Seeing through the cosmological bounce: Footprints of the contracting phase and luminosity distance in bouncing models
研究了收缩宇宙中光度距离的演化。结果表明，对于相当多的自然动力学演化，它的行为是远远不是平凡的，它的值甚至可以减少事件之间的时间间隔增加。的后果进行了调查，并强调，这既可以把严格的一致性条件弹跳模型和打开一个新的观测窗口“大爆炸前”的物理学使用标准的引力波。
2017-11-14 astro-ph.CO gr-qc
Non parametric constraints of gravitational-electromagnetic luminosity distance ratio
Instituto de Física, Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学物理研究所）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut（马克斯·普朗克引力物理学研究所阿尔伯特·爱因斯坦研究所）
本文提出非参数方法约束引力波与电磁波光度距离比，用于独立分析观测数据，结果与广义相对论一致。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Perturbative treatment of the luminosity distance
本文导出了具有两个标量模激发的线性微扰FLRW度规的广义光度距离与红移的关系。我们使用两种等价的方法，分别基于Jacobi映射和van Vleck行列式。我们将所得公式应用于两个简单的模型-一个精确的FLRW宇宙和一个近似的FLRW宇宙由一个单一的标量模式正弦随时间变化的扰动。对于这两个模型，我们导出了d_L关于z的宇宙学展开式.我们评论我们的结果的解释和它们可能的应用更现实的宇宙模型。
2018-09-17 astro-ph.CO gr-qc
Analyzing clustering of astrophysical gravitational-wave sources: Luminosity-distance space distortions
本文给出了三维空间中观测到的引力波（GW）源数密度涨落的一个公式。在GW观测中，每个GW源的红移识别是一个具有挑战性的问题，特别是对于高红移源。使用观测到的光度距离作为距离指示器将是用于测量聚类信号的简单但最佳的方式。我们推导出GW源的密度波动估计从观测到的光度距离和天空位置的每个源。密度波动被扭曲，类似于星系巡天中所谓的红移空间扭曲，但有几个不同之处。然后，我们显示了两点关联函数和多极功率谱的失真效应的存在。我们发现，视线的衍生物的透镜收敛，这不会出现在红移空间失真，导致显着的失真，在观察到的关联函数。此外，透镜效应还影响高阶多极功率谱及其在高红移下的信噪比。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Dipole of the luminosity distance as a test for dark energy models
哈勃参数与红移的关系可由Ia超新星的光度偶极距离直接确定。本文研究了利用超新星Ia汇编SDSS、Union2.1、JLA和Pantheon的光度偶极距离数据区分暗能量模型的可能性。
2018-11-03 astro-ph.CO
Cosmological perturbation effects on gravitational-wave luminosity distance estimates
引力波的波形为双星系统的合并提供了各种参数的信息。然而，标准的计算是假设FLRW宇宙没有微扰。在现实中，这个假设应该放弃：我们表明，包括宇宙学扰动转化为校正合并的双星系统的天体物理参数的估计。我们计算校正的估计的光度距离由于速度，体积，透镜和引力势的影响。我们的研究结果表明，修正的幅度对于目前的仪器来说可以忽略不计，对于计划中的DECIGO等实验来说稍微重要，对于未来的大爆炸观测者等实验来说非常重要。
2019-10-09 astro-ph.CO gr-qc
Coordinate independent approach to the calculation of the effects of local structure on the luminosity distance
局部结构可能对光度距离观测产生重要影响，例如，这可能影响基于低红移Ia型超新星的哈勃常数的局部估计。本文利用爱因斯坦方程的球对称精确解和测地线方程解的更精确的展开，改进了光度距离λ的曲率函数的低红移展开。在此基础上，我们导出了光度距离λ的坐标无关的低红移展开式。这种方法的优点是，它将亮度距离直接与密度观测相关联，而不依赖于径向坐标的选择。我们计算了不同的不均匀性对光度距离的影响，发现用密度对比度表示的公式与数值计算符合得很好，在非线性区域比用线性微扰理论得到的结果更精确，也比用曲率函数表示的公式更精确。
2019-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comparing the luminosity distance for gravitational waves and electromagnetic signals in a simple model of quadratic gravity
我们在基于二次曲率修正的引力理论的广义宇宙学场景中计算了控制张量度规扰动传播的修正摩擦系数。在这样的背景下，我们讨论引力和电磁光度距离之间的差异，以及与基于爱因斯坦方程的标准结果的差异。我们提出了数值估计的修改光度距离的宇宙红移尺度上典型的超新星和标准警报器。
2020-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Luminosity distance and redshift in the Szekeres inhomogeneous cosmological models
Szekeres非均匀模型可以用来模拟我们观察到的真实的宇宙。爱因斯坦方程的这个精确解族最初是用一个没有对称性的一般度量导出的。在这项工作中，我们开发和使用一个框架来整合一般Szekeres模型中的角直径和光度距离。我们使用的仿射零测地线方程，以获得一组一阶常微分方程，可以集成数值计算零矢量分量的偏导数。这些方程允许在Szekeres模型中的距离的所有一般性的集成，并给出了一些例子。红移由零测地线方程的同时积分确定。这项工作不假设球或轴对称，结果将是有用的一般Szekeres非均匀模型的比较，当前和未来的宇宙学数据。
2011-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Unified Treatment of the Luminosity Distance in Cosmology
将光度距离的测量结果与理论预测进行比较是建立现代宇宙学的基石之一。然而，如Biern & Yoo所示，它在文献中的理论预测经常受到红外发散和规范依赖性的困扰。这种趋势使人们对用于推导光度距离的方法的合理性提出了质疑。在这里，我们批判性地研究四种不同的方法-几何方法，萨克斯方法，雅可比映射的方法，和测地线光锥（GLC）的方法来建模的光度距离，我们提出了一个统一的处理这样的方法，便于比较的方法和检查他们的理智。如果运用得当，所有这四种方法都可以用来再现光度距离的正确描述。
2016-09-30 astro-ph.CO
An analytical solution in the complex plane for the luminosity distance in flat cosmology
在无压物质和宇宙学常数的情况下，给出了空间平坦宇宙学中光度距离的解析解。复解析解由实部和可忽略的虚部组成。光度距离的实部允许找到两个参数$H_0$和$\om$。Ia型SN的距离模量的一个简单的表达式的极小极大近似的框架中报道。
2016-09-15 astro-ph.CO
Non-perturbative results for the luminosity and area distances
光度距离的概念通常定义在纯粹的FLRW（Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker）宇宙时空中，或其小扰动。然而，光度距离的抽象概念实际上比这更稳健，并且可以在几乎任意时空中非微扰地定义。一些相当普遍的结果是已知的，在$dA_\mathrm{observer}/dΩ_\mathrm{source}$，横截面积每单位立体角的零测地线喷雾从一些源发射，随后检测到一些观察者。我们将重新制定一个适当的正规化零测地线仿射参数和范Vleck行列式，$Δ_{vV}$这些结果。零测地仿射参数的贡献实际上是光度的平方反比定律，而范弗莱克行列式可以被看作是提供了一个偏离平方反比定律的度量。这个公式与所谓的Jacobi行列式密切相关，但van Vleck行列式具有更好的分析性质，在广义相对论，量子物理和量子场论社区中具有更广泛和更深入的理论基础。在目前的文章中，我们将集中在非微扰的结果，离开近FLRW微扰调查为未来的工作。
2018-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Analytical Approach for the Determination of the Luminosity Distance in a Flat Universe with Dark Energy
最近的宇宙学观测表明，目前的宇宙是平坦的，暗能量占主导地位。在这样的宇宙中，光度距离d_L的计算涉及重复的数值计算。本文证明了对于d_L，可以得到一个相当有效的近似解析表达式，它具有很小的不确定性。分析计算是非常有效的，与传统的数值方法相比，是潜在的有用的蒙特卡罗模拟涉及光度距离。
2010-03-15 astro-ph.CO
Gravitational wave source clustering in the luminosity distance space with the presence of peculiar velocity and lensing errors
GW数计数可以作为光度距离空间（LDS）中大尺度结构（LSS）的新示踪剂，就像红移空间中的星系一样。利用聚类效应可以得到$D_L-D_A$对偶关系。然而，一些LSS引起的误差会污染GW光度距离测量，如宿主星系的特殊速度色散误差以及前景透镜放大率。由这些效应引起的距离不确定性将使GW聚类从光谱类数据降级为光度类数据。在本文中，我们研究如何这些LSS引起的距离误差修改我们的宇宙学参数的精度推断LDS聚类。我们考虑两个下一代GW天文台，即大爆炸天文台（BBO）和爱因斯坦望远镜（ET）。用Fisher矩阵方法预测了角直径距离$D_A$、光度距离空间Hubble参数$H_L$和结构增长率$f_Lσ_8$的参数估计误差。一般来说，GW源成团数据可用于$D_L<5$ Gpc以下的宇宙学研究，而在此尺度以上，透镜误差将显著增加。我们发现，对于BBO，有可能将宇宙学参数的相对误差限制为$10^{-3}$到$10^{-2}$低于$D_L<5$ Gpc。在低光度距离范围内，速度色散误差占主导地位，而在大光度距离范围内，透镜放大率误差是瓶颈。为了减小透镜误差，我们假设$50\%$去透镜效率。即使在这种最佳假设下，在光度距离$D_L=25$ Gpc处，分数误差也增加到$O(1)$。ET的结果与BBO的结果相似。由于ET中的GW源数目比BBO中的要少，相应的结果也会变差。
2022-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quasar UV/X-ray relation luminosity distances are shorter than reverberation-measured radius-luminosity relation luminosity distances
本研究比较了类星体的半径-光度与X射线-紫外光度关系，发现后者给出的光度距离更短，导致其倾向于更大的物质密度参数，表明其作为宇宙学探针仍需更多验证。
2023-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauge-Invariance and Infrared Divergences in the Luminosity Distance
光度距离的测量在发现晚期宇宙加速中发挥了关键作用。然而，在解释宇宙的不均匀性时，它的解释一直受到理论预测中红外发散的困扰，在某些情况下，这些理论预测被用来解释没有暗能量的宇宙加速。在大多数计算中的分歧是人为地通过强加一个红外截止尺度来消除的。这是第一次，我们表明，规范不变的计算的光度距离是没有这样的分歧和一致的等效原理，消除了需要施加一个截止尺度。我们提出了适当的数值计算的光度距离使用规范不变的表达式，并证明了在以前的计算与一个特设的截止尺度的数值结果具有可忽略的系统误差，只要截止尺度大于地平线尺度。我们讨论了红外发散的起源和它们在光度距离上的抵消。
2017-04-27 astro-ph.CO
Computing the luminosity distance via optimal homotopy perturbation method
基于Shchigolev同伦微扰法，提出了一种计算具有宇宙学常数的平坦宇宙中光度距离的新算法.数值模拟结果表明，该算法在计算精度、计算效率和鲁棒性等方面具有明显的优势，是一种很有前途的光度距离计算方法。
2021-01-10 astro-ph.CO
An analytical approximation of the luminosity distance in flat cosmologies with dark energy
本文给出了一个在含有尘埃和宇宙学常数的空间平坦宇宙学中光度距离的解析近似公式。我们还给出了所谓的Dyer-Roeder距离（空束情况）和从红移$z=z_1$到$z=z_2$的广义角直径距离的近似公式，这些公式在分析引力透镜效应时特别有用。我们的公式是广泛适用的密度参数和红移的范围内具有足够小的不确定性。特别地，在密度参数$0.3 \lid Ω_{\rmn m} \lid 1$和红移$0.03 \lid z \lid 1000$的范围内，我们公式计算的光度距离的相对误差总是小于\cite{wu}最近的工作.
2011-11-29 astro-ph.CO
A statefinder luminosity distance formula in varying speed of light cosmology
本文推导了一个适用于变光速（VSL）理论的光度距离公式，该公式包含了高阶膨胀特性，如急动、急动和急动，可以检验变化的$c$对宇宙演化的影响。我们表明，不同的$c$的影响是可能的，以孤立的，由于连接观测参数的关系已经通过测量红移$z$的二阶项，除非有一个冗余之间的曲率和宇宙弦的奇异流体缩放的曲率相同的方式。
2014-06-01 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
A new analytical approximation of luminosity distance by optimal HPM-Padé technique
利用同伦微扰法-Padé（HPM-Padé）技术，提出了一种新的平坦宇宙中光度距离的解析近似，它的优点是在$0\leq z\leq 2.5$内的宇宙学红移范围内，光度距离的近似精度有了显著的提高.然后，我们将新方法得到的光度距离的解析表达式与观测数据进行对比，以检验它是否有效。为了探讨所提出的方法的鲁棒性，我们还面对它的超新星Ia型和哈勃膨胀率$H(z)$的最新数据。数据拟合采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）程序。实验结果表明，该方法具有较好的效果。
2021-01-13 astro-ph.CO
Luminosity distance and anisotropic sky-sampling at low redshifts: a numerical relativity study
现今大多数的宇宙学数据分析都依赖于Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度规，它为当前的标准宇宙学模型提供了基础。在这个框架内，我们越来越精确的数据和理论预测之间有趣的紧张关系正在显现。因此，在精确的FLRW宇宙学框架之外探索宇宙学分析的潜力是合理的。在本工作中，我们采用了红移的一般光度距离级数展开，没有均匀性或各向同性的假设。这个框架将允许一个完整的模型独立的分析不久的未来低红移宇宙学调查。我们计算了有效的观测'哈勃'，'减速'，'曲率'和'加加速度'的光度距离系列扩展的参数，在现实的结构形成的数值相对论模拟，位于不同的环境和不同水平的天空覆盖的观察者。在“公平采样”的天空中，我们发现0.6%和4%的宇宙方差的“哈勃”和“减速”参数的尺度为200 Mpc/h（对应于密度对比度约0.05的模拟模型宇宙），分别。最重要的是，我们发现，典型的观察者在相同的参数下测量到的最大天空方差为2%和120%，与大规模FLRW模型中的类比相比。我们的工作表明，在宇宙学分析中包含低红移各向异性对于得出关于我们宇宙的正确结论可能很重要。
2021-11-30 astro-ph.CO gr-qc
The Planetary Nebulae Luminosity Function and distances to Virgo, Hydra I and Coma clusters
在10-15 Mpc距离内的星系中，行星状星云种群的光度函数在明亮的星等处有一个截止值，并且在不同的星系形态类型中观察到一个不变的函数形式。因此，它被用作早期和晚期星系的次级距离指示器。最近对最亮星系团（BCGs）中行星状星云种群的深入调查似乎表明，它们的光度函数偏离了在附近星系中观察到的。我们讨论了室女座这种偏差的证据，并指出哪些物理机制可能会改变一个行星状星云的信封和它的中央恒星的BCGs晕的演变。然后，我们讨论了初步结果的距离室女座，长蛇座I和后发座星系团的基础上观察到的行星状星云光度函数。
2012-12-04 astro-ph.CO
Multipole decomposition of the general luminosity distance 'Hubble law' -- a new framework for observational cosmology
在不假定度规张量或场方程的情况下，我们给出了一般时空的光度距离级数展开到红移的三阶.结果表明，这个一般的“哈勃定律”的系数可以用有限个物理上可解释的多极系数来表示.多极项可以被组合成有效的方向相关参数，以代替Friedmann-Lemartre-Robertson-Walker（FLRW）度量类的哈勃常数、减速参数、曲率参数和“加加速度”参数。由于多极子系数的有限个数，精确的各向异性哈勃定律分别由观测者附近的$\mathcal{O}(z)$，$\mathcal{O}(z^2)$，$\mathcal{O}(z^3)$的9，25，61个自由度给出，其中$z\!:=\,$红移.这使得独立于模型的观测者的宇宙邻域的动力学自由度的确定和FLRW测量的直接测试成为可能。我们认为，推导出的多极表示的一般哈勃定律提供了一个新的框架，在观测宇宙学的广泛应用。
2021-04-23 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave observations, distance measurement uncertainties, and cosmology
由致密双星合并产生的引力波，以及伴随的电磁波，是宇宙学模型的理想探测器。正如GW 170817所展示的那样，这种多信使观测允许人们使用该源作为标准警报器，类似于传统天文学中的标准蜡烛，以测量宇宙学参数，如哈勃常数。从探测到的引力波来估计源光度距离不需要宇宙学阶梯。光度距离的误差在哈勃常数的推导中起着决定性的作用。本文给出了由引力波资料推求的光度距离的统计误差随天空位置和探测器网络变化的解析表达式。特别是，我们考虑到退化的引力波形的参数空间中示出，在某些条件下的引力波探测器网络和源天空的位置，它可能是不可能的，以估计源的光度距离。我们的解析近似值与贝叶斯采样器和模拟数据测量的不确定性有很好的一致性。我们还提出了哈勃常数的估计误差的影响。
2019-09-27 astro-ph.CO gr-qc
Can smooth LTB models mimicking the cosmological constant for the luminosity distance also satisfy the age constraint?
定义LTB解的函数的中心光滑度在它们模仿宇宙学常数的影响的能力中起着至关重要的作用。到目前为止，人们的注意力都集中在$C^{1}$模型，而在本文中，我们接近它一个更一般的方式，调查的影响，高阶中心光滑条件的LTB模型再现亮度距离的$ΛCDM$宇宙。我们的分析是基于一个低的红移展开，并扩展了以前的调查，包括来自宇宙年龄的约束，并重新表达方程的反演问题的解决方案，在一个明显的无量纲形式，这使得明显的自由，以适应任何值的$H_0$，以及，纠正了一些错误的说法，即$H_0$的观测值足以排除LTB模型。高阶光滑性条件相对于一阶条件强烈地限制了可能解的数量。无论是$C^{1}$还是$C^{i}$ LTB模型都不能同时满足年龄约束和模拟光度距离的宇宙学常数。一个区别是在不包括年龄约束并且bang函数为零的情况下，其中对于$C^1$模型存在唯一解，但是对于$C^{i}$情况没有解。另一个区别是在不包括年龄约束和bang函数不为零的情况下，其中$C^1$和$C^{i}$模型的解都是不确定的，但后者的剩余参数自由度要小得多。我们的研究结果意味着，任何LTB模型能够适应光度距离数据，并满足年龄的约束，要么不完全模仿的$ΛCDM$红移空间观测值的理论预测，或者它不是$C^{\infty}$光滑。
2012-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Deep learning reconstruction of the large scale structure of the Universe from luminosity distance observations
超新星Ia（SNe）可以提供一个独特的窗口，在宇宙的大尺度结构（LSS）的红移，很少有其他的观测是可用的，通过解决反演问题（IP），包括重建LSS从它对观测到的光度距离的影响。到目前为止，IP是在假设一些时空限制的情况下解决的，例如球对称，而我们首次使用深度学习获得了任意时空几何的IP问题的解决方案。该方法是基于使用的卷积神经网络（CNN）训练的模拟数据。通过首先生成随机密度场和速度场，然后计算它们对光度距离的影响来获得训练数据集。CNN基于适当修改的U-Net版本以考虑数据的三维性，然后训练它从亮度距离重建密度和速度场。我们发现速度场反演比密度场反演更精确，因为速度对光度距离的影响只取决于源速度，而在密度场的情况下，它是一个沿视线的综合效应，从而引起更多的简并在IP的解决方案。这些神经网络的改进版本，修改以适应非均匀分布的SNe，可以应用于观测数据，以重建宇宙的大尺度结构在红移，在很少有其他的观测。
2022-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The observed number counts in luminosity distance space
本文推导光度距离空间中星系数计数涨落的完整表达式，比较其与红移空间角功率谱的差异，揭示大尺度上透镜效应可导致约50%差别，并指出宇宙方差受限巡天需包含相对论修正。
2024-07-05 astro-ph.CO
Analytical expressions and numerical evaluation of the luminosity distance in a flat cosmology
精确而有效的宇宙学距离计算方法是现代精密宇宙学的重要工具。在平坦的$Λ$ CDM宇宙学中，光度距离可以用椭圆积分表示。基于超几何函数，我们推导出了一个平面$Λ$ CDM中光度距离的简单表达式。使用定时实验，我们比较的计算时间的数值评估的各种精确的公式，以及在文献中提供的两个近似拟合公式。我们发现，我们的新的表达式是最有效的红移范围内的精确表达式$z\gtrsim1$。理想情况下，它可以与基于$z\lesssim1$范围内的Carlson椭圆积分的表达式相结合，用于整个红移范围内的高精度宇宙学距离计算。另一方面，对于相对误差约为0.1%的实际工作是可以接受的，Adachi & Kasai（2012）提出的解析近似是一个合适的替代方案。
2017-02-28 astro-ph.CO
The effect of pressure gradients on luminosity distance - redshift relations
非均匀宇宙学模型在解释宇宙学观测方面取得了重大成功，而不需要暗能量。一般来说，这些模型意味着不均匀的物质分布改变了假设宇宙根据标准弗里德曼方程演化时被视为理所当然的可观察关系。此外，最近的研究表明，在宇宙演化的早期和晚期，都需要不均匀的物质和压力分布。在早期宇宙中，这些相关的压力梯度是充分描述空洞形成所必需的，而后期的压力梯度则阻止了异常奇点的出现。本文通过导出具有理想流体的球对称非均匀时空中的光度距离-红移关系，研究了压力梯度对宇宙学观测的影响。通过将其应用于能量密度分布的一个具体例子，并使用各种状态方程，我们能够明确地表明，压力梯度可能对宇宙学观测有不可否认的影响。特别是，我们表明，一个非零的压力梯度可以意味着显着不同的剩余哈勃图相比，当压力被忽略的$z\lesssim1$。因此，本文强调了在解释宇宙学观测时需要适当考虑压力梯度。
2010-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Quadrature algorithms to the luminosity distance with a time-dependent dark energy model
在我们以前的工作中，我们提出了两种计算LCDM模型中光度距离d_{L} ^Λ的方法。在Chevallier-Polarski-Linder参数化（CPL）模型中，提出了两种有效的求积算法：Romberg积分法和复合高斯求积法来计算光度距离d_{L} ^{CPL}。通过比较两种算法的效率和准确性，我们发现第二种算法更有前途。此外，我们还提出了另一种适合于在平坦LCDM论域中近似d_{L} ^Λ的策略。在一定程度上，我们的方法可以为最近的暗能量宇宙学研究的数值模拟做出贡献。
2011-12-01 astro-ph.CO
Number count of Gravitational Waves and Supernovae in Luminosity Distance space for LCDM and Scalar-Tensor theories
本文推导了LCDM和标量-张量理论中光度距离空间下引力波与超新星的数计数完整表达式，包含所有相对论修正，并揭示了这些修正对结构增长和引力理论研究的互补信息价值。
2024-02-19 astro-ph.CO
Taylor expansion of luminosity distance in Szekeres cosmological models: Effects of local structures evolution on cosmographic parameters
我们考虑了Szekeres宇宙学模型的Goode-Wainwright表示，并计算了光度距离的Taylor展开，以研究不均匀性对宇宙学参数的影响。没有作出特别的选择，为任意函数定义的度量，我们泰勒扩展到第二阶红移的家庭I和第三阶家庭II Szekeres度量的假设下，根据观察，当地的结构形成了。在一个保守的方式，我们也允许存在一个非零的宇宙学常数。
2014-10-30 astro-ph.CO
Globular cluster luminosity function as distance indicator
球状星团是最早用来确定宇宙距离尺度的天体之一。70年代，人们认识到不同星系中老球状星团的差星等分布非常相似，在M_V ~-7.5处有一个峰值。这个所谓的球状星团光度函数的峰值星等被确立为次要的距离指标。该方法的固有精度估计为~0.2 mag的量级，与其他距离测定方法具有竞争力。近年来，对球状星团系统的研究更多地被用作星系形成和演化的工具，而较少用于距离测定。然而，HST上ACS收集的同质和大型数据集提供了关于球状星团亮度函数作为距离指示器的有用性的新见解。我在这里讨论最近的结果的基础上的观测和理论研究，这表明，这个距离指标取决于复杂的物理学的团簇形成和动力学演化，从而可以有依赖性的哈勃类型，环境和宿主星系的动力学历史。虽然修正值通常相对较小，但它们可能会导致重要的系统差异，使球状星团光度函数相对于其他一些标准烛光而言，成为不太准确的距离指示器。
2012-01-18 astro-ph.CO
Accurate redshift determination of standard sirens by the luminosity distance space-redshift space large scale structure cross correlation
本文指出了一种新的可能性，即在不需要光谱跟踪的情况下，测定大样本引力波标准塞壬的平均红移分布。它是基于标准Sirens跟踪的亮度-距离空间大尺度结构（LSS）与已有的电磁波观测中星系跟踪的红移空间LSS之间的互相关。我们构造了一个无偏的和模型无关的估计量$E_z$来实现这种可能性。我们用BBO和Euclid证明了$0.1\%$在红移测量中的准确性是可以达到的。这种方法可以大大减轻标准塞壬的光谱跟踪的需要，并增强其宇宙学应用。
2018-11-17 astro-ph.CO
The optimal Padé polynomial for reconstruction of luminosity distance based on 10-fold cross-validation
本文提出基于10折交叉验证选择光度距离重构最优Padé多项式的通用方案，并在Pantheon+数据上确认(2,1) Padé近似为低、高红移均适用的最优模型。
2025-07-11 astro-ph.CO
Fluctuating Dark Energy and the Luminosity Distance
推动宇宙加速膨胀的暗能量的起源仍然是个谜。我们探讨的可能性，暗能量波动，导致空间相关性。由于这些波动，哈勃速率本身成为一个波动量。我们讨论的影响，这对测量Ia型超新星，这是用来约束的光度距离。我们表明，光度距离的影响，空间相关性在几个方面。首先，亮度距离被波动修饰，从而不同于标准$Λ$ CDM。第二，角度相关性在光度距离的两点关联函数中变得可见。为了研究后者，我们构造了光度距离涨落的角功率谱。然后，我们进行预测的两个超新星调查，正在进行的暗能量调查（DES）和即将到来的遗产调查的空间和时间（LSST），并比较这种效果与相对论透镜效应扰动$Λ$ CDM。我们发现，信号可以上升以上的透镜效应，LSST可以测试这种效果的参数空间的很大一部分。作为一个例子，这种情况的一个具体实现是，早期宇宙中某些场的量子涨落以可预测的形式在今天的暗能量密度中留下了空间相关性。在这种情况下，由于暗能量密度场的内在量子性质，哈勃速率会波动。我们研究了这个特定模型的信号是否是可测量的，并得出结论，用LSST测试这个模型将是具有挑战性的。然而，考虑到暗能量流体的声速$c_s<1$可以使该模型可观察。
2022-09-01 astro-ph.CO
Gravitational Wave Distances in Horndeski Cosmology
引力波传播在修正引力中遇到来自运行的普朗克质量的时空摩擦，导致光度距离偏离广义相对论（或由光子到源的光度距离给出），因此使其成为有价值的宇宙学探测器。本文给出了Horndeski引力中宇宙学距离偏差的精确表达式，包括具有$G_5$项但以光速传播的理论。一个特别简单的结果是对耦合高斯-博内引力的解释，我们用它来说明它不能给出一个可行的宇宙学。我们还推广了这种耦合，并回顾了引力波宇宙学距离偏差与红移空间畸变测量的宇宙结构增长的重要联系。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc
An analytical approximation of the luminosity distance in flat cosmologies with a cosmological constant
本文给出了一个在含有尘埃和宇宙学常数的空间平坦宇宙学中光度距离的解析近似公式。在我们的公式中，除了总因子外，非零宇宙学常数的影响可以简单地用有理函数表示。给出了空束情况下的Dyer-Roeder距离和从红移$z_1$到$z_2$的广义角直径距离的近似公式，这些公式在分析引力透镜效应时特别有用。我们的公式是广泛适用的密度参数和红移的范围内具有足够小的不确定性。特别地，在密度参数$0.3 \leq Ω_{\rm m} \leq 1$和红移$0.03 \leq z \leq 1000$的范围内，我们公式计算的光度距离的相对误差总是小于Wickramasinghe和Ukwatta（2010）最近的工作.因此，我们希望我们的公式将是一个有效的和有用的工具，探索各种问题的观测宇宙学。
2011-11-28 astro-ph.CO
Effect of evolutionary physical constants on type-1a supernova luminosity
1a型超新星，SNeIa，在宇宙学中被用作标准烛光，用于确定它们所在星系的距离。我们表明，SNIa的光度取决于它与我们的距离时，物理常数（光速$c$，引力常量$G$和普朗克常量$h$）允许演变。这是因为爆炸产生超新星的白矮星的克拉塞卡质量取决于超新星形成时的常数值。我们表明，SNeIa光度高达约四倍，在过去比现在高。因此，对最早的SNeIa的光度距离估计可能会偏离2倍。通过对红移与距离模量数据库（Pantheon SNeIa）进行修正，得到的宇宙学参数与没有经过修正的标准$Λ$ CDM模型的宇宙学参数差别不大，除了暗能量密度和曲率能量密度，后者的增加是以前者为代价的。目前，常数的变化由$\dot{G}/G=3.90(\pm 0.04)\times 10^{-10} yr^{-1} $和$\dot{c}/c=\dot{h}/h=1.30(\pm 0.01)\times 10^{-10} yr^{-1} $给出。仅当允许$G$、$c$和$h$同时变化而不是单独变化时，这些变化才有效。
2021-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Padé Approximant and Minimax Rational Approximation in Standard Cosmology
标准宇宙学中由$Λ$ CDM给出的光度距离和超新星的距离模可以由Padé近似定义。与已知解析解的比较表明，光度距离的Padé近似在红移$= 10$处有$4\%$的误差。光度距离的泰勒展开的类似过程在红移$=0.7 $处给出了$4\%$的误差;这意味着对于光度距离，Padé近似优于泰勒级数。的距离模量的解析表达式的可用性允许应用Levenberg-马夸特方法来推导出的基本参数，从现有的汇编超新星。一个新的星系光度函数来自截断伽玛概率密度函数模型的观测光度函数的星系时，观测范围的绝对星等的Padé近似。采用统计学的观点对$Λ$ CDM与其他宇宙学进行了比较。
2016-02-20 astro-ph.CO
The power spectrum of luminosity distance fluctuations in General Relativity
本文首次在广义相对论框架下完整描述了光度距离涨落功率谱，揭示了宽角效应及其他相对论投影效应对奇特速度巡天的影响，并指出未来宇宙学分析必须纳入这些效应。
2024-07-01 astro-ph.CO
Constraints on the cosmic distance duality relation with simulated data of gravitational waves from the Einstein Telescope
宇宙距离对偶关系（CDDR）已通过几次天文观测得到验证。该关系建立了一个简单的方程，该方程将红移$z$、$D_LD_A^{-1}(1+z)^{-2}=η=1$处的角直径（$D_A$）和发光度（$D_L$）距离联系起来。然而，直到最近，这种关系才在高红移（$z \approx 3.6$）下通过使用Ia型超新星（SNe Ia）和伽马射线暴（GRB）的光度距离加上强引力透镜（SGL）观测的角直径距离进行了观测检验。结果表明，没有显着偏离CDDR的有效性已被验证。在这项工作中，我们测试的潜力，未来的光度距离从引力波（GWs）源施加限制可能的偏离CDDR联合目前SGL的观测。来自GWs的$D_L$的基本优点是对光子数的不守恒不敏感。通过对600、900和1200个GWs数据的模拟，得到了$η(z)$函数的极限值，并得到了至少与超新星Ia $+$ GRBs $+$ SGLs分析的极限值具有竞争力的结果.
2019-01-21 astro-ph.CO gr-qc
The luminosity distance-redshift relation up to second order in the Poisson gauge with anisotropic stress
我们提出了以前发表的结果的推广，关于扰动红移和亮度红移关系到二阶微扰理论，泊松规范的情况下，在各向异性应力的存在下。因此，结果是有效的一般暗能量模型和（大多数）修改的重力模型。我们使用基于最近提出的“测地线光锥”规范的创新方法。然后，我们比较我们的发现与其他结果，最近出现在文献中，消失的各向异性应力的特定情况下。对于红移和距离-红移关系的非线性和相对论修正，得到一个普遍接受的表达式，对于未来的宇宙学调查是至关重要的。由于这些调查，宇宙将进一步以高精度和非常不同的尺度进行探测，其中非线性和相对论效应可以发挥关键作用。
2015-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The large scale structure in the 3D luminosity-distance space and its cosmological applications
未来的引力波（GW）观测能够探测河外星系中数百万颗致密双星合并，具有$1\%$光度-距离（$D_L$）测量精度和优于弧分的定位精度。这将在3D { \bf光度-距离空间（LDS）}中，而不是星系光谱巡天的3D红移空间中，打开宇宙大尺度结构（LSS）的新窗口。在LDS LSS中编码的重子声振荡和AP检验约束了$D_L$ - $D^{\rm co}_A$（同向角直径距离）关系，从而约束了宇宙的膨胀历史。奇异速度引起的LDS失真，类似于红移空间失真，并允许一个新的结构增长措施$f_Lσ_8$。当实施距离对偶性（$1+z=D_L/D^{\rm co}_A$）时，LDS LSS本身就能确定红移到$\sim 1\%$水平的精度，并满足了GW事件光谱跟踪的需要，但更有价值的应用是结合常规的BAO和超新星测量来检验距离对偶性到$1\%$水平的精度。这将对修正的重力模型施加严格的约束，其中重力波$D^{\rm GW}_L$偏离电磁波$D^{EM}_L$。所有这些应用都不需要光谱跟踪。
2018-10-29 astro-ph.CO
Clustering of Gravitational Wave and Supernovae events: a multitracer analysis in Luminosity Distance Space
本文研究了引力波（GW）并合事件和超新星IA（SN）在光度距离空间中的成团现象。我们修改了公开的CAMB代码，以数值计算不同来源的自动和交叉功率谱，包括由特殊速度和透镜收敛产生的亮度距离空间失真效应。我们进行了多示踪剂Fisher分析，预测预期的约束宇宙学和GW偏置系数，使用流体动力学N体模拟的输出，以确定偏置基准模型，并考虑未来的观测从维拉鲁宾天文台和爱因斯坦望远镜（ET），无论是单一的，并在一个3探测器网络配置。我们发现，增加SN的GW合并数据集大大提高了预测，主要是通过打破显着的参数退化，与最终的限制可比的欧几里得调查。预测GW合并偏差即使在单个ET情况下也是可检测的，具有良好的显著性。
2022-01-31 astro-ph.CO
Gravitational Wave luminosity distance in viscous cosmological models
本文研究了在非理想流体驱动下的宇宙学纪元中的所谓引力波光度距离-红移关系$d_L^{\,GW}(z)$。特别是，我们表明，在能量动量张量的剪切粘度的存在下，原来是最相关的效果。在这种情况下，一个恒定的剪切粘度印记引力波传播通过摩擦项$δ(z)$与一个独特的红移依赖。这种特殊的演化预示了一个特定的形状的比例$d_{L}^{GW}/d_{L}^{EM}$，它往往是一个恒定的值时，源在$z\gtrsim 1$，而规模与剪切粘度在较低的红移，无论$Ω_{m0}$的值。根据我们最后的讨论，预测的红移依赖性$δ(z)$提供的剪切粘度可以测试即将到来的调查的多信使来源对类似的情况下，提供了一些广泛研究的修正引力理论。
2022-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining a variable dark energy model from the redshift-luminosity distance relations of gamma-ray bursts and type Ia supernovae
描述暗能量动力学的模型有很多种。其中，我们采用状态方程（EoS），它随时间变化。我们采用马尔可夫链蒙特卡罗方法来约束我们的模型的五个参数。因此，我们可以显示DE在宇宙演化过程中的特征行为。利用现有的伽马射线暴和Ia型超新星（SNe Ia）的红移-光度距离关系，对DE的EoS进行了约束。结果发现，DE在早期是类精粹的，而在现在或不久的将来是类幻影的，在那里$z\sim0.3$的变化相当迅速。
2016-11-14 astro-ph.CO
Cosmicflows-2: I-band Luminosity - HI Linewidth Calibration
为了利用星系光度和自转速率之间的相关性，以最小的系统学来测量距离，有必要坚持严格和经过测试的配方。现在，我们从中性氢线轮廓的宽度的新表征中获得旋转的度量。此外，新的测光和零点校准数据可用。特别是新线宽参数的引入，需要对亮度-线宽模板进行重建和绝对校准。新模板的斜率由13个星系团中的267个星系设定。零点由36个距离造父变星或红巨星分支尖端的星系设定。因此，我们确定H 0 = 75 km s-1 Mpc-1。使用光度线宽校准确定的距离将有助于距离纲要Cosmicflows-2。
2012-02-15 astro-ph.CO
The gravitational-wave luminosity distance in modified gravity theories
在修正引力理论中，引力波（GW）的传播与在广义相对论中的传播是不同的。因此，GWs的光度距离可以不同于电磁信号的光度距离，并且受到暗能量状态方程$w_{\rm DE}(z)$和描述修改后的传播的函数$δ(z)$的影响。我们表明，一般的影响，修改后的传播占主导地位的暗能量状态方程的影响，使其更容易区分修改后的重力模型从$Λ$ CDM。我们说明了这一点，使用非局部修改的重力，已被证明是非常适合CMB，SNe，BAO和结构形成数据，我们讨论了区别非局部重力与$Λ$ CDM的爱因斯坦望远镜的前景。我们发现，根据准确的灵敏度，几十个标准的塞壬与测量红移在$z\sim 0.4$，或几百个在$1 < z < 2$，可能就足够了。
2018-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational-wave luminosity distance in quantum gravity
维度流是时空维度的尺度依赖性，是许多量子引力理论所共有的特征。本文首次研究了在LIGO和LISA频率范围内QG维流对引力波光度距离标度的影响。我们发现通用的修改相对于标准的广义相对论标度，在很大程度上独立于具体的QG建议。我们限制这些影响使用两个例子的多信使标准警报器，二进制中子星合并GW 170817和模拟超大质量黑洞合并事件可检测与LISA。我们将这些约束应用于各种QG候选者，发现群场论、自旋泡沫和圈量子引力的量子几何可以在引力波自旋2扇区中产生可观察到的信号。我们的研究结果补充和改进GW的传播速度界修改色散关系。在更多的模型依赖的假设下，我们还表明，量子几何的界限可以通过太阳能系统测试来加强。
2019-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cepheid Period-Luminosity Relations in the Near-Infrared and the Distance to M31 from the Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3
本文介绍了利用哈勃空间望远镜（HST）上的宽视场照相机3（WFC 3）在近红外波段观测到的68颗周期从10天到78天的经典造父变星的测量结果。HST的分辨率和近红外测量的使用相结合，提供了一个显着的减少分散的周期-亮度关系在目前的光学，地面数据。即使使用随机相位星等，我们测量到的色散也只有0.17等，这意味着平均星等的色散只有0.12等。该关系的平均误差在距离上为1%。结合其他宿主中造父变星的类似观测和独立的距离测定，我们测量到M31的距离为mu_0=24.42 +/- 0.05（统计）+/- 0.03（系统），765 +/- 28 kpc，与过去的测量结果非常一致，尽管精度更高，为3%。这一结果也与两颗独立的食双星的独立距离测定结果吻合得很好，这两颗食双星允许独立校准造父变星的光度和确定哈勃常数。
2011-10-17 astro-ph.CO
The luminosity of supernovae of type Ia from TRGB distances and the value of H_0
星系晕星族中的红巨星分支（TRGB）顶端的距离-通过RR Lyr星校准，并与依巴谷星相关联，并得到恒星模型的进一步支持-用于确定附近六颗Ia型超新星（SN 2011 fe，2007 sr，1998 bu，1989 B，1972 E和1937 C）的光度。结果是M_V_corr = -19.41 +/-0.05。如果将这个值应用于速度为3000< v <20，000 km/s的62 Ia超新星，则哈勃常数的大尺度值为H_0 = 64.0 +/- 1.6 +/- 2.0。SN HST项目从10个Cepheid校准的SNe Ia中得出H_0 = 62.3 +/- 1.3 +/- 5.0（Sandage等人，2006）。年轻的人口I（造父变星）和老，金属贫人口II（TRGB）距离指标的协议是令人满意的。合并加权结果为H_0 = 63.7 +/- 2.3（即+/-3.6%）。该结果也可以与WMAP 5数据相一致（Reid等人，2010年）。
2012-08-24 astro-ph.CO
Cosmic equation of state from combined angular diameter distances: Does the tension with luminosity distances exist?
利用一个相对完整的四个角直径距离（ADD）观测数据和代表当前光度距离（LD）的%合成SN+GRB组合观测数据，研究了在三类暗能量状态方程（EoS）重建情况下，这两种宇宙学距离相容性之间的%张力。特别是，我们使用强引力透镜系统，从各种大型系统的引力透镜调查和星系团，产生哈勃常数的两个角直径距离之间的独立比率$D_{ls}/D_s$数据。我们的研究结果表明，与更一般类别的标准标尺数据，ADD和LD数据是兼容的$1σ$水平。其次，我们注意到，ADD和LD数据%之间的一致性是盲目的，无论EoS参数化：有一个普遍探索的CPL模型和宇宙状态方程的其他配方之间的良好匹配。特别是对于用$β=-2$截断的GEoS模式，用ADD和LD得到的结论几乎一致。最后，统计分析的广义暗能量状态方程上进行的四类ADD数据提供了严格的约束的EoS参数$w_0$，$w_β$和$β$，这表明，暗能量是一个次主导的组成部分在早期。此外，用$β\simeq 1$参数化GEoS似乎是一个更有利的描述宇宙状态方程的双参数模型，因为组合的角直径距离数据（SGL+CBF+BAO+ WMAP 9）提供了最佳拟合值$β=0.751^{+0.465}_{-0.480}$。
2014-10-24 astro-ph.CO
