Model with Effective Curvature--Matter Interaction and $Λ$CDM Cosmology
Madan Mohan Malviya University of Technology（马达纳·莫汉·马尔维娅理工大学）
本文比较了f(R,L_m)模型与ΛCDM宇宙学在结构形成、重组和物质-辐射相等三个早期宇宙时期的核心方法及贡献。
2026-04-13 astro-ph.CO gr-qc
Precise Capture Rates of Cosmic Neutrinos and Their Implications on Cosmology
我们探索的宇宙学效应，如中微子光谱扭曲的中微子去耦和中微子在我们的银河系中，通过宇宙中微子捕获氚的测量潜力。我们计算每个中微子物种的精确捕获率，包括宇宙学效应来探测它们。捕获率的精确估计也很重要，因为估计捕获率的偏差可能表明新的中微子物理学和/或宇宙的非标准演化。此外，我们还讨论了狄拉克和马约拉纳中微子的捕获率之间的精确差异，所需的能量分辨率，以检测每个中微子物种和宇宙中微子的光谱重建的方法，通过发射的电子光谱，重点是PIMMY实验。
2021-04-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmology with Standard Sirens at Cosmic Noon
引力波（GW）直接测量到合并的光度距离，当与源红移的独立测量相结合时，提供了一种新的宇宙学探测。拟议中的下一代地基GW探测器，爱因斯坦望远镜和宇宙探测器，将探测到数万颗双星中子星（BNS）到宇宙学距离（$z>2$），超过恒星形成率（SFR）的峰值，或“宇宙正午”。“在这些距离上，通过观察电磁（EM）对应物或在星系目录上进行统计边缘化来测量源的红移将是具有挑战性的。在没有EM对应物或星系目录的情况下，Ding等人表明，合并红移分布的理论先验可以用来推断$w$ CDM宇宙学中的参数。我们认为，在BNS的情况下，红移分布将测量的短伽玛射线暴（GRBs），kilonovae，和已知的BNS宿主星系的独立观测。我们表明，除了测量背景宇宙学，这种方法可以限制修改GW传播的暗能量的影响。我们考虑简单的情况下，其中BNS率是\textit{a priori}已知遵循SFR。如果SFR是完全已知的，那么$\mathcal{O}(10,000)$事件（预计在宇宙探测器观测的一年内）将产生$H_0^{2.8}Ω_M$组合的不到十分之一的测量值。固定$H_0$和$Ω_M$，该方法可实现暗能量状态方程参数的5%测量。固定背景宇宙学和探测修正的GW传播，普朗克质量参数$c_M$的运行可以被测量为$\pm0.02$。虽然实际上，合并率的红移演化是不确定的，但峰值红移的先验知识将为标准的警报分析提供有价值的信息。
2021-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Uniqueness of Current Cosmic Acceleration
反对用宇宙学常数来解释当前宇宙加速膨胀时代的最有力的论据之一是存在一种更早的动力学加速，即暴胀。我们研究的可能性，加速是一个偶然的现象，把严格的限制之间的重组和最近的加速任何加速时代的长度，这样一个时代必须持续小于0.05 e倍（在z>2）或修改的物质功率谱超过20%。
2010-07-02 astro-ph.CO
Probability distribution and statistical properties of spherically compensated cosmic regions in $Λ$CDM cosmology
宇宙结构的统计特性是宇宙学的有力探针。特别是，有几项研究试图使用宇宙虚空计数来获得对暗能量的严格约束。在本文中，我们通过使用de Fromont & Alimi（2017 a）中介绍的CoSphere模型来解决这个问题。在标准的$Λ$ CDM模型中，我们得到了它们在原始宇宙和非线性演化宇宙中的精确统计量。我们首先计算的各种参数描述这些配置文件在高斯随机场的全联合高斯概率分布。我们只在补偿半径变得很大的极限，即中心极值从其宇宙环境中分离出来时，才恢复了Barthel等人（1986）的结果。我们推导出在这个原始场的补偿大小的概率分布。我们表明，这种分布是红移无关的，可以用来模拟宇宙空洞的大小分布。有趣的是，它可以用于中心最大值，如DM晕。我们解析地计算了原始宇宙和演化宇宙中补偿密度的统计分布。我们还导出了Barnesi等人（1986）已经介绍过的峰值参数的统计分布，并讨论了它们与宇宙环境的相关性。因此，我们表明，小中心极值与低密度与狭窄的补偿区域与一个小的$R_1$和深补偿密度$δ_1$，而较高的中心极值位于更大，但更平滑的上/下大规模的地区。
2017-09-28 astro-ph.CO gr-qc
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
Mass-to-Horizon Entropic Cosmology: A Unified Thermodynamic Pathway to Cosmic Acceleration
Institute of Physics, University of Szczecin（谢查钦大学物理研究所）
该研究提出基于熵力的宇宙加速模型，通过多观测数据联合分析，证明熵起源可解释晚期宇宙加速，优于ΛCDM模型。
2026-03-06 astro-ph.CO gr-qc
Modelling the 21 cm Signal From the Epoch of Reionization and Cosmic Dawn
通过红移21厘米谱线研究宇宙黎明和再电离时期是SKA1的主要科学目标之一。它们的重要性在于它们与宇宙中最早的恒星密切相关。解释即将出现的数据需要对相关的物理过程进行详细的建模。在这篇文章中，我们专注于再电离的理论模型，这些模型是由在印度工作的各个小组根据即将到来的SKA制定的。这些模型包括纯分析和半数值计算以及完全数值辐射转移模拟。从这些模型的21厘米信号的预测将是有用的，在约束使用SKA数据的早期星系的属性。
2016-10-26 astro-ph.CO
Cosmic Reionization On Computers: Baryonic Effects on Halo Concentrations During the Epoch of Reionization
重子既通过绝热收缩增加晕的浓度，又通过反馈过程排出质量。然而，在再电离时期普遍存在的辐射场如何影响暗物质晕中浓度的演化还不是很清楚。我们研究重子物理在再电离时代如何修改计算机宇宙再电离（CROC）模拟中的暗物质晕结构。我们使用两种不同的措施晕浓度量化的影响。我们比较浓度的晕之间匹配的全物理模拟和暗物质只有模拟$5 \leq z \leq 9$之间具有相同的初始条件。全物理模拟中的重子确实会将物质拉向中心，与仅暗物质模拟相比，增加了最大圆周速度。然而，它们的总体影响要比所有重子简单地集中在中心的情况小得多，这表明加热过程有效地抵消了冷却效应。最后，我们表明，在$z\approx5$晕浓度的重子效应是相对不敏感的再电离历史的环境变化。这些结果是有关模型的星系晕连接在再电离的时代。
2022-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Astrophysics of the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization with the SKA
平方公里阵列（SKA）将提供对早期宇宙的前所未有的看法，使用红移21厘米线的干涉观测。这条21厘米的线探测宇宙气体的热和电离状态，这是由我们宇宙中第一个结构的诞生和演化所决定的。在这里，我们将展示21厘米信号的演变将使我们能够研究第一代星系何时出现，它们的性质是什么，以及星系际介质的结构是什么。我们强调了定性趋势，这将为早期宇宙提供强大的见解。
2015-01-16 astro-ph.CO
Final States in Quantum Cosmology: Cosmic Acceleration as a Quantum Post-Selection Effect
该研究提出宇宙加速可作为量子后选择效应，通过推导含初终态约束系统的有效经典运动方程，在无暗能量等的FRW模型中实现宇宙加速的描述。
2024-12-16 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Observing the Epoch of Reionization with the Cosmic Microwave Background
我们回顾了可观测到的后果的时代的再电离（EoR）的宇宙微波背景（CMB），和由此产生的约束EoR。我们讨论如何汤姆逊散射EoR过程中产生的自由电子等同于CMB光子的光学深度。WMAP和普朗克卫星利用大尺度CMB偏振功率谱进行的光学深度测量是目前对宇宙再电离时间的少数限制之一。我们还提出了预测的精度，光学深度将测量未来的卫星任务。其次，我们考虑运动学的Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，以及kSZ功率谱如何依赖于再电离的持续时间。我们回顾目前的测量kSZ功率和预测未来的实验。最后，我们提到的建议，寻找在CMB的光谱失真，在EoR的电子温度相关，和想法映射的变化，在整个天空的光学深度。
2015-11-03 astro-ph.CO
