Constraining the growth rate on linear scales by combining SKAO and DESI surveys
本研究结合SKAO与DESI光谱巡天，采用多示踪剂费希尔分析方法，在线性尺度下对宇宙结构增长率进行约束，显著提升了该参数的测量精度。
2023-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy constraints from the 21~cm intensity mapping surveys with SKA1
理解暗能量的本质是目前宇宙学中最突出的问题之一。近20年来，与SNIa、宇宙微波背景辐射、重子声学振荡等有关的宇宙学观测对暗能量的演化提出了严格的限制，但我们对暗能量的认识仍然存在很大的不确定性，需要新一代的宇宙学观测。再电离后中性氢21 cm强度测绘是未来最有前途的宇宙学观测之一，有可能以前所未有的精度测绘从暗时代到现在的宇宙学演化，而平方公里阵列（SKA）是测量再电离后21 cm信号最灵敏的仪器之一。在这项工作中，我们研究了未来的暗能量的限制，使用后再电离21厘米强度映射功率谱与SKA 1-mid规格。我们对暗能量状态方程（EoS）采用了三种不同的参数化方法，其中包括广泛使用的CPL方法。为了生成模拟数据，我们使用两个基准模型：一致性$Λ$ CDM和最佳拟合CPL模型Planck+SNIa+BAO+HST。我们的研究表明，SKA 1-mid单独有潜力达到目前的精度结合普朗克+SNIa+BAO+HST约束的暗能量的行为。无论暗能量是幻影还是非幻影，或者它是否表现出幻影穿越，我们都可能通过SKA 1-mid解决这些问题。我们还表明，这是至关重要的，选择正确的参数化暗能量状态方程的一些参数化比其他更好地约束暗能量的行为。具体而言，正如本研究中所观察到的，广泛使用的CPL参数化可能无法为暗能量行为提供最佳约束。
2018-04-30 astro-ph.CO gr-qc
Probing Cosmology beyond $Λ$CDM using the SKA
宇宙学原理指出，宇宙在大尺度上是统计均匀和各向同性的。目前有许多意见表明偏离了这一原则。已经证明，这些观测中的许多都可以通过调用超视界宇宙学扰动来解释，并且可能与大爆炸范式相一致。值得注意的是，这些模式同时解释了观测到的哈勃张力，即，哈勃参数的直接和间接测量之间的差异。我们提出了几个测试的宇宙学原理使用SKA。特别是，我们可以可靠地提取的偶极子各向异性的信号分布的射电星系。超视界扰动还预测了一个显着的红移依赖的偶极信号，可以很好地测试的信号的再电离和暗时代的研究使用SKA。我们还建议研究无线电星系轴的排列，以及它们的综合偏振矢量的距离尺度范围从几个百万分之一到全球粒子速度。我们讨论数据分析技术，可以可靠地从数据中提取这些信号。
2023-03-29 astro-ph.CO gr-qc
Extending cosmological tests of General Relativity with the Square Kilometre Array
广义相对论（GR）在宇宙学尺度上的测试仍处于起步阶段，但即将进行的实验有望在广泛的距离尺度和红移范围内大大提高其精度。其中一个实验，平方公里阵列（SKA），将进行几次广泛和深入的调查，解决和未解决的中性氢（HI）21厘米线发射星系，映射了相当大一部分的天空从$0 \le z \lesssim 6$。我目前预测的能力，一套可能的SKA HI调查，以检测偏离GR重建宇宙膨胀和增长的历史。SKA第一阶段强度测绘巡天可以实现$fσ_8$到$z\approx 1$的低于1%的测量，SKA 1-MID波段2巡天到$z \lesssim 0.6$能够在修正重力参数的限制方面超过当代光谱星系巡天，如DESI和欧几里得，如果前景污染等挑战可以有效解决的话。一个更未来的第二阶段的$\sim10^9$光谱星系红移的HI调查将能够检测到一个$\sim 2\%$修改的泊松方程出$z\approx 2$。
2016-01-22 astro-ph.CO gr-qc
Multipole expansion for 21cm Intensity Mapping power spectrum: forecasted cosmological parameters estimation for the SKA Observatory
利用射电望远镜通过氢21厘米线发射获得的宇宙晚期中性氢大尺度分布的测量，有可能在未来几年成为关键的宇宙学探测。我们探讨了21厘米强度映射观测对描述$Λ$ CDM模型的全套宇宙学参数的约束能力。我们假设SKA天文台采用单碟巡天，模拟了$z=0.25-3$范围内6个红移仓内的21 cm线性功率谱线和四极谱线。预测的约束条件计算数值通过马尔可夫链蒙特卡罗技术。我们扩展了采样器\texttt{CosmoMC}通过实现21厘米功率谱多极的似然函数。我们单独评估了模拟数据集的约束力，并结合普朗克2018 CMB观测结果。在我们的分析中，我们包括对扩展测量到非线性尺度的影响的讨论。我们发现，仅21厘米多极观测就足以获得与其他探测器相媲美的宇宙学参数的约束。将21厘米数据集与CMB观测结果相结合，大大减少了所有宇宙学参数的误差。对$Ω_ch^2$和$H_0$的影响最大，其误差几乎减少了四分之一。我们估计的百分比误差是$σ_{Ω_ch^2} = 0.25\%$和$σ_{H_0} = 0.16\%$，与普朗克唯一的结果$σ_{Ω_ch^2} = 0.99\%$和$σ_{H_0} = 0.79\%$进行比较。我们的结论是，21厘米SKAO观测将提供一个有竞争力的宇宙学探测，补充CMB，因此，关键的宇宙学参数约束的统计意义，允许当前的宇宙学模型的压力测试。
2022-09-15 astro-ph.CO
Constraining the astrophysics and cosmology from 21cm tomography using deep learning with the SKA
未来的平方公里阵列（SKA）调查预计将产生来自再电离时代（EoR）的21厘米宇宙尺度地图的巨大数据集。我们评估了利用机器学习技术的可行性，即卷积神经网络（CNN），从半数值模拟的21厘米地图中同时估计天体物理学和宇宙学参数。我们进一步使用详细的SKA天线分布，热噪声和前景清理的配方将模拟的21 cm地图转换为类似SKA的模拟地图。我们成功地设计了两个CNN架构（类似VGGNet和ResNet），它们都能够有效地同时提取三个天体物理参数，即光子逃逸分数（f $_{\rm esc}$），电离发射率功率对晕质量的依赖性（$C_{\rm ion}$）和电离发射率红移演化指数（$D_{\rm ion}$）和三个宇宙学参数，即物质密度参数（$Ω_{m}$），无量纲哈勃常数（$h$），和物质波动幅度（$σ_{8}$），从21厘米地图在几个红移。在SKA噪声存在的情况下，我们设计的CNN仍然能够以很高的精度（$R^{2} > 92\%$）恢复这些天体物理和宇宙学参数，提高到$R^{2} > 99\%$的低红移和低中性分数值。我们的研究结果表明，未来的21厘米观测可以发挥关键作用，打破模型之间的简并和严格约束的天体物理和宇宙学参数，只使用很少的频率通道。
2020-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Probing statistical isotropy of cosmological radio sources using SKA
目前存在着许多与宇宙学原理不一致的观测。我们审查这些意见，特别强调那些相关的平方公里阵列（SKA）。特别是，几个不同的数据集表明一个优选的方向指向大约室女星系团。在宇宙微波背景辐射（CMBR）温度涨落中，我们也观察到半球各向异性。虽然这些不一致性可能归因于系统效应，但它们仍然有可能表明新的物理学和各种理论已经被提出来解释它们。我们在这篇评论中讨论的一种可能性是，在早期的前暴胀时期，宇宙可能不遵守宇宙学原理时，微扰模式的产生。更好的测量将为这些理论提供更好的约束。特别是，我们提出了测量偶极子的数量，天空亮度，极化流量和极化方向的无线电源。我们还建议测试作为其相对分离的函数的源的线性偏振的对齐。最后，我们建议测量半球各向异性或等效偶极子调制的无线电源。
2016-10-26 astro-ph.CO
Cosmological constraints from the power spectrum and bispectrum of 21cm intensity maps
中性氢的21厘米发射是再电离后宇宙中物质分布的潜在探测器。未来几年将通过SKAO和HIRAX实验对这条谱线强度进行宇宙学调查，以补充即将进行的星系调查。我们提出的第一个预测的宇宙学约束的21厘米功率谱和双谱的组合。Fisher预测计算这些调查的宇宙学参数，BAO距离函数和增长函数的约束力。我们还估计了动力学暗能量和修正引力的约束功率。最后，我们调查的21厘米聚类偏差的限制，到二阶。我们考虑了望远镜光束、仪器噪声、前景回避、Alcock-Paczynski效应和对21 cm散射器建模的理论误差对散射器的影响。添加普朗克先验，并边缘化多余的参数，HIRAX实现了$Λ$ CDM参数的百分之几精度，SKAO提供略低的精度。修改后的重力参数$γ$被限制在1%（HIRAX）和5%（SKAO）。对于暗能量参数$w_0,w_a$，HIRAX提供了100级的精度，而SKAO约束较弱。HIRAX在BAO距离函数$D_A,H$上实现了亚百分比精度，而SKAO在$0.6\lesssim z\lesssim 1$上达到了1-2%。对于HIRAX的整个红移范围和$0.6\lesssim z\lesssim 1$的SKAO，$f$的增长率被限制在几个百分点的水平。不同的性能主要是因为HIRAX是一个包装的干涉仪，是优化的BAO测量，而SKAO不是优化的干涉仪宇宙学和操作更好地在单碟模式，其中望远镜光束限制访问较…
2022-10-24 astro-ph.CO
The string theory swampland in the Euclid, SKA and Vera Rubin observatory era
这篇文章旨在引起天文学家对未来宇宙学调查的能力的关注，以限制弦论。“量子引力“可能受到大尺度天体物理观测的限制，这一事实是一个引人注目的事实，最近引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，我们关注未来的天文台，并调查他们的能力，把弦论，这是有时说是“不可证伪”，在严重的压力。我们表明，SKA，欧几里得和维拉鲁宾天文台的综合分析-与普朗克的结果-可以大大提高目前的限制相关的字符串沼泽地参数。特别是，我们的分析导致了一个几乎独立于模型的预期上限的精髓潜力，|V'|/V<0.16，与所谓的de Sitter猜想强烈矛盾。还提出了一些长期的改进路线，以及一般的预期结果，强调了这种方法的效率。在这项工作中使用的教学讨论，连同在分析中选择的宇宙模型。
2021-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with the Square Kilometre Array by SKA-Japan
在过去的几十年中，标准宇宙学模型已经建立，其参数也得到了高精度的测量，但宇宙学中的许多基本问题仍有待解决，如早期宇宙的物理、宇宙加速的起源以及暗物质的性质等。未来世界上最大的射电望远镜--平方公里阵列（SKA），将能够打开宇宙学的新前沿，成为未来十年宇宙学最有力的工具之一。SKA进行的宇宙学调查不仅有可能回答这些基本问题，而且还提供精确的宇宙学。本文从现代宇宙学的角度对SKA的作用作了简要的评述。讨论了SKA-JP宇宙学科学工作组领导的宇宙学科学。
2016-12-13 astro-ph.CO
Cosmology on the Largest Scales with the SKA
在超大尺度上研究宇宙是平方公里阵列（SKA）的主要科学案例之一。SKA将能够探测宇宙的巨大体积，因此代表了下一代宇宙学实验中的一种独特仪器，用于在最大的宇宙尺度上仔细检查宇宙的性质。在极大尺度上探测宇宙结构将有许多好处。例如，对于这些模式，扰动的增长是很容易理解的，因为它完全处于线性范围内。此外，这种尺度不受重子物理学知之甚少的反馈的影响。在超大宇宙尺度上，两个关键效应变得重要：原始非高斯性和宇宙学观测量的相对论修正。此外，如果晚期加速不是由暗能量驱动的，而是由对广义相对论的修正驱动的，那么这种修正在视界尺度附近和之上应该是显而易见的。因此，预计SKA将提供对非高斯性的转换约束，并首次在超视界尺度上探测重力。
2015-01-19 astro-ph.CO gr-qc
Estimating constraints on cosmological parameters via the canonical and the differential redshift drift with SKA HI 21-cm observations
本研究利用SKA望远镜的HI 21厘米观测数据，采用标准和微分红移漂移两种方法估计宇宙学参数约束，验证了SKA的红移漂移探测能力，且微分法在多参数联合约束上更具优势。
2025-04-18 astro-ph.CO
Impact of $1/f$ noise on cosmological parameter constraints for SKA intensity mapping
我们研究了$1/f$噪声对SKA 1-MID波段1，1和波段1，2的强度测绘的宇宙学的影响。我们使用Fisher矩阵的方法来预测宇宙学参数的影响下，$1/f$噪声的约束，采用半经验模型从早期的工作，这是从残余的$1/f$噪声频谱后，应用组件分离算法，以消除平滑的频谱成分。在没有$1/f$噪声的情况下，投影约束是使用频带1，1 + \emph{Planck}的$w_0$上的$4\%$、$h$上的$1\%$、$b_{\rm HI}$上的$2\%$，以及使用频带1，2 + \emph{Planck}的$w_0$上的$3\%$、$h$上的$0.5\%$、$b_{\rm HI}$上的$2\%$。代表性基线$1/f$噪声使这些约束对于频带1，1 + \emph{Planck}降低了$\sim1.5$的因子，并且对于频带1，2 + \emph{Planck}降低了$\sim1.2$的因子。在功率谱测量中，较高的红移和较小的尺度受$1/f$噪声的影响较大，而来自$z\lesssim1$和$\ell\lesssim100$的污染最小。根据所采用的$1/f$噪声模型的特定扫描策略，人们更喜欢具有最小光谱斜率的频率相关、低拐点频率和大望远镜回转速度，以减少其影响。
2019-07-28 astro-ph.CO
Fast Transients at Cosmological Distances with the SKA
脉冲射电爆发是在宇宙学距离上都可以探测到的，它构成了对电离的银河系间介质（IGM）、银河系间磁场和时空本身性质的极其强大的探测。他们的色散测量（DM）将使我们能够检测到“失踪”的重子在低红移宇宙，并作出平均星系晕轮廓，星系形成和反馈模型中的一个关键参数的第一次测量。脉冲爆发在红移超过2时可以作为宇宙的标尺，并在红移超过Ia型超新星容易达到的范围时限制暗能量状态方程参数$w(z)$。这两个目标都可以通过一个$\sim 10^4$快速射电暴（FRB）样本来实现，这些样本的位置被定位在一角秒之内，足以通过光学跟踪获得宿主星系的红移。它也假设，引力波事件可能会发出相干发射频率探测SKA 1-LOW，和宇宙学距离的本地化，这样的事件将使他们能够使用宇宙学标准警报器。为了进行这项科学研究，必须将这种爆发定位到它们特定的宿主星系，以便获得它们的红移，并与它们的色散测量，旋转测量和散射特性进行比较。SKA的设计可以实现这一点，它具有宽视场，其收集面积的很大一部分处于紧凑的配置中（80%在3 km半径内），并且能够将高时间分辨率仪器连接到其信号路径上。
2015-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic Dawn and Epoch of Reionization Foreground Removal with the SKA
SKA的特殊灵敏度将允许在光谱和空间上以前所未有的细节观测宇宙黎明和再电离时代（CD/EoR）。这些丰富的信息被埋在银河系和河外的前景之下，必须准确而精确地将其移除，以揭示宇宙学信号。上一代射电望远镜已经解决了这个问题，但SKA的应用在许多方面有所不同。在本章中，我们总结了在高红移和高灵敏度21厘米测量的背景下，前景去除领域的贡献。我们使用最先进的模拟SKA第1阶段观测完成宇宙信号，前景和频率依赖的仪器效应来测试参数和非参数前景去除方法。我们使用几种不同的统计数据比较恢复的宇宙学信号，并探索与SKA最令人兴奋的可能性之一-电离气泡的成像。我们发现，与目前的方法，它是可能的，以极大的精度去除前景，并得到令人印象深刻的功率谱和宇宙学信号的图像。仪器的频率依赖性PSF使这种恢复变得复杂，因此我们将观测带宽分成更小的部分，每个部分具有共同的分辨率。如果前景被允许沿着视线从平滑幂律随机变化，则利用前景的平滑性或其行为的参数化的方法比非参数化的方法受到更多的挑战。然而，我们表明，校正技术可以实现恢复性能的参数化方法，只要一阶近似的幂律的立场。
2015-01-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Bridging Theory and Observation in the SKA Era: A Cosmological Polarized Radiative Transfer Framework for Point-to-Point Polarized Sky Comparisons
Oberlin College（欧柏林学院）；University of Toronto（多伦多大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；National Tsing Hua University（国立清华大学）；University College London（伦敦大学学院）
提出宇宙学偏振辐射传输（CPRT）框架，连接SKA观测与理论模型，通过合成模板和事后处理工具，将偏振数据转化为对宇宙磁场的物理洞察。
2026-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the standard model of cosmology with the SKA: the cosmic radio dipole
在{宇宙微波背景辐射}中看到的偶极各向异性被解释为由于我们的特殊运动。宇宙学原理意味着这种宇宙偶极信号也应该存在于物质的大尺度分布中，具有相同的方向。对宇宙物质偶极子的测量构成了对标准宇宙学模型的一个关键检验。该偶极的当前测量值仅略高于预期噪声，无法提供稳健的测试。即将到来的无线电连续测量与SKA应该能够检测到偶极子在高信噪比。我们在第1阶段和第2阶段模拟SKA调查规范的数量计数图，包括所有相关影响。从本地大尺度结构的非线性效应污染的{宇宙（运动）}偶极信号，我们发现，在低红移（$z\lesssim 0.5$）的无线电源的去除导致显着改善的约束。我们预测SKA可以确定银河系坐标系中的运动偶极方向，误差为$(Δl,Δb)\sim(9^\circ,5^\circ)$到$(8^\circ, 4^\circ)$，取决于灵敏度。相对速度的预测误差为$\sim 10\%$。这些测量将大大减少目前无线电偶极子方向的不确定性，从而使第一个关键的测试物质和CMB偶极子之间的一致性。
2019-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Beyond ΛCDM with the SKA Observatory -- I: Probing Gravity on Cosmological Scales
University of the Western Cape（西开普大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of South Africa（南非大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究所）
该研究旨在利用平方公里阵列天文台在宇宙学尺度上测试广义相对论的有效性，通过探测巨大体积和多样互补的宇宙学可观测量，以确认其稳健性或检测偏差，为建立更通用确凿的引力理论提供依据。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology from HI galaxy surveys with the SKA
平方公里阵列（SKA）有可能产生星系红移调查，这将是竞争的其他国家的最先进的宇宙学实验在未来十年。在本章中，我们总结了SKA第一和第二阶段在其当前设计状态下能够实现的能力。我们总结了不同的宇宙学实验，这些实验在本书的其他章节中有更详细的描述。SKA将能够在其两个阶段产生具有竞争力的重子振荡（BAO）测量。SKA的第一阶段将提供与光学和红外实验类似的测量，具有完全不同的系统效应，而第二阶段在统计能力方面是转型的。SKA将产生非常精确的红移空间失真（RSD）测量，由于星系数量众多，在较低的红移下优于其他实验。来自SKA的星系红移数据与射电连续谱巡天和光学巡天的交叉相关将提供非常好的光度红移校准以及非常好的重力修正界限。基于主成分分析（PCA）的方法，我们发现，SKA将能够提供竞争性的限制暗能量和修改后的重力模型。由于SKA覆盖的面积很大，这将是一个从最大尺度测量物理学的转型实验，例如从$\textrm{f}_{\textrm{nl}}$测量非高斯信号。最后，SKA可能会产生第一个实时测量的红移漂移。SKA将成为宇宙学的一台转型机器，因为它从早期的第一阶段发展到其全部力量。
2015-01-16 astro-ph.CO
Gravitational Lensing of Cosmological 21cm Emission
我们研究了利用21厘米强度图测量弱引力透镜的可行性，特别强调了计划中的平方公里阵列（SKA）的性能。我们发现，目前的设计SKA-Mid应该能够使用这种技术测量z~2-3处的透镜功率谱的演变。这将是一个宇宙的膨胀历史和引力在一个独特的红移范围内的探测。的信号噪声被发现是高度依赖于在宇宙中的中性氢分数的演变与HI密度越高，导致在更强的信号。有了真实的模型，SKA第一阶段应该能够测量透镜功率谱及其演变。量化了信噪比对望远镜阵列的面积和直径的依赖性。我们进一步证明了这种技术的应用，通过将其应用到两个特定的耦合暗能量模型，这将是很难观察区分没有信息，从这个范围内的红移。我们还研究了使用SKA-Low测量来自再电离时代（EoR）的21 cm发射的透镜信号，发现由于测量尺寸小，它不太可能约束宇宙学参数，但可以提供天空小区域内的暗物质的地图。
2015-01-21 astro-ph.CO
How can gravitational-wave standard sirens and 21 cm intensity mapping jointly provide a precise late-universe cosmological probe?
引力波（GW）标准塞壬观测和中性氢21厘米强度测绘（IM）巡天是未来几十年内两个有希望的宇宙学探测项目，将在精确测量宇宙学参数方面发挥重要作用。在这项工作中，我们提出了一个预测的宇宙学参数估计之间的协同作用的GW标准塞壬观测和21厘米的IM调查。我们选择爱因斯坦望远镜（ET）和太极天文台作为GW探测项目的代表，选择平方公里阵列（SKA）第一阶段中频阵列作为21-cm IM实验的代表。在21厘米IM数据的模拟中，我们假设完美的前景去除和校准。我们发现，GW的标准警笛观测和21厘米IM调查的协同作用，可以打破宇宙学参数简并。联合ET+Taiji+SKA数据给出了$Λ$ CDM模型中的$σ(H_0)=0.28\ {\rm km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}}$、$w$ CDM模型中的$σ(w)=0.028$，优于$Planck$ +BAO+SNe的结果; CPL模型中的$σ(w_0)=0.077$和$σ(w_a)=0.295$，与$Planck$ +BAO+SNe的结果相当。在$Λ$ CDM模型中，$H_0$和$Ω_{\rm m}$的约束精度小于或接近1%，表明这两个有前途的宇宙学探测器在精密宇宙学方面的宏伟前景值得期待。
2021-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift drift cosmography with ELT and SKAO measurements
绘制宇宙的膨胀历史是物理宇宙学的一项紧迫任务，特别是在最近宇宙加速的观测证据的背景下，这表明宇宙学和粒子物理学的规范理论是不完整的，还有新的物理学有待发现。宇宙学是宇宙学的一种唯象方法，其中（有一些警告）物理量被展开为宇宙学红移$z$中的泰勒级数，或类似的参数，如重新标度的红移$y=z/(1+z)$或对数红移$x=\ln{(1+z)}$。此外，宇宙膨胀后物体的红移漂移提供了一个独立于模型的可观测值，可以通过目前正在建设的设施{ \it，即}探测到。极大望远镜和平方公里阵列天文台（至少在其完整配置）。在这里，我们使用模拟的红移漂移测量从这两个设施进行评估的宇宙学的影响和模型的鉴别力的红移漂移宇宙学。我们发现，从两个设施的测量组合可以提供一个严格的测试的$Λ$ CDM范例，并在总体上的光谱速度漂移的对数为基础的扩展是最可靠的，表现优于类似的扩展在红移或重新标度的红移：前者名义上给出的宇宙学系数误差条较小，但在高阶项中易受偏差的影响（换句话说，它只在低红移时可靠），而后者总是表现不佳。
2022-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Forecasts on Interacting Dark Energy from 21-cm Angular Power Spectrum with BINGO and SKA observations
中性氢（HI）强度映射是一种很有前途的探测宇宙大尺度结构的技术，可以提高我们对晚期加速膨胀的理解。在这项工作中，我们首先仔细研究如何替代宇宙学，相互作用暗能量（IDE），可以影响21厘米角功率谱相对于和谐$Λ$ CDM模型。我们重新推导出21厘米的亮度温度波动的背景下，这种相互作用，并发现一个额外的新的贡献。然后，我们估计三个即将到来的HI强度映射调查，BINGO，SKA 1-MID波段$\,$ 1和波段$\,$ 2，分别的噪声水平，并采用Fisher矩阵的方法来预测它们对IDE模型的约束。我们发现，虽然$\textit{Planck}\,$ 2018保持其对早期宇宙参数约束的统治地位，但BINGO和SKA 1-MID Band $\,$ 2对暗能量状态方程$w$，相互作用强度$λ_i$和约化哈勃常数$h$的最新CMB测量进行了补充绑定，SKA 1-MID Band $\,$ 1甚至在这些晚期宇宙参数约束中优于$\textit{Planck}\,$ 2018。预期最小不确定度由SKA 1-MID波段$\,$ 1+ $\textit{Planck}\,$给出：$w$上的$\sim 0.34\%$、$h$上的$\sim 0.22\%$、HI偏置$b_{\rm HI}$上的$\sim 0.64\%$以及$λ_{1}$（$λ_{2}$）上约为$3\times10^{-4}$（$7\time…
2022-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measurements of the Cosmological Evolution of Magnetic Fields with the Square Kilometre Array
我们研究了平方公里阵列（SKA）通过背景偏振源的法拉第旋转测量星系团中磁场的潜力。[...]我们发现大约10%的天空被明显的河外法拉第屏覆盖。大部分的旋转测量值在10到100 rad/m/m之间。我们认为，集群中心应该有高达约5000拉德/米/米。我们表明，建议的中频孔径阵列的SKA以及SKA碟形阵列的最低频段是非常适合于这些旋转测量值的大部分进行测量，通常需要一个信号噪声为10。我们计算的源形成一个网格的目的，测量前景旋转措施的间距：它达到了100小时SKA观测每个字段的间距为36弧秒。我们还计算了星系团背景RM测量的统计量。我们发现，SKA的第一阶段将允许我们采取堆叠实验高红移（>1），并提供改进的磁场结构测量个别附近的集群。完整的SKA孔径阵列将能够对每个星系团具有超过100个背景源的星系团进行非常详细的磁场结构测量，最多红移为0.5，并且对于附近的星系团，每个星系团具有超过1000个背景源，并且对于未来高红移星系团中电子密度测量的合理假设，可以将磁场演化的幂律指数限制为如果团簇中的磁场遵循B ~（1+z）^m，则比dm=0.4更好。
2009-09-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Single-dish HI Intensity Mapping with the SKAO: Precursor Progress with MeerKAT's Large Area Synoptic Survey (MeerKLASS)
University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Northeastern University（东北大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）
本文综述了MeerKLASS在单碟HI强度映射方面的最新成果，验证了稳定校准、前景抑制和信号恢复的可行性，为SKA-Mid的宇宙学观测奠定了技术基础。
2026-06-25 astro-ph.CO
SKA - EoR correlations and cross-correlations: kSZ, radio galaxies, and NIR background
宇宙的宇宙黎明（CD）和再电离时代（EoR）可以使用一些提供补充或证实信息的观测探测器进行研究。这些探测器中的每一个都有其自身的系统和统计不确定性。因此，考虑这些数据集包含的互信息是有用的。在本文中，我们讨论了SKA宇宙学21厘米数据之间的互相关的潜力：（i）动力学Sunyaev- Zel'dovich（kSZ）在CMB数据的影响;（ii）星系巡天;（iii）近红外（NIR）背景。
2015-01-18 astro-ph.CO
Detectability of CMB Weak Lensing and HI Cross Correlation and constraints on cosmological parameters
中性氢（H $_{\rm I}$）密度参数$Ω_{\rm H_{\rm I}}$是理解再电离后结构形成的一个重要参数，利用H $_{\rm I}$强度映射可以测量H $_{\rm I}$密度参数的红移演化。未来的H $_{\rm I}$观测与平方公里阵列（SKA）可以显着改善参数的约束。然而，H $_{\rm I}$的观测受到极亮前景发射的污染，有必要考虑与H $_{\rm I}$自功率谱测量互补的信号验证方法。在这项工作中，我们建议采取21厘米线强度图和收敛图之间的互相关重建从观测的宇宙微波背景普朗克和估计预期的理想约束的宇宙学参数忽略前景污染。我们发现SKA 1-mid在单碟模式下有足够的能力检测大尺度上的互相关。此外，通过Fisher分析，假设H $_{\rm I}$，$b$和SKA 1的恒定线性偏差-对带1和带2的每个观测1，000小时，我们表明，如果我们固定其他宇宙学参数，在$0.0<z<2.0$的宽红移范围内，$Ω_{\rm H_{\rm I}} b$可以被限制为$6-13\%$的精度（冷暗物质的密度参数，$Ω_{\rm c} h^{2}$，原始波动的光谱指数，$n_s$和哈勃常数，$H_0$）使用普朗克观测值。另一方面，由于普朗克CMB透镜的有限分辨率，SKA 1-mid干涉仪模式的小尺度测量不会对波段1和波段2的1,000小时观测时间约束参数产生重大影响。
2020-09-25 astro-ph.CO
Overview of Complementarity and Synergy with Other Wavelengths in Cosmology in the SKA era
我们给出了平方公里阵列和其他波长的未来调查项目之间的互补性和协同作用的宇宙学的概述。在SKA时代，精确宇宙学将受到系统误差和宇宙方差的限制，而不是统计误差。然而，从SKA到宇宙微波背景、光学/红外和X射线的多波长数据的组合和/或互相关大大减少了这些限制因素。在本章中，我们总结了未来的调查项目，并显示互补性和协同作用的亮点，这可能是非常强大的探测主要宇宙学问题，如暗能量，修改后的引力和原始非高斯。
2015-01-16 astro-ph.CO
Cosmological test using the high-redshift detection rate of FSRQs with the Square Kilometer Array
我们提出了一种预测平谱射电类星体（FSRQ）数量的唯象方法，这些类星体应该被即将到来的平方公里阵列（SKA）SKA 1-MID宽带1和中深波段2调查探测到。我们使用费米Blazar序列和费米FSRQs的质量估计，和伽马射线发射窄线塞弗特1星系，FSRQs的无线电发射作为一个函数的质量单独建模，假设一个近爱丁顿吸积率，这是目前的类星体调查建议在z > 6。这是用来确定最小的可见黑洞质量作为红移的函数在两个竞争的宇宙学，我们在本文中比较：标准LCDM模型和R_h=ct宇宙。然后，我们将锁步增长应用于在$z=6$观测到的黑洞质量函数，以便将该人口转移到更高的红移，并确定SKA调查可检测到的FSRQ的数量作为z的函数。我们发现，在红移，这种方法是最有效的，LCDM预测的FSRQs的~30倍以上的宽调查R_h=ct，和~100倍以上的中深调查。这些明显的差异将使SKA调查能够强烈区分这两种模型，可能会在高置信度下拒绝一种模型。
2019-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological parameter forecasts for HI intensity mapping experiments using the angular power spectrum
HI强度测绘是利用氢原子21 cm发射线观测物质大尺度结构的一种新的观测技术。在这项工作中，我们模拟BINGO（BAO从综合中性气体观测）和SKA（平方公里阵列）相1碟形阵列自相关模式下运行。对于没有前景的BINGO的最佳情况，HI角功率谱与普朗克结果的组合允许以$4\%$的精度测量$w$，而BAO声学尺度与普朗克的组合给出了$7\%$的精度。我们考虑了一些潜在的复杂的影响，包括前景和红移依赖的偏见，这增加了$w$的不确定性，但并不显着，在所有情况下，最终的不确定性被发现是$Δw < 8\%$ BINGO。对于SKA-MID在自相关模式下与Planck的组合，我们发现，在理想条件下，对于红移范围$0.35 < z < 3$，可以以$4\%$的精度测量$w$（即，对于$Δν= [350, 1050]$ MHz的带宽）和对于$0 < z < 0.49$的$2\%$（即，$Δν= [950, 1421]$ MHz）。扩展模型，包括中微子质量的总和产生的$95\%$上限为$\sum m_ν< 0.24$ eV的BINGO和$\sum m_ν< 0.08$ eV的SKA阶段1，与目前的最佳约束的BINGO的情况下，并显着优于他们在SKA的情况下。
2017-10-16 astro-ph.CO
Measuring redshift-space distortions with future SKA surveys
星系的特殊运动可以是引力坍缩的一个特别敏感的探测器。因此，它可以用来测量暗物质和暗能量的动力学，以及在宇宙尺度上发挥作用的引力定律的性质。特殊的运动表现为整体各向异性的测量聚类信号的角度的视线，称为红移空间失真（RSD）的函数。这种测量的限制因素包括我们在小尺度上模拟非线性星系运动的能力和星系偏差的复杂性。在红移空间中测量的聚类模式中的各向异性也是由在所讨论的红移处的未知距离因子（Alcock-Paczynski失真）驱动的。这削弱了增长率的测量，但允许一个额外的几何探测哈勃膨胀率。在本章中，我们将简要介绍RSD技术的科学背景，并预测SKA第1阶段和SKA第2阶段使用星系目录和强度映射来测量增长率的潜力，评估它们与当前和未来光学星系调查的竞争力。
2015-01-15 astro-ph.CO gr-qc
HI and cosmological constraints from intensity mapping, optical, and CMB surveys
我们预测中性氢（HI）和宇宙学参数的约束，使用近期的强度映射调查与仪器，如BINGO，MeerKAT，SKA，和第三阶段和第四阶段光学星系调查。如果前景和系统效应可以得到控制--这个问题在互相关中变得容易得多--这些巡天将提供HI密度和偏置的精确测量，以及结构生长、角直径距离和哈勃速率的测量，在很宽的红移范围内。我们还研究了使用普朗克卫星和即将到来的强度测绘调查检测晚时间ISW效应的可能性，发现SKA第一阶段的大型巡天可以实现接近最佳的检测。
2017-06-20 astro-ph.CO
21cm Intensity Mapping cross-correlation with galaxy surveys: current and forecasted cosmological parameters estimation for the SKAO
本文预测了SKAO的21厘米强度映射与DESI、Euclid星系巡天互相关信号对宇宙学参数的约束能力，表明其结合Planck数据可将H0误差缩小至0.33%，并在MeerKat真实数据上验证了分析流程。
2024-04-09 astro-ph.CO
Statistical methods for the analysis of rotation measure grids in large scale structures in the SKA era
为了更好地理解宇宙学磁场的起源和性质，对宇宙大尺度结构（星系团，细丝）中磁场的详细了解是至关重要的。我们提出了一种新的统计方法来研究大尺度上的磁场与旋转测量网格数据，将获得新一代的无线电干涉仪。
2015-01-02 astro-ph.CO
Constraints on the neutrino parameters by future cosmological 21cm line and precise CMB polarization observations
对来自再电离时期的21厘米线辐射的观测对于研究宇宙的宇宙学生长具有很大的能力。另外，由引力透镜产生的CMB偏振还包含了大量的关于物质涨落后期增长的信息。在本文中，我们研究了它们对中微子性质的影响的灵敏度的密度涨落的增长，如中微子总质量，中微子物种的有效数量（额外辐射），和中微子质量等级。我们将证明，通过结合一个精确的CMB偏振观测，如西蒙斯阵列与21厘米线观测，如平方公里阵列（SKA）阶段1和重子声学振荡观测（暗能量光谱仪器：DESI），我们可以测量的非零中微子质量的影响，密度涨落的增长，如果总中微子质量大于0.1 eV。此外，在95%C. L.时，这些组合可以大大改善中微子有效粒子数σ（N_nu）~ 0.06-0.09的界的误差.最后，通过使用SKA第二阶段，我们可以确定95% C. L.的中微子质量等级。如果中微子的总质量接近或小于0.1 eV。
2016-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Measuring baryon acoustic oscillations with future SKA surveys
大尺度结构中的重子声学振荡（BAO）印记可以作为绘制宇宙膨胀历史的标准标尺，从而检验宇宙学模型。在这篇文章中，我们简要地描述了BAO技术的科学背景，并预测了第一阶段和第二阶段SKA望远镜使用星系目录和强度测绘进行BAO调查的潜力，评估了它们与当前和未来光学星系调查的竞争力。我们发现，一个25,000平方米。°的在相位1阵列上的强度映射勘测将优先约束径向BAO，从而在z~2处对膨胀率提供高度竞争性的2%约束。30，000平方米°的SKA2的星系红移调查将优于所有其他计划的实验，z <1.4。
2015-01-16 astro-ph.CO
Prospects for improving cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from Taiji
太极是一个天基引力波观测站，由三颗卫星组成，形成一个等边三角形，臂长为$3\times 10^6$公里，围绕太阳运行。太极能观测到大质量黑洞双星合并的引力波标准警报事件，这有助于探索宇宙的膨胀。本文利用引力波标准海妖数据对太极改进宇宙学参数估计的能力进行了初步预测。我们模拟了五年的标准海妖数据的基础上，三个基准宇宙学模型和三个模型的MBHB的形成和增长。研究发现，太极星的标准海妖数据可以有效地打破由宇宙微波背景（CMB）各向异性数据产生的宇宙学参数简并，特别是对于动力学暗能量模型。宇宙学参数的约束显着改善的数据组合CMB+太极相比，单独的CMB数据。与目前的光学宇宙学观测相比，太极仍然可以在一定程度上改善宇宙学参数估计。此外，我们考虑了一个理想的情况下，调查太极约束宇宙学参数的潜力。我们认为太地町MBHB的标准塞壬将成为未来强有力的宇宙学探测器。
2020-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Starobinsky in Stereo: SKA-CMB Synergy in SBI
本文利用模拟基推断框架结合 SKA 的 21 cm 层析数据与 CMB 数据，以 Starobinsky 暴胀模型为例，证明神经摘要方法能显著提升对暴胀参数和宇宙学参数的约束精度。
2025-08-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Direct Primary Beam Correction: Untangling Mutual Coupling in 21-cm Cosmological Experiments with the SKA-Low Radio Telescope
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology in Cambridge, University of Cambridge（剑桥卡弗里宇宙学研究所）；Queen Mary, University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
研究21厘米宇宙学实验中天线相互耦合问题，提出直接主波束校正框架减轻耦合，通过电磁模拟验证其有效性，应用于模拟观测发现对功率谱分析有影响，指出全天空校正或分离主旁瓣贡献对稳健恢复EoR窗口的必要性。
2026-07-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Model-independent constraints on modified gravity from current data and from the Euclid and SKA future surveys
本文的目的是用红移空间畸变观测和超新星测量来约束修正引力。与标准的LCDM分析相比，我们包括三个额外的自由参数，即初始条件的物质扰动，整体扰动归一化，和一个尺度相关的Y参数修改泊松方程，试图执行一个更独立的模型分析。首先，我们约束泊松参数Y（也称为Geff）通过使用当前可用的fsigma_8数据和最近的SN目录JLA。我们发现，包括额外的自由参数，使约束显着弱于当固定它们的标准宇宙学值。其次，我们约束Y使用预测的增长率数据的欧几里得和SKA任务。在这里，我们再次指出，削弱的约束条件时，包括额外的参数。最后，我们采用修改后的重力泊松参数的具体Horndeski形式，并使用尺度相关的预测，建立一个排除图的汤川潜力类似于在实验室实验中实现的，无论是欧几里得和SKA调查。
2016-12-06 astro-ph.CO
Probing the Baryon Distribution with Fast Radio Bursts
The University of Sydney（悉尼大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；African Institute for Mathematical Sciences（非洲数学科学研究所）；Curtin University（科廷大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（引力波发现卓越研究中心 (OzGrav)）；Stanford University（斯坦福大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Stellenbosch University（斯坦陵布什大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Indian Institute of Technology, Indore（印度理工学院印多尔分校）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究利用快速射电暴的色散量散射和与第四代巡天的互相关，预测SKA在从宇宙学到星系尺度约束重子分布的能力，以提升宇宙学推断精度。
2026-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology in the era of Euclid and the Square Kilometre Array
非线性尺度上的理论不确定性是利用即将到来的星系和氢调查（如欧几里得或平方公里阵列（SKA））的灵敏度的主要障碍之一。在这里，我们设计了一种新的方法来模拟的理论误差，超出了通常的小尺度上的截止。通过马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）预测Euclid和SKA对标准$Λ$ CDM模型参数（包括总质量为$M_ν$的大质量中微子）和3种扩展方案（包括1）额外的相对论自由度）的敏感性，测试了这种更有效地实现非线性不确定性的优点（$Λ$ CDM + $M_ν$ + $N_\mathrm{eff}$），2）与宇宙学常数的偏差（$Λ$ CDM + $M_ν$ + $w_0$），以及3）状态参数的时变暗能量方程（$Λ$ CDM + $M_ν$ + $\left(w_0,w_a \right)$）。我们比较了14种不同组合的宇宙学探测器和实验配置的灵敏度。对于Euclid与Planck相结合的情况，假设一个简单的宇宙学常数，我们的方法给出了对原始谱指数$n_{\rm s}$（$σ(n_s)=0.00085$）、哈勃常数$H_0$（$σ(H_0)=0.141 \, {\rm km/s/Mpc}$）、中微子总质量$M_ν$（$σ(M_ν)=0.020 \, {\rm eV}$）的高灵敏度的稳健预测。假设暗能量是动态的，我们得到质量为$σ(M_ν)=0.030 \, {\rm eV}$，状态方程参数为$(σ(w_…
2019-02-05 astro-ph.CO
Foreground Characterization and Mitigation in the Observations of the CD/EoR with the SKA
本文综述了SKA观测宇宙黎明和再电离时期时，银河系同步辐射等前景的建模与抑制方法，强调SKA-Low AA*配置和SKA天文台前景挑战在提升信号恢复能力中的作用。
2026-07-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Optimising commensality of radio continuum and spectral line observations in the era of the SKA
从z=1到现在，恒星形成密度的大幅下降是奇怪的，因为在同一时期中性气体密度相对恒定。未来的射电天文学设施，包括SKA和探路者望远镜，将提供宇宙学时间尺度上星系气体含量和恒星形成活动的开创性测量。在这里，我们调查中性原子气体（HI）和无线电连续观测之间的相似性，以及数据产品的互补性。我们从建议的HI和连续体调查与SKA前体望远镜MeerKAT进行，并在此基础上，探索最佳组合的调查区域覆盖范围和深度的建议HI和连续体调查与SKA 1-MID仪器进行。这些观测参数的智能调整导致分层策略，最大限度地减少观测时间，同时最大限度地提高数据集的价值，无论是HI和连续体科学目标。我们还发现HI和连续谱数据集之间有很大的互补性，谱线HI数据提供了恒星质量为Mstellar~10^9 Msun到z~0.3的富含气体的恒星形成星系的红移测量，这比大型光学光谱活动所能达到的恒星质量低三倍。
2016-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard siren observation from the Cosmic Explorer
第三代地基引力波（GW）探测器宇宙探测器（CE）计划于2030年代开始观测。本文对利用CE的引力波标准观测值进行宇宙学参数估计作了预测。我们利用模拟的GW标准CE警报数据来约束$Λ$ CDM、$w$ CDM和CPL模型。我们将模拟的GW数据与当前的宇宙学电磁观测数据结合起来进行分析，包括普朗克最新的宇宙微波背景各向异性数据、光学重子声学振荡测量和Ia型超新星观测（Pantheon汇编）。我们发现，未来的GW标准海妖观测将在很大程度上改善宇宙学参数的估计，因为未来的GW标准海妖观测可以很好地打破光学观测在各种宇宙学参数之间产生的简并。我们还发现，CE的约束能力的宇宙学参数是略好于同类GW探测器，爱因斯坦望远镜。此外，还讨论了CE的GW标准海笛观测与SKA的21 cm发射观测之间的协同作用。
2020-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Baryon acoustic oscillations from HI intensity mapping: the importance of cross-correlations in the monopole and quadrupole
通过中性氢射电发射（$\text{\hi}$）估计后再电离时代的宇宙学参数是即将成立的SKA天文台（SKAO）的关键科学目标之一。本文探讨了重子声学振荡（BAO）的检测能力与一套\(100\)模拟介绍了主要的限制，从前景污染和差的角分辨率所造成的射电望远镜光束。这种广泛的单碟光束代表了一个严重的挑战，BAO检测与\hi \强度映射，我们研究了多极扩展的方法作为一种手段，以减轻这种限制。我们还展示了从交叉相关的\hi \强度映射数据与重叠的光谱星系调查，旨在测试在光学/近红外波长的SKA项目和其他未来的宇宙学实验之间的潜在协同作用所取得的收益。对于我们在$z\,{=}\,0.9$的${\sim}\,4\,000\,\mathrm{deg}^2$数据集，复制了SKAO \hi \强度映射调查的基本特征，我们能够在自相关中实现BAO特征的${\sim}\,4.5σ$检测，尽管存在主导光束效应。交叉相关与重叠星系调查可以增加这一${\sim}\,6σ$检测。此外，在联合拟合中包括除了功率谱四极杆之外的功率谱四极杆可以使BAO检测显著性大约加倍。尽管没有实施径向只有$P(k_\parallel)$分析有利于三维$P(\bm{k})$和它的多极，我们仍然能够获得强大的约束径向Alcock Paczynski参数，而垂直参数仍然不受约束和事先占主导地位，由于光束的影响。
2022-10-16 astro-ph.CO
Improving cosmological parameter estimation with the future gravitational-wave standard siren observation from the Einstein Telescope
对致密双星合并产生的引力波的探测，可以为测量到引力波爆发源的光度距离提供一种独立的途径，这表明引力波观测与电磁观测相结合，可以为宇宙学研究宇宙膨胀历史提供“标准警报”。在这项工作中，我们希望研究未来的引力波标准塞壬观测将如何打破传统光学观测中存在的参数简并，以及它们如何帮助改善宇宙学中的参数估计。以第三代地基引力波探测器--爱因斯坦望远镜为例进行了分析。通过对爱因斯坦望远镜10年观测的1000个红移范围在0 ~ 5的事件数据进行模拟，发现引力波数据可以在很大程度上打破物质密度与哈勃常数之间的简并性，从而显著改善宇宙学约束。我们进一步表明，在宇宙学拟合中加入引力波数据也可以显著改善暗能量状态方程参数的约束。
2019-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reionization and Beyond: detecting the peaks of the cosmological 21cm signal
宇宙学21厘米信号将成为早期宇宙最强大的探测器，第一代干涉仪旨在对再电离进行统计检测。当星系际介质被早期的X射线背景加热时，人们对再电离前时期的兴趣也越来越大。在这里，我们进行参数研究不同的晕质量托管星系，和他们的X射线生产效率。我们也将这些与热暗物质宇宙学的流行模型联系起来。对于每个参数组合，我们计算大尺度的信噪比（S/N）（k~0.1/Mpc）21 cm功率，用于再电离和X射线加热，使用几种仪器进行2000小时观测：128瓦Murchison宽场阵列（MWA 128 T），256瓦扩展（MWA 256 T），低频阵列（LOFAR），128元探测再电离时代精密阵列（PAPER）和第二代平方公里阵列（SKA）。我们表明，X射线加热和再电离在许多情况下是可比的可探测性。对于基准天体物理参数，MWA 128 T可能会探测到X射线加热，这要归功于其扩展的带通。当涉及到再电离时，MWA 128 T和PAPER也只能实现边缘检测，除非可以减轻更大规模的前景。另一方面，LOFAR应该检测到S/N > 10的再电离的合理模型。SKA将很容易地探测到X射线加热和再电离。
2014-04-05 astro-ph.CO
Prospects for constraining interacting dark energy cosmology with gravitational-wave bright sirens detected by future SKA-era pulsar timing arrays
本文利用未来SKA时代脉冲星计时阵列模拟的引力波亮汽笛数据结合Planck CMB数据，研究相互作用暗能量模型的宇宙学参数约束，证明PTA数据可显著提升哈勃常数、物质密度和耦合参数的测量精度。
2025-04-08 astro-ph.CO
Fast Radio Bursts as Cosmological Probes
The University of Sydney（悉尼大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；African Institute for Mathematical Sciences（非洲数学科学研究所）；Curtin University（科廷大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（引力波发现卓越研究中心（OzGrav））；Stanford University（斯坦福大学）；Trinity College Dublin（都柏林圣三一学院）；Stellenbosch University（斯坦伦布什大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Indian Institute of Technology, Indore（印度理工学院印多尔分校）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文综述快速射电暴作为宇宙学探针的原理，并模拟SKA观测预期，探讨其在测量宇宙膨胀率、检验等效原理、探测磁场和暗物质等方面的潜力。
2026-06-29 astro-ph.CO
Predicted number counts and clustering of Hi galaxies from future radio surveys
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester（曼彻斯特大学天体物理学中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Western Cape（西开普大学物理与天文学系）
本文利用三种模拟星系目录预测SKA-MID巡天可能观测到的Hi星系数量和聚类特性，并评估模型不确定性对预测的影响。
2026-06-29 astro-ph.CO
Cosmological Measurements with General Relativistic Galaxy Correlations
我们研究了宇宙学的依赖性和大尺度星系相关性的约束力，包括所有的红移扭曲，广角，透镜和引力势效应的线性尺度。我们分析了宇宙学信息存在于透镜收敛和引力势项描述所谓的“相对论效应”，我们发现，虽然小于包含在固有星系团的信息，它是不可忽略的。我们调查如何忽略他们不偏宇宙学测量进行未来的光谱和光度大规模的调查，如SKA和欧几里得。我们使用CLASS代码进行Fisher分析，修改后包括尺度依赖的星系偏差和红移依赖的放大率和演化偏差。我们的研究结果表明，忽略相对论项引入误差的预测精度在测量宇宙学参数的百分之几十的顺序，特别是当测量宇宙的物质含量和原始的非高斯参数。因此，我们认为，径向相关性和综合相对论性条款时，需要考虑到预测未来的大规模星系调查的数量计数的约束力。
2015-05-22 astro-ph.CO gr-qc
Inferring Cosmology and Astrophysics from the High-redshift 21cm Signal with SKA-Low
本文综述了利用SKA-Low望远镜从高红移21厘米信号推断宇宙学和天体物理参数的统计工具与方法，包括功率谱、高阶统计量和形态学测量，并评估了初始配置AA*的早期科学潜力。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining light gravitino mass with 21 cm line observation
利用SKA和Omniscope等21厘米谱线观测资料，研究了如何更好地约束轻引力子m_3/2的质量。质量为m_3/2 < O（10）eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型，因为它不受宇宙学引力子问题的影响，并且与许多重子生成和轻子生成的假设相一致。本文从21厘米谱线的观测结果出发，估计了轻引力子质量的约束条件，并指出这些观测结果对证明轻引力子质量是十分有用的。当引力子质量为m_3/2 = 1 eV时，用Planck + Simons Array + DESI（BAO）+ H_0计算，得到的1 σ误差分别为σ（m_3/2）= 0.25eV（SKA相1），0.16eV（SKA相2）和0.067eV（Omniscope）。此外，我们还讨论了轻引力子N_3/2的有效中微子种类数的变化对中微子种类数的可探测性，以及在有大质量中微子存在的情况下对轻引力子质量的限制。我们证明了21厘米谱线观测可以探测到N_3/2的非零值，并使我们能够区分轻引力子和重中微子的效应。
2016-05-30 astro-ph.CO hep-ph
