The imprint of $f(R)$ gravity on weak gravitational lensing I: Connection between observables and large scale structure
我们研究了$f(R)$引力对各种大尺度结构的统计特性的影响，这些结构可以在弱引力透镜测量中进行探测。一组引力透镜在$f(R)$引力的射线追踪模拟，使我们能够探索宇宙学信息（i）堆叠分析弱透镜观测和（ii）重建透镜质量地图的峰值统计。对于Hu \& Sawicki提出的$f(R)$模型，当$f(R)$模型中的附加自由度为$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$时，在叠加分析中观测到的暗物质晕透镜信号在标准$Λ$ CDM模型和$f(R)$模型之间存在$\simlt10\%$差异.在叠加分析中要研究的各种大尺度结构中，槽，即前景质量晕投影平面中的低密度区域，可能有希望用$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$约束模型，而空洞周围的叠加分析被发现难以改善$|f_{\rm R0}|$的约束，即使在未来的天空覆盖范围为$\sim1000$平方度的透镜测量中。在峰值统计上，我们确认了局部极大值和暗物质晕沿视线之间的对应关系，无论在我们的模拟中重力的修改。因此，即使在具有$|f_{\rm R0}|\simlt10^{-5}$的$f(R)$模型中，高显著性局部极大值的数目计数也将有助于探测暗物质晕的质量函数。我们还发现，包括当地的最小值在透镜质量地图将有助于改善$f(R)$重力常数下降到$|f_{\rm R0}|=10^{-5}$在正在进行的弱透镜调查。
2016-04-06 astro-ph.CO
Density split statistics: joint model of counts and lensing in cells
我们提出了密度分裂统计，一个框架，研究透镜和计数的细胞作为前景星系密度的函数，从而提供了一个大规模的测量2点和3点的统计。我们的方法扩展了我们早期的工作槽透镜，并总结如下：给定前景（低红移）人口的星系，我们把天空分成子区域的大小相等，但不同的星系密度。然后，我们分别在每个子区域中测量均匀间隔点周围的透镜效应，以及细胞计数统计（CiC）。透镜信号跟踪固定星系密度区域周围的物质密度对比。通过CiC测量，这可以与固定物质密度区域周围的密度分布相关。总之，这些测量构成了对宇宙学、密度场的偏斜度以及星系和物质之间的联系的有力探测。在本文中，我们将展示如何从基本成分建模的密度分裂透镜信号和CiC：一个非线性的功率谱，聚类层次系数从扰动理论和参数模型的星系偏差和散粒噪声。使用N体模拟，我们证明了这个模型是足够准确的宇宙学分析的暗能量调查的第1年的数据。
2021-07-30 astro-ph.CO
Recovering 21cm Monopole Signals Without Smoothness
本文提出放弃光谱平滑性假设，利用全天前景涨落和归一化流建模前景形状分布，从而无监督检测低频21厘米单极信号。
2024-07-02 astro-ph.CO
Can continuous density profile correctly describe strong gravitational lensing?
强引力透镜是探测宇宙的重要工具。在引力透镜的理论分析中，假设连续密度剖面能正确描述透镜星系。但事实上，这一假设从未得到严格的检验。本文讨论了这一问题，指出如果我们用离散密度剖面来模拟透镜星系，那么像的位置不会改变，但放大倍数会增加。强透镜引力波可以在未来验证这一结论。
2017-11-07 astro-ph.CO
Formulating and critically examining the assumptions of global 21-cm signal analyses: How to avoid the false troughs that can appear in single spectrum fits
全球21 cm信号分析所固有的假设很少被描述。在本文中，我们制定了一个一般列表的假设基础上的一个给定的声称检测的全球21厘米的信号。然后，我们为两种不同的分析指定了这些假设的形式：1）由EDGES团队执行的一种，显示了他们从天空前景中单独建模的亮度温度吸收槽，2）一种新的，所谓的最小假设分析（MAA），它使信号的最保守假设成为可能。我们显示适合使用各种波束加权的前景模拟从没有添加信号的边缘纬度的边缘分析。根据所使用的光束，这些模拟产生大的假槽，由于前景模型的无效性来描述光束色度和天空中的银河平面的形状的组合，其残差被捕获的特设平坦高斯信号模型。另一方面，MAA提供了强大的拟合，包括许多光谱在不同的时间箱，并允许任何可能的21厘米光谱精确建模。我们目前的不确定性水平和示例信号重建发现与MAA不同数量的时间仓。有了足够的时间仓，就可以用噪声电平的$<10$倍的MAA确定真正的21 cm信号。
2020-06-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
The skewed weak lensing likelihood: why biases arise, despite data and theory being sound
我们通过一个简单的分层模型推导出了倾斜弱透镜似然的本质。我们的可能性通过四个客观和宇宙学独立的测试，一个标准的高斯可能性失败。我们证明，声音弱透镜分析自然偏低，这并不表明任何新的物理，如偏离$Λ$ CDM。从数学上讲，偏差的出现是因为噪声两点函数遵循偏斜分布。这种形式的偏差已经从CMB分析中得知，其中低多极具有不对称的误差条。弱透镜效应更强烈地受到这种不对称性的影响，因为星系形成了一组离散的剪切示踪粒子，与光滑的剪切场相反。我们证明，偏差可以高达30%的标准差每个数据点，依赖于弱透镜调查的属性。我们的可能性提供了一个通用的框架，以解决这种偏见，在未来的弱透镜分析。
2017-12-13 astro-ph.CO
Prospects for weak lensing studies with new radio telescopes
我概述了现在和将来使用新一代射电望远镜进行弱透镜研究的前景。我包括一个建议的技术，使用偏振观测无线电弱透镜分析，可以证明是非常有用的去除污染信号的内在对齐的描述。最终，平方公里阵列有望成为一个特殊的仪器进行弱透镜研究，由于高分辨率，大面积的调查，它将执行。在近期，英国的e-MERLIN仪器提供了证明无线电波段弱透镜技术所需的高灵敏度和亚弧秒分辨率。我描述的SuperCLASS调查-最近接受的电子MERLIN遗产计划，将进行开创性的无线电弱透镜分析的超星系团。
2012-06-20 astro-ph.CO
Dark haloes as seen with gravitational lensing
暗物质是星系的一个重要组成部分，这一点早在早期就被肯·弗里曼自己认识到了！暗物质晕的证据仍然是间接的，基于对气体和恒星等示踪剂运动的分析。从某种意义上说，可见星系是我们研究暗物质的一个面具。光线对引力场也很敏感，暗晕会引起可观测到的引力透镜效应。有三种制度：微透镜（探测暗物质晕的团块）、强透镜（对内部质量分布敏感）和弱透镜（可以探测距离中心100千秒差距的晕）。这篇评论将集中在弱透镜，并描述了一个新的调查，千度调查（KiDS），旨在研究星系晕的质量，范围和形状作为环境，星系类型和红移的函数。
2010-09-17 astro-ph.CO
Designing Future Dark Energy Space Missions: II. Photometric Redshift of Space Weak Lensing Optimized Survey
精确的弱透镜分析不仅需要精确测量星系的形状，还需要精确和无偏地测量星系的红移。光度红移技术似乎是唯一的可能性，以确定在弱透镜分析中使用的背景星系的红移。使用光度红移质量，简单的形状测量要求，和一个适当的天空模型，我们探索什么可能是一个最佳的弱透镜暗能量任务的基础上FoM计算。我们发现，当滤波器的分辨率为R~3.2时，光度红移达到了最佳精度。我们表明，最佳任务将使用2台相机（可见光和近红外）通过8个滤波器测量天空。假设任务持续时间为5年，镜子尺寸为1.5米，FOV为0.5度2，可见像素尺度为0.15”，我们发现，均匀调查达到IAB=25.6（10西格玛），天空覆盖范围为~ 11000度2，最大化弱透镜FoM。用于WL的星系有效数密度约为45 gal/arcmin ~ 2，至少比地面测量好两倍。这项工作表明，需要充分考虑的观测策略，以适当地优化仪器参数，以最大限度地提高未来弱透镜空间暗能量任务的FoM。
2011-05-27 astro-ph.CO
Weak lensing of the CMB
宇宙微波背景（CMB）是研究引力透镜的独特来源。它在整个天空中延伸，部分偏振，位于z=1100的极端距离，被认为具有高斯随机场的简单基本统计。在这里，我们回顾了宇宙微波背景辐射的弱透镜，强调了它与其他来源（例如星系）的弱透镜的区别。我们讨论了重映射CMB的透镜偏转场的统计特性，以及相应的功率谱效应。然后，我们专注于重建透镜偏转的方法，描述有效的二次最大似然估计和delensing。最后，我们回顾了最近的探测和观测前景。
2009-11-03 astro-ph.CO
Describing galaxy weak lensing measurements from tenths to tens of Mpc and up to z~0.6 with a single model
星系的聚集和它们周围的物质分布可以用晕模型来描述，并辅以星系填充暗物质晕的方式的现实描述。这已经成功地用于描述z<0.2的星系样本的统计特性。在不调整任何模型参数的情况下，我们将预测的发光红星系引起的弱透镜信号与SDSS DR 7在更大尺度（高达~90 h_{70} ^{-1} Mpc）和更高红移（z~0.4）下的测量结果进行了比较。我们发现很好的协议，这表明该模型捕捉的主要属性的星系-暗物质连接。为了将比较扩展到更高红移的透镜，我们用来自更深的RCS 2的形状测量补充了SDSS数据，从而得到了z~0.6的透镜的精确透镜测量。这些测量也使用相同的模型进行了很好的描述。仅考虑这些弱透镜测量，我们稳健地评估，z~0.6，中央星系的数量作为晕质量的函数是很好地描述了对数正态分布与散射$σ_{\log L_{\rm c}}=0.146\pm0.011$，在较低的红移与以前的独立研究。我们的研究结果表明，补充信息的（透镜）星系提供的SDSS更深，高质量的成像数据的属性的价值。
2013-03-21 astro-ph.CO
The Strongest Cluster Lenses: An Analysis of the Relation Between Strong Gravitational Lensing Strength and the Physical Properties of Galaxy Clusters
强引力透镜效应为研究星系团核心的质量分布和高红移星系提供了独特的机会。使用$94$强透镜模型的$74$集群字段从\textit{Hubble}前沿领域（HFF），再电离透镜集群调查（RENIONATION Lensing Cluster Survey，SCHICS），斯隆巨弧调查（SGAS），建模与三个参数的方法，我们评估每个集群的透镜强度（区域与$|μ|\geq3$为$z_s=9$）。我们评估如何大规模的质量，预计的内核质量，以及预计的质量密度分布的内部斜率与透镜强度。虽然我们没有确定透镜强度和大尺度质量之间的强相关性，但我们揭示了投影质量密度分布的内斜率（$50$ kpc~$\leq r \leq~200$ kpc）指示透镜强度，并且可以设置集群可能的透镜强度的上限。我们发现，有效的爱因斯坦面积与透镜强度相关，一个大的（$\gtrsim 30^{''}0$）径向范围的透镜证据是一个强大的镜头的强有力的指标。这些结果可以帮助更有效地设计未来的观测，以最大限度地提高透镜强度。
2022-04-05 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
Forecasting the Detection of Lyman-Alpha Forest Weak Lensing from the Dark Energy Spectroscopic Instrument and Other Future Surveys
本研究将莱曼-α森林弱引力透镜方法扩展至更低源密度，基于DESI巡天模拟数据评估透镜估计器性能，发现完整DESI数据可实现信噪比约4的探测，未来更大数据集有望实现信噪比大于10的探测。
2025-01-28 astro-ph.CO
Cosmology with galaxy cluster weak lensing: statistical limits and experimental design
我们预测的限制，在当前和下一代弱透镜调查的集群弱透镜和数量计数的组合实现的物质集群sigma_8（z）的幅度。我们提倡一种方法，类似于星系星系透镜，在每个红移箱中的观测值是平均数计数和平均弱透镜的质量代理阈值以上的集群配置文件。主要的天体物理干扰参数是质量代理和阈值附近的真实质量之间的对数散布。对于类似于暗能量巡天（DES）、罗马太空望远镜高纬度巡天（HLS）和鲁宾天文台时空遗产巡天（LSST）的巡天，如果质量可观测散射的外部先验优于0.01，我们预测sigma_8的总精度分别为0.26%、0.24%和0.10%。在DES或HLS的情况下，对于0.05的散射先验，以及对于LSST的0.016先验，这些约束将退化约20%。罗马太空望远镜对大约2500个大质量星团进行为期一个月的观测计划，可以单独实现对sigma_8（z=0.7）的0.5%约束，或者与HLS结合实现~0.33%约束。实现集群的约束力，需要准确的知识的质量可观察的关系和严格的控制系统。我们提供了解析近似我们的数值结果，可以很容易地缩放到其他调查假设或其他方法的集群质量估计。
2021-03-26 astro-ph.CO
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
Weak lensing of large scale structure in the presence of screening
许多替代广义相对论的理论都在结构形成的非线性区域中展示了引力屏蔽。我们描述了一套算法，可以产生弱透镜映射的大尺度结构在这样的理论，并可用于产生模拟调查的宇宙学分析。通过分析几个基本的统计数据，我们指出这些替代品可以区分与广义相对论与未来的弱透镜调查。
2015-10-14 astro-ph.CO
Cross-correlation of gravitational lensing from DES Science Verification data with SPT and Planck lensing
我们测量星系图像的弱透镜和宇宙微波背景（CMB）之间的互相关。如果引力透镜效应是由相同的质量涨落引起的，那么不同源的引力透镜效应是相关的。我们使用暗能量调查（DES）科学验证数据的139度$^{2}$和南极望远镜（SPT）和普朗克的重叠CMB透镜的星系形状测量。DES源星系的中位红移为$z_{\rm med} {\sim} 0.7$，而CMB透镜核很宽，峰值为$z{\sim}2$。由此产生的互相关是最敏感的质量波动在$z{\sim}0.44$。假设普朗克2015最佳拟合宇宙学，DES $\times$ SPT交叉功率的振幅被发现是$A = 0.88 \pm 0.30$，DES $\times$普朗克的交叉功率的振幅是$A = 0.86 \pm 0.39$，其中$A=1$对应于理论预测。这些与预期信号一致，并分别对应于$2.9 σ$和$2.2 σ$的显著性。我们表明，我们的结果是强大的一些重要的系统影响，包括剪切测量方法，估计选择，光度红移的不确定性和CMB透镜系统。星系形状的显着内在对齐将增加从数据推断的互相关信号，我们计算DES $\times$ SPT的值$A = 1.08 \pm 0.36$时，我们用一个简单的IA模型校正的意见。由于文献中现有的这种互相关的三种测量方法，考虑到统计不确定性的大小和系统误差（特别是IA）的重大影响，目前还没有可靠的证据表明与预期的LCDM互相关…
2015-12-14 astro-ph.CO
Topological Signatures of Heating and Dark Matter in the 21 cm Forest
South-Western Institute for Astronomy Research (SWIFAR), Yunnan University（西南天体物理研究所）；Key Laboratory of Survey Science of Yunnan Province, Yunnan University（云南省测绘科学重点实验室）；Graduate School of Science, Division of Particle and Astrophysical Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科粒子与天体物理科学专攻）
研究利用拓扑数据分析21厘米森林，揭示加热和暗物质对宇宙黎明时期结构形成的影响，提出三种可解释的拓扑描述符以补充传统统计方法。
2026-03-31 astro-ph.CO
Modeling of weak lensing statistics. II. Configuration-space statistics
我们调查的3D物质分布的分析模型，它结合了微扰理论与晕模型，弱透镜组态空间统计的性能。我们比较了我们的预测弱透镜收敛的两点和三点关联函数的数值模拟和拟合公式在以前的工作。我们还考虑了二阶和三阶矩的平滑收敛和孔径质量。在我们以前的研究傅立叶空间弱透镜统计，我们发现，我们的模型更好地同意模拟比以前公布的拟合公式。此外，我们恢复了这些弱透镜统计对宇宙学的依赖性，我们可以描述多尺度矩。这种方法使我们能够获得这些集成弱透镜统计和各种贡献的基础3D密度波动，微扰，两个晕，或一个晕项分解之间的定量关系。
2012-05-22 astro-ph.CO
Mapping the cosmic mass distribution with stacked weak gravitational lensing and Doppler lensing
暗物质晕代表物质分布中密度最高的峰。相反，宇宙空洞是宇宙中密度较低的区域。探测宇宙的质量分布需要各种方法，包括微弱的引力透镜，它微妙地改变了遥远源的形状，多普勒透镜，由于特殊的速度而改变了物体的表观尺寸和大小。在这项工作中，我们采用引力和多普勒透镜效应来研究宇宙空洞/晕及其周围的物质分布。我们使用相对论$N$体代码\texttt{gevolution}，产生质量扰动，并开发一个新的光线追迹代码，依赖于设计的射线束方法。我们考虑了三种类型的晕质量和空洞半径，并提取宇宙学信息，通过堆叠周围的空洞/晕弱透镜和多普勒透镜信号。本文的结果表明，结合引力和多普勒透镜效应来映射质量分布的最佳策略应该集中在红移范围$z\approx 0.3-0.4$。本文的建议是，未来的光谱调查应该集中在这些红移，并利用引力和多普勒透镜技术，以提取有关整个宇宙网络，特别是宇宙空洞内部的底层物质分布的信息。这可以为正在进行的或未来的低红移光谱调查提供补充的宇宙学分析。
2021-12-08 astro-ph.CO
Cosmology from weak lensing, galaxy clustering, CMB lensing and tSZ: II. Optimizing Roman survey design for CMB cross-correlation science
本文研究Roman HLWAS与CMB实验的协同，发现宽巡天设计即使系统误差更大，仍显著优于参考巡天，暗能量FoM提升约2倍，并提出双层巡天方案以降低系统误差风险。
2024-11-06 astro-ph.CO
Weak Lensing Measurements from the Lyman-$α$ Forest
Physics Department, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室物理系）
利用DESI和BOSS数据构建二次估计量投影到偏折模板，测量莱曼-$\alpha$ 森林弱透镜振幅，结果为 $A_L=0.62\pm0.33$，与预测和无透镜均一致。
2026-09-30 astro-ph.CO
Constraining Baryonic Physics with DES Y1 and Planck data -- Combining Galaxy Clustering, Weak Lensing, and CMB Lensing
联合DES Y1和Planck数据，通过6×2分析（弱透镜、星系成团、CMB透镜及其互相关）约束宇宙学参数和重子反馈，测得S8=0.799±0.016，并利用主成分振幅有效模拟重子效应。
2023-11-14 astro-ph.CO
Model independent variance cancellation in CMB lensing cross-correlations
本文提出一种模型无关的方差抵消方法，利用第三种示踪物从CMB透镜重建中移除结构，在Planck与DESI Legacy Surveys数据上实现透镜功率和互相关方差降低10-20%。
2023-07-11 astro-ph.CO
Bayesian Galaxy Shape Measurement for Weak Lensing Surveys - III. Application to the Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey
本文介绍了一种基于似然性的测量深星系巡天中弱引力透镜剪切的方法，并应用于加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）透镜巡天（CFHTLenS）。CFHTLenS包括来自CFHT Legacy Survey的154平方度的多色光学数据，对于信噪比大于约10的星系，在i'波段进行透镜测量，深度i'（AB）<24.7。该方法是基于早期论文中描述的透镜拟合算法，但在这里，我们描述了一个完整的分析管道，考虑到真正的调查的属性。该方法创建基于像素的模型的变化点扩散函数（PSF）在个别图像曝光。它适合PSF卷积的两个组件（磁盘加凸起）模型，以测量每个星系的椭圆率，与bavelet边缘化模型滋扰参数的星系位置，大小，亮度和凸起分数。该方法允许多个抖动图像曝光的最佳联合测量，同时考虑到成像失真和多个测量的对准。讨论了噪声偏差对星系椭圆率似然分布的影响。已经创建了两组反映CFHTLenS所观察到的特性的图像模拟，以建立该方法的准确性并推导出噪声偏差影响的经验校正。
2012-10-30 astro-ph.CO
Stacked Weak Lensing Mass Calibration: Estimators, Systematics, and Impact on Cosmological Parameter Constraints
当提取弱透镜剪切信号时，可以采用局部归一化或全局归一化的剪切估计器。前者是估计团簇质量时的标准方法，而后者是峰值查找工作中更常见的方法。虽然这两种方法在弱透镜限制下具有相同的信噪比，但高阶校正或系统学考虑可能使一种估计器优于另一种估计器。在本文中，我们认为这两个估计的上下文中堆叠的弱透镜质量估计的暗能量调查（DES）的有效性。我们发现，这两个估计有几乎相同的统计精度，即使在包括高阶校正，但这些校正必须纳入分析，以避免观测相关的偏差恢复群众。我们还表明，有限的bin宽度的影响可能是显着的，如果没有适当的占，这两个估计表现出不同的系统，特别是相对于污染的源目录的前景星系。因此，这两个估计量可以用作彼此的系统交叉检查。DES中的叠加弱透镜效应应允许将星系团的平均质量校准到约2%的精度（仅统计），这可以将DES星系团丰度实验的品质因数提高到相对于自校准预期的约3倍。一篇配套论文（Schmidt & Rozo，2010）研究了这里考虑的两种类型的估计量如何影响弱透镜峰值发现工作。
2010-09-03 astro-ph.CO
Cosmology from cross correlation of CMB lensing and galaxy surveys
近年来，宇宙微波背景（CMB）与其它大尺度结构（LSS）示踪剂的互相关效应被用来探测CMB透镜效应。目前的实验也变得足够灵敏，可以在没有辅助示踪剂的帮助下测量CMB透镜效应。随着数据质量的迅速提高，有人建议CMB透镜-LSS互相关可以为描述宇宙学结构增长的参数提供新的见解。在这项工作中，我们进行预测，结合透镜潜在的自功率谱从各种未来的CMB实验，星系的星系功率谱从星系调查，以及两者之间的交叉功率谱，边缘化的一些银河系和非银河系的宇宙学参数。我们发现，CMB透镜-LSS互相关包含了重要的参数，如红移分布和LSS示踪剂的偏见的信息。我们还发现，互相关信息将导致独立的宇宙学参数，如中微子质量和再电离光学深度的探针。
2013-11-04 astro-ph.CO
Stacked CMB lensing and ISW signals around superstructures in the DESI Legacy Survey
利用CMB透镜效应和积分Sachs-Wolfe（ISW）信号可以研究大尺度结构在宇宙微波背景上的印记。特别是，在几项研究中，超空洞周围的ISW信号被认为是非常高的。在这项研究中，我们发现集群和空洞的超结构使用四个层析红移箱与$0<z<0.8$从DESI遗产调查，并测量堆叠的CMB透镜和ISW信号周围。为了将我们的测量结果与$Λ$ CDM模型的预测结果进行比较，我们构建了一个具有匹配星系数密度和偏差的模拟目录，并应用与数据相同的照片- $z$不确定性。模拟和数据之间的一致性通过周围的超级结构和它们的数量堆叠星系密度剖面进行了验证。相应的透镜收敛和ISW映射，然后构建和比较。堆叠透镜信号与数据一致，除了在密度峰值中的最高红移仓处，其中模拟预测显著更高，大约为1.3倍。叠加的ISW信号通常与模拟预测一致。我们没有从空隙$A_{\rm ISW}=-0.10\pm0.69$获得显著的信号，并且从簇$A_{\rm ISW}=1.52\pm0.72$获得的信号最多只能微弱地检测到。然而，这些结果是强烈不一致的ISW信号在许多倍的$Λ$ CDM预测的水平与以前的索赔。我们讨论了我们的结果与过去的工作在这方面的比较，并调查可能的解释这种差异。
2021-08-03 astro-ph.CO
Dark energy and lensing anomaly in Planck CMB data
本文利用Planck PR3/PR4似然结合DESI BAO与Pantheon+数据约束暗能量状态方程，发现$A_L$简并会削弱演化暗能量偏好，而DESI偏好的低$Ω_m$会加剧透镜异常。
2025-02-18 astro-ph.CO
Probabilistic Cosmological Mass Mapping from Weak Lensing Shear
我们从星系椭圆率星表中推导出在透镜势空间过程之前的引力透镜剪切场和会聚场。我们证明了我们的算法的性能与模拟高斯分布的宇宙透镜剪切图和重建的质量分布的合并星系团阿贝尔781使用星系椭圆测量深透镜调查。鉴于临时后验样本的透镜剪切或收敛领域的天空中，我们描述了一个算法来推断宇宙学参数通过透镜场边缘化。在我们的算法的最一般的配方，我们不做假设弱剪切或高斯分布的形状噪声或剪切。因为我们需要的解决方案和矩阵行列式的线性系统的尺寸，规模与星系的数量，我们希望我们的算法需要并行的高性能计算资源的应用正在进行的广域透镜调查。
2016-10-21 astro-ph.CO
The Sloan Nearby Cluster Weak Lensing Survey
我们描述并提出了斯隆数字巡天（SDSS）中的一个弱透镜巡天（$\rm{z}\lesssim0.1$）星系团的初步结果。在第一次研究中，星系团是从\citet{miller05}和\citet{berlind06}的SDSS光谱星系团目录中选择的。我们报告了七个单独的低红移星系团弱透镜测量结果，包括：A2048，A1767，A2244，A1066，A2199，和两个星系团特别确定的C4算法。我们对SDSS中邻近星系团的弱透镜观测计划最终将覆盖$\sim 200$星系团，这是迄今为止对单个星系团进行的最大规模的弱透镜观测。
2009-08-11 astro-ph.CO
General Relativistic Effects in Weak Lensing Angular Power Spectra
在即将到来的弱透镜调查的进展提出了新的挑战，透镜观测的准确建模。欧几里德广阔的天空覆盖范围使角度尺度下降到$l_\mathrm{min}=10$。在如此大的角度尺度下，广义相对论效应显现出来，而透镜放大率不能仅用标准的透镜会聚来正确描述。视线速度对放大角功率谱的影响，称为多普勒放大，已经在文献中得到了很好的认识。特别是，有人建议，可以通过测量宇宙切变和放大率来提取多普勒放大率。在这项工作中，我们指出了两个以前被忽视的方面，这种方法。首先，多普勒放大的影响通过与标准透镜收敛的非零交叉项来减小。当源在宽度为$Δz\approx 0.1$的面元上被平均时，例如在欧几里得的层析弱透镜勘测中，这是特别相关的。其次，广义相对论势项略微增强了信号。本文给出了大尺度下弱透镜角功率谱中所有相对论效应的数值计算。
2021-11-01 astro-ph.CO
Imitating intrinsic alignments: A bias to the CMB lensing-galaxy shape cross-correlation power spectrum induced by the large-scale structure bispectrum
将星系的透镜效应信号与宇宙微波背景辐射（CMB）起伏进行互相关，有望提供有价值的宇宙学信息。特别是，它可能有助于收紧约束参数描述的性质，内在排列的星系在高红移。为了获取互相关信号所传递的信息，需要对其进行精确的理论描述。我们计算了非线性结构增长引起的CMB透镜-星系形状互相关测量的偏差。利用树级微扰理论对大尺度结构的双谱进行了研究，发现在大多数角尺度上，双谱的偏置是负的，从而模拟了本征取向的信号。结合欧几里得星系透镜数据与CMB实验可比的普朗克卫星任务的偏差变得显着，只有在最小的尺度（$\ell\gtrsim 2500$）。然而，对于改进的CMB观测，校正量为宽多极范围（$10 \lesssim \ell \lesssim 2000$）上CMB透镜-本征对准信号的10- 15%。因此，如果功率谱偏差未被校正，则在CMB阶段III和阶段IV实验的情况下，功率谱偏差分别转化为固有对准幅度的确定中的$2σ$和$3σ$误差。
2017-09-13 astro-ph.CO
Improving PSF modelling for weak gravitational lensing using new methods in model selection
一个简单的理论框架的空间相关的建模残差的描述和解释，并由此产生的工具被发现提供了一个有用的帮助模型选择的背景下，弱引力透镜。描述集中在建模的望远镜点扩散函数（PSF）在整个仪器视场的空间变化的具体问题，在透镜数据分析的一个关键阶段，但该技术可用于排名竞争模型的数据描述经验。因此，随着进一步的发展，它可以提供有用的额外信息时，与现有的模型选择技术，如赤池和贝叶斯信息标准，或贝叶斯证据结合使用。两个独立的诊断关联函数的描述和解释这些功能证明使用模拟PSF各向异性场。这些诊断功能作为一个援助的经验模型的正确选择的功效，然后证明了一套蒙特卡罗模拟的随机PSF字段与不同程度的空间结构的分析结果，它示出了如何诊断功能可以与精确的宇宙剪切测量的要求。该技术的局限性，以及改善和应用领域以外的弱引力透镜的机会，进行了讨论。
2010-01-12 astro-ph.CO
The Lensing Counter Narrative: An Effective Description of Small-Scale Clustering in Weak Lensing Power Spectra
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
本文提出一种新方法，通过受有效场论启发的透镜反项（LCT）分离大尺度和小尺度对宇宙 shear 的贡献。该方法在不使用硬尺度切割的情况下，提高了对宇宙学信号的约束能力，实验结果表明在不考虑 baryon 反馈时，约束能力可提高 5 倍。
2026-09-01 astro-ph.CO
Prospects for clustering and lensing measurements with forthcoming intensity mapping and optical surveys
我们探讨了利用强度测绘巡天（MeerKAT，SKA）和光学星系巡天（DES，LSST）探测HI聚类和自相关和互相关的21厘米发射的弱引力透镜的潜力。我们的预测表明，在不久的将来，可以使用强度映射技术的集群和透镜信号的高精度测量。这样的研究可以用来测试强度映射方法，并约束参数，如HI密度$Ω_{\rm HI}$，HI偏差$b_{\rm HI}$和星系-HI相关系数$r_{\rm HI-g}$。
2016-04-15 astro-ph.CO
Weak lensing, Big Magnification: Recovering hidden lensing information from galaxy positions
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)（巴塞罗那自治大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高能物理研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究院）
针对深度测光样本中放大效应信号被正负响应抵消的问题，提出按响应符号和幅度划分样本的BigMag方法，结合IGGL可达到与传统2x2pt/3x2pt相当的宇宙学约束能力。
2026-10-06 astro-ph.CO
Towards cosmology with Void Lensing: how to find voids sensitive to weak-lensing and numerically interpret them
本文提出一种新的空洞查找器算法以捕捉空洞周围的过剩面质量密度，发现其定义的空洞具有更深的弱透镜轮廓，并验证了较小空洞的剪切测量与暗物质场的一致性及投影空洞与3D空洞的关联。
2023-11-24 astro-ph.CO
Kinematic Lensing with the Dark Energy Spectroscopic Instrument -- Probing structure formation at very low redshift
本研究探讨了利用DESI开展14,000平方度运动学透镜巡天的前景，通过联合正向建模测光图像与星系速度场推断宇宙剪切信号，发现该计划能对极低红移下的结构形成（$σ_8(z<0.15)$）提供独特约束，并为解决$S_8$张力及修改引力等研究提供重要科学价值。
2024-07-30 astro-ph.CO
Fast generation of weak lensing maps by the inverse-Gaussianization method
为了充分利用即将到来的弱透镜巡天的前所未有的力量，理解噪声，如宇宙方差和几何/掩模效应，与理解信号本身一样重要。准确量化的噪音需要大量的统计独立的模拟各种宇宙学。这对于弱透镜模拟是不切实际的，这对于同时要求大盒子尺寸（以覆盖过去光锥的显著部分）和高分辨率（以稳健地探测大部分透镜信号所在的小尺度）是昂贵的。因此，需要快速模拟生成方法，并正在进行深入研究。我们提出了一种新的快速弱透镜映射生成方法，称为逆高斯化方法，其基于透镜收敛场可以通过局部变换高斯化到极好的精度的发现[Yu等人，Phys.Rev.D84，023523（2011）]。给定一个模拟，它使我们能够产生尽可能多的无限统计独立的透镜映射一样快，产生模拟初始条件。所提出的方法进行了测试，对模拟为中心的镜头红移$z \sim 0.5$，1和2，与各种统计的每个层析成像箱。我们发现，我们的方法产生的透镜映射有相当准确的功率谱，双谱，功率谱协方差矩阵。因此，这将是有用的弱透镜调查，以产生现实的模拟。作为应用的一个例子，我们测量的透镜功率谱的概率分布函数，从16384透镜映射的逆高斯化方法产生的。
2016-10-25 astro-ph.CO
Why weak lensing cluster shapes are insensitive to self-interacting dark matter
我们研究了从弱引力透镜推断的星系团的形状是否可以用来检验暗物质的性质。我们分析模拟弱透镜数据，从两个不同的暗物质模型（CDM和SIDM）运行的宇宙学模拟中提取的引力透镜。我们拟合椭圆形NFW配置文件的模拟集群的剪切场。尽管CDM和SIDM之间的3D形状的分布有很大的差异，我们发现，弱透镜推断的集群形状的分布几乎是不可区分的。我们将这种信息丢失归因于两个原因。首先，弱透镜测量投影质量分布的形状，而不是基本的3D形状，投影效果会消除一些差异。其次，弱透镜效应对星系团的投影形状最敏感，在接近维里半径（~ 1.5 Mpc）的尺度上，而SIDM形状与内晕中的CDM最不相同。我们介绍了一个模型的质量分布的星系团的质量分布的椭圆率可以随距离的集群的中心。虽然这种质量分布并不能使弱透镜数据区分CDM和SIDM与集群形状（在小半径的椭圆率是弱透镜约束不良），它可能是有用的，当建模结合集群的强和弱引力透镜。
2022-10-24 astro-ph.CO
Deep learning dark matter map reconstructions from DES SV weak lensing data
我们提出了使用深度学习从弱透镜观测数据重建暗物质地图的第一个方法。我们训练一个卷积神经网络（CNN）与基于Unet的架构上超过$3.6\times10^5$模拟数据实现与非高斯形状噪声和宇宙学参数变化在一个广泛的先验分布。我们将新创建的DES SV图解释为在给定观测剪切的情况下收敛的后验平均值$P(κ| γ)$的近似。我们的DeepMass方法比现有的质量映射方法更准确。通过8000个模拟DES SV数据实现的验证集，与具有固定功率谱的维纳滤波相比，DeepMass方法将均方误差（MSE）提高了11%。通过N体模拟MICE模拟数据，我们表明，具有最佳已知功率谱的维纳滤波仍然比我们的广义方法提供更差的MSE，而没有输入宇宙学参数;我们表明，这种改进是由收敛中的非线性结构驱动的。随着未来弱透镜数据中更高的星系密度揭示出更多的非线性尺度，深度学习很可能成为Euclid和LSST质量映射的主要方法。
2020-02-24 astro-ph.CO
Impact of the turnover in the high-z galaxy luminosity function on the 21-cm signal during Cosmic Dawn and Epoch of Reionization
高z星系光度函数（LF）的暗端形状为宇宙黎明和再电离时期的早期恒星形成和再电离物理提供了信息。直到最近，基于强引力透镜星系团的深度巡天，哈勃前沿场（HFF）发现了在z $\sim$ 6的紫外（UV）LF中的潜在周转。本文分析了在LF中星等大于翻转星等的极暗星系对宇宙再电离的贡献。我们将HFF的测量结果应用到我们的抑制型恒星形成效率模型中，包括三个自由参数：晕质量阈值$M_t$，曲率参数$β$和UV转换因子$l_{\rm UV}$。根据68%置信水平的拟合，发现在小于$ M_t=1.82^{+2.86}_{-1.08}\times10^{10} \rm M_{\odot}$的晕中，高红移恒星的形成受到抑制。周转量$\rm \gtrsim -13.99-2.45$，相应地晕质量$\lesssim(4.57+20.03)\times10^{9} \rm M_{\odot}$。我们发现，在全球21厘米信号的吸收谷是敏感的，我们的SFE模型参数。结合（$β$，$l_{\rm UV}$）=（$2.17^{+2.42}_{-1.72}$，$9.33^{+0.43}_{-0.42} \rm ~erg~yr ~s^{-1}M_{\odot}^{-1})$），波谷位于$\sim$ $134^{+10}_{-17}$ $\rm MHz$，振幅为$\sim$ $-237^{-6}_{+7}$ $\rm m…
2022-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational lensing formalism in a curved arc basis: A continuous description of observables and degeneracies from the weak to the strong lensing regime
引力透镜弯曲弧提供了大量关于潜在的透镜畸变的信息。从扩展源中提取精确的透镜信息是许多旨在回答宇宙基本问题的研究的关键组成部分。为了在提高精度的同时保持准确性，表征和理解透镜观测量中固有的简并性的影响至关重要。在这项工作中，我们提出了一种形式主义来描述的引力透镜失真的影响，导致弯曲的扩展弧的特征向量和特征值的局部透镜雅可比矩阵和他们的方向微分的基础上。我们确定了一个非本地和非线性扩展偏转器的基础上，继承这些本地属性。我们的参数化与扩展源中的可观察特征紧密相关，并且允许人们在不施加显式全局偏转器模型的情况下准确地提取扩展图像的透镜信息。我们量化什么样的退化可以被打破的基础上的本地透镜性质和假设的内在源形状的具体假设。我们的形式主义是适用于从弱线性政权，半线性政权的高度非线性政权的高度放大的多个图像的弧。在这项工作中提出的方法和实施提供了一个框架，以评估系统，指导推理工作的正确选择的复杂性的基础上，手头的数据，并量化的透镜信息提取的模型无关的方式。
2021-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Topological Defects in Gravitational Lensing Shear Fields
由弱引力透镜引起的剪切场具有典型的相干模式。我们用透镜势所描述的曲面曲率来描述剪切场中的拓扑缺陷。利用椭球晕产生的势面脐点对特征缺陷作了简单的解释。我们模拟透镜剪切图，并指出典型的缺陷配置。最后，我们展示了如何统计特性，如丰富的缺陷可以表示在透镜势的关联函数。
2009-06-01 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
Likelihood-free inference with neural compression of DES SV weak lensing map statistics
在许多宇宙学推论问题中，似然（观测数据的概率作为未知参数的函数）是未知的或难以处理的。这就需要近似和假设，这可能导致对宇宙学参数的错误推断，包括暗物质和暗能量的性质，或者产生人为的模型张力。似然自由推理涵盖了一系列新的方法，使用模拟数据的正向建模来严格估计参数的后验分布。我们提出了似然自由宇宙学参数推断使用弱透镜映射从暗能量调查（DES）SV数据，使用神经数据压缩的弱透镜映射汇总统计。我们使用深度卷积神经网络探索透镜质量图的功率谱、峰值计数和神经压缩摘要的组合。我们展示了验证推理过程的方法，包括数据建模和概率密度估计步骤。似然自由推断提供了一个强大的和可扩展的替代方案，严格的大规模宇宙学推断与星系调查数据（DES，欧几里得和LSST）。我们已经公开了我们的模拟透镜图。
2020-11-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Roulettes: A weak lensing formalism for strong lensing - I. Overview
我们提出了一个新的视角对引力透镜。我们描述了一个新的扩展弱透镜形式主义能够描述强透镜图像。通过积分非线性测地偏差方程，弱透镜效应的放大矩阵被推广为一个独立的放大张量的总和。我们展示了如何通过一个通用的镜头扭曲的图像可以构建为一个“轮盘”，这是与放大张量的独立自旋模式的自然曲线的总和。即使对于在透镜的爱因斯坦半径附近或之内观察到的大光源，也可以构造高度失真的图像，其中剪切和会聚是大的。每个轮盘的振幅由透镜势的适当导数的和形成。因此，测量晶状体周围图像的这些单个轮盘提供了一种新的方式来重建强晶状体质量分布，而不需要晶状体模型。这种形式主义概括的收敛，剪切和弯曲的弱透镜到任意顺序，并提供了一个统一的桥梁之间的强，弱透镜制度。这篇综述论文附有一份更详细的论文II，arXiv：1603.04652
2016-07-26 astro-ph.CO gr-qc
An Analysis of DES Cluster Simulations through the IMCAT and Shapelets Weak Lensing Pipelines
我们已经运行了两个完全独立的弱透镜分析管道上的一组逼真的模拟图像的一个巨大的星系团与奇异的等温球轮廓（星系速度色散σ_v=1250公里/秒）。这套图像是使用暗能量调查开发的模拟工具构建的。我们发现，这两个弱透镜管道可以准确地恢复我们的模拟集群的速度色散，这表明目前的弱透镜工具是足够准确的测量剪切剖面的大规模集群在即将到来的大型光度测量。我们还演示了如何选择一些削减影响最终的剪切剖面和sigma_v测量。类似于STEP程序，我们使所有这些集群模拟图像可供其他小组通过自己的弱透镜管道进行分析。
2009-09-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
Mapping weak lensing distortions in the Kerr metric
爱因斯坦的广义相对论意味着能量，即物质，会使时空弯曲，从而使类光测地线变形，从而产生引力透镜。这种现象在史瓦西度规的情况下得到了很好的理解，并且在过去得到了准确的描述;然而，尽管有潜在的实际观测应用，克尔时空中的透镜在文献中受到的关注较少。特别是，在这样的空间中的透镜效应是不能表达为标量势的梯度，因此是卷曲状签名和非对称剪切图案的来源。在本文中，我们开发了一个可微透镜映射的克尔度规，返工和扩展以前的方法。通过使用弱引力透镜的标准工具，我们隔离并量化了由度规中角动量的存在唯一引起的扭曲。我们应用这个框架的克尔一样的前景物体上的源的背景分布引起的失真。我们验证了新的独特的透镜签名的数量级低于目前的观测范围的镜头配置。
2017-06-13 astro-ph.CO gr-qc
ShapePipe: A modular weak-lensing processing and analysis pipeline
我们介绍了Shapepipe的第一个公开版本，这是一个用Python编写的开源和模块化弱透镜测量，分析和验证管道。我们描述了软件的设计，并证明所做的选择。我们提供了目前可用的所有模块的简要说明，并总结了管道已被应用到真正的紫外近红外光学北方调查数据。最后，我们提到了未来应用和发展的计划。代码和随附文档在GitHub上公开提供。
2022-06-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
Instrumental systematics and weak gravitational lensing
我们提出了一个教学审查的弱引力透镜测量过程及其连接的主要科学问题，如暗物质和暗能量。然后，我们描述了参数化系统误差和了解他们如何影响弱透镜测量的常见方法。最后，我们讨论了几个仪器系统学，以及它们如何适应这种情况下，并得出结论，在理解仪器系统学对弱透镜测量的影响方面，可以取得一些进展，未来的观点。
2015-03-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
CLMM: a LSST-DESC Cluster weak Lensing Mass Modeling library for cosmology
我们提出了CLMM的v1.0版本，CLMM是一个开源Python库，用于估计星系团的弱透镜质量。CLMM被设计为一个独立的构建模块工具包，用于为即将到来的集群宇宙学分析（例如将由LSST-DESC执行的分析）提供端到端的分析管道验证。它的目的是作为一个灵活的，易于安装和易于使用的弱透镜模拟器和观察员的接口，并可以应用于真实和模拟数据，研究影响弱透镜质量重建的系统学。在CLMM的核心是例程来模拟弱透镜剪切信号给定的潜在质量分布的星系团和一组数据操作，以准备相应的数据向量。理论预测依赖于现有的软件，这些软件在代码中用作后端，已经过彻底的测试和交叉检查。结合，理论预测和数据可以用来约束星系团的质量分布，如在一套示例性笔记本电脑随软件提供，也可在广泛的在线文档。
2021-10-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
On the "Lensing is Low" of BOSS Galaxies
最近Leauthaud等人发现，重子振荡光谱巡天（BOSS）星系的小尺度透镜信号比星系-晕联系的标准模型预测的低40%，而标准模型再现了观测到的星系恒星质量函数（SMF）和成团。我们重新审视这样的“透镜是低”的差异进行全面的光环职业分布（HOD）建模的SMF，集群，和透镜的BOSS LOWZ和CMASS样品在普朗克宇宙学。我们允许卫星星系的选择函数作为恒星质量以及晕质量的函数而变化。对于中心，我们假设他们的选择只取决于恒星质量，直接测量的redMapPer中央星系的检测分数。最佳拟合HOD成功地描述了所有三个观测值，而不会过度预测小尺度透镜信号。这表明该模型将BOSS星系置于正确晕质量的暗物质晕中，从而消除了单晕区的差异，其中透镜效应的信噪比最高。尽管存在很大的不确定性，但观测到的超过1 Mpc/h的透镜振幅仍然与预测不一致，然而，普朗克宇宙学通过集群测量的大尺度星系偏差牢牢地锚定了这一预测。因此，我们表明，“透镜是低”的差异尺度低于1兆秒差距/小时，可以完全解决占晕质量依赖的选择函数。在大尺度上需要提高精度的透镜测量，以区分普朗克偏差和星系晕连接的非线性效应。
2020-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
