Estimations of the cosmological parameters from the observational variation of the fine structure constant
本文从凯克望远镜和甚大望远镜观测到的精细结构常数的变化，给出了对Quintessence标量场模型的限制。在Bekenstein提出的理论框架下，得到了Quintessence标量场模型参数的约束条件。通过考虑WMAP 7建议的$Ω_{m0}$的先验，我们得到了不同样本的不同结果。在此基础上，我们还计算了耦合常数$ζ$的概率密度函数。最佳拟合值显示了$ζ$与不同实验结果之间的一致关系。在我们的工作中，我们测试了两种不同的潜力模型，即，逆幂律潜力和指数潜力。结果表明，势中参数的大值和强耦合都能引起精细结构常数的变化。
2013-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Comparison of $Λ$CDM and $R_h = ct$ with updated galaxy cluster $f_{gas}$ measurements using Bayesian inference
本文通过贝叶斯模型选择，利用44个星系团的气体质量分数数据比较ΛCDM与R_h=ct模型，发现贝叶斯因子为50和5，表明ΛCDM更受支持。
2024-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the speed of light with updated Hubble diagram of high-redshift standard candles
本文利用SNe Ia与高红移类星体标准烛光哈勃图约束光速变化，发现至z~2无显著偏离常光速证据，并展望DECIGO借引力波实现千分之一精度。
2023-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on the simultaneous variation of the fine structure constant and electron mass in light of DESI BAO data
该研究结合最新DESI BAO DR2数据等，分析电子质量$m_e$和精细结构常数$α$的时间变化约束，发现$m_e$或$α$略大于先前数据，且更大的$m_e$是缓解哈勃张力的最有前景选择。
2025-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reply to Flambaum and Porsev comment on "21 cm radiation - a new probe of variation in the fine structure constant"
对Flambaum和Porsev评论arXiv：1004.2540的回复“21 cm辐射-精细结构常数变化的新探测”arXiv：astro-ph/0701752
2010-07-12 astro-ph.CO
Fractal Space Time and Variation of Fine Structure Constant
研究了量子粒子的分形时空对精细结构常数$α$变化的影响。研究了精细结构常数在De Broglie长度$λ$和Compton长度$λ_{c}$附近的变化，认为这种变化可能是由于粒子轨道在这两个量子域之间的尺度跃迁引起的.考虑早期宇宙中质量分布不均匀的分形宇宙，研究了物质主导时代和辐射主导时代的精细结构常数的变化。精细结构常数表现出临界行为，临界指数为分数，并表现出不连续性。有人认为，精细结构常数的变化可能归因于基本常数的内在尺度依赖性。
2011-09-16 astro-ph.CO
Incompatibility of fine-structure constant variations at recombination with local observations
针对通过复合时期基本常数变化缓解哈勃张力的思路，研究发现局地精细结构常数的高精度约束使标量场模型需极端精细调节，还给出了未经精细调节的单场模型在复合时期的普适约束。
2024-05-21 astro-ph.CO gr-qc
Spatial variation of the fine-structure constant and Hubble's law in anisotropic coordinate of Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker space-time
最近更新的类星体光谱结果表明，精细结构常数的空间变化具有3.9 $σ$的显著性。在理论上，考察作为量子理论基本常数的精细结构常数是否可能随空间和时间变化是很重要的。本文探讨了精细结构常数的空间变化与爱因斯坦广义相对论相容的可能性。也就是说，宇宙中空间相关的精细结构常数可能起源于远离我们的独立局部框架中的不同光速值，因为我们已经知道光线在重力或非惯性运动的情况下必须弯曲。此外，为了进一步了解FLRW时空的各向异性坐标，我们还研究了光度距离与红移的关系。结果表明，在高红移区存在偶极结构，而在低红移区则没有偶极结构。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Generalized Second Law Limits on the Variation of Fundamental Constants
广义热力学第二定律适用于在宇宙微波背景中辐射和吸积的黑洞，它所允许的电子电荷的理论最大时间变化与Webb等人声称的精细结构常数的宇宙学变化相匹配。这样的黑洞不能对变化的精细结构常数作出动态响应。
2010-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Constraints on variations of the fine structure constant from CMB anisotropies
我们表明，最近的测量宇宙微波背景温度和极化各向异性的ACBAR，QUAD和BICEP实验大大提高了宇宙学约束的精细结构常数在早期宇宙中可能的变化。该数据与WMAP任务的五年观测结果相结合，在68% c.l.下产生约束α/α_0 = 0.987 \pm 0.012。在哈勃常数上加入新的HST约束进一步提高了精度，在68% c.l.时，α/α_0 = 1.001 \pm 0.007，使与当前值的可能偏差低于1%的水平，并将先前的约束改善3倍。
2009-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Sensitivity of the energy levels of singly ionized cobalt to the variation of the fine structure constant
我们用相对论Hartree-Fock方法和组态相互作用方法计算了单电离态钴的跃迁频率与精细结构常数的关系。所得结果可用于研究类星体吸收光谱中精细结构常数的变化。
2010-02-09 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.atom-ph
Future constraints on variations of the fine structure constant from combined CMB and weak lensing measurements
我们预测未来的CMB和星系透镜调查的能力，以约束精细结构常数的变化。我们发现，透镜数据，因为那些预期从卫星实验欧几里德可以改善约束，从未来的CMB实验导致Δα/ α= 8*10^{-4}的精度。精细结构常数α的变化与哈勃常数H_0和暴胀参数作为标量谱指数n_s强烈简并。如果在复合时期α的变化大到\sim 0.5%，这些简并性可能会在宇宙学参数的测定中引起显著的偏差。
2012-02-22 astro-ph.CO
Clusters of galaxies and variation of the fine structure constant
我们提出了一种新的方法来探测使用星系团的精细结构常数α的变化，打开了一个新的红移范围的窗口，这样的约束。热团簇在X射线中发光主要是由于韧致辐射，而它们通过Sunyaev-Zel'dovich效应在CMB频谱上留下印记。这两个物理过程可以用积分康普顿化参数Y_SZ DA ^[2]和它的X射线对应参数Y_X来表征。从数值模拟和当前观测结果来看，这两个量的比率预计是恒定的。我们表明，这一事实可以用来约束α，因为这两个参数的比值取决于精细结构常数α ^{3.5}。我们确定当前的限制从普朗克SZ和XMM-牛顿数据的组合，测试不同的模型的变化的α。当拟合α的恒定值时，我们发现当前约束处于1%的水平，与当前CMB约束相当。我们讨论的战略，进一步改善这些限制，几乎一个数量级。
2012-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on a possible variation of the fine structure constant from galaxy cluster data
提出了一种新的方法来探测精细结构常数$α$的可能的时间演化的气体质量分数（$f_{gas}$）在星系团的X射线和Sunyaev-Zeldovich测量。考虑到$α$的变化与距离-对偶关系的破坏之间的直接关系，我们讨论了一类非线性逃逸模型对$α$的约束。虽然还没有竞争力的边界从高$z$类星体吸收系统，我们的限制，考虑样本的29个测量$f_{gas}$，在红移间隔$0.14 < z < 0.89$，提供了一个独立的估计$α$变化在低和中等红移。此外，当前和计划中的调查将提供更大量的数据，从而可以改善本分析中获得的$α$变化的限制。
2016-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Fine-structure transitions as a tool for studying variation of alpha at high redshifts
高红移的恒星形成星系是探测精细结构常数α在宇宙学时间尺度上假设变化的理想目标。我们提出了一个修改的碱双峰方法，使我们能够搜索α结合远红外和亚毫米光谱观测的变化。这种变化表现为与实验室波长相比时，所观察到的精细结构和粗结构过渡位置之间的速度偏移。在这里，我们描述了我们的方法，它对α的分数变化的灵敏度极限约为5*10^-7。我们还表明，目前的氢和[C II] 158微米线的光谱观测提供了一个上限，|Delta alpha/alpha| < 6*10^-5，红移z = 3.1和z = 4.7。
2017-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Variation of the fine-structure constant: an update of statistical analyses with recent data
分析了KECK和VLT观测到的精细结构常数变化的不同天文数据的一致性。我们使用Student检验和置信区间测试了一致性。我们将数据集分割成更小的间隔，并根据红移和角位置进行分组。另一种统计分析，提出考虑的现象学模型的变化α。结果表明，每对数据集的缩减间隔是一致的，并表明α的变化在较高的红移下是显着的。尽管偶极模型似乎是最精确的唯象模型，统计分析表明α的变化可能取决于红移和角位置。
2013-08-12 astro-ph.CO
Constraining spatial variations of the fine structure constant using clusters of galaxies and Planck data
我们提出了一种改进的方法来约束空间变化的精细结构常数使用星系团。我们利用{ \it Planck} 2013年的数据测量了618个X射线选择星系团的热Sunyaev-Zeldovich效应。然后，我们使用蒙特卡罗马尔可夫链算法，以获得在每个星系团的位置的宇宙微波背景的温度。当拟合三个不同的唯象参数化允许的精细结构常数的值的振幅和偶极子，我们改善了早期的分析结果，涉及集群和CMB功率谱，我们还发现，最适合的方向的一个假设的偶极子是兼容的方向，其他已知的异常。虽然我们目前的数据集的约束力不允许我们测试通过高分辨率光学/紫外光谱获得的精细结构常数偶极子的迹象，我们的研究结果确实突出了星系团将是一个非常强大的工具，以探测基础物理在低红移。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc
Constraint on the time variation of the fine-structure constant with the SDSS-III/BOSS DR12 quasar sample
从斯隆数字巡天（SDSS）数据发布12，其中涵盖了整个重子振荡光谱巡天（BOSS）的足迹，我们调查的精细结构常数在宇宙学时间尺度上的可能变化。我们分析了文献中迄今为止考虑的最大类星体样本，其中包含13175个光谱（10363个来自SDSS-III/BOSS DR 12 + 2812个来自SDSS-II DR 7），红移为$z<\,$ 1。我们应用发射线方法对[O III]的二重态（4960，5008），并获得$Δα/α= \left(0.9 \pm 1.8\right)\times10^{-5}$的精细结构常数的相对变化。我们还调查了可能的来源的系统学：错误识别的线，天空OH线，H $\,β$和宽线污染，高斯和Voigt拟合配置文件，高斯拟合的最佳波长范围，选择的多项式顺序的连续光谱，信噪比和良好的质量的拟合。测量的不确定度主要由天空相减决定。在这项工作中提出的结果，是系统学的限制，有足够的统计约束的变化，有力的精细结构常数在红移箱（$Δz\approx$ 0.06）在过去的7.9 Gyr。此外，我们还研究了462类星体光谱中的[Ne III]双峰（3870，3969 A），并讨论了利用这些发射线来限制精细结构常数变化的系统效应。使用发射线方法对$Δα/α $（$<$ 10 $^{-6}$）进行更好的约束，在高分辨率光谱学和大型星系/类星体巡天中是可能的。
2015-08-13 astro-ph.CO hep-ph
New Constraints on Spatial Variations of the Fine Structure Constant from Clusters of Galaxies
我们已经约束的精细结构常数的空间变化，使用多频测量的热Sunyaev-Zeldovich效应的618 X射线选择的集群。虽然我们的结果与类星体吸收线的结果相比没有竞争力，但我们分别将宇宙微波背景功率谱和星系团的结果改进了10倍和2.5倍。
2016-12-20 astro-ph.CO
Constraints on Spatial Variations in the Fine-Structure constant from Planck
我们利用普朗克的宇宙微波背景（CMB）各向异性数据来约束精细结构常数α的空间涨落。通过CMB光子的汤普森散射，α的空间各向异性导致CMB各向异性中的高阶相关。我们使用的四点关联函数的CMB温度各向异性的基础上的二次估计提取的精细结构常数的空间变化的角功率谱投影沿视线在最后的散射表面。在数十度角标度及以上的情况下，我们将精细结构常数的均方根波动限制为δα/α_0=（1.34 +/- 5.82）x 10^-2，置信水平为95%，相对于标准值α_0。我们没有发现红移为10^3的空间变化α的证据。
2013-06-05 astro-ph.CO
Probing variation of the fine-structure constant in runaway dilaton models using Strong Gravitational Lensing and Type Ia Supernovae
为了探索精细结构常数（$α$）可能的时间变化，我们提出了一种新的方法，基于强引力透镜和Ia型超新星的观测。通过考虑一类非线性失控模型，其中$\frac{Δα}α= - γ\ln{(1+z)}$，我们得到了在$γ\approx 10^{-2}$（$γ$捕获模型的物理性质）水平上对$\frac{Δα}α$的约束.由于数据集涵盖的红移范围$0.075 \leq z \leq 2.2649$，这里导出的约束提供独立的界限上可能的时间变化的$α$在低，中，高红移。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational lens time-delay as a probe of a possible time variation of the fine-structure constant
提出了一种基于大尺度结构观测的精细结构常数（$α$）随时间变化的新方法。我们的分析是基于强引力透镜和Ia型超新星观测的时间延迟。考虑一类精细结构常数由$\frac{Δα}α \approx -γ\ln{(1+z)}$给出的逃逸介子模型，得到了模型（$γ$）的物理性质参数在$10^{-2}$（$1σ$）水平上的极限.虽然我们的限制比类星体光谱得到的限制少，这里提出的方法提供了新的界限的可能性$\frac{Δα}α \neq 0$在不同的红移范围。
2021-09-08 astro-ph.CO
Constraining Variations in the Fine Structure Constant in the presence of Early Dark Energy
我们讨论了当前和未来的宇宙学约束的精细结构常数$α$的变化引起的早期暗能量组件具有最简单的允许（线性）耦合到电磁。我们发现，目前的宇宙学数据显示，相对于目前的值，在复合时的精细结构常数没有变化，在95% c.l.时，$α$ / $α_0$ = 0.975 \pm 0.020，将早期暗能量中的能量密度限制为在95% c.l.时$Ω_e$ < 0.060。此外，我们考虑的约束参数量化的耦合强度的标量场。我们发现，目前的宇宙学约束的耦合是约20倍弱于当地可获得的（来自等效原理测试）。然而，即将到来或未来的任务，如普朗克勘测者和CMBPol，可以匹配，甚至可能超过目前的本地测试的灵敏度。
2011-04-05 astro-ph.CO
Updated fundamental constant constraints from Planck 2018 data and possible relations to the Hubble tension
我们提出了更新的精细结构常数，$α_{\rm EM}$，和有效的电子静止质量，$m_{\rm e}$，在宇宙学复合时代的变化的约束。这两个基本常数直接影响红移$z\simeq 1100$的电离历史，从而修正了用{ \it Planck }精确测量的宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性。由于{ \it Planck} 2018偏振数据的改进，对$α_{\rm EM}$的约束略微收紧，但除此之外仍与先前的CMB分析相似。然而，与2015年约束条件的比较显示，$m_{\rm e}$的行为略有不一致，仅从CMB数据来看，$m_{\rm e}$低于其本地值。添加重子声振荡数据使$m_{\rm e}$回到基准值$m_{\rm e}=(1.0078\pm0.0067) m_{\rm e,0}$，并且还将哈勃参数驱动到$H_0=69.1\pm 1.2$ [以${\rm km \, s^{-1} \, Mpc^{-1} }$为单位]。进一步添加超新星数据产生$m_{\rm e}=(1.0190\pm0.0055) m_{\rm e,0}$和$H_0=71.24\pm0.96$。我们使用最新的宇宙学复合计算进行了几次比较分析，以进一步了解各种效应。我们的研究结果表明，一个单一的参数扩展允许稍微增加的$m_{\rm e}$值（$\simeq 3.5σ$以上$m_{\rm e,0}$）可以发挥作用的…
2020-05-22 astro-ph.CO
Transition frequency shifts with fine-structure constant variation for Fe I. Isotope shift calculations in Fe I and Fe II
本文计算了Fe I从奇偶宇称态到基态的跃迁频率（q因子）的相对论修正。我们还进行了Fe I和Fe II的同位素位移计算。据我们所知，Fe I的同位素位移是第一次计算。
2009-03-10 astro-ph.CO
Probing the time variation of fine structure constant using galaxy clusters and quintessence model
利用对星系团的Sunyaev-Zel'dovich效应测量和X射线观测，探讨了精细结构常数（$α\equiv e^2/\hbar c$）随时间的变化。具体而言，积分康普顿电离参数$Y_{SZ}D_A^2$与其X射线对应物$Y_X$的比率用作可观测量以约束$α$的变化上的界限。考虑到宇宙距离对偶关系的破坏，这个比值依赖于精细结构常数$\sim α^3$。我们使用精粹模型来提供$α$时间变化的起源。为了对$α$的变化进行可靠的检验，我们收集了两个星系团的样本，即普朗克合作组提供的61个星系团和南极望远镜探测到的58个星系团。他们的X射线观测结果由XMM-牛顿巡天给出。我们的结果给出了Planck样品的$ζ=-0.203^{+0.101}_{-0.099}$和SPT样品的$ζ=-0.043^{+0.165}_{-0.148}$，表明两个样品的$α$分别在$3σ$和$1σ$范围内随红移是常数.
2021-09-01 astro-ph.CO
Sensitivity coefficients to $α$-variation for fine-structure transitions in Carbon-like ions
我们计算了类碳离子Cl、N II、O III、Na VI、Mg VII和Si IX的$^3P_J[2s^2 2p^2]$多重峰内精细结构跃迁（1，0）和（2，1）对$α$-变化的灵敏度系数。这些跃迁位于远红外区域，原则上在天体物理学中可以观察到高红移z~10。这使得他们非常有希望的候选人为可能的$α$-宇宙学时标上的变化搜索。在这些研究中，最危险的系统误差来源之一与同位素位移有关。我们计算同位素位移的相对论质量移动算子的帮助下，并表明它可能是显着的C I，但迅速减少沿等电子序列，并成为非常小的Mg VII和Si IX。
2008-12-17 astro-ph.CO physics.atom-ph
Spatial variations of the fine-structure constant in symmetron models
利用N体模拟研究了玻色子模型中精细结构常数α的变化，计算了不同红移下α的全空间分布.特别是，我们得到模拟的天空地图，这种变化，并确定其功率谱。我们发现，在高密度的空间区域（如暗物质晕的深处），α的值接近地球上测量的值。在晕圈的低密度区，标量场值可以接近对称性破缺值，导致α值的显著差异。如果标量-光子耦合强度βγ为1阶，我们发现暗物质晕中α的变化可以与Webb等人最近声称的偶极变化具有相同的量级。重要的是，我们的结果还表明，在低红移对称性破缺的情况下，这些模型表现出α对回望时间的某种依赖性（与纯空间偶极子相反），原则上可以通过足够精确的光谱测量来检测，例如ALMA和ELT-HIRES。
2013-10-08 astro-ph.CO
The variation of the fine structure constant: testing the dipole model with thermonuclear supernovae
大数假说说明基本常数可以变化。因此，基本常数的时空变化几十年来一直是一个活跃的研究课题。最近，利用大望远镜获得的数据，提出了精细结构常数可能随空间变化的唯象模型。我们测试是否这种假设的空间变化的α，它遵循偶极定律，是与遥远的热核超新星的数据兼容。与以前的工作不同，在我们的计算中，我们不仅考虑了α变化时光度距离的变化，而且还考虑了α变化引起的Ia型超新星峰值光度的变化。这是使用热核超新星的峰值辐射热震级的经验关系，正确地再现了详细的数值模拟的结果。我们发现，这里研究的几个唯象模型与标准模型之间没有显著差异，其中α在空间上不变化。我们的结论是，现有的Ia型超新星数据集不能区分标准模型和偶极子模型，因此不能用来否定或证实所提出的α空间变化。
2014-12-11 astro-ph.CO
Constraining a possible time-variation of the speed of light along with the fine-structure constant using strong gravitational lensing and Type Ia supernovae observations
自狄拉克提出大数假说以来，自然界基本常数随时间的变化一直是一个活跃的研究课题。在本文中，我们提出了一种新的方法来调查可能的时间变化的光速（$c$）随着精细结构常数（$α$）使用强引力透镜（SGL）和Ia型超新星（SNe Ia）的观测。我们假设一个通用的方法来描述透镜型星系的质量分布，一个有利于幂律指数模型（PLAW）。我们还考虑了描述$α$可能随时间变化的逃逸模型。为了深入研究这些结果，我们将SGL样本按照透镜恒星速度色散分为五个子样本，按照透镜红移分为三个子样本。结果表明，单独处理系统是合理的，但没有发现变化的$c$的强烈迹象。
2022-08-26 astro-ph.CO
Variation of the fine structure constant and the electron mass at early Universe
在本论文中，我们着重研究了电子质量$m_e$和精细结构常数$α$在不同宇宙时间的变化。我们分析了复合物理的细节，包括氦复合，以找到物理量对基本常数的依赖关系。使用最新的CMB数据，和最终的2dFGRS功率谱，我们设置限制在重组常数的可能变化。我们分析的$α$和$m_e$独立的变化，在这种情况下，这两种变化是允许的，拟合也是一组宇宙学参数。我们发现$α$的变化和$m_e$的变化之间，解耦和现在的时间之间的现象学关系。我们分析了Barrow-Magueijo现象学模型，该模型提出了时空标量场变化引起的电子质量变化。我们提出了改进的解决方案，我们估计的模型参数，在不同的宇宙时间的电子质量的变化上的界限。另一方面，从弱等效原理的实验结果，我们发现了一个极限模型的参数，这来自于电子质量的变化引起的标量场的空间变化。通过比较这两个极限，我们得出结论，该模型应被排除。最后，我们重新分析了$α$或$m_e$的变化对行星半径的影响。我们解释了为什么电子质量的变化不会引起可观察到的变化的半径。我们提出了一个本地和独立的约束的变化$α$，从非常一般的声明。(TEXT（西班牙文）
2009-06-01 astro-ph.CO
WMAP 5-year constraints on time variation of $α$ and $m_e$
我们研究了基本常数在更新的复合方案中的作用，重点研究了早期宇宙中精细结构常数α和电子质量m_e的时间变化。使用CMB数据，包括WMAP 5年的释放，和2dFGRS功率谱，我们把这些常数的变化的界限，当这两个常数被允许改变，在这种情况下，只有其中之一是可变的。特别地，我们发现-0.019 < Δα/ α_0 < 0.017（95% c.l.），我们对α和宇宙学参数的联合估计。最后，我们分析了约束条件如何取决于重组的情况。
2009-10-22 astro-ph.CO
