The deceleration parameter in perturbed Bianchi universes with a peculiar-velocity "tilt"
本研究将本动速度影响减速参数的相关研究扩展到扰动Bianchi宇宙模型,发现除非背景各向异性过高,否则整体流中的观测者仍会因自身本动产生宇宙加速膨胀的错觉,验证了该效应的普适性。
2024-09-12 astro-ph.CO gr-qc
Pioneer Anomaly in Perturbed FRW Metric
在这份手稿中,它表明先锋异常是宇宙膨胀的局部证据。换句话说,它的值是哈勃常数的直接度量,而它的符号则显示了宇宙动力学的膨胀行为。这一分析是通过研究牛顿规范中受扰的Friedmann-Robertson-Walker度规中光线的径向测地偏差得到的。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Weighing neutrinos in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter: application of the parameterized post-Friedmann approach
利用当前的宇宙学观测,我们在真空能量与冷暗物质相互作用的情况下,对中微子质量进行了约束。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题,我们采用参数化后Friedmann(PPF)方法计算了$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$模型的微扰演化.目前用于这项工作的观测数据集包括普朗克(宇宙微波背景),BSH(重子声振荡,Ia型超新星和哈勃常数)和LSS(红移空间扭曲和弱透镜)。根据约束结果,我们发现$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$β>0$大于$1σ$能级,这表明冷暗物质衰变为真空能量;而$Q=βHρ_Λ$模型的$β=0$与$1σ$能级的当前数据一致.以$Λ$ CDM模型为基准模型,我们发现最新的BAO BOSS DR 12数据和哈勃常数测量值$H_{0} = 73.00 \pm 1.75$ km~s $^{-1}$ ~Mpc $^{-1}$导致了一个较小的上限$\sum m_ν<0.11$ eV($2σ$).对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型,我们从Planck+BSH得到了$\sum m_ν<0.20$ eV($2σ$).对于$Q=βHρ_Λ$模型,$\sum m_ν<0.10$ eV($2σ$)和$\sum m_ν<0.14$ eV($2σ$)分别从Planck+BSH和Planck+BSH+LSS导出。我们发现,这些较小的上限$\sum m_ν$或多或少…
2017-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fluctuation of the Hubble parameter
研究了扰动Friedmann宇宙中的Hubble参数$H(z)$,得到了扰动Hubble参数$H(z,\textbf{n})$的表达式.我们利用暴胀过程中的初始谱和Barclay传递函数导出了哈勃参数的功率谱。在冷暗物质(CDM)宇宙的情况下,我们得到了一个半解析表达式。与光度距离一样,哈勃参数谱也是确定某些宇宙学参数的有用观测工具。此外,我们还指出,哈勃参数的功率谱可以用来检验二阶小尺度涨落是否加速了膨胀。
2015-01-29 astro-ph.CO
The deceleration parameter in `tilted' universes: generalising the Friedmann background
大尺度的大块奇异运动引入了一个特征长度尺度,在这个尺度内,局部运动学主要由奇异速度扰动而不是背景哈勃展开所控制。小于上述临界长度的区域,通常在几百到几百Mpc之间变化,可能会被观察者的相对运动严重“污染”。例如,在临界长度-以下称为“过渡尺度”,局部测量的减速参数的符号可以从正变为负,而周围的宇宙仍然在全球减速。总的来说,远距离的观测者可以为他们的局部减速参数分配非常不同的值,这完全是因为他们的相对运动。在实践中,这表明从过渡尺度内部和接近过渡尺度的区域中选择的信息仅在局部保持,它们不应该轻易地外推到全球宇宙。我们表明,这一原则适用于基本上所有的弗里德曼背景,无论他们的状态方程和空间曲率。换句话说,转捩尺度和相关效应对于线性特征速度扰动是通用的。这项研究概括了以前的工作,主要是数学简单的原因,扰动爱因斯坦-德西特宇宙。
2022-05-26 astro-ph.CO gr-qc
Some spaces are more equal than others
一般认为,在扰动的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙模型中,全局拓扑不应该对动力学有任何反馈效应。然而,一个弱场极限的引力波参数,假设一个有限的粒子视界的引力信号的传输,表明一个剩余的加速效应可以发生。这种效应的性质在不同的常曲率3-流形之间代数上不同。这可能提供了一个选择机制的3-流形的共动空间。
2009-10-30 astro-ph.CO
Gravitational Slip in the Parameterized Post-Newtonian Cosmology
该研究推导了弗里德曼宇宙学中不同尺度下与理论无关的引力滑移参数表达式,完善了PPNC框架的参数化,为无需预设特定引力理论的宇宙学观测建模提供支撑。
2025-10-06 astro-ph.CO gr-qc
Perturbative treatment of the luminosity distance
本文导出了具有两个标量模激发的线性微扰FLRW度规的广义光度距离与红移的关系。我们使用两种等价的方法,分别基于Jacobi映射和van Vleck行列式。我们将所得公式应用于两个简单的模型-一个精确的FLRW宇宙和一个近似的FLRW宇宙由一个单一的标量模式正弦随时间变化的扰动。对于这两个模型,我们导出了d_L关于z的宇宙学展开式.我们评论我们的结果的解释和它们可能的应用更现实的宇宙模型。
2018-09-17 astro-ph.CO gr-qc
General Relativistic Evolution Equations for Density Perturbations in Closed, Flat and Open FLRW Universes
本文证明了York,Stewart和Walker关于对称空间二阶张量(如扰动度规张量和扰动Ricci张量)和空间流体速度矢量的分解定理,这意味着对于开放的,平坦的或封闭的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙,存在两个唯一的,独立的规范不变量来描述真实的,对能量密度和粒子数密度的物理扰动。利用这两个新的量,宇宙学的密度扰动和熵扰动的演化方程,适用于非正压状态方程的压力,推导。当且仅当粒子数密度对压强没有贡献时,密度扰动才以螺旋方式演化。局部密度扰动不会影响宇宙的整体膨胀。新的微扰论在非静态宇宙中有一个精确的非相对论极限。宇宙学的规范问题就这样解决了。
2021-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Towards a fully consistent parameterization of modified gravity
当前和未来的宇宙学数据很有可能被用来在最大尺度上约束爱因斯坦的引力理论。为了能够以一种与模型无关的方式做到这一点,使用修正重力的一般参数化是有意义的。这种方法类似于在太阳系尺度上使用的参数化后牛顿(PPN)方法。一些这样的参数化已被提出,并已获得初步的约束。我们表明,大多数这样的参数化只完全适用于准静态制度。在更大的尺度上,它们无法封装目前正在考虑的典型模型的全部行为。我们建议,它可能会被捕获的附加参数化后弗里德曼(PPF)形式主义,通过对待他们类似于流体扰动。
2012-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary Perturbations in Anisotropic, Shear-Free Universes
本文发展了一类各向异性无切变时空中宇宙学扰动的线性规范不变理论。在构建了一套明确的完整的本征函数的扰动可以扩展,我们确定了有效的自由度在一个通用的慢卷膨胀阶段。这些对应于各向异性等效的标准Mukhanov-Sasaki变量。相关的运动方程与在具有曲率的扰动弗里德曼-罗伯逊-沃克时空中发现的运动方程有着惊人的相似之处,除了拉普拉斯算子的谱,它表现出基本几何的特征频率。特别是,它被发现的扰动不能开发任意大的超哈勃模式。
2012-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Probing non-standard gravity with the growth index: a background independent analysis
对增长指数$γ(z)$的测量提供了一条线索,可以证明爱因斯坦的场方程是否也包含了大宇宙尺度上的引力,即宇宙加速膨胀的尺度。我们表明,在这个函数中编码的信息可以令人满意地参数化使用一个小的系数$γ_i$在这样一种方式,真正的缩放的增长指数恢复到优于$1\%$在大多数暗能量和暗引力模型。我们发现,当前数据的可能性是最大的$γ_0=0.74\pm 0.44$和$γ_1=0.01\pm0.46$,测量兼容的$Λ$ CDM预测。此外,数据有利于模型预测略低于普朗克LambdaCDM方案的结构增长。本文的主要目的是提供一个处方,例行计算,以分析的方式,在相关的宇宙学场景的增长指数$γ_i$的幅度,并显示这些参数自然定义的空间,替代理论的重力预测可以比较增长数据的方式是独立于宇宙学背景的膨胀历史。由于标准$Ω$平面提供了一个工具来识别不同的膨胀历史$H(t)$及其与各种宇宙学模型的关系,因此$γ$平面可以用来定位不同的增长率历史$f(t)$及其与备选引力模型的关系。结果发现,Dvali-Gabadadze-Porrati重力模型在$95\%$置信水平下被拒绝.通过模拟未来的数据集,例如欧几里得任务将提供的数据集,我们还展示了如何区分LambdaCDM预测与更极端的可能性,例如平滑暗能量模型,聚类精髓或参数化后弗里德曼宇宙学模型。
2014-03-04 astro-ph.CO
Post-Newtonian cosmological models
我们构建了一个框架来探讨非线性结构的形成对宇宙大尺度膨胀的影响。我们采用自下而上的方法来进行宇宙建模,将我们的宇宙分裂成细胞。每个细胞内的物质含量是由后牛顿形式主义。我们假设大部分的细胞是在附近的弱引力场,所以它可以用微扰闵可夫斯基度规来描述。我们的细胞是用以色列的连接条件拼凑在一起的。我们在这些细胞的边界上施加反射对称。这使我们能够计算细胞边界的运动方程,从而计算宇宙的膨胀率。在牛顿阶下,我们恢复了标准的类弗里德曼方程。在后牛顿阶,我们得到了宇宙大尺度膨胀的修正。我们的框架并不依赖于宇宙学中的平均过程。作为一个例子,我们使用这个框架来研究大量规则排列的点状质量的宇宙学演化。在牛顿阶下,类弗里德曼方程采取尘埃和空间曲率的形式。在后牛顿阶,我们得到了对尘埃项的修正,我们得到了一个额外的项,它的形式和辐射一样。类辐射项是爱因斯坦方程非线性的结果,是由于我们模型中存在的不均匀性。
2015-12-15 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on Multicomponent Dark Energy from Cosmological Observations
暗能量(DE)在宇宙的膨胀历史中扮演着重要的角色。但经过几十年的研究,人们对微分方程的性质和性质的认识还很有限,在大多数数值研究中,微分方程通常被看作是一个动力学整体。实际上,多分量DE模型也可以解释宇宙的加速膨胀,这在理论上是被接受的,但缺乏数值研究。本文试图通过构造$w_n$ CDM模型来研究多组分DE模型。将DE的总能量密度平均分为$n$($n=2,3,5$)部分,每一部分都有一个恒定的EOS $w_i$($i=1,2...n$).我们修改了Friedmann方程和DE的参数化后Friedmann描述,然后对来自Planck 2018 TT,TE,EE $+$ lowE $+$透镜,BAO数据和PANTHEON样本的$w_i$ s施加约束。如果观测数据首选任何$w_n$ CDM模型,并且$w_i$ s的最高值和最低值之间没有重叠,则多组分DE模型更受青睐。我们发现当$n$较小时,数据组合支持$w_n$ CDM模型,并且$w_2$ CDM模型比CPL模型稍受$Δχ^2_{\text{min}} = Δ\text{AIC} =Δ\text{BIC} = -2.48$的青睐,但最大值$w_i$与最小值重叠。随着$n$的增大,$w_i$的最大值和最小值彼此不重叠,但$χ^2_{\text{min}}$和AIC也增大。总之,我们没有发现明显的证据表明DE是由不同的成分组成的。
2021-07-30 astro-ph.CO gr-qc
RCSLenS: Testing gravitational physics through the cross-correlation of weak lensing and large-scale structure
暗能量的未知性质激发了对大尺度引力物理学的持续宇宙学测试。我们提出了一个新的一致性检查的基础上的相对振幅的非相对论性星系特有的运动,通过测量红移空间失真,和相对论性偏转光由这些相同的星系跟踪星系星系透镜。我们利用最新一代的深度,重叠的成像和光谱数据集,结合红星团序列透镜巡天(RCSLenS),加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天(CFHTLenS),WiggleZ暗能量巡天和重子振荡光谱巡天(BOSS)。我们用“引力滑移”统计量E_G来量化结果,我们估计在z=0.32时为0.48 +/- 0.10,在z=0.57时为0.30 +/- 0.07,后者构成了这个量已经确定的最高红移。这些测量结果与广义相对论的预言是一致的,对于受宇宙学常数支配的宇宙中的扰动Friedmann-Robertson-Walker度规,在这些相应的红移处E_G = 0.41和0.36。从当前和未来的星系巡天中获得的红移空间畸变和引力透镜数据的结合,将为基本宇宙学提供越来越严格的检验。
2015-12-11 astro-ph.CO
Exploring a new interaction between dark matter and dark energy using the growth rate of structure
我们提出了一个唯象的相互作用的比例因子幂律形式,导致两种扰动项的外观,随着扰动哈勃膨胀率的比例因子空间变化。我们研究了参数化后Friedmann方案中的背景和微扰演化,得到了能量-动量交换可以从暗能量流向暗物质,以保持暗能量和暗物质密度在任何时候都很好地定义。我们结合了几个测量的宇宙微波背景(WMAP 9 +Planck)数据,重子声学振荡测量,红移空间畸变数据,JLA样本的超新星,和哈勃常数约束的耦合常数和指数提供了参数化的相互作用本身。${\rm Planck+WMAP9+BAO}$ ${\rm +RSD+JLA+HST}$数据的联合分析似乎有利于大的耦合常数,在1 $σ$水平的$ξ_c = 0.34403427_{- 0.18907353}^{+ 0.14430125}$,并倾向于具有负指数的幂律相互作用,因此在1 $σ$水平的$β= -0.50863232_{- 0.40923857}^{+ 0.48424166}$。CMB的温度功率谱表明,一个大的耦合常数产生移动的声学峰值,并影响其振幅在较低的多极。此外,较大的$β$指数产生声峰的移位,指出相对于一致性模型的明显偏差。物质功率谱对耦合常数和$β$指数的变化很敏感。在这种背景下,相互作用改变了物质的尺度和辐射的平等性,并将其推离了当前的时代,这反过来又导致了翻转点向更小尺度的转变。
2015-06-08 astro-ph.CO gr-qc
Quantifying the impacts of future gravitational-wave data on constraining interacting dark energy
在这项工作中,我们调查的影响,未来的引力波(GW)标准警报观测的爱因斯坦望远镜(ET)约束相互作用的暗能量(IDE)模型。我们根据对ET的10年观测,模拟了$0\lesssim z \lesssim 5$红移范围内的1000 GW事件。我们结合模拟的GW数据与当前主流的宇宙学电磁观测,包括宇宙微波背景各向异性,重子声学振荡,和Ia型超新星约束IDE模型。我们认为典型的IDE模型的背景下,扰动的宇宙。为了避免IDE模型的大尺度不稳定性问题,我们采用扩展的参数化后Friedmann方法来计算宇宙学扰动.我们发现,增加GW标准警报数据可以显着提高大多数宇宙学参数的约束精度(例如,$H_{0}$、$w$和$Ω_{\rm m}$)。对于耦合参数$β$,在宇宙学拟合中加入GW数据也可以略微改善约束误差。
2020-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-Newtonian Cosmological Modelling
我们开发了一种新的方法来建立宇宙学模型,其中小块的扰动闵可夫斯基空间连接在一起的反射对称边界,以形成一个全球性的,动态的时空。这个拼凑的宇宙的每一部分都是用后牛顿引力物理学描述的,宇宙的大规模膨胀是一种涌现现象。这种宇宙学方法不需要任何关于非局部平均过程的假设。我们的框架阐明了广义相对论的弱场极限与在一组对称性假设下求解爱因斯坦方程所得到的宇宙学解之间的关系。它还允许以明确的方式研究结构形成对宇宙大尺度膨胀的影响。作为一个明确的例子,我们使用这种形式主义来研究大量的规则排列的点状质量的宇宙学行为。在这种情况下,我们发现大规模的膨胀是很好地模拟了一个弗里德曼方程,其中包含的条款,采取形式的尘埃,辐射和空间曲率。辐射项虽然比尘埃项小,但纯粹是爱因斯坦方程非线性的结果。
2016-03-17 astro-ph.CO gr-qc