Constraining the cosmological evolution of scalar-tensor theories with local measurements of the time variation of G
我们确定的条件下，从月球激光测距对当地的引力常量的时间演化的约束可以外推施加约束的宇宙学引力常量的时间演化的标量张量理论的修改的引力。我们允许的可能性，标量张量理论是非线性的，并包含一个筛选机制。这导致了对Horndeski函数$|α_M|\lesssim 0.002$描述的宇宙学普朗克质量运行的强约束。我们发现，我们的假设是有效的大多数Vainshtein和动力学筛选模型，其中的移位对称性$ϕ\rightarrowϕ+ c$持有，但违反了一些变色龙和对称筛选模型，其中的宏观等效原理被打破。
2020-08-12 astro-ph.CO
Constraining the Variation in Fine-Structure Constant Using SDSS DR8 QSO Spectra
我们报告了对精细结构常数α = e^2/（hbar*c）的可能变化的一个强有力的限制，α = e^2/（hbar*c）是用O III 4959，5007类星体的星云发射线得到的。我们发现Δ-α/α =-（2.1 +/- 1.6）x 10^（-5）是基于斯隆数字巡天数据第8版中精心挑选的2347个类星体样本，其中0.02 < z < 0.74。我们的结果与在大约7 Gyr的2 x 10^（-5）水平上的不变α相一致。这是迄今为止用于限制阿尔法变化的河外天体的最大样本。虽然这种约束不像使用多重峰方法确定的约束那样严格，但它不受各种系统效应的影响。与之前的研究（Bahcall et al. 2004）相比，此处实现的Δ-α/α改善约为4倍，这与基于此处使用的14倍大样本的预期一致。这表明误差主要由统计不确定性决定。我们还发现对应于O III 5007 A和4959 A谱线的跃迁几率比为2.933+/-0.002，与美国国家标准与技术研究所的测量结果非常一致。
2013-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Constraining the swiss-cheese IR-fixed point cosmology with cosmic expansion
在最近的一项研究中，有人提出，最近宇宙进入宇宙加速时代是每个星系和星系团中存在小的反重力源的结果。特别是，一个瑞士奶酪宇宙学模型，相对论集成的贡献，所有这些反重力源在银河系尺度上已被构造假设存在一个红外固定点的尺度相关的宇宙学常数。导出的宇宙学展开为微调和符合问题提供了解释。目前的工作放宽了以前的假设运行的宇宙学常数，并允许一个通用的缩放周围的红外固定点。我们的分析表明，为了产生与最佳$Λ$ CDM模型一致的宇宙演化，宇宙学常数的IR运行与IR不动点的存在是一致的。
2021-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
Constraining fundamental physics with combined variations of fundamental constants
我们讨论如何现有的天体物理测量的各种组合的精细结构常数$α$，质子-电子质量比$μ$和质子旋磁比g $_{p}$对射电源PKS 1413 +135可以用来单独约束这些基本的耦合。虽然现有测量的准确性还不足以测试本研讨会（以及本卷其他地方）讨论的空间偶极子场景，但我们的分析可以作为概念验证，因为新的观测设施很快将允许更强大的测试。重要的是，这些测量也可以用来获得对某些类的统一方案的约束，我们比较了PKS 1413 +135获得的约束与以前获得的本地原子钟测量（并在以前的贡献中讨论）。
2013-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the Variation of the Fine Structure Constant with Observations of Narrow Quasar Absorption Lines
试图测量精细结构常数α随宇宙学时间的变化，使用高红移类星体的光谱产生了相互矛盾的结果。我们使用许多多重（MM）的方法与Mg II和Fe II线非常高的信噪比，高分辨率（R = 72,000）凯克HIRES光谱的8个窄类星体吸收系统，并考虑系统的不确定性，在光谱仪波长校准和速度偏移也引入内部速度结构。在红移z = 0.7 - 1.5的范围内，我们发现α没有显著变化，Δ（α）/α =（0.43 +/- 0.34）x 10^（-5）（统计和系统）。即使对于明显简单和窄的吸收系统，吸收线结构引起的Delta（alpha）/alpha测量中的散射也可以显著大于指定的统计误差。我们发现Delta（alpha）/alpha =的结果为空（-0.59 +/-0.55）x10 ^（-5）在z = 1.7382的系统中使用Cr II、Zn II和Mn II，而在z = 1.6614的系统中使用Cr II和Zn II，我们发现系统速度趋势，其被解释为α的偏移，意味着Delta（alpha）/alpha =（1.88 +/- 0.47）x 10^（-5）（统计加系统）。后一种结果几乎肯定是由线的子成分中不同的离子丰度引起的。我们的结论是，光谱测量类星体吸收线还没有能够明确地检测变化的α使用MM方法。
2014-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Variations of the fine-structure constant $α$ in exotic singularity models
人们已经研究了各种奇异奇异模型，作为观测到的宇宙最近加速的可能模拟模型。在这里，我们进一步研究这些类之一，并假设它们是一个基础标量场的行为，也耦合到理论的电磁部门的现象学玩具模型，获得相应的行为的精细结构常数$α$的特定选择的模型参数，以前已被证明是在合理的协议与宇宙学观测。然后，我们将预测的行为与现有的$α$测量结果进行比较，从而将这种假定的耦合约束到电磁学。我们发现，耦合的值，这将提供一个很好的适合光谱测量的$α$是在超过三西格玛张力与本地原子钟的界限。ESTERO和ELT-HIRES的未来测量将为这些模型提供明确的测试。
2014-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the variation of fundamental constants at z ~ 1.3 using 21-cm absorbers
我们展示了使用甚大望远镜（VLT）的紫外和视觉中阶梯摄谱仪（UVES）获得的高分辨率光谱，以及使用巨型米波射电望远镜（GMRT）和绿岸望远镜（GBT）获得的5个类星体的21厘米吸收光谱。视线上的21厘米吸收系统在1.17 < z < 1.56之前已被检测到。我们还介绍了这些类星体的毫角秒尺度的射电图像与甚大基线阵列（VLBA）。我们使用其中四个系统的数据来约束x = g_p* α ^2/mu的时间变化，其中g_p是质子旋磁因子，α是精细结构常数，mu是质子与电子的质量比。我们仔细评估系统的不确定性，在红移测量使用互相关分析和重复Voigt轮廓拟合。在两种情况下，我们也证实了我们的结果，通过分析与凯克望远镜获得的光谱。我们发现，在平均红移= 1.36时，Delta_x / x的加权平均值和简单平均值分别为-（0.1 +/- 1.3）x10^-6和（0.0 +/- 1.5）x10^-6，<z>对应的回溯时间为~ 9 Gyr。这是对Delta_x / x的最严格的约束。如果我们只对在毫角秒尺度下未分辨的类星体使用这两个系统，我们得到Delta_x / x = +（0.2 +/- 1.6）x10^-6的简单平均值。假设其他常数不变，我们得到Delta_alpha / alpha =（0.0 +/- 0.8）x10^-6，这比迄今为止使用多重态方法得到的最佳约束条件好两倍。另一方面，假设α和…
2012-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining fundamental constants of physics with quasar absorption line systems
我们总结了我们的小组和其他人的尝试，推导出约束的基本常数的变化在宇宙时间使用类星体吸收线。对于精细结构常数α、质子-电子质量比μ以及质子旋磁因子和前两个常数gp（α ^2/μ）^nu的组合，在红移约为0.5-2.5的范围内，在3 σ水平上，大多数上限位于0.5-1.5x10-5的范围内，其中α只有一种变化。因此，进行新的测量非常重要，以将多种方法的灵敏度提高到至少<0.1x10-5，这应该在未来几年内成为可能。未来在光学ELT和/或射电ALMA、EVLA和SKA寻路器上的仪器无疑将推动这一领域的发展，使其在更高的光谱分辨率下达到更好的信噪比，并对高红移星系ISM中的分子进行测量。
2009-05-11 astro-ph.CO
Constraining Fundamental Constants with Fast Radio Bursts: Unveiling the Role of Energy Scale
本研究利用50个已定位快速射电暴的色散量与红移独立测量数据，在标准及动力学暗能量宇宙学模型下约束精细结构常数和质子电子质量比的不确定性，得到迄今最严格约束之一，凸显了能量标度的关键作用。
2024-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining fundamental constant evolution with HI and OH lines
本文报道了从$z = 0.765$吸收系统到PMN J 0134 -0931的红移HI 21 cm和OH 18 cm谱线的深绿岸望远镜光谱。“卫星”OH 18 cm谱线之间的红移，或者HI 21 cm谱线和“主”OH 18 cm谱线之间的红移，对三个基本常数的不同组合的变化很敏感，这三个基本常数是精细结构常数$α$、质子-电子质量比$μ\equiv m_p/m_e$和质子g因子$g_p$。我们发现卫星OH 18 cm谱线并不是完全共轭的，具有不同的线形，1612 MHz吸收比1720 MHz发射强。这意味着这种吸收体的卫星线不适合探测基本常数的演变。通过多高斯拟合比较HI 21 cm和OH 18 cm谱线的红移，得到强约束$[ΔF/F] = [-5.2 \pm 4.3] \times 10^{-6}$，其中$F \equiv g_p [μα^2]^{1.57}$和误差预算包括统计误差和系统误差的贡献。因此，我们没有发现$z = 0.765$和当前历元之间的常数发生变化的证据。将约束$[Δμ/μ] < 3.6 \times 10^{-7}$从另一个具有类似红移的吸收体中分离出来，并假设$g_p$的分数变化远小于$α$的分数变化，我们得到了在6.7 Gyrs的回望时间内的$[Δα/α] = (-1.7 \pm 1.4) \times 10^{-6}$。
2012-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Constraining the time variation of the coupling constants from cosmic microwave background: effect of Λ_{QCD}
考虑到电子质量m_{e}和质子质量m_{p}的同时变化，我们研究了宇宙微波背景（CMB）对复合时期和当前时期之间精细结构常数Δα/α \equiv（α_{rec} - α_{now}）/α_{now}随时间变化的约束.换句话说，我们除了考虑电磁耦合外，还考虑了汤川耦合和量子色动力学尺度Λ QCD的变化。我们澄清哪些参数可以确定从CMB温度各向异性的奇异值分解。假设由单个标量场（标量场）控制的耦合常数变化之间的关系，95%置信水平（C.L.）发现对Δα/α的约束为-8.28 \times 10^{-3} < Δα/α< 1.81 \times 10^{-3}，这比仅考虑α和m_{e}的变化得到的约束更严格。我们还得到质子与电子质量比μ \equiv m_{p} / m_{e}随时间变化的约束条件为-0.52 < Δμ/μ< 0.17（95%C. L.）在同样的假设下。最后，我们还实现了预测的限制，从普朗克调查。
2009-12-30 astro-ph.CO
A search for the fine-structure constant evolution from fast radio bursts and type Ia supernovae data
本研究利用快速射电暴和Ia型超新星数据，在逃逸膨胀子情景下约束精细结构常数随红移的演化参数γ，并预测更大样本可将不确定性提高一个数量级。
2025-01-23 astro-ph.CO hep-ph
Variations in fundamental constants at the cosmic dawn
对基本常数的时空变化的观测将为自然理论中存在新的光自由度提供强有力的证据。要严格限制这种情况，需要利用跨越不同尺度的观测，并探测不同时期的宇宙状态。在宇宙学的背景下，宇宙微波背景辐射和莱曼- $α$森林都被证明是能够约束电磁变化的强大工具，然而目前还不存在能够弥合复合和再电离之间差距的宇宙学探针。在不久的将来，射电望远镜将试图测量在再电离和宇宙黎明时期（可能是黑暗时代的尾端）中性氢的21厘米跃迁;这些实验对电磁现象天生敏感，将提供一个独特的视角来观察精细结构常数和电子质量的时空变化。我们在这里表明，这些基本常数的大的变化将产生的21厘米的功率谱，可能是从天体物理的不确定性区分的功能。此外，我们预测的平方公里阵列的灵敏度，并表明，21厘米的功率谱可能能够约束在${\cal O}(10^{-3})$的水平上的变化。
2020-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Constraining cosmologies with fundamental constants I. Quintessence and K-Essence
许多宇宙学模型引用滚动标量场来解释观测到的宇宙膨胀加速。这些理论通常包括势V（phi），它是标量场phi的函数。虽然V（phi）可以用一组非常不同的函数来表示，但最近的工作表明，在某些条件下，例如慢滚条件，状态方程参数w要么与V（phi）的形式无关，要么是只有几个参数的解族的一部分。在这种类型的实际模型中，标量场耦合到模型的其他扇区，导致基本常数（例如精细结构常数α和质子与电子质量比μ）的可能可观察到的变化。本文探讨的限制，这对各种宇宙学的有效性，调用滚动标量场。我们发现，μ变化的极限对宇宙学参数w+1乘以一个新的物理参数zeta_mu ^2的乘积产生了重要的限制，zeta_mu ^2是μ和滚动标量场之间的耦合常数。即使宇宙学被限制在非常慢的滚动条件下，zeta_mu的值也必须在其预期值的低端或小于其预期值，或者w+1的值必须被限制在接近0的值。这意味着滚动标量场与电磁场的耦合很弱，zeta_mu很小，与重力的耦合很弱，w+1 ~ 0，或者两者兼而有之。这些结果强调，坚持以μ为单位的测量不变性是对任何提出的宇宙学和它所需要的任何新物理学的有效性的一个非常重要的考验。对μ变化的限制也与α值的报告变化产生了显着的张力。
2012-10-10 astro-ph.CO
Fundamental Physics with ESPRESSO, Constraining a simple parametrisation for varying $α$
光谱仪ESTERO最近通过沿明亮类星体视线的测量，在$1σ$水平上以$1.36$ ppm的精度获得了精细结构常数$α$变化的极限。这对具有不同$α$的宇宙学模型施加了新的约束。我们假设这样一个模型，其中电磁扇区耦合到一个标量场暗能量负责目前的宇宙加速。我们参数化的变化$α$与两个额外的参数，一个定义的宇宙演化的精髓组件和其他固定的耦合与电磁场。这项工作的目的是约束这些参数与天体物理和本地探头。我们还对每个数据探针如何限制我们的参数化进行了比较分析。我们通过将模型的预测与观察结果进行比较来进行贝叶斯分析。天体物理数据集由类星体光谱测量组成，包括最新的ESTENO数据点，以及普朗克观测的宇宙微波背景。我们将这些结果与来自原子钟和显微镜实验的本地结果相结合。对quintessence参数的约束与场的零变一致，因此与$Λ$ CDM宇宙学相容。耦合到电磁扇区的约束主要由Eötvös参数局部约束。更精确的测量与ESTERO将是极其重要的研究宇宙学演化的$α$，因为它探测的红移间隔无法访问其他类型的观测。然而，对于该特定模型，目前可用的数据有利于$α$的零变化，主要是由于强显微镜限制。
2022-11-14 astro-ph.CO
Let's talk about varying G
基本常数可能根本不是常数。有一种普遍接受的观点认为，人们只能谈论无量纲量的变化，如精细结构常数$α_{\rm e}\equiv e^2/4πε_0\hbar c$。然而，对引力强度的约束往往集中在G本身，这是有问题的。我们强调G需要乘以质量的平方，因此，例如，应该约束$α_{\rm g}\equiv G m_{\rm p}^2/\hbar c$，其中$m_{\rm p}$是质子质量。在许多已发表的研究中，由于没有关注这些无量纲量，因此很难解释约束对G变化的物理依赖性。一个思想实验涉及到与另一个宇宙中的观察者谈论物理常数的值，这可能有助于区分什么是真正可测量的，什么只是我们特定单位制的一部分。
2010-04-12 astro-ph.CO
JWST observations constrain the time evolution of fine structure constants and dark energy - electromagnetic coupling
本研究利用JWST高红移星系光谱数据限制精细结构常数的时间演化，未发现其宇宙学演化证据，并结合观测数据为暗能量与电磁耦合强度设定了迄今最严格的上限。
2024-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
