Bianchi I Model: An Alternative Way To Model The Presentday Universe
虽然宇宙微波背景（CMB）辐射的高精度宇宙学新时代提高了我们对婴儿宇宙和现代宇宙的认识，但它也使我们对CMB精确各向同性的主要假设提出了质疑。有两个观测证据暗示不存在精确的各向同性。这些是第一，从CMB辐射的各向同性的小各向异性偏差的存在，第二，大角度异常的存在，虽然这些异常的存在是目前一个巨大的问题的辩论。这些提示是特别重要的，因为各向同性是哥白尼原理的两个主要假设之一，FRW模型就是建立在这个基础上的。这种几乎各向同性的CMB辐射意味着宇宙几乎是一个FRW宇宙，正如以前的研究所证明的那样。假设当物质和辐射同时发生涨落时，物质成分在CMB密度涨落中形成偏离各向同性的偏差，本文试图利用与标准FRW渐近等价的Bianchi I型（BI）各向异性模型，寻找FRW型尺度和哈勃参数的可能约束条件。为了获得对这种各向异性模型的约束，我们根据Maartens等人（1995 a，b）的模型无关剪切参数和理论一致性关系，从最近普朗克数据的各向异性上限中推导出平均和后期剪切值。这些约束使我们得到一个BI模式，它在时间上成为一个几乎FRW模式，这是符合最新的观测资料的CMB。
2014-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Testing the isotropy of the Universe with type Ia supernovae in a model-independent way
本文利用Ia型超新星的联合光变曲线分析（JLA）样本，研究了Bianchi-I度规下的各向异性宇宙模型.由于不同的宇宙学模型和不同的Ia超新星样本，Ia超新星的光变曲线参数是不同的，因此我们采用马尔可夫链蒙特卡罗方法同时拟合了Ia超新星的光变曲线参数和宇宙学参数。因此，目前关于暗能量状态方程（$δ$）各向同性偏离量和大尺度几何（$Σ_0$）各向异性水平的结果是完全与模型无关的。偏度和宇宙切变的约束是$-0.101<δ<0.071$和$-0.007<Σ_0<0.008$。这一结果与标准各向同性宇宙（$δ=Σ_0=0$）一致。然而，在宇宙的几何形状和暗能量的状态方程中，适度的各向异性是允许的。此外，在该模型中，各向异性轴的优选方向没有明显的证据。
2017-11-16 astro-ph.CO
Testing Isotropy in the Local Universe
我们使用2 MASS扩展源表检验了星系局域分布的各向同性。通过将全天巡天分解成不同的补丁，并使用光度和光谱红移数据的组合，我们使用参数和非参数的方法来获得每个补丁的光度函数的形状。我们使用的光度函数的形状来测试的统计各向同性的基本星系分布。参数估计显示了一些证据的半球形不对称的北/南银河平面。然而，非参数估计没有表现出显着的各向异性，与星系的分布是一致的假设，在所有考虑的地区各向同性。参数不对称性归因于函数形式与基础数据的拟合相对较差。当使用非参数估计时，我们确实发现了光度函数形状的偶极子，在银河系坐标$(b,l)=(30^{\circ},315^{\circ})$处与各向同性的偏差最大。然而，我们不能把这一观察结果归因于强统计学意义。
2014-10-28 astro-ph.CO
A framework for testing isotropy with the cosmic microwave background
我们提出了一个新的框架，测试宇宙的各向同性使用宇宙微波背景数据，嵌套采样ANICOSMO代码的基础上。独特的是，我们能够约束标量，矢量和张量自由度一样，以前的研究只考虑矢量模式（与涡）。我们采用Bianchi VII型$_h$宇宙学模型的各向异性宇宙，从其他类型可以得到适当的限制。在单独的开发中，我们通过在高$\ell$和低$\ell$可能性中纳入Bianchi功效的影响来改进统计分析。为了了解所有这些变化的影响，我们将我们的新技术应用于WMAP数据。我们没有发现各向异性的证据，约束剪切矢量模式$(σ_V/H)_0 < 1.7 \times 10^{-10}$（95% CL）。我们第一次对张量模式进行了限制;与其他模式不同，张量剪切可以从近各向同性的早期宇宙中生长出来。此类剪切的限值为$(σ_{T,\rm reg}/H)_0 < 2.4 \times 10^{-7}$（95% CL）。
2016-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Testing isotropy in the Universe using photometric and spectroscopic data from the SDSS
我们分析了两个体积有限的星系样本的SDSS光度和光谱数据，以测试在本地宇宙的各向同性。我们利用信息熵来量化星系分布在不同长度尺度上的全局各向异性，发现星系分布在小尺度上是高度各向异性的。所观察到的各向异性随着长度尺度的增加而减小，并且在两个数据集中超过200 Mpc/h的长度尺度时几乎达到稳定状态。我们将这些各向异性与Lambda CDM模型N体模拟的模拟目录预测的各向异性进行比较，并发现与观测结果相当吻合。我们发现一个小的残余各向异性在大尺度上衰减的方式是一致的线性微扰理论。所观察到的各向异性的斜率收敛到线性理论预测的斜率，超过~ 200 Mpc/h的长度尺度，表明向各向同性的过渡。我们分别比较了在天空的不同部分观察到的各向异性，并没有发现星系分布的首选方向的证据。
2018-11-29 astro-ph.CO
Testing the Gaussianity and Statistical Isotropy of the Universe
在过去的几年里，人们对测量功率谱之外的原始波动的统计数据感到兴奋。对数据中的高斯性和统计各向同性进行精确测试的新想法正在与广泛的新理论可能性的建议同时发展。从观测和理论来看，很明显，即将到来的测量具有巨大的发现潜力。在这期《天文学进展》特刊中，我们收集了一些文章，总结了从各种潜在来源偏离高斯性或统计各向同性的理论预测，以及使用CMB或大尺度结构测试这些性质的观测方法。我们希望这个集合提供了一个可访问的切入点，这些主题，因为他们目前的立场，指出什么方向未来的发展可能采取和演示为什么这些问题是如此引人注目。特刊可在http：//www.hindawi.com/journals/aa/2010/si.gsiu.html上查阅，个别文章也可在arXiv上查阅。
2010-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultra-compact radio sources and the isotropy and homogeneity of the Universe
超致密射电源的2.29 GHz VLBI全天空巡天已经成为许多宇宙学研究的基础，这些研究考察了角尺寸和红移之间的关系。在这里，我使用了468个这样的源的样本，其中0.5<z<=3.787，以研究宇宙的各向同性。该样本被分成半球形子样本，在全天空5度x5度阵列上，每个子样本被允许确定Omega_m的值，假设我们生活在空间平坦的均匀各向同性Lambda CDM模型中。如果我们将后者视为零假设，那么它就不能通过检验--结果显示出显著的各向异性，Omega_m的最小值朝向（l，b）=（253.9，24.1）度，最大值朝向相反方向。这是接近CMB偶极轴，但在正面的意义。这被解释为宇宙在最大尺度上不是空间均匀的，并且在后期可以通过中心密度增强的球对称模型更好地表示。
2012-07-03 astro-ph.CO
Testing the Isotropy of the Universe with Type Ia Supernovae
在各向异性的Bianchi I型宇宙学模型框架下，利用各向异性状态方程的暗能量流体，分析了Union和Union 2汇编中Ia型超新星的星等-红移数据.我们发现，暗能量状态方程偏离各向同性的量、偏度δ和宇宙大尺度几何的当前各向异性水平、实际剪切力δ_0，都限制在-0.16 < δ< 0.12和-0.012 <δ_0 < 0.012（1σ C. L.）Union 2数据超新星的数据与标准的各向同性宇宙（δ= 10_0 = 0）是相容的，但在宇宙的几何结构和暗能量的状态方程中，都允许有很大程度的各向异性。
2011-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Galaxy clusters as probes of cosmic isotropy
本综述探讨了利用星系团标度关系作为探针检验晚期宇宙各向同性的方法，分析了系统偏差及过往观测到的各向异性结果，并展望了多波段数据下的未来潜力。
2024-06-03 astro-ph.CO
Testing the Isotropy of the Universe with the CHIME/FRB Catalog I
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
该研究利用CHIME/FRB目录中的536个FRB，通过两点角相关函数和西格玛图方法测试宇宙各向同性，校正观测偏差。虽结果与各向同性预期相符，但受样本量限制，2PACF有协方差矩阵问题，西格玛图低多极不确定性大，期待未来FRB调查改进。
2026-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
The isotropy of Hubble expansion in the early and late Universe
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Duke University（杜克大学）
该研究通过结合多种观测数据，验证了早期和晚期宇宙中哈勃扩张的各向同性，发现无显著各向异性，可能由数据系统误差导致。
2025-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Friedmann Cosmology and Almost Isotropy
在弗里德曼宇宙模型中，宇宙学家假设宇宙的类空切片是具有恒定截面曲率的黎曼流形。这一假设通过舒尔定理证明，类空宇宙是局部各向同性的。在这里，我们定义一个黎曼流形几乎局部各向同性的意义上，它允许弱引力透镜在所有方向和强引力透镜在局部角区域在大多数点。然后，我们证明了这样的流形是Gromov Hausdorff接近的长度空间$Y$，这是一个收集的空间型加入离散点。在本文中，我们定义了一个概念，我们称之为“指数长度空间”，并证明，如果这样的空间是局部各向同性的，那么它是一个空间型。
2004-03-30 astro-ph astro-ph.CO gr-qc
Probing cosmic isotropy in the Local Universe
本文用 ALFALFA 星表 HI 源和两点角相关函数，对 10 个天区做模型无关检验，发现局域宇宙总体在 2σ 内符合统计各向同性，仅偶极排斥体附近区域偏离 2.4σ。
2023-12-05 astro-ph.CO
Inflation and primordial power spectra at anisotropic spacetime inspired by Planck's constraints on isotropy of CMB
最近，普朗克2013年的结果表明，在低-（\ell）多极的CMB温度波动的偶极功率调制的可能证据。这种反常现象可能意味着与统计各向同性的某些偏差。为了将普朗克数据纳入标准宇宙学模型，我们提出了一个各向异性时空中的极早期宇宙暴胀模型。在Randers-Finsler时空中提出了一种广义Friedmann-Robertson-Walker（FRW）度规.我们得到了具有方向依赖性的标量微扰（如偶极调制）的本征功率谱。这与普朗克观测信号的CMB各向异性的偶极功率调制是一致的。
2013-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Probing the statistical isotropy of the universe with Planck data of the cosmic microwave background
本研究利用Planck的四张前景清除CMB图，通过不依赖模型的方向性分析证实CMB天球存在置信度98%-99%的偏好轴，验证了南北不对称这一CMB反常现象的高统计显著性，支持了过往20年的相关研究结论。
2024-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing in a universe with matter and a cosmological constant
我们扩展了在\cite{Piattella_2016, mcvittie_2015}和\cite{Park_2008}中得到的关于McVittie度规中引力透镜的结果，包括从宇宙的物质主导时代到$Λ$主导时代的过渡效应。我们推导出一个公式，同意在最低阶的McVittie度量与以前的结果，并比较从史瓦西近似，McVittie模型和高阶修正的McVittie模型得到的透镜角的预测。在这样做时，我们测试，如果超出宇宙加速膨胀的校正，有必要包括在透镜系统中观察到的红移建模透镜系统中的宇宙的物质含量。我们调查是否有必要从这些修正的透镜方程的修改，如果是这样，以何种顺序，它是否是可测量的。我们发现，虽然效果是相同的顺序作为一个先前计算的，有没有显着的贡献，弯曲角度，作为第一阶效应已经是为了$\mathcal{O}(θ_O^4)$在观察到的角度。
2022-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Curvature from strong gravitational lensing: a spatially closed Universe or systematics?
对空间曲率的模型无关约束不仅与宇宙演化和暗能量性质等重要问题密切相关，而且还提供了对哥白尼基本原理有效性的检验。本文利用Friedmann-Lemattre-Robertson-Walker度规中的距离和规则，对最近的Ia型超新星和强引力透镜（SGL）观测中的空间曲率进行了与模型无关的测量.我们发现，一个空间封闭的宇宙是首选。此外，通过考虑不同类型的速度色散和子样本，我们研究了可能影响SGL观测的空间曲率的模型无关估计的可能因素。这表明，从不同的调查的观测数据的组合可能会导致一个系统的偏差和空间平坦的宇宙和SGL观测之间的紧张关系得到缓解时，仅从斯隆透镜ACS调查的子样本被使用或更复杂的处理被认为是透镜的密度轮廓。
2018-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Testing for gravitational preferred directions with galaxy and lensing surveys
我们分析了星系和弱透镜调查的灵敏度，以检测引力相互作用的首选方向。我们考虑一般理论的重力涉及额外的矢量自由度与非零空间分量的背景。我们使用一个独立的模型参数化的扰动方程的四个有效参数，即标准的有效牛顿常数$G_{eff}$和滑移参数$γ$标量模式和两个新的参数$μ_Q$和$μ_h$分别为矢量和张量模式，这是需要的首选方向时，存在。给出了多极星系在红移空间中的功率谱表达式，以及在存在择优方向时的弱透镜剪切谱、会聚谱和旋转谱表达式。通过进行Fisher矩阵预测分析，我们估计了未来的欧几里德调查，以检测这种修改的重力的敏感性。最后，我们比较了由违反统计各向同性的原始功率谱所引起的影响，并确定了可以区分它们的观测量。
2019-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational entropy and the flatness, homogeneity and isotropy puzzles
我们对观测到的宇宙的大尺度平坦性、均匀性和各向同性提出了一种新的解释。基本的成分是基本的和众所周知的，即爱因斯坦的引力理论和霍金计算引力熵的方法。新的扭曲提供了边界条件，我们最近提出的"大爆炸"型奇点占主导地位的共形物质，强制$CPT$对称性和解析性。在这里，我们表明，除了允许我们描述大爆炸，这些边界条件允许新的引力瞬子，使我们能够计算宇宙学的引力熵，其中包括辐射，暗能量和空间曲率的任何一个符号。我们找到了这些宇宙的引力熵，$S_g \sim S_Λ^{1/ 4} S_r$，其中$S_Λ$是著名的德西特熵，$S_r$是辐射的总熵。在$S_g$超过$S_Λ$的范围内，最可能的宇宙是平坦的。通过分析我们的新瞬子的扰动，我们认为它在大尺度上也是均匀和各向同性的。
2022-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Weak-lensing by the large scale structure in a spatially anisotropic universe: theory and predictions
本文在背景时空空间均匀和各向异性的假设下，详细计算了由大尺度结构引起的弱透镜效应引起的宇宙剪切的收敛、$E$ -模和$B$ -模的两点算符。在详细介绍了各向异性宇宙中的微扰方程和弱透镜的一般理论之后，它发展了一个弱剪切近似方案，其中可以解析地计算Jacobi矩阵的演化。它允许计算$E$ -和$B$ -模式的角功率谱。在线性状态下，$B$ -模式的存在是后期各向异性的直接示踪剂，并且它们的角功率谱尺度为剪切的平方。然后证明，也必须存在非对角的相关性之间的$E$ -模式，$B$ -模式和收敛是线性的几何剪切，并允许一个重建的本征方向的扩展。这些光谱可以在未来的大尺度巡天中测量，如Euclid和SKA，并提供了一个新的工具来测试宇宙膨胀的各向同性在低红移。
2017-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Is the Universe homogeneous?
宇宙学的标准模型是以均匀表面的存在作为结构形成的背景。均匀性是广义相对论和修正引力模型的基础，也是我们解释宇宙微波背景和星系分布观测的核心。然而，均匀性不能直接观察到星系分布或CMB，即使有完美的观测，因为我们观察过去的光锥，而不是空间表面。我们可以直接观察和测试各向同性，但要将其与均匀性联系起来，我们需要假设哥白尼原理。首先，我们讨论在过去的光锥和各向同性时空几何的各向同性的意见之间的联系：我们需要什么意见是各向同性的，以推断时空各向同性？第二，我们讨论我们可以说与哥白尼假设。最有力的结果是基于CMB：CMB的偶极、四极和八极的消失足以施加均匀性。真实的观测导致大尺度上的近各向同性--这会导致近同质性吗？有重要的部分结果，我们讨论为什么这仍然是一个困难的开放问题。因此，我们目前无法证明宇宙在大尺度上的均匀性，即使是哥白尼原理。然而，我们可以使用CMB，星系和星系团的观测来测试均匀性本身。
2011-10-06 astro-ph.CO gr-qc
Time Delay in Swiss Cheese Gravitational Lensing
我们计算了平坦的LambdaCDM瑞士奶酪宇宙中引力透镜的时间延迟。我们假设一对初级和次级光线被一个单一的质点凝聚所偏转，该凝聚由嵌入在均匀宇宙学中的Kottler度量（带λ的史瓦西）描述。我们发现，宇宙学常数的影响的差异到达时间是非线性的，最多约0.002%的大型集群透镜，然而，我们发现传统的线性透镜理论预测的时间延迟，可以达到这些大型透镜的~4%的差异。在预测的延迟时间的差异是由于传统的透镜的失败，将透镜的质量到宇宙的平均质量密度。
2010-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing in non-statistically isotropic universes
双极球谐函数（BipoSH）是研究非统计各向同性宇宙中CMB两点关联函数的基础。在这个基础上的膨胀系数是一个众所周知的CMB角功率谱的概括，并包含完整的信息的非SI，但高斯随机CMB天空的统计特性。我们用这些系数来描述非SI宇宙中CMB光子的弱透镜效应。最后，我们证明了在各向同性极限下，结果退化为标准的弱透镜结果。
2015-06-29 astro-ph.CO
Curvature tension: evidence for a closed universe
普朗克2018、宇宙微波背景透镜效应和重子声学振荡数据之间的曲率参数张力使用可疑统计量测量为2.5至3 $σ$。因此，从这些数据的组合中得出的关于宇宙空间曲率的结论应该受到怀疑。在没有CMB透镜或BAO的情况下，普朗克2018对封闭宇宙有适度的偏好，贝叶斯对平坦宇宙的赔率超过50：1，对开放宇宙的赔率超过2000：1。
2019-08-24 astro-ph.CO gr-qc
Strong gravitational lensing constraints on interacting dark energy models
Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Central de Chile（智利中央大学工程与建筑学院）；Instituto de Astronomía, Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学国家天文台天体物理研究所）
研究暗物质与暗能量相互作用，用强引力透镜数据估计宇宙学参数，结果支持加速宇宙，表明暗区相互作用或可缓解宇宙膨胀历史紧张关系及强引力透镜的潜力。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Neutrino flavor mixing breaks isotropy in the early universe
在早期宇宙中，中微子场通常被认为是各向同性和均匀的。然而，由于大的中微子密度，中微子场的各向同性的小扰动可能会被中微子自相互作用引起的非线性味道混合放大。我们进行了第一次数值模拟的中微子味的演变在一个多角度的各向异性设置。由于所涉及的计算挑战，我们采用了一个简化的框架，包括一个均匀的宇宙有两个角度仓-左，右移动模式-中微子和反中微子，以及碰撞项的近似形式，超出了通常采用的阻尼近似。通过假设一个小的初始左右不对称的$\mathcal{O}(10^{-15})$，我们令人信服地证明，味道演变可以在两个质量排序的影响，与热激发中微子物种（$N_{\mathrm{eff}}$）的有效数量的影响。值得注意的是，对$N_{\rm eff}$的修正可以与正常顺序下有限温度QED效应的高阶修正相媲美。此外，通过假设中微子扇区中的轻子初始不对称性与重子扇区[ $\mathcal{O}(10^{-9})$ ]中的轻子初始不对称性相同，我们发现中微子-反中微子不对称性在各向同性和各向异性初始条件下增长了几个数量级。这项工作清楚地表明，有必要批判性地重新审视关于早期宇宙中中微子味道混合的标准假设，特别是考虑到对宇宙学可观测量的可能影响。
2021-06-09 astro-ph.CO hep-ph
Local patch analysis for testing statistical isotropy of the Planck convergence map
微弱的引力透镜效应对宇宙微波背景辐射的影响虽小但可测量，它提供了宇宙中物质大尺度分布的信息。我们利用普朗克巡天CMB透镜测量得到的{ \em收敛图}所表示的全天物质分布来检验宇宙统计各向同性（SI）的基本假设。对于分析，我们使用的$α$统计，设计从轮廓Minkowski张量，张量推广的标量Minkowski功能，轮廓长度。本质上，$α$统计量捕获在平滑随机场的任何所选阈值处的等场轮廓的椭圆率，并提供各向异性的度量。所观察到的收敛图的SI测试对现实模拟的收敛图提供的普朗克合作套件。我们首先进行了全球性的分析，使用全天空数据后，应用银河和点源掩模。我们发现，观测数据是一致的SI。此外，我们进行了本地搜索偏离SI在小补丁的天空使用$α$。该分析揭示了几个天空斑块，其显示出与模拟的偏差，具有高于95%置信水平（CL）的统计显著性。我们的分析表明，大多数离群补丁的异常行为的来源是不准确的估计噪声。我们确定了两个离群补丁表现出异常行为起源于偏离SI高于95\% CL。大多数的异常斑块被发现大致位于沿黄道面或接近黄道两极。
2021-04-01 astro-ph.CO
Testing the Cosmic Shear Spatially-Flat Universe Approximation with Generalized Lensing and Shear Spectra
我们介绍了广义透镜和剪切谱GLaSS代码，可从https://github.com/astro-informatics/GLaSS下载。这是一个快速灵活的公共代码，用Python编写，计算广义球面宇宙剪切谱。常用的层析成像和球面贝塞尔透镜光谱作为内置运行模式选项。GLaSS被集成到Cosmosis模块化宇宙管道包中。我们概述了几个计算选择，加速宇宙剪切功率谱的计算。使用GLaSS，我们测试是否假设使用透镜和投影内核的空间平坦的宇宙-在宇宙中有少量的空间曲率-可以忽略不计的影响透镜光谱。我们把这个假设称为空间平坦宇宙近似，这在迄今为止的所有宇宙剪切研究中都被隐含地假设了。我们确认，空间平坦宇宙近似对第四阶段宇宙剪切实验的影响可以忽略不计。
2018-07-30 astro-ph.CO
Lensing as a Probe of Early Universe: from CMB to Galaxies
宇宙微波背景（CMB）辐射透镜是研究早期宇宙物理的一种有效工具。本文探讨了原初曲率微扰功率谱偏离各向同性和标度不变性对CMB透镜势和收敛性的影响。具体地说，我们考虑了原始功率谱中尺度依赖的半球不对称性。我们发现，CMB透镜势和收敛以及CMB透镜和晚时星系收敛的互相关可以探测偶极调制的幅度和尺度依赖性。作为另一个例子，我们考虑具有局部特征的原始功率谱。我们发现，CMB透镜效应以及CMB透镜效应和星系透镜效应的互相关可以探测局部特征的幅度和形状。我们发现，CMB透镜会聚和星系透镜的互相关能够探测功率谱中的局部特征的影响比CMB透镜更小的尺度。最后，我们表明，目前的数据可以约束的幅度和力矩的依赖性偶极子的不对称性。
2016-05-22 astro-ph.CO
Weak Lensing Observables in the Halo Model
晕模型（Halo Model，HM）将非均匀宇宙描述为晕的集合。宇宙的完整非线性功率谱可以很好地近似于HM，它的预测可以很容易地计算，而无需冗长的数值模拟。这使得HM成为宇宙学中有用的工具。在这里，我们通过使用随机引力透镜（sGL）方法来探索HM的透镜特性。我们获得点源的情况下，精确和简单的积分表达式的期望值和方差的透镜收敛，编码的内部晕属性的详细信息。特别是一个广泛的观测偏差可以很容易地纳入和宇宙学的依赖透镜是适当考虑。这种简单的设置应该有助于快速计算功率谱和相关的透镜观测量，这在从宇宙学参数中提取宇宙学参数时可以发挥重要作用，例如，SNe观察。最后，我们讨论了HM的概率分布函数，它比前两个时刻编码更多的信息，可以更强地约束宇宙的大尺度结构。为了检查我们的建模的准确性，我们将我们的预测与千禧年模拟的结果进行比较。
2011-08-19 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the Homogeneity of the Universe Using Polarization Drift
我们提出了一种方法来探测一般宇宙的均匀性，而不假设对称性。我们表明，各向同性可以测试在过去的光锥上的远程位置通过比较的视线和横向膨胀率，使用的宇宙微波背景光子，已被逆康普顿散射的热气体在大规模星系团的偏振的时间依赖性。这探测了度规膨胀率的远距离横向分量和平行分量的组合，我们可以使用径向重子声学振荡或宇宙钟来测量平行膨胀率。因此，我们可以测试遥远的各向同性，这是均匀宇宙的关键要求。我们提供明确的公式，连接可观的度量和属性。
2019-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Scale of Cosmic Isotropy
宇宙的标准模型的最基本前提是宇宙学原理（CP），它指出宇宙的大尺度性质在所有方向和所有共同运动的位置都是相同的。证明这一理论假设已被证明是一个艰巨的挑战。交叉尺度R_{iso}，在其之上，星系分布变得统计上各向同性，是模糊的定义和穷人（如果不是在所有）量化。在这里，我们报告的形式主义，使我们能够提供一个明确的业务定义和估计的R_{iso}。我们将该方法应用于斯隆数字巡天（SDSS）数据发布7中的星系，发现R_{iso} \sim 150 h ^{-1} Mpc。除了提供了一个哥白尼原理的一致性测试，这一结果与基于冷暗物质主导的宇宙学模型中星系空间分布的数值模拟的预测一致。
2012-10-08 astro-ph.CO
Cross-correlation between cosmic microwave background lensing and galaxy intrinsic alignment as a contaminant to gravitational lensing cross-correlated probes of the universe
我们在这里介绍一个互相关项之间的CMB透镜和星系的内在排列，在此注明为$ϕI$。这种效应对宇宙微波背景辐射透镜效应和星系透镜效应之间的互相关起了污染作用。后一种互相关最近首次被探测到，随着星系和宇宙微波背景辐射巡天重叠区域的增加以及宇宙微波背景辐射偏振测量的重要性增加，测量结果将大大改善。这将成为研究宇宙结构和演化的强有力的探测器。的幅度的$ϕI$长期被发现是约15%的纯CMB透镜星系透镜组件，并采取行动，以减少其测量光谱的幅度。如果不加以缓解，光谱中的这种偏移将强烈影响其用于精确的宇宙学研究。我们还提出了一种方法来校准这个$ϕI$污染，通过使用一个缩放关系，允许一个减少的影响$ϕI$的一个因素，20或更多的所有红移箱，这将减少其幅度下降到检测限，在几乎所有的情况下。这将允许充分利用这个探测器进行精确的宇宙学研究。
2014-04-09 astro-ph.CO
A new probe of the high-redshift Universe: nulling CMB lensing with interloper-free "LIM-pair" lensing
星系巡天和宇宙微波背景（CMB）之间的中间红移仍然是未探索的领域。线强度测绘（LIM）提供了一种探测$z\gtrsim 1$宇宙的方法，包括再电离时代和黑暗时代。通过精确的零化的透镜内核，我们表明，LIM透镜，结合星系（分别，CMB）透镜，可以独特地探测$z\gtrsim 1$（分别，再电离前）宇宙。然而，LIM前景是这种未来技术的关键障碍。虽然可以通过丢弃垂直于视线的模式（低$k_\parallel$模式）来控制连续体前景，但在LIM透镜的上下文中还没有解决闯入者前景。在本文中，我们量化的干扰偏差LIM透镜的第一次，并推导出一个“LIM-pair”的估计，它完全避免后，与CMB透镜互相关。这种新的二次透镜估计器的工作原理是将来自同一红移的不同线上的两个强度图结合起来，它们的插入者是不相关的。因此，该前景避免方法对于闯入者功率和非高斯性的幅度的甚至大的变化是鲁棒的。因此，交叉谱的LIM对估计与CMB透镜是强大的，目前在LIM模型在高红移的理论不确定性。
2021-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weak lensing, dark matter and dark energy
弱引力透镜正迅速成为研究宇宙中暗物质和暗能量的主要手段之一。在这篇简短的评论中，我们概述了弱透镜如何帮助确定暗物质晕的结构，测量宇宙的膨胀率，并区分修正引力和暗能量对宇宙加速的解释。我们还讨论了控制系统误差的要求，使系统学不明显降低弱透镜作为宇宙学探测器的功率。
2010-08-24 astro-ph.CO
Thermodynamic solution of the homogeneity, isotropy and flatness puzzles (and a clue to the cosmological constant)
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Higgs Centre for Theoretical Physics, University of Edinburgh（爱丁堡大学希格斯理论物理中心）
本文通过热力学方法解析了宇宙各向同性、平坦性和宇宙学常数问题，并揭示了引力熵对宇宙结构的偏好。
2022-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strong lensing in the MareNostrum Universe II: scaling relations and optical depths
在紧凑的星系团中观察到的强透镜事件，无论是统计学上还是个体上，都可以返回有关宇宙中最大质量结构的结构特性的重要线索。大量的工作正在进行中，以了解透镜集群人口和集群人口之间的相似程度作为一个整体，前者的成员可能比后者的成员更大规模，紧凑和子结构。在这项工作中，我们利用从{ \sc MareNostrum Universe}宇宙学模拟中提取的合成簇，以估计强透镜效率和透镜簇的其他整体性质之间的相关性，如维里质量和辐射热X射线光度。我们发现，所有这些量之间存在正相关，与实质性的散射较小的亮度-截面关系。我们还使用了透镜效率和维里质量之间的关系，以便构建与真实光学深度一致的合成光学深度，同时非常快地进行评估。最后，我们估计了当根据它们的动力学活动或它们的X射线光度选择星系团时，总的巨弧丰度的一部分被恢复。我们的研究结果表明，有一个高的可能性高红移强透镜集团，以充分远离动力学平衡，和$30-40\%$的巨弧总量丢失，如果只看非常X射线发光的对象。
2010-07-09 astro-ph.CO
How Sensitive is the CMB to a Single Lens?
我们研究了单个透镜在CMB上的印记，并计算了其检测的信噪比（S/N）。我们强调的LCDM弱透镜在此计算中引起的非高斯性的作用，并表明，通常的S/N比预期的要小得多。特别是，我们发现，一个空白（纹理）是负责WMAP冷点的假设几乎可以（不能）通过弱的CMB透镜测试。
2011-06-27 astro-ph.CO
Ringing the universe with cosmic emptiness: void properties through a combined analysis of stacked weak gravitational and Doppler lensing
宇宙空洞的一个重要方面是，这些密度不足的区域提供了有关我们宇宙性质的补充信息。与致密区不同，空洞被物质所避开，也较少受到重子过程的污染。理解宇宙空洞性质的第一步是正确推断它们的质量分布。在文献中，已经实施了各种技术。在本文中，我们回顾了他们，并实现了一种新的技术，是基于多普勒透镜。我们使用相对论性的$N$体代码，\textsc{Gevolution}，产生宇宙学质量扰动，并实现三维射线追踪技术，它遵循射线束的演化。我们专注于宇宙空洞的各种属性（例如，空洞尺寸函数，2点关联函数，和空洞的密度分布），并比较其普遍趋势的结果。我们表明，当弱透镜与多普勒透镜相结合，我们得到更严格的约束比单独弱透镜。我们还获得了更好的协议之间的密度分布推断从透镜效应和密度分布推断晕示踪剂的空隙的中心部分。简要讨论了该结果对正在进行的和未来的低红移光谱巡天的意义。
2022-05-01 astro-ph.CO
Statistical isotropy of the universe and the look-elsewhere effect
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）
Jones等人声称宇宙存在统计各向异性，但作者指出该结论受
2026-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Shape of CMB lensing in the early dark energy cosmology
针对同时修改复合前后物理学的宇宙学张力问题，本研究利用高斯过程在MCMC分析中约束CMB透镜化势形状，发现CMB数据偏好特定范围类似ΛCDM且超出此范围振幅增强的形状，为早期和晚期宇宙模型构建提供了兼容性指南。
2023-09-13 astro-ph.CO
Generalised model-independent characterisation of strong gravitational lenses V: reconstructing the lensing distance ratio by supernovae for a general Friedmann universe
我们从Ia型超新星中确定宇宙膨胀率，以建立一个基于数据的距离测量，该距离测量不对宇宙的组成进行假设，即关于弗里德曼宇宙学模型的特定参数化。由哈勃常数$H_0$决定的尺度是引力透镜形式主义中唯一剩下的自由宇宙学参数。我们研究了从Pantheon样品确定透镜距离比$D$的准确度和精密度。将$D$及其不确定性插入到给定$H_0$的透镜方程中，特别是一对多个图像之间的时间延迟方程，允许确定透镜特性，特别是透镜势（$Δϕ$）的差异，而无需指定宇宙学模型。我们扩展到一个分析的正交基的光度距离，确定最大似然权重的基函数的全局最优的$χ^2$参数估计，并推导出置信区间的蒙特卡罗模拟。对于介于$z=0.5$和$z=1.0$之间的典型强透镜配置，假设时间延迟和透镜红移的不精确度为1%，则可以以1.7%的相对不精确度确定$Δϕ$。只有一个小的，可容忍的精度损失，模型无关的镜头特性，在这篇文章系列中开发的，可以概括为放弃特定的弗里德曼模型，以确定$D$有利于基于数据的距离比。此外，对于任何天体物理学应用，这里提出的方法，提供了距离措施的$z\le2.3$是有效的，在任何均匀的，各向同性的宇宙与广义相对论的引力理论。
2019-09-25 astro-ph.CO
Baryon density extraction and isotropy analysis of Cosmic Microwave Background using Deep Learning
宇宙微波背景（CMB）的发现是对早期宇宙和大爆炸现象的研究和基本认识的范式转变。宇宙微波背景是宇宙学家可用的最丰富且有趣的信息来源之一，其中一个特别感兴趣的参数是宇宙的重子密度。重子密度可以通过分析CMB数据或通过研究大爆炸核合成（BBN）来初步估计。因此，这是必要的，通过两种方法得到的结果是一致的。虽然有一些成熟的统计方法用于分析CMB来估计重子密度，但在这里我们将探索深度学习在这方面的应用。我们将从模拟的CMB温度图的功率谱中获得的重子密度与相应的地图图像相关联，并形成用于训练神经网络模型的数据集。我们分析的准确性，该模型是能够预测的结果，从一个相对抽象的数据集，考虑到CMB是一个高斯随机场。CMB是各向异性的，这是由于在小尺度上的温度波动，但在较大尺度上，CMB被认为是各向同性的，在这里，我们通过使用以不同银河系坐标为中心的CMB地图训练模型来分析CMB的各向同性，并比较神经网络模型的预测。
2020-08-08 astro-ph.CO
Homogeneity and isotropy in the 2MASS Photometric Redshift catalogue
使用2MASS测光红移目录，我们进行了一些统计测试，旨在检测可能偏离宇宙的大尺度结构的统计均匀性和各向同性。利用角均匀性指数，在以前的出版物中提出的观察，以及研究的缩放的角度集群和数量计数与星等限制，我们放置的星系分布的分形性质的约束。我们发现，我们的样本的统计特性是在良好的协议与标准的宇宙学模型，它达到均匀的制度显着快于一类分形模型的尺寸$D<2.75$。作为我们搜索系统效应的一部分，我们还研究了我们的数据中存在的半球不对称性，发现没有显着的偏差超出了一致性模型所允许的。
2015-03-24 astro-ph.CO
Light on Dark Matter with Weak Gravitational Lensing
本文回顾了最近发展起来的统计方法，用于从弱透镜观测中重建和分析暗物质质量图。弱透镜领域的动机是在过去几十年中所做的观测表明，可见物质只占宇宙的4-5%，其余的都是黑暗的。宇宙现在被认为主要是由一种无形的，无压的物质-可能是更高能量理论的遗物-称为“暗物质“（20-21%）和一个更神秘的术语组成，在爱因斯坦方程中描述为真空能量密度，称为“暗能量“（70%）。这个“黑暗”的宇宙还没有被很好地描述，甚至还没有被理解，所以这一点可能是宇宙学的下一个突破。弱引力透镜被认为是理解暗物质本质和约束用于描述宇宙的宇宙学模型的最有前途的工具。引力透镜是来自遥远星系的光在向我们传播时被宇宙中干预物质的引力弯曲的过程。这种弯曲导致背景星系的图像出现轻微扭曲，可以用来提取宇宙学的重要结果。未来的弱透镜巡天已经计划好了，以便以高精度覆盖大部分天空。然而，准确性的提高也对用于提取现有信息的方法提出了更高的要求。在本文中，我们将首先描述弱透镜处理的重要步骤，从剪切估计重建的暗物质分布。然后，我们将讨论统计估计的问题，以便对宇宙学模型设置约束。我们回顾了目前使用的方法，特别是新的方法基于稀疏性。
2009-08-28 astro-ph.CO
Future weak lensing constraints in a dark coupled universe
耦合宇宙学可以预测在低红移的宇宙学参数值，这可能与非相互作用宇宙学的参数值有很大的不同。因此，低红移探测，作为结构的增长和暗物质分布通过星系和弱透镜调查构成了一个独特的工具，以约束相互作用的暗扇区模型。在这里，我们专注于弱透镜预测未来欧几里得和LSST的调查结合正在进行的普朗克宇宙微波背景实验。我们发现，这些未来的数据可能会限制无量纲耦合小于几个$\times 10^{-2}$。耦合参数$ξ$与冷暗物质能量密度$Ω_{c}h^2$和哈勃常数$H_0$之间存在着强烈的简并，如果宇宙中存在暗物质和暗能量扇区之间的相互作用，这种简并可能导致宇宙学参数值的重要偏差.
2011-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Strong lensing in the MareNostrum Universe: biases in the cluster lens population
强透镜效应是研究星系团内部质量分布最直接的方法之一。它可以用来约束密度分布和测量透镜的质量。此外，强透镜事件的丰度可以用来约束结构的形成和宇宙学参数通过所谓的“弧统计”的方法。然而，在宇宙学应用中与强透镜团簇的使用相关的几个问题仍然存在争议，导致怀疑一些偏见可能会影响这类非常特殊的物体。通过这项研究，我们的目标是更好地了解星系团的性质，这可能是强透镜。我们这样做是通过调查的N体/流体动力学模拟MareNostrum宇宙提取的大样本的星系团的属性。我们探讨了透镜效应的截面与星系团的质量、三维形状、投影形状、浓度、X射线光度和动力学活动等性质之间的关系。我们发现，透镜的主轴和视线之间的强对准的概率是透镜截面的增长函数。在投影中，强透镜在R200内看起来更圆，但我们发现，随着透镜截面的增加，它们的核心往往更椭圆。我们还发现，从预计的密度分布估计的集群浓度往往偏高。强透镜星系团的X射线光度比类似质量和红移的正常透镜团的高。这对于质量最小的透镜尤其重要。最后，我们发现，最强的透镜通常表现出过剩的动能的维里半径内，这表明他们是更动态活跃比通常的集群。
2010-03-23 astro-ph.CO
Testing Isotropic Universe Using the Gamma-Ray Burst Data of Fermi / GBM
伽马射线暴（GRB）的天空分布已经被各种研究小组研究了二十多年。这些研究大多是基于天数密度分布来检验伽玛暴的各向同性。在这项工作中，我们提出了一种方法来测试宇宙的各向同性通过检查的性质，如伽玛暴的持续时间，注量和峰值流量在不同的能量带和不同的时间尺度的各向同性。我们将此方法应用于包含1591个伽玛暴的{ \em Fermi} /伽马射线暴监测器（GBM）数据样本。我们发现的最明显的特征是在银河系坐标$l\approx 30^\circ$、$b\approx 15^\circ$和半径$r\approx 20^\circ-40^\circ$附近。推导出的概率发生这样的各向异性信号（在一个随机的各向同性样品）是小于百分之一的一些测试，而其他测试给出的结果与各向同性一致。这些是基于来自真实数据的结果与随机混洗数据样本的比较。考虑到我们在这项工作中使用的大量统计数据（其中一些是相互关联的），我们可以预期检测到的特征可能是统计波动的结果。此外，我们注意到在这个特殊的补丁，这可能是由于一些仪器或观测效果，从而可以通过一些系统影响我们的统计数字相当低的伽玛暴数量。进一步的研究是非常必要的，以澄清这一结果，例如，利用更大的未来{ \em费米} / GBM数据样本以及其他伽玛射线暴任务的数据样本，并寻找可能的系统。
2017-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evidence for the accelerated expansion of the Universe from weak lensing tomography with COSMOS
本文对HST COSMOS巡天进行了层析宇宙学弱透镜分析。应用我们的透镜优化的数据减少，主成分插值的ACS PSF，和改进的建模的电荷转移效率低，我们测量的透镜信号，这是符合纯引力模式，没有显着的形状系统。我们仔细估计的统计不确定性，从模拟宇宙般的领域获得射线跟踪通过千年模拟。我们在模拟的天基数据上测试我们的管道，使用射线跟踪重新校准非线性功率谱校正，采用光度红移来减少固有星系排列的潜在污染，并边缘化系统的不确定性。我们发现，透镜信号的规模与红移的预期从广义相对论的和谐LCDM宇宙学，包括不同的红移箱之间的完整的互相关。对于一个平坦的LCDM宇宙学，我们从透镜测量到σ_8（Omega_m/0.3）^0.51=0.75+-0.08，与WMAP-5完全一致，得到联合约束Omega_m=0.266+0.025-0.023，σ_8 =0.802+0.028-0.029（所有68%置信度）。放弃平坦性假设，仅使用HST关键项目和BBN先验，我们从层析透镜分析中发现在94. 3% conf.处有一个负的减速参数q_0，为宇宙加速膨胀提供了独立的证据。对于平坦的wCDM宇宙学和先验w在[-2，0]中，我们得到w<-0.41（90%置信度）。我们的暗能量约束仍然相对较弱，这完全是因为宇宙的面积有限。然而，他们提供了一个重要的证明层析弱透镜测量从空间的有用性。（节略）
2010-03-24 astro-ph.CO
First measurement of the cross-correlation between CMB weak lensing and X-ray emission
自2013年普朗克卫星任务的结果发表以来，在确定物质密度空间波动（$σ_8$）的幅度和宇宙中存在的物质（$Ω_m$）的数量方面，本地和早期宇宙一直被认为处于紧张状态。与普朗克宇宙微波背景（CMB）最佳拟合宇宙学的预测相比，这种张力可以被视为局部宇宙中缺乏大质量星系团。在目前的分析中，我们执行的X射线和CMB弱透镜在9.1 $σ$之间的互相关的第一次检测。接下来，我们结合热Sunyaev-Zel'dovich，X射线，弱透镜角自动和交叉功率谱，以确定星系团流体静力学质量偏差。我们推导出$(1-b_H) = 0.70 \pm 0.05$。考虑到这些限制，我们观察到，在本地宇宙的$σ_8$的估计是一致的普朗克CMB最佳拟合宇宙学。然而，这些结果与流体动力学模拟的输出明显紧张，有利于$(1-b_H) > 0.8$。
2017-11-29 astro-ph.CO
Probing the Cosmological Principle with CMB lensing and cosmic shear
University of the Western Cape（西开普敦大学）；National Institute for Theoretical & Computational Sciences（理论与计算科学国家研究所）；Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, CNRS & Université de Montpellier（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室，法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Université de Genève（日内瓦大学）
本文通过CMB透镜效应和宇宙shear交叉相关性探测晚期时间各向异性，利用层析成像和E-B交叉相关性提高检测能力。
2025-11-14 astro-ph.CO
Cosmological parameters from weak cosmological lensing
在这份人类发展报告（HDR）的手稿中，作者介绍了他过去十年的一些工作。本论文的主要研究内容是宇宙剪切，即宇宙中的大尺度结构对遥远星系的弱引力透镜作用所产生的图像畸变。宇宙剪切已成为研究暗物质本质和当前宇宙加速膨胀起源的有力工具。在过去的几年里，宇宙剪切已经发展成为一种可靠和强大的宇宙学探测器，提供了宇宙膨胀历史及其结构增长的测量。我回顾了弱引力透镜的原理，并展示了如何在宇宙学的背景下解释宇宙剪切。然后，我给出了弱透镜测量的概述，并从加拿大-法国夏威夷透镜巡天（CFHTLenS）的观测结果，以及宇宙学的影响。最后，我展望了未来的各种调查和任务，宇宙剪切是主要的科学驱动力之一，并讨论了有前途的新的弱宇宙透镜技术，为未来的观测。
2018-07-22 astro-ph.CO
Weak lensing statistics from the Coyote Universe
分析来自KIDS、DES、LSST、Euclid、WFIRST的未来弱透镜数据集需要对弱透镜测量进行精确的预测。在本文中，我们提出了一个弱透镜预测代码的基础上Coyote宇宙模拟器。Coyote Universe模拟器在红移区间z \in [0;1]内对k \in [0.002;3.4] h/Mpc的密度涨落（P_delta）的（非线性）功率谱进行了高精度的预测，在此范围外，我们使用修改后的Halofit码扩展了P_delta。该管道用于计算各种二阶宇宙剪切统计，例如，剪切功率谱、剪切-剪切关联函数、环统计量和COSEBI（Complete Orthogonal Set of EB-mode Integrals），并研究了已知P_delta的k（和z）上限对这些统计量的影响。例如，我们发现，k_max~8 h/Mpc导致剪切功率谱在l~4000处的偏差，这与DES类调查的统计误差（固有形状噪声和宇宙方差）相当，而对于LSST类误差，k_max~15 h/Mpc需要将偏差限制在l~4000处。对于最近发展的二阶剪切统计量，COSEBI，我们发现，9模式可以准确地计算知道P_delta到k_max=10 h/Mpc。COSEBI允许使用在有限范围内测量的剪切-剪切关联函数进行EB模式分解，从而避免由于有限测量尺寸而导致的任何EB模式混合。我们在5维参数空间中进行了详细的研究，以检查是否…
2010-12-14 astro-ph.CO
Search for a direction in the forest of Lyman-$α$
利用来自SDSS-III BOSS-DR 9数据集的高红移类星体（$z>2$）的Lyman-$α$森林数据，首次对物质主导时代宇宙的各向同性进行了检验。利用某些特定的数据切割，我们得到了Lyman- $α$森林透射通量的概率分布函数，并利用概率分布函数的统计矩讨论了宇宙的各向同性.在一个各向同性的宇宙中，人们会期望在天空的不同部分透射的通量具有一致的统计特性。利用象限划分法，将3275 ${\rm deg}^2$的总测区沿银纬三等分。我们还为三个不同的信噪比（SNR）的数据进行了三次细分。最后，我们得到并比较了平均红移为2.3，2.6和2.9的统计矩。我们发现，从所有补丁同意在所有红移和所有SNR的时刻，在3 $σ$的不确定性。由于Lyman- $α$透射通量直接映射了星系际介质中性氢的分布，因此我们的结果表明，在有限的观测范围和数据灵敏度内，宇宙中性氢的分布符合各向同性分布。我们应该提到，我们报告的数据中，各向同性的偏差很少，统计显著性较低。需要增加调查面积和更大量的数据才能对这些偏差做出强有力的结论。
2015-06-12 astro-ph.CO
