Mass Function Predictions Beyond LCDM
晕的质量分布，由晕质量函数指定，是几个宇宙学探测器的关键输入。$N$ -体模拟的规模现在是这样的，在大多数情况下，结果不再需要受到几何学的限制，但仍然受到各种系统不确定性的影响。我们调查和讨论这些差异的原因。量化误差源，并适当补偿他们，我们进行了高统计研究暗物质晕67 $N$体模拟调查的质量函数及其演变的参考$Λ$ CDM宇宙学和一组$w$ CDM宇宙学。对于参考$Λ$ CDM宇宙学（接近WMAP 5），我们量化了作为红移函数的质量函数形式的普适性的破坏，发现红移$z=0$和$z=2$之间的普适性形式的演化高达10%。对于宇宙学非常接近这个参考，我们提供了一个拟合公式，我们的结果（不断发展）$Λ$ CDM质量函数的质量范围为$6\cdot 10^{11}-3\cdot 10^{15}$ M $_{\odot}$的估计精度约为2%。$w$ CDM宇宙学的集合取自Coyote宇宙模拟套件。该套件的质量函数（包括$Λ$ CDM宇宙学和其他具有$w\simeq-1$的宇宙学）由参考$Λ$ CDM情况的拟合公式描述，精确度为10%，但具有明显的系统偏差。我们认为，作为一个结果，拟合公式的基础上的普遍形式的质量函数可能有有限的效用，在高精度的宇宙学应用。
2011-03-18 astro-ph.CO
Approximating Density Probability Distribution Functions Across Cosmologies
使用一套自相似的宇宙学模拟，我们测量的概率分布函数（PDF）的实空间密度，红移空间密度，和它们的几何平均值。我们发现，实空间密度PDF是很好地描述了两个参数的函数：$n_s$，频谱斜率，和$σ_L$，线性均方根密度波动。对于红移空间密度以及实空间密度和红移空间密度的几何平均，我们引入了第三个参数，$s_L={\sqrt{\langle(dv^L_{\rm pec}/dr)^2\rangle}}/{H}$。我们发现，密度PDF的LCDM宇宙学也很好的参数化这三个参数。因此，我们能够使用一套自相似宇宙学模拟来近似一系列宇宙学的密度PDF。我们公开了密度PDF，并为它们提供了一个分析拟合公式。
2021-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Non-Linear Matter Power Spectrum in Warm Dark Matter Cosmologies
我们调查的非线性演化的物质功率谱使用一个大的高分辨率N体/流体动力学模拟。在初始条件下的线性物质的功率不断修改，以适应温暖的暗物质粒子，诱导一个小规模的切断功率相比，标准的冷暗物质的情况。这种热遗迹的影响是在小尺度上处理的，k > 1 h/Mpc，z < 5，这对下一代莱曼α森林，弱透镜和星系团调查特别重要。我们量化的质量和红移的温暖的暗物质非线性物质的功率的依赖性，我们提供了一个拟合公式，这是准确的，在2%的水平低于z=3和质量m_wdm > 0.5 keV。重子物理（冷却，恒星形成和反馈配方）的作用，对温暖的暗物质诱导的抑制也被量化。此外，我们将我们的研究结果与晕模型进行了比较，并显示了它们对宇宙剪切功率谱的影响。
2011-10-26 astro-ph.CO
Morphology with Light Profile Fitting of Confirmed Cluster Galaxies at z=0.84
我们对z=0.84的星系团RX J0152.7-1357中的124个光谱确认的星系团星系进行了形态学研究。我们的分类方案包括颜色信息，视觉形态，和1-分量和2-分量的光剖面拟合来自哈勃太空望远镜里兹成像。我们采用了一个修改后的版本的详细的分类方案，以前使用的场星系的研究，并发现这些星系的运动学特征相关。我们比较我们的星系团星系的形态，在类似的红移的场星系。我们还比较了星系团中不同暗物质密度区域的星系形态，这些暗物质密度由弱透镜图确定。我们发现一个早期型分数的集群人口作为一个整体的47%，约2.8倍高于外地，类似的动态年轻的集群MS 1054在类似的红移。我们发现最剧烈的变化之间的低和中间的暗物质密度区域的集群内的形态分布，与早期类型的分数增加一倍和特殊的分数下降了近一半。从外围到中等密度区域，奇特部分比螺旋部分下降得更剧烈。这表明许多落入z~0.8星系团的星系可能直接从特殊的、合并的和紧凑的系统演化成早期类型的星系，而没有机会首先演化成规则的螺旋星系。
2013-05-03 astro-ph.CO
Structure formation in Multiple Dark Matter cosmologies with long-range scalar interactions
冷暗物质（CDM）与扮演宇宙暗能量（DE）角色的经典标量场之间的相互作用可能提供与太阳系边界不冲突的长程暗相互作用。虽然目前可用的观测允许将这种相互作用限制在引力强度的百分之几，但最近的一些研究表明，如果CDM由两种与DE场具有相反耦合的不同粒子组成，那么这种严格的约束可以大大放松，允许长-在背景和线性扰动水平上都不显著影响观测的范围标量引力。在目前的工作中，我们将这种多暗物质的情况下，结构形成的非线性制度的调查，提出了有史以来第一个N体模拟这些宇宙学。我们的研究结果突出了一些特征足迹的长程标量力，只出现在特定的模型，否则实际上无法区分从标准的LCDM方案的背景和线性密度扰动的增长的非线性制度。在这些效应中，在两种CDM物质中形成“镜像”宇宙结构，在k > 1 h/Mpc时抑制非线性物质功率谱，以及坍塌晕的碎裂，代表了可能提供约束这类宇宙学模型的直接方法的特殊特征。
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc
Coherent Combination of Baryon Acoustic Oscillation Statistics and Peculiar Velocity Measurements from Redshift Survey
本文提出了一种新的统计方法，将重子声学振荡统计（BAO）和特殊速度测量相干地结合起来，利用从观测到的红移空间中的红移畸变中分解出的实空间中的密度-密度谱和速度-速度谱，1）获得更强的暗能量约束，σ（w）=0.06和σ（w_a）=0.20，这是由单独的BAO或速度测量增强的，（2）交叉检验两种不同方法的暗能量约束的一致性：以BAO作为几何测量，以特有速度作为大尺度结构观测量。除此之外，由于功率谱分解过程不受星系偏差的不确定性的影响，这种同时拟合是一种不需要对星系偏差作任何预先假设的最佳宇宙学参数提取方法。
2011-05-30 astro-ph.CO
An Accurate Fitting Function For Scale-dependent Growth Rate in Hu-Sawicki $f(R)$ Gravity
给出了$f(R)$修正引力下Hu-Sawicki模型的尺度依赖增长率的一个简单拟合公式。我们比较了拟合函数与数值结果的准确性，并报告了所有不同研究情况下的最大误差。拟合函数的有效性进行了测试，对广泛的尺度，$10^{-4} \le k \le 5 \ [\mathrm{Mpc}^{-1}]$，各种红移值的范围内的$z \in [0.0,\ 3.0]$和不同的$|f_R^0|$值。这个公式在预测宇宙学探测中是有用的，这些探测对增长率敏感，如红移空间畸变、星系-星系关联函数、特有的速度统计和星系团的成对速度。
2020-01-07 astro-ph.CO
Constraining modified gravity scenarios with the 6dFGS and SDSS galaxy peculiar velocity datasets
本研究利用6dFGS和SDSS星系本动速度数据测量两点相关性以约束修改引力模型，发现结果与广义相对论一致，测得结构增长参数，并拟合了nDGP和f(R)模型参数极限，未来更大巡天将提升约束力。
2024-07-26 astro-ph.CO
The halo mass function in interacting Dark Energy models
本文详细研究了暗能量（DE）和冷暗物质（CDM）粒子之间的直接相互作用对星系团和星系团晕质量函数（HMF）的影响。利用{ \small CoDECS}模拟的公共晕目录，我们基于FoF算法和SO晕识别，针对不同的过密度阈值$Δ_{c}$，推导了几种不同类型耦合DE场景的HMF.我们比较计算的HMF耦合DE宇宙学与$Λ$ CDM以及与标准的解析拟合函数的预测。我们的研究结果表明，标准拟合函数仍然合理地再现FoF和SO HMF的相互作用DE宇宙学在中等质量和低红移，一旦重新标度的特征振幅的线性密度扰动的每个特定的模型，如$σ_{8}$。然而，我们也发现，这种明显的简并与$σ_{8}$被打破的高质量的尾巴和红移演化的HMF，与偏差超过$\sim 10%$的大多数模型正在调查。此外，相对于标准拟合函数的预测与$σ_{8}$的特征值的差异显示-对于某些模型-一个强烈的依赖于用于晕识别的球形过密度阈值$Δ_{c}$。我们发现，这种效果是由于在这些模型中的低红移晕浓度显着增加，但在大多数的宇宙学场景中考虑这项工作是缺席。因此，我们可以得出结论，HMF的普适性是违反了宇宙学模型，具有DE和CDM之间的直接相互作用。
2012-05-09 astro-ph.CO
The screening Horndeski cosmologies
我们提出了一个系统的分析均匀和各向同性的宇宙学在一个特定的Horndeski模型与Galileon移位对称性，也包含一个$Λ$ -长期和一个问题。这个模型有时被称为Fab Five，它有丰富的解决方案。它们中的一些描述了标准的晚期宇宙动力学主导的$Λ$ -长期和物质，而在早期的宇宙膨胀与常数哈勃率由标量动力学耦合的值。对于其它解，$Λ$ -项和物质总是被筛选，但是仍然存在早期和晚期加速阶段。该模型还承认反弹，以及描述“时间的出现”的特殊解决方案。这些解中的大多数在标量和张量扇区中包含鬼。然而，仔细的分析揭示了无重影解决方案的三个不同分支，都显示出后期加速阶段。我们分析了这些解的动力学稳定性，发现它们在未来都是稳定的，因为它们的扰动在后期都是有界的。然而，它们在过去都是不稳定的，因为当接近初始时空奇点时，它们的扰动会剧烈增长。因此，我们得出结论，该模型没有可行的解决方案来描述整个宇宙学的历史，虽然它可以描述当前的加速阶段。我们还检查了平坦空间解在模型中是无重影的，但它可能在更一般的Horndeski理论中获得重影。
2016-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining neutrino mass in dynamical dark energy cosmologies with the logarithm parametrization and the oscillating parametrization
本文利用主流观测数据全局拟合了对数与振荡参数化的动力学暗能量模型，发现其拟合效果与CPL模型相当，且动力学暗能量会显著改变中微子质量的限制，使其约束比CPL模型更宽松。
2023-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Imprints of dark energy on cosmic structure formation: II) Non-Universality of the halo mass function
在暗能量宇宙学的背景下研究了晕质量函数的普适性。这种广泛使用的近似假设质量函数可以表示为物质密度Ω_m和均方根线性密度涨落σ的函数，而不依赖于暗能量或红移的性质。为了验证这一假设，我们对不同的宇宙学模型进行了一系列15个高分辨率的N体模拟。这些包括三个LCDM宇宙学最佳拟合WMAP-1，3和5年的数据，和三个玩具模型的特点是一个Ratra-Peebles quintessence潜力与不同的斜率和数量的暗能量密度。这些玩具模型在背景和线性水平上具有非常不同的进化历史，但具有相同的sigma 8值。对于这些模型中的每一个，我们测量的质量函数从目录中的晕识别的模拟使用的朋友圈（FoF）算法。我们发现红移依赖的偏差从一个普遍的行为，远高于数值的不确定性和非随机的起源，这与线性增长因子的研究宇宙学。以球形坍缩为指导，我们证明了这种偏差是由非线性坍缩和维里化过程的宇宙学依赖性引起的。对于实际应用，我们提供了一个拟合公式的质量函数精确到5倍，在所有范围内的宇宙学研究。我们还推导出了FoF连接参数和维里超密度之间的经验关系，它可以解释大多数偏离精确普遍行为的原因。总的来说，这些结果表明，晕质量函数包含独特的宇宙学信息，因为它携带了过去宇宙演化的化石记录。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Non-Linear Matter Power Spectrum Modeling in Interacting Dark Energy Cosmologies
本研究针对相互作用暗能量宇宙学下的非线性物质功率谱，结合N体模拟与修正暗晕模型实现高精度拟合，经Euclid巡天预报验证，其耦合参数约束精度较现有观测检验提升一个数量级，为非线性尺度大尺度结构数据的观测约束提供新方法。
2024-10-29 astro-ph.CO gr-qc
HMcode-2020: Improved modelling of non-linear cosmological power spectra with baryonic feedback
我们提出了一个更新版本的HMcode增强晕模型，可用于在广泛的宇宙学的非线性物质功率谱的准确预测。主要的改进包括建模的BAO阻尼的功率谱和更新的治疗大规模中微子。我们拟合我们的模型模拟功率谱，并表明，我们可以匹配的结果与2.5%的RMS误差在一系列的宇宙学，尺度$k < 10\,h\mathrm{Mpc}^{-1}$，和红移$z<2$。误差很少超过5%，也从未超过16%，最坏的情况发生在$z\simeq2$，或者是具有不寻常暗能量状态方程的宇宙学中。这代表了一个显着的改进，在以前版本的HM代码，并超过其他流行的拟合函数，特别是对于高中微子质量的中微子宇宙学。我们还提出了一个简单的晕模型，可以用来模拟重子反馈对功率谱的影响。这个六参数物理模型包括AGN反馈的气体排出和恒星形成。通过比较该模型的数据从流体动力学模拟，我们表明，功率谱响应反馈匹配的$<1$百分比水平的$z<1$和$k<20\,h\mathrm{Mpc}^{-1}$。我们还提出了这个模型的单参数变体，参数化的反馈强度，这只是稍微不太准确。我们在https://github.com/alexander-mead/HMcode上为我们的非线性和重子模型提供代码，它也可以在CAMB中使用，很快也可以在CLASS中使用。
2021-01-08 astro-ph.CO
Approximations for the divergence of the local large-scale structure velocity field and its implications for Tilted Cosmology
Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学物理与天文学研究所）；Centro científico tecnológico de Valparaíso, Universidad Federico Santa María（弗雷德里科·圣玛丽亚大学瓦尔帕莱索科技中心）
本文通过重建局部大尺度结构速度场，探讨其发散性对倾斜宇宙学模型的影响，并指出需改进速度场重建以约束相关参数。
2023-03-29 astro-ph.CO
Measuring our Peculiar Velocity by "Pre-deboosting" the CMB
最近的研究表明，我们相对于CMB的特殊速度β在所有尺度上诱导多极子之间的混合和非对角相关，这可以用作β的测量，这与使用CMB温度偶极子的标准测量无关。然而，所提出的技术依赖于微扰展开，该微扰展开对于\ell \gtrsim 1/（β）\approx 800而言是崩溃的。在这里，我们提出了一种技术，其中包括降低CMB温度的时间顺序的数据，并表明它扩展的有效性的扰动分析多极\ell \sim 10000。我们还获得了准确的拟合函数之间的混合有效的多极在一个完整的非线性处理。最后，我们预测可实现的精度，这些相关性可以在一些当前和未来的CMB任务进行测量。我们表明，普朗克可以测量速度的精度约为60 km/s，ACTPol在4年内约为40 km/s，而未来的实验可能会进一步缩小这个误差范围。
2012-02-22 astro-ph.CO
The Redshift-Space Momentum Power Spectrum I: Optimal Estimation From Peculiar Velocity Surveys
对星系特殊速度的低红移观测提供了丰富的宇宙学信息。我们重新审视的想法，提取这些信息直接测量红移空间动量功率谱从这样的调查。我们提供了一个全面的理论和实践的框架，估计和拟合这一数据，类似于很好理解的技术，用于测量星系密度功率谱的红移调查。我们正式推导出一个新的估计，其中包括散粒噪声和调查几何的影响，我们评估的方差估计在高斯制度，我们计算的最佳权重估计，我们证明，测量是高斯分布，便于提取宇宙学参数，我们探讨奇特的速度测量误差的影响。我们完成了一个概念验证，使用现实的模拟星系目录，这表明我们可以测量和拟合的红移空间星系密度和动量功率谱从奇特的速度调查，包括后者大大提高了我们的约束结构的增长率。我们还提供了理论描述建模的非线性红移空间密度和动量功率谱多极，并预测宇宙学参数的约束，使用这些测量中包含的Fisher信息的任意权重。这些可能是有用的星系密度功率谱的测量，即使在没有特殊的速度。
2019-06-07 astro-ph.CO
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
Peculiar velocities into the next generation: cosmological parameters from the SFI++ survey
我们目前的宇宙学参数的限制，从SFI++星系特有的速度调查，最大的星系特有的速度样本。通过使用Abate等人（2008）开发的网格化方法进行分析。我们专注于受物质聚集影响的约束参数：sigma_8和生长指数gamma。假设一个一致性LCDM模型，我们发现σ_8 =0.91+0.22-0.18和伽玛=0.55+0.13-0.14后，边缘化的欧米茄_m。这些约束与来自使用不同方法的其他当前数据集的相同约束一致，并且具有类似的约束能力。最近，有几个索赔的奇特的速度测量不同意LCDM。相反，我们发现，尽管更高的σ_8值和更低的Ω_m值是优选的，但是当与WMAP 5相比时，这些值仍然是一致的。我们注意到，虽然我们的分析探测了各种尺度，但约束将由具有最小不确定性的较小尺度主导。这些结果表明，奇异速度分析是宇宙学的一个重要探索，对σ_8等参数提供了竞争性约束。它对生长函数导数的敏感性，特别是在红移为零的情况下，意味着它可以为结构形成的演化提供一个至关重要的低红移锚。利用具有不同系统学的不同探测器的重要性也是对最佳拟合宇宙学模型进行一致性检查的基本要求。
2010-09-27 astro-ph.CO
A local measurement of the growth rate from peculiar velocities and galaxy clustering correlations in the 6dF Galaxy Survey
银河系特有的速度提供了一个完整的宇宙学信息源，可以利用它来测量大尺度结构的增长率，并限制广义相对论的可能扩展。在这项工作中，我们提出了一种方法，通过直接奇特的速度和星系聚类相关统计，包括红移空间扭曲的影响，使用6度场星系巡天数据的合奏提取星系奇特速度内包含的信息。我们的方法比较了这些观测量的自相关函数和交叉关联函数多极子，相对于当地的视线，与宇宙学模型的预测。我们发现，在我们的测量中的不确定性得到改善时，结合这两个来源的信息相比，无论是特殊的速度或聚类信息分别拟合。当结合速度和密度统计的范围$27 < s < 123 \, h^{-1}$ Mpc，我们得到一个值的本地增长率的$fσ_8 = 0.358 \pm 0.075$和线性红移失真参数$β= 0.298 \pm 0.065$，恢复与$20.9$ %和$21.8$ %的准确度分别。我们通过将我们的测量结果与其他最近的本地增长率测量结果进行比较来总结这项工作，这些测量结果跨越了不同的数据集和方法。我们发现，我们的结果是在广泛的协议与文献中，并完全符合$Λ$ CDM宇宙学。我们的方法可以很容易地扩展到分析即将到来的大型星系调查，并实现宇宙学模型的准确测试。
2022-11-18 astro-ph.CO
Universal Fitting Formulae for the Peak Concentration of Dark Matter Halos
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hongkong-Macau Greater Bay Area（中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心）
利用N体模拟套件，基于修正的峰值高度参数，推导出暗物质晕浓度与峰值高度之间的普适关系，该关系不依赖于红移、宇宙学参数等，并趋于渐近值2.54。
2026-08-13 astro-ph.CO
A fitting formula for the non-Gaussian contribution to the lensing power spectrum covariance
弱引力透镜是研究暗能量状态方程最有希望的工具之一。为了获得可靠的参数估计为当前和未来的实验，一个良好的理论理解的暗物质集群是必不可少的。特别令人感兴趣的是弱透镜观测，如宇宙剪切关联函数，可以确定的统计精度。我们构造了透镜功率谱协方差的非高斯部分的拟合公式。对协方差的高斯贡献（其与透镜功率谱的平方成比例）和可选的形状噪声可以通过将它们的贡献相加而容易地包括在内。从无量纲透镜功率谱的规范估计开始，我们首先在晕模型方法中对协方差进行建模，包括一个基准宇宙学的所有四个晕项，然后将两个多项式拟合到所找到的表达式。在大尺度上，我们在波数和无量纲功率谱中使用一阶多项式，其对于$\ell \to 0$渐近地朝向$1.1 C_{pt}$，即，使用树级扰动理论的协方差的非高斯部分的结果。另一方面，对于小尺度，我们采用二阶多项式的无量纲功率谱的拟合。我们得到了一个拟合公式的非高斯贡献的收敛功率谱协方差是精确到10%的非对角元素，和5%的对角元素，在范围$50 \lesssim \ell \lesssim 5000$，可用于单源红移$z_{s} \in [0.5,2.0]$在WMAP 5的宇宙学。
2009-07-09 astro-ph.CO
Separate universe approach to evaluate nonlinear matter power spectrum for non-flat $Λ$CDM model
宇宙的空间曲率（$Ω_K$）是最基本的物理量之一，可以与早期宇宙物理学联系起来。本文提出了一种计算“非平坦”$Λ$ CDM模型的非线性物质功率谱$P(k)$的近似方法，该方法采用分离宇宙（SU）模型，即曲率对结构形成的影响与长波长密度涨落的影响等效（$δ_{\rm b}$）在“平坦”$Λ$ CDM模型中的局部体积中，通过非平坦和平坦模型中背景宇宙学参数和红移之间的特定映射。通过利用$P(k)$对$δ_{\rm b}$（相当于$Ω_K$）的归一化响应（它描述了非零$Ω_K$如何改变$P(k)$作为$k$的函数）很好地近似于对平坦模型中哈勃参数$h$的响应这一事实，我们的方法允许人们通过拟合公式或仿真器将平坦宇宙学的$P(k)$预测推广到非平坦宇宙学。我们使用$N$体模拟的非平坦$Λ$ CDM模型与$|Ω_K|\leq 0.1$表明，我们的方法可以预测$P(k)$的非平坦模型高达$k \simeq 6\,h{\rm Mpc}^{-1}$的红移范围$z\simeq [0,1.5]$，分数精度在$\sim 1$ %，大致对应于弱透镜宇宙学与即将到来的调查的要求。我们发现，仿真器，那些建立在平坦的宇宙学，如欧几里德仿真器，可以预测非平坦的$P(k)$与最少的退化。
2022-06-03 astro-ph.CO
Improved recipes for peculiar velocity power spectra using Evolution Mapping
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理学研究所）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、理论物理中心）；Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (CONICET-UNC)（理论与实验天文学研究所（阿根廷国家科学研究委员会-科尔多瓦国立大学））；Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦国立大学天文台）
本文提出新的拟合函数用于速度发散自功率谱和交叉功率谱，通过引力-only N-body 模拟校准，引入基于聚类振幅的参数化，提高鲁棒性和适用范围，验证结果在多种宇宙模型中准确度达1-2%。
2026-05-13 astro-ph.CO
Peculiar Velocity Decomposition, Redshift Space Distortion and Velocity Reconstruction in Redshift Surveys. II. Dark Matter Velocity Statistics
大规模光谱红移巡天为通过红移空间畸变（RSD）精确测量宇宙学距离上的奇特速度打开了一扇有希望的窗口。在论文I中，我们提出将特征速度分解为三个本征模（v_δ，v_S和v_B），以便于RSD建模和特征速度重建。本文通过一系列N体模拟测量了暗物质速度本征模的暗物质RSD相关统计量，包括速度功率谱、关联函数、单点概率分布函数、累积量和描述上帝手指效应的阻尼函数。(1)功率谱测量表明，这些速度分量具有明显不同的空间分布和红移演化。特别地，我们测量了窗函数\tilde{W}（k，z），它描述了非线性演化对v_δ-密度关系的影响。我们证实它会在RSD宇宙学中引起O（10%）的显著系统误差。我们证明了\tilde{W}可以通过带有一个或两个自由参数的简单拟合公式来准确描述。(2)关联函数测量表明，对v_δ，v_S和v_B，关联长度分别为O（100），O（10）和O（1）Mpc。这些相关长度决定了我们在何处可以将速度场视为空间不相关的。(3)速度PDF和累积量量化了速度场的非高斯性。我们证实了在论文I中的推测，即v_δ在很大程度上是高斯的，然而，由于不可忽略的非高斯性，v_B是显著非高斯的。我们还测量了阻尼函数。尽管观察到的非高斯性，阻尼函数，因此FOG效应都很好地近似为高斯的感兴趣的尺度。
2017-05-19 astro-ph.CO
Modelling the redshift-space cluster-galaxy correlation function on Mpc scales with emulation of the pairwise velocity distribution
提出基于星系内运动学模型和高斯过程模拟器的方法，在Mpc尺度上建模红移空间星系团-星系相关函数，以提取宇宙学参数约束，并发现<3 Mpc/h尺度拟合存在偏差。
2024-06-03 astro-ph.CO
ISW-LSS cross-correlation in coupled Dark Energy models with massive neutrinos
我们提供了一个详尽的分析的背景下，耦合暗能量宇宙学中的一个组成部分的大质量中微子的集成萨克-沃尔夫效应（ISW）。我们着重讨论了暗物质与暗能量的耦合以及中微子质量对星系/类星体分布之间的互相关和ISW效应的影响。我们提供了一个简单的表达式来适当地重新调整星系的偏差时，比较不同的宇宙学。交叉关联函数的理论预测，然后与观测数据进行比较。我们发现，虽然它是不可能区分的模型在低红移，耦合模型和$Λ$ CDM之间的差异与$z$增加。尽管如此，目前的数据似乎无法区分耦合模型和$Λ$ CDM。然而，我们表明，即将到来的星系调查将允许断层分析，使更好地区分模型。我们讨论了忽略星系偏差演化、b（z）和放大率偏差校正对互相关测量的影响，并为所考虑的宇宙学提供了b（z）的拟合公式。我们比较了三种不同的层析成像方案，并研究了当增加层析成像箱的数量时，ISW-LSS互相关的预期信噪比，SNR如何变化。文中还讨论了测量面积和测量散粒噪声对信噪比的影响。
2011-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the optical depth of galaxies and velocity bias with cross-correlation between kinetic Sunyaev-Zeldovich effect and peculiar velocity field
利用线性微扰理论计算了动力学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）效应与重构的奇异速度场之间的互相关函数$\langle (ΔT/T)(\mathbf{v}\cdot \mathbf{n}/σ_{v}) \rangle$，并利用Planck数据对中心星系的光深$τ$和奇异速度偏差进行了约束.我们改变的光学深度$τ$和速度偏置函数$b_{v}(k)=1+b(k/k_{0})^{n}$，并拟合模型的数据，有和没有改变的校准参数$y_{0}$，控制相关函数的垂直位移。通过构造似然函数并约束$τ$、$b$和$n$参数，我们发现速度偏差的二次幂律模型$b_{v}(k)=1+b(k/k_{0})^{2}$提供了与数据的最佳拟合。最佳拟合值为$τ=(1.18 \pm 0.24) \times 10^{-4}$、$b=-0.84^{+0.16}_{-0.20}$和$y_{0}=(12.39^{+3.65}_{-3.66})\times 10^{-9}$（$68\%$置信水平）。对于参数$b$，$b>0$的概率仅为$3.12 \times 10^{-8}$，这清楚地表明检测到尺度依赖的速度偏差。拟合结果表明，大尺度（$k \leq 0.1\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$）速度偏差为1，而在小尺度上，偏差趋于负值。$τ$值与前人提出的恒星质量-晕质量和光学深度关系一致，小尺度下的负速度偏…
2017-12-13 astro-ph.CO
One trick to treat them all: SuperEasy linear response for any hot dark matter in $N$-body simulations
本研究将SuperEasy线性响应方法推广至任意热暗物质，通过代数修正因子模拟HDM效应，实验验证其精度较高，且发现非标准HDM宇宙学的非线性特征与标准模型无本质差异，但多红移观测或可区分。
2024-10-08 astro-ph.CO hep-ph
The DESI DR1 peculiar velocity survey: growth rate measurements from the galaxy power spectrum
Aix-Marseille University, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所，粒子物理中心）；Centre for Astrophysics & Supercomputing, Swinburne University of Technology（天体物理学与超级计算中心，斯威本科技大学）；School of Mathematics and Physics, University of Queensland（昆士兰大学数学与物理学院）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文与空间科学研究所）；University of Science and Technology（韩国科学技术院）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理系）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）；Dipartimento di Fisica “Aldo Pontremoli”, Università degli Studi di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特罗莫利物理系）
利用DESI DR1数据测量宇宙结构增长率，通过功率谱分析得到$ fσ_8=0.450^{+0.055}_{-0.055} $，并验证与ΛCDM模型一致。
2026-02-15 astro-ph.CO
Testing the Equivalence Principle on Cosmological Scales Using Peculiar Acceleration Power Spectrum
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong–Hong Kong–Macau Greater Bay Area, SYSU（中山大学深空探测科学中心）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
提出利用红移漂移技术测量星系奇特加速度功率谱检验宇宙学尺度等效原理的方法，通过N体模拟验证EP估计器对违反信号的敏感性，为未来宇宙学检验提供新途径。
2025-11-05 astro-ph.CO
Universal at last? The splashback mass function of dark matter halos
暗物质晕的质量函数是结构形成的最基本的统计量之一。许多理论模型（如Press-Schechter理论）都是基于这样的概念，即当用适当的变量表示时，它可以是普适的，即独立于红移和宇宙学。然而，模拟表现出持久的非普遍性的维里质量和其他常用的球形过密度定义的质量函数。我们系统地研究了广泛的质量定义的质量函数的普遍性，包括最近提出的回溅质量，Msp的第一次。我们确认，在LambdaCDM宇宙学，所有的质量定义表现出不同程度的非普遍性，增加峰值高度和达到20%和500%之间的最高质量，我们可以测试。Mvir、M200 m和Msp表现出类似的非普适性水平。然而，有两种情况下，回溅质量函数明显更普遍。首先，它们在z<2时是10%的普适性，而球形过密度定义由于暗能量而经历了演变。第二，当额外考虑具有极端功率谱的自相似宇宙学时，回溅质量函数是非常普遍的（在40%和60%之间），而它们的球形过密度对应物达到180%和450%之间的非普遍性。这些结果有力地支持了这样一种观点，即回溅半径是晕边界的物理定义。我们提出了一个简单的，通用的拟合公式的回溅质量函数，准确地再现我们的模拟数据。
2020-11-23 astro-ph.CO
The Redshift-Space Momentum Power Spectrum III: measuring the growth rate from the SDSSv survey using auto- and cross- power spectrum of the galaxy density and momentum fields
本文推导星系密度-动量互功率谱估计量，联合密度单极矩、动量单极矩和互偶极矩拟合 SDSS DR14 数据，测得增长率为 fσ₈=0.413^{+0.050}_{-0.058}，并验证互功率谱可显著减小参数误差。
2025-07-02 astro-ph.CO
2MTF VI. Measuring the velocity power spectrum
我们目前的速度功率谱的测量和结构$fσ_{8}$的增长率的限制，在红移为零，使用完成的2 MASS塔利-费舍尔调查（2 MTF）中的2,062个星系的特殊运动。为了实现这一点，我们引入了一个模型，用于拟合的速度功率谱，包括非线性红移空间失真（RSD）的影响，使我们能够恢复无偏拟合到尺度$k=0.2\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$，而不需要平滑或网格的数据。我们的拟合方法进行了验证，使用一组模拟的2 MTF调查。使用这些模拟，我们还确定，高斯分布估计特有的速度\cite{Watkins2015}是适合测量的速度功率谱，但次优的2 MTF数据相比，使用幅度波动$δm$，而且，虽然我们的拟合是稳健的基准宇宙学的变化，未来特有的速度调查与更多的约束力可能不得不边缘化。我们得到了\textit{scale-dependent}的约束结构的增长率在两个箱子，发现$fσ_{8} = [0.55^{+0.16}_{-0.13},0.40^{+0.16}_{-0.17}]$的范围$k = [0.007-0.055, 0.55-0.150]\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$。我们还发现一致的结果，使用四个箱子。假设规模为\textit{independence}，我们找到一个值$fσ_{8} = 0.51^{+0.09}_{-0.08}$，即生长速率的$\sim16\%$测量值。执行广义…
2017-06-16 astro-ph.CO
The DESI DR1 Peculiar Velocity Survey: The Tully-Fisher Distance Catalog
DESI DR1利用螺旋星系观测校准了特利-费雪关系，并提供了距离和特殊速度目录，用于宇宙学分析。
2025-12-02 astro-ph.CO
Perturbation Theory Remixed: Improved Nonlinearity Modeling beyond Standard Perturbation Theory
本研究提出全新nEPT方案，通过累加微扰理论n阶密度场建模非线性密度场，在无自由参数下比传统两圈标准微扰理论更贴合N体模拟结果，可加速宇宙学密度场正演建模。
2022-08-31 astro-ph.CO
DEMNUni: The clustering of large-scale structures in the presence of massive neutrinos
本文采用一套大体积、高分辨率的宇宙学N体模拟方法，将中微子作为一种独立的无碰撞流体，分析了大尺度结构（LSS）在存在大量中微子时的成团特征。8 $\cGpc$的体积，加上冷暗物质（CDM）分量的分辨率约为$8\times 10^{10}\Ms$，代表了对大质量中微子宇宙学中以前N体模拟的显着改进。我们发现，大部分的非线性演化完全由CDM组件产生。我们发现，只占CDM功率谱的非线性演化允许恢复总物质的功率谱与无质量的情况下相同的精度。事实上，我们表明，在$Λ$ CDM模拟校准的\halofit \公式的最新版本可以直接应用于线性CDM功率谱，而不需要额外的拟合参数在大规模的情况下。作为第二步，我们研究了CDM晕的丰度和聚集特性，证实了在大规模中微子宇宙学中，晕偏置的正确定义应该是相对于{ \em冷}而不是{ \em总}物质分布，如最近在文献中所示。在这里，我们将这些结果扩展到红移空间，发现，当占大量中微子，一个不适当的定义的线性偏差可能会导致系统误差约1- $2 \%$的线性增长率的测定从各向异性集群。如果我们考虑到未来的光谱星系巡天，如\eg \ Euclid，预计测量的线性增长率的统计误差小于约$3 \%$在$z\lesssim1$。
2016-01-05 astro-ph.CO
On a novel approach using massive clusters at high redshifts as cosmological probe
在这项工作中，我们提出了一种新的方法来测试的有效性的基准LCDM宇宙学的测量最大质量的晕在一个样本中的子体积相同的大小平铺在天空中的一个固定的红移的累积分布函数。事实上，最大质量的集群探测的质量函数，LCDM和替代宇宙学模型之间的差异是最强的高质量的尾巴，使我们的方法特别有趣的宇宙学探测。我们利用一般极值统计（GEV），以获得在给定的体积中最大质量的对象的累积分布函数。我们抽样这个分布函数，根据所覆盖的调查区域的一系列不同的“测试宇宙学”和不同的准确质量估计的晕补丁的数量。通过用GEV分布函数拟合这个样本，我们可以研究哪些参数对测试宇宙学最敏感。我们发现，一旦我们能够在红移大于z=1（z=1.5）时建立一个足够完整的大面积观测，M_lim=10^14.5 M_sun/h（M_lim=10^14 M_sun/h），最大质量晕的概率分布函数的峰值非常适合检验基准LCDM模型的有效性。作为累积性的，所提出的措施是强大的，在集群质量的20-30%的准确度将足以测试替代模型。由于只需要在每个角补丁中最大的系统，这种方法将非常适合作为第一个快速一致性检查，然后再进入一个更复杂的统计分析观察到的晕样本。
2011-09-13 astro-ph.CO
The DESI DR1 Peculiar Velocity Survey: growth rate measurements from galaxy and momentum correlation functions
通过联合分析局部特殊速度和星系密度场来测试引力宇宙学模型，利用 DESI DR1 特殊速度和亮星系巡天数据，用非线性相关函数模型拟合两点相关性测量，得出结构归一化增长率等，并与预测一致。
2026-07-07 astro-ph.CO
Growth-rate measurement with type-Ia supernovae using ZTF survey simulations
本研究利用ZTF模拟的Ia型超新星本动速度数据，通过最大似然方法测量结构增长率fσ8，验证了测量框架的有效性，为真实数据应用奠定基础。
2023-06-22 astro-ph.CO
The Sloan Digital Sky Survey Peculiar Velocity Catalogue
利用斯隆数字巡天（SDSS）的基本面（FP）测量数据，给出了一个新的$34,059$早型星系的距离和奇特速度（PV）目录。这$7016\,\mathrm{deg}^{2}$均匀的样品包括迄今为止最大的一组奇特的速度，并扩展了光伏调查的范围高达红移极限$z=0.1$。我们基于SDS的FP距离测量的平均不确定度为23%。除了这些数据，我们还制作了一个2,048个模拟星系目录的集合，这些目录再现了数据选择函数，并用于验证我们的拟合管道和检查系统误差。我们发现组丰富度和平均表面亮度之间的显着趋势的样本，这可能暗示在FP内的环境依赖性或未解决的系统学的存在，并可能导致偏奇特的速度。这是删除使用多个FP拟合作为组丰富度的函数，通过一个新的解析推导的3D高斯积分超过非平凡的限制，一个易于处理的过程。我们的目录被校准到CosmicFlows-III样本的零点，不确定度为$0.004$ dex（不包括宇宙方差或CosmicFlows-III本身的误差），这是通过与我们当地速度场的2 M ++重建预测的零点进行独立交叉检查来验证的。最后，作为一个例子，什么是可能的，我们的新目录，我们获得初步的整体流量测量深度为$135\,h^{-1}\mathrm{Mpc}$。我们发现一个稍微大于预期的大流量在高红移，虽然这可能是由沙普利超星系团的存在，它位于SDSS PV足迹之外。
2022-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accurate halo mass functions from the simplest excursion set theory
本研究利用数值采样方法在无近似条件下验证最简excursion set理论，发现球形顶帽窗函数加恒定δ=1.5阈值可精确预测多种宇宙学下的M₂₀₀暗晕质量函数，并给出适用参数范围广的拟合函数。
2024-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Quest II: A Wide-Coverage Neural Network Emulator of the Nonlinear Matter Power Spectrum Across Extended Cosmologies
Graduate School of Social Data Science, Hitotsubashi University（立命馆大学社会科学数据科学研究生院）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学重力物理与量子信息中心，山梨大学理论物理研究所）；Department of Astrophysics and Atmospheric Sciences, Faculty of Science, Kyoto Sangyo University（京都 Sangyo 大学科学系天文学与大气科学系）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS), The University of Tokyo（物理学与数学宇宙研究所（WPI），东京大学先进研究所（UTIAS），东京大学）；RIKEN Center for Advanced Intelligence Project（理化学研究院先进智能项目中心）
提出DarkEmulator2神经网络仿真器，在九维w0waνoCDM参数空间中通过联合训练多分辨率模拟实现亚百分比精度预测非线性物质功率谱。
2026-05-27 astro-ph.CO cs.LG
Non-universality of the mass function: dependence on the growth rate and power spectrum shape
暗物质晕的丰度是研究宇宙结构生长和膨胀历史的重要手段之一。对于这个量的理论预测通常假设，当以某种形式表示时，它只取决于线性密度场的质量方差。然而，宇宙学模拟显示，这一假设被打破，导致10-20%的系统效应。在本文中，我们采用了一套专门设计的模拟进一步研究这个问题。具体来说，我们进行宇宙学N体模拟，我们系统地改变生长历史在一个固定的线性密度场，或改变功率谱形状在一个固定的生长历史。我们表明，晕质量函数一般依赖于这些数量，从而显示出一个明确的信号的非普遍性。这种效应的大部分可以追溯到同样的线性波动根据其组装历史的细节以不同的方式增长到非线性状态。利用这些结果，我们提出了一个参数化的线性增长率和功率谱形状的显式依赖。使用一个独立的模拟套件，我们表明，这个拟合函数准确地捕捉质量函数的晕宇宙跨越一个巨大的参数空间，包括大规模的中微子和动态暗能量。最后，我们利用这个工具来提高所谓的宇宙学重新标度方法的准确性，并表明它们可以在当前可行的宇宙学的整个范围内为晕质量函数提供2%的准确预测。
2021-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Euclid preparation. XXIV. Calibration of the halo mass function in $Λ(ν)$CDM cosmologies
欧几里德的测光星系团巡天有可能成为一个非常有竞争力的宇宙学探测器。星系团观测的主要宇宙学探测是它们的数量计数，其中晕质量函数（HMF）是一个关键的理论量。我们提出了一个新的校准的分析HMF，在这个数量的不确定性所需的准确度和精度的水平是次显性的不确定性的其他来源在恢复宇宙学参数从欧几里德集群计数。我们的模型进行了校准对一套N体模拟使用贝叶斯方法考虑到系统误差所产生的数值模拟中的影响。首先，我们测试的HMF预测从不同的N体代码的收敛性，通过使用初始条件产生的不同阶的拉格朗日微扰理论，并采用不同的模拟箱的大小和质量分辨率。然后，我们量化的效果，使用不同的halo-finder算法，以及由此产生的差异如何传播到宇宙学的约束。为了跟踪违反HMF的普遍性，我们还分析了模拟的基础上的初始条件，其特征在于无标度功率谱与不同的光谱指数，假设爱因斯坦-德西特和标准$Λ$ CDM膨胀的历史。基于这些结果，我们构建了HMF的拟合函数，我们证明该函数在再现包括大质量中微子宇宙学在内的$Λ$ CDM模型的9种不同变体的结果时具有亚百分比的准确性。校准系统的不确定性在很大程度上是次主导的未来质量观测关系的预期精度;与唯一值得注意的例外的效果，由于晕发现者，这可能会导致有偏见的宇宙学推断。
2023-03-16 astro-ph.CO
New Constraints on Warm Dark Matter from the Lyman-$α$ Forest Power Spectrum
本研究利用1080个高分辨率流体动力学模拟，结合莱曼-α森林通量功率谱观测，给出温暗物质粒子质量3.1 keV的95%置信下限，且微弱偏好4.5 keV的热遗迹质量，同时约束了高红移光电离背景性质。
2023-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology with massive neutrinos I: towards a realistic modeling of the relation between matter, haloes and galaxies
通过使用一套大盒子大小的N体模拟，将大量的中微子作为一组额外的粒子，我们调查的影响中微子质量的空间分布的暗物质晕和星系。我们使用统计工具，如功率谱和两点关联函数计算暗物质晕的空间分布和整体物质和冷暗物质分布之间的偏差。总的来说，我们发现了一个规模依赖的大尺度上的宇宙学与大质量中微子的偏见。然而，我们的研究结果表明，规模依赖的偏见减少，如果后者是相对于冷暗物质分布计算。我们发现，一旦使用线性冷暗物质功率谱，而不是总物质功率谱，廷克拟合公式可以合理地再现大尺度上的偏差值。我们调查是否真的是来自纯粹的中微子效应或从非线性引力坍缩晕的尺度依赖的偏见。为此，我们讨论了$Ω_ν$ - $σ_8$简并，发现这种简并不是完美的，这意味着中微子的印记轻微的规模依赖于大规模的偏见。最后，利用一个简单的晕占据分布（HOD）模型，我们研究了大质量中微子对星系在暗物质晕中分布的影响。我们使用斯隆数字巡天II数据发布7中的主要星系样本来研究是否可以单独使用小尺度星系聚类来区分具有不同中微子质量的不同宇宙学模型。我们的研究结果表明，不同的选择的HOD参数可以重现观测测量相对较好，我们量化的HOD参数的值之间的差异无质量和大质量中微子宇宙学。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
COLOSSUS: A python toolkit for cosmology, large-scale structure, and dark matter halos
本文介绍了Colossus，一个公共的，开源的Python软件包，用于宇宙学相关的计算，宇宙中物质的大尺度结构（LSS），以及暗物质晕的性质。该代码被设计为快速和易于使用，具有一致的，文档齐全的用户界面。宇宙学模块实现了弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙学，包括曲率，相对论物种，和不同的暗能量状态方程，并提供快速计算的线性物质功率谱，方差，和关联函数。LSS模块关注高斯随机场中的峰值和统计意义上的晕的性质，包括它们的峰值高度、峰值曲率、晕偏置和质量函数。光晕模块处理球形过密度半径和质量、密度分布、浓度和回溅半径。为了便于快速探索这些量，Colossus从文献中实现了40多种不同的拟合函数。我将详细讨论核心例程，并特别强调它们的准确性。Colossus可以在bitbucket.org/bdiemer/colossus上找到。
2018-12-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
