Intensity Mapping across Cosmic Times with the Lyman-Alpha Line
我们提出了一个定量模型的莱曼α（Ly-alpha）发射整个宇宙的历史，并确定在Ly-alpha信号的空间波动的强度映射的前景。由于i）我们的模型假设在z>6时维持再电离所需的最小恒星形成量，ii）在z<6时基于从少数观测到的明亮Ly-alpha发射体外推的光度函数，这应该被认为是一个下限。绘制谱线发射图可以探测再电离、恒星形成和作为红移函数的大尺度结构。虽然Ly-alpha发射在再电离过程中进行了研究，我们也预测后再电离信号测试预测的强度和激励未来的强度映射探针的再电离。在我们的模型中，我们包括了来自大质量暗物质晕和星系际介质（IGM）的辐射。我们发现协议与电流，测量亮度函数的Ly-alpha发射器在z<8。然而，与Ly-alpha发射体无关的漫射IGM发射在高达z~10的强度中占主导地位。虽然我们的模型适用于深光学或近红外观测，如SuMIre调查或詹姆斯韦伯太空望远镜，只有强度映射将检测到漫IGM发射。我们还构建了Lyα发射的3D功率谱模型，并表征了可能的前景污染。最后，我们研究了强度映射测量Ly-alpha波动的前景，同时确定去除干扰污染。我们的研究结果表明，虽然再电离信号具有挑战性，但当与其他谱线结合使用时，Ly-alpha波动可能是LSS的一个有趣的新探针，例如，H-alpha，用于监测低红移前景混淆。
2013-09-09 astro-ph.CO
Mapping the cosmic mass distribution with stacked weak gravitational lensing and Doppler lensing
暗物质晕代表物质分布中密度最高的峰。相反，宇宙空洞是宇宙中密度较低的区域。探测宇宙的质量分布需要各种方法，包括微弱的引力透镜，它微妙地改变了遥远源的形状，多普勒透镜，由于特殊的速度而改变了物体的表观尺寸和大小。在这项工作中，我们采用引力和多普勒透镜效应来研究宇宙空洞/晕及其周围的物质分布。我们使用相对论$N$体代码\texttt{gevolution}，产生质量扰动，并开发一个新的光线追迹代码，依赖于设计的射线束方法。我们考虑了三种类型的晕质量和空洞半径，并提取宇宙学信息，通过堆叠周围的空洞/晕弱透镜和多普勒透镜信号。本文的结果表明，结合引力和多普勒透镜效应来映射质量分布的最佳策略应该集中在红移范围$z\approx 0.3-0.4$。本文的建议是，未来的光谱调查应该集中在这些红移，并利用引力和多普勒透镜技术，以提取有关整个宇宙网络，特别是宇宙空洞内部的底层物质分布的信息。这可以为正在进行的或未来的低红移光谱调查提供补充的宇宙学分析。
2021-12-08 astro-ph.CO
Weak Lensing of Intensity Mapping: the Cosmic Infrared Background
引力透镜使宇宙红外背景（CIB）光子的路径发生偏转，在CIB图上留下可测量的印记。由此产生的统计各向异性可以用来重建CIB源的红移的物质分布。为此，我们推广的CMB透镜二次估计到任何弱非高斯源场，通过推导出最佳的透镜权重。我们指出了由源场的非高斯性和“自透镜效应”引起的附加噪声和偏差。我们提出的方法来减少，减去或模拟这些非高斯性。我们表明，CIB透镜应该是可检测的普朗克数据，并在未来的CMB实验，如CCAT-Prime的高意义检测。因此，CIB构成了一个新的源图像透镜的研究，提供了限制的振幅结构之间的星系和CMB的中间红移。CIB透镜测量还将提供有关宇宙中恒星形成历史的宝贵信息，限制CIB功率谱之外的CIB晕模型。通过对弱非高斯源场透镜重建的详细处理，这项工作构成了从连续或线强度映射数据（如莱曼α发射，吸收和21 cm辐射）进行透镜重建的垫脚石。
2018-06-06 astro-ph.CO
Testing the mapping between redshift and cosmic scale factor
正则红移-尺度因子关系，1/a=1+z，是大爆炸宇宙学标准Lambda CDM模型的关键元素。尽管它的基本作用，这种关系还没有经历过任何观测测试，因为勒梅特和哈勃建立了宇宙的膨胀。它严格基于描述局部均匀和各向同性宇宙的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规的假设，并且光子在度规的零测地线上运动。因此，在广义相对论或修正引力范围内，任何违反这一假设的行为都可能在模型红移z=1/a-1和实际观察到的红移z_obs之间产生不同的映射，即z_obs neq z。在这里，我们进行了一个简单的测试的一致性标准的红移标度因子的关系，通过确定同时观测的一致性LambdaCDM宇宙学参数和广义红移映射z=f（z_obs）的约束。利用当前的重子声学振荡（BAO）和Ia型超新星（SN）数据，我们证明了广义红移映射是强退化的暗能量。一类单调函数f（z_obs）的边缘化显著改变了物质和暗能量密度之间的简并性：密度参数变得与简并性的近垂直轴反相关。此外，我们表明，目前的SN和BAO的数据，分析在一个框架内与广义红移映射，不约束暗能量，除非BAO数据包括测量从Ly-alpha森林的高红移类星体。
2016-03-17 astro-ph.CO
Evolution mapping II: describing statistics of the non-linear cosmic velocity field
本文将演化映射方法扩展至非线性宇宙速度场统计，利用N-body模拟证明速度散度及交叉功率谱在相同聚类振幅下具有相似的非线性演化，从而简化了宇宙学参数空间的采样与可观测量分析。
2024-10-14 astro-ph.CO
Measuring cosmic velocities with 21cm intensity mapping and galaxy redshift survey cross-correlation dipoles
研究了利用红移-空间交叉关联函数的偶极子测量大尺度结构中奇异速度效应的可行性。我们结合星系的数量计数与亮度温度波动从21厘米强度映射，表明偶极子可以测量在适度的意义（$\lesssim 2σ$）相结合，即将到来的无线电调查CHIME与未来的红移调查DESI和欧几里得。通过将来自SKA的强度图与DESI或欧几里得的强度图相结合，可以进行更显著的测量（$\lesssim~10σ$），并且通过将完全内部的可观测量结合到SKA，可以进行甚至更高显著性的测量（$\lesssim 100σ$）。我们占的影响，如污染的广角条款，干涉仪噪声和光束的强度图，非线性增强的功率谱，堆叠多个人口，放大率斜率的敏感性，以及数量计数和强度图探测相同的示踪剂的可能性。我们还推导出一个新的表达式的协方差矩阵的多示踪剂红移空间关联函数估计与任意方向的权重，这可能是有用的，为即将到来的调查，旨在测量红移空间聚类与多个示踪剂。
2017-12-28 astro-ph.CO
Snowmass 2021 Cosmic Frontier White Paper: Cosmology with Millimeter-Wave Line Intensity Mapping
使用大尺度结构的基础物理学和宇宙学的下一代测试需要对宇宙的大体积进行测量，包括目前调查无法达到的高红移。谱线强度测绘是一种新兴的技术，它可以探测原子和分子谱线的综合发射，而不需要分辨源，可以有效地绘制出大范围红移范围内的宇宙结构。在毫米波的观测探测远红外线发射线，如CO/[CII]，并利用CMB实验开发的观测和分析技术。这些测量可以提供前所未有的精确度的限制，在膨胀，中微子质量，轻相对论性物种，暗能量和修改的引力，和暗物质，以及许多其他科学目标的物理。在本白皮书中，我们预测了未来地基毫米波强度测绘实验的灵敏度要求，以实现变革宇宙学约束。我们概述了一个阶段性的实验计划，以稳步提高灵敏度，并描述了必要的投资，在开发检测器技术和分析技术。
2022-03-14 astro-ph.CO hep-ex
Line intensity mapping: a "novel" window to the cosmic web
作为研究星系演化和宇宙大尺度结构的一种方法，强度测绘正引起人们越来越多的兴趣。我们不是探测单个星系，而是测量宇宙体积的综合辐射。与星系巡天相反，它包括宇宙网中最微弱物体发出的光。我们将从介绍谱线强度测绘开始，并回顾其目前的观测状况。我们将列举最突出的发射线强度映射，并讨论如何模拟其观察到的信号。随着在电磁波谱不同部分的广泛实验，在不久的将来使用这种技术的前景是非常好的。与其他任何观测工具一样，强度测绘也存在系统不确定性，其中一些不确定性是它固有的，我们将简要讨论它们以及处理前景和背景污染的方法。在这里，我们将集中在后再电离宇宙的强度映射的科学案例。这些范围从恒星形成的历史到测量声学尺度和基础物理学。
2019-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping Cosmic Dawn and Reionization: Challenges and Synergies
宇宙黎明和再电离时代（EoR）是宇宙学中探索最少的观测时代：第一个星系和超大质量黑洞形成并再电离后重组时代的冷中性宇宙的时间。用目前的仪器，只有少数最明亮的星系和类星体从那个时候是可检测的作为单独的对象，由于他们的极端距离。幸运的是，大量的多波长强度映射测量，从无线电中的红移21厘米背景到未解析的X射线背景，包含了关于这个难以捉摸的时代的过多的协同信息。在未来十年中，可能会看到CMB和21 cm观测的非均匀再电离的直接探测，以及一系列覆盖重叠区域和互补物理过程的其他探测器将提供关键的额外信息和交叉验证。为了最大限度地提高科学发现和投资回报率，应高度重视协调调查规划和联合数据分析，并与计算模型和理论预测密切结合。
2019-03-11 astro-ph.CO
Mapping discrete galaxies at cosmic dawn with 21-centimeter observations
本文通过升级的半数值模拟发现，宇宙黎明时期的21厘米图像由围绕单个星系的巨大高对比度气泡主导，这些气泡将功率谱增强2至7倍，有望被SKA等实验探测到。
2020-08-11 astro-ph.CO
Distinguishing the nature of dark matter by mapping cosmic filaments from Lyman-alpha emission
Beijing Normal University（北京师范大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Westlake University（西湖大学）；Anqing Normal University（安庆师范大学）
通过Lyman-alpha发射在红移z=2.5和z=4时追踪宇宙丝束，研究其对区分暗物质本质的观测潜力。
2026-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmic optical background excess, dark matter, and line-intensity mapping
最近使用新视野LORRI图像的研究已经返回了迄今为止对宇宙光学背景的最精确测量，产生的通量超过了深星系计数的预期，大约是两倍。我们调查是否这种过剩，在$\sim 4σ$意义上检测到，是由于轴子样的暗物质，衰变为单能光子。我们计算的光谱能量分布从这样的衰变和LORRI测量的通量的贡献。假设类轴子粒子构成了所有的暗物质，到目前为止，解释测量到的8 - 20 eV质量和3 - 6 $\times 10^{-11}$ GeV $^{-1}$的有效轴子-光子耦合的参数空间不受约束。如果过剩是由暗物质衰变到光子谱线引起的，那么在即将到来的谱线强度映射测量中将有一个重要的信号，这将允许将这个假设与其他候选者区分开来。
2022-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Intensity Mapping without Cosmic Variance
当前和未来几代的强度绘图调查承诺戏剧性地改善我们对星系演化和大尺度结构的理解。一张强度图提供了一个特定区域内所有星系的累积发射和红移的普查，包括单独无法检测到的微弱物体。此外，线强度图和星系红移巡天图之间的互相关对线强度和星系团偏置敏感，而不受宇宙方差的限制。使用Fisher信息矩阵，我们推导出简单的表达式，描述的强度和偏差可获得的互相关调查的敏感性，专注于宇宙方差规避。基于这些表达式，我们得出结论，最佳的灵敏度是通过匹配的调查深度，定义在一个给定的模式，在两个调查之间的聚类功率谱噪声的比率。我们发现，中远红外太空望远镜可以从这种技术中受益，通过与即将到来的星系红移调查（如计划用于Nancy Grace Roman太空望远镜的星系红移调查）相互关联，从而使灵敏度超过宇宙方差极限。因此，我们的技术可以应用于调查设计和需求开发，以最大限度地提高未来的强度映射实验的星系演化和大尺度结构宇宙学的示踪剂的灵敏度。
2021-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Stochastic Gravitational Wave Background generated by Cosmic String Networks: Velocity-Dependent One-Scale model versus Scale-Invariant Evolution
我们计算了宇宙弦网络产生的随机引力波背景的功率谱，所述宇宙弦网络由速度依赖的单尺度（VOS）模型描述，对于宽范围的宏观和微观参数。的VOS模型-这已被证明是宇宙弦网络的演化提供了一个准确的宏观描述-被用来证明宇宙弦网络是无法迅速达到辐射和物质时代之间的过渡后的尺度不变的演变。然而，在随机引力波背景的计算中，经常假设网络在整个宇宙历史中经历尺度不变的演化。我们证明，这种假设导致低估的振幅和宽度的频谱的峰值，这可能会导致不准确的观测约束宇宙弦张力。
2013-04-09 astro-ph.CO
Constraining the expansion history of the universe from the red shift evolution of cosmic shear
我们提出了一个定量分析的约束条件的总状态方程参数，可以得到从测量宇宙剪切的红移演化。我们比较的约束，可以从测量的自旋两个角多极矩的宇宙剪切的宇宙剪切的二维和三维功率谱所产生的。我们发现，如果宇宙剪切的多极矩测量足够准确的几个红移的约束条件下的暗能量状态方程参数显着改善相比，可以从其他测量。
2010-08-16 astro-ph.CO
Detecting the radiative decay of the cosmic neutrino background with line-intensity mapping
本文研究了在宇宙中微子背景中利用线强度映射（LIM）从中微子辐射衰变中寻找光子的可能性。标准模型对这些衰变速率的预测是非常小的，但是如果新的物理学增加中微子的电磁矩，它可以得到增强。衰变光子将作为天体物理谱线的闯入者出现。我们建议，中微子衰变线可以确定与各向异性的LIM聚类，也与体素强度分布。正在进行的和未来的LIM实验将有-取决于中微子层次，过渡和实验考虑-一个有效的电磁跃迁矩$\sim 10^{-12}\, -\,10^{-8}\, (m_ic^2/{0.1 \rm eV})^{3/2}μ_{\rm B}$，其中$m_i$是衰变中微子的质量和$μ_{\rm B}$是玻尔磁子的敏感性。这将明显比宇宙微波背景光谱失真更敏感，它将与恒星冷却研究竞争。作为一个副产品，我们还报告了中微子密度波动的一点概率分布函数的解析形式，从Quijote模拟使用符号回归。
2021-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Reionization on Computers: Evolution of the Flux Power Spectrum
我们探讨了在计算机上的宇宙再电离（CROC）模拟通量功率谱的演变。我们发现，相反的一些以前的研究，通量功率谱的形状是相当不敏感的时间再电离。然而，通量功率谱的振幅确实随时间强烈地演变，并且这种演变几乎与再电离的时间完全相关。我们展示了如何使用这种相关性（未来）测量，以确定电离泡重叠的红移。
2021-09-27 astro-ph.CO
Modified theory of gravity and the history of cosmic evolution
在修正引力理论中，曲率平方项、线性项、三分之二项和理想流体的组合实现了从早期类弗里德曼辐射时代到晚期宇宙加速时代的连续过渡，并经历了一个漫长的类弗里德曼物质主导时代和第二阶段的辐射时代。因此，宇宙演化的历史是由修正的引力理论单独解释的。类辐射时代的第二阶段可能为低红移下氢和氦的再电离提供了解释。
2014-08-07 astro-ph.CO
Evolution of superclusters in the cosmic web
目标。我们研究了宇宙网中超星系团系综的性质如何随时间演化。方法.我们使用LambdaCDM模型在盒子大小L0 = 1024，512，256 Mpc/h的宇宙网的演化进行数值模拟。我们发现超星系团合奏模型的四个演化阶段，对应于目前的时代z = 0，和红移z = 1，z = 3，z = 10。我们计算的超星系团的健身直径定义的超星系团的体积除以过密度区域的填充因子。最大的超星系团的几何和健身直径，以及作为阈值密度的函数的超星系团的数量被用来作为渗流函数来描述的几何性质的合奏的超星系团在宇宙网。我们计算了超星系团的几何直径、适合度直径和光度分布，并跟踪了逾渗函数和超星系团分布的时间演化。我们比较了斯隆数字巡天（SDSS）的星系模型和样本的逾渗函数和超星系团分布。结果我们的分析表明，超星系团的适合度直径在一定的阈值密度下有一个极小值。在同动坐标系中，极小值附近的适应度直径几乎不随时间变化。超星系团的数量有极大值，在所有的演化时期都是近似恒定的。超星系团的几何直径在宇宙网的演化过程中逐渐减小;超星系团的光度在演化过程中逐渐增加。结论.我们的研究表明，进化的变化发生在超星系团的动力学体积。超星系团的适合度直径和数量在演化过程中的稳定性是宇宙网的一个重要性质。
2019-01-27 astro-ph.CO
A test of the standard dark matter density evolution law using galaxy clusters and cosmic chronometers
在这封信中，我们实现了一个测试的暗物质密度演化的标准定律。为此，我们只假设宇宙是平坦的，并且FRW度规是有效的。考虑了变形的暗物质密度演化规律，由$ρ_c(z) \propto (1+z)^{3+ε}$给出，并利用星系团气体质量分数和宇宙计时器测量结果得到了对$ε$的约束.我们发现$ε=0$在2 $σ$ c.l.内，与最近的其他分析完全一致。
2022-01-03 astro-ph.CO
Line Intensity Mapping Prediction from the Cosmic Dawn (CoDa) III Simulation for H$α$ from Galaxies and the Intergalactic Medium during the Epoch of Reionization
利用CoDa III模拟预测再电离时期星系和IGM的H$α$发射强度与来源，提供LIM实验（如SPHEREx和CDIM）的模拟数据以指导观测。
2025-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line-Intensity Mapping
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
线强度映射技术通过三维线发射地图研究大尺度结构和高红移宇宙，揭示再电离时期、宇宙黎明及可能的宇宙黑暗时期，并提供对暗物质、暗能量和宇宙膨胀的新见解。
2026-09-10 astro-ph.CO
Lagrangian description of cosmic fluids: mapping dark energy into unified dark energy
我们调查的适当性，使用不同的拉格朗日描述宇宙能量收支的各个组成部分，讨论它们之间的退化在没有非最小耦合引力或其他领域，并澄清一些误解的文献。我们进一步证明，这些退化一般被打破的非最小耦合流体，在这种情况下，识别适当的壳拉格朗日可能成为必不可少的，以表征整体动态。然后，我们表明，模型具有相同的壳层拉格朗日可能有不同的适当的能量密度，并使用这一结果映射到统一的暗能量模型，其中暗物质和暗能量描述相同的理想流体的暗能量模型。确定了它们的状态方程参数与声速的对应关系，简要讨论了统一暗能量模型的线性声速问题以及与非线性动力学相关的可能出路。
2020-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Formation of the First Black holes: Formation and evolution of the cosmic large-scale structure
这篇文章是第一个黑洞形成的评论卷的一部分，并总结了FLRW宇宙学，宇宙结构的统计描述为高斯随机场，以及流体力学在线性和非线性制度。特别是，我回顾了宇宙大尺度结构的线性结构形成的演变，并描述了如何微扰的解决方案构建，导致建成的非高斯。最后，我讨论了晕形成的球形崩溃和数密度的晕，形成在一个高斯随机场。
2018-07-17 astro-ph.CO
Evolution of Cosmic Voids in the Schrodinger-Poisson Formalism
我们研究宇宙空洞的薛定谔泊松形式主义的演变，在一个标准的宇宙学背景下，适当的边界条件，找到波动力学的动力学解决方案。我们在这个模型中的结果进行比较，使用Zel'dovich近似。我们讨论的优势，研究空隙一般和优势的薛定谔泊松描述比其他方法。特别强调了自由粒子近似的实用性。我们还讨论了一个无量纲数，类似于雷诺数，这个系统，使我们的空隙解决方案，以缩放到不同的物理尺寸的系统。
2022-11-17 astro-ph.CO
Wavelet analysis of the formation of the cosmic web
根据现代宇宙学范式，星系和星系系统是由宇宙演化的早期阶段产生的微小密度扰动形成的。利用数值模拟，我们研究了不同尺度的密度扰动相位的演化，以了解宇宙网的形成和演化。我们应用小波分析来跟踪宇宙网高密度区域（团簇和超团簇）的演化。我们发现，密度波的最大值和最小值的位置（它们的空间相位）几乎不改变的结构的演变过程中。扰动的波长越大，密度扰动极值的位置越稳定。结合观测和模拟数据，我们得出结论，宇宙网的骨架已经存在于结构演化的早期阶段。
2011-12-11 astro-ph.CO
Delensing Degree-Scale $B$-Mode Polarization with High-Redshift Line Intensity Mapping
限制张量-标量比$r$的宇宙微波背景（CMB）实验现在正接近去透镜的灵敏度-去除由大尺度结构的引力透镜引起的$B$模式-是必要的。我们认为，在脱透镜，从断层扫描线强度映射（IM）实验针对$2 < z < 10$可以提供的地图的大尺度结构的改进。与宇宙红外背景的标称基线和CMB-S4灵敏度的内部脱透镜相比，我们发现增加高红移IM数据可以将脱透镜性能提高约11%。在IM数据中实现必要的灵敏度是可行的，现在正在计划的下一代实验。然而，这些结果取决于沿视线测量低$k$模式的能力。如果没有这些模式，IM数据集无法与透镜化内核相关联，并且无助于去透镜化。
2019-08-21 astro-ph.CO
Tomography of the Cosmic Dawn and Reionization Eras with Multiple Tracers
宇宙黎明和再电离时代仍然是天体物理学和宇宙学的一个基本但具有挑战性的前沿。我们提倡一种大规模的多示踪剂方法，以全面了解导致第一批恒星和星系形成和演化的物理学。我们强调线强度映射技术来跟踪大尺度上的多相再电离拓扑结构，并详细测量再电离历史。除了21厘米，我们主张在Wouthuysen-Field耦合时期进行Lya层析成像映射，作为宇宙黎明时代的额外探测。
2019-03-28 astro-ph.CO
High-resolution weak lensing mass mapping from DES-Y3 data using diffusion-based prior
针对暗物质无法直接观测导致的宇宙质量分布重建难题，本研究训练生成扩散模型并结合改进的DPS框架，从DES-Y3弱透镜数据中重建出1角分分辨率的无偏高精度质量图。
2025-11-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmic Evolution of Radio Sources in ATLAS
澳大利亚望远镜大区域巡天（ATLAS）是迄今为止尝试的最广泛的深场射电巡天，旨在探测射电星系到宇宙边缘的演化。利用英澳望远镜上的AAOmega，我们成功地获得了395个ATLAS射电星系的光谱红移。再加上现有文献中的169个红移，我们现在有564个ATLAS源的光谱红移。
2009-09-23 astro-ph.CO
Feeding cosmic star formation: Exploring high-redshift molecular gas with CO intensity mapping
分子气体的研究对于理解恒星的形成、反馈以及整个星系更广泛的生态系统至关重要。然而，除了最近的星系外，我们对它的物理性质和分布的了解有限。我们提出了一种新的技术，用于研究高红移星系中分子气体的组成和分布，现有的方法无法实现。我们提出的方法是一氧化碳强度映射方法的扩展，近年来已经获得了显着的实验兴趣。这些强度映射勘测以115 GHz $^{12}$ CO（1-0）谱线为目标，但也包含来自基本上较暗的110 GHz $^{13}$ CO（1-0）跃迁的发射。该方法通过在强度映射勘测中互相关频率信道对来利用包含在$^{13}$ CO线中的信息。由于$^{13}$ CO从与$^{12}$ CO相同的介质中发射，但在高得多的柱密度下饱和，因此这种互相关提供了关于气体密度分布和同位素体比率两者的有价值的信息，这是单独从$^{12}$ CO无法获得的。使用一个简单的模型，这些分子的发射线，我们表明，未来的强度映射调查可以限制这两个物种的丰度比和分数的发射从光学厚区域为了$\sim30\%$。这些测量不能由传统的CO观测，因此，所提出的方法将提供独特的洞察力的物理恒星形成，反馈和星系生态在高红移。
2017-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Voids and the Cosmic Web: cosmic depressions & spatial complexity
空洞是星系和物质百万秒差距分布的一个突出方面。它们不仅代表了宇宙网络的关键组成部分，也是全球宇宙学参数的最干净的探测器和测量方法之一。空洞的形状和演化对暗能量的性质高度敏感，而它们的子结构和星系人口则为暗物质的性质提供了直接的关键。此外，空洞内部的原始环境是我们了解环境对星系形成和演化影响的重要试验场。在本文中，我们回顾了空洞的结构和动力学的关键方面，特别侧重于空洞人口的层次演化。我们展示了宇宙网络丰富的结构模式是如何与复杂的演化和空洞的积累。
2016-11-13 astro-ph.CO
Probing the cosmic web in Ly$α$ emission over large scales: an Intensity Mapping forecast for DECaLS/BASS and DESI
本研究提出利用宽带光学图像与Ly$α$森林数据互相关的Ly$α$强度映射新方法及双参数解析模型，对DECaLS/BASS与DESI等巡天的探测概率和参数约束进行预测，证实下一代成像巡天可确定探测到大尺度Ly$α$结构。
2025-01-18 astro-ph.CO
Structure evolution with cosmic backgrounds from radio to far infrared
该研究围绕从射电到亚毫米波段的宇宙背景辐射，探讨相关河外背景光源、21cm信号探测、宇宙背景光谱微小印记研究可行性及高红移透镜星系识别，助力宇宙结构与星系演化研究。
2025-03-21 astro-ph.CO
Evolution of magnetic fields in cosmic string wakes
研究了低电阻率等离子体中宇宙弦尾迹的磁场演化。尾流中的初始磁场是以宇宙弦周围粒子运动产生的磁场为模型的。等离子体的特征在于高β值。我们发现多个冲击状结构的发展，在字符串的唤醒。我们使用二维磁流体动力学模拟研究了形成的激波的详细结构和激波中磁场的演化。正如预期的那样，磁场的发展并不取决于$β$值。我们的结果表明，而不是一个单一的统一的冲击形成后，宇宙弦，我们有多个冲击形成后，在短时间间隔的字符串。多重冲击的存在肯定会影响宇宙弦尾迹的观测特征，因为这些特征取决于冲击产生的温度波动。我们还发现，当激波远离时，留下的残余磁场会重新连接并迅速消散。因此，弦周围的磁场非常局部化。我们发现宇宙弦尾流中存在磁场重联。这将导致激波后区域的磁场减小。
2022-10-21 astro-ph.CO
Spectral Line De-confusion in an Intensity Mapping Survey
谱线强度映射是一种有效探测宇宙再电离和大尺度结构的工具。在不检测单个源的情况下，线强度映射利用所有可用的光子并测量源混淆极限中的积分光，以有效地映射由给定发射线跟踪的大尺度上的三维物质分布。一个特殊的挑战是从天体物理连续体前景和线闯入者中分离所需信号。在这里，我们提出了一种提取由来自不同红移的发射线追踪的大尺度结构信息的技术，嵌入到三维强度映射数据立方体中。线红移的区别是各向异性形状的功率谱投影到一个共同的坐标系。我们考虑的情况下，高红移[CII]线与多个低红移CO旋转线混淆。我们提出了一个半解析模型[CII]和CO线估计的基础上宇宙红外背景测量，并表明，与适度的仪器噪声水平和调查几何，大规模的[CII]和CO功率谱振幅可以成功地提取从混淆有限的数据集，没有外部信息。我们讨论的影响和限制，这种技术可能的线强度映射实验。
2016-09-27 astro-ph.CO
Effect of cosmic backreaction on the future evolution of an accelerating universe
我们调查的影响，由于不均匀性对目前的宇宙的演化考虑一个双尺度模型内的Buchert框架。以观测到的宇宙当前的加速度作为基本输入，我们研究了不均匀性对未来演化的影响。我们发现，从不均匀性的反作用导致的加速度减慢，在未来的初始配置和模型参数的范围。目前的加速确保宇宙事件视界的形成，我们的分析带来了事件视界的影响如何可能进一步削减全球加速，甚至在某些情况下导致未来减速时代的出现。
2013-07-18 astro-ph.CO
Mapping Compound Cosmic Telescopes Containing Multiple, Projected Cluster-Scale Halos
具有多个投射的星团级光晕的视线具有高的总质量和复杂的透镜平面相互作用，可以提高放大率或集光率，使微弱背景源的检测比其他地方更有可能。为了识别这些新的“复合”宇宙望远镜，我们发现了具有最高综合质量密度的视线，正如发光红星系（LRGs）的投影浓度所追踪的那样。我们使用1151 MMT Hectospec光谱来获得总质量超过~ 3 × 10 $^{15}$ Msun-J 0850 +3604（0850）和J1306+4632（1306）的两条这样的视线的初步放大图。在0.1 < z < 0.7的范围内，我们在每个波束中识别出2-3个组和集群规模的晕，所有这些都可以被LRG很好地追踪。在Subaru Suprime-Cam对光束0850的成像中，我们偶然发现了一个z = 5.03的候选多重成像V-dropout源，其位置与我们的质量模型预测的$z_s$ = 5.03的源平面的临界曲线一致。将候选多重成像星系的位置作为0850中临界曲线位置的约束条件，对于$z_s$ = 10至[1.8，4.2]平方角分的源平面，透镜平面面积的68%置信带（μ> 10）变窄，与MACS 0717+3745和El Gordo（两个已知最强大的单星系团透镜）的置信带相当。对于1306，mu > 10的透镜平面面积的68%置信区间为[2.3，6.7]平方弧分。我们的光束具有显著的透镜效应，这使它们成为早期宇宙中再电…
2013-11-11 astro-ph.CO
Feature Intensity Mapping: Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission from All Galaxies Across Cosmic Time
本文提出特征强度映射技术，扩展线强度映射至宽谱特征，利用PAH发射带实现三维强度映射，并预测SPHEREx和PRIMA任务可实现高信噪比探测。
2025-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing modified gravity with 21 cm intensity mapping, HI galaxy, cosmic microwave background, optical galaxy, weak lensing, galaxy clustering, type Ia supernovae and gravitational wave surveys
在现代宇宙学中，一个重要的任务是研究宇宙中是否存在引力修正的信号。由于分辨率和灵敏度的限制，目前的观测无法探测到任何修正重力信号。因此，迫切需要预测未来宇宙学调查对修正引力的约束力。我们用8个未来主流探测器约束Hu-Sawicki $f(R)$引力，包括21 cm强度图、HI星系、宇宙微波背景、光学星系、弱透镜、星系团、Ia型超新星和引力波。我们发现，HI星系巡天SKA 2给出了最强的约束$σ_{f_{R0}}=1.36\times10^{-8}$中的八个探头。21 cm强度巡天SKA 1-MID-B1和光学星系巡天Euclid也达到了$\mathcal{O}$（-8）量级。第四代CMB实验SO和CORE得到了$\mathcal{O}$（-6）阶，而大尺度结构巡天Euclid弱透镜、Euclid星系团和CSST弱透镜得到了$\mathcal{O}$（-5）阶。有趣的是，CSST星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶与SO和CORE星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶相同，而引力波巡天ET星系团的$\mathcal{O}$（-5）阶也是$\mathcal{O}$阶。八个探针的组合给出了最严格的约束$1.14\times10^{-8}$，其仅比SKA 2和SK 1-MID-B1组合的$1.34\times10^{-8}$强一点。这表明，在很大程度上，未来的21厘米强度映射…
2021-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On estimating the cosmic molecular gas density from CO Line Intensity Mapping observations
毫米波强度映射实验（mmIME）最近报道了在3 mm波长处检测到过量的空间波动，这可以归因于$z\sim1-5$之间的几个CO旋转跃迁的未解析发射。我们使用一套最先进的半解析模拟，成功地再现了许多其他亚毫米线观测整个相关的红移范围内的高红移星际介质的这些数据的影响。我们发现，半解析的预测是温和的紧张与mmIME的结果，与预测的CO功率$\sim3.5σ$低于所观察到的。我们探索一些简单的修改模型，可以解决这种紧张局势。将相关红移处的分子气体丰度增加到$\sim10^8\ M_\odot\ \rm{Mpc}^{-3}$，一个远高于直接成像源获得的值的值，将解决这种差异，就像假设$H_2$转换因子$α_{\rm{CO}}$为$\sim1.5\ M_{\odot}$ K $^{-1}$ $(\rm{km}/\rm{s})^{-1}$ pc $^{2}$一样，一个比通常假设的值稍低的值。我们继续证明，这些结论是相当敏感的详细假设，我们的模拟，强调需要更仔细的建模工作，因为更多的强度映射数据变得可用。
2021-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Cosmic Baryon Distribution with Fast Radio Burst Foreground Mapping
快速射电暴（FRB）的色散测度（DM）对沿视线方向的积分电子密度进行了编码，在河外FRB的情况下，积分电子密度主要由星系际介质（IGM）的贡献决定。在本文中，我们表明，将宽视场光谱星系调查数据的前景本地化FRB可以显着提高扩散宇宙重子的分区的约束。使用模拟DM和现实的光锥星系目录来自千年的模拟，我们定义的光谱调查，可以进行4米和8米级宽视场光谱设施。在这些模拟调查，我们进行贝叶斯密度重建，以估计前景物质密度场。在与“真正的”物质密度场相比，我们表明，这些可以帮助减少不确定性的前景结构相比，宇宙方差的$\sim 2-3\times$。我们计算了Fisher矩阵，预测$N=30\: (96)$定域FRB应该能够将弥散宇宙重子分数限制在$\sim 10\%\: (\sim 5\%) $之内，并将控制星系环星系晕的大小和重子分数的参数限制在$\sim 20-25\%\: (\sim 8-12\%)$之内.从Fisher分析，我们表明，前景数据增加了本地化FRB对我们感兴趣的参数的灵敏度由$\sim 25\times$。我们简要介绍FLIMFLAM，一个正在进行的星系红移调查，旨在获得前景数据的$\sim 30$本地FRB领域。
2022-01-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-consistent evolution of gas and cosmic rays in Cygnus A and similar FR II classic double radio sources
在天鹅座A和其他经典的FR II双射电源中，来自以晕为中心的星系核心的强大的反向喷流进入周围的星系团气体，在喷流末端形成受冲击和压缩的星系团气体热点。移动的热点夹在两个冲击之间。一个面向内部的激波接收来自喷流的动量和宇宙射线，并产生额外的宇宙射线，这些宇宙射线形成一个沿喷流轴延伸的射电瓣。一个向外的弓形激波直接进入未受干扰的气体群或气体簇，形成一个包围射电瓣的激波气体茧。我们描述的计算，遵循自洽的动力学演化的冲击集群气体和相对论性同步辐射气体内的叶片。相对论和非相对论分量通过与具有动态可忽略的能量密度的小磁场相互作用来交换动量。天鹅座A的演化几乎完全由来自热点的宇宙射线能量控制。从喷流流入热点的质量被认为是小的，大大减少了沿着喷流流回的气体质量，这在以前的计算中很常见，这将破坏FR II射电瓣内观察到的同步加速器损失年龄的空间分离。我们计算了当热点的速度和宇宙线亮度恒定以及它们随时间变化时茧的演化。如果宇宙射线在流入射电瓣之前与热点中的星系团气体混合，热气体就会被加热到温和的相对论温度，从而在瓣内产生无法观察到的压力。
2010-10-23 astro-ph.CO
Jacobi Mapping Approach for a Precise Cosmological Weak Lensing Formalism
自2000年首次探测到宇宙剪切以来，宇宙弱透镜已经成为一个非常成功和迅速发展的研究领域。然而，最近Yoo等人指出，标准的弱透镜形式主义产生依赖于规范的结果，因此，不符合下一代弱透镜调查所要求的精度水平。在这里，我们表明，雅可比映射形式主义提供了一个坚实的替代标准形式主义，因为它准确地描述了所有的相对论效应，有助于弱透镜观测。我们计算的规范不变表达式的失真的光度距离，宇宙剪切分量和透镜旋转的线性顺序，包括标量，矢量和张量扰动。特别地，Jacobi映射形式主义证明了旋转完全消失到线性阶。此外，宇宙剪切分量包含张量模式中的附加项，这在标准形式主义获得的结果中是不存在的。我们的工作为精确宇宙学时代所需的规范不变透镜形式主义提供了进一步的支持和确认。
2018-08-02 astro-ph.CO gr-qc
Second Data Release of the COSMOS Lyman-alpha Mapping and Tomographic Observation: The First 3D Maps of the Detailed Cosmic Web at 2.05<z<2.55
我们目前的第二个数据发布的COSMOS莱曼-阿尔法映射和层析成像观测（CLAMATO）的调查进行了LRIS光谱仪的PRACK-I望远镜。本项目利用暗恒星形成星系和类星体在z ~ 2-3的光谱中的莱曼α森林吸收来追踪星系际介质中的中性氢。特别是，我们使用了320个物体在~0.2 ° ^2的足迹上重建了2.05 < z < 2.55的吸收场，分辨率为~2 h^{-1}Mpc。我们对观测数据应用维纳滤波技术，以重建体积为4.1 × 10^5的共动立方Mpc的场的三维图。除了过滤的通量图，我们第一次推断出潜在的暗物质场，通过一个前向建模框架，从星系和莱曼α森林数据的联合可能性，找到明确的例子，详细的宇宙网络组成的宇宙空隙，片，丝，和节点。除了传统的数字，我们提出了一些交互式的三维模型，允许探索的数据和定性比较已知的星系调查。我们发现，我们推断的过密度与从星系场发现的一致。我们的简化光谱、提取的莱曼-阿尔法森林像素数据和重建的层析成像图可在https://doi.org/10.5281/zenodo.7524313上公开获得。
2023-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping the Cosmic Web with the largest all-sky surveys
我们对低红移宇宙网的看法已经被星系红移调查如6dFGS，SDSS和2 MRS彻底改变。然而，深度和角度覆盖范围之间的权衡限制了对局部体积（z<0.05）之外的整个天空的系统三维账户。为了在整个天球上可靠地将宇宙映射到宇宙学意义上的深度，人们必须利用多波长数据集和最先进的光度红移技术。我们已经开展了一项专门的计划，交叉匹配最大的测光全天巡天-2 MASS，WISE和SuperCOSMOS -以获得数百万星系的准确红移估计。这些努力的第一个成果-2 MASS测光红移目录（2 MPZ，Bilicki et al. 2014 a）-已经公开发布，包括近100万个平均红移z=0.08的星系。在这里，我们总结了这个目录是如何构建的，以及如何使用WISE中红外样品与SuperCOSMOS光学数据一起使我们能够在前所未有的角尺度上推进z~0.2--0.3的红移壳层。我们的目录，总共有2000万个源，提供了对局部星系流（聚集偶极子，整体流）和与宇宙微波背景的交叉相关性研究至关重要的宇宙学卷的访问，如集成的萨克斯-沃尔夫效应或透镜研究。
2014-08-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
oLIMpus: An Effective Model for Line Intensity Mapping Auto- and Cross- Power Spectra in Cosmic Dawn and Reionization
oLIMpus是一个解析有效模型，用于高效计算宇宙黎明和再电离时期谱线强度映射的自相关与交叉功率谱，支持多种谱线并快速生成模拟数据。
2025-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic evolution of gas content and accretion
在目前的宇宙中，气体是巨大星系的次要组成部分，其主要相是原子（HI）。在宇宙时代的星系演化过程中，模型预测星系中的气体分数要高得多，并且气体相可以在分子（H2）和原子（HI）之间更加平衡。这种气体演化当然是解释恒星形成率密度宇宙演化的关键因素。恒星形成的效率也可能随着红移而变化，这些因素的相对重要性还不清楚。我们目前的知识宇宙演化的气体分子观测在高Z的审查和面临的模拟。
2014-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Oscillating cosmic evolution and constraints on big bang nucleosynthesis in the extended Starobinsky model
本研究在添加$R^{ab}R_{ab}$项的扩展Starobinsky模型中发现振荡等多种宇宙演化模式，利用大爆炸核合成轻元素丰度观测约束模型自由参数，指出氘和氦4的精准测量可区分该模型与标准模型。
2023-05-01 astro-ph.CO gr-qc
Everything Everywhere All At Once: A Hierarchical Framework for Mapping Anisotropies in the Local Universe
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
我们提出了一个贝叶斯分层正演模型映射本地亮度密度场的非均匀红移调查。通过将观测体划分成角元和红移壳层，我们直接在视星等和红移空间中模拟观测星系的分布。这使我们能够推断细胞水平的光度函数和密度，同时保留每个调查的独特选择功能。同时，细胞系综约束宇宙平均光度函数，它的红移演化，和超参数描述细胞到细胞的变化。我们将该框架应用于$0.005<z<0.065$上的2 MRS，6dFGS和GAMA，将宽天空覆盖与更深和更暗的星系样本相结合。该模型成功地恢复全球$J$带光度函数参数和平均光度密度与以前的低红移测量一致。推测的光度密度散射随体积减小，与$Λ$ CDM宇宙中预期的宇宙方差幅度一致。在我们探测的体积内，我们没有发现大的相干低密度的证据。相反，局域宇宙与平滑演化和宇宙方差大致一致。在$z \simeq 0.01$的最近壳层是最明显的例外，位于光滑全局模型下方的$\simeq 0.12$ ~dex（$\simeq 25\%$），具有单侧显著性$\simeq 99.5\%$的$-2.6σ$欠密度。该框架提供了一个可扩展的架构，用于绘制宇宙密度场，并进行下一代广泛和深入的调查。
2026-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Revealing the Local Cosmic Web from Galaxies by Deep Learning
宇宙中80%的物质是暗物质，暗物质构成了称为宇宙网的大尺度结构的骨架。由于宇宙网络通过引力决定了星系和星系间介质中所有物质的运动，因此了解暗物质的分布对于研究大尺度结构至关重要。然而，宇宙网的详细结构是未知的，因为它是由暗物质和温暖的星系间介质，这两者都很难追踪。在这里，我们展示了我们可以使用基于卷积神经网络的深度学习算法从星系分布中重建宇宙网。我们发现星系的位置和速度之间的映射和宇宙网络使用的最先进的宇宙学星系模拟，插图-TNG的结果。我们通过将其应用于EAGLE模拟来确认映射。最后，使用Cosmicflows-3中的本地星系样本，我们找到了本地宇宙中的暗物质图。我们期望局域暗物质图能为研究暗物质的性质和局域群的形成和演化提供一个新的思路。高分辨率的模拟和对本地星系的精确距离测量将提高暗物质地图的准确性。
2021-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation & evolution of cosmic superstrings: a short review
我将在M理论中的膜世界宇宙学模型的背景下简要回顾宇宙超弦的形成和演化。这些物体可以扮演宇宙弦的角色，提供各种天体物理学结果，我将简要讨论。
2010-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Semi-blind PCA-based Foreground Subtraction Method for 21 cm Intensity Mapping
主成分分析（PCA）方法和奇异值分解（SVD）方法被广泛用于21 cm强度映射实验中的前景减法。我们证明了它们的等价性，并指出使用PCA/SVD完全干净分离前景和宇宙21 cm信号的条件是不现实的。我们提出了一种基于PCA的前景减法方法，被称为“奇异向量投影（SVP）”方法，它利用了先验信息的左和/或右奇异向量的前景。我们证明与模拟测试，这种新的，半盲的方法可以减少恢复的21厘米信号的数量级的错误，即使只有左和/或右奇异向量的最大的几个模式被利用。SVP估计提供了一种新的，有效的方法，21厘米的观测，以消除前景和揭示宇宙21厘米信号中的物理。
2023-02-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Illuminating Galaxy Evolution at Cosmic Noon with ISCEA: the Infrared Satellite for Cosmic Evolution Astrophysics
ISCEA（宇宙演化天体物理学红外卫星）是一个小型天体物理学任务，其科学目标是发现星系如何在宇宙中午在暗物质的宇宙网络中演化。它的科学目标是确定当宇宙年龄为3-5 Gyrs（1.2<z<2.1）时，星系中恒星形成和熄灭的历史，作为局部密度和恒星质量的函数。ISCEA的设计是为了验证科学假说，即在宇宙正午期间，在1.7 < z < 2.1，环境猝灭是典型星系的主要猝灭机制，不仅在星系团和星系群中，而且在围绕这些结构的扩展宇宙网中。ISCEA通过在1.2 < z < 2.1的50个原星系团（星系团和宇宙网）场中，使用半径> 10 Mpc的H-α对恒星形成率进行10%的散粒噪声测量，以达到其科学目标。ISCEA测量这些区域中的恒星形成淬灭因子和星系运动学，精度< 50公里/秒，以推断每个区域的三维空间分布。ISCEA将改变我们对宇宙正午星系演化的理解。ISCEA是一个小型卫星天文台，拥有一台FoV为0.32度^2的30厘米等效直径孔径望远镜，以及一台以数字微镜器件（DMD）作为可编程狭缝掩模的多目标光谱仪。ISCEA将以R=1000的有效分辨能力同时获得1000个星系的光谱，狭缝为2.8“x2.8”，近红外波长范围为1.1至2.0微米，这是一个在覆盖范围没有大间隙的情况下无法从地面获得的制度。ISCEA将在200 s内实现<= 2”FWHM的指向精度。ISCEA将被发射到低地球轨道，主要…
2021-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
