Predictions for BAO distance estimates from the cross-correlation of the Lyman-alpha forest and redshifted 21-cm emission
本文研究了利用莱曼α森林和红移21厘米辐射的互相关探测重子声学振荡（BAO）的可能性。标准的Fisher矩阵形式主义是用来确定的准确性，它将有可能使用这个信号来测量宇宙学距离。早期的预测表明，将有可能在z=2.5处从BOSS莱曼-α森林自相关测量具有1.9%准确度的膨胀因子D_V。在本文中，我们调查，如果它是可能的，以提高精度使用互相关。我们使用一个简单的参数化的莱曼α森林调查，非常松散地匹配BOSS的一些属性，并预测三角洲D_V/D_V = 2.0%的自相关在z=2.5。对于红移的21厘米观测，我们考虑分布尺寸为2 m * 2 m的单个天线，以便对250 m内的基线进行均匀采样。假设观测范围z=2到3，覆盖BOSS的10，000 deg^2天空覆盖范围。我们发现，对于2年的观察与阵列的2,000个天线，互相关是1.7倍以上的灵敏度比莱曼α森林自相关。如果我们有4,000个天线和4年的观测，互相关的灵敏度是自相关的2.7倍。总之，我们发现，它是可能的，以显着增加的距离估计的准确性，通过考虑互相关信号。
2013-08-12 astro-ph.CO
Small-scale structure and the Lyman-$α$ forest baryon acoustic oscillation feature
莱曼- $α$森林中的重子声学振荡（BAO）特征是在红移z~2.5时宇宙膨胀率的关键探测之一，而这一时间远在暗能量被认为具有动力学意义之前。BAO作为标准标尺的一个关键优势是它是一个尖锐的特征，因此比其他宇宙学探测器更能抵抗宽带系统效应。然而，如果莱曼- $α$森林传输对重子相对于暗物质的初始流动速度敏感，那么BAO峰位置可以移动。在这里，我们研究这种敏感性，使用一套流体动力学模拟的小区域的星系际介质的范围内的盒子大小和物理假设;每个模拟从运动解耦时期（z~1059）的初始条件开始，经历从中性气体到再电离时的电离气体热演化的离散变化（z~8），最后处理成$α$森林透射通量立方体。流动速度抑制小尺度结构，导致再电离后较不剧烈的弛豫。在低红移处，由于电离相的温度演化是收敛的，气体分布和温度-密度关系的变化更为微妙。在BAO规模的变化估计为0.12%的顺序在z=2.5，一些主要的不确定性和未来的改进途径进行了讨论。对于即将进行的DESI Lyman- $α$森林调查，预测的流速度变化将是次显性但不可忽略的影响（$0.26σ$级），并且超过宇宙方差下限。希望这项研究将激励更多的理论工作的幅度的BAO转变，无论是在莱曼- $α$森林和其他示踪剂的大尺度结构。
2017-10-31 astro-ph.CO
Broadband distortion modeling in Lyman-$α$ forest BAO fitting
近年来，在高红移类星体光谱中观测到的$α$吸收被用作大尺度结构的示踪剂，这是通过在红移$z\simeq 2.3$处的三维Lyman-$α$森林自相关函数实现的。但是，需要在每个吸收光谱中拟合类星体的连续谱，这会引入宽带失真，这种失真很难校正，并且会导致测量任何宽带的系统误差。特性.我们描述了一个$k$ -空间模型，这种宽带失真的基础上的乘法校正的功率谱的传输通量的分数，抑制功率对应的典型长度的莱曼- $α$森林频谱的尺度。将该模型应用于$α$森林自相关中重子声振荡（BAO）峰位的拟合，发现该拟合方法对模拟数据集的线性偏置参数$b_{F}$和红移空间畸变参数$β_{F}$的输入值的系统误差小于0.5%.应用于测量BOSS数据版本11的自相关性，我们的方法通过使用更少的参数提供更好的拟合数据，并减少$β_{F}$和组合$b_{F}(1+β_{F})$的统计误差超过7倍，从而改进了先前在BAO拟合中对宽带失真的处理。在红移$z=2.3$处的测量值是$β_{F}=1.39^{+0.11\ +0.24\ +0.38}_{-0.10\ -0.19\ -0.28}$和$b_{F}(1+β_{F})=-0.374^{+0.007\ +0.013\ +0.020}_{-0.007\ -0.014\ -0.022}$（1个$σ$，2个$σ$和3个$σ$统计误差）。我们的拟合软件和复制我们的主要结果所需…
2015-11-30 astro-ph.CO
Redshift-space streaming velocity effects on the Lyman-$α$ forest baryon acoustic oscillation scale
重子声学振荡（BAO）标度是测量宇宙学距离的标准标尺，因此成为宇宙膨胀历史的主要探测器。然而，任何改变尺子长度的物理效应都可能导致我们在确定距离和膨胀率时产生偏差。这些物理效应之一是流动速度，即早期宇宙中重子和暗物质之间的相对速度，由于它们在复合时共同起源于声波，因此与BAO标度耦合。在这项工作中，我们调查的流动速度上的莱曼- $α$森林自动功率谱，最近委托DESI摄谱仪使用的主要示踪剂之一的BAO功能的影响。为此，我们开发了一个新的微扰模型的莱曼- $α$通量密度对比度是完整的第二阶为一定的字段，并适用于任何红移空间示踪剂的结构，因为它是基于对称性的考虑。我们发现，有8个偏置系数通过二阶。我们发现流动速度引起的BAO标度的变化为0.081- 0.149%（横向）和0.053- 0.058%（径向），这取决于所使用的偏置系数的模型。这些误差小于DESI Lyman- $α$ BAO误差预算，但与之相比不可忽略，该误差预算在总规模上为0.46%。这些结果对我们选择的偏置参数的敏感性强调了未来的工作需要从模拟中测量高阶偏置系数，特别是对于DESI之外的未来实验。
2020-08-09 astro-ph.CO
The ACCEL2 Project: Precision Measurements of EFT Parameters and BAO Peak Shifts for the Lyman-$α$ Forest
本研究基于ACCEL2模拟精确测量Lya森林EFT偏差参数，推导非线性效应对BAO参数的偏差，给出误差预算与峰移估计，验证Lya森林BAO测量的稳健性，为DESI等巡天的全形状宇宙学分析铺路。
2024-12-09 astro-ph.CO
Cosmology beyond BAO from the 3D distribution of the Lyman-$α$ forest
提出了一种新的方法来拟合Lyman-$α$（Ly $α$）森林三维（3D）相关函数的全形状，以测量Alcock-Paczynski（AP）效应。我们的方法保留了重子声振荡（BAO）分析的鲁棒性，同时还提供了更广泛尺度范围内的额外宇宙学信息。我们计算理想化的预测暗能量光谱仪（DESI）使用Ly $α$自相关和类星体的互相关，并显示这种类型的分析如何提高宇宙学约束。DESI Ly $α$ BAO分析预计将以$\sim0.9\%$的精度测量$H(z_\mathrm{eff})r_\mathrm{d}$和$D_\mathrm{M}(z_\mathrm{eff})/r_\mathrm{d}$，其中$H$是哈勃参数，$r_\mathrm{d}$是共动BAO尺度，$D_\mathrm{M}$是共动角直径距离，测量的有效红移是$z_\mathrm{eff}\simeq2.3$。通过拟合AP参数的完整形状的两个相关性，我们表明，我们可以得到一个精度的$\sim0.5-0.6\%$上的每一个$H(z_\mathrm{eff})r_\mathrm{d}$和$D_\mathrm{M}(z_\mathrm{eff})/r_\mathrm{d}$。此外，我们表明，一个联合的全形状分析的Ly $α$自相关性和类星体的互相关可以测量的线性增长率倍的$8\;h^{-1}$ Mpc，$fσ_8(z_\mathrm{e…
2021-08-24 astro-ph.CO
Lyman-tomography of cosmic infrared background fluctuations with Euclid: probing emissions and baryonic acoustic oscillations at z>10
欧几里德太空任务旨在探测暗能量的演化，将在三个相邻的近红外滤光片Y、J和H上绘制大面积的天空。这一覆盖范围还将使绘制扣除源的宇宙红外背景（CIB）波动在亚度角尺度上具有前所未有的准确性。在这里，我们提出的方法，使用莱曼break层析应用于基于欧几里得的CIB地图，准确地隔离的CIB排放的历史作为红移的函数从10 < z < 20，并确定重子声振荡（BAO）在这些时期。为了识别BAO特征，我们将在>~ 400平方度的保守大的连续区域上组装单独的CIB地图。该方法可以通过z分离CIB空间谱，达到亚百分比的统计精度。我们说明了这一点与一个特定的模型CIB生产在高z归一化重现测得的斯皮策为基础的CIB波动。我们表明，即使后者只包含一个小的组成部分，从高z源，该分量的振幅可以准确地隔离与这里提出的方法和BAO签名在z>~ 10恢复以及从CIB波动空间谱。在这些红移上探测BAO将是对潜在宇宙学范式的重要测试，并将缩小宇宙学参数演化的总体不确定性，包括暗能量。类似的方法也适用于计划中的WFIRST任务，我们表明，可能的第四个近红外通道在> 2微米将是有益的。
2015-10-06 astro-ph.CO
Quasar-Lyman $α$ Forest Cross-Correlation from BOSS DR11 : Baryon Acoustic Oscillations
我们使用SDSS-III重子振荡光谱巡天数据发布11中的164，000多个类星体，测量了类星体与莱曼α森林吸收的大尺度互相关。我们将之前对大约60，000个类星体的研究从数据发布9扩展到更大的分离，允许沿着视线$c/(H(z=2.36) ~ r_s) = 9.0 \pm 0.3$和跨越视线$D_A(z=2.36) / ~ r_s = 10.8 \pm 0.4$测量重子声振荡（BAO）尺度，与CMB和其他BAO数据一致。利用普朗克数据的声视界的最佳拟合值（$r_s=147.49 Mpc$），我们可以将这些结果转化为对$H(z=2.36) = 226 \pm 8 km/s / Mpc$的哈勃参数和$D_A(z=2.36) = 1590 \pm 60 Mpc$的角直径距离的测量。测得的交叉关联函数和更新的代码，以适应BAO规模（baofit）是公开的。
2014-05-20 astro-ph.CO
The Acoustic Peak in the Lyman Alpha Forest
我们提出了第一个模拟的签名重子声振荡（BAO）在莱曼α森林数据包含180,000模拟类星体视线。我们使用八个大的暗物质只有模拟上，我们画莱曼α场使用波动冈恩-彼得森近似。我们认为，这种方法应该是足够的平均签名的规模感兴趣。我们的研究结果表明，莱曼α通量提供了一个很好的示踪剂的基础暗物质领域在大尺度上和红移空间扭曲很好地描述了一个简单的线性理论处方。我们比较傅立叶和配置空间的方法来描述的信号，并认为配置空间的统计提供了有用的数据压缩。我们还研究了波动的光电离背景的影响，使用一个简化的模型，发现这样的波动增加大尺度上的平滑功率。然而，对于小幅度波动（<10%），声峰位置不受影响。较大的幅度波动使得BAO信号的恢复更加困难，并且可能降低测量的可实现的重要性。
2009-09-17 astro-ph.CO
Mock Quasar-Lyman-α Forest Data-sets for the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey
本文描述了SDSS-III重子振荡光谱巡天（BOSS）数据发布11（DR 11）中模拟高红移类星体样本的模拟数据集。模拟谱包含Lyα森林关联，可用于研究包括重子声学振荡（BAO）在内的三维关联函数。它们还包括天体物理效应，如类星体连续谱多样性和高密度吸收体，仪器效应，如噪音和光谱分辨率，以及SDSS管道处理原始数据所带来的缺陷。BOSS合作的Lyα forest BAO分析（见Repubbac et al. 2014）在对真实数据进行BAO分析之前使用这些模拟数据集开发和交叉检查分析程序，并进行持续的系统交叉检查。这里提出的测试表明，模拟再现足够好的真实光谱的重要特征。这些模拟数据集将与数据发布11时的数据一起提供。
2015-11-17 astro-ph.CO
Non-linearities in the Lyman-$α$ forest and in its cross-correlation with dark matter halos
在大尺度上测量了Lyman-$α$（Ly $α$）森林的三维关联以及Ly $α$森林与类星体之间的互关联，从而精确测量了红移$z>2$处的重子声学振荡（BAO）特征。这些3D相关性通常使用线性微扰理论建模，但是提取超出BAO的宇宙学信息的全形状分析将需要能够描述较小尺度下存在的非线性的更现实的模型。我们提出了一个测量的Ly $α$森林通量的功率谱从大型水动力学模拟-舍伍德模拟-并将其与不同的模型描述的小规模偏离线性理论。我们确认Arinyo-i-Prats等人（2015）中提出的模型拟合了高达$k=10\, h\rm{Mpc^{-1}}$的测量3D屈光度，准确度优于5%，并表明相同的模型也可以以相似的精度描述1D相关性。我们还提出了，第一次，一个等效的交叉功率谱的晕与LY $α$森林的研究，我们讨论了不同的挑战，我们面临的建模时，超越线性尺度的交叉功率谱。我们在\url{https://github.com/andreufont/sherwood_p3d}中公开所有测量的功率谱。这项研究是一个步骤，联合分析的1D和3D通量的相关性，并对使用类星体Ly $α$交叉相关超出BAO分析。
2022-10-03 astro-ph.CO
Probing the matter-dominated expansion with multi-redshift Lyman-$α$ BAO from DESI DR2
该研究利用DESI DR2的多红移Lyα森林数据进行BAO分析，通过特定方法在三个红移区间获得测量结果，验证了流程，得到了膨胀历史等相关参数，还给出聚类演化测量，结合其他测量提高了曲率约束。
2026-11-06 astro-ph.CO
Fitting Methods for Baryon Acoustic Oscillations in the Lyman-α Forest Fluctuations in BOSS Data Release 9
描述了分析莱曼-α森林涨落和测量重子声学振荡（BAO）参数的拟合方法。我们将我们的方法应用于BOSS Data Release 9。我们的方法是基于物理坐标空间中的三维关联函数模型，并包括红移空间失真，各向异性非线性展宽，和宽带失真的影响。我们允许独立的尺度因子沿和垂直的视线，以尽量减少对我们假设的基准宇宙学的依赖，并获得单独的测量的BAO角和相对速度尺度。我们的拟合软件和复制我们的主要BOSS数据版本9结果所需的输入文件是公开的。
2013-01-15 astro-ph.CO
Scale-dependent bias in the BAO-scale intergalactic neutral hydrogen
我讨论的z~2.3星系际介质的中性氢（HI）密度的波动，并表明它们与宇宙的超密度的关系是强烈的尺度依赖。这种行为源于众所周知的“邻近效应”的线性化版本，其中明亮的光源抑制原子氢密度。使用一种新的，系统的和详细的线性理论辐射转移计算，我演示了HI密度，因此反相关的总物质密度时，平均尺度超过莱曼极限平均自由path. The辐射转移指纹是非常独特的，应该是可测量的莱曼α森林。影响扩展到足够小的尺度，产生显着的失真的关联函数的形状周围的重子声学振荡峰，虽然峰值位置移动只有1.2%的平均源偏置b_j=3。畸变随b_j和其他天体物理参数的变化而显著变化，测量它将在不久的将来为电离光子源的性质提供一个有用的观测约束。
2014-03-28 astro-ph.CO
Model-Independent Dark Energy Equation of State from Unanchored Baryon Acoustic Oscillations
视线重子声学振荡（BAO）峰在两个红移处的比值仅取决于这些红移之间的平均暗能量状态方程，因为对BAO标度或哈勃常数等锚的依赖在比值中被抵消了。因此，BAO比提供了一种既不依赖于宇宙距离阶梯又不依赖于宇宙早期演化的暗能量探测方法。在本文中，我们使用比率来证明莱曼α森林BAO测量和其他探测之间的已知张力完全来自最近的（0.57<z<2.34）宇宙膨胀。使用视线莱曼α森林和BOSS CMASS BAO尺度的比率，我们表明，已经有超过3西格玛张力与标准的LambdaCDM宇宙学模型，这意味着要么（i）的BOSS莱曼α森林测量的哈勃参数太低，作为统计波动或系统误差的结果，否则（ii）的暗能量状态方程急剧下降在高红移。
2016-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Direct cosmological inference from three-dimensional correlations of the Lyman-$α$ forest
在进行宇宙学推论时，对Lyman- $α$（Ly $α$）三维关联函数的标准分析只考虑由重子声学振荡（BAO）产生的明显峰所携带的信息。在这项工作中，我们解决这种压缩是否足以捕捉所有相关的宇宙学信息所携带的这些功能。我们这样做，通过执行一个直接拟合的完整的形状，包括所有的物理尺度没有压缩，合成的Ly $α$自相关函数和交叉相关与类星体在有效红移$z_{\rm{eff}}=2.3$，假设一个类星体的调查，并提供一个比较经典的方法应用于同一数据集。我们的方法导致$3.5\%$约束的物质密度$Ω_{\rm{M}}$，这是大约三到四倍，比BAO单独可以探测。生长项$f σ_{8} (z_{\rm{eff}})$被限制为$10\%$水平，光谱指数$n_{\rm{s}}$被限制为$\sim 3-4\%$。我们证明，从我们的“直接拟合”的方法，除了$n_{\rm{s}}$的约束，额外的信息可以追溯到Alcock Paczybroski效应和红移空间失真的信息。
2022-12-13 astro-ph.CO
Measuring and unbiasing the BAO shift in the Lyman-Alpha forest with AbacusSummit
本文基于AbacusSummit Ly-α森林模拟测量BAO峰值偏移，并证明单圈EFT模型可无偏恢复径向与横向BAO参数。
2025-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Low-redshift 3D Lyman-α Forest Correlations with China Space Station Telescope
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（上海天文台，中国科学院）
中国空间站望远镜将首次测量低红移Lyman-α森林的三维相关性，并提供互补的BAO测量，以连接星系聚类调查与高红移Lyman-α森林研究。
2025-12-22 astro-ph.CO
The Completed SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Baryon acoustic oscillations with Lyman-$α$ forests
利用扩展重子振荡光谱巡天（eBOSS）测量了由Lyman-$α$（Ly $α$）吸收和有效红移$α$的类星体的重子声振荡（BAO）。第十六次也是最后一次eBOSS数据发布（SDSS DR 16）包含了eBOSS及其前身重子振荡光谱巡天（BOSS）的所有数据，为$210,005$类星体提供了用于测量Ly $α$吸收的$z_{q}>2.10$。我们测量的BAO尺度都在自相关的Ly $α$吸收，并在其交叉相关的$341,468$类星体与红移$z_{q}>1.77$。除了来自新类星体和更深入观测的统计增益外，与以前工作相比的主要改进来自更准确的物理和仪器相关性建模以及新模拟数据集的使用。组合来自自相关和互相关的BAO测量产生两个比率$D_{H}(z=2.33)/r_{d} = 8.99 \pm 0.19$和$D_{M}(z=2.33)/r_{d} = 37.5 \pm 1.1$的约束，其中误差条是统计的。这些结果都在Planck~（2016）的平$Λ$ CDM宇宙学的$1.5σ$预测范围内。分析代码，\texttt{picca}，通量传输场测量的目录，和$Δχ^{2}$表面是公开的。
2020-10-05 astro-ph.CO
Baryon Acoustic Oscillations and the Hubble Constant: Past, Present and Future
我们利用大爆炸核合成（BBN）的重子声学振荡（BAO）和重子密度测量研究了哈勃常数（$H_0$）的约束。我们首先调查星系BAO测量和那些使用莱曼- $α$森林，贝叶斯框架内的紧张局势。使用eBOSS DR 14的最新结果，我们发现，假设平坦的$Λ$ CDM，该张力的概率为$\simeq6.3\%$。我们测量$H_0 = 67.6\pm1.1$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，与一个弱的依赖于先前使用的BBN，与普朗克宇宙微波背景（CMB）的结果，并在强张力与距离阶梯的结果。最后，我们预测了未来的BAO $+$ BBN测量的$H_0$，使用暗能量光谱仪（DESI）。我们发现，BBN之前的选择将有显着的影响时，考虑未来的BAO测量DESI。
2020-01-23 astro-ph.CO
Validation of the DESI 2024 Lyman Alpha Forest BAL Masking Strategy
针对 DESI 第一年 LyA 森林 BAO 分析，本文验证 BAL 吸收特征的基线掩蔽策略，并通过真实与合成数据表明替代方案、识别不完备性及样本差异均不会显著影响 BAO 结果。
2024-08-02 astro-ph.CO
Synthetic spectra for Lyman-$α$ forest analysis in the Dark Energy Spectroscopic Instrument
本文提出生成用于暗能量光谱仪（DESI）研究的莱曼-α类星体光谱合成数据集的方法，验证其重现真实样本特征，并利用完整巡天合成数据预测了重子声学振荡（BAO）尺度的约束能力。
2025-01-14 astro-ph.CO
The Lyman-$α$ Forest from LBGs: First 3D Correlation Measurement with DESI and Prospects for Cosmology
利用DESI首次测量LBG主导的Lyα森林三维相关性，并展示未来广域调查可实现高精度BAO测量，提升宇宙学约束。
2025-12-29 astro-ph.CO
Model Selection with Baryonic Acoustic Oscillations in the Lyman-alpha Forest
本文利用红移2.334处莱曼-阿尔法森林的BAO测量在四种宇宙学模型中进行选择，发现米尔恩和爱因斯坦-德西特模型被强烈排除，标准模型也受到不利证据，而R_h=ct模型与观测完全一致，支持零有源质量条件应纳入LCDM。
2023-09-01 astro-ph.CO gr-qc
The effects of continuum fitting on Lyman-$α$ forest correlations
本文利用模拟光谱检验连续谱拟合中的畸变矩阵技术，确认其虽会给森林偏置参数带来百分比量级影响，但不会在百分比水平上偏移 BAO 峰位，并提出面向 DESI 的改进。
2025-10-20 astro-ph.CO
Hints of dark matter-neutrino interactions in Lyman-$α$ data
在这项工作中，我们调查的可能性，暗物质和（大质量）中微子可以通过一个简单的，恒定的截面相互作用。建立在以前的数值努力，我们约束这个模型与CMB，BAO，特别是莱曼- $α$数据。我们发现，后者暗示一个显着的偏离$Λ$ CDM，与约3 $σ$远离零的相互作用强度的偏好。我们追溯这种偏好的起源回到额外的倾斜，相互作用的情况下，可以印在莱曼- $α$通量功率谱，解决了一个众所周知的紧张局势，在确定这个数量之间的早期时间和莱曼- $α$探针。未来的工作，包括补充莱曼- $α$数据以及专门的数值模拟将是至关重要的，以测试这些结果。
2022-04-29 astro-ph.CO hep-ph
The WiggleZ Dark Energy Survey: small-scale clustering of Lyman Break Galaxies at z < 1
WiggleZ暗能量巡天是一个对中等红移紫外选择发射线星系的大尺度结构巡天，计划覆盖1000平方度，跨越宽的红移范围0.2 < z < 1.0。该调查的主要科学目标是测量星系团模式中的重子声学振荡（BAO），其红移明显高于以往的研究。BAO可以作为一个标准的宇宙学标尺来约束暗能量模型。基于数据集的前20%，我们提出了关于WiggleZ目标的小规模聚类的初步结果，以及调查预测。WiggleZ星系群的聚类长度r_0 = 4.40 +/- 0.12 Mpc/h，明显大于z=0的紫外选择样本，斜率gamma = 1.92 +/- 0.08。该聚类长度与z=3的Lyman Break Galvanism相当，具有相似的UV光度。计划于2010年完成的全面巡天将绘制有效体积V_eff ~ 1 Gpc ^[3]（在尺度k = 0.15 h/Mpc下进行评估），并将测量角直径距离和三个红移箱中的哈勃膨胀率，精度约为5%。我们将确定一个恒定的暗能量状态方程参数w的值，其精度高于使用完全独立的技术进行的现有超新星观测。WiggleZ和超新星的测量位于w和物质密度Ω_m平面上高度互补的方向上。使用WiggleZ、超新星和CMB数据集的完全组合的预测是边缘化误差σ（w）= 0.07，提供了对暗能量的性质的稳健和精确的测量，包括对系统误差的交叉检查。
2009-02-25 astro-ph.CO
Testing Low-Redshift Cosmic Acceleration with Large-Scale Structure
我们研究了在红移$z=0.57$结合在$0.1<z<2.4$重子声振荡（BAO）数据的空星系互相关测量的宇宙学意义。我们发现直接证据的晚时间加速由于暗能量在$>10σ$意义上从这些数据单独，独立的宇宙微波背景和超新星。使用$Ω_bh^2$上的核合成先验，我们从$z<2$上的BAO+空隙测量哈勃常数为$H_0=72.3\pm1.9\;{\rm km\,s}^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，当在$z=2.34$上添加莱曼- $α$ BAO时，测量哈勃常数为$H_0=69.0\pm1.2\;{\rm km\,s}^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，两者都独立于CMB。在CMB、BAO和超新星数据中加入空洞极大地改善了暗能量状态方程的测量，使优值增加了40%以上，但仍与平坦的$Λ$冷暗物质保持一致。
2020-05-21 astro-ph.CO
DESI DR2 Baryon Acoustic Oscillations from the Lyman Alpha Forest Multipoles
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Boston University（波士顿大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（INAF-布雷拉天文台）；University College London（伦敦大学学院）
利用莱曼α森林相关函数的勒让德多极子表示，从DESI DR2数据中测量重子声学振荡，精度达0.93%，结果与基线分析一致。
2026-07-01 astro-ph.CO
Relativistic effects in Lyman-alpha forest
本文计算了一阶完全相对论修正的Lyman-α（Lyman- $α$）透射通量涨落。尽管有几项研究存在于星系团的相对论效应，这是第一个研究扩展到一个不同的示踪剂在独特的红移范围（$z=2-5$）的基础物质的形式主义。此外，我们展示了我们计算的类星体莱曼- $α$交叉关联函数的综合应用。我们的结果表明，相对论效应的信号是相当大的重子声学振荡（BAO）的规模，主要是由于我们的示踪剂的密度偏置因子的大的差异。我们构造了一个可观测的，反对称部分的交叉关联函数，这是占主导地位的相对论信号，并提供了一种新的方法来测量相对论项在相对较小的尺度。分析表明，相对论效应是重要的，当考虑示踪剂之间的交叉相关性非常不同的偏见，并应包括在数据分析的当前和未来的调查。此外，本文提出的想法是高度互补的其他技术和观察试图隔离的相对论性修正的影响，从而测试牛顿政权以外的引力理论的有效性。
2016-02-23 astro-ph.CO
Optimal data compression for Lyman-$α$ forest cosmology
针对Lyman-$α$森林宇宙学推断，提出将近最大化分数压缩应用于三维相关函数数据，证明该方法在保留拟合优度检验能力的同时实现无损无偏压缩，且在模拟和DR16数据上的后验与传统分析一致。
2024-02-13 astro-ph.CO
Elucidating $Λ$CDM: Impact of Baryon Acoustic Oscillation Measurements on the Hubble Constant Discrepancy
我们研究了重子声振荡（BAO）尺度测量的影响之间的差异的哈勃常数（$H_0$）推断从本地距离阶梯和普朗克宇宙微波背景（CMB）数据。虽然单独的BAO数据不能约束$H_0$，但我们表明，将最新的BAO结果与WMAP，Atacama宇宙学望远镜（ACT）或南极望远镜（SPT）CMB数据相结合，产生的$H_0$值$2.4-3.1σ$低于距离阶梯，独立于普朗克，这种向下的拉力在一些早期的分析中不太明显，这些分析只使用了角度，平均BAO尺度约束，而不是完整的各向异性信息。同时，BAO和CMB数据的组合也不利于普朗克高多极温度功率谱所偏好的较低的$H_0$值。结合银河系和Lyman-$α$森林（Ly $α$）BAO与原始氘丰度的精确估计，得到了平坦$Λ$ CDM模型的$H_0=66.98\pm1.18$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$.这个值是完全独立的CMB各向异性的约束，是$3.0σ$低于最新的距离阶梯约束，虽然$2.4σ$张力也存在于星系BAO和LY $α$ BAO之间。这些结果表明，这是不可能的解释$H_0$的分歧，仅与普朗克数据的系统误差。事实上，即使在删除任何一个数据集之后，紧张局势仍然存在，这使得这个有趣的难题更加难以解决。
2018-01-31 astro-ph.CO
Fresh Look at Neutrino Self-Interactions With the Lyman-$α$ Forest: Constraints from EFT and PRIYA Simulations
本文利用基于EFT和PRIYA模拟的新型eBOSS莱曼-α似然，联合Planck CMB数据重新约束中微子自相互作用，发现其强度可忽略，并给出新的自耦合上限。
2025-09-21 astro-ph.CO
Constraining the dark energy equation of state using Bayes theorem and the Kullback-Leibler divergence
利用普朗克2015年代的CMB、BAO、SNIa和Lyman- $α$数据，给出了暗能量状态方程$w(z)$的数据驱动模型独立重建。这些重建识别的$w(z)$行为的数据支持，并显示了分叉的状态方程后的范围$1.5{<}z{<}3$。虽然和谐$Λ$ CDM模型是一致的，在所有的红移在一个分叉空间的数据，在另一个超负状态方程（也称为“幻影暗能量”）被确定在$1.5 σ$的置信区间内的后验分布。为了确定不同数据集在约束暗能量状态方程中的能力，我们使用了一种新的Kullback-Leibler发散公式。这种形式主义量化了数据从先验移动到后验时为每个可能的数据集组合添加的信息。与Lyman- $α$数据集相比，SNIa和BAO数据集显示出更强的约束力。此外，SNIa和BAO约束最强烈的红移范围$0.1-0.5$，而莱曼- $α$数据约束弱在一个更广泛的范围。我们不将超负偏好归因于任何特定的数据集，并注意到，尽管数据中的$w(z)$结构较弱，但在所有测试的模型中，$Λ$ CDM模型在贝叶斯因子中的对数单位大于$2$。
2017-01-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Evidence of dynamical dark energy found via the DESI DR2 Lyman$α$ forest
Dipartimento di Fisica “E. Pancini”, Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学物理系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Research Center of Astrophysics and Cosmology, Khazar University（哈扎尔大学天体物理学与宇宙学研究中心）；Department of Physics, Zhejiang Normal University（浙江师范大学物理系）；Pacif Institute of Cosmology and Selfology (PICS)（帕西夫宇宙学与自我学研究所）
结合DESI DR2 Lyman-α森林BAO、星系BAO、Ia型超新星样本和CMB数据，利用多种暗能量参数化模型和MCMC方法，发现所有参数化均支持动力学暗能量（w0>-1, wa<0, w0+wa<-1），相对于ΛCDM有最高~3.10σ的偏好，但加入超新星数据后偏好降至≤2σ。
2026-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
DESI DR2 Results I: Baryon Acoustic Oscillations from the Lyman Alpha Forest
本文利用 DESI DR2 数据通过 LyA 森林测量 BAO，样本量翻倍并改进分析，在 $z_{eff}=2.33$ 实现各向同性 0.65% 精度，首次引入系统误差，精确测得 $D_H/r_d$ 与 $D_M/r_d$。
2025-06-30 astro-ph.CO
The effect of quasar redshift errors on Lyman-$α$ forest correlation functions
利用暗能量光谱仪（DESI）巡天的合成$α$森林，我们研究了类星体红移估计误差对$α$关联函数的影响。由于类星体发射线的宽度和相对于其他发射线的本征位移，类星体红移的估计有几百个$\text{km s}^{-1}\,$的不确定性。我们在模拟类星体星表中注入高斯随机红移误差，测量了自相关函数和$α$ -类星体交叉关联函数。我们发现在径向方向上的BAO功能的涂抹，但在峰值位置的变化是可以忽略不计的。然而，我们看到了一个显着的非物理相关的小分离横向的视线增加的幅度的红移误差。我们解释这种污染的结果，在测量的平均连续谱中，由类星体红移误差引起的发射线的加宽，结合不切实际的强集群的模拟类星体在小尺度上。
2022-12-01 astro-ph.CO
CoLoRe-2LPT: Lyman-$α$ mock catalogues for the validation of DESI cosmological analyses
CIEMAT；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）；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）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天文研究所）；IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（法国原子能和替代能源委员会，巴黎萨克雷大学）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL)（拉帕尔马大学天体物理学系）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）
该研究开发了基于2LPT的CoLoRe-2LPT Lyα模拟星表，用于DESI宇宙学分析验证，其精度高、计算高效，可复现关键统计量并改进类星体成团性，为DESI分析提供了重要支撑。
2026-08-04 astro-ph.CO
3D Correlations in the Lyman-$α$ Forest from Early DESI Data
本研究利用DESI早期数据首次测量莱曼-α森林的3D关联，通过13参数模型拟合得到信噪比3.8σ的BAO峰探测，结果与eBOSS一致，验证了分析方法以支撑后续BAO尺度测量。
2023-08-21 astro-ph.CO
Wandering in the Lyman-alpha Forest: A Study of Dark Matter-Dark Radiation Interactions
从观测到的Sunyaev-Zeldovich（SZ）星系团质量函数和弱引力透镜研究中推断出的大尺度物质波动的幅度，当以表面值考虑时，与宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡（BAO）的测量结果存在张力。在这项工作中，我们重新审视这种可能的差异是否可以归因于暗物质部门的新的相互作用。专注于宇宙学模型，暗物质与暗辐射物种的相互作用，直到时代的物质辐射平等，我们发现，从斯隆数字巡天的莱曼α通量功率谱的测量提供不支持的假设，即新的暗物质相互作用可以解决可能的紧张关系CMB和大尺度结构（LSS）之间。实际上，当仅考虑CMB、BAO和LSS数据时，虽然添加暗物质-暗辐射相互作用导致$2Δ\ln\mathcal{L}=12$相对于标准$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM）模型的改进，但是包含莱曼-α数据减少了相对于$Λ$的对$2Δ\ln\mathcal{L}=6$的拟合的改进。因此，我们得出结论，新的暗物质相互作用的统计证据（主要由普朗克SZ数据集驱动）充其量是边缘的，并且可能是由数据中的系统性引起的。我们还进行了Fisher预测分析的范围内的未来数据集组成的CMB-S4实验结合大型综合巡天望远镜星系调查。我们发现，流体状的暗辐射物种，$ΔN_{\rm fluid}$的有效数量的约束，将提高一个数量级相比，目前的界限。
2017-09-05 astro-ph.CO hep-ph
The ACCEL$^2$ project: simulating Lyman-$α$ forest in large-volume hydrodynamical simulations
ACCEL$^2$项目通过大体积流体动力学模拟研究Lyman-$α$森林，发现大尺度模式收敛性受模拟盒分辨率影响，并首次明确探测到BAO信号。
2024-11-13 astro-ph.CO physics.comp-ph
Lyman-$α$ forest holography: 3D predictions from 1D measurements
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（高能物理研究所，巴塞罗那科学技术学院）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚研究高级学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）；IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学CEA IRFU）；Instituto Avanzado de Cosmología A. C.（先进宇宙学研究所）；Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理科学研究所）；Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文学研究所）；Dipartimento di Fisica “Aldo Pontremoli”, Università degli Studi di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特莫利物理系）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）
本研究提出ForestFlow模拟器，将莱曼-阿尔法森林的一维与三维聚类分析结合，利用DESI数据得到三维聚类模型预测，验证了方法并揭示两种探测的互补约束能力。
2026-07-31 astro-ph.CO
Particle mesh simulations of the Lyman-alpha forest and the signature of Baryon Acoustic Oscillations in the intergalactic medium
我们提出了一套超大粒子网格模拟的LyA森林的目标是了解的重子声学振荡（BAO）在星系间介质的印记。我们使用9只暗物质的模拟，可以，第一次，同时解决金斯尺度的星系际气体，同时涵盖了大量的需要充分采样的声学功能。模拟吸收光谱使用波动耿-彼得森近似产生，具有近似正确的通量概率密度函数（PDF）和小尺度功率谱。在更大的尺度上，在红移空间的关联函数中有明显的声学特征的证据，它与具有恒定偏差的线性理论模板相匹配。我们公开提供的这些光谱可用于测试管道，计划未来的实验和模拟各种物理效应。作为一个例子，我们讨论了森林中的声信号的基本性质，噪声和源数密度的误差缩放，修改统计处理平均通量演变和误判，和非引力源，如光电离背景和温度波动的波动由于HeII再电离。
2010-02-27 astro-ph.CO
Comparison of $R_h=ct$ and $Λ$CDM using DESI DR1 measurements
利用 DESI DR1 的 BAO 数据，通过贝叶斯模型选择比较 $R_h=ct$ 与平坦 $\Lambda$CDM，发现后者在包含 Lyman-$\alpha$ 类星体测量时被决定性支持，从而排除 $R_h=ct$ 宇宙学。
2025-06-23 astro-ph.CO
Validation of the DESI 2024 Ly$α$ forest BAO analysis using synthetic datasets
本研究利用150个基于对数正态近似高斯随机构建的DESI DR1合成光谱样本，采用与正式分析一致的框架验证DESI 2024年Ly$α$森林BAO测量的无偏性、不确定性及协方差估算方法，并提出下一代合成数据集的研发优先级。
2024-05-05 astro-ph.CO
The Alcock-Paczyński effect from Lyman-$α$ forest correlations: Analysis validation with synthetic data
本研究利用100个eBOSS合成数据验证Lyα森林相关性全形状的AP效应宇宙学分析，证实模型可无偏测量$D_M/D_H(z_\text{eff})$，确定最小间隔为25$h^{-1}$Mpc，该方法可比传统BAO分析将测量精度提升至约2%。
2023-06-19 astro-ph.CO
The role of LRG1 and LRG2's monopole in inferring the DESI 2024 BAO cosmology
本研究探讨了LRG1和LRG2单极对DESI 2024 BAO宇宙学偏离Planck宇宙学的影响，发现移除LRG2的$D_V$数据点可使数据与$w=-1$一致并减小$H_0$差异，表明其偏好解冻暗能量模型。
2024-05-30 astro-ph.CO
Constraining H0 from Lyman-alpha Forest and Baryon Acoustic Oscillations
提出了一种利用高红移类星体的平均透射通量测量哈勃常数H 0的新方法。一个半解析模型的宇宙无关的体积密度分布函数，它允许一个获得约束的宇宙学参数一旦一个温和的knowlegde的银河系间介质（IGM）参数被假定。通过假设一个平坦的LCDM宇宙学，我们表明，这种方法本身不能提供良好的约束的自由参数对（h，Ω_m）。然而，它是可能的，打破质量密度参数的简并通过应用一个联合分析，包括重子声学振荡（BAO）。我们的分析基于Lyman-alpha森林的两个不同样本，将参数限制在0.58 < h < 0.91和0.215 < Omega_m < 0.245（1 sigma）的区间上。虽然相对于其他估计的约束是较弱的，我们指出，有一个更大的样本和更好的知识IGM这种方法可能会提出竞争力的结果来测量独立的宇宙距离阶梯的哈勃常数。
2012-01-05 astro-ph.CO gr-qc
Validation of the DESI DR2 Ly$α$ BAO analysis using synthetic datasets
本研究针对DESI DR2的Lyα森林BAO分析开展验证，更新了模拟与分析框架，提出CoLoRe-QL新模拟集、将验证模拟量提至400个，还研究了类星体红移误差影响与DLAs掩蔽策略。
2025-03-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
The cross-correlation of galaxies in absorption with the Lyman $α$ forest
本文首次测量 SBLA 吸收系统与 Lyα 森林的互相关，发现其偏置和 RSD 参数与 DLA 一致，并联合两类吸收体开展星系—Lyα 森林互相关，评估其 BAO 测量价值。
2023-07-17 astro-ph.CO
Hunting Thermal Relics in the DESI DR1 Ly$α$ Forest
Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本研究利用DESI DR1莱曼-α森林功率谱结合CMB和BAO数据，约束额外相对论性粒子和热无菌中微子，未发现显著证据，并给出N_eff<3.41及m_s^eff<0.061 eV的严格上限。
2026-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Unified reconstruction of the Lyman-alpha power spectrum with Hamiltonian Monte Carlo
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文提出利用Hamilton蒙特卡罗方法统一重建Lyman-alpha功率谱，通过分析前向建模框架实现从多种观测值中提取信息。
2026-01-27 astro-ph.CO
Hints, neutrino bounds and WDM constraints from SDSS DR14 Lyman-$α$ and Planck full-survey data
Ly-$α$森林的一维通量功率谱是探测宇宙学参数的有力工具.假设一个包含大质量中微子的$Λ$ CDM宇宙学，我们发现最新的SDSS DR 14 BOSS和eBOSS Ly-$α$森林数据与当前对$(Ω_m, σ_8)$的弱透镜约束非常一致，并且与普朗克有同样小的张力水平。我们没有确定一个系统的影响，可以解释这个小的张力的数据分析，但我们表明，它可以减少在扩展的宇宙学模型中的光谱指数是不一样的非常不同的时间和尺度探测CMB和Ly-$α$数据。一个特殊的例子是$Λ$ CDM模型，它包括了在大质量中微子之上运行的光谱指数。结合Ly- $α$和Planck数据，我们发现对负运行有轻微（3 $σ$）偏好，$α_s= -0.010 \pm 0.004$（68% CL）.中微子质量边界被发现是强大的对不同的假设。在运行的$Λ$ CDM模型中，我们发现对于组合的Ly-$α$和Planck（温度和偏振）数据，$\sum m_ν<0.11$ eV在95%置信水平下，或者当添加CMB透镜和BAO数据时，$\sum m_ν< 0.09$ eV。我们进一步提供了强大的和几乎独立于模型的热暖暗物质的质量上的界限。对于由限于$z<4.5$的SDSS数据与XQ-100 \lya数据组合组成的保守配置，我们发现$m_X > 5.3\;\mathrm{keV}$（95\%CL）。
2020-04-06 astro-ph.CO
Measurement of Baryon Acoustic Oscillations in the Lyman-alpha Forest Fluctuations in BOSS Data Release 9
我们使用重子振荡光谱巡天（BOSS）的数据发布9（DR 9），以检测和测量的位置的重子声振荡（BAO）功能的三维关联函数在莱曼α森林通量波动在红移z=2.4。该特征在3和5 sigma之间的显著性处被清楚地检测到（取决于宽带模型和误差协方差矩阵估计的方法），并且与标准LCDM模型的预测一致。我们评估我们的方法中的偏差，误差协方差矩阵的稳定性和可能的系统效应。我们拟合得到的关联函数与几个模型，去耦的宽带和声学尺度信息。对于各向同性膨胀因子，我们测量100 x（alpha_iso-1）= -1.6 ^{+2.0+4.3+7.4}_{-2.0-4.1-6.8}（stat.）+/- 1.0（系统）（多个统计误差表示1、2和3 σ置信限）相对于基准宇宙学模型（平坦LCDM，Ω_m=0.27，h=0.7）中的声学标度。当分别拟合径向和横向膨胀因子时，我们发现边缘化约束100 x（alpha_par-1）= -1.3 ^{+3.5+7.6 +12.3}_{-3.3-6.7-10.2}（stat.）+/- 2.0（系统）100 x（alpha_perp-1）= -2.2 ^{+7.4+17}_{-7.1-15} +/- 3.0（系统）。扩张因子测量值与~-0.55的互相关系数显著相关。对于与最佳拟合值的3个标准差以上的偏差，误差变得显著非高斯。由于数据切割和分析方法，这些测量比以前的BOSS DR…
2013-03-20 astro-ph.CO hep-ex
