The Stability of the BAO Linear Point under Modified Gravity
本研究验证了BAO线性点在f(R)、DGP等与ΛCDM膨胀历史一致的修改引力模型中仍具鲁棒性，指出区分修改引力与ΛCDM需数十立方Gpc级巡天体积，为宇宙学引力检验提供参考。
2024-06-19 astro-ph.CO
The Complementarity of Redshift-space Distortions and the Integrated Sachs-Wolfe Effect: A 3D Spherical Analysis
假设广义相对论在大尺度上是正确的，红移空间畸变（RSD）和积分萨克斯-沃尔夫效应（ISW）都对线性增长函数的时间导数敏感。我们调查在何种程度上，这些探针提供互补或冗余的信息时，它们被结合起来，以限制线速度功率谱的演变，往往量化的功能$f(z)σ_8(z)$，其中$f$是对数导数的$σ_8$相对于$(1+z)$。使用球形傅里叶-贝塞尔（SFB）展开的星系数计数和球谐展开的CMB各向异性，我们计算的协方差矩阵的大星系红移调查相结合的CMB调查，如普朗克的信号。SFB的基础上允许精确的ISW估计，避免平面平行近似，它保留了RSD信息，否则会丢失时，投影角聚类到红移壳。它还允许使用CMB直接计算协方差。我们发现，ISW和RSD信号之间的相关性低，因为探针是敏感的不同模式。对于我们的默认调查，在大规模（$k<0.05 \Mpc/h$）上，与单独使用RSD相比，ISW可以将对$fσ_8$的约束改善10%以上。在未来，当精确的RSD测量在较小的尺度上可用时，来自ISW测量的宇宙学约束将不再具有竞争力;然而，它们仍然是一个有用的一致性测试，用于可能的系统污染和替代重力模型。
2012-05-08 astro-ph.CO
Distortions in the Surface of Last Scattering
光子在宇宙微波背景中的末次散射面不是球壳。除了其有限的宽度，每个光子在其到达我们的旅程中经历不同的引力势，导致不同方向的不同旅行时间。由于所有的光子都是在同一个宇宙时间释放的，所以旅行时间较长的光子比旅行时间较短的光子离我们更远。因此，最后散射的表面是波纹状的，是变形的球壳。我们提出了一个估计二次在温度和偏振领域，可以提供一个地图的时间延迟作为一个功能的位置在天空中。这张地图的信噪比可能超过偶极子的单位，从而提供了一个罕见的洞察宇宙的最大可观测尺度。
2019-05-10 astro-ph.CO
Deconstructing the neutrino mass constraint from galaxy redshift surveys
中微子的总质量可以通过星系红移测量的多种方式来限制。大质量中微子改变了宇宙的膨胀率，这可以用重子声学振荡（BAO）或阿尔科克-帕钦斯基（AP）测试来测量。大质量中微子也改变了结构增长率和物质功率谱的振幅，这可以用红移空间畸变（RSD）来测量。我们使用的Fisher矩阵形式主义解开这些信息源，提供投影中微子质量约束，从这些探针单独和确定如何敏感的假设宇宙模型。我们隔离的独特效果的中微子自由流的物质功率谱和结构增长率作为一个独特的信号，大规模的中微子，可以提供最强大的约束，这是相对不敏感的扩展到$Λ$ CDM以外的宇宙模型。我们还提供了预测的约束条件，使用所观察到的星系功率谱中包含的所有信息相结合，并表明，这些最乐观的约束主要是有限的准确性，宇宙微波背景的光学深度，$τ$，是已知的。
2018-03-24 astro-ph.CO
The impact of anisotropy from finite light travel time on detecting ionized bubbles in redshifted 21-cm maps
在红移的21厘米图中探测类星体周围的电离泡可能是未来最直接的再电离探测之一。我们考虑两个模型的球形电离气泡的增长，研究红移21厘米的地图中的气泡的表观形状，考虑到有限的光旅行时间（FRTT）在整个气泡。我们发现，FLTT，其效果是特别明显的大泡沫，导致泡沫的图像继续增长，以及它的实际增长结束后。气泡的FLTT图像有两种明显的畸变：（i）它的视中心沿着类星体的视线（LOS）向观测者移动;（ii）它的形状沿着LOS是各向异性的。气泡最初沿LOS拉长。这在气泡出现压缩的生长后期阶段是相反的。预期FRTT失真会对匹配滤波器气泡检测产生影响，其中最方便的是将球形模板用于滤波器。我们发现，最佳匹配的球形滤波器提供了一个相当不错的估计的大小和各向异性图像的中心的移位。球形滤波器和各向异性图像之间的失配导致SNR相对于球形气泡的SNR降低10 - 20%。我们得出结论，球形过滤器是足够的气泡检测。FRTT畸变不影响1000小时GMRT观测的气泡检测下限。假设在z \sim 8处中性分数为0.6，对于3-sigma和5-sigma检测，可能检测的最小球形滤波器分别具有24 Mpc和33 Mpc的共移动半径。
2010-12-20 astro-ph.CO
Nonlinear Redshift-Space Distortions in the Harmonic-space Galaxy Power Spectrum
未来的高光谱分辨率星系巡天将观测到几乎全天空足迹的星系。因此，为这些巡天观测建立星系团模型时，必须考虑窄红移面元的广角效应。特别是，当红移箱的大小是典型的奇特的速度场相比，非线性红移空间失真（RSD）的效果变得很重要。一个朴素的投影的傅立叶空间RSD模型的球谐空间导致分歧的表达。本文提出了一种将高阶RSD项投影到球谐空间的一般形式。我们发现，非线性RSD效应，包括上帝的手指（FoG），可以完全归因于径向窗口函数的修改。我们发现，而线性RSD提高谐波空间功率谱，不像三维的情况下，增强小角度尺度上减少。如果面元大小小于$Δr \lesssim πσ_u$，上帝之指会抑制所有横向尺度上的角功率谱;例如，对应于几百个谱分辨率$R=λ/Δλ$的径向面元大小满足条件。我们还提供了平天近似再现完整的计算，以子百分之精度。
2020-09-30 astro-ph.CO
Proper Fourier decomposition formalism for cosmological fields in spherical shells
宇宙学随机场常在球面傅里叶-贝塞尔基下进行分析。与笛卡尔傅立叶基相比，它的优点是适当地考虑了一些相关的物理过程（红移空间扭曲，红移演化）。观测通常是以红移切片的形式出现，并覆盖部分天空。这些掩蔽效应强烈地关联傅里叶-贝塞尔模式，其意味着完美的球形几何形状，并导致大量冗余测量。这项工作提出了一个新的傅立叶基，更适合于测量在红移壳和结果在更少的傅立叶模式，与径向模式严格不相关的大尺度和角度模式的冗余显着减少。我认为，球面傅立叶分析的宇宙学领域应始终使用这些新的模式，而不是历史上建立的傅立叶-贝塞尔本征函数。另一方面，新的角度模式有许多实际的优点和缺点，是否采用它们进行特定的分析，应根据具体情况进行。
2019-06-13 astro-ph.CO
Redshift-space distortions from vector perturbations II: Anisotropic signal
我们研究的影响星系关联函数的示踪剂的特殊速度的矢量分量的存在下，在统计各向同性被违反的情况下。我们提出了一个一般的框架-双极球谐函数展开的基础上-研究这种效果在一个模型独立的方式，没有任何假设的起源或这些矢量模式的属性。我们构建了六个新的可观测量，除了标准的单极子、四极子和十六极子之外，还可以在星系目录中直接测量，并且我们证明它们完全描述了对各向同性的任何偏差。然后，我们进行Fisher分析，以量化未来星系调查的约束力。作为一个例子，我们表明，SKA 2将能够检测到各向异性的旋转速度与振幅低至1%的涡壳交叉过程中产生的标准暗物质的情况下。
2018-07-02 astro-ph.CO
Quantifying the Redshift Space Distortion of the Bispectrum I: Primordial Non-Gaussianity
红移空间双谱的各向异性包含了丰富的宇宙学信息。该各向异性取决于三个矢量${\bf k_1,k_2,k_3}$相对于视线的取向。在这里，我们已经分解的红移空间双谱的球谐完全量化这种各向异性。为了说明这一点，我们考虑线性红移空间失真的双谱所产生的原始非高斯性。在平面平行近似中，只有前四个偶$\ell$多极子具有非零值，我们给出了所有非零多极子的显式解析表达式{ \it，即}直至$\ell=6,m=4$。不同的多极矩与实空间双谱的比值仅取决于线性红移畸变参数$β_1$和三角形的形状。考虑到所有可能形状的三角形，我们研究了这个比率如何取决于$β_1=1$的三角形形状。我们还研究了一些极端三角形形状的$β_1$依赖性。如果将来测量，这些多极矩具有约束$β_1$的潜力。如果人们希望用红移巡天来约束$f_{\text{NL}}$，这里给出的结果也很重要。
2020-01-28 astro-ph.CO
Real-space density profile reconstruction of stacked voids
我们提出了一种非参数，模型无关的方法来重建球形密度分布的空堆在真实空间中，没有红移空间扭曲。我们的方法使用预期的球形对称性堆叠的空隙，建立在真实空间中的宇宙空隙的球形密度分布的形状，而没有任何假设的宇宙模型。我们测试的重建算法与玩具模型和一个完整的暗物质模拟。我们提出的模拟结果：重建的球形密度分布的模拟堆叠在现实空间中的空隙。我们还提出了该算法的第一个应用程序，以重建真实空间中的真实宇宙空洞堆积密度分布，来自斯隆数字巡天（Sutter等人，2012 b）。我们讨论的算法和可能的未来改进的能力。从真实的空洞重建的密度分布开辟了道路的球形平均空洞的动力学结构的研究。
2015-11-21 astro-ph.CO
Statistical anisotropy in CMB spectral distortions
宇宙微波背景辐射谱$y$畸变各向异性的测量提供了对$0.01\lesssim k{\rm Mpc}\lesssim 1$原始密度扰动统计各向同性的检验。我们计算1点系综平均值的$y$失真各向异性消失的统计各向同性扰动。对于四极统计各向异性，我们发现$4π\langle y_{2m}\rangle=-6.8A_2\times 10^{-9}Y_{2m}(\mathbf d )$与四重勒让德系数的各向异性功率谱$A_2$和$\ell=2$球谐$Y_{2m}(\mathbf d )$的首选方向$\mathbf d $。此外，我们还讨论了统计各向异性宇宙中$y$ -畸变各向异性的宇宙方差。
2019-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulating Redshift-Space Distortions for Galaxy Pairs with Wide Angular Separation
星系巡天中的红移空间畸变（RSD）分析提供了对结构生长引起的特殊速度振幅的限制，从而允许在极大尺度上测试广义相对论。下一代星系红移巡天，如重子振荡光谱巡天（BOSS）和欧几里得实验将巡天星系到z=2，超过10，000 - 20，000平方度。在这样的巡天中，具有大的共动距离的星系对将优先具有宽的角距离。在标准的平面平行理论中，由于RSD而导致的星系位置的位移被假设为对所有星系都是平行的，但这个假设在广角对中会被打破。Szapudi 2004和Papai & Szapudi 2008提供了一种基于三极球谐函数展开的方法，用于计算所有角星系对间距的红移空间关联函数。在本文中，我们介绍了一个新的程序分析广角效应的数值模拟。我们能够分离，证明，并适合由广角RSD理论所描述的每一个效果。我们的分析突出了处理广角对的一些细微差别，并表明即使对于相对较小的角度，影响也不可忽略。这种分析将有助于确保充分利用未来的调查RSD测量，目前仅限于对分离小于\sim 80 Mpc/h出z \simeq 0.5。
2010-06-08 astro-ph.CO
Hybrid-basis inference for large-scale galaxy clustering: combining spherical and Cartesian Fourier analyses
未来的精确宇宙学将从包括暗能量光谱仪（DESI）和欧几里得在内的大尺度结构实验中探索比以前调查所涵盖的更广泛和更深的宇宙体积。基于傅立叶平面波基的各向异性星系团的笛卡尔功率谱分析做出了许多假设，包括局部平面平行近似，这些假设在非常大的尺度上不再有效，并且可能会降低宇宙学约束。我们提出了一种方法，利用一个混合的基础上：在最大尺度上，聚类统计被分解成球面傅立叶模式，尊重自然的几何调查观测和物理效应沿视线，如红移空间扭曲，阿尔科克-Paczyovsky和光锥效应;在具有更多聚类模式的较小尺度上，我们保留了由快速傅立叶变换辅助的功率谱分析的计算益处。这种方法是特别适合于本地原始非高斯$f_\textrm{NL}$通过规模依赖的晕偏的似然分析，我们证明了它的适用性与$N$体模拟。我们还发布了我们的公共代码Harmonia（https：//github.com/MikeSWang/Harmonia），用于球面傅立叶或混合基分析中的星系聚类似然推断。
2020-10-09 astro-ph.CO
The Impact of Foregrounds on Redshift Space Distortion Measurements With the Highly-Redshifted 21 cm Line
中性氢的21厘米高红移线已被认为是宇宙学的独特探针，从相对较低的红移（z ~ 1）一直到再电离期（z ~ 8）甚至更远。到目前为止，大多数工作集中在恢复球平均功率谱的21厘米的信号，因为这种方法最大化的信号噪声在初始测量。然而，像星系巡天一样，21厘米的信号受到红移空间畸变的影响，并且在视线和横向方向之间具有固有的各向异性。对这种各向异性的测量可以产生独特的宇宙学信息，甚至可能将物质功率谱与天体物理效应隔离开来。然而，在干涉测量中，前景在视线方向和横向方向之间也具有各向异性的足迹：所谓的前景“楔形”。虽然前景减法技术正在积极发展，“前景避免”的方法，简单地忽略污染模式可以说是最成功的日期。在这项工作中，我们分析了这种前景各向异性的影响，在恢复的红移空间失真签名在21厘米测量在高和中等的红移。我们发现，即使是最大的EoR实验（HERA和SKA）的前景楔损坏几乎所有的红移空间信号，使宇宙学信息无法恢复，没有前景减法。这种情况在较低的红移下有所改善，从观测坐标到宇宙学坐标的红移依赖映射显着减小了楔形的大小。仅使用前景回避，我们发现，像CHIME这样的大型实验可以对宇宙学参数施加非平凡的约束。
2014-12-17 astro-ph.CO
Spiky CMB distortions from primordial bubbles
在多维势中，在暴胀期间可能通过量子隧穿成核的原始气泡可能留下了一些目前可探测到的遗迹。这些气泡在辐射时代转变为黑洞，这可能解释了LIGO黑洞、超大质量黑洞，并可能在暗物质中发挥重要作用。通常，这些黑洞被向外传播的球形声波包形式的能量赤字所包围。在这项工作中，我们研究如何在重组的时间之前，宇宙等离子体的扰动消散，导致CMB的光谱失真。我们发现在最后一个散射面上可能存在一些罕见的包含巨大黑洞的区域，这些区域产生了潜在的可检测的$μ$型畸变的点状信号。
2020-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kinematic Distortions of the High-Redshift Universe as Seen from Quasar Proper Motions
本文利用机器学习预测157万个类星体红移并结合Gaia自行数据，通过矢量球谐分析发现不同红移区间存在显著运动学畸变差异，为检验替代宇宙学模型提供了新观测手段。
2025-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Validation of Spherical Fourier-Bessel power spectrum analysis with lognormal simulations and eBOSS DR16 LRG EZmocks
本文通过将对数正态和eBOSS DR16 LRG EZmock模拟应用于SFB管道，验证了能完全考虑宽角效应的球面傅里叶-贝塞尔功率谱分析的可行性。
2024-02-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Visualising relativistic effects in redshift space distortions of large scale structure
Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of the Western Cape（西开普敦大学）
本文研究了在考虑更高阶相对论效应时，大尺度结构在红移空间中的畸变现象及其对真实空间结构分析的影响。
2025-08-05 astro-ph.CO gr-qc
Distortion of Infall Regions in Redshift Space-I
研究表明，与传统的轴向卷积投影空间相比，在红移切片空间中，球形下落模型（SIMs）能更好地描述某些星系团。这是因为在SIM中，星系团和观测者之间的横向运动和/或星系团周围的剪切流（如旋转）的存在会导致落入伪影倾斜，模糊了特征性的双喇叭形轮廓;有些星系团类似于这种倾斜的伪影。我们说明了应用SIM卷积数据的缺点，作为一种替代方案，介绍了一种方法拟合倾斜的2D信封，以确定一个3D信封。我们还介绍了一种拟合算法，并在玩具SIM模拟以及三个集群（Virgo，A1459和A1066）上进行了测试。我们推导出有用的关系，使用倾斜和宽长比的拟合信封来分析奇特的速度。我们将它们应用于我们的三个集群作为示范。我们发现星系团和观测者之间的横向运动可以被排除作为观测到的倾斜的唯一原因，并且多星系团研究可能是找到我们向室女星系团坠落的可行方法。
2014-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multiscale Inference of Matter Fields and Baryon Acoustic Oscillations from the Ly-alpha Forest
提出了一种新的贝叶斯方法，用于联合重建准非线性区域的宇宙物质密度场、奇异速度场和功率谱。我们研究其适用性的Ly-alpha森林的基础上多个类星体的吸收光谱。我们解决这个问题的方法包括多尺度、非线性、两步方案，因为描述物质分布的统计依赖于尺度，在小尺度（< 0.1 h^{-1} Mpc）上是强非高斯的，在>~10 h^{-1} Mpc的尺度上是接近对数正态的。第一步是基于一个任意的非高斯单变量物质统计模型，沿z~2-3类星体的视线方向进行一维高分辨物质密度重建。第二步是基于条件PDF的吉布斯采样。物质密度场采用泊松/伽马对数正态模型在实空间中进行哈密顿采样，而红移畸变则采用线性拉格朗日微扰理论进行校正。对数正态变换变量的高斯分布（因此接近线性状态）的功率谱可以用逆伽马分布函数一致地采样。我们通过数值N体模拟测试了我们的方法，计算量足够大（> 1 h^{-3} Gpc ^3），表明线性功率谱在大于~20 h^{-1} Mpc的尺度上都能很好地恢复，即重子声学振荡（BAO）留下的特征出现的相关范围。
2012-06-27 astro-ph.CO math.ST stat.AP
