Rotation of the cosmic microwave background polarization from weak gravitational lensing
当宇宙微波背景（CMB）光子从末次散射面通过时空度规扰动时，偏振矢量可能绕其传播方向旋转。这种引力旋转与光子轨道的透镜偏转不同，并且是在光子轨道的透镜偏转之外发生的。这种旋转可以来源于线性矢量或张量度规扰动，并且与旋度偏转场完全相干。因此，对CMB偏振功率谱的透镜校正以及由于非标量扰动引起的温度-偏振互相关进行了修正。旋转不影响线性标量扰动的透镜效应，但当计算进行到高阶时需要包括在内。我们提出了完整的结果弱透镜的全天空CMB功率谱的一般线性度规扰动，同时考虑到偏转的光子轨迹和旋转的偏振。对于由引力波引起的透镜效应，我们证明了由旋转引起的B模在很大程度上抵消了由偏转的旋度分量引起的B模。
2014-01-30 astro-ph.CO
Detecting stable massive neutral particles through particle lensing
天体物理源发射的稳定的大质量中性粒子在我们银河系的引力势作用下发生偏转。偏转角取决于粒子的速度，因此非相对论性粒子将比相对论性粒子偏转得更多。如果这些粒子可以通过中微子望远镜、宇宙射线探测器或定向暗物质探测器探测到，它们的到达方向将沿着源透镜方向排列在天空中。在这种偏转的顶部，非相对论性粒子的到达方向相对于相对论性粒子发生位移，这也是由于源相对于观察者的相对运动;这导致沿着源轨迹的天空投影的检测对齐。最终的对准将通过由透镜和源自行引起的方向的组合来给出。我们推导出银河系晕的偏转速度关系，并建议在粒子望远镜的探测图上寻找对准可能是找到新粒子或新天体物理现象的一种方法。
2012-03-25 astro-ph.CO
Gravitational Lensing in Plasmic Medium
综述了等离子体对引力透镜各种效应的影响。利用引力作用下介质中几何光学的哈密顿方法，导出了球对称密度分布等离子体中黑洞（或另一个具有Schwarzschild度规的物体）对光子偏转角的精确公式.在这种情况下，偏转角由不同因素的相互组合决定：重力、色散和折射。虽然真空中重力偏转和非均匀介质中折射偏转的效应是众所周知的，但新的效应是，在均匀等离子体的情况下，在没有折射偏转的情况下，重力偏转不同于真空偏转，并且取决于光子频率。当等离子体存在非均匀性时，也会发生色折射偏转，因此等离子体的存在总是使引力透镜产生色效应。特别地，如果在不同波长下观察，等离子体的存在导致相同图像的不同角位置。详细讨论了在不同情况下如何应用所提出的偏转角计算公式。本文还讨论了等离子体中超过弱偏转近似的引力透镜。
2015-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Maps of CMB lensing deflection from N-body simulations in Coupled Dark Energy Cosmologies
为了模拟宇宙微波背景辐射的弱透镜效应，我们利用耦合暗能量宇宙学模拟（CoDECS）进行了射线追踪，得到了透镜势和偏转角图。构造的地图反映了N体宇宙结构的范围从角分到度尺度。我们调查的透镜图案的变化，由于DE动力学，其特征在于不同的背景和扰动行为作为DE场和CDM之间的相互作用的结果。我们研究了三个不同背景和扰动演化的模型的结果，目的是分离它们在透镜观测量中的印记。研究的方案包括一个参考LCDM宇宙学，一个标准的耦合DE（CDE）的情况下，和一个“弹跳”的CDE的情况下。对于标准的cDE的情况下，我们发现，在透镜势的差异，结果从两个影响：增强增长的线性CDM密度波动相对于LCDM的情况下，和修改的非线性动力学的塌陷结构引起的DE-CDM相互作用。因此，CMB透镜突出了宇宙膨胀中的DE影响，即使在退化的情况下，线性物质密度扰动的振幅，通过σ_8参数化，在标准cDE和LCDM宇宙学中是相同的。对于弹跳的情况下，我们发现，透镜密度对比度和物质丰度的两个相反的行为导致了一个反直觉的效果，使透镜信号的功率比LCDM方案低10%。此外，我们分别比较了CDM和重子在CoDECS中的行为，以隔离来自与DE分量耦合的影响。我们发现，在反弹的情况下，重子显示出相反的趋势，相对于CDM，由于耦合后者与DE组件。[删节]
2013-08-06 astro-ph.CO
Weak lensing of the CMB
宇宙微波背景（CMB）是研究引力透镜的独特来源。它在整个天空中延伸，部分偏振，位于z=1100的极端距离，被认为具有高斯随机场的简单基本统计。在这里，我们回顾了宇宙微波背景辐射的弱透镜，强调了它与其他来源（例如星系）的弱透镜的区别。我们讨论了重映射CMB的透镜偏转场的统计特性，以及相应的功率谱效应。然后，我们专注于重建透镜偏转的方法，描述有效的二次最大似然估计和delensing。最后，我们回顾了最近的探测和观测前景。
2009-11-03 astro-ph.CO
Deflection angle and lensing signature of covariant f(T) gravity
我们计算的偏转角，以及透镜图像的位置和放大率，在协变的$f(T)$重力的情况下。我们首先提取球对称的解决方案的纯四分体和协变制定的理论，因为考虑球面解决方案的扩展到后者是至关重要的，为了使结果不受帧依赖的文物。应用弱场微扰近似，我们得到了解相对于广义相对论的偏差。此外，我们还计算了偏转角，进而计算了透镜框架中的位置差和放大率差。这种一致的$f(T)$重力对透镜特征的影响可以在实际情况下作为可观察的特征，在这种情况下，预计$f(T)$仅略微偏离广义相对论，因为透镜尺度一般不像太阳系数据那样受到限制，因此可以更容易地观察到与广义相对论的偏离。
2021-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Emission-angle and polarization-rotation effects in the lensed CMB
CMB的透镜效应是一个重要的效应，并且通常通过透镜偏转重新映射未透镜化的CMB场来建模。然而，透镜偏转也改变光子路径，使得发射角不再与背景最后散射表面正交。我们给出了第一次计算的发射角修正的标准透镜近似从偶极（多普勒）源的温度和四极源的温度和偏振。我们表明，虽然修正是可以忽略不计的温度和E-模式的偏振，额外的大规模的B-模式产生的白色光谱，占主导地位的后玻恩场旋转（卷曲透镜）。在大尺度上，大约百分之一的总透镜诱导的B模式振幅预计是由于这种效果。然而，由于时间延迟，光子发射角确实保持与扰动的最后散射表面正交，并且大尺度发射角B模式的一半与时间延迟的B模式相抵消，从而给出约0.5%的总贡献。虽然对计划中的观测并不重要，但该信号可能最终限制去透镜的能力，从而无法揭示原始引力波的低振幅。我们还推导出由于发射和观测之间的多次偏转而导致的偏振旋转。旋转角是偏转角的二次阶，因此小到可以忽略：偏振通常旋转小于弧秒，小于小尺度图像的数量级由于后玻恩场旋转（在剪切中是二次的）而旋转。在小尺度上，场旋转B模占主导地位。
2017-08-17 astro-ph.CO
Gravitational Lensing Corrections in Flat LambdaCDM Cosmology
我们计算了在平坦的λ CDM宇宙学中行进的光线遇到完全凝聚质量区时的偏转角，其量级为（m/r_0）^2和m/r_0* λ r_0^2。我们使用瑞士奶酪模型的不均匀性，并发现最显着的爱因斯坦角的修正发生，而不是因为非线性项，而是因为凝聚质量是嵌入在一个背景宇宙学。瑞士奶酪模型预测的偏转角减少约2%的弱透镜星系后，丰富的集群A1689，并且对于z \approx 1处的类似富簇，减少可以高达~5%。由星系引起的弱透镜偏转角同样可以减少约4%。我们发现，最低阶的修正，其中λ出现是成比例的m/r_0* \sqrt{Lambda r_0^2}，并可能导致多达0.02%的增加，通过一个丰富的集群光的偏转角。质量的最低阶非线性修正与m/r_0* \sqrt{m/r_0}成正比，对于星系的弱透镜效应，它能使偏转角增加~0.005%。
2010-06-16 astro-ph.CO gr-qc
Light deflection angle through velocity profile of galaxies in $f(R)$ model
我们探索了一种新的实现银河系尺度动力学通过引力透镜现象的幂律$f(R)$引力理论的类型$f(R)\propto R^{1+δ}$与$δ<<1$解释集群暗物质的影响。利用在弱场极限下得到的单有效点势（牛顿势+ $f(R)$背景势），研究了在$f(R)$框架下对超过光盘大小的星系自转曲线及其透镜轮廓的联合观测.我们计算了一个典型星系的有效$f(R)$旋转速度剖面中出现的特征长度尺度（由于$f(R)$理论中的Noether对称性），并在模型参数$δ\approx O(10^{-6})$的约束下计算了光偏转角的大小.以邻近的两个有争议的星系NGC 5533和NGC 4138为例，通过分析它们在$f(R)$背景下的透镜角轮廓，探讨了它们的星系特征。我们还对比了$f(R)$透镜角轮廓的大小和相关参数的星系与广义的伪等温星系晕模型，并找到一致性。
2020-11-04 astro-ph.CO gr-qc
CMB-lensing beyond the Born approximation
本文研究了玻恩近似以外的效应对宇宙微波背景温度各向异性的弱透镜修正。为此，我们使用小偏转角近似，连接透镜和unlensed功率谱，通过表达式的偏转角高达三阶的引力势。虽然小偏转角近似的缺点是可靠的多极$\ell\lesssim 2500$，它使我们能够始终考虑到非高斯性质的宇宙学扰动理论超出了线性水平。高阶偏转角的非高斯性质对透镜温度功率谱的贡献是一种新的效应，迄今为止在文献中还没有考虑到这一点。它是后玻恩透镜修正中的主要贡献。另一方面，这种影响小于物质功率谱中的非线性修正，它对CMB透镜效应的影响太小，在目前的实验中看不到。
2016-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lambda does not Lens: Deflection of Light in the Schwarzschild-de Sitter Spacetime
关于宇宙学常数$Λ$是否能直接改变引力透镜的能力，仍有争论。为了在这个问题上重新建立共识，我对史瓦西-德西特时空中的引力透镜进行了全面的分析，其中$Λ$的影响应该是最明显的。有效的透镜定律被发现是在精确的协议与$Λ=0$的结果：$α_\mathrm{eff} = 4m/b_\mathrm{eff}+15πm^2/4b_\mathrm{eff}^2 +O(m^3/b_\mathrm{eff}^3)$，其中的有效弯曲角$α_\mathrm{eff}$和碰撞参量$b_\mathrm{eff}$定义的角度和角直径的距离由一个共同运动的宇宙观测者。[这些观察者遵循类时测地线同余，它（i）尊重时空的连续对称性，（ii）在离透镜很远的地方最快地接近局部各向同性。]有效的透镜定律可以使用透镜化或非透镜化的角直径距离导出，尽管非透镜化距离的固有模糊性产生附加的不确定性$O(m^5/Λb_\mathrm{eff}^7)$。我的结论是，宇宙学常数不干扰标准的引力透镜形式主义。
2016-11-02 astro-ph.CO gr-qc
Lensing smoothing of BAO wiggles
我们非微扰地研究了偏转角对实空间中物质功率谱BAO摆动的影响。我们表明，从红移z~2，这引入了大约1 Mpc的BAO尺度的色散，这相当于约1%的效果。由偏转角引起的透镜效应完全与几何形状和测量无关，从而消除了BAO摆动。在BAO尺度下，z~2和z~4对功率谱振幅的影响分别约为0.1%和0.2%。我们比较了由透镜势和非线性结构形成引起的平滑效应，表明这两种效应在z~4处变得相当，而透镜效应在较高红移处占主导地位。我们注意到，通过BAO重建技术没有考虑到这种影响。
2017-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Evidence for deviation in gravitational light deflection from general relativity at cosmological scales with KiDS-Legacy and CMB lensing
College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院）；School of Physics and Optoelectronic Engineering, Yangtze University（长江大学物理与电子信息学院）
利用KiDS-Legacy和CMB透镜数据测试广义相对论，发现引力光偏偏离广义相对论，提示新物理或数据系统误差。
2026-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Does Gravity Fall Down? Evidence for Gravitational Wave Deflection Along the Line of Sight to GW 170817
我们提出了一种新的广义相对论（GR）的测试：测量由于引力透镜的时间延迟的几何分量。GR预测光子和引力波遵循相同的测地线路径，因此经历相同的几何时间延迟。我们表明，对于典型的系统，时间延迟是几十秒，因此可以支配天体物理延迟的光子发射的时间。对于GW 170817的情况下，我们使用多平面透镜代码来评估由于沿着视线的四个大规模的光晕的时间延迟。从这些晕的文献质量和距离测量，我们建立在高置信度（显着大于5西格玛），引力波的GW 170817经历了引力偏转到达光子在1.7秒内。
2020-01-06 astro-ph.CO gr-qc
The Legacy of Einstein's Eclipse, Gravitational Lensing
一百年前，两支英国探险队测量了太阳引力场对星光的偏转，证实了爱因斯坦广义相对论的预言。100年后，世界各地的许多物理学家都参与研究引力场对光的偏转的后果，并将其用作研究工具，这门学科今天被称为引力透镜。本评论旨在纪念爱因斯坦的日食探险一百周年，提出了一个历史的发展和里程碑的引力光弯曲的角度来看，从十九世纪初的猜测，目前使用的天文学和宇宙学的一个重要的研究工具。
2020-01-13 astro-ph.CO physics.hist-ph
Full-sky formulae for weak lensing power spectra from total angular momentum method
从总角动量（TAM）方法出发，系统地推导了标量、矢量和张量扰动产生的弱透镜功率谱的全天空公式。本文首先从测地线和测地偏差方程出发，给出了作为CMB透镜和宇宙剪切实验观测量的偏转角和Jacobi映射的规范不变表达式。然后，我们应用TAM方法，最初在CMB的理论研究中开发的，角功率谱的系统推导。TAM表示，其特征在于总的角度依赖性的空间模式投影沿视线，可以携带所有的信息所产生的标量，矢量和张量度量扰动的透镜模式。这大大简化了计算，我们提出了一套完整的全天空公式的角功率谱在E-/B-模式宇宙剪切和梯度/卷曲模式透镜势的偏转角。在此基础上，我们给出了在矢量和张量扰动存在下非零B模宇宙剪切和旋度模偏转角的例子，并计算了其功率谱.
2013-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Weyl fluid dark matter model tested on the galactic scale by weak gravitational lensing
高维外尔曲率在膜上诱导了一个新的引力源。这种几何起源的外尔流体（在球对称的静态配置中减少为暗辐射和暗压力）修改了星系周围的时空几何，并已被证明可以解释星系旋转曲线的平坦性。需要进行独立观察来区分外尔流体和其他暗物质模型。引力透镜可以提供这样的测试。因此，我们在一类球对称膜世界度规下研究了星系暗辐射支配区的零测地线和弱引力透镜。我们发现，在膜世界的情况下的透镜轮廓是区别于暗物质透镜，尽管膜世界的情况和暗物质模型拟合的旋转曲线数据。特别是，在渐近区域的光偏转是18%的增强相比，暗物质晕预测。对于外尔流体的线性状态方程，我们进一步找到了一个临界半径，在该半径以下，膜世界效应减小，而在该半径以上，膜世界效应放大光偏转。这与任何暗物质模型相反，暗物质的加入总是增加偏转角。
2012-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic weak lensing from a fully non-linear cosmological density field
在本文中，我们研究宇宙学弱透镜的非线性尺度，并表明，有牛顿和相对论的贡献，后者也可以从标准的牛顿模拟提取。我们使用后弗里德曼形式主义，后牛顿类型的宇宙学框架，推导出完整的弱透镜偏转角有效的非线性尺度上的任何度量引力理论。我们表明，唯一的贡献项，是二次在一阶偏转是预期的玻恩校正和透镜透镜耦合项。我们使用这个偏转角来分析矢量和张量对E-和B-模式宇宙剪切功率谱的贡献。在我们的方法中，一旦引力理论被指定，度规分量就以一种定义明确的方式与物质含量相关。在广义相对论的基础上，我们为GR $+Λ$ CDM宇宙写下了一套完整的方程，用于计算牛顿N体模拟中所有可能的透镜项。我们说明了这与矢量势，并表明，在GR $+Λ$ CDM宇宙中，其贡献的E-模式是可以忽略不计的相对于传统的牛顿标量势，即使在非线性尺度。因此，在牛顿N体模拟给出了一个很好的近似的物质动力学的标准假设下，我们表明，标准的射线追踪方法给出了一个很好的描述$Λ$ CDM宇宙学。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing generated by vector perturbations and detectability of cosmic strings
我们研究了通过弱引力透镜效应的矢量度规扰动的观测特征。在矢量扰动的存在下，B模宇宙剪切和旋模偏转角的非零信号，这在标量度规扰动的情况下从未出现过，自然会出现。通过求解测地线和测地偏差方程，导出了弱透镜信号角功率谱的全天空公式，并给出了E/B模宇宙剪切和梯度/卷曲模偏转角的显式表达式。作为一个可能的来源播种矢量扰动，我们然后考虑一个宇宙弦网络，并讨论其检测即将到来的弱透镜和CMB测量。基于这些公式和一个简单的宇宙弦网络模型，我们计算了B模宇宙剪切和卷曲模偏转角的角功率谱和期望的信噪比。我们发现，弱的透镜信号被增强的弦网络，$P$的一个较小的相互交换概率，他们是潜在的检测到即将到来的宇宙剪切和CMB透镜观测。对于$P\sim 10^{-1}$，宇宙弦的最小可检测张力将下降到$Gμ\sim 5\times 10^{-8}$。通过理论上推断的最小值$P\sim 10^{-3}$，我们甚至可以用$Gμ\sim 5\times 10^{-10}$检测字符串。
2012-10-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Lensing in presence of Plasma: Strong Lens Systems, Black Hole Lensing and Shadow
本文综述了等离子体对引力透镜效应影响问题的最新进展，并补充了一些新的材料和相关的讨论。光在重力和等离子体存在下的偏转是由各种物理现象的复杂组合决定的：重力，色散，折射。特别是，在没有折射的均匀等离子体中，引力偏转本身与真空不同，并取决于光子的频率。在非均匀等离子体中，也会发生色折射。我们描述了强透镜系统中的色效应，包括像的角位置的移动和放大率的变化。我们还研究了高阶图像时出现的均匀等离子体包围的黑洞透镜。本文介绍了等离子体对Schwarzschild和Kerr黑洞阴影影响的解析研究结果。
2019-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Time-dependent deflection reconstruction: new technique to search for gravitational waves with the cosmic microwave background
Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出了一种基于CMB观测的时变偏移重建技术，用于探测引力波，展示了其在不同频率范围内的灵敏度优势。
2026-02-04 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
