The cosmic web of the Local Universe: cosmic variance, matter content and its relation to galaxy morphology
我们提出，第一次，本地宇宙（LU）的表征，使用高精度的约束$N$体模拟的基础上自洽相空间重建的大尺度结构在2微米全天星系红移调查。我们分析我们是否生活在一个特殊的宇宙网络环境中，通过估计宇宙方差从一组无约束的$Λ$ CDM模拟作为距离随机观察者的函数。通过计算体积和质量填充率的空隙，片，丝和结，我们发现，LU显示一个典型的分散约$1σ$在规模$r>15\,h^{-1}\,{\rm Mpc}$，在协议与$Λ$ CDM，收敛到一个公平的无偏样本时，考虑约$60\,h^{-1}\,{\rm Mpc}$半径的领域。此外，我们计算了LU的物质密度分布，并发现只有在考虑暗晕的贡献时，才与Karachentsev（2012）的估计值合理一致。这表明观测估计值可能偏向于低密度值。作为我们重建的第一个应用程序，我们调查了不同星系形态类型居住在某些宇宙网络环境中的可能性。特别是，我们发现，无论用于定义网络的方法，无论是基于密度或特有的速度场，椭圆星系显示出明显的倾向，优先居住在集群，而不是空洞（高达$5.3σ$和$9.8σ$的水平分别）和相反的螺旋星系（高达$5.6σ$和$5.4σ$的水平分别）。这些研究结果与以前的作品是兼容的，虽然在更高的置信水平。
2014-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Complexity and Information Content of Simulated Universes
宇宙物质复杂、大规模组织进入宇宙网的出现是简单初始条件和简单物理定律如何产生复杂性的一个美丽例证。在天体物理学的大数据时代，将令人惊叹的多种多信使观测与基本物理过程的复杂相互作用联系起来是一个公开的挑战。在这篇文章中，我讨论了信息论的一些相关应用，以客观地测量现代宇宙数值模拟的复杂性。当应用于宇宙学模拟时，复杂性分析使得测量模拟宇宙网络所需的全部信息成为可能。它还使我们能够监测哪些物理过程是宇宙时代和环境中复杂动力学行为出现的主要原因，并可能在未来改进网格细化策略。
2020-09-03 astro-ph.CO astro-ph.IM nlin.AO
Gamma-ray detection toward the Coma cluster with Fermi-LAT: Implications for the cosmic ray content in the hadronic scenario
相对论性电子在星系团的弥漫气相中的存在现在已经得到了很好的证实，但是它们的详细起源仍然不清楚。宇宙射线质子也被认为会在星系团形成过程中积累，并通过热气体中的强子相互作用导致伽马射线发射。最近，已经报道了用费米LAT探测到后发座星系团的γ射线发射。假设这种伽马射线发射来自ICM中的强子相互作用，我们的目标是探索这个信号对后发座星系团宇宙射线含量的影响。我们使用MINOT软件建立了一个团簇的物理模型，并将其应用于费米LAT数据。我们还考虑了来自致密源的污染和各种系统效应的影响。我们确认，一个显着的伽玛射线信号观察后发座星系团的特征半径$θ_{500}$内，与我们的基线模型的测试统计TS~27。一个可能的点源的存在可以解释大部分的观测信号。然而，这个来源也可能对应于集群本身的漫发射峰值，扩展模型与数据匹配得更好。我们将宇宙射线与$R_{500}$中热能的比值限制为$X_{\rm CRp}=1.79^{+1.11}_{-0.30}$，将宇宙射线能谱的斜率限制为$α=2.80^{+0.67}_{-0.13}$。最后，我们计算了强子相互作用中产生的次级电子的同步辐射。这种辐射比观测到的全部无线电信号低大约四倍，因此初级宇宙射线电子或次级电子的再加速是解释总辐射所必需的。假设一个强子起源的信号，我们的研究结果提供了第一个定量测量的宇宙射线质子含量在一个集群。[摘要]
2021-02-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
How to Quench a Dwarf Galaxy: The Impact of Inhomogeneous Reionization on Dwarf Galaxies and Cosmic Filaments
我们使用SPHINX套件的高分辨率宇宙辐射流体动力学模拟研究如何在空间和时间上不均匀的再电离影响的重子内容的矮星系和宇宙细丝。SPHINX模拟同时模拟了非均匀再电离，遵循从数千个星系中逃逸的电离辐射，并解决了远低于原子冷却阈值的晕。这使它们成为研究再电离如何影响恒星形成和矮星系气体含量的理想工具。我们比较模拟和没有恒星辐射隔离的辐射反馈的影响，超新星，宇宙膨胀，和数值分辨率。我们发现，宇宙细丝的气体含量可以减少80%以上的再电离。气体流入率与$M_{vir}<10^8M_{\odot}$的晕强烈的影响，并减少了一个数量级以上的模拟相比，没有再电离。晕质量$M_{vir}<7\times10^7M_{\odot}$的气体流出率显着增加。我们的模拟结果表明，流入抑制，而不是光蒸发，是占主导地位的机制，高红移矮星系的重子含量的调节。在固定的红移和晕质量，有一个大的散射在晕重子分数，这是完全由在周围的一个晕，可以改变$Δz>3$在固定的质量的局部区域的再电离的时间决定。最后，虽然高红移矮星系的气体含量受到再电离的显著影响，但我们发现大多数具有$M_{vir}<10^8M_{\odot}$的晕在再电离后很长时间内仍能保持自屏蔽并形成恒星，直到它们的本地气体库耗尽，这表明本星系群矮星系不一定表现出在$z=6$之前达到峰值的恒星形成历史。
2020-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Voids and the Cosmic Web: cosmic depressions & spatial complexity
空洞是星系和物质百万秒差距分布的一个突出方面。它们不仅代表了宇宙网络的关键组成部分，也是全球宇宙学参数的最干净的探测器和测量方法之一。空洞的形状和演化对暗能量的性质高度敏感，而它们的子结构和星系人口则为暗物质的性质提供了直接的关键。此外，空洞内部的原始环境是我们了解环境对星系形成和演化影响的重要试验场。在本文中，我们回顾了空洞的结构和动力学的关键方面，特别侧重于空洞人口的层次演化。我们展示了宇宙网络丰富的结构模式是如何与复杂的演化和空洞的积累。
2016-11-13 astro-ph.CO
The information content of Cosmic Infrared Background anisotropies
我们使用解析计算来预测宇宙红外背景（CIB）各向异性的功率谱以及双谱。我们的方法是基于晕模型，并考虑到平均光度质量的关系。该模型是用来预测的可能性，同时约束宇宙学，CIB和晕占领分布（HOD）参数的前景的存在。对于分析，我们使用200和900 $\;\mathrm{GHz}$之间的八个频率通道中的波长，并由普朗克和莱特伯德给出调查规格。我们探讨的灵敏度模型参数的多极$\ell =1000$使用自相关和交叉相关的不同频带之间。通过这种设置，宇宙学，HOD和CIB参数可以被限制在几个百分点。银河尘埃是由幂律和散粒噪声的贡献，作为一个频率依赖的幅度被边缘化。我们发现，尘埃残留在CIB地图上的标准宇宙学参数的限制，只有轻微的影响。此外，双谱产生更严格的约束（在$1σ$错误的一个因素四）几乎所有的模型参数，而退化方向是非常相似的功率谱。灵敏度的增加对于中微子质量的总和最为明显。由于退化的相似性，对于大多数参数，不需要将两种分析结合起来。然而，这可能是由于在这种晕轮模型方法中通常采用的简化的偏差描述。
2019-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
The information content of cosmic microwave background anisotropies
宇宙微波背景（CMB）包含接近高斯和各向同性的扰动。这意味着它的信息内容，在约束宇宙学模型的能力的意义上，是密切相关的CMB功率谱中探测的模式的数量。而不是对特定的实验设置进行预测，在这里，我们采取了一种更具教学意义的方法，并询问如果我们只受样本方差的限制，我们可以从CMB中提取多少信息。我们表明，与温度测量相比，如果测量了所有TT、TE和EE功率谱，则添加E模式极化将使可用模式的数量增加一倍，达到固定的最大多极。然而，在特定参数的约束方面的情况更加复杂，正如我们解释和图示的那样。我们还讨论了增加B模偏振和引力透镜可以增强信息。我们展示了如何以及一个可以确定的基本宇宙学参数从CMB数据相比，已经实现了与普朗克，它已经探测了相当大一部分的TT信息。最后，我们将中微子质量的约束作为透镜信息如何改善当前6参数模型之外的未来前景的一个具体例子。
2016-06-09 astro-ph.CO
Cosmological Information Contents on the Light-Cone
我们发展了一个理论框架来描述过去光锥上的宇宙学观测量，如光度距离、弱透镜效应、星系团和宇宙微波背景各向异性。我们认为，所有的宇宙学观测量不仅包括背景量，而且还包括微扰量，它们受到宇宙方差的影响，这对可以从这些观测量中获得的宇宙学信息设置了基本限制，即使在具有无限数量观测的理想化调查中。为了量化最大的宇宙学信息含量，我们应用Fisher信息矩阵形式主义和球谐分析的宇宙观测，其中的角度和径向位置的光锥上的观测携带不同的信息。我们讨论了可以从五个不同的观测量得到的最大宇宙学信息：（1）Ia型超新星，（2）宇宙微波背景各向异性，（3）弱引力透镜，（4）局域重子密度，（5）星系团。我们将我们的结果与标准方法中得到的宇宙方差进行了比较，该方法将光锥体积视为一个立方盒子。我们讨论了我们的形式主义的影响和克服基本限制的方法。
2019-05-20 astro-ph.CO
COMAP Pathfinder -- Season 2 results III. Implications for cosmic molecular gas content at "Cosmic Half-past Eleven"
本研究基于COMAP Pathfinder第二季观测数据，通过CO(1-0)谱线强度功率谱分析，更新了z~3处CO发射宇宙学聚类及宇宙分子气体含量的约束，缩小了模型空间并展现探测CO发射聚类的潜力。
2024-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic topology. Part Va. Information content of the observable Universe
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Sofia University ``St Kliment Ohridski''（索非亚大学）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Toronto（多伦多大学）；Institute of Theoretical Astrophysics（理论天体物理研究所）
该研究针对紧致空间拓扑宇宙，推导扰动模式协方差以估计拓扑信息，发现三维密度场可探测比二维宇宙微波背景大25%的拓扑，提出结合星系巡天等手段拓展可探测拓扑范围的可行途径。
2026-08-27 astro-ph.CO
The imprint of $f(R)$ gravity on weak gravitational lensing II : Information content in cosmic shear statistics
我们调查的信息内容的各种宇宙剪切统计引力理论。针对Hu-Sawicki型$f(R)$模型，我们进行了一系列的射线追踪模拟，并测量了收敛双谱、峰数和Minkowski泛函。我们首先表明，虽然收敛功率谱有额外的标量自由度$|f_{\rm R0}|$的当前值的敏感性，它在很大程度上是由本密度振幅参数$σ_{8}$和物质密度参数$Ω_{\rm m0}$的变化补偿。从1000个透镜模拟获得准确的协方差矩阵，然后我们检查三个额外的统计量的约束能力。我们发现，这些探针确实有助于打破参数简并，这不能单独从功率谱解决。我们表明，特别是峰值计数和闵可夫斯基泛函有可能严格（勉强）检测修改后的重力与参数$|f_{\rm R0}|$小$10^{-5}$（$10^{-6}$）的签名，如果我们可以正确地模拟他们在未来的调查与天空覆盖范围为1,500平方度的小（$\sim 1\, \mathrm{arcmin}$）规模。我们还表明，信号电平是类似的额外的三个统计量，它们都提供了补充信息的功率谱。这些发现表明，在标准功率谱分析之外结合多个探针以检测对广义相对论的可能修改的重要性。
2017-01-05 astro-ph.CO
A Novel Approach to Constrain the Escape Fraction and Dust Content at High Redshift Using the Cosmic Infrared Background Fractional Anisotropy
宇宙红外背景（CIB）提供了一个机会，以限制许多性质的高红移（z>6）恒星星族作为一个整体。这个背景，具体来说，从1到200微米，将包含有关再电离时代和负责产生这些电离光子的恒星的任何信息。在本文中，我们看看分数各向异性Δ I/I的高红移人口，这是比值的波动幅度（Δ I）和平均强度（I）。我们表明，这可以用来限制逃逸分数的人口作为一个整体。CIB的波动幅度取决于逃逸分数，而平均强度不。这导致逃逸分数的较低值产生分数各向异性的较高值。这种差异预计在较长的波长带（10微米以上）更大，尽管在该范围内也更难观察到。我们表明，分数各向异性也可以用来分离尘埃从无尘人口。最后，我们讨论了CIB分数各向异性的当前观测提供的约束。
2012-11-16 astro-ph.CO
The Zeldovich approximation: key to understanding Cosmic Web complexity
我们描述了宇宙结构形成的动力学如何定义宇宙网络脊柱的复杂几何结构。Zeldovich近似被用来模拟宇宙网的主干在其奇点结构。Arnold等人（1982）用突变理论的描述构成了我们分析的基础。这种二维分析涉及到引力演化四维相空间流形的拉格朗日和欧拉投影的深刻评估。它涉及到奇点类的完整家族的识别，以及我们所看到的在欧拉空间中随着结构的演变而出现的相应焦散线。特别是，因为它有助于勾勒宇宙网络的空间网络，我们调查这些奇点之间的空间连接的性质。我们的主要研究发现是所有的奇点都位于拉格朗日空间中的一组直线上。所有与焦散线有关的动力学过程都集中在这些线附近。我们演示并广泛讨论如何在这些线上找到所有的二维奇点。当将这种空间模式的线映射到欧拉空间时，我们发现最初不相交的线之间的连通性越来越大，从而形成了一个扩展网络。换句话说，这些线条构成了宇宙网全球几何进化的蓝图。
2013-11-20 astro-ph.CO
Complexity Phenomena and ROMA of the Magnetospheric Cusp, Hydrodynamic Turbulence, and the Cosmic Web
动态复杂性是一种非线性相互作用系统所表现出的现象，在这种系统中，大量不同尺寸的大尺度相干结构出现，导致全局非线性随机行为，这与相互作用基本方程的推测有很大不同。这种非线性的复杂现象的标志是间歇性波动事件的出现，以及所有尺度上相关结构的混合和分布。在这里，我们简要回顾了一个相对较新的方法，ROMA（秩序多重分形分析），明确构建分析的复杂细节的分布和缩放的这种类型的间歇性结构。然后，这种方法被应用到选定的例子有关的磁层的尖点区域的动态等离子体，经典流体动力学湍流的速度波动，和宇宙气体的结构分布通过大尺度，移动网格模拟的分析。对比分析了这些复杂系统的分析结果的异同。前两个例子与地球空间环境直接相关，是以前报告的调查结果的摘要。宇宙气体的第三个例子，虽然涉及的现象更大的时空尺度，其高度可压缩的湍流行为和独特的模拟技术在生成的数据，提供了直接的动机，应用这种分析研究类似的多重分形过程在各种极端的环境。这些新结果既令人兴奋又耐人寻味。
2014-02-26 astro-ph.CO astro-ph.EP nlin.CD
Probing Cosmic Dawn: Modelling the Assembly History, SEDs, and Dust Content of Selected $z\sim9$ Galaxies
在$z>9$的星系光谱能量分布（SED）中存在光谱学证实的巴耳末断裂，为我们宇宙中第一代恒星的组装历史提供了最好的探测器之一。最近对引力透镜源MACS 1149_JD 1（JD 1）的观测表明，大量的恒星形成可能发生在红移高达$z\simeq15$的地方。推断的恒星质量，尘埃质量和组装历史的JD 1，或任何其他星系在这些红移表现出强烈的巴耳末突变，可以提供一个强有力的测试，我们最好的理论模型从高分辨率的宇宙学模拟。在这项工作中，我们提出的结果从宇宙辐射流体动力学模拟的区域周围的一个巨大的莱曼break星系。对于我们的两个最大质量的系统，我们表明，灰尘优先居住在附近的年轻恒星，从而增加了强度的测量巴耳末破裂，使模拟的SED是一致的光度学的JD 1和其他两个$z>9$系统（GN-z10 -3和GN-z9 -1），提出了在高红移的巴耳末破裂。我们发现强烈的变化，几乎相同的恒星和晕质量的星系的SEDs的形状和光度，表明形态，组装历史和尘埃分布的重要性，在高红移的个别星系的属性进行推断。我们的研究结果强调，即使在极端的红移$z>9$的尘埃可能发挥调制星系的可观察的属性的重要性。
2019-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas-regulation of galaxies: the evolution of the cosmic sSFR, the metallicity-mass-SFR relation and the stellar content of haloes
一个非常简单的星系物理模型，其中恒星的形成是由储存器中的气体质量瞬间调节的，它将演化中的星系种群的三个不同方面联系在一起：（a）相对于晕增长的特定恒星形成率sSFR的宇宙时间演化，（b）整个星系种群和宇宙时间内的气相金属丰度，以及（c）晕中恒星质量与暗物质质量的比率。如果SFR效率和风质量负载是恒定的，sSFR被设置为星系的特定吸积率：更现实的情况下导致sSFR从这个身份扰动。金属丰度由调节系统的瞬时操作而不是由系统的过去历史设定。调节器系统自然地产生Z（mstar，SFR）关系，其中SFR作为质量-金属丰度关系中的第二参数。这将是相同的，在所有的时代，除非效率和质量负载随时间变化，自然产生所谓的“基本金属丰度关系”。观测到的SDSS星系的Z（mstar）关系表明恒星质量对晕质量有很强的依赖性，这与标准ΛCDM中恒星和晕质量函数的不同暗端斜率相一致。它还提高了sSFR相对于特定的吸积速率，并产生不同的依赖于质量，这两个都被观察到。导出的调节器系统的Z（mstar，SFR）关系与已公布的Z（mstar，SFR）数据相拟合。拟合的效率与观测到的星系中分子气体耗尽的时间尺度是一致的，而拟合的质量负载也是合理的。该模型还成功地再现了z ~ 2处成星星系的质量-金属丰度关系。
2013-03-20 astro-ph.CO
Constraining the Baryon Content of Cosmic Filaments Using Localized Fast Radio Bursts and DESI Imaging Data
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area（粤港澳大湾区宇宙线科学中心）
本研究利用定位的快速射电暴和DESI成像数据，通过DisPerSE算法识别宇宙暗物质丝，发现信号穿过暗物质丝的FRB色散量与红移关系存在约3σ显著性的差异，由此推断出暗物质丝中的重子超密度和随红移降低的重子比例，为追踪缺失重子提供了独立方法。
2025-11-02 astro-ph.CO
Information Content of the Cosmic Web
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学理论物理研究所）
利用潮汐形变张量的特征值和剪切不变量，通过信息论和多重分形分析，量化宇宙网几何结构中的信息含量，并发现纤维状结构是物质分布的主要信息载体。
2026-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the cosmic-ray content of galaxy clusters by stacking Fermi-LAT count maps
射电观测表明，星系团是宇宙射线（CR）的巨大储存库。尽管来自团簇体积的伽马射线信号预计将通过CR质子与周围等离子体的相互作用而产生，但仍然缺少确认观察结果。我们通过分析一组堆叠的费米-LAT计数图来寻找星系团方向上的累积伽马射线发射。此外，我们研究了冷核和非冷核团簇人口之间的排放可能存在的系统差异。利用从HIFLUGCS目录中选择的53个聚类的样本，我们没有从堆叠样本中检测到显著的信号。每个集群的总堆叠样品得出的平均通量的上限是在几个1 e-11 ph cm-2 s-1的水平在95%的置信水平在1-300 GeV带，假设幂律谱与光子指数2.0，2.4，2.8和3.2。样品中冷核和非冷核簇的单独堆叠分别导致约5e-11 ph cm-2 s-1和2 e-11 ph cm-2 s-1的相似值。在假设衰减的π 0，产生的碰撞CR和周围的热气体，负责的伽马射线发射，我们设置上限的平均CR含量在星系团。对于整个星系团，我们对伽马射线通量的上限转化为平均CR与热能比的上限，即光子指数为2.4时的4.6%，尽管个别系统有可能超过这个上限。我们的95%上限是在数值模拟的预期水平，这可能表明，在宇宙学冲击注入CR的效率比以前假设的低。
2013-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on the Star-Forming Interstellar Medium in Galaxies Back to the First Billion Years of Cosmic Time
在高红移星系的分子气体含量的限制是至关重要的，以进一步我们了解恒星的形成和星系的演化通过宇宙时间，因为分子气体是恒星形成的燃料。自从近二十年前在大宇宙距离上首次发现以来，对早期宇宙中分子气体的研究已经取得了长足的进步。我们已经检测到CO排放从> 100个星系，覆盖范围的星系人口在z> 1，达到z> 6，下至sub-kpc尺度的分辨率，并跨越~2个数量级的气体质量（辅助引力透镜）。最近，甚至可以通过它们的分子发射线直接识别遥远的星系，而无需事先知道它们的红移。因此，新一代强大的长波干涉仪，如扩展甚大阵列（EVLA）和阿塔卡马大（亚）毫米阵列（ALMA），有望将高红移星系中分子气体的研究从繁重的预选中解放出来。这将使更系统的研究分子气体含量的恒星形成星系回到最早的宇宙时代。
2011-03-20 astro-ph.CO
Reionization during the dark ages from a cosmic axion background
最近有人指出，后暴胀时期重场的原始衰变将产生相对论性类轴子粒子（ALP）的宇宙背景，从而导致今天宇宙中的额外辐射。原始磁场会在黑暗时代触发这些ALP转化为亚MeV光子。这种光子流会使宇宙早期再电离，在总光学深度上留下一个显著的印记，以重新组合$τ$。利用$τ$的电流测量和普朗克实验对额外辐射含量$ΔN_{\rm eff} $的限制，我们对ALP-光子转换提出了一个强的限制。也就是说，我们得到的产品上的上限的光子ALP耦合常数$g_{aγ}$倍的磁场强度$B$下降到$g_{aγ} B \gtrsim 6 \times 10^{-18} \textrm{GeV}^{-1} \textrm{nG} $的超轻ALP。
2016-05-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic evolution of the atomic and molecular gas content of galaxies
我们利用LCDM框架下的星系形成模型GALFORM，通过将星际介质分裂为氢原子和氢分子，研究了星系冷气含量的演化.我们使用两种不同的方法计算每个星系中氢分子与原子的质量比，H2/HI; Blitz和Rosolowsky基于压力的经验关系和Krumholz，McKenzie和Tumlinson的理论模型，并应用它们来计算星系的恒星形成率。我们发现基于Blitz & Rosolowsky定律的模型预测了HI质量函数、CO（1-0）光度函数、H2/HI比与恒星和冷气体质量之间的相关性以及红外-CO光度关系，与本地和高红移观测结果符合得很好。HI质量函数随红移的变化很弱，高质量星系的数密度随红移的增加而减小。在H2质量函数的情况下，大质量星系的数密度从z=0到z=2强烈增加，然后到z=4弱演化。我们还发现，星系的H2/HI比是强烈依赖于恒星和冷气体的质量，也对红移。H2/HI与恒星和冷气体质量之间的相关性的斜率几乎没有变化，但归一化从z=0-8增加了两个数量级。H2质量函数和H2/HI比的强烈演化主要是由于星系大小的演化，其次是气体分数的演化。预测的HI宇宙密度演化与从DLAs推断的观测演化一致，并以低/中质量晕为主。我们发现，以前的理论研究在很大程度上高估了红移的全球H2/HI比的演变，由于有限的分辨率。我们预测在z~3.5处rho_H2/rho_H1 ~1.2的最大值。
2011-08-04 astro-ph.CO
Theoretical Models of the Atomic Hydrogen Content in Dark Matter Halos
宇宙再电离后的氢原子（H I）气体主要存在于暗物质晕中，是恒星形成的燃料。它与宿主晕性质的关系是理解宇宙H I分布的关键。在这项工作中，我们提出了一个灵活的，经验模型的H I晕关系。在这个模型中，虽然H I质量主要取决于主机晕的质量，也有其他晕属性的二次依赖。将该模型应用于Arecibo Fast Legacy ALFA Survey（ALSAFA）的观测数据，发现该模型能成功地拟合宇宙H I丰度（$Ω_{\rm HI}$）、平均H I-晕质量关系（$\langle M_{\rm HI}|M_{\rm h}\rangle$）和H I聚类。最佳拟合的ALCHFA数据拒绝与高置信水平的模型与没有次级晕依赖的H I质量和模型与次级依赖的晕自旋参数（$λ$），并显示出强烈的依赖晕形成时间（$a_{1/2}$）和晕浓度（$c_{\rm vir}$）。为了从流体动力学模拟的角度解释这些发现，IllustrisTNG模拟证实了H I质量对次级晕参数的依赖性。然而，IllustrisTNG结果显示对$λ$的强依赖性和对$c_{\rm vir}$和$a_{1/2}$的弱依赖性，并且还预测了在大尺度上比观测大得多的H I聚类值。模拟和观测之间的这种差异要求从理论和观测两方面改进对H I-晕关系的理解。
2022-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Alpha, Betti and the Megaparsec Universe: on the Topology of the Cosmic Web
我们研究的Megaparsec宇宙网的拓扑结构的尺度相关的贝蒂数，形式化的宇宙质量分布的拓扑信息内容。虽然贝蒂数不能完全量化拓扑，但它们在亏格和欧拉特征方面扩展了传统拓扑宇宙学研究的信息。贝蒂数的信息量越丰富，计算它们的快速算法就越容易实现。对于连续的密度场，我们确定贝蒂数的尺度依赖性调用宇宙学熟悉的过滤定义的密度阈值的子级或超级集。然而，对于离散星系分布，分析是基于粒子的α形状。这些单纯复形构成Delaunay曲面细分的嵌套子集的有序序列，Delaunay曲面细分是由尺度参数$α$定义的过滤。由于它们同伦等价于距离场的子级集，它们是评估离散点分布拓扑结构的一个很好的工具。为了开发一个直观的理解的行为贝蒂数作为$α$的函数，以及它们之间的关系，在宇宙网络的形态模式，我们首先研究它们的背景下，简单的启发式Voronoi聚类模型。随后，我们解决的拓扑结构出现在标准的LCDM方案和宇宙学的方案与替代暗能量内容。贝蒂数的演化和尺度依赖性反映了宇宙网络的层次演化，并产生了一个有前途的宇宙学参数的测量。我们还讨论了期望贝蒂数作为密度阈值的函数的超水平集的高斯随机场。
2013-06-16 astro-ph.CO
Numerical complexity of the joint nulled weak-lensing probability distribution function
在层析宇宙剪切调查的背景下，存在一个零变换的弱透镜观测（也称为BNT变换），使我们能够简化层析宇宙剪切观测的相关结构，以及建立观测值，只依赖于一个局部范围的红移，从而独立于低红移/小尺度模式。这一过程使得可能准确，从第一原理，预测的收敛和孔径质量的一点分布（PDF）。在这里，我们探索这种变换的其他后果（减少）的数值复杂性的估计之间的联合PDF为空的箱子，并演示如何使用这些结果进行理论预测。
2022-03-25 astro-ph.CO
Examining the Decline in the C IV Content of the Universe over 4.3 < z < 6.3 using the E-XQR-30 Sample
干预CIV吸收剂是宇宙时间内星系晕中富含金属气体的关键示踪剂。先前的研究表明，CIV宇宙质量密度（$Ω_{\rm CIV}$）在$\lesssim z\lesssim$ 5以上缓慢下降，然后在$z\gtrsim$ 5迅速下降，但这种下降的原因知之甚少。我们使用在$z\sim$ 6类星体的42个XSHOOTER光谱中发现的260个吸收体来表征4.3 $\lesssim z\lesssim$ 6.3以上的$Ω_{\rm CIV}$演化，其中30个来自ESO大型计划XQR-30。大样本使我们能够有力地限制衰退的速度和时间。我们发现，在$z\sim$ 4.7和$z\sim$ 5.8之间的约3亿年时间间隔内，$Ω_{\rm CIV}$减少了4.8倍。柱密度（log N）分布函数的斜率不变，表明CIV吸收在13.2 $\leq$ log N/cm $^{-2}$ < 15.0范围内大致均匀地受到抑制。假设星系晕的碳含量演变为宇宙恒星形成率密度的积分（由于恒星的寿命和外流旅行时间有一定的延迟），我们表明，化学演化本身可以合理地解释$Ω_{\rm CIV}$超过4.3 $\lesssim z\lesssim$ 6.3的快速下降。然而，CIV/CII比率在最高红移处降低，因此$Ω_{\rm CIV}$在$z\gtrsim$ 5处的加速下降可以更自然地解释为由朝向氢再电离结束的UV背景演化驱动的气体电…
2023-03-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Enhancing the Cosmic Shear Power Spectrum
将变换应用于非高斯场可以通过减少傅立叶模式之间的相关性来增强所得到的功率谱的信息内容。在弱引力透镜的背景下，它已被证明，这种增益的信息内容是显着妥协的形状噪声的存在。我们应用裁剪模拟收敛领域，一种技术，这是已知的是强大的存在噪声，并已成功地应用于星系数密度场。当孤立地分析时，所得到的收敛功率谱返回退化的宇宙学参数约束。然而，可以通过对从原始场和变换场两者导出的功率谱执行组合分析来实现实质性增益。即使在现实水平的形状噪声的存在下，我们证明，这种方法是能够减少面积的可能性轮廓内的$Ω_m - σ_8$平面的三个以上的因素。
2015-11-09 astro-ph.CO
Dark energy and negative compressibility of the Universe: A study based on cosmic equations of state
Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）
本研究通过宇宙状态方程分析，揭示暗能量特征源于流体的负压缩性，而非异常性质，并强调将宇宙内容视为非理想流体系统的重要性。
2026-09-29 astro-ph.CO
Measurements of the Muon Content of UHECR Air Showers with the Pierre Auger Observatory
最近完成的皮埃尔俄歇天文台自2004年以来一直在运行。作为一个混合实验，它允许广泛的测量UHECR引起的广泛的空气簇射（EAS），包括EAS粒子含量的测量地面上的高能强子相互作用是敏感的。我们提出了几个独立的测量结果的EAS μ子含量在地面上的俄歇数据在一次能量为10 EeV。我们讨论了高能强子相互作用模型和宇宙线组成的影响。
2009-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
The rich complexity of 21-cm fluctuations produced by the first stars
我们探讨了红移范围z = 7-40的21厘米信号的完整历史。这个红移范围包括与原始恒星形成有关的宇宙演化的各个时期，并且应该可以被现有或计划中的低频射电望远镜所获得。我们使用半数值计算的方法来探索波动信号的波数在0.03和1 Mpc之间的$^{-1}$，占不均匀的背景的Ly- $α$，X射线，莱曼-维尔纳和电离辐射。我们专注于最近注意到的期望加热占主导地位的硬X射线光谱从高质量的X射线双星。我们研究由此产生的延迟宇宙加热和气体温度波动的抑制，允许在最小的晕质量，有助于恒星形成的大的变化。我们表明，在观测中检测到的加热峰的波数应该告诉我们所发射光子的特征平均自由程和光谱，从而提供关键线索的性质的源加热原始宇宙。我们还考虑了视线的各向异性，它允许额外的信息被提取的21厘米的信号。例如，宇宙气体被加热到宇宙微波背景的温度时的加热跃迁，应该由一个特别各向同性的功率谱清楚地标记出来。更一般地，附加的交叉功率分量$P_X$直接探测哪些源主导21厘米波动。特别是，在宇宙再电离期间（以及在刚刚提到的加热跃迁之后），$P_X$在电离涨落主导的尺度上是负的，而在温度涨落主导的尺度上是正的。
2014-09-13 astro-ph.CO
Marked statistics across the cosmic web: Environmental dependent clustering in modified gravity simulations
Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学科学 Kavli 研究所）；The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS)（东京大学高等研究院）；Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学数据驱动发现中心，Kavli IPMU (WPI)，UTIAS）；Department of Mathematical Physics, Institute of Physics, University of São Paulo（圣保罗大学物理学院数学物理系）；ILANCE, CNRS – University of Tokyo International Research Laboratory（CNRS-东京大学国际联合实验室 ILANCE）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）
研究利用标记相关函数分析修正引力模拟中环境依赖的聚类，发现节点和纤维环境对信息内容影响显著，结合环境信息可提升星系聚类测试的约束能力。
2026-08-03 astro-ph.CO
Primordial cosmic complexity and effects of reheating
本文使用压缩形式化方法研究了重加热阶段对原初曲率扰动复杂性演化的影响，发现大尺度模式的复杂性特征仅能根据状态方程参数分为三类，而小尺度模式则保留了重加热EOS的具体演化印记。
2023-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Alternative High-z Cosmic Tracers and the Dark Energy Equation of State
我们建议用另一种宇宙示踪剂来测量宇宙的暗能量状态方程和物质含量[w（z）& Ω_m]。我们提出的方法包括两个部分：（a）跟踪哈勃关系使用HII类星暴星系，作为SNIa的替代品，它可以检测到非常大的红移，z~4，和（b）测量集群模式的X射线选择AGN的中值红移~1。该方法的每个组成部分本身都可以提供对宇宙学参数的有趣约束，特别是在我们预期我们将显著减少相应的随机误差和系统误差的情况下。然而，通过加入它们的似然函数，我们将能够施加严格的宇宙学约束，打破暗能量状态方程（无论是常数还是变量）与宇宙物质含量之间已知的简并性，并提供一个强大的替代方法来测量暗能量对全球动力学和状态方程的贡献。对X射线选定的活动星系核（基于小型XMM调查）和目前最大的SNIa样本（Kowalski et al 2008）的初步联合分析提供：Omega_m=0.28^{+0.02}_{-0.04}和w=-1.0 +-0.1。
2009-03-01 astro-ph.CO
On the dark contents of the Universe: A Euclid survey approach
在这项工作中，我们研究的后果，允许非无压暗物质时，确定暗能量的限制。我们发现，当今的暗能量约束，从低红移探针是非常退化时，允许这种暗物质的变化。然而，加入宇宙微波背景（CMB），我们可以恢复$w_{DM} = 0$的情况下的限制。我们还表明，与未来的欧几里德红移调查，我们希望在很大程度上改善这些限制，但是，没有互补信息的CMB，仍然有很强的暗能量和暗物质状态方程参数之间的简并。
2016-12-20 astro-ph.CO
Complexity Induced Sporadic Localized Multifractal Antiscreening in Gravitational Evolution at Large Scales
有人认为，由于引力常量G的变化而产生的反屏蔽效应可能为暗物质之谜提供了部分答案。也有人假设大尺度下的重整化群标度变换可能提供理论解释。在这封信中，我们表明，多重分形粗粒标度效应，由于经典波动的IR与连续的对称性破缺的引力演化和诱导运行的引力常量在较大尺度上的分形结构，可能提供合理的解释弱透镜观测和超越的观测结果。由于引力常量的运行而产生的零星的和局部的反屏蔽也可以为宇宙演化和大尺度结构的形成提供骨干。我们对这一有趣发现的解释是，这种效应是复杂现象的结果，涉及大尺度多重分形结构的演化和伴随的波动，而不是传统的论点表明量子引力是主要原因。我们还认为，由于这种随机复杂性演化的宇宙学常数的运行可能提供了一个关键的理解所观察到的宇宙加速。
2015-08-27 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
