Constraining primordial non-Gaussianity by combining next-generation galaxy and 21 cm intensity mapping surveys
本文提出结合DESI类光学星系巡天与SKAO类21 cm强度映射巡天的多示踪剂方法，以抑制宇宙方差并约束局部型原初非高斯性，在计入前景污染后可达 $σ(f_{\mathrm{NL}})\sim4$。
2023-04-19 astro-ph.CO
Tomography of the Cosmic Dawn and Reionization Eras with Multiple Tracers
宇宙黎明和再电离时代仍然是天体物理学和宇宙学的一个基本但具有挑战性的前沿。我们提倡一种大规模的多示踪剂方法，以全面了解导致第一批恒星和星系形成和演化的物理学。我们强调线强度映射技术来跟踪大尺度上的多相再电离拓扑结构，并详细测量再电离历史。除了21厘米，我们主张在Wouthuysen-Field耦合时期进行Lya层析成像映射，作为宇宙黎明时代的额外探测。
2019-03-28 astro-ph.CO
Constraining f(R) models with cosmic chronometers and the HII galaxy Hubble diagram
我们考虑了几个著名的f（R）宇宙学模型，并约束了它们的参数，即偏差参数b和宇宙学参数Ω_m和h。我们首先根据这些参数得到哈勃速率H（z）和光度距离d_L（z）的解析近似值，然后将它们与宇宙计时器得到的观测膨胀率和HII星系哈勃图中的距离模数进行检验，这些膨胀率和距离模数是用高斯过程（GP）以独立于模型的方式得到的。我们首先优化模型的基础上完全的宇宙计时器，然后重复这个过程，使用宇宙计时器和HII星系的联合分析。
2022-06-21 astro-ph.CO
Tensor anisotropy as a tracer of cosmic voids
我们提出了一种新的方法来找到宇宙学模拟的基础上的宇宙网的潮汐和速度剪切张量定义的空隙。我们使用的分数各向异性（FA）计算每个网络计划的特征值作为一个空洞的示踪剂。我们确定使用分水岭变换的基础上的局部最小值的FA字段的空洞，而不作任何假设的形状或结构的空洞。我们测试的方法上的Bolshoi模拟和报告的丰度和径向平均分布的密度，速度和分数各向异性。我们发现，速度剪切网中的空隙比潮汐网中的空隙小，特别是在内部区域的细丝/薄片中有过多的非常小的空隙。我们将空洞分类为亚补偿/过度补偿，这取决于它们的密度分布中是否存在过密物质脊，发现接近总人口的$65\%$和$35\%$分别被分类到每个类别中。最后，我们发现的证据普遍的配置文件的存在，从径向平均配置文件的密度，速度和分数各向异性。这需要将径向坐标归一化为每个空隙的有效半径。总之，所有这些结果表明，FA是一个可靠的示踪剂的空隙，它可以用来补充其他现有的方法和示踪剂。
2015-07-18 astro-ph.CO
Cosmic Chronometers: Constraining the Equation of State of Dark Energy. II. A Spectroscopic Catalog of Red Galaxies in Galaxy Clusters
本文给出了用凯克一号望远镜上的LRIS仪器在红移0.17 < z < 0.92范围内获得的24个星系团中（大部分）红星系的光谱表。在这里，我们描述的观测和星系光谱，包括发现的三个cD星系的LINER发射光谱，和光谱发现的四个新的星系星系透镜在集群环境。
2009-07-18 astro-ph.CO
Density reconstruction from biased tracers and its application to primordial non-Gaussianity
宇宙密度场的大尺度傅立叶模对于了解宇宙学具有重要价值，因为它们与早期宇宙中的波动之间的关系已被充分理解。然而，宇宙方差一般限制了统计精度，可以实现时，约束模型参数使用这些模式测量星系调查，而且，这些模式有时是无法访问的，由于观测系统或前景。在某些应用中，这两个限制可以通过重建大尺度模式来规避，使用它们在观测到的示踪剂的小尺度模式（如星系位置）之间引起的相关性。在本文中，我们进一步开发了一种重建的形式主义，使用二次估计类似于用于透镜的宇宙微波背景。我们将非线性重力，非线性偏置，和本地型原始非高斯性，并验证该估计器给出了预期的结果时，适用于N体模拟。然后，我们进行了几个即将到来的调查预测，表明，当重建的模式被包括在一起直接观察到的示踪剂密度模式，对本地原始非高斯性的约束一般收紧了数十倍，相比标准的单示踪剂分析。在某些情况下，这些改进来自宇宙方差消除，重建模式取代模式的一个单独的示踪剂，从而使一个有效的“多示踪剂”的方法与单示踪剂的意见。
2020-07-16 astro-ph.CO
Massive Neutrinos Leave Fingerprints on Cosmic Voids
void统计信息是否包含跟踪程序两点关联函数以外的信息？是的，我会的当我们改变中微子质量的总和时，我们发现空统计包含了仅使用示踪剂2点统计时所缺少的信息。大质量中微子对宇宙空洞的影响是独一无二的。我们探讨了它们的影响，使用DEMNUNI和MassiveNuS模拟的空洞聚类。对于空洞，中微子效应取决于观察到的空洞示踪剂。随着中微子质量的增加，冷暗物质粒子追踪到的小空洞数量增加，大空洞数量减少。令人惊讶的是，当大量的，高度偏见，晕被用作示踪剂，我们发现相反的效果。空洞聚集的尺度，以及空洞的相关性，对中微子质量和示踪剂的总和同样敏感。这种比例相关的趋势不是由于模拟体积或晕圈密度。这些签名在空隙丰度和聚类中的相互作用留下了一个独特的指纹，可以通过观测检测到，并可能有助于打破不同宇宙学参数之间的简并。这篇论文为在未来的调查中利用宇宙空洞来限制中微子的质量铺平了道路。
2019-07-10 astro-ph.CO
Cosmological exploitation of the size function of cosmic voids identified in the distribution of biased tracers
宇宙空洞是一个巨大的低密度区域，它与星系团、细丝和壁一起构成了宇宙的大尺度结构。空洞大小函数为检验宇宙学框架提供了一个强有力的探针。然而，为了充分利用这个统计数据，必须从虚假对象中正确地清除无效样本。此外，用于检测这些区域的质量示踪剂的偏差必须在尺寸函数模型中考虑。在我们的工作中，我们测试了一组模拟的暗物质晕目录，具有不同的质量和红移的选择，调查的统计数据中确定的偏差质量密度场的空隙的清洗算法和一个新的空隙大小函数模型。然后，我们研究了密度场示踪剂的偏差如何影响检测到的空洞尺寸。这种分析的主要结果是一个新的模型的尺寸函数，参数化的线性有效偏差的示踪剂，这是直接推断出的大规模的两点关联函数。这是在实际数据目录上利用该方法的关键一步。建议的尺寸函数模型已被准确地校准模拟目录，并用于验证的可能性，提供预测的宇宙学约束，即对物质密度对比度，$Ω_{\rm M}$，和线性物质功率谱的归一化，$σ_8$，在不同的红移。
2019-08-07 astro-ph.CO
Formaldehyde Silhouettes Against the Cosmic Microwave Background: A Mass-Limited, Distance-Independent, Extinction-Free Tracer of Star Formation Across the Epoch of Galaxy Evolution
我们研究了甲醛（H2 CO）对宇宙微波背景（CMB）光子的吸收随宇宙时间的变化。H2 CO的K-二重态转动跃迁通过分子氢（H2）的碰撞泵浦而变得“冷藏”--它们的激发温度被驱动到低于CMB温度。因此，“反反转”H2 CO谱线比率提供了分子云中H2密度的精确测量。利用辐射转移模型，我们证明了H_2CO厘米波长线的激发和探测能力几乎与红移或气体动力学温度无关。由于H2 CO的K双线吸收CMB光，并且CMB位于每个星系的后面，提供了一个非常均匀的扩展照明源，因此H2 CO是一种与距离无关的、无散射的分子气体，是星系中致密气体的质量限制示踪剂。甲醛深场可以以一种独特的无偏见的方式绘制宇宙恒星形成的历史，并且可能与大带宽宽场射电干涉仪一起使用，从而在星系演化的整个时期检测到恒星形成星系的轮廓。我们还研究了H2 CO线可能提供一个类似于星系团中的Sunyaev-Zel'dovich效应的宇宙学可解释的星系统治者的可能性，但适用于更高的红移和更大的样本。最后，我们探讨如何反倒置米波H2 CO线在星系的宇宙恒星形成的高峰期可能会污染HI 21厘米层析再电离时代。
2012-03-31 astro-ph.CO
Galaxy And Mass Assembly (GAMA): improved cosmic growth measurements using multiple tracers of large-scale structure
我们提出了第一个应用程序的“多示踪剂”红移空间失真（RSD）分析的观测星系样本，使用银河系和质量大会调查（GAMA）的数据。我们的数据集是一个r < 19.8的星等限制样本，包含178,579个星系，覆盖红移间隔z < 0.5，面积180 deg^2。我们获得的引力增长率的测量相比，一个单一的示踪剂分析，从相关的样本方差印在重叠的星系种群的分布中，得到10-20%的改进。我们提出了新的表达式之间的协方差的自功率和交叉功率谱的星系样本是有效的一般调查选择功能和加权方案。我们没有发现任何证据表明所测量的增长率对所使用的星系示踪剂的系统依赖性，证明了RSD建模假设，并使用N体模拟的模拟目录验证了我们的结果。对于由星系颜色选择的多个示踪剂，我们在两个独立的红移箱f*sigma_8（z=0.18）= 0.36 +/- 0.09和f*sigma_8（z=0.38）= 0.44 +/- 0.06中测量归一化增长率，与标准GR重力和其他星系调查在类似的红移。
2013-09-22 astro-ph.CO
The Simons Observatory: Constraining inflationary gravitational waves with multi-tracer B-mode delensing
本文提出并验证了用于 Simons Observatory 的多示踪天体 B 模式去透镜化框架，通过结合内部 CMB 透镜图与外部大尺度结构图构建透镜模板，有效降低透镜噪声，使暴胀引力波约束 $σ(r)\approx 0.0015$，较无去透镜化收紧近两倍。
2022-06-15 astro-ph.CO
DIVE in the cosmic web: voids with Delaunay Triangulation from discrete matter tracer distributions
提出了一种基于Delaunay三角剖分（DT）的无参数宇宙学空洞探测器（\textsc{dive}，Delaunay TrIangulation Void findEr），它有效地计算了由离散示踪剂约束的空球.我们定义的球体DT空隙，并描述其属性，包括一个普遍的密度分布连同一个内在的散射。我们将这种技术应用于100晕目录与体积的2.5\，$h^{-1}$ Gpc侧每个，具有类似于BOSS CMASS发光红星系的偏差和数密度，与\textsc{patchy}代码执行。我们的研究结果表明，有两种主要的DT空洞，其特征在于半径：它们有不同的反应晕红移空间扭曲，示踪剂的数密度，并驻留在不同的暗物质环境。基于使用潮汐场张量的动力学参数，我们证明了大DT空洞托管在扩展区域，而用于构建它们的晕驻留在崩溃的。因此，我们的方法是能够有效地确定槽的密度场星系调查，并可用于研究其集群。我们进一步研究了DT空洞的功率谱，发现这两个群体的偏见是不同的，证明了小DT空洞本质上是群晕的示踪剂。
2015-11-13 astro-ph.CO
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
Correlations between multiple tracers of the cosmic web
宇宙的大尺度结构是由相互连接的团簇、细丝和物质层组成的宇宙网络。这个博士学位包括两个互补的项目，利用三种不同示踪剂之间的相关性研究宇宙网：宇宙微波背景（CMB），超新星（SNe）和大型类星体群（LQG）。在第一个项目中，我们重新分析了由Yershov，Orlov和Raikov报道的CMB温度和SNe红移之间的表观相关性。他们提出的证据表明，在SNe位置的WMAP/普朗克CMB像素温度往往会随着红移的增加而增加。他们认为这可能是由综合萨克斯-沃尔夫效应和/或残留的前景污染造成的。我们的分析支持表面上存在的相关性，但它的属性，而不是一个复合选择偏差所造成的机会对齐的7个深调查领域与CMB热点。这七个字段仅占SNe样本的9.2%。我们估计它们偶然落在中巴热点的可能性约为1/11。在第二个项目中，我们首次研究了红移范围为1.0 <= z <= 1.8的LQG的表观相干排列。我们发现LQG的位置角（PA）是相关的，特别是对齐和正交的，在典型的角（共动）分离为~30度（~1.6 Gpc）时，最大显著性为~2.4 sigma。我们的LQG样本和Hutsemekers首次报道的类星体偏振排列区域之间的空间重合，以及Pelgrims和Hutsemekers报道的LQG PA和射电偏振角之间的相似性，表明了一个有趣的结果。
2020-09-03 astro-ph.CO
On the possibility for constraining cosmic topology from the celestial distribution of astronomical objects
我们提出了一种方法来约束宇宙拓扑从分布的天体投影在天球。这是Fujii & Yoshii（2011）中引入的3D方法的扩展，该方法用于搜索由完整性链接的一对观测对象（四元组），即，我们在这里提出的方法是寻找一对天球$n$ -元组来寻找$n \geq 3$。然而，我们发现，这种方法是不切实际的应用在现实情况下，由于小的信噪比。因此，我们的结论是，这是不现实的约束从天体分布的宇宙的拓扑结构，和三维目录是必要的。
2011-05-15 astro-ph.CO
Fisher matrix for multiple tracers: model independent constraints on the redshift distortion parameter
我们展示了如何获得约束$β=f/b$，物质的增长率和偏差的比率，量化的线性红移空间扭曲，这是独立的宇宙模型，使用多个示踪剂的大尺度结构。对于单个示踪剂，$β$的不确定性受到功率谱的振幅和形状的不确定性的约束，而功率谱的不确定性受到宇宙方差的限制。然而，对于两个或多个示踪剂，这个限制不适用，因为取功率谱宇宙方差的比率抵消，并且在线性（凯泽）近似中，直接测量量$(1+ β_1 μ^2)^2/(1+ β_2 μ^2)^2$，其中$μ$是给定模式与视线的角度。我们提供了一个和两个示踪剂的Fisher矩阵的解析公式，并量化的信噪比需要有效地利用多示踪剂技术。我们还预测了$β$上的误差，为像欧几里德调查。
2019-06-02 astro-ph.CO
Constraining Halo Occupation Distribution and Cosmic Growth Rate using Multipole Power Spectrum
本文提出了一种利用星系功率谱P_l（k）多极分量测量晕占据分布（HOD）和宇宙生长率的新方法。卫星星系随机运动引起的非线性红移空间畸变，上帝的手指，产生高l多极各向异性的星系团，如十六极（l=4）和四十六极（l=6），这是敏感的卫星星系的分数和速度色散。通过对发光红星系（LRGs）的HOD模拟，我们发现输入HOD参数可以从P_l（k）中成功地再现出来，并且高l多极信息有助于打破HOD参数间的简并性。我们还表明，宇宙的增长率以及卫星的分数和速度分散的测量显着改善，通过添加高-l多极的小尺度信息。
2014-02-28 astro-ph.CO
Constraining Cosmic Inflation with Observations: Prospects for 2030
检验和约束宇宙暴胀理论的能力将在未来十年取得实质性进展。主要的数据来源包括宇宙微波背景（CMB）测量和光学、近红外和21厘米强度巡天对低红移物质分布的观测。与原始随机引力波背景（SGWB）一致的CMB B模的正检测被广泛认为是暴胀阶段的确凿证据。尽管如此，零结果并不排除通货膨胀。然而，在一个显着的类的暴胀的情况下，低SGWB振幅与更显着的运行，$α_s$，在原始密度扰动比被视为与最简单的暴胀潜力。在此基础上，我们预测了光谱指数$n_{\rm{s}}$和$α_{\rm{s}}$受当前设想的观测（包括CMB（Simons Observatory，CMB-S4和LiteBIRD），光学/近红外（DESI和SPHEREx）和21 cm强度测绘（Tianlai和CHIME））约束的精度。我们确定了约束运行的数据集的最佳组合，并表明它们可能会产生额外的和翔实的约束，对整体通货膨胀的参数空间，如果SGWB仍然未被检测到。
2023-01-10 astro-ph.CO
Constraining $f(R)$ Gravity with a $k$-cut Cosmic Shear Analysis of the Hyper Suprime-Cam First-Year Data
使用斯巴鲁Hyper Suprime-Cam（HSC）第1年的数据，我们进行了第一次$k$切割宇宙剪切分析，约束$Λ$ CDM和$f(R)$ Hu-Sawicki修正重力。为了生成$f(R)$宇宙剪切理论矢量，我们使用COLA（COmoving Lagrangian Acceleration）模拟训练的物质功率谱模拟器。$k$ -切割方法被用来显着降低权重的灵敏度，小尺度（$k > 1 \ h {\rm Mpc }^{-1}$）模式的物质功率谱中的仿真器是不太准确的，同时确保我们的结果是强大的重子反馈模型的不确定性。我们还开发了一个测试，以确保模型化不良的小尺度的影响被归零。对于$Λ$ CDM，我们发现$S_8 = σ_8 (Ω_m / 0.3) ^ {0.5} = 0.789 ^{+0.039}_{-0.022}$，而对$f(R)$修改的重力参数的约束是先验支配的。在未来，$k$切割方法可用于约束大量的重力理论，其中计算限制使得将物质功率谱建模到极小尺度是不可行的。
2021-10-21 astro-ph.CO
Forecasts of constraining isotropic cosmic birefringence on AliCPT-1
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Guizhou University（贵州大学）
AliCPT-1实验结合Planck HFI数据，通过半解析最大似然方法预测对各向同性宇宙双折射角的限制，一年数据不确定性为0.09°，四年后可降至0.026°。
2026-01-06 astro-ph.CO
Constraining warm dark matter with cosmic shear power spectra
假设所有的暗物质都是由光热遗迹粒子组成，我们研究了宇宙剪切对暗物质粒子质量的潜在约束。由于在这样的温暖的暗物质的情况下，我们使用的分析拟合的线性温暖的暗物质功率谱和比较（i）晕模型使用的质量函数从这些线性功率谱和（ii）分析拟合的非线性演化的线性功率谱。我们乐观地忽略了重子对这项工作的竞争效应。我们发现方法（ii）与方法（i）相比是保守的。我们使用这些方法评估宇宙学约束，边缘化超过其他四个宇宙学参数。使用更保守的方法，我们发现，一个欧几里得弱透镜调查与普朗克宇宙微波背景任务的主要各向异性的约束一起可以实现2.5千电子伏的粒子质量的下限。
2011-01-24 astro-ph.CO
Cosmic voids uncovered -- first-order statistics of depressions in the biased density field
宇宙空洞是宇宙物质分布的主要体积成分。它们在限制暗能量和检验引力理论方面具有巨大的潜力。然而，尽管它们作为宇宙学探测器越来越受欢迎，但宇宙空洞观测和理论之间的知识差距仍然存在。特别是，在文献中提出的空隙尺寸函数模型已被证明是不成功的再现宇宙学模拟中，宇宙空隙的密度场的偏置示踪剂检测到的结果，破坏了使用它们作为宇宙学探针的可能性。这项工作的目标是弥补这一差距。特别是，我们利用以前的工作中，我们已经改进了空的选择过程中的发现，提出了一种算法，重新定义的空脊，因此，它们的半径。通过应用该算法，我们验证了一组无偏模拟密度场示踪剂上的空隙尺寸函数的体积守恒模型。我们强调的差异，在内部结构之间的空隙，以这种方式选择和流行的VIDE空隙查找器确定。我们还扩展了验证模型的情况下，有偏见的示踪剂。我们发现，用于采样底层暗物质密度场的示踪剂与其无偏对应物之间存在关系。此外，我们证明，只要这种关系是占，大小函数是一个可行的方法来研究宇宙学与宇宙空洞。
2019-02-12 astro-ph.CO
Alternative High-z Cosmic Tracers and the Dark Energy Equation of State
我们建议用另一种宇宙示踪剂来测量宇宙的暗能量状态方程和物质含量[w（z）& Ω_m]。我们提出的方法包括两个部分：（a）跟踪哈勃关系使用HII类星暴星系，作为SNIa的替代品，它可以检测到非常大的红移，z~4，和（b）测量集群模式的X射线选择AGN的中值红移~1。该方法的每个组成部分本身都可以提供对宇宙学参数的有趣约束，特别是在我们预期我们将显著减少相应的随机误差和系统误差的情况下。然而，通过加入它们的似然函数，我们将能够施加严格的宇宙学约束，打破暗能量状态方程（无论是常数还是变量）与宇宙物质含量之间已知的简并性，并提供一个强大的替代方法来测量暗能量对全球动力学和状态方程的贡献。对X射线选定的活动星系核（基于小型XMM调查）和目前最大的SNIa样本（Kowalski et al 2008）的初步联合分析提供：Omega_m=0.28^{+0.02}_{-0.04}和w=-1.0 +-0.1。
2009-03-01 astro-ph.CO
Encircling the dark: constraining dark energy via cosmic density in spheres
最近发表的解析概率密度函数的轻度非线性宇宙密度场的球形细胞被用来建立一个简单而准确的极大似然估计的红移演化的方差的密度，如预期的那样，被证明有较小的相对误差比样本方差。这个估计器提供了一个有竞争力的探测暗能量的状态方程，达到百分之几的准确性wp和wa的欧几里德一样的调查。相应的似然函数可以通过细胞的相对分离来考虑细胞的配置。在线提供了一个计算任意初始功率谱、顶帽平滑和各种球形坍缩动力学的单胞密度概率密度函数的代码，以便提供直接的手段来测试替代暗能量模型和初始功率谱对低红移物质分布的影响。
2016-05-04 astro-ph.CO
Fisher matrix for the angular power spectrum of multi-tracer galaxy surveys
红移的演化和特殊的速度打破了宇宙学巡天在平行和横向于视线方向上的各向同性，限制了傅立叶表示在小区域和红移范围内的准确性。与傅立叶空间功率谱相反，大尺度结构示踪剂的两点函数的全部信息被封装在红移相关的角功率谱$C_\ell^{ij} (z_i,z_j)$中，用于示踪剂物质$i$和$j$在红移切片$z_i$和$z_j$，在调和空间中表示。本文推导了实空间和红移空间中多示踪剂Fisher角功率谱矩阵的半解析表达式，在线性结构形成区是精确的。我们的表达式可以用来预测约束力的星系调查与许多示踪剂和大量的红移切片，从数值评估的协方差矩阵的Fisher矩阵的推导可能是不可行的或不切实际的。
2022-09-20 astro-ph.CO
Non-Gaussianity Constraints using Future Radio Continuum Surveys and the Multi-Tracer Technique
对原始非高斯性测量的更严格限制将允许对暴胀情景进行区分。宇宙微波背景双谱是测量局域非高斯性的标准方法，但它受到宇宙方差的限制。因此，利用大尺度结构研究非高斯性的测量是明智的。这可以通过研究非高斯性对大尺度功率谱的影响来完成。在这项研究中，我们预测的限制，可以获得与未来的无线电调查的本地原始非高斯参数$f_{\rm NL}$。我们利用多示踪剂的方法，减少宇宙方差的影响，并利用多个射电星系人口的不同偏置示踪剂相同的底层暗物质分布。对以前工作的改进包括使用观测偏差和晕质量估计，更新的模拟和现实的光度红移预期，从而产生更现实的预测。结合SKA模拟和射电观测，以及不同的红移范围和红移箱大小。发现在最现实的情况下，$f_{\rm NL}$上的1 - $σ$误差落在4.07和6.58的范围内，与目前可用的最严格的约束相媲美。
2019-12-18 astro-ph.CO
Constraining deceleration, jerk and transition redshift using cosmic chronometers, Type Ia supernovae and ISW effect
本文结合ISW效应、Ia型超新星和宇宙计时器H(z)数据约束q、j及过渡红移，指出泰勒展开直接测量法对非Λ-CDM模型不稳定，并基于ΛCDM、WCDM和CPL模型推导减速度参数。
2022-02-17 astro-ph.CO
Constraining cosmic polarization rotation and implications for primordial B-modes
宇宙学双极化（CB）是一种现象，由违反宇称的电动力学修正引起，当光子穿过真空时，光的线性偏振角发生变化。利用宇宙微波背景（CMB）偏振观测，可以使用许多不同的分析技术来限制这种效应。我们研究了两种不同的方法来约束方向相关的双折射，目前和未来的CMB实验，包括BICEP/Keck，西蒙斯天文台（SO），和LiteBIRD。具体来说，我们比较放置在各向异性CB从二次估计技术的$B$模式的功率谱的三个不同的实验的估计所得出的约束。来自估计的$B$模式功率谱的约束被发现是可比的BICEP/凯克和SO，但不是LiteBIRD由于其较大的天空覆盖范围从二次估计。这些预测的上限CB转换为原始磁场和光子和赝Nambu-Goldstone玻色子之间的耦合的约束。最后，我们表明，即使在CB的最佳约束，对于各自的实验，潜在的诱导$B$模式的功率可以作为一个显着的污染物在原始$B$模式的前瞻性测量。
2020-07-20 astro-ph.CO
Constraining cosmological vorticity modes with CMB secondary anisotropies
观测搜索大尺度涡度模式在晚时间宇宙的探索不足。在标准的$Λ$ CDM模型中，考虑到观测到的宇宙微波背景（CMB）的性质，这是很好的动机。然而，这意味着对宇宙涡旋模式的搜索可以作为我们宇宙学模型的一个强有力的一致性测试。我们表明，通过结合CMB测量的动力学Sunyaev-Zel'dovich和移动透镜效应与星系巡天数据，我们可以约束涡度场独立于大尺度宇宙速度场。这种方法可以提供严格的限制，最大规模的模式，并可以通过一个简单的改变标准估计。或者，如果假设没有宇宙涡模，这个估计可以用来测试系统的偏差，在现有的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的分析类似于卷曲透镜的方式。
2023-01-26 astro-ph.CO
Constraining Dark Energy through the Stability of Cosmic Structures
对于一般的暗能量状态方程，我们估计的最大可能半径的大规模结构，不稳定的宇宙膨胀的加速。与已知的稳定结构的比较约束状态方程。通过积累更多的天体物理学数据和更好地了解束缚宇宙结构的动力学，可以加强约束的鲁棒性。
2014-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Chronometers: Constraining the Equation of State of Dark Energy. I: H(z) Measurements
我们提出了新的测定宇宙膨胀的历史，从红色信封星系。为此，我们用LRIS光谱仪获得了24个星系团中红移范围为0.2 < z < 1.0的高质量光谱。我们用SPICES和VVDS调查的高质量、公开可用的档案光谱补充了这些凯克光谱。我们改进了Simon等人（2005）以前的膨胀历史测量，提供了两个新的膨胀历史测定：在z = 0.5时H（z）= 97 +- 62 km/sec/Mpc，在z = 0.8时H（z）= 90 +- 40 km/sec/Mpc。我们讨论的不确定性，在膨胀历史的确定所产生的合成恒星人口模型的不确定性。然后，我们使用这些新的测量与宇宙微波背景（CMB）的测量来约束宇宙学参数，特别强调暗能量参数和曲率的约束。特别地，我们通过限制由w 0和wa参数化的暗能量状态方程并允许任意曲率来证明直接H（z）测量的有用性。此外，我们还限制，仅使用CMB和H（z）数据，相对论自由度的数量为4 +- 0.5，它们的总质量为< 0.2 eV，都在1-sigma。
2009-07-18 astro-ph.CO
Constraining Baryon--Dark Matter Scattering with the Cosmic Dawn 21-cm Signal
最近，EDGES低波段射电实验从宇宙黎明探测到了一个非常强的21厘米中性氢信号，这可以解释为，如果冷的暗物质粒子从重子散射，从气体中吸收多余的能量。在这封信中，我们探讨了21厘米信号的扩展范围，这是开放的这种相互作用，改变天体物理参数以及暗物质粒子的属性在尽可能广泛的范围。我们通过比较低频段的检测和EDGES高频段天线的上限来识别与当前数据一致的模型。我们发现，一致的模型预测在宇宙黎明期间的21厘米的波动，是3至30倍之间的最大之前预计没有暗物质散射。预期的功率谱表现出强烈的重子声学振荡的速度依赖的截面印记。后一个签名是一个吸烟枪的速度依赖性散射，并可用于干涉仪，以验证暗物质的解释边缘检测。
2018-02-28 astro-ph.CO
Pinpointing the cosmic web between massive galaxy clusters I. The incidence of HI and OVI as WHIM tracers
Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（智利天主教瓦帕莱索大学）；Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣塔玛丽亚理工大学）；Leibniz-Institut for Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；The University of Tokyo（东京大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Washington（华盛顿大学）；CONICET-Universidad Nacional de Córdoba（阿根廷国家科学研究委员会-科尔多瓦国立大学）
该研究通过HST/COS的远紫外吸收光谱，分析连接大质量星系团的宇宙网纤维附近HI、OVI等WHIM示踪物的发生率，发现其超额与覆盖分数显著高于冷气体示踪物，为探测星系团间纤维的WHIM提供了潜在信号。
2026-10-09 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity from the large scale structure two-point and three-point correlation functions
本文提出利用构型空间两点和三点相关函数单极测量局部原初非高斯性参数fNL，通过模拟暗物质晕和DESI发光红星系数据验证，预测一年数据可将fNL约束至精度22。
2024-03-27 astro-ph.CO
The Back-in-time Void Finder: dynamical identification of cosmic voids through optimal transport reconstruction
Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；CNRS/IN2P3, CPPM（法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所，普罗旺斯宇宙、粒子与物质物理中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” - Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；SISSA, International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间科学与天体物理观测站）；INFN - Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）
BitVF通过最优传输重建动态识别宇宙虚空，克服传统方法的局限性，提供更稳定的虚空目录和更准确的红移空间效应修正。
2026-01-21 astro-ph.CO
Testing cosmic-ray acceleration with radio relics: a high-resolution study using MHD and tracers
团内介质中的弱激波可能加速宇宙射线质子和宇宙射线电子，这取决于上游磁场和激波法线之间的角度。在这项工作中，我们研究了冲击倾角如何影响星系团高分辨率模拟中宇宙线的产生。为此，我们进行了磁流体力学模拟的星系团使用网格细化代码\enzo。我们使用拉格朗日示踪剂来跟踪热气体、宇宙射线和磁场随时间的性质。我们测试了一些不同的加速方案，通过改变质子和电子的质子依赖加速效率，并通过检查产生的强子$γ$射线和无线电发射。我们发现，无线电发射并没有显着改变，如果只有准垂直冲击能够加速宇宙射线电子。我们的分析表明，在遗迹中发现的无线电发射电子通常在$z=0$之前已经被多次电击过。另一方面，强子$γ$ -射线发射从集群被发现显着减少，如果只准平行冲击被允许加速宇宙射线质子。这可能会减少与\textit{Fermi}卫星设定的星团$γ$射线发射上限较低的紧张关系。
2016-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrino mass without cosmic variance
测量中微子质量的绝对尺度是近期宇宙学数据集最令人兴奋的机会之一。两个对中微子质量敏感的量，尺度依赖的晕偏置$b(k)$和从红移空间畸变推断的线性增长参数$f(k)$，可以在没有宇宙方差的情况下测量。不像物质功率谱的振幅总是有有限的误差，$b(k)$和$f(k)$上的误差随着示踪剂数密度的增加而继续减小。本文利用$b(k)$和$f(k)$对中微子质量敏感的星系和透镜场的统计进行了预报。中微子质量的限制，从自动和交叉功率光谱的光谱和光度星系样本被削弱的尺度依赖的偏见，除非一个非常高的密度的示踪剂。在高密度极限下，使用多个示踪剂可以击败宇宙方差，中微子质量的预测误差大大缩小。在实践中，用$b(k)$克服中微子质量的宇宙方差误差将是一个挑战，但这个信号仍然是中微子对结构形成的影响的新探测器，它本身就很有趣。
2016-05-24 astro-ph.CO
Cosmic Clocks
在扰动宇宙中，自大爆炸以来，在观测到的红移不变的二维表面上的共动示踪剂处于不同的适当时间。对于年龄独立已知的示踪剂，人们可以测量这些适当时间的扰动。这些来源的例子包括只发生在宇宙历史的一个短时期内的宇宙事件，以及不断发展的标准蜡烛和标准尺子。在本文中，我们推导出一个一般的规范不变的线性表达式，这种微扰的时空微扰。作为一个例子，我们证明了观测到的大尺度宇宙微波背景（CMB）的温度扰动正是由这些本征时间扰动给出的。加上Schmidt和Jeong（2012）导出的六个标尺扰动，这就完成了可以用标准标尺和蜡烛测量的独立观测量的集合。
2013-05-06 astro-ph.CO
Constraining dark sector perturbations I: cosmic shear and CMB lensing
我们目前和未来的约束状态方程的暗区扰动。考虑的状态方程是对应于广义标量场模型和时间同态不变的$L(g)$理论，相当于相对论弹性介质的模型，也违反了大质量引力洛伦兹。我们开发这些模型的可观察到的影响的理论理解。为了约束这些模型，我们使用CMB温度数据从普朗克，BAO测量，CMB透镜数据从普朗克和南极望远镜，和弱星系透镜数据CFHTLenS。我们发现非平凡的排除参数的范围内，虽然数据仍然与$w=-1$兼容。我们衡量未来的实验将如何帮助约束参数。这是通过对CMB实验（如CoRE和PRISM）和断层星系弱透镜调查的可能性分析来完成的，重点是欧几里德在轻度非线性尺度上的潜在辨别力。
2015-06-26 astro-ph.CO
Optimisation of the Population Monte Carlo algorithm: Application to constraining isocurvature models with cosmic microwave background data
我们使用数值模拟优化人口蒙特卡罗算法的参数。的优化是基于效率的统计有关的收敛前评估的样本数，并施加到一个D维高斯分布，以获得最佳的算法参数的比例律。更复杂的分布，如香蕉和双峰分布也进行了研究。我们将这些结果应用于宇宙学参数估计问题，使用CMB各向异性数据从WMAP九年的释放来约束一个六参数绝热模型和一个十五参数混合模型，包括相关的绝热和等曲率扰动。在绝热模型和混合模型的情况下，我们发现各自的退化因子为3和20，相对于最佳高斯的情况下，由于退化的基本参数空间。WMAP九年的数据限制混合模型的等曲率分数最多为$36.3 \pm 2.8$ %。
2015-10-06 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity with cosmological weak lensing: shear and flexion
我们研究宇宙学的约束力的未来大规模弱透镜调查模型的\emph{Euclid}，特别是原始的非高斯。我们的分析认为，几个不同的估计投影物质的功率谱，剪切和弯曲的基础上，我们审查的协方差和Fisher矩阵。由宇宙切变单独为局部双谱形状提供的边界，在$σ_8$上被边缘化，处于$Δf_\mathrm{NL} \sim 100$的水平。我们考虑三个额外的双谱形状，宇宙剪切约束范围从$Δf_\mathrm{NL}\sim 340$（等边形状）到$Δf_\mathrm{NL}\sim 500$（正交形状）。宇宙弯曲约束对宇宙剪切约束的竞争力取决于星系固有的弯曲噪声，这仍然是几乎不受约束。采用文献中偶尔使用的非常高的值，导致屈曲贡献相对于剪切贡献基本上可以忽略不计，并且对于实际配置，前者不会显著改善后者的约束能力。由于屈曲噪声随尺度减小而减小，因此通过将分析扩展至$\ell_\mathrm{max} = 20,000$宇宙屈曲，同时仍为次优势，可在添加时通过$\sim 10%$改善剪切约束。然而，在如此小的尺度上，物质的高度非线性聚集和重子物理的影响使得任何误差估计都不确定。通过考虑较低的、可能更现实的屈曲固有形状噪声值，导致屈曲约束功率是$\sim 2$的因子，优于剪切的因子，并且$σ_8$和$f_\mathrm{NL}$的界限在它们组合时被提高了$\sim 3$的因子。（节略）
2012-09-18 astro-ph.CO
Cosmic metal invaders: Intergalactic OVII as a tracer of the warm-hot intergalactic medium within cosmic filaments in the EAGLE simulation
目前对热（log T（K）> 5.5）的温热星系际介质（WHIM）的观测状况还不完全。虽然最近通过堆叠大量宇宙网细丝进行的观测已经产生了统计学意义上的探测结果，但对单个物体的直接测量仍然很少。由于缺乏这样的样本，目前无法对由热WHIM组成的宇宙重子内容进行强有力的分析，这可能有助于解决宇宙学上的重子缺失问题。为了改进对失踪重子的搜索，我们使用了EAGLE模拟。我们的目标是了解宇宙网络中高度电离金属的富集和分布。我们检测到的细丝，通过应用Bisous形式主义的模拟星系，其特征在于空间分布以及质量和体积分数的辅助氧和OVII。然后，我们构建了OVII柱密度图，并用Athena X-IFU确定其可检测性。然而，氧气和OVII数密度下降迅速超过维里半径的晕，低于可检测的水平在700千秒差距。因此，只有约1%的长丝体积以可检测的密度填充有OVII。OVII的这种非均匀分布使其用于追踪丢失的重子变得复杂。相反，OVII在光环周围形成狭窄的信封。这种局部性质导致在SDSS灯丝目录中使用Athena X-IFU检测星系际OVII的机会很低（每视线10-20%）。对于来自4 MOST调查的未来长丝样品，机会增加到约50%的水平。尽管如此，根据EAGLE的结果，这不足以最终解决重子缺失的问题，因为它将被限制在晕维里半径的几倍。幸运的是，在热WHIM中，晕周围的体积是密集的，追踪它可以将仍然缺失的重子的…
2023-01-18 astro-ph.CO
Constraining dark matter properties with Cosmic Microwave Background observations
我们研究了暗物质的性质，由状态方程参数$w$和两个微扰广义暗物质（GDM）参数$c^2_s$（声速）和$c^2_\text{vis}$（粘度）参数化，如何受到现有宇宙学数据的约束，特别是普朗克2015年数据发布。我们发现，GDM参数是一致的零，并强烈约束，没有证据表明扩展的暗物质模型超出了冷暗物质（CDM）的范例。暗物质状态方程被限制在$99.7\%$置信水平的$-0.000896<w<0.00238$范围内，这比以前使用WMAP数据发现的约束强几倍。在$99.7\%$置信水平下，参数$c^2_s$和$c^2_\text{vis}$分别被约束为小于$3.21\times10^{-6}$和$6.06\times10^{-6}$。GDM参数的加入确实显著影响了几个$Λ$ CDM参数的误差条，特别是无量纲暗物质密度$ω_g$和导出的参数$σ_8$和$H_0$。这可以通过包含限制宇宙膨胀历史的数据来部分缓解。
2016-12-12 astro-ph.CO
The clustering of the SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey DR16 luminous red galaxy and emission line galaxy samples: cosmic distance and structure growth measurements using multiple tracers in configuration space
我们使用完整的Sloan数字巡天IV（SDSS-IV）扩展重子振荡光谱巡天（eBOSS）DR 16发光红星系（LRG）和DR 16发射线星系（ELG）样本在配置空间中进行多示踪剂分析，并成功地检测到两个样本之间的交叉相关，并从单独的交叉样本中发现生长率为$fσ_8=0.342 \pm 0.085$（$\sim25$百分比准确度）。利用LRG和ELG样品的自相关函数和互相关函数，对$z_{\rm eff}= 0.77$单次有效红移处的重子声振荡（BAO）和红移空间畸变（RSD）参数进行了联合测量，发现同向运动的角直径距离$D_M(z_{\rm eff})/r_d = 18.85\pm 0.38$、哈勃距离$D_H(z_{\rm eff})/r_d = 19.64 \pm 0.57$和$fσ_8(z_{\rm eff}) = 0.432 \pm 0.038$与$68\%$ CL的$Λ$ CDM模型一致.与LRG样品的单示踪剂分析相比，在我们的多示踪剂分析中，$α_{\perp}, α_{||}$和$fσ_8$的品质因数（FoM）提高了$1.11$的因子，特别是，$11.6 \%$降低了$fσ_8$的统计不确定性。
2020-09-16 astro-ph.CO
Challenges in Constraining Gravity with Cosmic Voids
本研究通过N体模拟比较nDGP、$f(R)$引力与GR的空洞统计，发现模拟星系示踪体消除大小函数差异，但四极矩对引力模型不敏感，GSM可准确重构$ξ_2$，且空洞四极矩是$β$的无偏估计量。
2022-12-05 astro-ph.CO
Molecular Tracers of Filamentary CO Emission Regions Surrounding the Central Galaxies of Clusters
光辐射是从星系团的中心星系周围的细丝中探测到的。这些细丝有几十千秒差距的长度。这种发射可能是由于机械能的耗散和宇宙射线引起的电离所引起的加热。在英仙座星系团中央星系NGC~1275周围的暗条中，观测到了CO的毫米和亚毫米谱线辐射以及H $_{2}$红外辐射。我们的目标是确定这些分子物种，CO以外，可能会发出可检测的毫米和亚毫米线的功能，在这些灯丝中产生的，并确定这些物种将产生的排放，可能作为诊断的耗散和宇宙射线引起的电离。时间依赖的UCL光子主导区域建模代码被用于在适当的压力下，在一个范围内的耗散和宇宙射线诱导的电离率和入射辐射fields.HCO $^+$和C $_2$ H排放的分子的阴极发射区的稳态模型的建设将潜在地提供有关宇宙射线诱导的电离率在灯丝。HCN，特别是CN，是具有毫米和亚毫米线的物质，在含有分子的最温暖的区域中仍然大量存在。HCO $^{+}$、C $_{2}$ H和CN辐射中星系团细丝的探测，以及HCN辐射中星系团细丝的进一步探测，将对耗散和宇宙射线诱导电离率提供重要的限制。
2010-07-09 astro-ph.CO
Impact of reionization history on constraining primordial gravitational waves in future all-sky cosmic microwave background experiments
本文研究了再电离历史不确定性对全天CMB偏振实验限制原初引力波的影响，发现利用大尺度E模功率谱可排除导致偏差的再电离场景，从而确保PGW限制的稳健性。
2024-12-25 astro-ph.CO
Constraining cosmic curvature by using age of galaxies and gravitational lenses
我们使用两种模型无关的方法来约束宇宙的曲率。在第一种方法中，我们利用哈勃参数和星系年龄的横向同动距离的观测结果，研究了曲率参数（$Ω_k^0$）随红移的演化。其次，我们还使用了一种基于引力透镜类星体平均像分离统计的间接方法。这种方法的基础是，在封闭、开放或平坦宇宙中，透镜图像的平均图像分离将分别与源红移呈现正、负或零相关。为了平滑这两种方法中使用的数据集，我们使用非参数方法，即高斯过程（GP）。最后，从第一种方法出发，我们得到了一个假定的平坦宇宙的$Ω_k^0= 0.025\pm0.57$，而宇宙曲率在整个红移区$0<z<1.37$保持不变，这表明宇宙可能是均匀的。此外，这两种方法的综合结果表明，宇宙是边缘封闭的。然而，可以在$3σ$级并入平坦的宇宙。
2017-03-16 astro-ph.CO
Constraining Cosmic Expansion and Gravity with Galaxy Redshift Surveys
我们分析了下一代星系红移调查的科学范围，如BigBOSS，以适应同时随时间变化的暗能量状态方程和依赖于时间和尺度的引力。同时拟合避免了假设$Λ$ CDM展开或广义相对论的潜在偏差，并且仅导致约束的适度退化。星系偏差，自由地适合在红移箱，是自我校准的光谱测量红移空间失真，并造成很小的影响。星系红移、宇宙微波背景和超新星距离数据的组合可以对6个模型独立的修正重力量提供5-10%的约束。
2012-11-30 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology on point: modelling spectroscopic tracer one-point statistics
本文将基于大偏差理论的1点物质密度PDF预测扩展至暗物质晕和星系等有偏示踪体，构建了示踪体偏倚与随机性模型，并在N体模拟中验证了其对宇宙学参数的优越约束能力。
2025-01-06 astro-ph.CO
Constraining Ultralight ALP Dark Matter in Light of Cosmic Birefringence
本研究针对超轻类轴子粒子暗物质，结合宇宙学约束与洗脱效应分析，发现晚期可非线性成团的ALP均无法解释Planck和WMAP观测到的静态宇宙双折射信号。
2024-08-15 astro-ph.CO
Constraining the time variation of the coupling constants from cosmic microwave background: effect of Λ_{QCD}
考虑到电子质量m_{e}和质子质量m_{p}的同时变化，我们研究了宇宙微波背景（CMB）对复合时期和当前时期之间精细结构常数Δα/α \equiv（α_{rec} - α_{now}）/α_{now}随时间变化的约束.换句话说，我们除了考虑电磁耦合外，还考虑了汤川耦合和量子色动力学尺度Λ QCD的变化。我们澄清哪些参数可以确定从CMB温度各向异性的奇异值分解。假设由单个标量场（标量场）控制的耦合常数变化之间的关系，95%置信水平（C.L.）发现对Δα/α的约束为-8.28 \times 10^{-3} < Δα/α< 1.81 \times 10^{-3}，这比仅考虑α和m_{e}的变化得到的约束更严格。我们还得到质子与电子质量比μ \equiv m_{p} / m_{e}随时间变化的约束条件为-0.52 < Δμ/μ< 0.17（95%C. L.）在同样的假设下。最后，我们还实现了预测的限制，从普朗克调查。
2009-12-30 astro-ph.CO
Detecting Electron Density Fluctuations from Cosmic Microwave Background Polarization using a Bispectrum Approach
高灵敏度宇宙微波背景（CMB）偏振实验的最新进展为研究大尺度结构（LSS）打开了一扇窗口，因为小角度尺度上的CMB偏振涨落可以由LSS和晚期宇宙电离涨落的组合产生。引力透镜效应可以从具有二次估计的CMB数据集中提取，但是具有二次估计的电子密度涨落（EDF）的重建被发现被二次CMB涨落中的大得多的引力透镜效应显著地偏置。在本文中，我们建立了一个双谱的形式化使用示踪剂的LSS提取次主导的EDF从CMB偏振数据。我们发现，这种双谱可以有效地重建角带功率的EDF和LSS示踪剂之间的互相关。下一代CMB偏振实验与星系巡天和宇宙红外背景实验相结合，可以检测到具有高度意义的EDF特征。
2018-01-16 astro-ph.CO
Constraining Lyman-Werner Feedback from Velocity Acoustic Oscillations in the Cosmic Dawn 21 cm Signal
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本古里安大学）
研究通过21厘米光锥模拟探索宇宙黎明期间Lyman-Werner反馈参数的约束，利用velocity音波振荡特征提取冷却阈值和反馈效率。
2026-04-19 astro-ph.CO
