Constraining neutrino mass and dark energy with peculiar velocities and lensing dispersions of Type Ia supernovae
我们发现，独特的速度Ia型超新星可以用来推导出的中微子质量，$Σm_ν$，和暗能量状态方程，$w = w_0+w_a(1-a)$，从测量的星等红移关系，补充星系红移和弱透镜调查的总和的约束。来自超新星的光通过扰动的宇宙传播，因此光度距离从其均匀预测中修改。这种修正分别正比于引力透镜效应引起的物质密度涨落及其对时间的导数和奇异速度。在低红移时，奇特的速度信号占主导地位，而在高红移透镜。我们表明，使用透镜和特殊的速度从即将到来的调查WFIRST和ZTF超新星，没有其他的观测，我们可以约束$Σm_ν \lesssim 0.31$ eV，$σ(w_0) \lesssim 0.02$，和${σ(w_a)} \lesssim 0.18$（$1-σ$ CL）在$Σm_ν$ - $w_0$ - $w_a$参数空间，其中所有其他宇宙学参数是固定的。我们发现，加入特殊的速度信息，从低红移收缩的体积参数椭球在这个空间的$\sim 33$ %。我们还允许$Ω_{\text{CDM}}$变化以及$Σm_ν$，$w_0$和$w_a$，并演示如何降低这些约束的结果。
2019-09-25 astro-ph.CO
Forecasting Cosmological Constraints from the Weak Lensing Magnification of Type Ia Supernovae Measured by the Nancy Grace Roman Space Telescope
Ia型超新星（SNe Ia）的弱透镜放大率对物质的聚集很敏感，并提供了一个独立的宇宙学探测，以补充对SNe Ia距离的测量。Nancy Grace Roman太空望远镜对这种测量非常敏感，因为它可以发现高红移的Ia超新星，并以高精度测量它们。我们提出了一种方法来重建的概率分布的弱透镜放大率$μ$的超新星Ia，$p(μ)$，从观测数据，并用它来约束宇宙学参数。我们发现，重建的$p(μ)$可以准确地拟合由拉伸高斯分布，并用于测量$μ$的方差，$ξ_μ$，这可以与理论预测的似然分析。将我们的方法应用于一组逼真的模拟SNe Ia预期从罗马太空望远镜，我们发现，使用弱透镜放大的SNe Ia约束的物质密度$Ω_m$和物质聚类幅度$σ_8$的组合。单独的SN Ia距离导致$Ω_m$的测量优于1%。SN Ia弱透镜放大率和距离测量的组合导致在$σ_8$上的$\sim$ 10\%测量。罗曼的Ia超新星将有力地约束宇宙学模型。
2020-08-15 astro-ph.CO
Reconstructing the weak lensing magnification distribution of Type Ia supernovae
Ia型超新星（SNe Ia）的弱透镜效应是使用SNe Ia作为标准烛光以及独立宇宙学探测的系统不确定性，如果可以从数据中提取相应的放大率分布。我们研究了超新星Ia在万神殿样本中的峰值亮度分布，发现高$z$子样本与低$z$子样本相比显示出明显的弱透镜特征：由于高放大率和峰值亮度向暗端的偏移，在亮端有一个长尾，这与早期工作的结果一致。我们已经开发了一种技术来重建弱透镜放大率分布的超新星Ia，$p(μ)$，从测量的超新星Ia通量分布，并将其应用到万神殿样品。我们发现，$p(μ)$可以重建在一个显着性优于2 $σ$为SNe Ia在$z>0.7$（124 SNe Ia），并在一个较低的显着性为SNe Ia在$z>0.9$（49 SNe Ia），由于SNe Ia在高红移的数量少。未来巡天中发现的大量$z>1$ Ia型超新星将使从Ia型超新星重建的$p(μ)$能够作为独立的宇宙学探测器使用。
2019-01-24 astro-ph.CO
Probing the cosmic distance duality with strong gravitational lensing and supernovae Ia data
我们提出并执行了一个新的宇宙距离对偶关系（CDDR），$D_L(z) / D_A(z) (1 + z)^{2} = 1$，其中$D_A$是角直径的距离和$D_L$是光度距离到一个给定的源在红移$z$，使用强引力透镜（SGL）和Ia型超新星（SNe Ia）的数据。我们表明，比例$D=D_{A_{12}}/D_{A_2}$和$D^{*}=D_{L_{12}}/D_{L_{2}}$，其中下标1和2，分别对应于红移$z_1$和$z_2$，被链接的$D/D^*=(1+z_1)^2$，如果CDDR是有效的。我们通过为$η(z_1)$定义两个函数来允许偏离CDDR，当CDDR有效时，这等于1。我们发现，SGL和SNe Ia数据的组合有利于没有违反CDDR在1 $σ$置信水平（$η(z) \simeq 1$），与其他测试完全一致，并加强了CDDR的理论支柱。
2016-02-03 astro-ph.CO
Constraining a possible time-variation of the speed of light along with the fine-structure constant using strong gravitational lensing and Type Ia supernovae observations
自狄拉克提出大数假说以来，自然界基本常数随时间的变化一直是一个活跃的研究课题。在本文中，我们提出了一种新的方法来调查可能的时间变化的光速（$c$）随着精细结构常数（$α$）使用强引力透镜（SGL）和Ia型超新星（SNe Ia）的观测。我们假设一个通用的方法来描述透镜型星系的质量分布，一个有利于幂律指数模型（PLAW）。我们还考虑了描述$α$可能随时间变化的逃逸模型。为了深入研究这些结果，我们将SGL样本按照透镜恒星速度色散分为五个子样本，按照透镜红移分为三个子样本。结果表明，单独处理系统是合理的，但没有发现变化的$c$的强烈迹象。
2022-08-26 astro-ph.CO
Generalised model-independent characterisation of strong gravitational lenses V: reconstructing the lensing distance ratio by supernovae for a general Friedmann universe
我们从Ia型超新星中确定宇宙膨胀率，以建立一个基于数据的距离测量，该距离测量不对宇宙的组成进行假设，即关于弗里德曼宇宙学模型的特定参数化。由哈勃常数$H_0$决定的尺度是引力透镜形式主义中唯一剩下的自由宇宙学参数。我们研究了从Pantheon样品确定透镜距离比$D$的准确度和精密度。将$D$及其不确定性插入到给定$H_0$的透镜方程中，特别是一对多个图像之间的时间延迟方程，允许确定透镜特性，特别是透镜势（$Δϕ$）的差异，而无需指定宇宙学模型。我们扩展到一个分析的正交基的光度距离，确定最大似然权重的基函数的全局最优的$χ^2$参数估计，并推导出置信区间的蒙特卡罗模拟。对于介于$z=0.5$和$z=1.0$之间的典型强透镜配置，假设时间延迟和透镜红移的不精确度为1%，则可以以1.7%的相对不精确度确定$Δϕ$。只有一个小的，可容忍的精度损失，模型无关的镜头特性，在这篇文章系列中开发的，可以概括为放弃特定的弗里德曼模型，以确定$D$有利于基于数据的距离比。此外，对于任何天体物理学应用，这里提出的方法，提供了距离措施的$z\le2.3$是有效的，在任何均匀的，各向同性的宇宙与广义相对论的引力理论。
2019-09-25 astro-ph.CO
The impact of weak lensing on Type Ia supernovae luminosity distances
当Ia型超新星被用来推断宇宙学参数时，它们的光度与均匀宇宙学的光度进行比较。在本说明中，我们提出了一个测试，以检查在何种程度上已经观察到的SN Ia的视线，平均物质密度是\textit{not}代表均匀的背景。我们应用我们的测试，万神殿超新星Ia汇编，并找到两个红移箱，这表明一个中等偏置过密度在$\sim 2σ$。我们修改特里普估计明确地去透镜超新星Ia的幅度，并表明，这减少了哈勃图残差的分散。然而，使用我们修订的Tripp估计量，在$Λ$ CDM中Pantheon对宇宙学参数的影响很小，平均值从$Ω_{\rm m} = 0.317 \pm 0.027$（基线）到$Ω_{\rm m} = 0.312 \pm 0.025$（去透镜）的变化很小。对于平面$w$ CDM病例，是$Ω_{\rm m} = 0.332 \pm 0.049$和$w = -1.16 \pm 0.16$（基线）与$Ω_{\rm m} = 0.316 \pm 0.048$和$w = -1.12 \pm 0.15$（去透镜）。我们注意到，透镜效应对宇宙学参数的影响可能会更大，为未来的高z调查。
2023-01-18 astro-ph.CO
On rates of supernovae strongly lensed by galactic haloes in Millennium Simulation
我们利用N体千禧年模拟的公开结果来创建Ia型透镜超新星和核心塌陷的模拟样本。通过模拟星系-星系透镜效应，我们得出了透镜超新星的速率，发现在红移高于0.5时，大约0.06%的超新星将被透镜效应放大两倍或更多。未来像盖亚或LSST这样的广域观测应该能够在无偏的天空监测中检测到透镜超新星。Gaia（从2013年开始）将检测到至少2例，而LSST（从2018年开始）每年将检测到500多例。未来大量的透镜超新星将允许验证宇宙学模拟的结果。强烈的星系-星系透镜效应提供了一个机会，以达到高红移超新星Ia型和扩大哈勃图样本。
2012-12-05 astro-ph.CO
Measuring weak lensing correlations of Type Ia Supernovae
我们研究的可行性检测弱透镜之间的空间相关性超新星（SN）Ia型星等与目前（暗能量调查，DES）和未来（大型综合巡天望远镜，LSST）的调查。我们研究了SN星等的角自关联函数（一旦扣除背景宇宙学）和与星系星表的互相关。我们研究分析和数值预测，后者使用模拟星系目录从会展大挑战模拟。我们预测，我们将无法检测DES中的SN自相关，而在置信度约为6 sigma的情况下（假设本征色散为0.15量级），使用LSST SN深场（70 ° ^[2]上的15，000 SNe）应该可以检测到SN自相关。SN-星系交叉关联函数将提供更高的信噪比，在两次巡天中都可以检测到，综合信噪比约为100（高达30弧分间隔）。通过拟合模拟LSST深场的自关联函数，我们预测了物质密度参数（Omega_m）和聚类幅度（sigma_8）的联合约束。当假设Omega_m的高斯先验时，我们可以从这些LSST超新星中获得25%的sigma_8测量值（假设0.15量级的固有色散）。如果Ia型超新星的本征色散可以减小，这些约束将显著改善。
2016-11-04 astro-ph.CO
Effect of lensing magnification on type Ia supernova cosmology
本文讨论了引力放大率对Ia型超新星距离模测量的影响。我们研究了放大率和哈勃残差之间的相关性，以探讨放大率如何影响宇宙学参数的估计。我们用两种不同的方法估计Ia型超新星的放大率：一种是基于弱透镜极限下的会聚质量重建，另一种是基于星系分布的直接测量。这两个放大率测量是从斯巴鲁超级超级凸轮调查目录。对于这两个测量，我们发现哈勃残差和放大率之间没有显着的相关性。此外，我们校正了超新星遗产巡天3年样本使用直接测量的放大率获得的表观超新星通量。用Mizuki的光度红移星表对超新星样品进行透镜放大校正后，得到了$Ω_{\rm m0} = 0.287 ^{+0.104} _{-0.085}$和$w = -1.161 ^{+0.595}_{-0.358}$，而对DEmP photo-z星表则得到了$Ω_{\rm m0} = 0.253 ^{+0.113} _{-0.087}$和$w = -1.078 ^{+0.498} _{-0.297}$。因此，我们的结论是，放大对超新星宇宙学的影响是可以忽略不计的小目前的调查，但是，它必须考虑到未来的超新星调查，如LSST。
2019-01-29 astro-ph.CO
Probing variation of the fine-structure constant in runaway dilaton models using Strong Gravitational Lensing and Type Ia Supernovae
为了探索精细结构常数（$α$）可能的时间变化，我们提出了一种新的方法，基于强引力透镜和Ia型超新星的观测。通过考虑一类非线性失控模型，其中$\frac{Δα}α= - γ\ln{(1+z)}$，我们得到了在$γ\approx 10^{-2}$（$γ$捕获模型的物理性质）水平上对$\frac{Δα}α$的约束.由于数据集涵盖的红移范围$0.075 \leq z \leq 2.2649$，这里导出的约束提供独立的界限上可能的时间变化的$α$在低，中，高红移。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The rates and time-delay distribution of multiply imaged supernovae behind lensing clusters
引力透镜源的时间延迟可以用来约束偏转器的质量模型和确定宇宙学参数。本文分析了17个强透镜星系团背后多重成像源的时间延迟分布。我们发现，对于小于1000天的时滞，在z=3.0时，它们的对数概率分布函数可以很好地表示为P（log Δt）=5.3 x 10^-4 Δt^βM_250^-2β，其中β=0.77，其中M_250是250 kpc（以10^14 M_sun为单位）内的星团投影质量，β是分布的幂律斜率。由此产生的概率分布函数，使我们能够估计的时间延迟分布在一个已知质量的透镜集群。对于一个M_250=2 x 10^14 M_sun的星系团，时间延迟小于1000天的比例约为3%。以Abell 1689为例，其暗晕和最亮的星系，中心速度色散大于500 km/s，主要产生大的时间延迟，而星系尺度的质量块则负责产生较小的时间延迟。我们估计在已知的Abell 1689图像中观测到多个超新星图像的概率。在这项工作中应用的两个组件模型估计超新星的速度。当mAB =26.5时，延迟小于1000天的Ia型超新星的年发生率为0.004 ± 0.002（0.029 ± 0.001）。如果把震级阈值降低到mAB ~ 27.0，则适合延时观测的超新星坍缩速率为每年0.044 ± 0.015。
2012-10-29 astro-ph.CO
Weak lensing, dark matter and dark energy
弱引力透镜正迅速成为研究宇宙中暗物质和暗能量的主要手段之一。在这篇简短的评论中，我们概述了弱透镜如何帮助确定暗物质晕的结构，测量宇宙的膨胀率，并区分修正引力和暗能量对宇宙加速的解释。我们还讨论了控制系统误差的要求，使系统学不明显降低弱透镜作为宇宙学探测器的功率。
2010-08-24 astro-ph.CO
Estimating weak lensing convergence correlation of Type-Ia supernovae from 5-year SNLS data by internal error estimate technique
我们报道了5年超新星遗产巡天数据中Ia型超新星的非零弱透镜收敛相关信号。对于我们的分析，我们利用296超新星放大数据从5年SNLS在弱透镜极限。我们使用的数据由四个不同的补丁组成，每个补丁覆盖1平方度的天空，合并在一起。我们证明，它是可能有一个很好的估计两点关联函数从这个数据使用内部误差估计技术。为了有一个很好的估计相应的协方差矩阵，我们应用自举空间重采样技术，我们重新洗牌的原始数据组成的296个数据点100 - 10000倍，并比较从原始数据点获得的结果。我们表明，这种技术可以帮助我们得出一个可靠的结论弱透镜收敛，即使原始数据集包括少量的数据点。这也允许我们以很高的精度计算相应的协方差矩阵。
2019-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing and dark energy: the impact of dark energy on nonlinear dark matter clustering
我们研究了非线性物质功率谱的双能级暗能量修正对未来弱透镜探测的暗能量状态方程约束的影响。我们明确地表明，一个穷人的近似（关闭> 10%）的非线性校正导致> 1西格玛偏差的暗能量状态方程的确定。因此，未来的弱透镜巡天必须将暗能量修正纳入非线性物质的功率谱，精确到100能级，以避免在测量中引入显著的偏差。对于WMAP 5宇宙学，更精确的功率谱对暗能量属性更敏感，导致暗能量状态方程约束的两倍改进。我们将从未来的弱透镜效应和超新星巡天中探索对暗能量的补充约束。一个基于空间的，类似JDEM的调查测量状态方程在五个独立的红移箱~ 10%，而这提高到~5%的宽场地基调查，如LSST。这些限制取决于我们将弱透镜系统的不确定性控制在低于百分之一水平的能力。
2010-01-25 astro-ph.CO
Constraints on early dark energy from CMB lensing and weak lensing tomography
暗能量可以通过它对宇宙膨胀的影响以及对大尺度结构生长历史的影响来研究。在本文中，我们跟踪宇宙密度场的增长，在早期暗能量宇宙学相结合的观测初级CMB的温度和偏振功率谱在高红移，在中等红移的CMB透镜偏转场和弱宇宙剪切在低红移限制早期暗能量的允许量。我们提出这些预测使用费舍尔矩阵形式主义，并考虑普朗克数据与弱透镜调查的欧几里得。我们发现，结合这些数据集提供了强大的约束早期暗能量，并能够打破退化的参数集固有的各种观测渠道。早期暗能量密度参数的1-σ界为σ（Omega_d^e）=0.0022，这表明早期暗能量模型可以在我们的方法中得到很好的检验。此外，我们得出的暗能量的品质因数所考虑的暗能量参数化和评论的适用性的增长指数早期暗能量宇宙学。
2009-03-25 astro-ph.CO
Breaking the Mass-sheet Degeneracy in Time-delay Cosmology with Lensed and Unlensed Type Ia Supernovae
College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院）；Shijiazhuang Key Laboratory of Astronomy and Space Science, Hebei Normal University（河北师范大学石家庄天文与空间科学重点实验室）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本文提出利用引力透镜和未透镜Ia型超新星观测，结合高斯过程重建距离-红移关系，通过约束质量片参数λ来克服时间延迟宇宙学中的质量片退化问题。
2026-03-26 astro-ph.CO
$H_0$ Reconstruction with Type Ia Supernovae, Baryon Acoustic Oscillation and Gravitational Lensing Time-Delay
在平坦$Λ$ CDM模型的背景下，在局部距离阶梯值和\emph{Planck}宇宙微波背景测量之间存在持续的$H_0$ -张力，现在处于超过$\gtrsim 4σ$水平。利用三个低红移距离探测器的最新重子声学振荡、Ia型超新星和四个引力透镜时延观测数据，以独立于宇宙模型的方式重建了$H(z)$.我们采用$H(z)$的一般参数模型，并假设在拖曳时期，$r_{\mathrm s}$，从\emph{Planck}测量的声音地平线上的高斯先验。利用Pantheon SN Ia和BAO数据重建的$H_0$与\emph{Planck}平坦$Λ$ CDM值一致。当纳入GLTD数据时，$H_0$轻度增加，但仍与$\sim 2.5σ$水平的当地测量值不一致。我们的重建是盲目的暗部门在低红移，我们重申了早期的主张，哈勃紧张是不可能解决的低红移宇宙的能量预算修改。结合DESI和LSST的GLTD数据，我们预测了未来真实模拟BAO数据的约束能力，预计$\sim 38\%$将改善所推断的$H_0$的不确定性，使其达到$σ_{H_0} \approx 0.56$不确定性水平。
2020-01-29 astro-ph.CO
Strongly Lensed Supernovae in Well-Studied Galaxy Clusters with the Vera C. Rubin Observatory
星系团的强透镜效应可以用来显著扩大观测范围，从而可以观测到放大的高红移超新星，否则这些超新星将无法被发现。强透镜效应也可以提供位于星系团后面的星系的多重图像。探测强透镜Ia型超新星（SNe Ia）是特别有用的，因为它们的亮度可以被用来改进星团透镜模型或独立测量宇宙学参数。宇宙学参数，哈勃常数，是特别感兴趣的，因为它的值与不同的方法测量的差异。在这里，我们探讨的可行性，维拉C。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time（LSST）在五个星系团（Abell 1689和哈勃前沿场星系团）中探测强透镜SNe，这些星系团具有经过充分研究的透镜模型。对5个星系团场中的268幅多重星系像所组成的88个系统进行分析，发现LSST对SNe~Ia（SNe~IIP）爆炸敏感的星系有41（23）幅。这些星系的红移范围在$1.01 < z < 3.05$之间。在其10年的运行期间，LSST预计将探测到$0.2\pm0.1$ SN~Ia和$0.9\pm0.3$堆芯塌陷SN ~ e。然而，由于LSST将观测到更多的大质量星系团，因此期望值可能更高。我们强调的重要性，有一个额外的观测计划的光度和光谱的后续强透镜SNE探测LSST。
2020-11-28 astro-ph.CO
Dark haloes as seen with gravitational lensing
暗物质是星系的一个重要组成部分，这一点早在早期就被肯·弗里曼自己认识到了！暗物质晕的证据仍然是间接的，基于对气体和恒星等示踪剂运动的分析。从某种意义上说，可见星系是我们研究暗物质的一个面具。光线对引力场也很敏感，暗晕会引起可观测到的引力透镜效应。有三种制度：微透镜（探测暗物质晕的团块）、强透镜（对内部质量分布敏感）和弱透镜（可以探测距离中心100千秒差距的晕）。这篇评论将集中在弱透镜，并描述了一个新的调查，千度调查（KiDS），旨在研究星系晕的质量，范围和形状作为环境，星系类型和红移的函数。
2010-09-17 astro-ph.CO
Bayesian model selection for dark energy using weak lensing forecasts
下一代弱透镜探测器可以通过测量低红移宇宙的质量分布和几何形状来对宇宙学参数施加强约束。我们表明，未来的全天空层析宇宙剪切调查的设计属性类似于欧几里得可以提供所需的统计精度，以区分不同的暗能量模型。利用一个包含冷暗物质、重子、大质量中微子（热暗物质）、运行的原始谱指数和可能的空间曲率以及暗能量扰动的基准宇宙学模型，计算了不同动力学暗能量模型的Fisher矩阵预测.使用贝叶斯证据计算，我们展示了如何以及未来的弱透镜调查可以在区分宇宙学常数和动态暗能量。
2013-10-09 astro-ph.CO
Challenges and Opportunities for time-delay cosmography with multi-messenger gravitational lensing
本文探讨了用引力波信号替代电磁信号进行时间延迟宇宙学的可行性，比较了两种信号的异同，指出天体测量精度是关键挑战，并强调引力波近乎完美的时间延迟测量具有重大潜力。
2025-02-06 astro-ph.CO
A Joint Analysis of Strong Lensing and Type Ia Supernovae to Determine the Hubble Constant
本研究结合七个TDCOSMO系统的时间延迟、爱因斯坦半径和Pantheon+超新星数据，利用宇宙距离对偶关系，以不依赖宇宙学模型的方式测得哈勃常数 $H_0=70.55\pm7.44$ km/s/Mpc，为哈勃张力提供一致性检验。
2025-05-22 astro-ph.CO
A Model-independent Method to Determine $H_0$ Using Time-Delay Lensing, Quasars and Type Ia Supernovae
本文提出结合SNe Ia、类星体与强透镜时延距离的GP回归模型无关方法，将高红移类星体作为距离探针，使$H_0$估计精度由2.1%提升至1.3%。
2024-01-05 astro-ph.CO
Consistency testing for invariance of the speed of light at different redshifts: the newest results from strong lensing and type Ia supernovae observations
本文提出一种结合强引力透镜和Ia型超新星观测的模型无关方法，检验不同红移下光速不变性，发现当前观测下光速无明显偏离，且未来巡天数据将实现更严格的检验。
2021-06-29 astro-ph.CO
Probing Dark Energy with Lensing Magnification in Photometric Surveys
我提出了一个估计的角度互相关的两个示踪剂的宇宙大尺度结构，利用红移信息隔离单独的物理贡献。估计器是通过求解Limber方程来获得的，用于前景示踪剂的重新加权，该前景示踪剂使对交叉关联函数的聚类或透镜贡献为零。应用于未来的测光调查，估计器可以提高引力透镜放大效应的测量，以提供一个有竞争力的独立约束的暗能量状态方程。
2014-01-02 astro-ph.CO
The Dark Energy Survey : Detection of weak lensing magnification of supernovae and constraints on dark matter haloes
本文通过交叉关联DES-SN5YR超新星距离模数残差与前景星系，首次以6.0σ显著性探测到Ia型超新星的弱引力透镜放大效应，并利用去透镜修正改进宇宙学参数约束，为研究物质非均匀性开辟了新途径。
2024-06-07 astro-ph.CO
Stochastic lensing of stars by ultralight dark matter halos
本研究探讨超轻暗物质晕中密度颗粒引起的恒星随机透镜信号，计算其振幅与时间特性，并评估利用恒星观测约束超轻暗物质质量与丰度的可行性。
2025-02-28 astro-ph.CO
Digging into dark matter with weak gravitational lensing
普通重子粒子（如质子和中子）只占宇宙中总物质的六分之一。剩下的是一种神秘的“暗物质“成分，它不通过电磁力相互作用，因此既不发射也不反射光。然而，越来越多的证据表明它的引力影响。在过去的几年里，在观测弱引力透镜方面取得了特别的进展，弱引力透镜是指由于前景质量周围的空间曲率而使来自遥远星系的光发生轻微偏转。哈勃太空望远镜最近的观测为暗物质的存在提供了直接的证据，并首次测量了它的性质。我们回顾了最近的研究结果，展望了未来引力透镜观测的前景和挑战。
2009-06-08 astro-ph.CO
Testing the Distance-Duality Relation from Strong Gravitational Lensing, Type Ia Supernovae and Gamma-Ray Bursts Data up to redshift $z\sim3.6$
本文利用由强引力透镜（SGL）得到的角直径距离比（ADD）$D=D_{\rm A}^{\rm sl}/D_{\rm A}^{\,\rm s}$和由Ia型超新星（SNIa）Union2.1汇编和最新的伽马射线暴（GRB）资料联合得到的光度距离比（LD）$D^\ast=D_{\rm L}^{\,\rm l}/D_{\rm L}^{\,\rm s}$，对宇宙距离-对偶关系（CDDR）进行了与宇宙模型无关的检验，其中上标s和l对应于来自SGL样品的源和透镜处的红移$z_{\,\rm s}$和$z_{\,\rm l}$。结合GRB数据和SNIa资料的目的是在更宽的红移范围内检验CDDR。通过两种与宇宙学模型无关的方法，即方法A：对SNIa+GRBs数据进行面元合并，方法B：结合交叉统计和平滑方法重建DL函数，得到了与观测ADD红闪相关的LD。我们发现，CDDR是兼容的观测在$1σ$置信水平的幂律模型，这是假设描述的质量分布的透镜系统的方法B在一个较宽的红移范围。
2017-02-13 astro-ph.CO gr-qc
CMB Lensing Constraints on Neutrinos and Dark Energy
引力势对宇宙微波背景辐射沿视线方向的透镜效应的特征携带着物质分布、中微子质量和暗能量性质的信息。我们研究了普朗克，北极熊，和CMBpol未来的数据，包括从B模式偏振或透镜势，将能够放置在这些数量的约束。我们同时适合中微子质量和暗能量状态方程，包括时间变化和早期的暗能量密度，并比较使用偏振功率谱的最佳二次估计的透镜。结果给出了作为一个功能的系统学水平，从残留的前景污染。一个现实的CMBpol实验可以有效地将中微子质量的总和限制在0.05 eV以内，将早期暗能量的分数限制在0.002以内。我们还提出了一个令人惊讶的简单处方计算暗能量状态方程的约束结合超新星距离JDEM。
2009-03-19 astro-ph.CO
Dark Energy from Large-Scale Structure Lensing Information
大面积大尺度结构（LSS）调查计划绘制可见宇宙的相当一部分，通过重子声学振荡（BAO）量化暗能量。在增加红移时，例如通过提议的21厘米强度测绘勘测探测的红移，引力透镜潜在地限制了保真度（Hui等人，2007年，因为它扭曲了明显的物质分布。在本文中，我们表明，这些扭曲可以重建，并实际上用于映射干预暗物质的分布。在z=1-3处的源的透镜信息允许在大尺度（l <~ 100）上精确地重建引力势，这与暗能量及其声速的积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应测量很好地匹配，并且对暗能量的修改的引力模型有很强的约束。我们建立了一个非高斯源的最优二次透镜估计器，这是LSS所必需的。“信息饱和”现象（里姆斯和汉密尔顿，2005年）使重建在轻度非线性尺度下饱和，其中线性源功率谱Δ ^[2]约为0.2-0.5。我们发现，陡峭的功率谱，饱和更快。我们计算了LSS透镜效应中独立透镜源的有效数密度，发现它们随着红移的增加而迅速增加。对于z ~ 2-4的LSS/21-cm源，在l<~ 100时，透镜重建受到宇宙方差的限制。
2009-05-04 astro-ph.CO
Bayesian constraints on dark matter halo properties using gravitationally-lensed supernovae
本文应用分层贝叶斯方法对Ia型超新星观测数据进行分析，通过星系的引力透镜效应来限制超新星视线上星系暗物质晕的性质。使用嵌套采样算法{ \sc MultiNest}探索了暗物质晕参数的全联合后验分布，该算法还有效地计算了贝叶斯证据，从而促进了鲁棒的模型比较。我们首先证明了该方法的能力，通过将其应用到现实的模拟SNIa数据，基于真实的3年数据发布的超新星遗产调查（SNLS 3）。假设在我们的模拟中的晕参数的典型值，我们发现类似于现有SNLS 3数据集的目录不能检测透镜信号，但是包含大约三倍于SNIa的目录确实产生了两个晕模型的鲁棒和准确的参数约束和模型选择结果：截断奇异等温球（SIS）和Navarro-Frenk-White（NFW）配置文件，从而验证我们的分析方法。在真实SNLS 3数据的分析中，与以前的研究相反，我们只得到了一个非常边缘的检测透镜信号和弱约束的截断SIS模型的晕参数，虽然这些约束比从等效的模拟SNIa数据集得到的约束更严格。这种差异是由一个首选值的$η\approx 1$在假定的缩放律$σ\propto L^η$之间的速度色散和光度，这是略高于规范值的$η= \tfrac{1}{4}$和$η= \tfrac{1}{3}$的早期和晚期型星系，分别，并导致更强的透镜效应的晕。对于NFW模型，没有检测到透镜信号。
2013-01-04 astro-ph.CO
The Hubble Constant determined through an inverse distance ladder including quasar time delays and Type Ia supernovae
上下文精确测定当今宇宙的膨胀率（用哈勃常数$H_0$表示）是现代宇宙学中最紧迫的挑战之一。假设$Λ$ CDM是平坦的，那么在4.4 $σ$水平上，使用普朗克的宇宙微波背景数据进行的高红移下的$H_0$推断与基于由超新星、造父变星和Ia型超新星（SNe Ia）组成的局部距离阶梯的测量结果不一致，通常被称为"哈勃张力"。独立的、对宇宙模型不敏感的方法来推断$H_0$是至关重要的。目标。我们应用一个反距离阶梯的方法，结合强透镜的时间延迟距离测量与超新星Ia数据。超新星Ia本身只是很好的相对距离指示器，但通过将它们锚定到强引力透镜上，可以获得对其他宇宙学参数相对不敏感的$H_0$测量结果。方法.宇宙学参数估计进行不同的宇宙学背景模型，无论是单独的强透镜数据和组合透镜+SNe Ia数据集。结果强透镜$H_0$测量的宇宙学模型依赖性通过反距离阶梯显著减轻。结合超新星Ia的数据，推断出的$H_0$始终位于73 - 74 km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$附近，而与假设的宇宙学背景模型无关。我们的结果与局域距离阶梯的结果吻合得很好，但与Planck的结果有大于2的$σ$张力，与包括Planck、重子声学振荡和SNe Ia在内的反距离阶梯的结果有~1.5的$σ$张力.未来的强透镜距离测量将减少$H_0$的不确定性，从我们的反距离阶梯。
2019-07-31 astro-ph.CO
Constraining self-interacting scalar field dark matter with strong gravitational lensing in cluster scale?
本文提出在自相互作用标量场暗物质框架下，利用半解析技术和星系团强引力透镜观测，研究Thomas-Fermi机制中的孤子核性质，并对暗物质的自相互作用参数空间设定了直接约束。
2025-03-05 astro-ph.CO
Detecting Ancient Supernovae at z ~ 5 - 12 with CLASH
超新星是探测高红移恒星性质的重要探针，因为它们可以在早期被探测到，而且它们的质量可以从它们的光变曲线中推断出来。只有詹姆斯·韦伯太空望远镜、宽视场红外巡天望远镜和下一代超大型望远镜才有可能发现宇宙中的第一次宇宙爆炸。但是大质量星系团的强大引力透镜，就像哈勃星系团透镜和超新星巡天（CLASH）中的那些，现在可以通过将它们的通量放大10倍或更多来揭示这些事件。我们发现，CLASH可能会发现至少2 - 3个在5 < z < 12的核心坍缩超新星，也许多达10个。詹姆斯·韦伯太空望远镜未来对类似于CLASH的星团透镜的观测可能会发现数百个这样的事件，直到z ~ 15 - 17。除了揭示早期恒星的质量，这些古老的超新星还将限制第一个星系形成时代的宇宙恒星形成速率。
2017-01-17 astro-ph.CO
Gravitational lensing as a probe of cold dark matter subhalos
在冷暗物质的情况下，暗物质晕是由更小的亚单位按层次组装而成的。其中一些亚基在合并过程中被破坏，而另一些则以subhalos的形式暂时存活下来。这张图片的一个长期存在的问题是，模拟预测的subhalos数量超过了在银河系等大型星系附近看到的发光矮星系的数量。因此，许多次晕一定是保持黑暗或非常微弱。如果冷的暗物质暗晕像预测的那样普遍，那么原则上引力透镜可能会提供一种有希望的探测途径。在这篇评论中，我们描述了许多方式，通过它的subhalos透镜可以体现自己，并总结了目前的努力，以限制冷暗物质subhalos使用这种效果的属性的结果。
2009-10-01 astro-ph.CO
Accurate Weak Lensing of Standard Candles. II. Measuring sigma8 with Supernovae
不久，Ia型超新星（SN）的测量数量将超过100，000。了解物质结构对超新星亮度的弱透镜效应将比以往任何时候都更重要。虽然SN透镜效应通常被视为系统噪声的来源，但我们将证明它实际上可以转化为信号。更确切地说，在SN哈勃图色散中由透镜引入的非高斯性相当敏感地依赖于物质功率谱的振幅σ 8。通过利用这种关系，我们能够预测的约束sigma 8的7%（3%）的目录的100，000（500，000）SNe的平均幅度误差0.12，而不必假设这种固有的色散是已知的先验。本征色散已被假定为高斯;数据集中可能的本征非高斯性（由于SN本身和/或其他瞬变）可能通过描述本征色散分布函数的较高矩的附加干扰参数来处理。这种方法是独立的和补充的标准方法的基础上CMB，宇宙剪切或集群丰度观测。
2014-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Light on Dark Matter with Weak Gravitational Lensing
本文回顾了最近发展起来的统计方法，用于从弱透镜观测中重建和分析暗物质质量图。弱透镜领域的动机是在过去几十年中所做的观测表明，可见物质只占宇宙的4-5%，其余的都是黑暗的。宇宙现在被认为主要是由一种无形的，无压的物质-可能是更高能量理论的遗物-称为“暗物质“（20-21%）和一个更神秘的术语组成，在爱因斯坦方程中描述为真空能量密度，称为“暗能量“（70%）。这个“黑暗”的宇宙还没有被很好地描述，甚至还没有被理解，所以这一点可能是宇宙学的下一个突破。弱引力透镜被认为是理解暗物质本质和约束用于描述宇宙的宇宙学模型的最有前途的工具。引力透镜是来自遥远星系的光在向我们传播时被宇宙中干预物质的引力弯曲的过程。这种弯曲导致背景星系的图像出现轻微扭曲，可以用来提取宇宙学的重要结果。未来的弱透镜巡天已经计划好了，以便以高精度覆盖大部分天空。然而，准确性的提高也对用于提取现有信息的方法提出了更高的要求。在本文中，我们将首先描述弱透镜处理的重要步骤，从剪切估计重建的暗物质分布。然后，我们将讨论统计估计的问题，以便对宇宙学模型设置约束。我们回顾了目前使用的方法，特别是新的方法基于稀疏性。
2009-08-28 astro-ph.CO
Finding structure in the dark: coupled dark energy, weak lensing, and the mildly nonlinear regime
我们重新审视宇宙学的黑暗部门之间的相互作用，重点是强大的约束，可以得到只有轻度非线性尺度。虽然众所周知，暗物质和暗能量之间的耦合可以被限制到百分比水平，包括未来光学调查探测的全范围尺度，校准物质功率谱模拟器的所有可能的选择潜力和耦合需要许多计算昂贵的n体模拟。在这里，我们表明，透镜和集群的星系与宇宙微波背景（CMB）相结合，是能够探测暗扇区耦合到百分之几的水平为一个给定的一类模型，只使用线性和准线性傅立叶模式。原则上，这些尺度可以用半解析技术来描述，如大尺度结构的有效场论。
2017-07-18 astro-ph.CO
Why weak lensing cluster shapes are insensitive to self-interacting dark matter
我们研究了从弱引力透镜推断的星系团的形状是否可以用来检验暗物质的性质。我们分析模拟弱透镜数据，从两个不同的暗物质模型（CDM和SIDM）运行的宇宙学模拟中提取的引力透镜。我们拟合椭圆形NFW配置文件的模拟集群的剪切场。尽管CDM和SIDM之间的3D形状的分布有很大的差异，我们发现，弱透镜推断的集群形状的分布几乎是不可区分的。我们将这种信息丢失归因于两个原因。首先，弱透镜测量投影质量分布的形状，而不是基本的3D形状，投影效果会消除一些差异。其次，弱透镜效应对星系团的投影形状最敏感，在接近维里半径（~ 1.5 Mpc）的尺度上，而SIDM形状与内晕中的CDM最不相同。我们介绍了一个模型的质量分布的星系团的质量分布的椭圆率可以随距离的集群的中心。虽然这种质量分布并不能使弱透镜数据区分CDM和SIDM与集群形状（在小半径的椭圆率是弱透镜约束不良），它可能是有用的，当建模结合集群的强和弱引力透镜。
2022-10-24 astro-ph.CO
Disentangling dark sector models using weak lensing statistics
我们使用GLAMER引力透镜代码在从CoDECS模拟中提取的高分辨率光锥内执行多平面射线追踪：一套宇宙学运行具有暗能量和冷暗物质之间的耦合。我们表明，耦合的存在是显而易见的，不仅在红移演化的收敛功率谱的归一化，但也在非线性结构的形成相对于ΛCDM的差异。在ΛCDM宇宙学假设下，利用层析方法，我们证明了如果真正的宇宙学是耦合的暗能量宇宙学，弱透镜测量将导致σ8值随源红移而变化.这为这些类型的模型提供了一个通用的null测试。我们还发现，不同的耦合暗能量模型可以显示出增强或抑制的相关性与不同的源红移的收敛映射相比，ΛCDM。这将提供一种直接的方法来区分耦合暗能量场景的不同可能实现。最后，我们讨论了耦合对几个透镜观测的影响，为不同的源红移和角尺度与现实的源红移分布，目前的地基和未来的天基透镜调查。
2015-07-01 astro-ph.CO
Can dynamic dark energy explain the $S_8$ tension, the `lensing is low' effect, or strong baryon feedback?
本研究探讨DESI启发的动态暗能量对$S_8$张力、透镜偏低和强重子反馈三个宇宙学反常的影响，发现其可解释前两者，并指出透镜测量是约束低红移膨胀偏离$Λ$的有力工具。
2025-08-07 astro-ph.CO
Constraining dark matter halo properties using lensed SNLS supernovae
本文利用超新星Ia的引力放大率来测量暗物质晕的性质。单个Ia超新星的放大率可以用观测到的前景星系的性质和暗物质晕模型来计算。我们将星系的暗物质晕模型化为具有速度色散和截断半径的截断奇异等温球，并服从光度相关标度律。从超新星遗产巡天（SNLS）的前3年中，在红移范围为0.2 < z < 1的175个超新星Ia的均匀选择的样本被用来约束与前景星系相关的暗物质晕模型。最佳拟合的速度色散标度律与星系-星系透镜测量结果吻合得很好。我们进一步发现，被动星系和恒星形成星系的速度色散的归一化分别与经验的Faber-Jackson和Tully-Fisher关系是一致的。如果我们不对这些关系进行归一化，我们发现在92%的置信水平下，数据更倾向于引力透镜。使用最近的尘埃消光模型，我们推断，这种影响对我们的结果是非常小的。我们还研究了超新星Ia由于引力透镜引起的亮度散射。引力透镜散射近似正比于超新星Ia的红移。我们发现比例常数为B = 0.055 + 0.039 - 0.041 mag（在95%的置信水平下B < 0.12 mag）。如果这个模型是正确的，透镜效应对超新星Ia的内在亮度散射的贡献对于SNLS样本来说是很小的。
2010-02-06 astro-ph.CO
Evidence of Lensing of the Cosmic Microwave Background by Dark Matter Halos
我们目前的宇宙微波背景的引力透镜的$10^{13}$太阳质量暗物质晕的证据。来自阿塔卡玛宇宙学望远镜偏振计（ACTPol）的透镜会聚图堆叠在SDSS-III/BOSS调查中约12，000个光学选择的CMASS星系的位置上。平均透镜信号与模拟的暗物质晕轮廓一致，并且在3.2西格玛显著性下优于零信号。这一结果表明微波背景透镜在探测星系团和星系团晕中的暗物质分布方面具有潜力。
2015-03-30 astro-ph.CO
Imprints of dynamical dark energy on weak-lensing measurements
我们表明，简单的模型标量场暗能量离开一个通用的增强弱透镜功率谱相比，LCDM预测。特别是，我们计算的收敛（或宇宙剪切）功率谱的线性尺度增强的标量场暗能量的两个最佳拟合模型，即，Ratra-Peebles和SUGRA型的精髓。我们的计算是基于线性微扰理论，使用规范不变变量仔细定义的绝热初始条件。我们发现，几何效应增强了透镜功率谱在很宽的尺度范围内，而集群的暗能量引起的大尺度上的额外的权力。这些模型的暗能量功率谱也明确获得。在度标度上，对于红移~1的源，总增强可能高达30-40%。我们认为，使用下一代大型望远镜探测这种增强是有现实前景的。
2010-11-03 astro-ph.CO
Domain Adaptation for Simulation-Based Dark Matter Searches Using Strong Gravitational Lensing
鉴于旨在识别暗物质的实验计划的范围，有关其身份的线索仍然令人惊讶地难以捉摸。虽然地面实验可能能够确定一个模型，但另一种同样有前途的方法是根据天体物理或宇宙学特征识别暗物质。一种特别敏感的方法是基于星系-星系强透镜图像上暗物质子结构的独特特征。机器学习应用程序已经被详细探索，只提取这个信号。由于高质量强透镜数据的可用性有限，这些方法完全依赖于模拟。当然，由于与真实仪器数据的差异，在模拟上训练的机器学习模型在应用于真实数据时预计会失去准确性。这就是域适应可以作为模拟和真实数据应用程序之间的重要桥梁的地方。在这项工作中，我们证明了权力的域自适应技术适用于强引力透镜数据与暗物质子结构。我们用不同复杂度的模拟数据集表明，域自适应可以显着减轻模型性能的损失。这项技术可以帮助领域专家构建和应用更好的机器学习模型，从即将到来的调查中预期的强引力透镜数据中提取有用的信息。
2021-12-22 astro-ph.CO
Type Ia Supernovae Selection and Forecast of Cosmology Constraints for the Dark Energy Survey
我们提出的选择标准的研究结果，以确定Ia型超新星光度在一个模拟的混合样本的Ia型超新星和核心坍缩超新星。模拟样本是暗能量调查预期结果的模型。MLCS2k2和SALT2 Ia型超新星模型的拟合进行了比较，并用于帮助从核心塌陷样本中分离Ia型超新星。暗能量工作组的品质因数（修改为包括核心坍缩超新星系统学）用于区分各种选择标准。这项对Ia型超新星候选者的不同选择切割的研究是第一次使用品质因数来评估核心坍塌污染。详细说明了影响品质因数的不同因素。通过我们的分析方法，SALT 2和MLCS 2k2的品质因数都得到了改善，选择切割更严格，纯度更高，峰值达到98%。
2012-05-07 astro-ph.CO
Strong gravitational lensing as a probe of dark matter
本文综述强引力透镜如何通过透镜星系及视线方向的暗物质结构印记检验暗物质模型，并展望下一代巡天数据带来的数量级增长与高分辨率观测对暗物质性质约束的关键机遇。
2023-06-20 astro-ph.CO
Strong gravitational lensing constraints on holographic dark energy
强引力透镜（SGL）为探索星系和宇宙学提供了重要工具。在本文中，我们使用SGL数据来约束全息暗能量模型，以及具有相同参数数的模型，如$w$ CDM和Ricci暗能量模型。我们发现，仅使用SGL很难有效地约束模型参数。当SGL数据与CBS（CMB+BAO+SN）数据相结合时，可以给出合理的估计，约束精度相对于CBS数据有一定程度的提高。因此，SGL是收紧对模型参数的约束的有用方法。
2015-11-22 astro-ph.CO
Neutrino Masses, Dark Energy and the Gravitational Lensing of Pregalactic HI
我们研究的约束条件，下一代射电望远镜可以放置在中微子的质量和数量的物种，通过研究高红移21厘米发射的引力透镜结合广角调查的星系透镜。我们使用简单的再电离的历史和建议的望远镜设计的特点来预测中微子的约束和可探测性阈值。结果表明，引入21 cm透镜后，中微子参数与暗能量参数之间的简并度显著降低。星系和21厘米透镜的结合可以将中微子质量的总和限制在~ 0.04 eV以内，并将种类的数量限制在~ 0.1以内。这是一个改进的因素，2.6的质量和1.3的数量比星系透镜调查单独。这包括边缘化的11个参数的宇宙学模型与两个参数的暗能量状态方程模型。如果暗能量状态方程保持固定在w = p/ρ=-1，则约束提高到~0.03 eV和0.04 eV。这些预测误差主要取决于红移21 cm辐射（假设为25%）和再电离红移（假设为$z=7$）中可以测量的天空部分。我们还发现，质量太小而不能在数据中检测到的中微子仍然会引起测量的暗能量状态方程的显著偏差。
2009-01-03 astro-ph.CO
Probing Galaxy Dark Matter Haloes in COSMOS with Weak Lensing Flexion
目前的结构形成理论预测了星系暗物质晕的特定密度分布，并且利用弱引力透镜，我们可以在几个尺度上探测这些分布。在小尺度上，被称为弯曲的高阶形状失真为弱透镜测量增加了重要的细节。我们在这里提出了第一次检测的星系星系弯曲信号的空间数据，获得使用新的Shaperies管道介绍。我们结合这种高阶透镜信号与剪切约束的平均密度分布的星系透镜在哈勃太空望远镜COSMOS调查。我们还表明，来自附近明亮物体的光可以显着影响屈曲测量。校正透镜光的影响后，我们表明，包括弯曲提供更严格的约束密度分布比单独剪切。最后，我们发现一个平均密度分布符合等温球。
2010-11-28 astro-ph.CO
Neutrinos and dark energy constraints from future galaxy surveys and CMB lensing information
我们探讨了通过Fisher信息矩阵形式主义从未来的天文数据中获得更好的约束的可能性。特别是，我们考虑如何宇宙微波背景（CMB）透镜信息可以改善我们的参数误差估计。在$Λ$ CDM框架下考虑了大质量中微子和随时间演化的暗能量状态方程。我们使用普朗克卫星的实验规格，连同未来的星系巡天欧几里德在我们的预测。我们发现，在几乎所有的研究参数考虑普朗克单独使用时，CMB透镜信息的改进。在这种情况下，改善相对于没有使用CMB透镜的约束是93%左右的中微子参数的基准值。其中一个暗能量参数的改善达到4.4%。当Euclid信息被包括在分析中时，中微子参数约束的改进约为基准值的128%。欧几里德信息的增加也提供了暗能量参数的更小误差。对于单独的欧几里德，FoM是$\sim$ 29的一个因素，甚至从普朗克单独考虑CMB透镜。最后，一个近乎完美的CMB实验的考虑表明，CMB透镜不能被忽略，特别是在更精确的未来的CMB实验，因为它提供了在我们的情况下，一个6倍更好的FoM关于unlensed CMB分析。
2013-07-10 astro-ph.CO
Offset between dark matter and ordinary matter: evidence from a sample of 38 lensing clusters of galaxies
我们收集了38个既有X射线观测又有强透镜观测的星系团样本，研究了每个星系团的重子物质中心（X射线测量）和引力中心（强透镜测量）之间的投影偏移。在总样本中，45%的聚类具有>10”的偏移量。考虑到透镜/X射线中心测量的角秒精度，>10”的间隔是重要的。这表明，在非弛豫星系团中，引力场与重子物质的主要成分在空间上分离可能是一种普遍现象。它也有后果的透镜模型的非松弛集群，因为气体质量分布可能不同于暗物质分布，并给予扰动的建模。这样的偏移可以被用作与Lambda CDM模拟的结果进行比较的统计工具，并测试修改后的动态。
2010-04-09 astro-ph.CO
