Shapes and orientations of massive halos in the statistically anisotropic universe
Chukyo University（中京大学）；Nagoya University（名古屋大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究统计各向异性对大质量暗物质晕形状和取向分布的影响，发现晕取向受各向异性影响显著，更 massive 的晕更易对齐于各向异性方向，同时其他矢量量如速度和角动量也受各向异性影响较小。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Nature of Primordial Fluctuations from Anisotropic Inflation
本文研究了各向异性暴胀中原初涨落的统计性质，暴胀是由与暴胀子耦合的矢量场实现的。通过推广各向同性暴胀中的平切片规范，我们找到了一个适合于各向异性暴胀的规范，我们称之为正则规范。利用正则规范，我们揭示了曲率扰动、矢量波和引力波之间的耦合结构。我们确定了两个来源的各向异性，即各向异性由于宇宙的各向异性膨胀和由于各向异性变量之间的耦合。事实证明，后一种效应占主导地位。由于曲率扰动与矢量波的耦合最强，曲率扰动的统计各向异性比引力波的统计各向异性大。我们发现了曲率扰动与引力波之间的互相关，而这种互相关在传统暴胀中是不存在的。我们还发现了引力波的线偏振。最后讨论了所得结果的宇宙学意义。
2010-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Induced gravitational waves from statistically anisotropic scalar perturbations
标量诱导的引力波（SIGW）在通过引力波测量探测极短尺度标量扰动方面受到越来越多的关注。在本文中，我们研究了统计各向异性标量扰动的SIGW，这些扰动是在暴胀情景中激发的，例如，向量场虽然SIGW能谱的系综平均对于标准统计各向同性标量扰动是各向同性的，但是源中的统计各向异性引入了差分SIGW能谱的多极矩。我们考虑标量功率谱中的四极各向异性，并表明SIGW谱具有直到$\ell=4$的各向异性。我们提出了多极矩的通用公式，然后将它们应用到δ函数和对数正态源谱。我们发现前一种情况下的解析表达式，并表明多极矩的红外标度是相同的各向同性SIGW。有趣的是，在高$k$尾中有一个额外的局部最小值，这是区别于各向同性SIGW的一个关键特征。后者对数正态的情况下是解析的窄峰源，我们进行了数值计算的宽峰。正如人们所预料的那样，多极矩随着源宽度的增加而变宽。我们的结果有助于通过SIGW检验极小尺度下原初密度扰动的各向同性。
2022-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Perturbation Theory With Background Anisotropic Curvature
将宇宙学扰动理论推广到各向同性膨胀但曲率各向异性的时空。在一般规范下导出了有质量粒子和无质量粒子的微扰爱因斯坦方程和玻尔兹曼方程，并提出了微扰的简谐模和矩的分解。推广的情况下，各向异性膨胀也存在于背景中进行了讨论。
2014-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Generation of Curvature Perturbations with Extra Anisotropic Stress
我们研究的曲率扰动和宇宙微波背景（CMB）的功率谱的存在下，一个假设的额外的各向异性应力可能会出现，例如，从暗辐射项膜世界宇宙学。我们演化了中微子退耦前后这种微扰的标量模，并分析了它们对CMB谱的影响。这项工作的一个新的结果是，中微子和额外的各向异性应力的取消可能会导致一个频谱的剩余曲率扰动，这是类似于所观察到的CMB功率谱。这意味着在从CMB分析中确定宇宙学参数时可能需要额外考虑。
2010-01-28 astro-ph.CO
Hubble Diagrams in Statistically Homogeneous, Anisotropic Universes
本文通过光线追踪研究统计均匀但各向异性宇宙中的哈勃图，发现在存在统计均匀性尺度时平均模型与实际观测一致，否则差异显著，有助于解释晚期宇宙大尺度各向异性观测。
2024-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Imprints of anisotropic inflation on the cosmic microwave background
我们研究了各向异性暴胀对CMB温度涨落和偏振的影响。统计各向异性不仅源于曲率和张量扰动的方向依赖性，还源于曲率和张量扰动之间的互相关以及张量扰动的线性极化。我们证明了非对角$TB$和$EB$谱以及对角和非对角$TT, EE, BB, TE$谱是由各向异性暴胀引起的。我们强调，由互相关引起的非对角谱可能是各向异性膨胀的特征信号。
2011-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum Fluctuations of Vector Fields and the Primordial Curvature Perturbation in the Universe
将δN形式推广到向量场的摄动。后者在de Sitter时空中量子化，发现一般情况下矢量场的粒子产生过程是各向异性的。通过引入两个参数p和q来参数化该各向异性，这两个参数由共形不变性破缺机制确定。如果它们中的任何一个是非零的，则生成的k是统计各向异性的。因此，功率谱和非线性参数fNL具有角调制。这种形式主义适用于两个向量曲率模型和通货膨胀结束的情况。发现对于p \ne 0，fNL的大小及其角调制的方向与谱中的各向异性相关。如果p \gtrsim 1，则fNL的各向异性部分比各向同性部分占优势。这些都是不同的观测特征;它们的发现将是矢量场对地球自转贡献的确凿证据。在第一曲率模型中，矢量场与重力非最小耦合，在第二曲率模型中，矢量场具有时变动力学函数和质量。在前者中，只能产生统计各向异性双折射，而在后者中，各向同性双折射也可以实现。这些矢量曲率场景的参数空间足够大，可以在粒子物理模型中实现。在通货膨胀结束的情况下，fNL具有类似的属性与额外的各向异性项的矢量曲率的情况。
2010-09-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Signatures of Anisotropic Spatial Curvature
如果人们愿意放弃空间各向同性的宝贵假设，许多有趣的宇宙学模型可以超越简单的各向异性膨胀的情况。一个有趣的可能性是由无剪切模型中出现的各向异性的水平上的曲率的均匀的空间部分，而膨胀是由一个单一的比例因子。我们表明，这样的模型是可行的替代品来描述暴胀宇宙的大尺度结构，导致一个运动学等效的萨克斯-沃尔夫效应。通过定义一组完备的空间本征函数，我们计算了这些模型中标量扰动的两点关联函数。此外，我们展示了这样的场景将如何修改的CMB的频谱假设的意见发生在一个小补丁的宇宙各向异性曲率。
2015-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Non-detection of a statistically anisotropic power spectrum in large-scale structure
我们在斯隆数字巡天（SDSS）测量的光度发光红星系（LRGs）样本中寻找原始功率谱的四极各向异性，其中P（\vec{k}）是各向同性功率谱P（k）乘以四极调制模式。我们首先对一般四极各向异性的5个系数进行限制。我们还考虑了形式为P（\vec{k}）= P（k）{1 + g_*[（\hat{k} \cdot \hat{n}）^2 - 1/3]}的轴对称四极子，其中\hat{n}是各向异性轴.当我们强迫对称轴\hat{n}在（l，b）=（94度，26度）的方向上时，我们发现g_*= 0.006 +/-0.036（1 σ），这是在最近Groeneboom等人对宇宙微波背景的分析中确定的。利用\hat{n}和g_* 的均匀先验，我们发现-0.41 <g_*<+0.38的概率为95%，其范围很宽主要是由于与银道面对齐的不对称性的大的不确定性。在这三种分析中，我们都没有发现大尺度结构中四极幂次各向异性的证据。
2010-05-21 astro-ph.CO
Remarks on inhomogeneous anisotropic cosmology
最近，一个新的非全球性的坍缩参数给出了一些非均匀和各向异性的宇宙学，利用表面变形的平均曲率流。本文讨论了洛伦兹流形中类空曲面的平均曲率流的重要性质。我们证明了在宇宙演化过程中可能会形成奇点，禁止全局坍缩的定理失去了有效性。空间标量曲率的时间演化，可以防止运动学上的重叠，确定在正常的坐标，这表明显着的不均匀性的影响。我们的分析表明，引起通货膨胀的数值解的警告。
2016-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical Analysis of Anisotropic Inflation
通过$f^2(ϕ)F_{μν}F^{μν}$项耦合到矢量场的膨胀子在文献中的几个上下文中使用，例如产生原始磁场，产生统计各向异性曲率扰动，支持各向异性膨胀和规避$η$问题。在这里，我进行动态分析这样一个系统，允许最一般的比安奇我的初始条件。我还确认了吸引子平衡点在相空间方向上的稳定性，以前没有研究过。
2016-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Theories with limited extrinsic curvature and a nonsingular anisotropic universe
我们提出了一类理论，可以限制标量构造的外在曲率。应用于宇宙学，这个框架允许我们不仅控制哈勃参数，而且各向异性没有奥斯特罗格拉茨基鬼的问题，这是在形成鲜明对比的情况下，限制时空曲率标量。我们的理论可以被看作是模仿和cuscuton理论（从而澄清他们的关系），这是已知的拥有一个结构，只限制在均匀和各向同性背景的哈勃参数的推广。作为我们的框架的应用程序，我们构建了一个模型，其中各向异性和哈勃参数保持有限的在任何阶段的对角Bianchi I型设置中的宇宙演化。宇宙从一个恒定的各向异性阶段开始，在低能量下恢复爱因斯坦引力。我们还表明，宇宙学的解决方案是稳定的，对广泛的一类扰动波数，虽然不稳定性可能仍然是任意的初始条件。
2020-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing spatial curvature in an anisotropic extension of $w$CDM model with low redshift data
本研究利用多组低红移观测数据，约束带空间曲率的Bianchi I型各向异性扩展$w$CDM模型，发现各向异性量级约$10^{-13}$，不同数据组合对宇宙空间曲率的结论存在差异，且均支持暗能量的精质形式。
2024-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Balancing Anisotropic Curvature with Gauge Fields in a Class of Shear-Free Cosmological Models
我们提出了一个完整的列表中的广义相对论剪切自由的解决方案，在一类各向异性，空间均匀和正交的宇宙模型包含一个集合的$n$独立$p$ -形式规范场，其中$p\in\{0,1,2,3\}$，除了标准的$Λ$ CDM物质场建模为完美的流体。在这里，规范场（的集合）平衡了剪切传播方程右侧的各向异性空间曲率。结果是一类动态等价于标准FLRW宇宙学的解，其有效曲率常数$K_{\rm{eff}}$取决于空间曲率和规范场的能量密度。在一个单一的规范场（$n=1$）的情况下，我们表明，只有时空，承认这样的解决方案是LRS比安奇型III，比安奇型VI $_0$和Kantowski-Sachs度规，这是动态等价于开放（$K_{\rm{eff}}<0$），平坦（$K_{\rm{eff}}=0$）和封闭（$K_{\rm{eff}}>0$）FLRW模型，分别。在一系列规范场（$n>1$）的情况下，Bianchi II型也有一个无剪切解（$K_{\rm{eff}}>0$）。我们确定的LRS比安奇III型解决方案是唯一的剪切自由的解决方案，规范场哈密顿量从下面的整个类模型的范围。
2018-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Possibility of Anisotropic Curvature in Cosmology
除了切变和涡度外，均匀背景也可能表现出各向异性曲率。在这里，一类时空被证明存在的各向异性是唯一的后一种类型，和无剪切的条件是由一个典型的，无质量的2-形式的字段支持。这样的时空在天空中有一个优先的方向，同时在背景水平上有一个各向同性的CMB。的光度距离的失真的推导和用于测试的模型对CMB和超新星（使用联合目录），它的结论是，后者表现出高于预期的依赖角位置。结果表明，未来的巡天观测可以通过全天观测~ 20 /（Ω_{k 0}^2）超新星来探测可能的首选方向。
2010-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic Trispectrum of Curvature Perturbations Induced by Primordial Non-Abelian Vector Fields
由于对统计各向同性被破坏并能在宇宙学观测中揭示的早期宇宙模型的兴趣，我们考虑了单标量场暴胀情形下规范相互作用的SU（2）理论。我们计算的曲率扰动的三谱，作为一个自然的后续行动，我们以前的文件，在那里我们研究了同类模型的双谱。选择非阿贝尔设置是非常方便的：一方面，规范玻色子自相互作用可以是非常有趣的，因为它负责在宇宙学关联函数中出现额外的非平凡项（在阿贝尔情况下自然不存在）;另一方面，它的结果可以很容易地简化为U（1）情况。正如所预期的矢量玻色子的存在下，首选的空间方向出现和三谱揭示各向异性的签名。我们评估它的振幅tau_{NL}，它接收标量场和矢量场的贡献，并验证，在其参数空间的一个大的子集，后者的贡献可以大于前者。我们进行了形状分析的三谱，特别是我们讨论，与一些例子，如何出现在三谱的解析表达式中的各向异性参数可以调制其配置文件，我们表明，各向异性部分的三谱的振幅可以是相同的数量级的各向同性部分。
2010-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective anisotropic stresses of the relic gravitons
由几何的标量模式引起的有效各向异性应力依赖于坐标系，使得竞争结果的比较最终由每个特定规范中的关键变量的演变来确定。在争论这个问题的唯一合理的物理坐标系是规范自由度完全固定的（如纵向和均匀曲率计），我们提出了一种新的规范不变的策略，规范相关的结果进行比较。而不是采用一个给定的坐标系的关键变量，有效的各向异性应力表示的重力正常模式的等离子体和他们的共形时间导数。新的方法是明确的规范不变的，当正常模式的波长是短或大于声音的地平线，各向异性应力的物理极限的确定，而不依赖于特定的细节的背景演变。在标量各向异性应力和非绝热压力波动同时存在的一般情况下，所提出的策略的相关性进行了讨论。最后，我们认为，各向异性应力可以最有效地从二阶有效的曲率不均匀性的行动。
2020-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic bispectrum of curvature perturbations from primordial non-Abelian vector fields
我们考虑了一个原始SU（2）矢量多重态在暴胀模型中的矢量场的量子涨落参与产生的曲率微扰。最近，由于在宇宙学扰动中产生某种程度的统计各向异性的有趣可能性，大量的注意力已经被投入到由矢量场填充的模型中。我们提出的方案是强烈的动机，事实上，对于非阿贝尔规范场，自相互作用是负责产生额外的条款，在宇宙学关联函数，这是自然缺席的阿贝尔情况。我们计算这些额外的贡献的曲率扰动的双谱，使用Δ N公式和Schwinger-Keldysh形式主义。转动不变性的原始破坏（由于SU（2）规范多重态的引入）在关联函数上留下了印记，正如预期的那样，在我们的结果中引入了一定程度的统计各向异性。我们计算了非高斯参数f_{NL}，证明了来自规范玻色子自相互作用的新贡献是重要的，在某些情况下是主导的。我们研究的双谱的形状，我们发现，它原来的峰值在本地配置，与振幅，这是由打破统计各向同性的首选方向调制。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic Non-Gaussianity from a Two-Form Field
我们研究一个暴胀的情况下，一个暴胀子夫妇非平凡的两种形式的领域。首先，我们证明了各向异性膨胀可以实现为吸引子解决方案，并在膨胀过程中保持两种形式的头发。统计各向异性可以发展，因为累积的各向异性相互作用诱导的背景两种形式的字段。曲率扰动的功率谱具有扁长型各向异性，与具有扁长型各向异性的矢量模型相反。我们还评估了双谱和三谱的曲率扰动，采用在形式主义的基础上相互作用的哈密顿。我们发现非线性估计量$f_{NL}$和$τ_{NL}$与功率谱中统计各向异性的幅度$g_*$相关。与矢量模型不同，$f_{NL}$和$τ_{NL}$在压缩极限都消失了。然而，估计量$f_{NL}$可以达到10的数量级在等边和折叠的限制。这些结果与Planck约束下的$f_{NL}$的最新结果是一致的。
2013-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Testing spatial curvature and anisotropic expansion on top of the $Λ$CDM model
我们探索了扩展$Λ$ CDM模型的可能优势，与其空间平坦的RW时空假设相比，通过更真实的背景，同时保留基础物理;特别是，通过同时允许非零空间曲率和各向异性膨胀，即，An- $oΛ$ CDM模型。这是为了测试最新的数据是否支持空间平坦性和/或各向同性膨胀，如果不是，探索空间曲率和膨胀各向异性（由于其僵硬的流体状行为）在解决一些宇宙学张力中的作用。我们首先介绍An- $oΛ$ CDM的理论背景和明确的数学构造;结合RW时空的最简单的各向异性推广，即，Bianchi I、V、IX型时空然后，我们约束这个模型和它的特殊情况，即，一个- $Λ$ CDM、$oΛ$ CDM和$Λ$ CDM，通过使用来自不同探针的数据集，即，Planck CMB（+Lens），BAO，SnIa Pantheon和CC数据，并讨论结果。最终，我们得出结论，在所考虑的设置中，（i）数据证实了空间平坦性和各向同性膨胀，尽管不能排除非常少量的现今膨胀各向异性，例如，$Ω_{\sigma0}\lesssim10^{-18}$（95\% C.L.）对于来自CMB+Lens的An-$Λ$ CDM，（ii）在顶部$Λ$ CDM上引入空间曲率或各向异性膨胀或两者不提供对$H_0$张力的可能松弛，以及（iii）各向异性膨胀的引入既不影响来自CMB（+Lens）的闭合空间预测，也不改善由闭合空间导致的$H_0$的急剧减小的值。我们讨论…
2023-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Towards resolution of anisotropic cosmological singularity in infinite derivative gravity
在本文中，我们将表明，运动方程的二次曲率，鬼自由，无穷导数理论的重力将不允许各向异性崩溃的均匀宇宙的Kasner型真空解决方案。
2018-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropic separate universe : Long-wavelength perturbations and conserved quantities
Ewha Womans University（梨花女子大学）；National Institute of Technology, Fukui College（福井工业技术学院）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Yokohama National University（横滨国立大学）
研究均匀各向异性背景下线性扰动长波长演化，利用空间梯度展开推导出超视界解并建立对应关系，确定守恒量，揭示曲率扰动演化更丰富，还建立了相关形式主义及关系，为预测统计各向异性提供基础。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic spacetimes in $f(T,B)$ theory II: Kantowski-Sachs Universe
在修改的telepallel的$f(T, B)$ -重力理论的背景下，我们考虑一个均匀和各向异性的背景几何所描述的Kantowski-Sachs线元素。我们导出了场方程并研究了精确解的存在性。此外，通过推导有限和无限区域的稳定点，研究了场方程轨迹的演化。对于$f(T,B)=T+F\left( B\right) $理论，我们证明了对于函数$F\left( B\right) $的特定极限，各向异性宇宙具有膨胀的各向同性宇宙作为零空间曲率的吸引子.我们注意到，没有未来的吸引子的渐近解描述了一个宇宙与非零空间曲率。
2022-07-18 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Vector and tensor contributions to the curvature perturbation at second order
利用宇宙学扰动理论的标准方法导出了二阶曲率微扰的演化方程。我们这样做的规范不变曲率扰动的不同定义，所产生的不同分裂的空间度量，并比较表达式。结果是有效的，在所有的尺度，包括所有的贡献，从标量，矢量和张量扰动，以及各向异性应力，与我们所有的结果纯粹写在规范不变量。采用大尺度近似，我们发现，一个守恒量的存在，只有当，除了非绝热压力，各向异性应力张量的横向无痕部分也可以忽略不计。我们还发现严格守恒的规范不变曲率微扰的形式是用逆度规空间部分的行列式定义的。
2016-02-08 astro-ph.CO
Testing statistical Isotropy in Cosmic Microwave Background Polarization maps
我们应用我们的对称性为基础的功率张量技术，以测试符合普朗克极化地图与统计各向同性。在很宽的角度尺度（l=40-150）范围内，我们的初步分析在前景清洁的全天空普朗克偏振图中检测到许多统计各向异性多极，即，指挥官和NILC。我们还研究了剩余前景的影响，可能仍然存在于银道面使用共同的UPB 77偏振掩模，以及单独的组件分离方法特定的偏振掩模。然而，一些统计各向异性模式仍然存在，虽然显着的NILC地图。我们进一步探讨了在选定的多极范围内的几个箱中跨多极的任何相干对准的数据。
2018-01-03 astro-ph.CO
Bianchi spacetimes as super-curvature modes around isotropic cosmologies
本文全面阐述了各向异性Bianchi模型可视为线性宇宙学微扰均匀极限的理论，发现近开放Friedmann空间的各向异性模型对应超曲率微扰，从而可通过扩展标准微扰理论计算各向异性对宇宙学可观测量的影响以约束大尺度各向异性。
2025-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Non-parametric reconstructions of cosmic curvature: current constraints and forecasts
本文利用非参数方法重建宇宙曲率，检验平坦宇宙假设，当前数据无显著偏离，未来观测可大幅降低不确定性。
2025-04-07 astro-ph.CO gr-qc
