Tracing correlations between galaxy properties across the Cosmic Web: An IllustrisTNG-based study
Visva-Bharati University（维斯瓦-巴拉蒂大学）；Kashi Sahu College（卡希·萨胡学院）
基于IllustrisTNG模拟，研究宇宙网环境对星系属性相关性的影响，采用NMI和t检验验证其显著性。
2025-11-11 astro-ph.CO
The place of the Local Group in the cosmic web
我们使用Bolshoi模拟来找到本星系群（LG）在宇宙网中最可能的位置。我们的LG拟像是成对的晕，具有与观测一致的隔离和运动学特性。宇宙网是用潮汐张量方法定义的。我们发现，LG的首选位置是区域的暗物质密度接近宇宙平均水平。这使得长丝和片材成为首选环境。我们还发现LG和宇宙网之间存在强烈的一致性。轨道角动量优先垂直于最小的潮汐本征向量，而连接两个晕的向量强烈地沿着最小的潮汐本征向量排列，并垂直于最大的潮汐本征向量;这对粒子沿着丝状体和片状体运动。我们没有发现任何证据表明这对光环中每个光环的自旋与宇宙网对齐。
2014-12-15 astro-ph.CO
A Simple Gravitational Lens Model For Cosmic Voids
我们提出了一个简单的引力透镜模型，以说明使用嵌入透镜理论研究宇宙空洞时的方便性。它证实了以前使用的排斥透镜模型的深空。我们首先估计的幅度波动和弱透镜剪切的背景源透镜大空隙。我们发现，背后的来源大（$\sim$ $90\,\rm Mpc$）和深空洞（密度对比度约$-0.9$）可以放大或缩小幅度波动高达$\sim$ $0.05\,\rm mag$和弱透镜剪切可以高达$\sim$ $10^{-2}$水平的大空洞的外部区域。较小或较浅的空隙产生的影响按比例较小。我们研究了由宇宙空洞引起的原始宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的“摆动”。原始CMB温度梯度的空洞摆动与星系团引起的相反。只有非常大和深的空洞才能产生类似于星系团的摆动幅度，$\sim$ $\rm 15\,μK$由一个半径为$\sim$ $4^\circ$的大空洞和中心密度对比$-0.9$在红移0.5假设宇宙微波背景梯度为$\sim$ $\rm10\,μK\, arcmin^{-1}$。偶极信号分布在整个空隙区域，而不是像集群那样集中在透镜的中心。最后，我们使用我们的模型来模拟由大的宇宙空洞透镜的CMB天空地图。我们的嵌入式理论可以很容易地应用到更复杂的空洞模型，并用于研究引力透镜的CMB，探测暗物质的轮廓，以减少透镜诱导的超新星哈勃图中的系统，以及研究集成的萨克斯-沃尔夫效应。
2015-03-13 astro-ph.CO
Fractal Properties of the Cosmic Web
该研究在牛顿协同学ΛCDM宇宙框架下，从观测角度综述宇宙网的分形性质，回顾相关研究历史，介绍分形函数推导方法，并指出需用对结构模式敏感的统计量提升对宇宙网的定量认知。
2025-09-04 astro-ph.CO
Smooth halos in the cosmic web
暗物质晕可以定义为放置在非光滑宇宙网络结构中的暗物质的光滑分布。这个晕的定义需要一个精确的平滑度定义，以及从平滑晕到宇宙网的过渡方式的特征。我们引入熵的平滑措施，有关的措施，以前在经济中使用的不平等，并与已用于表征冷暗物质N体模拟的宇宙网络结构的多重分形分析的标准方法连接的优势。这些熵的措施为我们提供了一个定量描述的过渡，从小尺度描绘为一个分布的晕描绘为一个宇宙网络的较大尺度，因此，使我们能够指定明确的大小晕。然而，这些“平滑度大小”与维里半径没有直接关系。最后讨论了N体离散参数对光滑性的影响。
2015-03-17 astro-ph.CO
Probing the cosmic web: inter-cluster filament detection using gravitational lensing
探测宇宙网络中的暗物质细丝的问题被认为是。弱透镜是暗物质的理想探测器，因此形成了特别有前途的探测方法的基础。我们认为，并开发了一些弱透镜技术，可用于检测细丝在个人或堆叠集群领域，并将其应用到合成透镜数据集的领域集群千年模拟。这些技术是多极矩的剪切和收敛，质量重建，并使用马尔可夫链蒙特卡罗方法参数化拟合细丝质量配置文件。特别是，两个新的灯丝检测技术进行了探讨（多极剪切滤波器和马尔可夫链蒙特卡罗质量配置文件适合），我们概述了能够识别和量化灯丝配置文件所需的数据的质量。我们还考虑了大尺度结构对灯丝检测的影响。我们的结论是，使用这些技术，将有现实的前景，从未来的天基任务的数据检测细丝。本文提出的方法将在未来的探测中对暗物质细丝的识别有很大的用处。
2009-10-14 astro-ph.CO
On the validity of the Born approximation for weak cosmic flexions
弱透镜计算通常是在玻恩近似的假设下进行的，其中光线路径近似为一条直线。此外，透镜-透镜耦合，其中有几个偏转沿光线往往被忽略。我们研究的影响，下降的玻恩近似，并考虑透镜透镜耦合，弱透镜效应到第二阶（宇宙弯曲），通过在光路中的微扰expansion. We提出了一个图形表示的透镜效应的修正。测量密度场导数的弯曲信号获得与平方重力剪切成比例的校正项;我们还发现，通过放弃玻恩近似，除了四个标准弯曲分量之外，还可以激发透镜畸变的两个自由度（扭曲分量）。我们推导出角功率谱的弯曲和扭曲，有和没有玻恩近似和透镜透镜耦合，并确认玻恩近似是一个很好的近似弱宇宙弯曲，除了在非常小的尺度。
2011-01-25 astro-ph.CO
Lensing cosmic drift
随着宇宙的膨胀，遥远光源的红移随时间而变化。本文讨论了透镜源、引力透镜和观测者之间的红移漂移所导致的引力透镜现象。当源非常接近漂移焦散线时，由于宇宙膨胀，可能会出现（或消失）一对图像。此外，透镜系统充当红移漂移的信号转换器。已经存在的多个图像的角位置、放大率、失真和时间延迟发生变化。我们估计这些现象的预期频率和在深度和大型调查时代观察它们的前景。图像分离中的漂移检测可以在具有$μ$角秒角分辨率的下一代勘测中实现。
2022-05-11 astro-ph.CO
Fractal properties of the cosmic web
Tartu Observatory, University of Tartu（塔尔图天文台，塔尔图大学）
本文在标准ΛCDM框架下综述宇宙网的分形性质，介绍分形函数的推导方式，讨论相关描述方法间的关系。
2026-08-06 astro-ph.CO
The Fractal Geometry of the Cosmic Web and its Formation
以宇宙动力学的粘附模型为基本参照，用分形几何的概念和方法研究了宇宙网的结构。本文用多重分形几何的方法阐明了宇宙学N体模拟和Sloan数字巡天中的物质团和宇宙空洞的结构。一个非空隙多重分形几何可以包含宇宙结构的三个基本描述，即网络结构，层次聚类和晕分布。此外，它解释了我们目前对宇宙空洞的认识。这样，一个关于宇宙大尺度结构的统一理论似乎就出现了。我们获得的多重分形谱与粘附模型的多重分形谱有显着不同，并且更好地符合重力定律。宇宙网的形成最好用一种湍流动力学来模拟，这是对伯格斯湍流的已知方法的推广。
2019-04-15 astro-ph.CO
Cosmic Equation of state from Strong Gravitational Lensing Systems
宇宙的加速膨胀对物理学和宇宙学都是一个巨大的挑战。在缺乏令人信服的理论解释的情况下，用宇宙物态方程对这一现象进行有效的描述是有用的。现代宇宙学的力量在于独立的、往往不相关的证据之间的一致性。因此，任何一种限制宇宙物态方程的方法都是重要的。强引力透镜类星体星系系统通过结合恒星运动学（中心速度色散测量）和透镜几何学（从图像位置确定爱因斯坦半径）创造了这样的新机会。本文将这种方法应用于SLACS和LSD引力透镜观测的组合数据集。结果得到了宇宙状态方程参数，与文献中已知的结果基本一致。这表明该方法可以进一步用于将来获得的更大样品。独立注意到标准蜡烛和标准尺上完成的拟合之间的系统偏差在我们的研究结果中被揭示。我们还确定了一个重要的选择效果至关重要的我们的方法与几何配置的透镜系统沿视线，这可能会有后果的样品建设从未来的透镜调查。
2011-05-04 astro-ph.CO
Lensing power spectrum of the Cosmic Microwave Background with deep polarization experiments
通过迭代地去除透镜诱导的$B$模式，可以用深极化测量精确地重建宇宙微波背景透镜势。我们介绍了一个透镜谱估计和它的可能性，这样的最佳迭代重建。我们的建模与基于二次估计（QE）的透镜重建的最新似然相似。特别是，我们概括了$N_L^{(0)}$和$N_L^{(1)}$透镜偏差，并设计了一个实现依赖的频谱debiaser，使此估计强大的数据建模中的不确定性。我们展示了无偏恢复的宇宙学使用基于地图的重建，专注于透镜的宇宙学约束和中微子质量测量结合CMB光谱和声振荡数据。我们发现这个谱估计器本质上是最优的，并且具有对角协方差矩阵。对于CMB-S4调查，与QE相比，这种可能性可以在广泛的尺度上使对透镜振幅的约束加倍，同时保持数值成本受控并对误差具有鲁棒性。
2022-04-13 astro-ph.CO
Measuring the Cosmic Web
利用SDSS数据第7版星系巡天，对宇宙网作为绝对星等和颜色函数的聚类特性进行了定量研究。分析中包括标记相关性。我们比较我们的结果与模拟星系样本与四个不同的半解析模型的星系形成强加在合并树的千年模拟。红星系和蓝星系的成团分别进行了研究。
2011-09-07 astro-ph.CO
Dependence of the Cosmic Microwave Background Lensing Power Spectrum on the Matter Density
宇宙微波背景（CMB）中的各向异性为我们检验大尺度结构的形成和演化模型提供了最好的实验室。宇宙微波背景各向异性谱中的丰富特征，结合高精度的观测和理论预测，也使我们能够同时约束一些宇宙学参数。随着观测的进展，在更小的角度尺度上的测量提供了越来越多的杠杆作用。这些较小的角度尺度通过引力透镜效应提供了对物质密度的灵敏测量。在这项工作中，我们提供了一个分析解释的方式，其中的CMB各向异性的透镜依赖于物质密度，发现占主导地位的影响来自于由小尺度电位之间的视界交叉和物质辐射平等的衰减设置的物质功率谱的形状。
2015-05-28 astro-ph.CO
Estimating the weak-lensing rotation signal in radio cosmic shear surveys
在宇宙学中，弱透镜已经成为一个越来越重要的工具，利用星系的形状来测量宇宙切变已经成为常规。弱透镜畸变张量除了包含剪切的两个分量外，还包含另外两个效应：会聚和旋转。使用基于星系形状的标准宇宙剪切估计器无法测量旋转模式，因为在图像被透镜化之前，没有关于图像原始形状的信息。由于这一点，在宇宙学弱透镜巡天中没有提出旋转模的估计，旋转模也从未受到约束。在这里，我们推导出这个量的估计，这是基于使用的无线电偏振测量星系的固有位置角。旋转模式可以由$Λ$ CDM之外的物理学产生，并且还提供了执行$Λ$ CDM和弱透镜测量本身的一致性检查的机会。我们提出了这个估计的模拟，并表明，宇宙弦谱的教学的例子，这个估计可以检测到的信号，是符合普朗克的约束。我们检查之间的连接的旋转模式和剪切$B$模式，从而如何估计可以帮助控制系统在未来的无线电弱透镜调查。
2016-12-05 astro-ph.CO
Cluster richness-mass calibration with cosmic microwave background lensing
通过光度测量中星系的过密度来识别星系团是最古老的，也可以说是最经济和质量敏感的探测方法，与X射线和Sunyaev-Zel'dovich效应探测热的星系团内介质相比。然而，一个长期存在的问题一直是映射的光学“丰富”的测量对总集群质量。宇宙微波背景以14 Gpc的共形距离发射，对宇宙中所有介入的物质起到背光的作用，因此被引力透镜化。在这里，我们提出了一个校准的集群光学丰富度在10%的水平，通过测量平均宇宙微波背景透镜收敛普朗克测量的大量的光学选择集群的位置，检测偏转的光子的总质量的顺序为10**14太阳质量的晕。虽然普朗克透镜重建主要是针对大尺度结构的研究，但对于角分尺度上的堆叠星系团，它可以得到几乎无偏的结果。透镜收敛只依赖于物质的分数密度的红移积分，因此这种方法提供了一个干净的测量在宇宙历史的大部分时间，在很大程度上独立于重子物理的集群质量。
2017-07-28 astro-ph.CO
The Weak Lensing Mass of Cosmic Web Filaments and Modified Gravity (MOG)
在修正引力（MOG）下研究了宇宙网细丝的弱透镜效应，证明了在引力强度增大的情况下，细丝中探测到的$5-15 \%$级星系和重子气体与无暗物质细丝的透镜效应数据一致.
2017-05-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Forecasts for the detection of the magnetised cosmic web from cosmological simulations
宇宙网包含宇宙中总气体质量的很大一部分，但在大多数波长下很难检测到。来自冲击加速电子的同步辐射可能提供在无线电波段对宇宙网成像的机会。在这项工作中，我们使用3D宇宙学ENZO-MHD模拟（结合后处理的磁场重新归一化，以括号中缺少的物理成分和分辨率的影响），以产生从宇宙网络的无线电发射的模型。在后处理中，我们研究了13个大型无线电调查的能力，以检测这种排放。我们发现，调查LOFAR，SKA 1-LOW和MWA有机会检测到宇宙网络，提供的细丝中的稀薄介质的磁化水平是热气体能量的1%的顺序。
2015-06-24 astro-ph.CO
Lagrangian Methods Of Cosmic Web Classification
宇宙网定义了我们今天在宇宙中看到的大规模物质分布。将宇宙网分为空洞、片、丝和节点，可以让人们探索结构的形成以及环境因素对晕和星系性质的作用。虽然现有的宇宙网分类研究集中在基于网格的方法，这项工作探索了拉格朗日方法，其中Hoffman等人提出的V-web算法。（2012）采用从平滑粒子流体动力学借来的技术实现。拉格朗日方法允许人们以自适应的方式基于其最近邻居的属性对单个对象（例如粒子或晕）进行分类。它可以直接应用于晕样本，这大大降低了计算成本，并可能允许应用这种分类方案观察星系样本。最后，拉格朗日性质承认直接包含哈勃流，否定了基于网格的分类方法通常采用的视觉定义阈值的必要性。
2015-11-23 astro-ph.CO
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
Hierarchical Reconstruction of the Cosmic Web, The H-Spine method
本文提出H-Spine方法，基于各向异性引力坍缩的几何与动力学约束，层级识别宇宙网中的空洞、墙和纤维，捕捉结构间嵌套关系，并通过3级层级空间的密度与尺寸分布展示其效用。
2023-08-30 astro-ph.CO
Effects of Baryonic Feedback on the Cosmic Web
我们研究重子对宇宙网的影响-晕，丝，墙和空洞。要做到这一点，我们适用于修改后的版本NEXUS，宇宙网络形态分析算法，IllustrisTNG模拟。我们发现，由于重子，晕失去超过$10\%$的质量，主要是丝和一小部分的墙壁和空隙。然而，质量转移并没有显著改变结构的边界，使得宇宙结构的体积分数基本上不受影响。我们量化的重子反馈的功率谱和概率密度函数（PDF）的密度场的个别宇宙结构的影响。对于功率谱，大多数由于反馈引起的抑制可以通过包括$M\ge10^{12}~M_\odot/h$晕来解释，而不考虑其他宇宙结构。然而，当检查密度场的PDF时，我们发现几乎$100\%$抑制了最空的区域，而$10\%$水平的效应（增强或抑制）在纤维、壁和空隙的剩余区域。我们的研究结果表明重子在整个宇宙网络中的影响建模的重要性，而不仅仅是晕，超越两点统计或基于场的推论的宇宙学分析。
2022-12-12 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 cosmic curvature at high redshifts: the combination of LSST strong lensing systems and quasars as new standard candles
提出结合高红移类星体（新标准烛光）与LSST强引力透镜系统的模型无关方法约束宇宙曲率，在高红移实现高精度约束，并发现透镜质量分布对结果影响显著。
2020-05-28 astro-ph.CO
The Cosmic Web of Baryons
宇宙中只有大约10%的重子以恒星或冷气体的形式存在于星系中，其余的预计以被称为宇宙网的稀释气体网络的形式存在。其中一些气体通过紫外线吸收线研究检测到，但一半的气体仍未检测到。结构增长模拟表明，这些“失踪”的重子在非维里化的宇宙细丝中被冲击加热到10^5.5 ~ 10^7 K的温度，并且气体在化学上被星系超级风富集。在这个温度范围内的大多数气体只能通过X射线观测，通过C、N和O的类He和H线离子的吸收和发射来检测。这份白皮书表明，像IXO这样的X射线望远镜可以测试宇宙网最核心的预测：气体质量随温度的分布;气体的动力学及其与附近星系的关系;以及宇宙网材料的拓扑结构。
2009-06-26 astro-ph.CO
Cross-correlation between Subaru Hyper Suprime-Cam Galaxy Weak Lensing and Planck Cosmic Microwave Background Lensing
星系弱透镜（WL）和宇宙微波背景（CMB）透镜之间的互相关是探测中等红移处物质涨落和探测任一探测中剩余系统的有力工具。在本文中，我们研究了星系WL从超Suprime-Cam斯巴鲁战略计划（HSC）的第一个数据发布和CMB透镜从最终的普朗克数据发布，在0.3< z < 1.5的HSC源星系的互相关。HSC是最深的第三阶段星系WL调查，并提供了一个很好的机会来研究高红移宇宙和新的挑战，其异常高的源密度，如源混合。在3.1 $σ$的显著性水平下测量互相关信号。我们的最佳拟合模型相对于最佳拟合2018普朗克宇宙学的振幅是$A = 0.81\pm 0.25$，与$A=1$一致。我们的结果也与以前的CMB透镜和星系WL交叉相关研究使用不同的调查是一致的。我们进行测试相对于WL $B$模式，点扩散函数，光度红移误差，和热Sunyaev-Zel'dovich泄漏，并没有发现显着的证据残留的系统。
2020-10-08 astro-ph.CO
Ringing the universe with cosmic emptiness: void properties through a combined analysis of stacked weak gravitational and Doppler lensing
宇宙空洞的一个重要方面是，这些密度不足的区域提供了有关我们宇宙性质的补充信息。与致密区不同，空洞被物质所避开，也较少受到重子过程的污染。理解宇宙空洞性质的第一步是正确推断它们的质量分布。在文献中，已经实施了各种技术。在本文中，我们回顾了他们，并实现了一种新的技术，是基于多普勒透镜。我们使用相对论性的$N$体代码，\textsc{Gevolution}，产生宇宙学质量扰动，并实现三维射线追踪技术，它遵循射线束的演化。我们专注于宇宙空洞的各种属性（例如，空洞尺寸函数，2点关联函数，和空洞的密度分布），并比较其普遍趋势的结果。我们表明，当弱透镜与多普勒透镜相结合，我们得到更严格的约束比单独弱透镜。我们还获得了更好的协议之间的密度分布推断从透镜效应和密度分布推断晕示踪剂的空隙的中心部分。简要讨论了该结果对正在进行的和未来的低红移光谱巡天的意义。
2022-05-01 astro-ph.CO
Polarized accretion shocks from the cosmic web
在最大的尺度上，星系被引力拉在一起形成星系团，星系团由细丝连接，形成网状图案。从这个宇宙网中预测了射电辐射，它应该起源于宇宙结构周围的强吸积激波。我们提出的第一个观测证据表明，费米型加速从强冲击周围的细丝的宇宙网络，以及在外围的低质量集群，是在宇宙中工作。使用全天射电图和叠加在集群和灯丝，我们已经检测到的同步辐射与偏振分数>= 20%，这是最好的解释，由组织的本地磁场强冲击波在集群外围和集群之间的偏振签名。我们的解释是很好的支持与国家的最先进的宇宙学模拟的详细比较。
2023-02-16 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
Orientation of cosmic web filaments with respect to the underlying velocity field
宇宙的大尺度结构的特征是由空隙、薄片、细丝和结组成的网状结构。这个所谓的宇宙网的结构由局部速度剪切张量决定。特别地，细丝的局部方向应该与e3强烈对齐，e3是与张量的最小本征值相关联的本征向量。这个猜想是在宇宙学模拟的基础上进行检验的。由晕圈分布描绘的宇宙网络由一个具有相互作用的标记点过程（Bisous模型）探测，直接从晕圈分布（P网）探测细丝。发现检测到的P-网细丝与局部e3强烈对准：80%的元件的对准在30度内。这表明，大规模的长丝定义纯粹从晕的分布进行不仅仅是形态信息，虽然Bisous模型没有任何预先假设的基础剪切张量。的P-网丝也比较从速度剪切张量本身（V-网）揭示的结构。在密度区域中，P-和V-网长丝很好地重叠（90%），而在较低密度区域中，P-网长丝优先标记V-网中的片材。
2013-09-16 astro-ph.CO
Cosmic Web Classification through Stochastic Topological Ranking
提出 ASTRA 随机拓扑排序算法，利用星系与随机点对空洞、片状、纤维和结点结构进行概率分类，并在模拟和 SDSS 数据中验证其有效性。
2025-07-28 astro-ph.CO
The Network Behind the Cosmic Web
宇宙网的概念，将宇宙视为一组由引力结合在一起的离散星系，在宇宙学中根深蒂固。然而，人们对最有效的结构和底层网络的特征知之甚少。在这里，我们将探索七种网络构建算法，这些算法使用各种星系属性，从它们的位置到它们的大小和相对速度，将网络分配给模拟和观测提供的星系分布。我们发现，一个模型只依赖于空间接近提供了最好的物理特性之间的相关性连接的星系。我们表明，从模拟和观测中生成的网络的属性是相同的，揭示了宇宙网的深刻普遍性。
2016-04-13 astro-ph.CO
Configuration entropy of the Cosmic Web: Can voids mimic the dark energy?
我们提出了一个替代的物理机制来解释所观察到的宇宙加速膨胀的基础上的宇宙网的配置熵及其演变。我们表明，在宇宙网络中的片，丝和集群作为汇，而作为信息的来源的空隙。宇宙速度场的微分熵随时间而增加，同时也是熵的来源。非线性结构的增长和宇宙网络的出现可能导致这样一种情况，即汇处信息的总体耗散率将主导来自源的信息的生成率。因此，宇宙要么需要分散过密的非线性结构，要么需要加速欠密空隙的膨胀，以防止违反热力学第二定律。由于引力的吸引性质，片层、细丝和簇的分散不是一个可行的选择，但是在空隙处的排斥和向外的特殊引力加速度使得更容易以加速的速率拉伸它们。我们认为，宇宙网内部空洞的加速膨胀可能模仿了暗能量的行为。
2019-03-12 astro-ph.CO
A universal and physically motivated threshold for Hessian-based cosmic web identification: V-Web case
针对V-web等基于Hessian矩阵的宇宙网识别方法依赖无物理依据阈值的问题，本文通过引力模拟引入归一化方法，推导得依赖红移和平滑尺度的普适恒定体积阈值，其体积分数守恒在红移0-2有效，且提供通用拟合公式。
2024-12-12 astro-ph.CO
Revealing the z~2.5 Cosmic Web With 3D Lyman-Alpha Forest Tomography: A Deformation Tensor Approach
对宇宙学物体的研究应考虑到它们在大尺度结构的宇宙网中的位置。不幸的是，宇宙网只在低红移（$z<1$）下被广泛映射，使用星系红移作为底层密度场的示踪剂。在$z>1$，所需的星系密度在可预见的未来是无法达到的，但在紧密分离的背景类星体和恒星形成星系中的莱曼- $α$森林吸收的3D重建已经提供了一个详细的窗口到$z\sim2-3$大尺度结构。我们量化的效用，这样的地图研究宇宙网络使用现实的$z=2.5$ Ly $α$森林模拟相匹配的观测性能即将到来的调查。基于变形张量的分析被用来对通量中的空隙、片、丝和节点进行分类，并将其与从底层暗物质场确定的那些进行比较。我们发现一个非常好的对应关系，与$70\%$的流量地图正确分类相对于暗物质网络的体积，和$99\%$分类在1本征值。这与基于星系的分类器的性能相比毫不逊色，即使是在低红移的最高星系密度。我们发现，狭窄的调查几何形状会降低宇宙网的恢复，除非调查是$\gtrsim 60\,h^{-1}\,\mathrm{Mpc}$或$\gtrsim 1\,\mathrm{deg}$的天空。我们还研究了作为宇宙网络的函数的晕丰度，并发现一个明确的依赖作为通量过密的函数，但很少明确依赖于宇宙网络。这些方法将提供一个新的窗口，在这个非常特殊的时间在星系的形成，“正午”的星系的宇宙学环境，并在这个时代的宇宙学结构的整体性能。
2016-11-03 astro-ph.CO
Dark Energy Survey Year 1 Results: the lensing imprint of cosmic voids on the Cosmic Microwave Background
宇宙空洞的引力透镜的宇宙微波背景（CMB）辐射，导致一个明显的印记的程度标度。我们使用模拟的CMB透镜收敛图从MICE N体模拟校准我们的检测策略，为一个给定的空隙定义和星系示踪剂密度。然后，我们在DES第1年的数据中识别出宇宙空洞，并将普朗克2015年的透镜会聚图叠加在它们的位置上，探测模拟和观察到的空洞透镜信号的一致性。当固定的堆叠收敛轮廓的形状，从模拟校准，我们发现印记在$3σ$的显着性水平的各种分析选择。基于MICE校准过程的最佳测量策略产生DES Y1的$S/N \sim 4$，并且从数据恢复的最佳拟合幅度与MICE的预期一致（$A \sim 1$）。考虑到这些结果以及它们与N体模拟之间的一致性，我们得出结论，先前报道的与DES Y1中的宇宙空洞相关的过量积分萨克斯-沃尔夫（ISW）信号在普朗克CMB透镜图中没有对应物。
2020-11-09 astro-ph.CO
A New Recipe for Caustic Pancakes: On the Reality of Walls in the Cosmic Web
该研究利用受约束N体模拟与焦散骨架框架，推导原壁中心条件、分析其演化，首次计算宇宙壁拉格朗日空间体积，推断壁周围场与暗晕分布，并与原初势鞍点条件对比，探究宇宙网壁结构的真实性。
2025-10-02 astro-ph.CO
Galaxy orientation with the cosmic web across cosmic time
本工作利用宇宙流体动力学模拟Horizon-AGN研究了在宇宙时间内星系自旋与宇宙网的排列。宇宙网络结构是通过DISPERSE算法中实现的持久骨架提取的。研究发现，低质量星系的自旋更有可能与宇宙网的细丝对齐，并位于壁的平面内，而质量更大的星系倾向于具有垂直于细丝轴和壁的自旋。检测到质量跃迁的显著性为9 σ。这种星系排列与纯暗物质模拟中发现的暗晕自旋排列一致，也与（各向异性）潮汐力矩理论的预测一致。然而，与晕不同的是，低质量星系的排列很弱，在低红移时消失，而大质量星系的正交自旋取向很强，并随着时间的推移而增加，可能是合并的结果。在固定的质量，对准与星系形态：高红移对准主要是由螺旋星系，而椭圆形的中心是主要负责的垂直信号。这些预测的自旋排列相对于宇宙细丝和unprecendently墙成功地与现有的观测相比。星系的形状与宇宙网的不同组成部分的对齐也进行了研究。一个连贯的和更强的信号被发现在高质量的形状。在这项工作中探测的两个制度诱导竞争的星系排列信号弱透镜，相反的红移和光度演化。了解这些内在排列的细节将是利用未来主要宇宙剪切调查（如欧几里得或LSST）的关键。
2018-09-17 astro-ph.CO
Persistent homology of the cosmic web. I: Hierarchical topology in $Λ$CDM cosmologies
使用一组宇宙结构形成的$Λ$ CDM模拟，我们使用最先进的多尺度拓扑数据分析（TDA）工具来研究宇宙网络的不断演化的连通性和不断变化的拓扑结构。我们遵循宇宙网络拓扑结构的贝蒂数曲线的演变和特征持久性图的三个（拓扑）类的结构特征：物质浓度，细丝和隧道，和空隙的发展。贝蒂曲线将特征的突出性指定为密度水平的函数，它们随宇宙时代的演化反映了这些结构特征之间不断变化的网络连接。持久性图量化了拓扑特征的寿命和稳定性。在这项研究中，我们首次建立了持久性图之间的联系，它们显示的特征，以及引力驱动的宇宙结构形成过程。通过跟踪这些图表在宇宙时间内的发展，建立了宇宙网络的多尺度拓扑结构和宇宙结构的层次构建之间的联系。图中尖锐的顶点与结构形成过程中的关键转变密切相关。物质浓度图中的顶点与密度水平相一致，通常情况下，它们从哈勃膨胀中分离并开始坍塌。在这个层次上，许多独立的岛屿合并形成宇宙网络，大量的细丝和隧道出现，建立连接桥梁。顶点的位置趋势具有自相似的特征，这可能与宇宙网的层次结构有关。我们发现，持久性图提供了一个显着更高，更深刻的层次上的结构形成过程中的信息比更全球性的总结统计，如欧拉特征或贝蒂数。
2021-04-23 astro-ph.CO
The Zeldovich approximation: key to understanding Cosmic Web complexity
我们描述了宇宙结构形成的动力学如何定义宇宙网络脊柱的复杂几何结构。Zeldovich近似被用来模拟宇宙网的主干在其奇点结构。Arnold等人（1982）用突变理论的描述构成了我们分析的基础。这种二维分析涉及到引力演化四维相空间流形的拉格朗日和欧拉投影的深刻评估。它涉及到奇点类的完整家族的识别，以及我们所看到的在欧拉空间中随着结构的演变而出现的相应焦散线。特别是，因为它有助于勾勒宇宙网络的空间网络，我们调查这些奇点之间的空间连接的性质。我们的主要研究发现是所有的奇点都位于拉格朗日空间中的一组直线上。所有与焦散线有关的动力学过程都集中在这些线附近。我们演示并广泛讨论如何在这些线上找到所有的二维奇点。当将这种空间模式的线映射到欧拉空间时，我们发现最初不相交的线之间的连通性越来越大，从而形成了一个扩展网络。换句话说，这些线条构成了宇宙网全球几何进化的蓝图。
2013-11-20 astro-ph.CO
The SL2S Galaxy-scale Lens Sample. II. Cosmic evolution of dark and luminous mass in early-type galaxies
我们提出了一个联合的引力透镜和恒星动力学分析的11个早期型星系（中值偏折红移$\zd=0.5$）的强透镜的遗产调查（SL 2 S）。使用新测量的红移和恒星速度色散从凯克光谱与透镜模型从文件I，我们推导出总的质量密度斜率内的爱因斯坦半径为11个透镜。发现平均总密度斜率为$<γ'>= 2.16^{+0.09}_{-0.09}$（$ρ_{\rm tot}\propto r^{-γ'}$），固有散射为$0.25^{+0.10}_{-0.07}$。我们还确定了暗物质的分数为每个透镜的有效半径的一半内，并发现平均投影暗物质的质量分数为$0.42^{+0.08}_{-0.08}$与散射$0.20^{+0.09}_{-0.07}$的萨尔彼得IMF。通过结合SL2S的结果和斯隆透镜ACS巡天（$\zd=0.2$中位数）以及透镜结构和动力学巡天（$\zd=0.8$中位数）的结果，我们研究了$γ'$的宇宙演化，发现了一个温和的趋势$\partial<γ'>/\partial\zd = -0.25^{+0.10}_{-0.12}$。这表明大质量星系的总密度轮廓在宇宙时间内变得稍微陡峭。如果这一结果得到更大样本的证实，这将表明耗散过程在自$z\sim1$以来大质量星系的生长中发挥了一定作用。
2010-08-18 astro-ph.CO
The COSMOS-Web Lens Survey (COWLS) I: Discovery of >100 high redshift strong lenses in contiguous JWST imaging
本研究提出COSMOS-Web透镜巡天（COWLS），借助JWST多波段成像与透镜建模辅助识别，在连续天区发现100余个高红移强透镜候选体，并发布配套公开数据集，为宇宙学与星系演化研究提供重要样本。
2025-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The COSMOS-Web Lens Survey (COWLS) II: depth, resolution, and NIR coverage from JWST reveal 17 spectacular lenses
本研究利用JWST/NIRCam高分辨率近红外成像数据在COSMOS-Web场中系统搜寻强引力透镜，通过视觉检查超4.2万个星系发现了17个最壮观的强透镜系统，并揭示了JWST在探测极端参数空间透镜方面的独特优势。
2025-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The COSMOS-Web Lens Survey (COWLS) III: forecasts versus data
该研究对比COSMOS-Web巡天强引力透镜的预测与观测候选目录，修改lenspop生成预测，发现爱因斯坦半径分布匹配但红移和星等不匹配，明确JWST强透镜可探测再电离时代。
2025-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Synchrotron emission and neutral hydrogen in the simulated cosmic web
我们提出了ENZO宇宙学模拟运动的第一个结果，目标是宇宙网络的冲击和中性部分，由INAF-CINECA协议提供的超级计算设施。
2020-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
COWS: A filament finder for Hessian cosmic web identifiers
大尺度星系和物质分布通常用由空洞、片、丝和结组成的宇宙网来描述。有许多不同的方法可以用来识别这个宇宙网络。在这里，我们专注于一个子类的宇宙网络标识符，海森矩阵的分析的基础上，并提出了一种方法，称为宇宙网络骨架（COWS），分离成一组单独的离散丝细胞的合奏。具体而言，细化算法应用于基于速度剪切张量的宇宙网（V-网），以识别细丝的脊柱。这导致一组具有明确定义的端点和长度的长丝。它被证实，这些坐在当地的密度脊，并与适当的方向所定义的底层速度场。这些弯曲的圆柱形长丝的径向密度分布，以及它们的长度的分布也进行了检查。根据分辨率和V-web阈值检查所有结果的稳健性。COWS方法的代码已公开提供。
2022-01-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
On the relative effect of nodes and filaments of the cosmic web on the quenching of galaxies and the orientation of their spin
宇宙网的细丝和星团对星系的性质有影响，关闭它们的恒星形成，有助于它们的恒星质量的积累，并影响它们角动量的获得。在这项工作中，我们利用IllustrisTNG模拟，再加上DisPerSE宇宙网提取算法，来测试哪一个是受宇宙网影响最大的星系属性，相反，来评估各种宇宙网特征对给定星系属性的差异影响。我们的目标是利用这些信息来更好地了解星系的演化，并确定未来的努力应该集中在哪些星系属性上，以从星系分布中探测宇宙网。我们提供了一个全面的分析星系属性和宇宙网络功能之间的关系。我们还进行了广泛的测试中，我们试图解开本地的超密度的星系的大尺度结构环境的影响，他们的属性的影响。我们的研究结果表明，恒星形成量是随着距离宇宙网特征的距离变化最大的量，但它也是与星系局部环境关系最密切的量。另一方面，星系角动量的方向是随着距离宇宙网特征的距离而显示出最弱趋势的属性，同时也更加独立于星系的局部环境。我们的结论是，星系的角动量的方向和它的使用，以提高我们的宇宙网络功能的检测可能是未来的研究重点受益于更大的统计样本。
2021-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Prospect of Measuring the Cosmic Dipole by Associating Strongly Lensed Gravitational Waves with Galaxy Surveys
International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室，中国科学院大学）
本文探讨利用强透镜引力波事件测量宇宙双极矩的可行性，通过模拟Einstein Telescope和Cosmic Explorer的观测，预测在10年的观测中可以检测到与CMB和数计测量一致的双极矩幅度，并通过结合双透镜事件与三或四透镜事件的约束进一步提高对双极矩的限制。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmic Spiderweb and General Origami Tessellation Design
宇宙网（宇宙中物质的排列）、蜘蛛网和折纸镶嵌是通过它们的几何形状（特别是分段沃罗诺伊镶嵌）联系在一起的。这激发了宇宙网络的折纸和纺织艺术表现。它还涉及到折纸可以给宇宙网带来的科学见解;我们展示了一些宇宙学计算机模拟的结果，以及一些折纸镶嵌特性。我们还适应软件开发的宇宙网络研究提供一个交互式工具，一般折纸镶嵌设计。
2018-08-31 astro-ph.CO cs.CG
The distance sum rule from strong lensing systems and quasars - test of cosmic curvature and beyond
在强透镜系统中测试距离和规则提供了一种有趣的方法来确定曲率参数$Ω_k$使用更多的本地对象。在本文中，我们将这种方法应用到一个相当新的数据集的强透镜系统相结合的中等光度类星体校准为标准统治者。在强透镜研究中广泛使用的三种透镜模型（SIS模型，幂律球面模型和扩展幂律透镜模型）的框架中，我们表明，假设的透镜模型对宇宙曲率约束有相当大的影响，这被发现是兼容或勉强兼容的平面情况下（取决于采用的透镜模型）。根据透镜速度色散定义的低、中、高质量子样本的分析表明，尽管用统一的模型来描述所有透镜的特征是不合理的，但这种划分对推断的宇宙曲率几乎没有影响。最后，考虑到未来大规模的调查将提供他们的收益，我们模拟了一个模拟的强透镜系统目录，预计将被LSST看到，以及一个现实的类星体目录。我们发现，大约有16000个这样的系统，结合未来射电天文学调查中看到的500个紧凑的毫角秒射电源提供的距离信息，人们将能够以$ΔΩ_k\simeq 10^{-3}$的精度限制宇宙曲率，这与\textit{Planck} 2015年结果的精度相当。
2018-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy properties and the cosmic web in simulations
我们试图了解星系属性和它们的局部环境之间的关系，这需要一个适当的环境概念的制定。我们分析GIMIC套件的宇宙流体动力学模拟的框架内的宇宙网络制定的霍夫曼等人，重点是模拟的DM晕和发光星系的属性相对于空洞，片，丝和结-宇宙网的四个元素。我们发现，晕的质量函数依赖于环境，从而带动了其他星系形成的环境依赖性。网形晕质量函数，并通过其主机晕质量的星系属性的强烈依赖，它也塑造了星系（网）环境的依赖。
2014-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rotation of galaxies as a signature of cosmic strings in weak lensing surveys
来源于拓扑缺陷的矢量扰动可以在背景星系的透镜中产生旋转。这是一个潜在的吸烟枪存在的缺陷，因为旋转产生一个卷曲状的组件中的弱透镜信号，这是不是由标准的密度扰动在线性顺序产生。这个旋转信号是由宇宙弦产生的。未来的大规模弱透镜调查应该能够检测到这种信号，即使是弦张力的数量级低于目前的限制。
2009-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Using CMB lensing to constrain the multiplicative bias of cosmic shear
弱引力透镜是宇宙学研究的重要课题之一。目前正在进行旨在测量宇宙中物质分布的宇宙切变调查（泛星计划），或计划在未来十年进行（DES、LSST、EUCLID、WFIRST）。这些调查成功的关键是系统分类的控制。在这项工作中，提出了一种新的方法来约束这样一个家庭的系统学，被称为乘法偏见。这种方法利用了星系巡天中的弱透镜测量值与高分辨率CMB实验中获得的测量值之间的互相关性。这种互相关被证明有能力打破物质功率谱的归一化和宇宙剪切的乘性偏差之间的简并性，并能够将后者限制在百分之几。
2011-10-24 astro-ph.CO 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
