Multi-tracer beyond linear theory
本文通过Fisher分析探索非线性偏置展开框架下多示踪技术的信息增益，发现直接划分非线性偏置比简单划分线性偏置能减小宇宙学参数误差，为不依赖显著线性偏置的子样本划分提供了新途径，并为未来星系巡天提供预测。
2025-11-04 astro-ph.CO
Cosmological constraints from multiple tracers in spectroscopic surveys
我们使用Fisher矩阵形式主义研究宇宙的膨胀和增长的历史，使用星系聚类与2D角互相关层析光谱或高分辨率光度红移调查。径向信息包含在窄红移面元之间的互相关中。我们展示了如何多个示踪剂与红移空间失真取消样本方差和任意改善的约束条件下的暗能量状态方程$ω(z)$和生长参数$γ$在无噪声的限制。多个示踪剂的改善随着示踪剂之间的偏差差异而快速增加，直到$\text{FoM}_{γω}$中的因子$\sim4$。我们模拟了一个震级有限的调查与现实的密度和偏见，使用条件光度函数，发现一个因素1.3-9.0改善$\text{FoM}_{γω}$ -取决于全球密度-与分裂的晕质量代理。部分重叠的红移箱改善了多重示踪剂调查中的约束，这是$\text{FoM}_{γω}$中的一个因子$\sim1.3$。这一发现也适用于光度测量，其中使用多个示踪剂的效果被放大。随着密度的增加，我们还显示了FoM的大幅改善，这可以用作权衡，以补偿径向分辨率的一些可能的损失。
2018-03-22 astro-ph.CO
Biased Tracers of Two Fluids in the Lagrangian Picture
我们探讨拉格朗日微扰理论（LPT）在两种流体的存在下，侧重于冷暗物质（CDM）和重子的情况下有偏的示踪剂。两种流体的存在下，诱导修正拉格朗日偏置膨胀和示踪剂平流，这两个我们制定的拉格朗日运动方程的三个线性模式的扩展。我们计算的线性阶两种流体的Zeldovich近似的修正，发现修改的偏差膨胀和示踪剂平流都进入在一个大范围的波数在低红移和绘制平行的欧拉形式主义的水平校正。然后，我们讨论了非线性校正的两种流体的图片，并计算贡献的相对速度效应（$\propto v_r^2$）在一个循环的顺序。最后，我们进行了探索性的Fisher分析，以评估重子声学振荡（BAO）测量的影响，发现虽然适度的相对偏差参数的值可以引入系统的偏差在测量的BAO规模高达$0.5\, σ$，拟合这些效果作为额外的参数增加了误差条小于$30\%$在广泛的偏差值。
2019-05-28 astro-ph.CO
Cosmology on point: modelling spectroscopic tracer one-point statistics
本文将基于大偏差理论的1点物质密度PDF预测扩展至暗物质晕和星系等有偏示踪体，构建了示踪体偏倚与随机性模型，并在N体模拟中验证了其对宇宙学参数的优越约束能力。
2025-01-06 astro-ph.CO
Developing a unified pipeline for large-scale structure data analysis with angular power spectra -- III. Implementing the multi-tracer technique to constrain neutrino masses
本文将多重示踪技术应用于调和空间（即调和空间），角）功率谱。这超出了通常的Fisher矩阵形式主义迄今实施的预测与角度统计，打开了一个窗口，为未来的发展和直接应用到现有的数据集。我们还发布了公开代码CosmoSIS的完全可操作的修改版本，其中我们始终包含本系列以前文章中介绍的所有附加组件。其结果是一个模块化的宇宙学参数估计套件的角功率谱的星系数计数，允许单个和多个示踪剂，并包括密度波动，红移空间扭曲，和弱透镜放大。我们证明了改进的参数约束，使使用多示踪剂的多示踪分析发光的红色星系和发射线星系。我们得到了$44\%$对中微子质量之和的$2σ$上界的增强。我们的代码可在https://github.com/ktanidis/Modified_CosmoSIS_for_galaxy_number_count_angular_power_spectra上公开获取。
2020-09-24 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity via a multitracer technique with surveys by Euclid and Square Kilometre Array
我们预测未来的本地型原始非高斯参数$f_{\rm NL}$的光度星系调查的欧几里得，连续星系调查平方公里阵列（SKA），以及它们的组合的限制。我们推导出一个一般表达式的协方差矩阵的功率谱估计的多个示踪剂，以显示如何所谓的多示踪剂技术提高$f_{\rm NL}$的约束。特别是，我们阐明了多重示踪剂的重叠分数的作用和示踪剂的划分方法。我们的Fisher矩阵分析表明，严格的限制$σ(f_{\rm NL})\lesssim 1$，甚至可以得到一个单一的调查，假设5个质量箱。当组合Euclid和SKA阶段1（2）时，对$f_{\rm NL}$的约束被改进为$σ(f_{\rm NL})= 0.61~(0.50)$。
2014-10-21 astro-ph.CO
Precise Tully-Fisher Relations without Galaxy Inclinations
盘星系的重子质量示踪物与旋转速度之间的幂律关系，即所谓的塔利-费舍尔关系（Tully-Fisher relationships，TFR），在星系演化和宇宙学中有着广泛的应用。然而，旋转速度的测量需要星系倾角，这是很难测量的，从而限制了TFR研究的范围。本文介绍了一种极大似然估计（MLE）方法，用于在倾角信息有限或没有倾角信息的情况下恢复星系样本中的TFR。该方法的鲁棒性和准确性证明使用虚拟和真实的星系样本。有趣的是，MLE可靠地恢复了所有测试样本的TFR，即使没有使用任何倾斜测量-也就是说，假设星系倾斜的sin（i）分布。解释一下，这种“无倾角的MLE”恢复了三个TFR参数（零点，斜率，散射），统计误差仅比基于完全已知的星系倾角的最佳估计值大1.5倍，具有零不确定性。因此，考虑到现实的不确定性，无倾斜的MLE具有很强的竞争力。如果倾角测量的平均误差大于10度，最好不要使用任何倾角，而不是认为倾角测量是精确的。无倾斜的MLE为SKA及其探路者未来的HI调查开辟了有趣的前景。
2013-09-24 astro-ph.CO
Radio Galaxy populations and the multi-tracer technique: pushing the limits on primordial non-Gaussianity
我们探索使用不同的射电星系人口示踪剂的不同质量的晕，因此，不同的偏置属性，约束原始的非高斯的本地类型。我们进行了Fisher矩阵分析的基础上预测的汽车和交叉角功率谱的这些人口，使用模拟的红移分布作为一个功能的检测通量和演变的偏差为不同的星系类型（恒星形成星系，星暴星系，射电宁静类星体，FRI和FRII AGN星系）。我们表明，这样的多示踪剂分析大大提高了非高斯性的信息，大大减少了宇宙方差贡献的整体误差预算。通过使用这种方法应用到未来的调查，我们预测的约束sigma_fnl=3.6的本地非高斯参数的星系检测通量限制为10 \muJy和sigma_fnl=2.2的1 \muJy。我们表明，这显着改善了使用整个未分化的人口（sigma_fnl=48为10 \muJy和sigma_fnl=12为1 \muJy）时获得的限制。我们的结论是，连续无线电调查本身有可能约束原始非高斯的精度至少比目前的约束与普朗克数据的CMB双谱的两倍，打开一个窗口，以获得西格玛fnl~1平方公里阵列。
2014-02-10 astro-ph.CO
Cosmology before noon with multiple galaxy populations
本研究利用Fisher预测探讨多示踪物宇宙学，发现加入透镜和LAE可显著提升参数约束，尤其是f_EDE的约10倍改进，并初步评估了辐射传输对预测的影响。
2024-12-24 astro-ph.CO
Displacement Field Analysis via Optimal Transport: Multi-Tracer Approach to Cosmological Reconstruction
本文利用最优传输重建位移场，以多示踪方法重建初始密度场，并提升BAO标准尺测量的信噪比。
2024-03-18 astro-ph.CO
Probe combination in large galaxy surveys : Application of Fisher information and Shannon entropy to weak lensing
本文旨在更好地了解星系巡天中所含信息的结构，以便找到最佳方法来组合这些巡天的观测数据。我们首先展示了如何杰恩斯的最大熵原理允许我们，在一般情况下，表达的Fisher信息内容的数据集的曲率的香农熵表面相对于相关的可观的。这使我们能够理解数据集的Fisher信息内容，一旦指定了物理模型，独立于数据处理的具体方式，并且没有任何高斯性假设。这包括作为一个特殊的情况下，标准的Fisher矩阵处方高斯变量广泛使用的宇宙学社区，例如功率谱提取。作为这种方法的应用，我们评估的前景的联合分析弱透镜示踪剂的二阶形状失真的情况下，在每个探头中的噪声可以有效地被视为模型独立。这些包括放大率、两个椭圆率和四个屈曲场。在两个点的水平上，我们表明，治疗这些可观的组合的唯一效果是一个简单的尺度依赖性的噪声污染的可访问的频谱的透镜E-模式的减少。我们提供了简单的界限，其提取的组合，这样的探针，以及其定量评估时，任何两个这样的探针的噪声变量之间的相关性可以忽略不计。
2011-07-04 astro-ph.CO
Modeling Nearest Neighbor distributions of biased tracers using Hybrid Effective Field Theory
我们调查的应用混合有效场论（HEFT）-它结合了拉格朗日偏差扩展与随后的粒子动力学从$N$体模拟-建模的$k$ -最近邻累积分布函数（$k{\rm NN}$ - ${\rm CDF}$ s）的宇宙物质场的有偏示踪剂。$k{\rm NN}$ - ${\rm CDF}$对数据中的所有高阶连通$N$ -点函数敏感，但计算起来计算成本低。我们从连续场本身的统计量出发，发展了预测连续场离散示踪剂的$k{\rm NN}$ - ${\rm CDF}$的形式。使用这种形式主义，我们演示了如何$k{\rm NN}$ - ${\rm CDF}$统计的一组偏置示踪剂，如晕或星系，宇宙物质场可以建模给定一组低红移的HEFT分量字段和偏置参数值。这些是预测两点聚类所需的相同成分。对于一个特定的样本的晕，我们表明，两点聚类\textit{and}的$k{\rm NN}$- ${\rm CDF}$ s可以很好地拟合准线性尺度（$\gtrsim 20 h^{-1}{\rm Mpc}$）的二阶HEFT形式主义与\textit{same values}的偏置参数，这意味着联合建模的两个是可能的。最后，使用Fisher矩阵分析，我们表明，包括$k{\rm NN}$ - ${\rm CDF}$测量在HEFT框架中的允许尺度的范围内，可以提高$σ_8$的约束，大约一个因子的$3$，相比的情况下，只考虑两点测量。因此，将$k…
2022-01-25 astro-ph.CO
Gravitational Wave mergers as tracers of Large Scale Structures
在光度距离空间中对引力波（GW）并合的聚类测量可以作为未来宇宙学研究的有力工具。我们认为无论是在爱因斯坦望远镜的探测器网络和一些更先进的情况下（更多的来源，更好的距离测量，更好的天空定位）的角功率谱的合并断层测量。我们产生Fisher预测的宇宙学（物质和暗能量）和合并偏置参数。我们的基准模型的GW事件的数量分布和偏差是基于流体动力学模拟的结果。用爱因斯坦望远镜进行的宇宙学参数预测不如在不久的将来通过星系团观测实现的预测强大，例如，欧几里得然而，在更高级的场景中，我们看到了显着的改进。此外，我们表明，偏差可以检测到高统计显著性。不管不同实验的具体约束力如何，无论如何，许多方面都使这种类型的分析变得有趣。例如，爱因斯坦望远镜探测到的紧密双星合并将扩展到非常高的红移。此外，GW分析中的亮度距离空间畸变与星系表中的红移空间畸变具有不同的结构。最后，GW合并的偏差的测量可以提供有用的洞察其物理性质和属性。
2021-02-19 astro-ph.CO
A forecast for the detection of the power asymmetry from galaxy surveys
我们调查的可能性检测红移调查半球功率不对称的CMB观测中首次报道类似。我们假设半球的不对称性来自于扰动振幅在共动坐标中的线性梯度。我们预测的星系或星系团示踪剂使用的偏移集的方法，这样做的基础集群和示踪剂的偏差的变化帐户。基于预测的示踪剂的聚类变化，我们进行了Fisher矩阵预测的星系聚类幅度和计算的统计意义，理想的调查和计划的调查。结果表明，如果不对称确实存在，DESI星系巡天将能够检测到高于$3σ$显著性的信号。我们还研究了上述结果的振幅和尺度依赖性。DESI星系巡天可以探测到大于0.04的偶极振幅，这相当于温度波动沿偶极方向和相反方向的$\pm4\%$差，至少在$2σ$水平上。此外，我们调查调制的功率谱，表现出不对称性，只有大尺度。这种调制是潜在可检测的。对于银河系质量示踪剂，尺度相关调制产生更大的变化，在大尺度功率谱比尺度无关调制，因为前者不改变的偏见。
2017-11-07 astro-ph.CO
Constraining the growth rate by combining multiple future surveys
大尺度结构的增长率为标准宇宙学模型提供了一个强有力的一致性检验，也是对可能偏离广义相对论的一个探索。我们使用Fisher分析来预测下一代光谱调查组合对增长率的限制。在重叠的调查卷，我们使用多示踪剂分析，以显着减少宇宙方差的影响。Fisher分析中包括不重叠的单个调查体积，以便利用整个体积。我们使用观察到的角功率谱，它自然包括所有的广角和透镜效应，并规避了需要一个Alcock-Paczynski校正。通过使用一种新的技术，以避免计算的次主导贡献的红移箱之间的交叉相关。边缘化的标准宇宙学参数，以及在每个红移箱的聚类偏差，我们发现$γ$的精度提高了最好的单示踪剂精度高达$\sim$ 50\%。
2020-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multi-tracing the primordial Universe with future surveys
本文通过结合基于HIRAX、PUMA的21cm干涉仪强度映射与Euclid、MegaMapper星系巡天开展多示踪Fisher预测，使局域原初非高斯性约束精度提升约20–30%。
2025-09-02 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity by combining next-generation galaxy and 21 cm intensity mapping surveys
本文提出结合DESI类光学星系巡天与SKAO类21 cm强度映射巡天的多示踪剂方法，以抑制宇宙方差并约束局部型原初非高斯性，在计入前景污染后可达 $σ(f_{\mathrm{NL}})\sim4$。
2023-04-19 astro-ph.CO
$S_8$ from peculiar velocities: agreement with Planck for Tully--Fisher and supernovae, tension for the fundamental plane
University of Oxford（牛津大学）
利用Tully-Fisher关系、基本平面和Ia型超新星三种距离指示器推导异常速度，S_8值与Planck一致，但基本平面结果存在系统误差需进一步检验
2026-07-02 astro-ph.CO
Optimal Constraints on Local Primordial Non-Gaussianity from the Two-Point Statistics of Large-Scale Structure
局域型原始非高斯性的主要特征之一是对诸如星系或星系团之类的大尺度结构示踪物的偏置的尺度相关校正，其幅度取决于示踪物本身的偏置。示踪剂的功率谱中的主要噪声源是由大尺度上的采样方差（其中非高斯信号最强）和由其离散性质引起的散粒噪声引起的。最近的工作认为，可以通过比较不同偏差的多个示踪剂来避免采样方差，并通过最佳加权不同质量的晕来抑制散粒噪声。在这里，我们结合这些想法，并探讨如何以及原始电位的非高斯波动的签名可以从晕和暗物质的两点相关性提取。在局部非高斯初始条件下的大$N$体模拟及其晕星表的基础上，我们对两点统计进行了Fisher矩阵分析。与标准分析相比，最佳加权和多重示踪剂技术应用于晕可以产生高达一个数量级的改善$\fnl$ -约束，即使底层的暗物质密度场是未知的。我们比较我们的数值结果晕模型，并找到令人满意的协议。预测的最佳$\fnl$ -约束，可以实现与我们的方法时，适用于现有的和未来的调查数据，我们发现，一个调查的$50h^{-1}\mathrm{Gpc}^3$体积解决所有晕下降到$10^{11}\hMsun$在$z=1$将能够获得$σ_{\fnl}\sim1$（68%氯），一个因素的$\sim20$改善目前的限制。降低最小质量的解决晕，增加调查量或获得暗物质地图可以进一步改善这些限制，有可能达到$σ_{\fnl}\sim0.1$的水平。（节略）
2012-01-09 astro-ph.CO
Multitracing Anisotropic Non-Gaussianity with Galaxy Shapes
星系内禀形状在大尺度上的相关性是由于大尺度结构的潮汐场的影响而产生的。各向异性的原始非高斯性在这些大尺度的潮汐排列中引起了明显的尺度依赖性印记。出于观察发现，发光的红色星系的排列强度取决于如何测量星系的形状，我们研究了使用两种不同的形状估计作为一个多示踪剂探针的内在路线。我们表明，通过Fisher分析，这种技术有望显着改善各向异性非高斯约束的单示踪剂方法。对于未来的弱透镜调查，在各向异性非高斯参数，$A_2$的不确定性，预测为$σ(A_2)\approx 50$，$\sim 40\%$小于目前可用的限制从双谱的宇宙微波背景。这对应于单示踪剂分析的不确定性的$4-5$因子的改进。
2016-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fisher matrix for the one-loop galaxy power spectrum: measuring expansion and growth rates without assuming a cosmological model
我们介绍了一种方法来扩展Fisher矩阵预测轻度非线性尺度，而不需要选择一个宇宙模型。我们利用标准的非线性微扰理论的有偏示踪剂补充的反项，并假设宇宙学的距离可以准确地测量与标准蜡烛。而不是选择一个特定的模型，我们参数化的线性功率谱和增长率在几个$k$和$z$箱。我们表明，然后可以获得模型无关的约束的膨胀率$E(z)=H(z)/H_0$和增长率$f(k,z)$，除了偏置函数。我们将该技术应用于Euclid和DESI公共规范的范围$0.6\le z \le 1.8$，并表明，从$k_{\rm max} = 0.1$到$0.2\,h$ /Mpc的精度增益约为2 - 3倍，而扩展到$k_{\rm max} = 0.3\,h$ /Mpc时，达到4 - 9倍。就绝对值而言，使用$k_{\rm max}=0.2\,h/$ Mpc，可以在每个$z$ -壳上达到对$E(z)$的高精度：对于具有$Δz=0.1$的DESI为8-10%，对于具有$Δz=0.2-0.3$的Euclid为5-6%。如果认为$f$的生长速率是$k$独立的，则这提高到1-2%。增长率本身通常具有弱得多的约束，除非假设是$k$独立的，在这种情况下，增益与$E(z)$的增益相似，并且在每个$z$ -bin处可以达到约5-15%的不确定性。我们还讨论了如何忽略的非线性校正可以有很大的影响，即使是$k_{\rm max}=0.1\,h/…
2022-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Fisher forecasts for next-generation spectroscopic surveys
本文对下一代光谱巡天进行Fisher矩阵分析，评估其在BAO、RSD、非高斯性及中微子质量约束上的精度，并提出优化宇宙学约束的巡天策略。
2024-01-10 astro-ph.CO
Signatures of First Stars in Galaxy Surveys: Multi-Tracer Analysis of the Supersonic Relative Velocity Effect and the Constraints from the BOSS Power Spectrum Measurements
研究了暗物质和重子之间的超声相对速度对大尺度星系成团的影响，并利用重子振荡谱巡天（BOSS）的功率谱测量结果导出了相对速度偏差参数的约束条件.最近的研究表明，如果第一颗恒星在z~20附近的微晕中形成，或者如果相对速度效应通过次级效应传播到在较晚红移形成的恒星，那么相对速度效应可能会对高红移的恒星形成产生巨大的影响。相对速度效应在这些源的大规模聚类中具有特别强的特征，包括BAO位置。假设在低红移的大质量星系中有一小部分恒星保留了原始相对速度效应的记忆，星系团的测量可以用来限制第一批恒星的签名。明亮的红色星系包含宇宙中一些最古老的恒星，非常适合寻找这种效应。利用Sloan数据Release 9的BOSS功率谱测量结果，结合Planck方法，我们得到了CMASS星系样本中相对速度效应敏感的恒星比例上限f_star<3.3%（置信水平为95%）。如果额外的星系样本不敏感的效果是在一个给定的调查，联合多示踪剂分析可以应用于构建一个样本方差抵消组合，提供一个独立的模型的方式来验证的相对速度效应的存在下，在大尺度上的星系功率谱。在未来的星系巡天中，这样的多示踪剂分析可以大大改善当前的约束，使f_star达到0.1%的水平。
2013-11-02 astro-ph.CO
Cosmological Information in Skew Spectra of Biased Tracers in Redshift Space
提取编码在大尺度结构的高阶聚类统计中的非高斯信息是充分实现即将到来的星系巡天潜力的关键。我们调查的红移空间{ \it加权斜谱}的有偏示踪剂作为有效的估计3点聚类统计的信息内容。斜谱是通过将观测到的星系场与适当加权的平方相关来构造的。我们使用两个合成数据集进行数值Fisher预测;来自Quijote N体模拟的晕目录和来自Molino套件的星系目录。后者有助于了解边缘化的影响，在一个更复杂的物质示踪剂偏置关系。与功率谱多极子相比，我们发现斜谱大大改善了$νΛ$ CDM模型$\{Ω_m, Ω_b, h, n_s, σ_8, M_ν\}$的六个参数的约束。施加一个小规模的截止$k_{\rm max}=0.25 \, {\rm Mpc}^{-1}h$，从倾斜光谱单独的改善范围从23%到62%的Quijote晕和从32%到71%的Molino星系。与以前在相同数据和相同尺度范围上对双谱的分析相比，Quijote晕的斜谱提供了竞争性约束。相反，斜谱优于双谱的所有宇宙学参数的莫利诺目录。这可能是由于额外的各向异性信息，特别是在莫利诺样本中增强，这是由斜谱捕获，但不是由双谱捕获。我们的数值导数的稳定性分析表明，功率谱和斜谱的收敛速度相当，表明潜在的低估参数的不确定性最多30%。
2022-10-23 astro-ph.CO gr-qc
From photometric surveys to HI intensity mapping: Improving constraints on magnification biases while testing gravity
Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）；Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto CAUP（波尔图大学CAUP空间科学与天体物理研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of the Western Cape（西开普大学物理与天文学系）
本文研究HI强度测绘能否提升光度巡天对放大偏置的约束，通过联合约束放大偏置参数和Weyl势幅，利用Fisher矩阵法预测未来约束，并验证多踪迹方法能显著提高对β的约束。
2026-10-20 astro-ph.CO
Atomic carbon as a powerful tracer of molecular gas in the high-redshift Universe: perspectives for ALMA
我们使用一个高分辨率的流体动力学模拟，跟踪一个大规模的高红移星系内的分子氢的非平衡丰度，以产生模拟阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）的原子碳，CI 1-0和CI 2-1的精细结构线的地图。受最近的观测和理论工作的启发，我们假设CI在巨大的分子云中完全混合，并证明其发射是H2的一个很好的代理。几乎所有与星系相关的H2都可以在红移z<4处使用紧凑的干涉配置与大合成光束（无法分辨目标星系）在不到4小时的积分时间内检测到。\CI谱线的低分辨率成像（其中目标星系被分解为三到四个光束）将在不到12小时的孔径合成中检测到约80%的H2。在这种情况下，产生的数据立方体也提供了确定星系动态所需的关键信息。我们的结论是ALMA观测CI 1-0和2-1发射非常适合于延长宇宙回望时间的间隔，在此期间，H2分布，动力学质量和Tully-Fisher关系的星系可以稳健地探测。
2014-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Enhancing Cosmological Constraints from Foreground-Cleaned CMB Maps Using Large-Scale Structure Surveys
Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究提出将星系数密度图作为ILC通道，结合CMB实验与大尺度结构巡天，可降低CMB地图的残留前景功率与方差，提升ΛCDM等宇宙学参数的约束精度，为相关实验的设计提供了预期增益依据。
2026-08-31 astro-ph.CO
Impact and measurability of linear relativistic effects in galaxy surveys
California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
研究星系巡天中线性相对论效应的影响与可测性，采用切比雪夫分解方案和费舍尔预测、模拟贝叶斯推断等方法，发现忽略GR效应会使$f_{\rm NL}$约束产生偏差，多示踪剂分析提高可测性，为提取宇宙学信息确立了途径。
2026-07-09 astro-ph.CO
The filament determination depends on the tracer: comparing filaments based on dark matter particles and galaxies in the GAEA semi-analytic model
本文利用GAEA半解析模型和DisPerSE算法，比较了基于暗物质粒子与星系两种示踪体提取的纤维状结构，发现二者总体一致但星系示踪会低估终止于大质量星系团的纤维状结构数量。
2023-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The orbital PDF: the dynamical state of Milky Way sized haloes and the intrinsic uncertainty in the determination of their masses
利用真实的银河系大小的晕的宇宙学模拟，我们研究了它们的动力学状态和用动力学示踪剂的稳态模型推断它们的质量分布的准确性。我们使用一种新的方法，描述了相空间分布的稳态示踪剂人口在球势没有任何假设，关于他们的轨道分布。从水瓶座$Λ$ CDM N-体模拟的五个晕应用该方法，我们发现，暗物质粒子是一个准确的示踪剂，使晕质量和浓度参数恢复与$5\%$的准确性。假设NFW形式的电位分布在大多数情况下不会显著影响拟合，除了晕A，晕A的密度分布与NFW形式显著不同，导致动态拟合参数中的$30\%$偏差。暗物质示踪剂中子结构的存在只影响$\sim 1\%$的拟合。应用该方法模拟恒星晕产生的粒子标记技术，我们发现恒星比暗物质粒子更远离平衡，产生系统的偏差$\sim 20\%$推断的质量和浓度参数。从传统的分布函数拟合恒星获得的系统偏差的水平与我们的相当，而类似的适合DM示踪剂显着偏置，与我们的配合。与以前的研究一致，质量偏差在示踪剂半质量半径附近大大降低。
2015-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fisher matrix forecasts for astrophysical tests of the stability of the fine-structure constant
我们使用Fisher矩阵分析技术来预测精细结构常数稳定性的天体物理学测试的宇宙学影响，这些测试将由即将在VLT（定于2017年底投入使用）进行的ESTERO光谱仪进行，以及计划中的高分辨率光谱仪（目前处于A阶段）用于欧洲极大望远镜。假设没有$α$变化的基准模型，我们表明，ESTERO可以提高Eötvös参数的当前界限-量化弱等效原则的违规行为-高达两个数量级，导致更强的界限比那些预期的正在进行的测试与显微镜卫星，而从E-ELT的约束应该是有竞争力的建议STEP卫星。如果探测到$α$的变化，这些测量将进一步限制宇宙学参数，对暗能量的动力学特别敏感。
2017-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Calibrated Tully-Fisher relations for improved estimates of disk rotation velocities
本文导出了光度可观测量与盘星系自转速度V_rot之间的标度关系，即Tully-Fisher关系（TFR）。我们的方法是由我们的目的，获得纯粹的光度，最小散射估计V_rot适用于大星系样本的成像调查。为了实现这一目标，我们构建了一个189个红移z<0.1的盘星系样本，使用Pizagno等人（2007）的长缝H-α光谱和新的观测结果。通过构造，这个样本是从斯隆数字巡天数据发布7（SDSS DR 7）中选择的约170 000个星系的大型，定义明确的母盘样本的一个公平的子样本。根据Bell等人（2003）的研究，我们找到了V_rot的最佳光度估计量M_*，它是基于光度和颜色的线性组合。假设存在Kroupa IMF，我们得到：log [ V_{80} /（km s^-1）] =（2.142 +/- 0.004）+（0.278 +/- 0.010）[log（M_*/M_sun）-10.10]，其中V_{80}是在包含80% i波段星系光的半径R_{80}处测得的自转速度。该关系具有0.036 +/- 0.005 dex的固有高斯散射和log V_{80}中0.056 dex的测量散射。对于固定的IMF，我们发现当恒星质量从M_* ~ 10 ^9增加到10^{11} M_sun时，R_{80}内部的动力质量与恒星质量之比（M_dyn/M_*）（R_{80}）从大约10减小到3.在恒星质量固定的情…
2011-06-08 astro-ph.CO
Redshift-space distortions from vector perturbations II: Anisotropic signal
我们研究的影响星系关联函数的示踪剂的特殊速度的矢量分量的存在下，在统计各向同性被违反的情况下。我们提出了一个一般的框架-双极球谐函数展开的基础上-研究这种效果在一个模型独立的方式，没有任何假设的起源或这些矢量模式的属性。我们构建了六个新的可观测量，除了标准的单极子、四极子和十六极子之外，还可以在星系目录中直接测量，并且我们证明它们完全描述了对各向同性的任何偏差。然后，我们进行Fisher分析，以量化未来星系调查的约束力。作为一个例子，我们表明，SKA 2将能够检测到各向异性的旋转速度与振幅低至1%的涡壳交叉过程中产生的标准暗物质的情况下。
2018-07-02 astro-ph.CO
The 6x2pt method: supernova velocities meet multiple tracers
我们提出了一种新的方法，以全面的方式分析大规模和超新星（或任何其他距离指标）调查。我们的方法结合了星系和超新星的位置和红移数据与超新星特有的速度，通过他们的星等散射，构建一个6x 2 pt分析，其中包括六个功率谱。这些光谱的3x 3相关矩阵在线性水平上详尽地表达了调查的信息内容。然后，我们继续预测未来的调查，如LSST和4 MOST与Fisher矩阵分析的性能，采用模型依赖和模型独立的方法。我们比较的性能的6x 2 pt的方法，传统的一个只使用星系聚类和最近提出的一些组合的星系和超新星的数据和量化可能的收益，通过最佳提取的线性信息。我们表明，6 × 2 pt方法缩小了一半以上的不确定性区域在$σ_8, γ$平面相比，传统的方法。组合的聚类和速度数据的增长结构的不确定性在类似的水平的CMB，但表现出正交退化，和组合的约束产生改善的因素5在这里考虑的五个宇宙学参数。关于模型无关的结果，我们发现，我们的方法可以改善$H(z)/H_0$在所有红移箱的约束超过70%，相对于单独的星系团簇和30%时，超新星速度（但不集群）被认为是，在高红移达到3-4%的精度。
2022-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
On estimating cosmology-dependent covariance matrices
我们描述了一个统计模型来估计物质示踪剂两点关联函数的协方差矩阵与宇宙学模拟。假设一个固定数量的宇宙学模拟运行，我们描述了如何建立一个“统计模拟器”的两点函数协方差在一个指定的范围内输入宇宙学参数。由于不同的宇宙学模型的模拟运行有助于约束协方差的形式，我们预测，宇宙学相关的协方差可以估计与一个相当数量的模拟，将需要估计固定的宇宙学的协方差。我们的框架是计划分析下一代宇宙学调查的模拟活动的必要的第一步。
2013-04-29 astro-ph.CO
Parameter Estimation of Gravitational Waves from Nonprecessing BH-NS Inspirals with higher harmonics: Comparing MCMC posteriors to an Effective Fisher Matrix
利用\texttt{lalinference}马尔可夫链蒙特卡罗参数估计程序，我们研究了两个不同的非旋进黑洞-中子星（BH-NS）双星系统，其中有和没有高次谐波.我们的模拟表明，高次谐波提供了最少量的额外信息，主要是关于源的几何形状。高次谐波确实提供了比从信号功率中预期的不成比例地更多的信息。我们的研究结果相比，有利的“有效Fisher矩阵”的方法。外推使用分析定标，我们预计高次谐波将提供很少的新信息，在预期的前几次检测的信号幅度的非旋进BH-NS二进制。任何对引力波天文学中次优势自由度的研究都可以采用这里介绍的工具（$V/V_{\rm prior}$和$D_{KL}$）来评估新物理是否是可访问的（例如，重力的修正;自旋-轨道不对准），以及如果是的话，这些新参数提供了什么样的信息。对于天体物理学家来说，我们提供了一个具体的例子，说明如何测量BH-NS双星的参数，这与同时发生的EM和GW事件的天体物理解释有关（例如，短伽玛暴）。对于我们的基准初始探测器示例，可以确定单个质量在大于99%的置信度下位于$7.11-11.48 M_\odot$和$1.77-1.276M_\odot$之间，解释未知的BH自旋。假设对波形系统学有可比的控制，未来对BH-NS双星的测量可以限制BH和NS的质量分布。
2014-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Determination of Dark Matter Halo Mass from Dynamics of Satellite Galaxies
我们表明，暗物质晕的质量可以从其卫星星系的动力学状态推断。使用9暗物质模拟晕像银河系（MW），我们发现，目前在每个晕的子结构遵循的轨道结合能和角动量的相空间中的特征分布，这种分布是类似的从晕到晕，但有一个内在的依赖于晕形成的历史。我们构造这个分布直接从模拟一个特定的晕和扩展的结果相似的形成历史，但不同的质量通过缩放晕。观测到的晕的质量，然后可以估计通过最大化的可能性比较测量的运动学参数的卫星星系与这些分布。我们测试了这种方法的有效性和准确性与模拟的模拟样本。利用9个示踪星的位置、径向速度和自行，并假设观测的不确定性与MW卫星星系相当，我们发现晕质量可以恢复到$\sim$ 40%以内。如果使用30个示踪剂，则准确度可提高到$\sim$ 25%以内。然而，相空间分布对晕形成历史的依赖性设定了$\sim$ 20%的最小不确定性，该不确定性不能通过使用更多示踪剂来降低。我们相信，这种最小的不确定性也适用于任何质量测定晕时，使用的相空间信息的其他运动示踪剂。
2017-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Challenges in Constraining Gravity with Cosmic Voids
本研究通过N体模拟比较nDGP、$f(R)$引力与GR的空洞统计，发现模拟星系示踪体消除大小函数差异，但四极矩对引力模型不敏感，GSM可准确重构$ξ_2$，且空洞四极矩是$β$的无偏估计量。
2022-12-05 astro-ph.CO
Cosmological parameter forecasts by a joint 2D tomographic approach to CMB and galaxy clustering
宇宙微波背景（CMB）场与物质示踪剂之间的互相关携带着重要的宇宙学信息。在本文中，我们预测的信噪比分析中包含的信息的互相关的CMB各向异性领域与源计数未来的宇宙学观测及其对宇宙学参数的不确定性的影响，使用联合层析分析。我们包括温度，偏振和透镜的CMB领域和星系数计数的物质示踪剂。通过限制自己的准线性尺度，我们预测的Fisher矩阵形式主义的交叉相关的源计数与CMB在几个宇宙学模型的参数的约束的相对重要性。我们得到的CMB数计数互相关可以改善暗能量品质因数（FoM）最多的一个因素$\sim 2$为LiteBIRD+CMB-S4 $\times$ SKA 1相比，两个探头的不相关组合，并将使欧几里德测光调查，以达到最高的FoM在这里考虑的。我们还预测如何CMB星系集群的互相关可以增加中微子部门的FoM，也使一个统计上显着的（$\gtrsim$ 3 $σ$ LiteBIRD+CMB-S4 $\times$ SPHEREx）检测的最小中微子质量允许在正常的层次结构中只使用准线性尺度。类似地，我们发现，在当地的原始非高斯的不确定性可以低至$σ(f_{\rm NL}) \sim 1.5-2$通过使用两点统计只有CMB和无线电调查，如EMU和SKA 1的组合。我们的研究结果突出了额外的约束力的CMB和星系团之间的互相关性，从未来的调查，这主要是基于准线性尺度，因此足够强大的非线性效应。
2021-06-09 astro-ph.CO
Non-Gaussian forecasts of weak lensing with and without priors
假设一个类欧几里德弱透镜数据集，我们比较了不同的方法来处理其固有的参数退化。在数据分析中包含先验可能会单独屏蔽给定数据集的信息内容。然而，由于数据集的信息内容通常是用Fisher矩阵估计的，因此要添加先验，以便强制执行近似高斯似然。在这里，我们将无先验预测与使用先验的更传统的预测进行比较。我们发现强烈的非高斯似然2d弱透镜，如果没有使用先验，我们近似与DALI扩展。在没有先验的情况下，2d弱透镜似然的Fisher矩阵包括$Ω_m$和$h$的非物理值，因为它不能很好地捕获似然的形状。因此，Cramer-Rao不等式不需要应用。我们发现，DALI和蒙特卡罗马尔可夫链预测的暗能量的存在具有很高的意义，而费舍尔预测相同的数据集也允许减速膨胀。我们还发现，一个二维弱透镜分析提供了一个尖锐的下限的哈勃常数的$h > 0.4$，即使状态方程的暗能量是共同约束的数据。这不是预测的费舍尔矩阵，通常掩盖在其他作品的一个尖锐的前$h$。此外，我们发现，DALI估计数字的优点，在存在非高斯比费舍尔矩阵。我们还演示了如何DALI允许切换到一个高度弯曲的可能性与接受率$\approx 0.5$，一个有效的覆盖参数空间，数值上有效的无成本的蛙跳步骤的哈密顿蒙特卡罗采样。这表明，在需要时，可以将快速预测升级为准确预测。结果通过http://lnasellentin.github.io/DALI/的公共代码获得
2015-06-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on $f(R)$ and nDGP Modified Gravity Model Parameters with Cluster Abundances and Galaxy Clustering
我们提出预测宇宙学的限制，从西蒙斯天文台的星系团丰度的组合测量和星系团从两个研究良好的修改后的重力模型，变色龙屏蔽$f(R)$胡-Sawicki模型和ndGP braneworld Vainshtein模型的类人猿实验。Fisher分析使用$σ_8$约束来自热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）选定的星系团，以及线性和轻度非线性红移空间2点星系相关函数。我们发现星系团丰度是nDGP模型约束的驱动因素，而星系团簇则是$f(R)$约束的驱动因素。宇宙引力场的两个示踪剂被发现是互补的，它们的组合显着改善了对$f(R)$的约束，特别是在每个单独的示踪剂相比。对于具有$\text{log}_{10}(f_{R0})=-6$和$n=1$的$f(R)$的基准模型，我们发现了$σ(\text{log}_{10}(f_{R0}))=0.48$和$σ(n)=2.3$的组合约束，而对于具有$n_{\text{nDGP}}=1$的nDGP模型，我们发现了$σ(n_{\text{nDGP}})=0.087$。在一个广义相对论（GR）模型下，我们发现$f(R)$的$95\%$置信上限为$f_{R0}\leq5.68\times 10^{-7}$ .我们的研究结果提出了令人兴奋的潜力，利用即将到来的星系和CMB的调查数据，在不久的将来辨别和/或约束宇宙偏离GR。
2022-01-04 astro-ph.CO gr-qc
21cmfish: Fisher-matrix framework for fast parameter forecasts from the cosmic 21-cm signal
本研究提出面向半数值模拟21cmFAST的Fisher矩阵工具21cmfish，可高效完成21厘米信号参数预测，计算量比MCMC方法低约10⁴倍；基于10参数空间的HERA预测显示，X射线参数可达亚百分比精度，恒星相关参数约束精度约10%。
2023-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Optimally Mapping Large-Scale Structures with Luminous Sources
强度映射已成为一种很有前途的工具，以探测宇宙的三维结构。星系红移巡天的传统方法是基于单个星系的探测，通常通过阈值和数字化大尺度强度图来执行。相比之下，强度映射使用来自3D像素（或体素）中的所有源的积分发射作为大尺度结构的模拟示踪剂。在这项工作中，我们开发了一种形式主义，以量化的性能，这两种方法时，测量大尺度结构。我们计算任意观测的Fisher信息，推导出最优估计，并研究其性能作为源光度函数，调查分辨率，仪器灵敏度和其他调查参数的函数。我们确定制度，每种方法是有利的，并讨论不同的情况下的最佳策略。为了确定任何给定的调查的最佳策略，我们开发了一个度量，这是很容易计算的源光度函数和调查的灵敏度，我们展示了应用程序与几个计划的强度映射调查。
2019-06-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantum estimation of cosmological parameters
University College London（伦敦大学学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））
本研究利用量子 Fisher 信息对宇宙学参数进行估计，发现经典与量子信息的差距随e-folds数量指数增长，表明存在高效但目前无法实现的最优测量。
2026-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective Theory of Dark Energy at Redshift Survey Scales
我们探讨的现象学后果一般晚的时间修改的重力准静态近似，在冷暗物质的情况下，非最小耦合到引力部门。假设光谱和光度调查的配置参数类似的欧几里得任务，我们从三个观测量：在红移空间中的星系功率谱，层析弱透镜剪切功率谱和综合萨克斯-沃尔夫效应和星系分布之间的相关谱得到我们的有效描述的约束。特别是，$Λ$ CDM作为基准模型和我们的有效函数的时间依赖性的具体选择，我们进行了Fisher矩阵分析，发现未边缘化的$68\%$ CL错误的参数描述的重力修改的顺序为$σ\sim10^{-2}$ - $10^{-3}$。我们还考虑了其他两个基准模型。CDM的非最小耦合增强了修正重力的作用，从而减小了上述统计误差。在所有的情况下，我们发现，参数是高度退化的，这防止了逆的Fisher矩阵。其中一些简并可以通过结合所有三个观测探测器来打破。
2016-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
