$Λ$CDM or self-interacting neutrinos? - how CMB data can tell the two models apart
在许多对$Λ$ CDM范式的扩展中,中微子自相互作用直到接近物质辐射相等的时代的模型已经被证明与当前的宇宙微波背景(CMB)数据非常吻合,同时缓解了膨胀率和物质波动幅度的后期测量的紧张局势。有趣的是,CMB与这个模型的拟合要么挑选出中微子相互作用强度的特定大值,要么与$Λ$ CDM中发现的极弱中微子相互作用一致,导致中微子自相互作用截面的双峰后验分布。在本文中,我们探讨了为什么目前的宇宙学数据选择这个特定的大中微子自相互作用强度,并因此,不赞成自相互作用截面的中间值。我们展示了它是如何的$\ell \gtrsim 1000$ CMB温度各向异性,最近测量的普朗克卫星,产生这种双峰。我们还建立了更小尺度的温度数据,和改进的偏振数据测量的温度-偏振互相关,将最好地约束中微子自相互作用强度。我们预测,即将到来的西蒙斯天文台应该能够区分模型。
2019-04-23 astro-ph.CO
The Cosmological Effect of CMB/BAO Measurements
本文给出了涵盖$0.106 \leq z \leq 2.34$区13个红移数据的CMB/BAO测量结果。CMB/BAO样本基于BAO距离比$r_{s}(z_d)/D_{V}(z)$和CMB声学标度$l_{A}$。给出了$Λ$ CDM、$w$ CDM和o $Λ$ CDM模型的加速行为。由于CMB/BAO和BAO数据的$Ω_{m0}-w$和$Ω_{m0}-Ω_{k0}$简并方向不同,CMB/BAO数据具有破缺参数简并的能力。我们最严格的约束结果来自BAO+Planck/BAO+ $Ω_{b}h^2$ + $Ω_{m}h^2$数据,该数据具有$Ω_{m0}$张力,但不具有与Planck结果相同的$H_{0}$张力。延长参数$w$和$Ω_{k0}$可轻微缓解$Ω_{m0}$的张力。
2014-11-20 astro-ph.CO
Supersonic baryon-CDM velocities and CMB B-mode polarization
最近的研究表明,暗物质和重子物质之间的超音速相对速度对宇宙中第一结构的形成有重要影响。如果这种效应在氢再电离时期仍然不可忽略,它会在自由电子密度中产生大尺度的各向异性,从而产生CMB B模。我们计算的B模式功率谱,并找到一个特征形状的声学峰值在l ~ 200,400,.这个信号的振幅是一个自由参数,它与再电离时期的相对重子CDM速度的电离分数的依赖关系。然而,我们发现,B模式信号是不可检测的小目前青睐的再电离模型中,氢迅速在z ~ 10,虽然这个信号的约束,通过未来的实验可能有助于约束模型中,部分再电离发生在更高的红移,例如吸积到原始黑洞。
2011-10-10 astro-ph.CO
Consistency of the Planck CMB data and $Λ$CDM cosmology
在交叉统计的框架下,检验了普朗克温度谱和偏振谱与$Λ$冷暗物质宇宙学($Λ$ CDM)的一致性模型之间的一致性.我们发现Planck TT最佳拟合$Λ$ CDM功率谱与EE功率谱数据完全一致,而EE最佳拟合$Λ$ CDM功率谱与TT数据不一致。然而,这并不意味着任何系统或模型数据的差异,因为在普朗克EE数据中,不确定性比TT数据大得多。我们还调查了任何偏离$Λ$ CDM模型分析普朗克2015年数据的可能性。TT、TE和EE数据分析的结果表明,除了一致性$Λ$ CDM模型的灵活性之外,不需要偏离。因此,我们的分析排除了任何强有力的证据,超出了普朗克光谱数据的一致性模型。我们还报告了一个温和的振幅差异比较温度和偏振数据,其中温度数据似乎有比预期略低的振幅(始终在所有倍数),因为我们假设温度和偏振数据是相同的基础宇宙学的实现。
2017-05-24 astro-ph.CO
Degeneracy between nonadiabatic dark energy models and $Λ$CDM: ISW effect and the cross correlation of CMB with galaxy clustering data
正如最近在参考文献[物理学]中指出的那样。修订版本\ D { \bf 96},8,083502(2017)],非绝热动力学暗能量模型中线性物质扰动的演化与标准$Λ$ CDM场景几乎不可区分(准简并)。在这项工作中,我们将这种分析扩展到CMB观测量,特别是集成的萨克斯-沃尔夫效应及其与大尺度结构的互相关。我们发现,这一功能仍然存在的CMB相关的可观察到的加强,新的探针和分析是必要的,以揭示非绝热功能的暗能量部门。
2018-03-27 astro-ph.CO gr-qc
Which spectral distortions does $Λ$CDM actually predict?
不断完善的宇宙学测量已经建立了$Λ$ CDM和谐模型,其关键的宇宙学参数今天被确定为100万级精度。这使我们能够对早期宇宙中发生的各种过程所产生的宇宙微波背景(CMB)的光谱失真做出明确的预测。在这里,我们总结了所有保证CMB失真和评估其总的不确定性内$Λ$ CDM。我们还比较了近似它们的简单方法,突出了一些微妙的方面,当涉及到解释未来的失真测量。在简化的假设下,我们简要地研究了PIXIE类实验可以测量主要失真参数(即,$μ$和$y$)。下一代CMB谱仪有望以极高的显著性检测由再电离和结构形成引起的畸变。它们还将能够通过相关的$μ$失真来约束小尺度功率谱,从而改善对谱指数运行的限制。来自复合时代的扭曲,物质相对于CMB的绝热冷却和暗物质湮灭需要比PIXIE更高的灵敏度。关键的下一步是改进前景和工具方面的建模,正如我们在这里简要讨论的。
2016-05-20 astro-ph.CO
The role of CMB spectral distortions in the Hubble tension: a proof of principle
虽然$Λ$ CDM模型的早期和晚期修正都被提出来解决哈勃张力,但令人信服的论点表明,要想成功解决这个问题,它需要修改宇宙在重组之前的膨胀历史。这大大增加了精确的CMB观测的重要性,在这封信中,我们提出了CMB光谱失真的论点,强调了它们在约束模型中的潜在作用,这些模型在标准$Λ$ CDM参数中引入了显着的变化,例如标量光谱指数,试图解决哈勃张力。
2020-09-17 astro-ph.CO
Gauge-Invariant Tensor Perturbations Induced from Baryon-CDM Relative Velocity and the B-mode Polarization of the CMB
在二阶时,标量扰动可以对度规产生无迹和横向扰动,称为诱导引力波(IGW)。IGW的明显规范依赖性模糊了随机引力波信号的解释。为了阐明规范的依赖性,我们研究了IGW明显规范不变的标量扰动,即重子和冷暗物质之间的相对速度。从这个相对速度扰动出发,我们计算了无量纲引力波功率谱和相应的期望的宇宙微波背景B模偏振角功率谱。虽然这种影响小得无法观测,但计算表明了使用可观测量来消除规范模糊性的重要性,以及不传播引力波的张量扰动的可观测后果。
2021-11-08 astro-ph.CO
No Slip CMB
无滑移引力是一个简单的修正引力理论,只有一个自由函数和一个有趣的特征,与许多修正引力理论不同,它抑制了增长。这使得它能够更好地拟合当前的红移空间失真和$σ_8$质量波动幅度数据,而不是广义相对论中的$Λ$ CDM,同时保留$Λ$ CDM背景展开和距离。由于它没有引力滑移,它同样改变了CMB透镜效应和物质密度增长,并影响了CMB引力波B模偏振功率谱。我们调查和计算的影响,无滑移引力的CMB透镜和B模式,并提出了一个简单的解析近似。使用蒙特卡罗分析,我们从目前的CMB数据的理论上的限制。
2018-10-29 astro-ph.CO
Constraining beyond $Λ$CDM models with 21cm intensity mapping forecast observations combined with latest CMB data
我们探索暗能量和修改重力预测21厘米强度映射测量使用有效场论方法的约束。我们建立了一个真实的模拟数据集,预测低红移21厘米信号功率谱$P_{21}(z,k)$测量从MeerKAT射电望远镜。我们通过蒙特卡罗马尔可夫链技术计算宇宙学和模型参数的约束,测试$P_{21}(k)$单独的约束能力以及与最新的普朗克2018 CMB数据相结合时的效果。我们补充我们的分析,从一个理想的模拟数据集的观察,在多个红移箱的断层扫描测试的影响。我们进行我们的分析数值与代码EFTCAMB/EFTCosmoMC,我们通过实施一个可能性模块完全集成与原始代码扩展。我们发现,添加$P_{21}(k)$到CMB数据提供了显着更严格的限制$Ω_ch^2$和$H_0$,与普朗克结果的错误减少在超过$60\%$的水平。对于描述超出$Λ$ CDM理论的参数,我们观察到在$\lesssim 10\%$水平上相对于普朗克约束的误差减少。当我们使用理想的断层模拟观测来约束参数时,改进增加到$\sim 35\%$。我们的结论是,21厘米信号的功率谱是敏感的变化的参数描述检查超越$Λ$ CDM模型,因此,$P_{21}(k)$观测可能有助于限制暗能量。这种理论的约束力显着提高了层析成像。
2021-09-07 astro-ph.CO
Using SPTpol, Planck 2015, and non-CMB data to constrain tilted spatially-flat and untilted non-flat $Λ$CDM, XCDM, and $ϕ$CDM dark energy inflation cosmologies
我们使用六个倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦暗能量宇宙学模型分析南极望远镜偏振(SPTpol)宇宙微波背景(CMB)数据,单独和结合普朗克2015 CMB数据和非CMB数据,即万神殿Ia型超新星的视星等,收集的重子声学振荡数据点,哈勃参数测量和增长率。虽然最适合普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学模型不能提供与SPTpol数据的良好拟合,但由于$χ^2$超过了预期值,考虑到不确定性,在每个模型中,SPTpol数据和普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学参数约束在很大程度上是相互一致的。当较小的角标度SPTpol数据单独与普朗克数据或与普朗克CMB和非CMB数据联合使用来约束非倾斜的非平坦模型时,空间闭合模型仍然优于其相应的平坦极限。当与普朗克数据结合使用时,非CMB数据(特别是来自六个实验的重子声学振荡测量)比SPTpol数据具有更大的约束力。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High-accuracy emulators for observables in $Λ$CDM, $N_\mathrm{eff}$, $Σm_ν$, and $w$ cosmologies
我们使用仿真框架CosmoPower构建并公开发布宇宙学观测量的神经网络仿真器,包括宇宙微波背景(CMB)温度和偏振功率谱,物质功率谱,距离红移关系,重子声学振荡(BAO)和红移空间畸变(RSD)观测量,以及导出的参数。我们训练我们的仿真器上的爱因斯坦-玻尔兹曼计算获得高精度的数值收敛设置,为广泛的宇宙学模型,包括$Λ$ CDM,$w$ CDM,$Λ$ CDM+ $N_\mathrm{eff}$,和$Λ$ CDM+ $Σm_ν$。我们的CMB仿真器的准确度优于$\ell=10^4$的0.5%,足以进行第四阶段数据分析,我们的$P(k)$仿真器达到了与$k=50 \,\, \mathrm{Mpc}^{-1}$相同的准确度水平,足以进行第三阶段数据分析。我们通过在线存储库CosmoPower Organisation发布模拟器,该存储库将不断更新其他扩展的宇宙学模型。我们的模拟器加速宇宙学数据分析的数量级,使宇宙学参数提取分析,使用当前的调查数据,在笔记本电脑上进行。我们验证我们的仿真器,通过比较他们的类和CAMB和复制宇宙学参数的约束来自普朗克TT,TE,EE和CMB透镜数据,以及从阿塔卡玛宇宙望远镜数据发布4 CMB数据,暗能量调查1年星系透镜和聚类数据,重子振荡光谱调查数据发布12 BAO和RSD数据。
2023-03-02 astro-ph.CO
Mitigating Foreground Bias to the CMB Lensing Power Spectrum for a CMB-HD Survey
利用宇宙微波背景(CMB)的引力透镜效应是测量小尺度(k ~ 10 hMpc^-1)物质分布的一种很有前途的方法。CMB-HD是一种拟议的高分辨率,低噪声毫米巡天,可以在如此小的尺度上测量CMB透镜自谱,从而能够区分冷暗物质(CDM)模型和旨在解决小尺度CDM问题的替代模型。然而,如果不加以处理,河外前景会使CMB透镜自谱产生偏差。我们提出了一个前景缓解策略,提供了一个路径,以减少从两个最主要的前景,热Sunyaev-Zel'dovich效应(tSZ)和宇宙红外背景(CIB)的偏见。考虑到我们的分析中包含的现实水平,我们发现,在[5000,20000]中的透镜多极范围L中,对于CMB-HD调查,单独的tSZ和单独的CIB分别使透镜自谱偏置0.6 sigma和1.1 sigma;结合这些前景产生仅1.3 sigma的偏置。包括这些前景,我们还发现,CMB-HD调查可以区分CDM模型和10^-22 eV FDM模型在5西格玛水平。这些结果提供了一个重要的步骤,证明前景污染可以充分减少,使一个强大的测量小尺度物质的功率谱与CMB-HD。
2021-12-03 astro-ph.CO
Revisiting $Λ$CDM extensions in light of re-analyzed CMB data
Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学);Universidad de Córdoba(科尔多瓦大学)
本文利用最新的CMB+BAO+SNIa数据集,检验了ΛCDM模型的扩展,发现新的Planck CMB似然函数版本可缓解透镜异常,且暗能量时间演化更符合DESI最新结果。
2026-04-05 astro-ph.CO gr-qc
$H_0$ tension without CMB data: beyond the $Λ$CDM
我们研究了$H_0$张力在一系列扩展的模型框架超出了标准的$Λ$ CDM没有从宇宙微波背景(CMB)的数据。具体地说,我们采用重子声学振荡、大爆炸核合成和Ia型超新星的数据作为$H_0$的间接测量来研究张力。我们发现,从间接测量的估计值$H_0$是整体低于从直接本地的,无论数据集和一系列的扩展模型进行分析,这表明,虽然紧张的意义取决于模型的变化,$H_0$张力持续在一个广泛的框架超出了标准的$Λ$ CDM模型,即使没有CMB数据。
2021-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sounds Discordant: Classical Distance Ladder & $Λ$CDM -based Determinations of the Cosmological Sound Horizon
Ia型超新星,经典的距离阶梯方法校准,可以使用,结合星系调查两点关联函数,以经验确定的声音地平线$r_{\rm s}$的大小。$Λ$ CDM模型的假设,连同约束其参数的数据,也可用于确定声音水平线的大小。使用各种宇宙微波背景(CMB)的数据集来约束$Λ$ CDM参数,我们发现基于模型的声音地平线要大于实验确定的一个与2和3之间的统计显着性$σ$,取决于数据集。如果和解需要改变宇宙学模型,我们认为,变化可能是重要的,在20年的尺度因子进化重组之前。因此,未来的CMB观测可能能够测试任何此类调整;例如,像SPT-3G这样的第三代CMB勘测可以在扩展以允许附加的光自由度的$Λ$ CDM模型中实现对$r_{\rm s}$的约束的三倍改进。
2019-04-25 astro-ph.CO
Revisiting the equation of state of dark energy from DESI BAO with SNe Ia and CMB
Institute for Gravitational Wave Astronomy, Henan Academy of Sciences(河南科学院引力波天文研究院);School of Microelectronics, Qingdao University of Science and Technology(青岛科技大学微电子学院)
本文结合DESI BAO DR2、Pantheon+ SNe Ia与Planck 2018 CMB数据,采用红移截断策略分析w0waCDM模型,发现z~0.4-0.8数据会致约2σ偏差,无可靠证据支持其优于ΛCDM模型,偏差或源于统计波动与子样本局限。
2026-08-06 astro-ph.CO
$ν$Galileon: modified gravity with massive neutrinos as a testable alternative to $Λ$CDM
我们表明,在大量中微子的存在下,伽利略引力模型提供了一个非常好的适合目前的CMB温度,CMB透镜和BAO数据。这个模型,我们称之为$ν \rm{Galileon}$,当假设其稳定的吸引子背景解时,包含与$Λ\rm{CDM}$相同的自由参数集,尽管它导致不同的膨胀动力学和非平凡的引力相互作用。这些数据为中微子质量不为零提供了令人信服的证据($\gtrsim 6σ$),其中$Σm_ν\gtrsim 0.4\ {\rm eV}$处于$2σ$水平。因此,即将到来的中微子绝对质量尺度的精确地面测量有可能测试这个模型。我们表明,CMB透镜测量多极$l \lesssim 40$将能够区分的$ν \rm{Galileon}$和$Λ\rm{CDM}$模型。与$Λ\rm{CDM}$不同,$ν \rm{Galileon}$模型与哈勃参数的局部测定一致。大质量中微子的存在使$σ_8$的值大大降低,尽管在大尺度上引力强度增强。与$Λ\rm{CDM}$不同的是,$ν \rm{Galileon}$模型预测的是负ISW效应,这与当前的观测极限很难一致。
2015-06-10 astro-ph.CO
Persistent and serious challenge to the $Λ$CDM throne: Evidence for dynamical dark energy rising from combinations of different types of datasets
本研究通过多种数据集组合,发现动态暗能量模型($w_0 w_a$CDM)在2.3$\sigma$至4.4$\sigma$显著性水平上优于宇宙学常数模型,对$\Lambda$CDM构成严峻挑战。
2025-10-22 astro-ph.CO
Distinguish the $f(T)$ model from $Λ$CDM model with Gravitational Wave observations
另外,无论是电磁(EM)观测还是引力波(GW)观测都不能有效区分$f(T)$模型和$Λ$ CDM模型。为了打破这种退化,我们模拟GW测量的基础上即将到来的观测设施,明确的爱因斯坦望远镜。将模拟得到的GW数据与Pantheon、H(z)、BAO和CMBR等实际EM数据进行交叉验证,结果表明两者具有较好的一致性。无论如何,EM数据本身具有$H_0$张力问题,正如我们将看到的,该张力问题在可区分问题中起着关键作用。结果表明,在$2σ$区域,GW $+$ BAO $+$ CMBR数据可以区分$f(T)$理论和$Λ$ CDM模型.
2021-08-12 astro-ph.CO
Neutrino masses and beyond-$Λ$CDM cosmology with LSST and future CMB experiments
未来十年的宇宙学测量将使我们能够揭示宇宙的内容和演化。宇宙微波背景(CMB)和重子声学振荡的补充测量,预计将允许在平坦的$Λ$ CDM模型的框架内间接确定中微子质量的总和。然而,与$Λ$ CDM的可能偏差,例如非零的宇宙学曲率或具有$w\neq -1$的暗能量状态方程,将在宇宙的膨胀率和物质的聚集上留下类似的印记。我们展示了未来的CMB测量如何与大型综合巡天望远镜的星系团和宇宙切变的后期测量相结合,以减轻这种简并性。在这个更一般的宇宙学模型中,它们预计将把中微子质量总和的不确定性降低到30 meV。要实现最小60 meV质量的3 $σ$测量(或假设$w=-1$为4 $σ$),需要对再电离的光学深度进行五倍改进的测量,这可以通过大规模CMB偏振测量获得。
2018-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Testing small-scale modifications in the primordial power spectrum with Subaru HSC cosmic shear, primary CMB and CMB lensing
本文结合HSC宇宙切变、Planck CMB和ACT DR6 CMB透镜数据,检验多种小尺度PPS修改模型,发现数据仍与标准幂律PPS一致,表明$S_8$张力难以通过修改PPS在$\Lambda$CDM框架内解决。
2025-03-26 astro-ph.CO
On DESI's DR2 exclusion of $Λ$CDM
Institute of Astrophysics and Space Sciences, Faculty of Sciences, University of Lisbon(里斯本大学理学院天体物理与空间科学研究所)
DESI DR2研究通过结合BAO和CMB数据排除ΛCDM,得出3.1西格玛显著性结果。
2025-10-30 astro-ph.CO
Scale-dependence in $Λ$CDM parameters inferred from the CMB: a possible sign of Early Dark Energy
本文发现若真实宇宙由早期暗能量模型描述,用ΛCDM模型拟合CMB功率谱会导致参数随尺度变化,并通过CMB-S4模拟数据分析证实了显著参数偏移,为探测早期暗能量提供了新途径。
2025-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the tension between DESI DR2 BAO and CMB
本文利用贝叶斯可疑性和拟合优度度量确认DESI DR2 BAO与CMB之间存在约2σ张力,并指出若动力学暗能量是唯一新物理,则需幻影穿越来恢复一致性。
2025-05-06 astro-ph.CO
Is the lack of power anomaly in the CMB correlated with the orientation of the Galactic plane?
宇宙微波背景辐射温度各向异性图在大角度尺度上缺乏能量,这是一个已知的特征,取决于银河掩模的大小。不仅CMB中的大尺度各向异性功率低于最佳拟合的$Λ$ CDM模型预测,而且大部分功率似乎都集中在靠近银河平面的地方,使高银河纬度地区更加异常。我们通过从{ \it Planck} 2018基准模型中提取模拟来评估后一种行为在$Λ$ CDM模型中的可能性。通过将前者与不同银河掩模中的{ \it Planck}数据进行比较,我们重现了以前工作中发现的异常,统计显著性为$\sim 3 \, σ$。这一结果表明,在银河系的特定方向和缺乏能量异常之间存在着一种奇怪的相关性。为了检验这一假设,我们对{ \it Planck} 2018数据进行了随机旋转,并将其与类似旋转的$Λ$ CDM实现进行了比较。我们发现,在所有可能的旋转中,观测到的高银河纬度数据方差的下尾概率在$2.8 \, σ$的水平上仍然很低。此外,当从低到高银河系纬度移动时,方差的降低趋势在$\sim 3\,σ$的数据中是异常的,与$Λ$ CDM旋转实现相比。这表明,在银河系高纬度地区缺乏动力是相当稳定的,对“看别处”的影响,由随机旋转的银河系方向。此外,这种分析结果是基本上稳定的,如果我们采用,而不是通用的$Λ$ CDM模拟,一个特定的集合,其方差被约束,以重现观察到的数据方差。
2020-03-10 astro-ph.CO
Cosmological parameters from Planck data in SU(2)$_{\rm CMB}$, their local $Λ$CDM values, and the modified photon Boltzmann equation
本文综述了基于SU(2)规范原理的宇宙学模型SU(2)$_{\rm CMB}$,通过Planck数据对比局部与全局$\Lambda$CDM参数,并分析其辐射异常及对光子Boltzmann方程的修正。
2022-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Controlled Ensemble Null Tests of Dynamical Dark Energy Hints: Single-Probe Recovery of $Λ$CDM with BAO, Compressed-CMB, and SNe Mocks
Department of Physics, Institute of Basic Science, Sungkyunkwan University(成均馆大学物理系、基础科学研究院)
本文通过一致的BAO、CMB和SNe模拟重构LambdaCDM,揭示了动力学暗能量的零测试结果,强调了多探测分析和灵活先验的重要性。
2026-10-14 astro-ph.CO
CMB Spectral $μ$-Distortion of Multiple Inflation Scenario
在多重暴胀的情况下,有两个通货膨胀与中间物质占主导地位的阶段,功率谱估计将被增强的规模小于地平线的大小在开始的第二次通货膨胀,$k > k_{\rm b}$。我们要求$k_{\rm b} > 10 {\rm Mpc}^{-1}$确保增强的功率谱与宇宙微波背景辐射(CMB)的大尺度观测相一致。我们考虑由声波耗散产生的CMB谱失真来约束功率谱。$μ$失真值可以是对于$ k_{\rm b} \lesssim 10^3 {\rm Mpc}^{-1}$的标准$Λ$ CDM模型($μ_{Λ\mathrm{CDM}} \simeq 2 \times 10^{-8}$)的期望值的$10$倍,而$y$失真几乎不受功率谱的增强的影响。
2018-05-07 astro-ph.CO
CMB lensing from Planck PR4 maps
我们在最新的普朗克CMB PR4(NPIPE)地图上重建了宇宙微波背景(CMB)透镜势,其中包括比2018年PR3版本略多的数据,并使用更优化的滤波实现了二次估计。我们通过几乎$20\%$增加重建信噪比,以普朗克2018年最佳拟合$1.004 \pm 0.024$($68\%$极限)为单位限制CMB边缘化透镜功率谱的幅度,这是迄今为止对CMB透镜功率谱的最严格限制。对于一个基本的$Λ$ CDM宇宙学,我们发现$σ_8 Ω_m^{0.25} = 0.599\pm 0.016$从CMB透镜单独结合弱先验和元素丰度观测。结合重子声振荡数据给出了对单个$Λ$ CDM参数$σ_8 = 0.814\pm 0.016$,$H_0 = 68.1^{+1.0}_{-1.1}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$,$Ω_m = 0.313^{+0.014}_{-0.016}$的严格的$68\%$约束.普朗克极化图现在单独将透镜功率限制在$7\%$。
2022-09-09 astro-ph.CO
Constraints on cosmology beyond $Λ$CDM with kinetic Sunyaev Zel'dovich velocity reconstruction
本文利用 Planck 和 unWISE 数据通过动力学 Sunyaev Zel'dovich 速度重建,对超越 ΛCDM 的多种宇宙学情景给出约束,包括排除 Gpc 尺度空洞、限制本征偶极、排除物质-辐射等曲率解释,并约束原初非高斯性和补偿等曲率扰动幅度。
2024-08-09 astro-ph.CO
Improving Constraints on Models Addressing the Hubble Tension with CMB Delensing
本文研究了利用 CMB 去透镜化技术改进旨在解决哈勃张力的 $Λ$CDM 扩展模型参数约束,通过 Fisher 预测证明该方法可将 $H_0$ 约束改善约 20% 并在低噪声环境下全面显著提升各参数约束。
2023-07-04 astro-ph.CO
Constraints on $H_0$ from WMAP and baryon acoustic osillation measurements
本文报道了由威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)结合最新的重子声学振荡(BAO)测量得到的PDMATHAMM的约束条件。我们使用6dF星系巡天(6dFGS),SDSS DR 7主星系样本(MGS),BOSS DR 12星系和eBOSS DR 14类星体的BAO测量。在WMAP宇宙微波背景辐射(CMB)数据中加入最近的BAO观测数据,我们将宇宙学参数$Ω_m=0.298\pm0.005$,$H_0=68.36^{+0.53}_{-0.52}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$,$σ_8=0.8170^{+0.0159}_{-0.0175}$分别约束在空间平坦的$Λ$冷暗物质(CDM)模型中,将$Ω_m=0.302\pm0.008$,$H_0=67.63\pm1.30$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$,$σ_8=0.7988^{+0.0345}_{-0.0338}$约束在空间平坦的$w$ CDM模型中.在空间平坦的$w$ CDM模型中,来自CMB和BAO的对$w$的组合约束是$w=-0.96\pm0.07$。我们测量的$H_0$结果更倾向于低于70 km s的$^{-1}$ Mpc $^{-1}$值,与普朗克(2018)关于CMB约束的最新数据一致,但与Riess等人(2018)的局部测量结果存在$3.1\sim 3.5σ$张力。与WMAP单独分析相…
2018-12-05 astro-ph.CO
Evaluating extensions to LCDM: an application of Bayesian model averaging and selection
本文利用 BMA 结合 Planck、BAO 与 Bicep-KECK 数据评估多种 ΛCDM 扩展,发现基础模型总体仍占优,但仅 CMB 数据强烈支持谱指数跑动。
2024-07-05 astro-ph.CO
Searching for Oscillations in the Primordial Power Spectrum with CMB and LSS Data
不同的暴胀模型预测的振荡功能的原始功率谱。这些可以在我们宇宙的宇宙微波背景(CMB)和大尺度结构(LSS)上留下印记,可以用当前的数据进行搜索。受轴子单值模型的启发,膨胀,我们寻找原始振荡的波数是对数,使用CMB数据从普朗克卫星和LSS数据从WiggleZ星系调查。我们发现,在我们的搜索范围内的新的振荡参数(振幅,频率和相位),CMB和CMB+LSS的数据产生相同的最佳拟合振荡频率的$\log_{10}ω=1.5$,提高$Δχ^2\! =\! -9$和$Δχ^2\! =\! -13$(大致对应于$2σ$和$2.8σ$的意义),分别$Λ$ CDM的拟合。对数振荡模型与$Λ$ CDM的贝叶斯证据表明,后者的偏好非常轻微。未来的CMB和LSS数据将进一步探讨这种情况。
2019-02-13 astro-ph.CO
Maps of CMB lensing deflection from N-body simulations in Coupled Dark Energy Cosmologies
为了模拟宇宙微波背景辐射的弱透镜效应,我们利用耦合暗能量宇宙学模拟(CoDECS)进行了射线追踪,得到了透镜势和偏转角图。构造的地图反映了N体宇宙结构的范围从角分到度尺度。我们调查的透镜图案的变化,由于DE动力学,其特征在于不同的背景和扰动行为作为DE场和CDM之间的相互作用的结果。我们研究了三个不同背景和扰动演化的模型的结果,目的是分离它们在透镜观测量中的印记。研究的方案包括一个参考LCDM宇宙学,一个标准的耦合DE(CDE)的情况下,和一个“弹跳”的CDE的情况下。对于标准的cDE的情况下,我们发现,在透镜势的差异,结果从两个影响:增强增长的线性CDM密度波动相对于LCDM的情况下,和修改的非线性动力学的塌陷结构引起的DE-CDM相互作用。因此,CMB透镜突出了宇宙膨胀中的DE影响,即使在退化的情况下,线性物质密度扰动的振幅,通过σ_8参数化,在标准cDE和LCDM宇宙学中是相同的。对于弹跳的情况下,我们发现,透镜密度对比度和物质丰度的两个相反的行为导致了一个反直觉的效果,使透镜信号的功率比LCDM方案低10%。此外,我们分别比较了CDM和重子在CoDECS中的行为,以隔离来自与DE分量耦合的影响。我们发现,在反弹的情况下,重子显示出相反的趋势,相对于CDM,由于耦合后者与DE组件。[删节]
2013-08-06 astro-ph.CO
Investigating the relationship between cosmic curvature and dark energy models with the latest supernova sample
利用最近的Ia型超新星(SNe Ia)观测数据,研究了宇宙曲率与暗能量(DE)模型之间的关系,Pantheon样品包括具有$0.01 < z < 2.3$的1048 SNe Ia。我们今天获得了无量纲空间曲率密度的测量,即,在$Ω_{k0} = -0.062^{+0.189}_{-0.169}, -0.004^{+0.228}_{-0.134}, 0.127^{+0.280}_{-0.276}$ CDM、$0.422^{+0.213}_{-0.338}$ CDM(即,标量场暗能量)、$ω$ CDM和$ω_0ω_a$ CDM模型。在$Λ$ CDM模型中,Pantheon样品更倾向于封闭宇宙,这与Planck CMB谱的结论一致。然而,Pantheon SNe样品的$Ω_{k0}$的不确定度比Planck数据的大8倍,因此前者比后者支持一个CL低得多的封闭宇宙。在$ω$ CDM和$ω_0ω_a$ CDM模型中,分别在$\sim$ 32\%和$\sim$ 78\%CL下的Pantheon样本支持开放逆。在这些模型中,$ϕ$ CDM模型是最有力地支持宇宙平坦的模型。结果表明,$Ω_{k0}$对所采用的暗能量模型有显著的依赖性,且$Ω_{k0}$与DE的物态方程存在负相关关系.
2020-10-08 astro-ph.CO
Unveiling acoustic physics of the CMB using nonparametric estimation of the temperature angular power spectrum for Planck
角功率谱估计是宇宙微波背景(CMB)数据分析的重要步骤之一。在这里,我们提出了普朗克2013年CMB数据的温度角功率谱的非参数估计。在这项工作中实现的方法是模型独立的,并允许数据,而不是模型,来决定适合。由于我们分析的主要目标之一是测试$Λ$ CDM模型与普朗克2013年数据的一致性,因此我们使用与最佳拟合$Λ$ CDM角功率谱相关的干扰参数来消除多极$\ell \geq50$数据的前景贡献。因此,我们得到一个组合的角功率谱数据集连同完整的协方差矩阵,适当加权频率通道。我们随后的非参数分析解决了温度角功率谱中的六个峰(和五个谷)直到$\ell \sim1850$。我们在$95\%$置信水平下给出了峰/谷位置和高度的不确定性。我们进一步展示了这些如何反映声峰的谐波,并可用于声学尺度估计。基于这种非参数形式主义,我们发现最佳拟合的$Λ$ CDM模型与非参数置信集中心的置信距离为$36\%$--这远大于先前从WMAP 7年数据的类似分析中得出的置信距离($9\%$)。我们分析的另一个有趣的结果是,在低多极,普朗克数据并没有表明任何上升,相反的期望基于集成的萨克斯-沃尔夫贡献的最佳拟合$Λ$ CDM宇宙学。
2014-12-11 astro-ph.CO
Updated reduced CMB data and constraints on cosmological parameters
我们得到了$w$ CDM和$Λ$ CDM模型的WMAP 9,WMAP 9 + BICEP 2,Planck+WP和Planck+WP+ BICEP 2的约化CMB数据$\{l_A, R, z_*\}$.然后,我们使用这些减少CMB数据结合低红移观测宇宙学参数的约束。我们发现,包括BICEP 2的结果在一个更高的值的哈勃常数,特别是当状态方程的暗能量和曲率被允许变化。对于具有曲率的$Λ$ CDM模型,在约1.3 $σ$置信水平下,用Planck +WP+Lensing估计的哈勃常数与用Planck+WP+BICEP估计的哈勃常数不一致.
2015-07-03 astro-ph.CO gr-qc
Comparing the scalar-field dark energy models with recent observations
研究了一类标量场暗能量模型的一般性质(即,$ϕ$ CDM模型)在早期表现得像宇宙跟踪器。特别地,我们选择了三个具有典型势的$ϕ$ CDM模型,$V(ϕ)\propto ϕ^{-α}$(逆幂律(IPL)模型)、$V(ϕ)\propto \coth^αϕ$(L模型)和$V(ϕ)\propto \cosh(αϕ)$(振荡跟踪模型),后两个模型是基于源自暴胀研究的$α$ -吸引子。这些模型通过$α\to 0$简化为$Λ$ CDM模型,并与最近的观测结果进行了比较,包括Ia型超新星(SNe Ia)的Pantheon样本,从6dFGS、BOSS和eBOSS中提取的重子声振荡(BAO)测量,以及Planck 2018结果中宇宙微波背景辐射(CMB)的温度和偏振各向异性功率谱数据。组合样本(SNe Ia + BAO + CMB)的观测约束表明,在$68.3\%$置信水平下,三个PDMATHAMM CDM模型均不排除PDMATHAMR CDM模型。我们发现CMB各向异性数据在约束暗能量模型方面具有明显的优势,这在L模型中表现得尤为明显。在此基础上,我们利用贝叶斯证据对$ϕ$ CDM模型和$Λ$ CDM模型进行了比较,并对合并样本进行了分析。一致性$Λ$ CDM模型仍然是最受支持的模型。另外,在三种$ϕ$ CDM模型中,IPL模型最具竞争力,而L模型/振荡钉扎模型则不受青睐。
2022-04-18 astro-ph.CO
CMB constraints on $β$-exponential inflationary models
本文分析了文献[1]中提出的一类广义暴胀模型,称为$β$ -指数暴胀模型.我们表明,这种潜力可以出现在膜宇宙学的背景下,描述额外维度的大小的字段被解释为暴胀。我们讨论了这类模型的观测可行性的光的最新宇宙微波背景(CMB)的数据从普朗克合作,通过贝叶斯分析,并施加严格的约束模型参数。我们发现,单独的CMB数据更喜欢\textit{weakly}的最小标准模型($Λ$ CDM)的$β$指数膨胀。然而,当考虑哈勃参数$H_0$的当前局部测量时,$β$ -暴胀模型{ \it适度}优于$Λ$ CDM宇宙学,使得在当前$H_0$张力的背景下对这类暴胀模型的研究变得有趣。
2018-03-13 astro-ph.CO
CMB Anomalies and the Hubble Tension
针对标准ΛCDM模型框架下未解释的宇宙微波背景(CMB)异常问题,聚焦不同CMB实验间的参数差异类异常,研究最新CMB测量的一致性以明确数据与模型的局限不确定性,并探讨其对哈勃张力的启示。
2023-06-02 astro-ph.CO
Model Independent Expansion History from Supernovae: Cosmology versus Systematics
我们研究了万神殿超新星距离数据汇编在一个独立的模型分析,以测试宇宙历史重建的有效性超越和谐$Λ$ CDM宇宙学。在重建的哈勃参数、$Om$诊断和暗能量状态方程中,$z\gtrsim1$的数据允许有很强的偏差。我们探讨三种解释:1)真实宇宙学远离$Λ$ CDM的可能性; 2)超新星性质演化; 3)巡天选择效应。在$z\gtrsim1$上的强(和理论上有问题的)偏差消失了,并且通过简单的Malmquist样线性校正发现与$Λ$ CDM的良好一致性。调整后的数据对模型无关的迭代平滑重建是鲁棒的。然而,我们提醒,虽然从眼睛的原始偏差$Λ$ CDM是惊人的,$χ^2$测试没有显示额外的线性校正参数是统计上显着的,和模型无关的高斯过程回归没有发现显着的证据,需要在高红移校正。
2019-03-03 astro-ph.CO
Can $f(Q)$ gravity challenge $Λ$CDM?
我们研究了观测约束的非度规$f(Q)$ -重力再现一个精确的$Λ$ CDM背景扩展历史,同时修改的线性扰动的演变。为此,我们使用宇宙微波背景(CMB)辐射,重子声振荡(BAO),红移空间畸变(RSD),超新星Ia型(SNIa),星系团(GC)和弱引力透镜(WL)的测量。在线性微扰水平上,我们对控制引力相互作用修正的模型参数设置了严格的约束。我们发现,根据$χ^2$和与CMB、BAO、RSD和SNIa相结合的偏差信息标准统计,该模型在统计学上优于$Λ$ CDM。这主要与更好地拟合CMB温度各向异性的低$\ell$尾部有关。
2021-09-28 astro-ph.CO gr-qc
A flexible parameterization to test early physics solutions to the Hubble tension with future CMB data
University of Sussex(萨塞克斯大学)
本文提出了一种灵活的参数化方法,用于测试未来CMB数据对Hubble张力的早期物理解决方案,通过引入额外非相互作用成分来捕捉可能的偏离。
2025-01-08 astro-ph.CO
Recoupled Dark Radiation reconciling CMB and DESI BAO measurements
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);INFN, Sezione di Milano(意大利国家核物理研究所米兰分部)
研究通过引入耦合辐射成分缓解ΛCDM模型中CMB与DESI BAO测量之间的张力,并通过 sterile 中微子与轻伪标量介质的相互作用提供具体实现,从而改进宇宙学一致性和Hubble常数的张力。
2026-05-18 astro-ph.CO
Using the tilted flat-$Λ$CDM and the untilted non-flat $Λ$CDM inflation models to measure cosmological parameters from a compilation of observational data
我们使用物理上一致的倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦$Λ$ CDM膨胀模型来约束普朗克2015年宇宙微波背景(CMB)各向异性数据和最近的Ia型超新星测量,重子声学振荡(BAO)数据,增长率观测和哈勃参数测量的宇宙学参数值。包括四个非CMB数据集的最引人注目的结果是显著加强了非平坦$Λ$ CDM模型中非平坦性的证据,从单独CMB数据的1.8 $σ$到完整数据组合的5.1 $σ$。BAO数据是最强大的非CMB数据集,在更严格的约束模型参数值和有利于空间封闭的宇宙中,空间曲率对当前宇宙能量预算的贡献约为1%。非倾斜非平坦$Λ$ CDM模型更好地拟合了大角度CMB温度各向异性角谱,并且与暗能量巡天对质量涨落均方根振幅当前值的约束更一致($σ_8$)作为非相对论物质密度参数当前值的函数($Ω_m$),但不提供良好的拟合小角度CMB温度各向异性数据一样,倾斜的平面- $Λ$ CDM模型。两个模型中测量到的一些宇宙学参数值有很大的不同,包括再电离光学深度和重子物质密度参数,它们的2个$σ$范围(在两个模型中)是不相交的或几乎是不相交的。
2019-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the tension between growth rate and CMB data
我们分析了$f(z)σ_8(z)$的红移空间畸变测量与标准$Λ$ CDM(普朗克2015年和2018年)宇宙学预测之间的张力。我们考虑一个数据集,由17个数据点延伸到红移$z=1.52$和校正的Alcock-Paczynski效应。因此,计算$w$ CDM宇宙学中生长因子的演化,我们发现最佳拟合参数$w$、$Ω_m$和$σ_8$相对于普朗克2018 $Λ$ CDM参数的张力在所有边缘化置信区域中都低于$2σ$。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic power spectrum and the observed low-l power in PLANCK CMB data
在这项工作中,我们研究了各向异性Finsler时空中的方向相关功率谱。我们使用这个方向相关的功率谱来解决WMAP和普朗克数据中观察到的低l功率。温度波动的角功率谱在多极范围l = 2-40中具有比$Λ$ CDM模型更低的幅度。我们的理论模型给出了一个修正各向同性的角功率谱$C^{TT}_l$由于打破了旋转不变性的原始功率谱。我们估计最佳拟合模型参数以及六个$Λ$ CDM宇宙学参数,使用CosmoMC软件中的普朗克似然代码。我们看到,这种修改后的角功率谱拟合CMB温度数据在多极范围l=2-10到一个很好的程度,但失败的整个多极范围l = 2-40。
2018-01-09 astro-ph.CO
Late Time Modification of Structure Growth and the S8 Tension
针对低红移星系巡天与CMB间的S8张力,提出晚期结构增长偏离ΛCDM的唯象模型,拟合多数据集显示2.5-3σ证据支持该修正,改善联合拟合。
2024-03-16 astro-ph.CO
Lens covariance effects on likelihood analyses of CMB power spectra
由引力透镜在CMB功率谱中引起的非高斯相关性必须包括在未来CMB实验的可能性分析中。我们提出了一个简单但准确的似然模型,其中包括这些相关性和使用它的马尔可夫链蒙特卡罗参数估计从模拟透镜CMB地图的上下文中的$Λ$ CDM和扩展,其中包括中微子质量或暗能量状态方程的总和$w$。如果CMB-S4型实验不考虑透镜诱导的协方差,则每种情况下一种参数组合的误差将被低估超过2倍,并且$w$的下限可能被严重错误估计。错误地排除真实模型或发现与其他数据集的紧张关系的频率也会大幅增加。我们的分析还使分离的镜头和unlensed信息从CMB功率谱,这提供了一致性测试的模型,如果与其他这样的测量相结合,一个几乎镜头样本方差免费测试系统学和新的物理在unlensed光谱。这种参数化也导致了一个简单有效的可能性,可以用来帮助建立模型的情况下,一致性测试的$Λ$ CDM失败。
2017-11-08 astro-ph.CO
Revisiting the CMB homogeneity scale: low multipoles removal effect and extragalactic foreground masking
Observatório Nacional(国家天文台);Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC), UNC(科尔多瓦天文台(科尔多瓦大学));Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE)(国家太空活动委员会);Departamento de Física, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro(里约热内卢联邦农村大学物理系);Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理学研究所)
研究通过均匀性尺度等分析CMB均匀性与ΛCDM模型预期不符的问题,提出去除低多极尤其是四极矩可提高模型与观测一致性,还考虑河外前景掩蔽,结果显示主要差异与四极矩异常有关,需更详尽分析。
2026-10-20 astro-ph.CO
N-body lensed CMB maps: lensing extraction and characterization
我们重建剪切图和角功率谱从模拟弱透镜总强度(TT)和偏振(EB)的宇宙微波背景(CMB)的各向异性,通过N-体模拟冷暗物质(CDM)的结构在千禧年模拟(MS)使用玻恩近似射线追踪。我们比较恢复的信号与$Λ$ CDM预测,在有限盒大小所允许的角度尺度的整个区间上,通过在平坦天空极限中应用二次估计器,从度尺度延伸到角分;我们考虑下一代CMB卫星的PRISM类仪器规格,对应于3.2 "的角分角分辨率和2.43 $μ$ K-角分的灵敏度。- arcmin。模拟中的噪声偏差紧密地遵循估计器预测,在1 ${\simeq}$ 1500处,变得由EB信号的角分辨率的限制支配。当单独考虑TT和EB数据时,去偏置信号显示出在不确定性内与弱透镜功率的预测没有明显的偏离。具体地,重建精度达到在对于TT的角度倍数间隔1000 <1 <2000中的$Δ$ 1 ${\simeq}$ 100和对于EB的大约10 $%$的情况下的箱中的百分之几的水平。在所采用的规格,偏振数据确实代表了显着的贡献,透镜剪切,这似乎忠实地跟踪基本的N体结构下到最小的角度尺度可实现与本设置,验证在同一时间,后者相对于半分析预测从$Λ$ CDM宇宙学在CMB透镜统计的水平。这项工作证明了在当前和未来的高分辨率和灵敏度的CMB实验的背景下,宇宙学结构形成的大尺度模拟的基础上的CMB透镜研究的可行性。
2014-03-02 astro-ph.CO
A Test of the Standard Cosmological Model with Geometry and Growth
我们进行一般测试的$Λ{\rm CDM}$和$w {\rm CDM}$宇宙学模型的膨胀历史的几何结构上的增长的限制进行比较。具体来说,我们将总物质能量密度$Ω_M$和(对于$w {\rm CDM}$)暗能量状态方程$w$分成两个参数:一个参数捕获几何形状,另一个参数捕获生长。我们约束我们的分裂模型使用当前的宇宙学数据,包括Ia型超新星,重子声振荡,红移空间扭曲,引力透镜,和宇宙微波背景(CMB)各向异性。我们专注于两项任务:(i)约束由参数$ΔΩ_M \equiv Ω_M^{\rm grow}-Ω_M^{\rm geom}$和$Δw \equiv w^{\rm grow}-w^{\rm geom}$捕获的与标准模型的偏差,以及(ii)研究CMB和弱透镜效应之间的$S_8$张力是否可以转化为几何和生长之间的张力,即$ΔΩ_M \neq 0$、$Δw \neq 0$。在分离的$Λ{\rm CDM}$和$w {\rm CDM}$病例中,我们结合所有数据的结果与$ΔΩ_M = 0$和$Δw = 0$一致。如果我们忽略BAO/RSD数据并约束分裂的$w {\rm CDM}$宇宙学,我们发现数据在$3.6σ$显著性上更倾向于$Δw<0$,在$4.2σ$证据上更倾向于$ΔΩ_M>0$。我们还发现,对于CMB和弱透镜,$ΔΩ_M$和$S_8$是相关的,CMB显示出稍强的相关性。在我们的扩展模型中,…
2021-11-24 astro-ph.CO