New Approaches to Probing Minkowski Functionals
我们推广了普通斜谱的概念，以探讨非高斯性对宇宙微波背景（CMB）图的形态的影响，在几个领域：在实空间（通常称为累积量），并在谐波和针状基地。其基本目的是保留比这些统计中通常包含的更多的信息，以帮助确定任何测量的非高斯性的来源，与Munshi & Heavens（2010）的偏斜光谱用于识别普朗克数据中CMB双谱的前景污染物相同。使用一个微扰系列构造的闵可夫斯基泛函（MF），我们提供了一个伪Cl为基础的方法，在谐波和针状表示估计这些频谱中存在的掩模和非均匀噪声。假设均匀噪声，我们提出了近似表达式的误差协方差的联合估计这些频谱的目的。我们提出了四种不同的模型的原始非高斯本地，等边，正交和enfolded模型，以及非高斯引起的未减点源的具体结果。根据四峰谱得到了对MF的次阶修正的封闭形式结果。我们还使用双谱和三谱的模态分解的方法来重建的MF作为一种替代方法的CMB地图的形态学性质的重建。最后，我们引入奇宇称斜谱来研究奇宇称双谱及其对CMB天空形态的影响。虽然开发的CMB，这里得到的通用结果可以在宇宙学的其他领域是有用的。
2013-06-26 astro-ph.CO
Minkowski Functionals of CII Line Intensity Maps: Probing Astrophysics and Primordial Features
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
本研究利用闵可夫斯基泛函分析CII强度图模拟，可在CCAT巡天预期噪声下约束天体物理模型参数，还能解耦原初功率谱类鼓包特征与天体物理参数的效应，提升原初特征探测前景。
2026-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Probing redshift-space distortions with phase correlations
红移空间畸变是探测大尺度结构生长的灵敏探针。在线性区域，红移空间畸变完全由两点关联函数的多极子描述。然而，在非线性状态下，需要高阶统计来捕获星系密度场的全部信息。在本文中，我们表明，红移空间线关联函数-这是傅立叶相位相关的措施-是敏感的密度和速度场的非线性增长和实和红移空间之间的非线性映射。我们扩大了线关联函数在多极，我们表明，几乎所有的信息是编码在四极，四极和十六极。我们认为，这些多极是高度互补的两点关联函数的多极：第一，因为他们是直接敏感的密度和速度耦合内核之间的差异，这是一个纯粹的非线性量;第二，因为多极是成比例的不同组合的$f$和$σ_8$。因此，结合两点关联函数和双谱测量，线关联函数的多极可以使我们有效地解开这两个量，并检验修正的引力理论。
2019-06-10 astro-ph.CO
Probing Cosmology with Weak Lensing Minkowski Functionals
本文证明了弱引力透镜（WL）收敛映射的闵可夫斯基泛函（MF）包含着重要的非高斯的、依赖于宇宙学的信息。为此，我们使用了一个大的宇宙学射线追踪N体模拟创建模拟WL收敛图，并研究来自这些地图的MF的宇宙学信息内容。我们的套件由80个独立的512^3 N体运行组成，涵盖了七种不同的宇宙学，围绕基准Lambda CDM模型，每次改变三个宇宙学参数Omega_m，w和sigma_8。在每一种宇宙学中，我们使用射线追踪来创建1000个伪独立的12度^2收敛图，并在蒙特卡罗过程中使用这些图来估计上述三个参数的联合置信轮廓。我们包括三个不同的源红移z_s= 1，1.5，2的红移层析，探索五个不同的平滑尺度θ_G= 1，2，3，5，10 arcmin，并明确地比较和组合的MF与WL功率谱。我们发现，MF捕获大量的信息，从非高斯特征的收敛图，即超出功率谱。MF特别适合于打破简并约束状态参数w的暗能量方程（比单独从功率谱好约3倍）。非高斯信息部分来自收敛的一点函数（通过V_0，“面积”MF），部分来自非线性空间信息（通过组合V_0的不同平滑尺度，以及通过V_1和V_2，分别为边界长度和亏格MF）。与功率谱相比，只有当多个平滑尺度相结合时，才能获得来自MF的最佳约束。
2011-09-28 astro-ph.CO
Morphological Signatures of Gravitational Evolution, Redshift-Space Distortions, and Massive Neutrinos in Large-Scale Structure
Korea Institute for Advanced Study (KIAS)（韩国高等科学研究院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Department of Physics, POSTECH（浦项科技大学物理系）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
研究宇宙大尺度结构的形态特性及影响其三维物质密度场形态的物理过程，通过Quijote N-body模拟探讨引力演化、红移空间扭曲和大质量中微子自由流对结构形态的影响。
2026-03-20 astro-ph.CO
Probing massive neutrinos with the Minkowski functionals of large-scale structure
大质量中微子在其自由流尺度下抑制结构的生长。这种效应在小尺度上最为突出，在这种小尺度上，广泛使用的两点统计不再能捕捉到全部信息。在这项工作中，我们研究的签名大质量中微子留下的大尺度结构（LSS）的形态学特性，这是充分描述的$4$闵可夫斯基泛函（MF），并量化的限制总和中微子质量$M_ν$从MF，通过使用公开可用的N体模拟。我们发现的MF提供了重要的补充信息，并给出更严格的约束$M_ν$比功率谱。具体地说，根据密度场（“m”场）中是否包含大质量中微子（“cb”场），我们发现由平滑尺度为$R_G=5 h^{-1}$ Mpc的MF对$M_ν$的约束比由功率谱得到的约束好$48$或$4$倍.当MF与功率谱组合时，它们可以将功率谱对$M_ν$的约束改进为“m”字段的63倍和“cb”字段的5倍。值得注意的是，当使用“m”场时，来自MF的对$M_ν$的约束可以达到体积为$1(h^{-1}\rm Gpc)^3$的$0.0177$ eV，而MF和功率谱的组合可以将该约束收紧为$0.0133$ eV，这对于检测中微子质量的最小总和具有$4.5σ$意义。对于“m”场，我们还发现$σ_8$和$M_ν$的简并被破坏的MF，导致更强的约束，在这项工作中考虑的所有6个宇宙学参数比功率谱。
2022-06-15 astro-ph.CO
Probing early-universe phase transitions with CMB spectral distortions
早期宇宙中的全局破缺相变可以产生导致度规扰动的标度种子网络。这些度规扰动所产生的光子-重子等离子体中的声波，当被Silk阻尼时，会产生宇宙微波背景（CMB）的光谱畸变。在这项工作中，由于缩放种子网络的化学势失真（$μ$）的计算和伴随的康普顿$y$型失真估计。选择的特定模型是用于$N\gg 1$的$O(N)$非线性$σ$模型，但是对于其他缩放种子，结果保持相同的数量级。如果CMB对$O(N)$模型的各向异性约束饱和，则产生的化学势畸变为$μ\lesssim 2\times 10^{-9}$。
2014-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing reionization with LOFAR using 21-cm redshift space distortions
研究再电离时代（EoR）最有希望的方法之一是通过对中性氢红移21厘米线发射的射电观测。这些观测结果由于红移到视线位置的映射被气体的特殊速度扭曲而变得复杂。如果不能正确理解，这种扭曲可能是错误的来源，但它们也编码了宇宙学和天体物理学的信息。利用大尺度$N$ -体和辐射转移模拟研究了红移空间畸变对EoR 21 cm辐射功率谱的影响。我们量化的各向异性引入的21厘米功率谱的红移空间扭曲，并显示它是如何演变的再电离的进展，以及它是如何与底层的物理。我们继续研究红移空间失真对LOFAR观测的影响，同时考虑仪器噪声和前景减法。我们发现，LOFAR应该能够直接观察到的功率谱各向异性，由于红移的空间失真在空间尺度约$k \sim 0.1$兆位数$^{-1}$后，$\gtrsim$ 1000小时的积分时间。在较大尺度下，样本误差成为限制因素，而在较小尺度下，检测器噪声和前景使信号的提取成为问题。最后，我们展示了如何包含在21厘米功率谱的各向异性的演变中的天体物理信息可以从LOFAR观测中提取，以及它如何可以用来区分不同的再电离方案。
2013-07-19 astro-ph.CO
Probing Primordial black holes with the distortion of Stochastic Gravitational Wave Background
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
研究通过分析原初黑洞作为透镜对随机引力波背景的影响，探讨其在探测暗物质和基本物理中的潜在作用。
2026-03-06 astro-ph.CO
Probing massive neutrinos with the Minkowski functionals of the galaxy distribution
本研究将Minkowski泛函统计方法应用于红移空间中的星系分布，通过Fisher矩阵分析发现，相较于功率谱，该方法对宇宙学参数和中微子质量总和的限制能力显著提升，在有限体积下对$M_ν$的1$σ$限制达到0.059 eV。
2023-09-18 astro-ph.CO
Probing the Running of Primordial Bispectrum and Trispectrum using CMB Spectral Distortions
我们计算了高阶密度相关函数的运行对CMB谱失真（SD）的两个点函数的影响。我们发现，有一定程度的运行增强了所有的SD的几个数量级，这可能使他们更容易检测。取一个合理的范围为$ |n_{f_{NL}} |\lesssim 1.1$和$f_{NL} = 5$，我们表明，对于PIXIE样实验，信噪比，$(S/N)_{i}$，提高到$\lesssim 4000$和$\lesssim 10$ $μT$和$yT$对$n_{f_{NL}}$的上限。此外，假设$ |n_{τ_{NL}}|< 1$和$τ_{NL} = 10^3$，$(S/N)_{i}$分别增加到$μμ$、$μy$和$yy$的$\lesssim 8\times 10^{6}$、$\lesssim 10^4$和$\lesssim 18$。因此，CMB谱畸变在不久的将来可以成为高阶相关函数运行的直接探针。
2019-10-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the scale dependence of non-Gaussianity with spectral distortions of the cosmic microwave background
许多暴胀模型预测原始密度扰动具有非零的三点关联函数，或者傅立叶空间中的双谱。在这种双谱的几种可能性中，最常见的是局部模型双谱，它可以被描述为长波长密度波动对小尺度（大波数）功率谱的空间调制。虽然局部模型预测这种空间调制与尺度无关，但许多变体具有一定的尺度依赖性。在这里，我们注意到，这种规模的依赖性，可以探测与测量的频谱失真的宇宙微波背景（CMB），特别是突出康普顿- $y$失真。波数为$50\,{\rm Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 10^4\,{\rm Mpc}^{-1}$的原始扰动的耗散会引起化学势（$μ$）畸变，而波数为$1\,{\rm Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 50\,{\rm Mpc}^{-1}$的原始扰动的耗散会引起康普顿- $y$畸变。利用局部模型非高斯性，可以通过与CMB温度$T$的互相关将这种耗散引起的失真与其他源引起的失真区分开来。我们表明，相对强度的$μT$和$yT$的相关性，从而探测非高斯的尺度依赖性，并估计可能的信号相对于未来实验的灵敏度的大小。我们讨论的互补性，这些测量与其他探头的挤压限制非高斯。
2015-04-02 astro-ph.CO hep-ph
Probing gravity with redshift-space distortions: effects of tracer bias and sample selection
我们研究了暗物质晕和星系的聚集特性，以寻找可能偏离广义相对论的最佳统计量和尺度。我们使用大N体宇宙学模拟，在广义相对论和选定的修正引力（MG）结构形成场景中进行基于两点关联函数的测量。作为一个测试床，我们采用了两个流行的beyond-GR模型：$f(R)$重力和正常分支的Dvali-Gabadadze-Porrati（nDGP）braneworld。我们研究了一系列的模拟晕和星系的人口，并揭示了一个显着的MG信号在红移空间2PCF的四极矩和四极矩，并在所谓的集群楔。然而，一旦表示的线性失真参数，$β$，这些信号的统计显著性大大减少，由于MG增强的聚类和修改的示踪剂偏差之间的强退化。为了避免这一点，我们认为统计数据较少依赖于偏差：相对聚类比。我们推广了在早期的工作中提出的多极矩和聚类楔的比例，并引入了一个新的估计的$β$参数。我们提取的聚类比率促进MG和GR模型之间的显著差异，对于$f(R)$和nDGP的特定变体，在2 $σ$显著性下达到10\ %的最大偏差。我们表明，这种偏离可以测量$β$，如果在中间尺度的非线性效应是正确的。我们的研究表明，聚类比给了很大的希望寻找签名的MG在大尺度结构。我们还发现，一个最佳的示踪剂样本的选择取决于一个特定的统计和重力模型要考虑。
2021-05-20 astro-ph.CO
MEDUSA: Minkowski functionals estimated from Delaunay tessellations of the three-dimensional large-scale structure
闵可夫斯基泛函（Minkowski functional，MFs）是一组描述宇宙密度场几何和拓扑的统计量，包含标准两点分析的补充信息。我们提出了MEDUSA，实现了一个精确的方法来估计三维点分布的MF。这些估计是从三角形化的等密度表面推断的，所述等密度表面是从输入点样本的Delaunay细分构造的。与以前的方法相反，MEDUSA可以考虑周期性边界条件，这对于N体模拟的分析至关重要。我们验证了我们的代码对几个测试样本与已知的MF，包括高斯随机场与$Λ$ CDM功率谱，并找到了很好的协议与理论预测。我们使用MEDUSA来测量从N体模拟构建的合成星系目录的MF。我们的结果清楚地表明，非高斯签名所产生的非线性引力演化的密度场。我们发现，虽然红移空间扭曲显着改变我们的MF估计，其影响是大大减少，如果这些测量表示为体积填充分数的函数。我们还表明，阿尔科克-Paczynski（AP）扭曲的MF的效果可以通过缩放它们与体积平均距离$D_{\rm V}(z)$定义的各向同性AP参数$q$的不同权力。因此，MEDUSA估计的MFs是探测密度场非线性和宇宙膨胀与增长结构历史的有用工具。
2020-12-15 astro-ph.CO
Probing Cosmology through Higher-Order CMB Lensing Statistics
Columbia University（哥伦比亚大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）
通过高阶CMB透镜统计量，研究其在宇宙学约束中的补充作用，发现Minkowski函数和峰值计数显著降低Ωm、As和Mν的不确定性。
2026-03-12 astro-ph.CO
Minkowski Functionals of Convergence Maps and the Lensing Figure of Merit
闵可夫斯基泛函（MFs）量化了一个给定场的拓扑性质，探索它与高斯性的偏离。我们研究了它们在透镜收敛映射上的应用，以了解它们是否可以提供关于标准二阶统计的基本宇宙学的进一步见解，即，宇宙剪切层析成像为此，我们首先提出了一种方法来匹配理论预测与测量的MF照顾的形状噪声，不完善的地图重建，和不准确的描述的非线性物质的功率谱和双谱。我们验证这种方法对模拟地图重建MICE模拟产生的剪切场。然后，我们进行了Fisher矩阵分析，预测的准确性宇宙学参数的联合MF和剪切层析成像分析。事实证明，MF确实有助于打破$Ω_{\rm m}$ -- $σ_8$简并性，从而产生一种链式反应，导致品质因数的总体增加。
2019-05-01 astro-ph.CO
Probing cosmology and gravity with redshift-space distortions around voids
在宇宙的大尺度结构中，宇宙空洞会影响其附近物体的特殊运动。虽然这些运动很难直接观测到，但它们周围的示踪剂在红移空间中的聚集模式以独特的方式受到影响。这允许研究空隙周围的密度和速度之间的相互作用，这完全由重力定律决定。借助$N$体模拟和导出的模拟星系表，我们计算了红移空间中用分水岭算法识别的空洞周围的平均密度涨落，并将结果与广义相对论和$Λ$ CDM模型的预期结果进行了比较。我们发现线性理论在描述空洞的动力学方面非常有效。采用贝叶斯推理框架，我们探索我们的模型参数的完整后验，并预测通过Alcock-Paczynski效应的结构和几何失真的增长率的测量可达到的精度。当考虑特殊速度时，后者的系统误差从$\sim15\%$减小到$\sim5\%$。星系巡天中相对参数的不确定性与探测$1h^{-3}{\rm Gpc}^3$体积的SDSS MAIN（CMASS）样本的数密度相当，分别产生$σ_{f/b}\left/(f/b)\right.\sim2\%$（$20\%$）和$σ_{D_AH}/D_AH\sim0.2\%$（$2\%$）。在这个精度水平上，线性理论模型成为系统论主导，参数偏差超过这些值。然而，所提出的方法是高度模型独立的，其可行性在于宇宙的统计各向同性的基本假设。
2015-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Non-Gaussian Minkowski functionals & extrema counts in redshift space
在即将到来的大尺度结构调查，如欧几里德的背景下，这是最重要的量化的几何探头上的特殊速度的影响。由此发展了在红移空间中计算轻度非高斯二维和三维宇宙场的几何和拓扑单点统计的形式。利用目标统计量的部分各向同性，场及其导数的联合概率分布的Gram-Charlier展开根据相应的各向异性变量重新表述。特别是，宇宙的非线性演化的闵可夫斯基泛函，连同极值的统计依次研究的3D目录和2D板。非高斯红移失真校正的幅度估计这些几何探头。在3D中，引力微扰理论在红移空间中实现，以预测所有相关的Gram-Charlier系数的宇宙演化。应用程序的宇宙参数西格玛（z）和β =f/b1从即将到来的调查的估计进行了讨论。这样的统计数据对宇宙学之外的各向异性场很有意义。
2014-02-12 astro-ph.CO
Power Spectrum Precision for Redshift Space Distortions
星系团的红移空间畸变为探测结构的增长率和测试暗能量性质和引力提供了一种很有前途的技术。我们考虑的问题，以什么样的精度，他们需要被建模，以不过度偏见宇宙学的结论。对波模中的线性理论实空间密度功率谱进行了非线性和红移空间修正的拟合，分析了边缘化对这些修正的影响以及由于没有完全修正它们而产生的偏差。虽然天真的subpercent的精度，以避免在固定的情况下的偏见，在拟合方法中的Kwan-Lewis-Linder重建函数的红移空间失真被发现是准确的自校准与小退化的暗能量和重力参数估计的下一代星系红移调查，如BigBOSS。
2012-11-10 astro-ph.CO
Probing the Morphology of Polarized Emission Induced by Fluctuation Dynamo using Minkowski Functionals
本研究利用 Minkowski 泛函定量分析涨落发电机产生的偏振同步辐射纤维形态，发现高频下连通偏振结构数量与分数偏振及湍流驱动尺度存在幂律关系，从而可推断天体物理系统中的湍流驱动机制。
2024-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Minkowski Functionals of the 21 cm Signal as a Probe of Primordial Features
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Pondicherry University（本地治里大学）；Korea Institute for Advanced Study (KIAS)（韩国高等研究院）
利用闵可夫斯基函数分析21厘米信号，探测膨胀特征与再电离时期的关联，为探测原始物理提供新方法。
2026-01-27 astro-ph.CO
Minkowski Tensors in Redshift Space -- Beyond the Plane Parallel Approximation
Minkowski张量（MT）可以用来探测光场中的各向异性信号，并且非常适合于测量大尺度结构星表中的红移空间畸变（RSD）信号。我们考虑如何线性RSD信号可以从一个字段中提取，而不诉诸于平面平行近似。球红移空间畸变光场是各向异性和非均匀的。我们推导出的两个点的关联函数，阐明的不均匀性的表达式，然后解释如何击穿的均匀性影响的张量Minkowski泛函的体积和合奏平均值。我们构建的合奏平均这些数量在曲线坐标系中，并表明合奏和体积平均值可以近似相等，但这取决于我们选择的定义的体积平均张量和观察员和字段之间的径向距离。然后，我们提取的张量Minkowski泛函球红移空间扭曲，高斯随机场和引力演化的暗物质密度场在$z=0$测试，如果我们可以成功地测量凯泽RSD信号。对于暗物质领域，我们发现一个显着的，$\sim 10\%$异常信号的MT组件平行的视线，即使是在大尺度$R_{\rm G} \gtrsim 15 \, {\rm Mpc}$，除了凯泽效应。这是由于MT的视线分量被上帝之指效应显著污染，这可以通过累积量中的附加阻尼项近似建模。
2022-08-22 astro-ph.CO
Probing Dark Matter Substructure with Wave-Optics Distortions of Strongly Lensed LISA Gravitational Waves
Yangtze University（长江大学）；Wuhan University（武汉大学）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
研究利用强引力透镜LISA引力波的相位信息区分暗物质结构，通过生成波形并拟合，发现NFW和SIDM波形变化与透镜简并，FDM有频率相关残差，分别用约60和110个解析图像波形可区分NFW - FDM和SIDM - FDM，能探测暗物质空间形式。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Probing correlations of early magnetic fields using mu-distortion
在大约$10^4$和$10^6$的红移之间的非均匀磁场的阻尼将能量注入光子重子等离子体，并导致CMB偏离完美的黑体光谱，产生所谓的$μ$失真。我们可以计算这种畸变的相关性$\langleμT\rangle$与CMB的温度各向异性$T$，以寻找磁场$B$与曲率扰动$ζ$之间的相关性$\langle B^2ζ\rangle$;了解$\langle B^2ζ\rangle$相关性将有助于我们区分不同的磁成因模型。由于产生$μ$畸变的扰动比相关密度扰动的尺度小得多，因此这种相关性的观测对$\langle B^2ζ\rangle$的压缩极限很敏感，该压缩极限自然地由$b_{\text{NL}}$（类似于$f_{\text{NL}}$定义的参数）参数化。我们发现，PIXIE类CMB实验具有信噪比$S/N\approx 1.0 \times b_{\text{NL}} (\tilde B_μ/10\text{ nG})^2$，其中$\tilde B_μ$是磁场在$μ$上的强度-失真标度归一化到今天的红移;因此，10 nG的场可以用$b_{\text{NL}}=\mathcal{O}(1)$检测到。然而，如果场是暴胀起源的，我们一般期望它伴随着由磁场诱导的曲率双谱$\langleζ^3\rangle$。对于足够小的磁场，信号$\langle B^2 ζ\rangle$将占主导地位，但对于$\til…
2014-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity in Large Scale Structure and Minkowski Functionals
闵可夫斯基泛函（MF）是拓扑统计，已成为许多标准工具之一，用于研究宇宙学随机场的统计性质。他们发现经常使用的研究偏离高斯在一些重要的宇宙学方案。重要的例子包括宇宙微波背景（CMB）、弱透镜研究、21厘米巡天和大尺度结构（LSS）。最低阶的MF取决于三个广义偏度参数，可以被示出为探测具有不同权重的双谱。最近的研究提倡使用与双谱相关的功率谱，称为偏斜谱，其具有比使用Minkowski泛函时采用的传统形式主义更大的功率来区分对双谱的各种贡献。在这篇文章中，我们回顾了研究非高斯性的动机，并强调了高阶动量依赖性的重要性，在调查暴胀和早期宇宙模型以及引力不稳定性的分析模型。然后，我们介绍了倾斜光谱，适用于星系调查，作为一种工具，调查各种模型的原始和引力引起的非高斯性。我们提出的偏态谱的密度场和发散的速度场在3D和投影的调查作为一个函数的红移和平滑的角尺度的解析表达式。本文采用高斯窗函数。分析结果的情况下，引力引起的非高斯性。这些结果可以推广到包含红移空间效应。这将有助于从正在进行的和未来的星系调查中探测原始和引力诱导的非高斯性。
2012-04-13 astro-ph.CO
Probing BAO studies with flat $Λ$CDM constraints
通常用于拟合各向异性重子声振荡（BAO）的算法之一，$α_{\perp}D_{M, \text{fid}}(z)/r_{d, \text{fid}}=D_{M}(z)/r_{d}$，作为$z\Rightarrow 0$提供了极好的拟合。然而，在$ z_{\text{drag}} \simeq 1060$，$D_{M, \text{fid}}(1060)/r_{d, \text{fid}}\simeq D_{M}(1060)/r_{d}$。由于$α_{\perp}$不随红移的增加而改变，我们得出结论，随着$z$的增加，算法偏离真实的解决方案。我们调查，通过一个平坦的$Λ$ CDM宇宙学的假设偏离。在相对较低的红移在各向同性BAO研究进行，发散小于研究的不确定性。然而，虽然横向措施，$α_{\perp}$提供了一个可靠的值在真实的空间，不受红移失真，各向同性措施，$α$，有一个径向分量，并受到红移失真。这种扭曲建议在宇宙学参数评估中不要包括各向同性研究。在高红移的Ly $α$森林BAO研究，$z\sim$ 2.35，各向异性的BAO算法从平坦的$Λ$ CDM解决方案的偏差引起明显的欺骗性的结果。我们复制一个例子，其中这些算法导致的值$Ω_{m}$这是超过15%，低于单位$Λ$ CDM宇宙学计算。BAO算法不适用于下一代BAO研究。一个扁平的$Λ$ CDM分析提供了另一种评估方法。
2020-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Neutrinos from Planck and Forthcoming Galaxy Redshift Surveys
我们调查有多少中微子属性的约束可以改善相结合的CMB，光度和光谱星系红移调查，其中包括CMB透镜，星系透镜层析成像，星系集群和红移空间畸变观测。我们特别注意中微子质量的约束，鉴于即将到来的红移调查，如欧几里德卫星和LSST调查以及普朗克CMB透镜测量。将角功率谱的横模信息和光谱测量的纵模信息与红移空间畸变测量相结合，可以确定中微子的总质量，其投影误差为O（0.02）eV。我们的分析固定的中微子物种之间的质量分裂是一致的中微子振荡的数据，我们相应地研究我们的参数估计的最小中微子质量的敏感性。如果中微子的最小质量< 0.005 eV，并考虑到1-σ的不确定性，那么中微子总质量的宇宙学测量可以区分正常和颠倒的质量等级。
2013-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Galaxy and Mass Assembly (GAMA): Probing galaxy-group correlations in redshift space with the halo streaming model
我们在星系与质量集合巡天（GAMA）中研究了红移空间中星系群的互相关。我们使用一组模拟GAMA星系和组目录开发和测试一种新的“晕流”模型的红移空间扭曲。这对待2晕相关性通过流模型，加上经验1晕长期来自模拟，允许精确建模到非线性制度。为了探测从红移空间扭曲推断的增长率的鲁棒性，我们按颜色划分星系，并根据它们的总恒星质量划分群体，通过引力透镜校准到总质量。我们将我们的模型拟合到相关数据，以获得扰动增长率$fσ_8$的估计，通过不同模拟实现之间的分散来验证参数误差。在模拟和真实的数据，我们表明，结果是密切一致的组和星系人口的不同子集之间，考虑到一些最小的投影半径，$r_{\rm min}$的相关数据的使用。对于模拟数据，我们可以使用晕流模型来低于$r_{\rm min} = 5h^{-1}$ Mpc，发现所有子集产生的增长率彼此相差约3%，并且与真实值一致。对于实际的GAMA数据，结果受到宇宙方差的限制：$fσ_8=0.29\pm 0.10$的有效红移为0.20;但我们有充分的理由期待这种方法将从相同类型的大型数据集（如DESI亮星系巡天）中得到精确的约束。
2022-09-07 astro-ph.CO
Probing the inflaton: Small-scale power spectrum constraints from measurements of the CMB energy spectrum
在早期宇宙中，存储在小尺度密度扰动中的能量被丝绸阻尼迅速耗散，这一过程不可避免地产生宇宙微波背景（CMB）的μ型和y型光谱畸变。这些光谱畸变取决于波数k < 10^4 Mpc^{-1}时原始功率谱的形状和振幅。在这里，我们研究的约束来自COBE/FIRAS和PIXIE预测的原始功率谱。我们表明，测量的μ和y施加强大的边界上的综合小尺度功率，我们演示了如何计算这些约束，使用k-空间窗口函数，考虑到热化和耗散物理的影响。我们表明，COBE/FIRAS放置一个强大的上限的小尺度功率谱的振幅。这个极限大约比同一尺度范围内的原始黑洞的极限强三个数量级。此外，PIXIE可以将这个极限提高三个数量级，这可能为早期宇宙物理学打开一扇新的窗口。为了说明这些约束的力量，我们考虑几个通用模型的小尺度功率谱预测不同的通货膨胀的情况下，包括运行质量的通货膨胀模型和通货膨胀的粒子生产情节的情况。PIXIE可能会对这些场景施加非常严格的限制，如果没有检测到扭曲，甚至可能排除运行质量膨胀模型。我们还表明，膨胀模型与次普朗克场漂移，产生可检测的张量扰动应同时产生一个大的CMB谱失真，一个链接，可以潜在地建立PIXIE。
2012-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the origin of the iron K_alpha line around stellar and supermassive black holes using X-ray polarimetry
不对称的宽铁线是X射线双星和活动星系核X射线谱的共同特征。结果表明，Fe K_α辐射的畸变是由于多普勒效应和相对论效应影响了致密天体强引力阱附近的辐射转移所致：对于XRB，是恒星质量黑洞（BH）或中子星（NS）;对于AGN，是超大质量黑洞（SMBH）。然而，基于再处理和辐射通过周围介质传输的替代方法也试图解释谱线展宽。到目前为止，光谱和时间分析还没有说服整个社区区分这两种情况。在这里，我们研究在何种程度上的黑洞X射线双星（BHXRB）和1型活动星系核的X射线偏振测量可以帮助确定可能的起源的线失真。要做到这一点，我们报告最近获得的两个BH口味的模拟，并表明，所提出的方案被发现表现不同的偏振度和偏振角。一个相对论性的起源扭曲被认为是更可能的背景下，BHXRB，支持的想法，同样的机制也应该导致活动星系核。我们发现，歧视偏振信号可以被检测到的几个X射线偏振任务在过去提出的。
2013-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
CMB spectral distortions in generic two-field models
我们研究了两个不相关源对原始扰动有贡献的模型中的CMB $μ$失真。我们通过振幅、倾斜、运行和运行的运行来参数化每个源。我们进行了详细的分析的分布信号作为模型参数的函数，突出的差异相比，单源模型。作为一个具体的例子，我们还研究了混合暴胀曲率的情况。我们发现，$μ$失真可以有效地打破退化的曲率参数，特别是当结合未来的灵敏度探测张量标量比$r$。例如，假设边界为$μ< 0.5 \times 10^{-8}$和$r<0.01$，曲率贡献应该为零，或者曲率应该主导原始扰动，并且其慢滚参数$η_χ$被约束为区间$-0.007 < η_χ< 0.045$。
2017-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Probing massive neutrinos and modified gravity with redshift-space morphologies and anisotropies of large-scale structure
本研究首次利用红移空间3D Minkowski泛函和张量捕获的非高斯与速度信息，成功打破了修改引力与大质量中微子间的简并性，显著提升了宇宙学参数的约束精度。
2025-04-28 astro-ph.CO
Probing supervoids with weak lensing
宇宙微波背景（CMB）具有非高斯的温度起伏特征。一个被热环包围的异常冷点，称为冷点，就是其中之一。如果一个大的暗区（超空）位于冷斑附近，我们将能够通过弱透镜效应在背景源星系的图像中检测到系统的形状畸变。为了估计这种信号的可探测性，我们使用$N$体模拟的数据来模拟源星系的全天光线追迹。我们使用模拟的收敛图在20度的尺度上进行平滑，并在其周围获得切向剪切，以寻找一个最突出的欠密区域。在一个协调的$Λ$ CDM模型中预期的透镜信号可以在信噪比$S/N\sim3$下检测到。如果一个半径为$\sim 200\,h^{-1}\,\textrm{Mpc}$，中心密度差为$δ_0 \sim -0.3$的超空位于红移的$z\sim 0.2$上，那么正在进行的和不久的将来的弱引力透镜测量将用$S/N\gtrsim4$探测到透镜信号，而不需要借助于叠加。从切向剪切剖面，我们可以得到一个约束的投影质量分布的超空。
2018-01-23 astro-ph.CO
Detecting the cosmological recombination signal from space
CMB的光谱畸变最近受到越来越多的关注。我们的宇宙学一致性模型的一个不可避免的失真信号是由宇宙学复合过程产生的，就在光子最后散射到红移$z\simeq 1100$之前一点。这些宇宙复合线，由氢和氦等离子体发射的，应该仍然是可观察到的微小偏离CMB黑体光谱中的厘米-分米光谱带。在本文中，我们提出了一个预测的可检测性的重组信号与未来的卫星实验。我们认为，认真考虑未来的CMB实验在空间应给予探测光谱失真，特别是，重组线信号。宇宙学复合辐射不仅可以确定标准的宇宙学参数，而且还为我们的宇宙学模型的关键成分之一：宇宙学复合历史提供了直接的观测证实。我们表明，与目前的技术，这样的实验是未来的，但可行的。通过打开这扇通往早期宇宙的新窗口，潜在的回报可能是相当可观的。
2015-03-18 astro-ph.CO
Non-Gaussian Expansion of Minkowski Tensors in Redshift Space
Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Department of Physics, POSTECH（浦项科技大学物理系）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）；Kyung Hee University, Dept. of Astronomy & Space Science（庆熙大学天文与空间科学系）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Department of Physics, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院物理学院）
利用Edgeworth展开推导红移空间物质密度场的两个平移不变二阶闵可夫斯基张量的系综平均，连接理论预测与宇宙学参数，并通过模拟数据验证微扰理论的有效性。
2026-06-08 astro-ph.CO physics.data-an
Probing Dark Energy Evolution Post-DESI 2024
结合DESI、Pantheon+和RSD数据，通过二次参数化方法分析低红移暗能量演化，发现暗能量在z~0.5后呈动力学行为且在z~1.5后变负，但X(z)CDM与ΛCDM模型表现相当。
2024-09-27 astro-ph.CO
Tests of the CMB temperature-redshift relation, CMB spectral distortions and why adiabatic photon production is hard
在膨胀的宇宙中，宇宙微波背景（CMB）的平均温度与TCMB~（1+z）一样依赖于红移z。绝热光子的产生（或破坏）或偏离各向同性和均匀性可能会改变这种标度，并已进行了几次观测测试。在这里，我们解释了为什么“绝热”条件是非常困难的，以建立在这些测试所针对的红移范围。因此，不是导致CMB温度的简单重新缩放，而是应该产生光谱失真，这可以使用COBE/FIRAS来约束。对于晚期光子产生的情况，温度-红移关系（TRR）的测试因此应该被重新解释为弱光谱畸变极限，直接探测光子产生过程的能量依赖性。对于非均匀宇宙学，会产生一个平均的y型扭曲，但这种类型的扭曲可以通过其他几种方式产生。在这里，我们简要讨论可能有助于解开失真信号的不同贡献的可能影响，发现这是非常具有挑战性的。我们还认为，测试的TRR，使用SZ效应的适用性有限，并为非重力变化的TRR的CMB各向异性谱应表现出额外的Y型依赖。
2014-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Topology of neutral hydrogen distribution with the Square Kilometer Array
复杂HI气体分布的形态可以通过统计学（如Minkowski泛函）来量化，并且可以提供一种方法来统计地研究HI图中的大尺度结构，无论是在低红移还是在再电离（EoR）时期。在低红移时，21厘米的辐射追踪了底层的物质分布。用属数测量HI气体分布的拓扑结构，可以作为“标准尺”。这使得距离-红移关系的确定以及各种暗能量模型和修正引力模型的鉴别成为可能。拓扑分析对某些原始非高斯特征也很敏感。与两点统计量相比，拓扑统计量对非线性引力演化、偏差和红移空间畸变具有更强的鲁棒性。HI强度图观测自然避免了稀疏采样失真，是光学星系巡天的重要系统。SKA可访问的大宇宙体积将提供前所未有的精度使用这样的测量. [删节]
2015-01-16 astro-ph.CO
Morphology of CMB fields -- effect of weak gravitational lensing
我们研究的宇宙微波背景温度和极化场的形态使用的形状和排列参数，$β$和$α$，这是从轮廓Minkowski张量构造。本文的主要目的是了解弱引力透镜对CMB场形态的影响。为了隔离可能与透镜效应混淆的不同物理效应，我们首先研究了改变宇宙学对$α$和$β$的影响，并表明它们对宇宙学参数的变化相对不敏感。接下来，我们分析了半球各向异性的签名，并表明，这种各向异性的信息在$α$得到洗出在小角度尺度，并变得明显，只有在大角度尺度。对于$β$，我们发现随场阈值变化的特征失真。然后，我们研究了弱引力透镜的影响，使用模拟的透镜温度和$E$和$B$模式。我们量化了在不同角度尺度的领域中引起的失真。我们发现，透镜使所有领域的结构越来越多的各向异性，因为我们探测到更小的尺度。我们发现不同领域的阈值的函数形态失真的不同行为。温度和$E$模式的影响较小，而$B$模式的影响显著较大。此外，我们发现，透镜不诱导统计各向异性，预期从各向同性分布的大尺度结构的物质。我们期望在这项工作中获得的结果将提供洞察力的透镜潜力的重建。
2019-11-12 astro-ph.CO
Foreground removal in HI 21 cm intensity mapping under frequency-dependent beam distortions
Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；University of Crete（克里特大学）
本文提出SDecGMCA方法，用于在频率依赖性束畸变下有效去除HI强度测绘中的前景，提升宇宙学信号恢复的准确性。
2025-11-19 astro-ph.CO
The Integrated Bispectrum in Modified Gravity Theories
引力诱导的非高斯性可以为修正引力理论提供重要的线索。最近的一些研究建议使用{ \it积分双谱}（IB）作为双谱压缩位形的探针。扩展以前的研究IB，我们包括红移空间扭曲研究一类（参数化）MG理论，包括字符串启发Dvali，Gabadadze \& Porrati（DGP）模型。来自红移空间扭曲的各种贡献是在一个透明的方式，并从这些条款的压缩贡献分别来自。使用Zel'dovich近似（ZA）获得结果。结果还提出了预测调查（2D）。我们使用Press-Schechter（PS）和Sheth-Torman（ST）质量函数来计算IB的塌陷对象，可以很容易地扩展到峰值理论为基础的方法。{ \em累积量变换器}（CC）推广了普通的{ \em累积量}，并且已知用于探测高阶关联函数的塌陷配置。我们概括的概念，CC晕不同的质量。我们还介绍了一种基于生成函数的方法来分析更一般的非局部偏置模型。在此背景下，讨论了CC的傅立叶表示、斜谱或峰谱。这些结果对于研究红移空间中坍缩示踪剂的Minkowski泛函（MF）具有重要意义。\keywords {宇宙学、大尺度结构、修正的引力理论
2016-10-10 astro-ph.CO
CMB-S4: Forecasting Constraints on $f_\mathrm{NL}$ Through $μ$-distortion Anisotropy
宇宙微波背景辐射（CMB）功率谱的扩散阻尼是由预复合等离子体中不完全的光子-重子耦合引起的。在红移$5 \times 10^4 < z < 2 \times 10^6$处，等离子体获得有效的化学势，并且在这个时期来自声阻尼的能量注入产生CMB的$μ$型光谱失真。这些$μ$扭曲跟踪潜在的光子密度波动，探测范围为$50 \ \mathrm{Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 10^4 \ \mathrm{Mpc}^{-1}$的短波长模式$k_\mathrm{S}$中的原始功率谱。小规模的功率调制的长波长模式$k_\mathrm{L}$从压缩极限非高斯性CMB温度各向异性和$μ$失真之间的互相关。在单场暴胀模型下，在惯性系中从观测者测量的$μ\times T$相关性应该消失到$(k_\mathrm{L}/k_\mathrm{S})^2 \ll 1$的因子。因此，任何可测量的相关性都排除了单场暴胀模型。我们预测如何以及下一代地基CMB实验CMB-S4将能够约束原始的压缩极限非高斯性，参数化的$f_\mathrm{NL}$，使用测量的$C_{\ell}^{μT}$以及$C_{\ell}^{μE}$从CMB $E$模式。使用当前的实验规范和前景建模，我们期待$σ(f_\mathrm{NL}) \lesssim 1000$。这比使用普朗克的$μ\times T$和$μ\t…
2023-03-02 astro-ph.CO gr-qc
Probing Dark Energy through Scale Dependence
我们考虑的后果没有真正的暗能量模型的宇宙观测的解释先验知识。红移空间扭曲和弱透镜剪切的大小由星系和光传播的测地线上的度规决定。我们表明，如果足够精确的观测，我们可以使用这些数据来完全重建我们过去的光锥的度量，因此可以测量各向异性应力的尺度和时间依赖性以及引力势的演化。由于暗物质和暗能量都只通过它们产生的引力场影响可见光区，因此在没有暗能量模型的情况下，它们是不可分割的：星系偏差无法测量，因此暗物质的分布无法确定;只有当等效原理成立时，暗物质的特殊速度才能与星系的速度相一致。鉴于这些限制，我们展示了如何仍然可以建立测试类的暗能量模型，这取决于在多个尺度在一个特定的红移测量。它们是对与模型无关的可观测量的零测试，不需要及时建模演化，也不需要对这些模型的自由函数（如声速）进行任何参数化。我们展示了如何可以排除或限制整个类的最一般的标量张量理论，即使不假设准静态的限制。
2013-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Probing deviations from General Relativity with the Euclid spectroscopic survey
我们讨论了计划中的欧几里德任务的能力，以检测偏离广义相对论使用其广泛的红移调查超过50万个星系。重力理论上的约束被放置在z=0.7和z=2之间的14个红移仓内测量结构的增长率。的增长率是从红移空间的扭曲，即由相干奇特的运动引起的聚类模式的各向异性测量。这是在欧几里得光谱巡天的整体背景下进行的，它将同时测量宇宙的膨胀历史，使用功率谱及其重子特征作为标准标尺，解释膨胀和增长参数的相对简并性。用fσ_8表示的不同红移区间的增长率的预期误差在1.3%~ 4.4%之间。我们讨论的调查配置的优化和调查的增长参数化和假设的宇宙学模型的重要依赖。我们展示了如何一个特定的参数化实际上可以驱动设计对人为限制区域的参数空间。最后，在流行的“γ参数化”的框架下，我们表明，如果生长指数与GR值γ=0.55相差至少\sim 0.13，那么仅欧几里得光谱测量就已经能够提供实质性的证据（用贝叶斯术语）。这将与欧几里德弱透镜调查提供的可比推理能力相结合，导致欧几里德的独特能力，提供一个决定性的测试修改引力。
2012-05-28 astro-ph.CO gr-qc
