Testing General Relativity with Current Cosmological Data
对广义相对论的偏离，例如可能导致宇宙加速的偏离，将影响大尺度结构的生长和光被该结构偏转。我们澄清了文献中出现的几种不同的模型无关的偏离广义相对论的方法之间的关系，设计了一个翻译表。我们研究目前的限制，这种偏差，使用弱引力透镜数据的CFHTLS和COSMOS调查，宇宙微波背景辐射数据的WMAP 5，和超新星距离数据的Union 2。马尔可夫链蒙特卡罗似然分析的参数在不同的红移范围内产生的一致性与广义相对论在95%的置信水平。
2010-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Searching for deviations from the General Relativity Theory with gas mass fraction of galaxy clusters and complementary probes
如今，由于宇宙学数据精度的提高，人们已经有可能在大宇宙尺度上进行测试，以寻找偏离广义相对论理论的现象。特别是有一类修正的引力理论在电磁领域打破了爱因斯坦等效原理（EEP），产生了精细结构常数的变化，破坏了宇宙距离对偶关系和宇宙微波背景（CMB）辐射的演化规律。在最近的论文中，这类理论已经用星系团的角直径距离、Ia型超新星和CMB温度进行了检验。在这项工作中，我们提出了一个新的测试，考虑最近的X射线表面亮度观测的星系团与Ia型超新星和CMB温度。{The这里的关键点是我们考虑了星系团的X射线气体质量分数对精细结构常数的可能变化和宇宙距离对偶关系的违反的依赖性。我们的基本结果是，这种新的方法是与以前的一个竞争，它也没有表现出显着偏离广义相对论。
2017-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Lensed Cosmic Microwave Background Constraints on Post-General Relativity Parameters
讨论了宇宙微波背景（CMB）数据对宇宙学尺度广义相对论（GR）偏离的限制。与GR的偏离是通过通常出现在测地线方程和泊松方程中的引力势之间的比值来测量的，该比值被参数化为$1 +\varpi_0 (1 + z)^{-S}$。当前CMB数据表明$\varpi_0=1.67^{+3.07}_{-1.87}$在2 $σ$置信水平下，而$S$保持不受约束。偏离GR影响E模到B模偏振的透镜转换。因此，来自未来CMBpol实验的透镜测量应该能够改进对基准$\varpi_0=0$模型的$\varpi_0< 0.30$的约束并且独立于$S$。
2009-01-07 astro-ph.CO
Testing gravity on cosmological scales with cosmic shear, cosmic microwave background anisotropies, and redshift-space distortions
我们使用了一系列的宇宙学数据来约束宇宙尺度上的广义相对论的唯象修正，通过修改泊松和透镜方程。我们包括来自普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性测量，来自CFHTLenS和DES-SV的宇宙剪切，以及来自BOSS数据发布12和6dF星系巡天的红移空间扭曲。我们没有发现偏离广义相对论的证据，修正的引力参数被限制在$Σ_0 = 0.05^{+0.05}_{-0.07}$和$μ_0 = -0.10^{+0.20}_{-0.16}$，其中$Σ_0$和$μ_0$指的是偏离广义相对论，在广义相对论中被定义为零。我们还预测了整个五年暗能量巡天和大型综合巡天望远镜等实验对这些参数的敏感性，显示出对$Σ_0$的约束有了实质性的预期改善。
2019-04-26 astro-ph.CO
Determining the outcome of cosmic bubble collisions in full General Relativity
宇宙气泡碰撞提供了一个重要的可能的观测窗口的动态永恒的通货膨胀。在永恒的暴胀中，我们的可观测宇宙包含在由膨胀的亚稳真空形成的许多气泡中的一个。气泡之间的碰撞可以在宇宙微波背景辐射上留下可检测的印记。虽然已经提出了观测信号的唯象模型，但要使理论具有充分的预测性，就必须从引起永恒暴胀的标量场理论中确定气泡碰撞时空，从而确定宇宙学的可观测量。由于气泡及其碰撞的固有非线性性质，这需要结合广义相对论的数值处理。本文给出了在完全广义相对论中气泡碰撞的数值模拟结果。这些模拟使我们能够准确地确定气泡碰撞的结果，并研究它们对气泡宇宙内部宇宙学的影响。我们确认了一些近似在以前的分析工作中使用的有效性，并确定定性的新功能的气泡碰撞时空。真空泡和气泡包含一个现实的暴胀宇宙学的研究。我们确定的标量场的潜力，必须满足的约束，以获得符合我们观察到的宇宙学的碰撞，但留下可检测的签名。
2012-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of nonlinear inhomogeneity on the cosmic expansion with numerical relativity
我们构建了一个三维的，完全相对论性的数值模型的宇宙充满了非均匀的无压流体，从初始数据，代表扰动的爱因斯坦-德西特模型。然后，我们测量偏离的平均膨胀率相对于这个均匀和各向同性的参考模型，比较本地量的线性微扰理论的预测。我们发现，崩溃扰动达到转折点早于预期从参考球形礼帽崩溃模型和局部偏差的膨胀率从均匀的可以高达$28\%$在欠密度，初始密度对比度为$10^{-2}$。然后，我们研究，第一次，确切的行为的逆反应项${\cal Q}_{\cal D}$。我们发现，对于初始扰动的小值，这一项表现出一个$1/a$标度，它是负的线性增长的绝对值较大的扰动振幅，从而有助于整体减速的膨胀。另一方面，它的大小即使对于相对大的扰动也保持很小。
2016-10-08 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole formation with full numerical relativity
利用3+ 1维相对论数值模拟研究了物质支配宇宙中超视界和超视界扰动下黑洞的形成。我们发现，有两个主要的形成机制取决于初始扰动的质量和几何形状-通过初始过密度的$\textit{direct collapse}$和通过周围的暗物质的$\textit{post-collapse accretion}$。特别是，对于后一种情况，初始扰动不必满足形成黑洞的环猜想。在这两种情况下，形成过程的持续时间大约是哈勃时间，黑洞的初始质量是$M_\mathrm{BH} \sim 10^{-2} H^{-1} M_\mathrm{Pl}^2$。形成后，我们发现，PBH经历快速的质量增长超过自相似的限制$M_\mathrm{BH}\propto H^{-1}$，至少在最初。我们认为，这意味着大部分的最终质量的PBH是从其周围环境后形成的吸积。
2022-03-24 astro-ph.CO gr-qc
Einstein's Universe: Cosmological structure formation in numerical relativity
我们进行大规模的宇宙学模拟，直接通过数值相对论求解爱因斯坦方程。从宇宙微波背景采样的初始条件开始，我们跟踪宇宙网的出现，而不需要背景宇宙学。我们测量了物质主导宇宙中大尺度结构对平均量演化的反作用。虽然我们的结果是初步的，我们发现全球的逆反应能量密度是$10^{-8}$的顺序相比，在我们的模拟物质的能量密度，因此不太可能解释加速膨胀根据我们的假设。在我们选择的规范中，在宇宙均匀性尺度（$100-180\,h^{-1}$ Mpc）以上的采样尺度，我们发现局部空间曲率的$2-3\%$变化。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Large-Scale Structure Observables in General Relativity
我们回顾了最近的研究，严格定义了几个关键的观测值的大尺度结构的宇宙在广义相对论的背景下。具体而言，我们考虑i）宇宙钟事件的红移扰动; ii）宇宙标尺的扭曲，包括弱透镜剪切和放大; iii）观测到的大尺度结构的示踪剂的数密度。我们提供这些观测量的协变和规范不变的表达式。我们的表达式给出了一个线性扰动平坦的Friedmann-Robertson-Walker度量，包括标量，矢量和张量度量扰动。虽然我们在微扰论中仅限于线性阶，但这种方法可以直接推广到高阶。
2014-07-31 astro-ph.CO gr-qc
General relativity, early galaxy formation and the JWST observations
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文基于广义相对论和标准宇宙学，提出无需新物理即可解释早期星系形成的理论，利用已知的异常速度效应。
2025-11-24 astro-ph.CO gr-qc
The Physics of Cosmic Acceleration
宇宙膨胀正在加速这一发现在物理学和天文学领域引起了强烈的理论和实验反应。这一发现意味着我们关于引力如何工作的最基本概念在宇宙学距离尺度上被违反了。一个简单的修正方法是在广义相对论的场方程中引入一个宇宙学常数。然而，相对于理论预期，宇宙学常数的值非常小，这使得理论家们探索了各种各样的替代解释，包括引入一种奇异的负压流体或修改广义相对论。在这里，我们简要回顾宇宙加速的证据。然后，我们调查了一些理论上的尝试来解释它，包括宇宙学常数，精髓及其变体，质量变化的中微子，和广义相对论的修改，如标量张量和$f(R)$理论和膜世界的情况。我们将讨论实验和观测测试，这可能使我们能够区分已经提出的一些理论观点。
2009-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vacuum energy sequestering and cosmic dynamics
我们显式计算封闭的均匀和各向同性宇宙的动力学渗透的一个单一的理想流体状态方程参数$w$在最近的重新制定的广义相对论的背景下，在[1]中提出的，它防止真空能量作为一个引力源。这是使用迭代算法完成的，以在没有宇宙学常数的情况下使用标准广义相对论获得的背景宇宙学演化作为初始猜测。我们表明，在一般情况下，真空能量封存机制对宇宙动力学的影响是显着的，除了$w=1/3$的情况下，在广义相对论的背景下，与零宇宙学常数的结果是相同的。我们还表明，在广义相对论中有表现良好的模型，没有一个表现良好的对应物在本文研究的真空能量隔离范式，突出了一个典型的线性势标量场的具体情况。
2014-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational redshift of galaxies in clusters as predicted by general relativity
宇宙学的理论框架主要是由引力定义的，其中广义相对论是当前的模型。最近在Λ冷暗物质（CDM）模型中对广义相对论的测试发现，宇宙网的增长率和聚集的预测与观测结果一致。广义相对论至今还没有在独立于ΛCDM模型假设的宇宙学尺度上得到检验。在这里，我们报告的观测引力红移的光来自星系团在99%的置信水平，档案数据的基础上。这个测量结果与广义相对论的预测一致，它的修正是为了解释宇宙加速而不需要暗能量（f（R）理论），但与旨在避免暗物质存在的替代模型不一致。
2011-09-29 astro-ph.CO
Testing General Relativity with Cosmological Large Scale Structure
本文探讨了用宇宙学大尺度结构的观测来检验爱因斯坦方程的可能性。我首先指出，我们还没有在只涉及均匀和各向同性宇宙的观测中检验方程。然后，我用几个例子来说明，当考虑能量动量张量和度规的涨落时，我们如何做得更好。这是说明与星系数计数，强度映射和宇宙剪切，三个例子，绝不是详尽无遗。
2022-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Non-locality in Quantum Field Theory due to General Relativity
我们表明，广义相对论耦合到一个量子场论一般会导致非局部效应的物质部门。这些非局域效应可以用具有近似移位对称性的非局域高维算子来描述。当应用于暴胀模型时，我们的结果意味着小的非高斯性是基于广义相对论耦合到物质场的模型的一般特征。然而，这些效应太小，在宇宙微波背景中无法观察到。
2015-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Approaches to Understanding Cosmic Acceleration
本文综述了解释观测到的宇宙加速的理论方法。我们简要地讨论宇宙加速的证据，以及标准广义相对论与传统的能量-动量源耦合的含义。然后，我们提出了三种解决加速宇宙的方法：引入宇宙学常数，它的问题和起源;暗能量的可能性，以及基础物理学的相关挑战;以及广义相对论的红外修正可能是宇宙大尺度行为的原因。
2009-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viability of general relativity and modified gravity cosmologies using high-redshift cosmic probes
Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本研究通过高红移宇宙探针分析，发现F(Q)、非平坦ΛCDM和ωCDM模型在数据支持下表现良好，而F(R)模型被排除，ΛCDM仍是首选模型。
2025-12-04 astro-ph.CO
Simulating the universe(s) II: phenomenology of cosmic bubble collisions in full General Relativity
观测到气泡宇宙之间碰撞的遗迹将为永恒膨胀的多元宇宙的存在提供直接证据;不观测到此类事件也可以为膨胀物理学提供重要的限制。要实现这些前景，就需要从永恒暴胀背后可能的标量场拉格朗日量的性质中，对可观测量进行定量预测。在以前工作的基础上，我们详细地建立了这种联系。我们进行了一个完全相对论性的数值研究气泡碰撞的现象与一个单一的标量场的模型，计算在各种各样的模型产生的共动曲率扰动。我们还构建了一组分析预测，使我们能够识别的标量场拉格朗日的现象学相关的属性。在相关区域的解析预测和数值计算之间的协议是优秀的，并允许我们推广我们的结果超出了我们采用的模型的数值研究。具体地说，签名完全由碰撞前碰撞气泡的空间轮廓和气泡中心之间的de Sitter不变距离确定。分析和数值结果支持指数$1< κ\lesssim 2$的幂律拟合。对于相同的气泡之间的碰撞，我们建立了一个下限所观察到的碰撞振幅，这是由目前的能量密度曲率。
2014-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic shear bispectrum from second-order perturbations in General Relativity
本文计算纳入全部广义相对论二阶效应的宇宙剪切双谱，发现源红移不均匀性等修正在低多极、低红移和压缩极限下可模拟局域型原初非高斯性，并污染 f_NL>10 的信号探测。
2012-01-18 astro-ph.CO
Unimodular metagravity vs. General Relativity with a scalar field
在有标量场存在的情况下，将引力标量作为暗物质的单模亚引力与广义相对论进行了比较。研究了引力标量对静态球对称度规的影响。给出了一个新的宇宙天体--（调和）引力标量黑洞的精确极限解。讨论了在广义相对论中的标量场环境中与黑洞的关系。
2009-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
What if the universe expands linearly? A local general relativity to solve the "zero active mass" problem
针对标准宇宙学的哈勃张力等问题及匀速膨胀宇宙模型的零主动引力质量理论缺陷，提出广义相对论仅在局域尺度成立的设想，结合超锥模型两大特征予以解释，并通过多类观测数据验证该模型的拟合效果。
2024-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Primordial black hole formation from collapsing domain walls with full general relativity
本文通过3+1数值相对论研究闭合畴壁坍缩形成原初黑洞，证实球对称坍缩中超过80%壁能量落入黑洞，且椭球构型在轴比1.5时仍可形成黑洞。
2025-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic inhomogeneities in the early Universe: A numerical relativity approach
宇宙暴胀可以说是早期宇宙最受欢迎的范式。它假定了一个快速的早期阶段，几乎是指数级的，加速的扩张。暴胀模型能够解释今天宇宙在大尺度上的整体平坦性和均匀性。尽管这些模型被物理学界广泛接受，但也不乏批评。在标量场暴胀中，开始暴胀的一个必要条件是宇宙由场的势支配，这意味着标量场动力学的次支配贡献。这起源于大量关于自然性的科学辩论和文献，以及对通货膨胀初始条件的可能微调。另一个有争议的问题是关于暴胀的结束，以及在暴胀后产生热的大爆炸等离子体需要预热机制的事实。在这篇论文中，我们提出了完整的广义相对论模拟来研究这两个问题，特别关注Starobinsky和希格斯模型的通货膨胀。首先，我们考虑在单场情况下，从一个高度动态和非均匀的“预膨胀”时代开始通货膨胀的微调问题。在我们的第二个研究中，我们接近预膨胀的多场范式，一起和一贯的，预热阶段。这些研究证实了这些暴胀模型对一般初始条件的鲁棒性，同时证明了预热过程中不可忽略的引力效应。在文章的最后，我们讨论了数值模拟在宇宙学中的潜在应用，包括我们对原始黑洞形成的初步研究。
2022-11-07 astro-ph.CO
Formation & evolution of cosmic superstrings: a short review
我将在M理论中的膜世界宇宙学模型的背景下简要回顾宇宙超弦的形成和演化。这些物体可以扮演宇宙弦的角色，提供各种天体物理学结果，我将简要讨论。
2010-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The presence of Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Microwave Background
广义相对论肯定任何场都是引力场的源，因此，应该肯定原初引力波是由宇宙微波背景（CMB）的能量产生的。本文证明了无量纲振幅$\sim 10^{-5}$和大波长$\sim 10$兆秒差距的引力波使CMB辐射的温度移动约$10^{5}$的一部分。
2012-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Oscillon formation during inflationary preheating with general relativity
本研究通过广义相对论场论模拟发现，暴胀预热期引力会促进密度扰动坍缩形成致密类振荡子恒星，但若无初始涨落额外增强，这类天体难以形成原初黑洞。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Formation of the First Black holes: Formation and evolution of the cosmic large-scale structure
这篇文章是第一个黑洞形成的评论卷的一部分，并总结了FLRW宇宙学，宇宙结构的统计描述为高斯随机场，以及流体力学在线性和非线性制度。特别是，我回顾了宇宙大尺度结构的线性结构形成的演变，并描述了如何微扰的解决方案构建，导致建成的非高斯。最后，我讨论了晕形成的球形崩溃和数密度的晕，形成在一个高斯随机场。
2018-07-17 astro-ph.CO
Cosmological perturbations and structure formation in nonlocal infrared modifications of general relativity
我们研究了最近提出的广义相对论的非定域修正的宇宙学后果，通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中增加一个项$m^2R\,\Box^{-2}R$得到。该模型与$Λ$ CDM具有相同数量的参数，$m$取代$Ω_Λ$，并且具有很强的预测性。在本底水平上，通过修正$m$以重现观测值$Ω_M$，我们得到了作为红移函数的暗能量状态方程$w_{\rm DE}(z)$的纯预言，其中$w_{\rm DE}(0)$在$[-1.165,-1.135]$范围内，因为$Ω_M$在宽范围$Ω_M\in [0.20,0.36]$内变化。我们发现，宇宙学扰动是良好的行为，该模型完全固定的红移$z$和波数$k$的函数的暗能量扰动。非定域模型提供了一个很好的拟合超新星数据，并预测偏离广义相对论的结构形成和弱透镜在3- 4%的水平，因此与现有的数据一致，但很容易检测到未来的调查。对于对数生长因子，我们获得了$γ\simeq 0.53$，与$Λ$ CDM中的$γ\simeq 0.55$进行比较。对于亚视界尺度上的牛顿势，当各向异性应力小到可以忽略时，我们的结果可以用具有尺度无关的$μ_s\simeq 0.09$和$s\simeq 2$的$Ψ(a;k)=[1+μ_s a^s]Ψ_{\rm GR}(a;k)$很好地拟合.
2014-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effect of Cosmic UV Background on Star Formation in High Redshift Galaxies
利用高分辨率宇宙学模拟研究了宇宙紫外背景对高红移星系恒星形成的影响。模拟包括恒星形成，三维辐射转移，和一个非常详细的ISM模型，并达到足够的空间分辨率，以解决分子云的形成网站。在模拟中，恒星形成分子云周围的莱曼-维尔纳带中的局部辐射场在宇宙紫外线背景中占主导地位，其系数为100，类似于银河系和少数高红移星系中的星际辐射场。因此，宇宙紫外线背景与正常星系中的恒星形成基本上无关。
2010-06-09 astro-ph.CO
Constraining cosmological ultra-large scale structure using numerical relativity
宇宙暴胀是早期宇宙加速膨胀的一个阶段，它可以在与可观测宇宙相当或更大的距离尺度上产生大振幅的超大尺度不均匀性。最大角尺度上的宇宙微波背景（CMB）各向异性对这种不均匀性很敏感，可以用来限制超大尺度结构（ULSS）的存在。我们数值演化的非线性不均匀性，在充分的广义相对论的膨胀开始评估CMB四极约束的初始波动的幅度和可观测宇宙的大小相对于长度尺度表征的ULSS。为了获得一个统计上显着数量的模拟，我们采用了一个玩具模型，其中不均匀性注入沿一个首选的方向。我们计算的似然函数的CMB四极包括ULSS和标准的量子涨落在暴胀过程中产生的。我们计算后所观察到的CMB四极杆，发现当包括引力非线性，ULSS曲率扰动的顺序统一的数据是允许的，即使在长度尺度上不太大，比可观测宇宙的大小。我们的研究结果说明了数值相对论在约束早期宇宙学中的实用性和重要性。
2017-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Note on Structure Formation from Cosmic String Wakes
随着精确宇宙学的出现，对宇宙弦的研究重新引起人们的兴趣。在这篇文章中，我们给出了一个定量描述的非线性物质密度波动，可以形成一个宇宙弦尾标度网络。具体来说，我们计算的分布暗物质晕。这些光环在位置空间中具有很强的相关性，应该一直存在到今天。我们还讨论了由于它们的小尺寸和复杂的动力学形成的检测所面临的挑战。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of the cosmic infrared background excess for the cosmic star formation
通过唯象地描述高红移恒星的形成历史，即，$\dotρ_{*}(z)\propto[(1+z)/4.5]^{-α}$，并半解析地计算了高红移Pop I/II和Pop III星的分数，我们研究了高红移Pop I/II和Pop III星对观测到的宇宙红外背景辐射中的近红外（$3 μ\rm m<λ<5 μm$）过剩的贡献。为了解释观测水平的近红外过剩，假设的恒星形成历史的幂律指数$α$被限制在$0\lesssimα\lesssim1$的范围内。这种约束是在暗物质晕的维里温度属于$500 {\rm K}\leq T_{\rm vir}\leq10^4$ K范围的条件下得到的。
2013-04-23 astro-ph.CO
N-Body Simulation of Early Structure Formation from Cosmic String Loops
本研究利用N体模拟，结合Zeldovich近似解析位移，发现宇宙弦环主导高红移晕质量函数，且总晕质量函数近似为宇宙弦与标准ΛCDM贡献之和。
2024-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eddington, Lemaitre and the hypothesis of cosmic expansion
阿瑟·斯坦利·爱丁顿是他那一代的主要天文学家和理论家之一，也是广义相对论的杰出支持者。然而，当他的前助手乔治·勒梅特在1927年给他发来一篇论文，提出著名的螺旋星云红移可能是相对论预言的宇宙膨胀的表现时，爱丁顿三年来没有注意到。在本文中，我们认为这种疏忽的原因。我们发现，传统的解释（如Lemaitre的地位作为一个相对初级的研究人员和他的决定发表在一个鲜为人知的比利时杂志）不令人信服。我们提出了另一种在文献中没有考虑过的解释，即勒梅特引用的支持他的模型的观测数据是初步的，对于爱丁顿和其他人来说，考虑非静态宇宙学是不够有说服力的。
2020-06-06 astro-ph.CO physics.hist-ph
A Multi-Parameter Investigation of Gravitational Slip
本文详细分析了引力滑移这一后广义相对论时代的新的宇宙学参数，它表征了引力定律在宇宙学尺度上偏离广义相对论的程度。这种唯象方法假设宇宙加速是由于新的引力效应;每单位质量产生的时空曲率的量以这样一种方式改变，即一个只包含物质和辐射的宇宙开始加速，好像是在一个宇宙学常数的影响下。引力定律的变化进一步表现在非均匀引力场的行为中，如宇宙微波背景、弱透镜效应和大尺度结构的演化所反映的。新参数$\varpi_0$被天真地期望为阶数单位。然而，考虑到所有标准宇宙学参数的变化，多参数分析发现，$\varpi_0 = 0.09^{+0.74}_{-0.59} (2σ)$，其中$\varpi_0=0$对应于广义相对论下的$Λ$ CDM宇宙。未来对宇宙微波背景（普朗克）和大尺度结构（欧几里得）的探测可能会将限制提高四倍。
2009-08-03 astro-ph.CO
COSMOS: A numerical relativity code specialized for PBH formation
Graduate School of Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科）；Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University（名古屋大学小林-益川粒子宇宙起源研究所）；Faculty of Software and Information Technology, Aomori University（青森大学软件与信息工程学院）；Department of Physics, Rikkyo University（立教大学物理系）；Center of Gravity, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所引力中心）；Department of Physics, College of Humanities and Sciences, Nihon University（日本大学人文学部/理科学部物理系）；Department of Science Education, Ewha Womans University（梨花女子大学科学教育系）
本文介绍COSMOS，一个基于C++的数值相对论代码，通过实现非笛卡尔坐标和固定网格细化来模拟原初黑洞形成的非线性引力动力学。
2026-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The interaction-driven starburst contribution to the cosmic star formation rate density
越来越多的观测证据支持恒星形成有两种模式：盘状星系的静止模式和星暴模式，后者通常被解释为由合并驱动。使用半解析模型的星系形成，我们推导出相对贡献的宇宙恒星形成率密度的静止恒星形成和星暴星系，预测的假设下，星暴事件触发的星系相遇（合并和飞的种类）在合并的历史。我们表明，在这个框架内，安静的恒星形成星系占主导地位的宇宙恒星形成率密度在所有的红移。爆发主导的恒星形成星系的贡献随着红移而增加，从低红移（z<0.1）的<5%上升到z>5的~20%。我们估计，当10 ^10 M_ \odot <M_*<10 ^11.5 M_PDMATHABMM时，通过恒星形成的爆发成分形成的最终（z=0）星系恒星质量的比例约为10%.星暴星系，根据它们与星系主序星的距离来选择，在红移区间1.5<z<2.5，也就是恒星形成活动的宇宙峰值，占恒星形成率密度的10%。
2013-02-06 astro-ph.CO
Effects of cosmological parameters and star formation models on the cosmic star formation history in LambdaCDM cosmological simulations
利用基于冷暗物质（CDM）模型的宇宙学光滑粒子流体动力学（SPH）模拟，研究了宇宙学参数和恒星形成（SF）模型的变化对宇宙SF历史的影响.我们在1-sigma误差范围内改变宇宙学参数，从WMAP最佳拟合参数，并发现宇宙学参数的这种变化主要影响宇宙SF历史的振幅。在高红移（以下简称高z），恒星形成率（SFR）是敏感的宇宙学参数，控制小尺度功率的原始功率谱，而宇宙物质的内容变得重要，在较低的红移。我们还测试了两个新的SF模型：1）基于Schaye & Dalla Vecchia（2008）工作的“压力”模型，以及2）基于Blitz & Rosolowsky（2006）工作的考虑分子氢形成效应的“闪电”模型。与以往的传统SF模型相比，压力模型降低了低密度区域的SFR，并显示出更好的协议与肯尼卡特-施密特定律的观测。这个模型也抑制了早期恒星的形成，并将宇宙SF历史的峰值向较低的红移移动，这与最近对宇宙SFR密度的观测估计更加一致。新SF模型的模拟还预测了高z星系中较低的全球恒星质量密度，较大的低质量星系群和较高的气体分数。我们的研究结果表明，有空间留在模型的不确定性，以调和宇宙SF的历史和恒星质量密度的理论和观测之间的差异。尽管如此，我们的模拟仍然预测了比大多数观测估计更高的恒星质量密度。
2010-05-14 astro-ph.CO
The Influence of Galaxy Formation Physics on Weak Lensing Tests of General Relativity
即将到来的项目，如DES，JDEM和LSST，旨在以前所未有的精度测量弱透镜剪切相关性。弱透镜观测量对距离-红移关系和宇宙结构的增长都很敏感。如果加速宇宙膨胀的原因是广义相对论（GR）中的暗能量，那么宇宙距离和结构增长都受暗能量的性质控制。因此，人们可以使用透镜检查这种一致性和测试GR。在回顾了这种测试的现象学之后，我们解决了这样一个程序的一个主要挑战。宇宙重子成分的演化是高度不确定的，并且可以影响透镜观测，表现为固定宇宙距离尺度的修改结构增长。使用两种方法，我们可以导致拒绝零假设的GR时，它是真正的理论，如果这种不确定性在重子过程被忽略。最近的模拟表明，我们可以纠正重子效应使用参数化模型，其中的晕质量浓度关系进行了修改。与统计不确定性相比，校正使偏差变小。我们研究未来的弱透镜调查的能力，以约束晕的内部结构和测试GR的零假设的同时。与从小尺度上消除信息以减轻对重子物理学的敏感性相比，这种内部校准程序应该提供对GR偏差的限制，这是几倍的限制。具体来说，我们发现，限制广义相对论的情况下，内部校准的退化只有~30%或更少的非线性结构的完美知识的情况下相比。
2009-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutrinos from the cosmic noon: a probe of the cosmic star formation history
对宇宙恒星形成历史的多个天体物理探测在红移z > 1时得出了非常不同的推论。虽然所有的探测器似乎都表明在1.5 < z < 3之间有一个恒星形成的高峰期，称为宇宙正午，但这些探测器的详细推论是不一致的。特别是，由H-α数据表示的峰值恒星形成率密度的大小比由UV/IR数据表示的峰值的大小高约4倍。在这项工作中，我们探索了未来在Hyper-Kamiokande（HK）实验中测量弥漫超新星中微子背景的潜力，以解决差异并帮助确定峰值宇宙恒星形成率的大小。我们发现，根据宇宙核心坍缩超新星中微子光谱，HK装载0.1%钆质量有可能区分不同的恒星形成历史之间的1.6-20年的数据收集。
2020-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Star formation across cosmic time with radio surveys. The promise of the SKA
本讲座简要回顾了射电天文学的主要最新进展，使超深调查成为可能，达到microJansky通量密度水平。随着平方公里阵列（SKA）的出现，许多领域都向前迈出了一大步，包括对宇宙恒星形成历史演变的研究。
2018-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early structure formation from cosmic string loops
我们研究宇宙弦结构的形成和宇宙的电离历史的影响。虽然已知来自暴胀的高斯扰动对宇宙的大尺度结构有主要贡献，但由于弦引起的密度扰动是高度非高斯的，可以在很早的时候产生非线性结构。这可能导致早期恒星形成和宇宙再电离。我们改进了早期的研究，这些影响占高回路速度和所产生的晕的conventary形状。我们发现，当弦能量标度Gμ> 10^{-7}时，弦对CMB温度和偏振功率谱的影响是显著的，并且可能被普朗克卫星探测到。我们提到了星系形成的标准宇宙学模型的缺点，这些缺点可以通过加入宇宙弦来弥补，并评论了弦早期结构形成的其他可能的观测意义。
2012-04-09 astro-ph.CO hep-th
