Bayesian component separation and CMB estimation for the 5-year WMAP temperature data
一个良好的测试和验证吉布斯采样代码，执行组件分离和CMB功率谱估计，被应用到{ \it WMAP} 5年的数据。使用一个简单的模型，包括CMB，噪声，单极子和偶极子，一个"每像素“的低频幂律（适合振幅和光谱指数），和一个热尘埃模板与固定的光谱指数，我们发现，低$\ell$（$\ell < 50$）CMB功率谱是在良好的协议与公布的{ \it WMAP}5的结果。在5年数据中，发现残留单极子和偶极子较小（$\lesssim 3 μ$ K）或可忽略不计。我们全面测试了对前景（如灰尘光谱指数，幂律光谱指数先验，模板）的假设，并发现CMB功率谱对这些选择不敏感。我们确认南北黄道半球之间的功率不对称，这似乎是强大的前景建模。低频频谱指数图表明，相对于在低频率（$\sim$ GHz）处发现的频谱，平均频谱（$β=-2.97\pm0.21$）更陡。
2009-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Limits on Polarized Dust Spectral Index Variations for CMB Foreground Analysis
使用普朗克偏振数据，我们搜索和约束空间变化的偏振尘埃前景的宇宙微波背景（CMB）的观测，特别是在其光谱指数，$β_d$。如果不考虑这些变化，将导致前台清理中的错误，这些错误将传播到从清理后的CMB图恢复宇宙学参数时的错误。目前还不清楚如何强大的普朗克数据约束$β_d$变化的先前研究是由于噪声建模，残差系统学和先验的挑战。为了澄清$β_d$及其变化的限制，我们采用两个像素空间分析的偏振尘埃前景在$>3.7^{\circ}$尺度上的$\approx 60\%$的天空在银河系高纬度。一个模板拟合方法，它测量$β_d$超过三个地区的$\approx 20\%$的天空，没有发现显着偏离一个统一的$β_d = 1.55$，符合先前的普朗克测定。在这些区域中的附加分析，基于对每个像素的灰尘和CMB模型的多频率拟合，对$σ_{β_d}$（$β_d$中的高斯空间变化）施加限制。在最高纬度，数据支持$σ_{β_d}$到$0.45$，中纬度支持$0.30$，低纬度支持$0.15$。我们还表明，必须小心解释当前的普朗克约束，$β_d$地图，和噪声模拟时。由于高纬度地区的残留系统学和低尘埃信噪比，对正在进行和未来任务的预测应包括本文根据当前极化数据估计的大$σ_{β_d}$值的可能性。
2021-10-22 astro-ph.CO
Supernova, baryon acoustic oscillations, and CMB surface distance constraints on f(G) higher order gravity models
我们考虑最近提出的高阶引力模型，其中的作用量是由爱因斯坦-希尔伯特作用量加上高斯-邦纳不变量的函数f（G）建立的。这些模型先前被证明通过了物理可接受性条件以及太阳能系统测试。在本文中，我们比较模型的超新星，重子声学振荡，并从CMB表面的最后散射的约束组合数据集。我们发现，该模型提供了适合的数据接近的LCDM一致性模型。结果提供了一个通过这些测试的高阶重力模型池，需要与来自大尺度结构和完整CMB分析的约束进行比较。
2010-04-14 astro-ph.CO gr-qc
Estimation of Inflation parameters for Perturbed Power Law model using recent CMB measurements
宇宙微波背景辐射（CMB）是了解宇宙暴胀时代的重要探测手段。我们考虑了扰动幂律（PPL）暴胀模型，它是对幂律暴胀模型的一种软偏离。该模型考虑了暴胀过程中哈勃参数的高阶导数的影响，从而导致暴胀子场的有效质量$m_{\rm eff}$不为零。首阶源的哈勃参数的高阶导数在超越PL暴胀模型的标量和张量扰动下的谱指数差不变。PPL模型有两个可观测的独立参数，即张量扰动的谱指数$ν_t$和标量扰动的谱指数变化$ν_{st}$，用来解释观测到的标量和张量扰动的功率谱特征。根据最近WMAP、Planck和BICEP-2对CMB功率谱的温度和偏振测量，我们估计了PPL模型与标准$Λ$ CDM模型的可行性。虽然BICEP-2声称探测到了$r=0.2$，但普朗克提供的尘埃污染估计值留下了一个可能性，即在联合分析中，预计只有$r$的上限。因此，我们考虑不同的上界的值的$r$和PPL模型可以解释较低的值的张量标量比（$r<0.1$或$r<0.01$）的标量谱指数的$n_s=0.96$通过具有非零值的有效质量的暴胀子场$\frac{m^2_{\rm eff}}{H^2}$。WP+ Planck似然分析显示，对于$r<0.1$和$r<0.01$，分别用$5.7\,σ$和$8.1\,σ$对$\frac{m^2_{\rm eff}}{H^2}$进行非零检测。然而，使用BICEP-2可能性$\frac{m^2_{\r…
2015-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Constraints from CMB in the intermediate Brans-Dicke inflation
本文研究了Jordan-Brans-Dicke理论中的中间暴胀阶段。在这种情况下，我们分析对应于绝热和等曲率模式的量子涨落。我们的模型与爱因斯坦广义相对论中的中间模型进行了比较。我们根据七年的WMAP数据评估了这个模型的状态。
2011-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Constraining stochastic gravitational wave background from weak lensing of CMB B-modes
随机引力波背景（SGWB）通过弱透镜效应影响CMB各向异性。与由于仅使光子轨迹偏转的大尺度结构引起的弱透镜作用不同，SGWB具有沿着轨迹旋转偏振矢量的附加效果。我们研究了这两种效应的相对重要性，偏转和旋转，特别是在由SGWB引起的弱透镜效应引起的E模式到B模式功率转移的背景下。使用弱透镜畸变的CMB作为探针，我们得到的光谱能量密度（$Ω_{GW}$）的SGWB，来源于不同的红移，而不假设任何特定的模型为它的起源的约束。我们提出了这些界限$Ω_{GW}$不同的幂律模型表征的SGWB，表明阈值以上，可观察到的印记的SGWB必须存在于CMB。
2016-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Updated reduced CMB data and constraints on cosmological parameters
我们得到了$w$ CDM和$Λ$ CDM模型的WMAP 9，WMAP 9 + BICEP 2，Planck+WP和Planck+WP+ BICEP 2的约化CMB数据$\{l_A, R, z_*\}$.然后，我们使用这些减少CMB数据结合低红移观测宇宙学参数的约束。我们发现，包括BICEP 2的结果在一个更高的值的哈勃常数，特别是当状态方程的暗能量和曲率被允许变化。对于具有曲率的$Λ$ CDM模型，在约1.3 $σ$置信水平下，用Planck +WP+Lensing估计的哈勃常数与用Planck+WP+BICEP估计的哈勃常数不一致.
2015-07-03 astro-ph.CO gr-qc
Inflation and primordial power spectra at anisotropic spacetime inspired by Planck's constraints on isotropy of CMB
最近，普朗克2013年的结果表明，在低-（\ell）多极的CMB温度波动的偶极功率调制的可能证据。这种反常现象可能意味着与统计各向同性的某些偏差。为了将普朗克数据纳入标准宇宙学模型，我们提出了一个各向异性时空中的极早期宇宙暴胀模型。在Randers-Finsler时空中提出了一种广义Friedmann-Robertson-Walker（FRW）度规.我们得到了具有方向依赖性的标量微扰（如偶极调制）的本征功率谱。这与普朗克观测信号的CMB各向异性的偶极功率调制是一致的。
2013-12-23 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
From Cavendish to PLANCK: Constraining Newton's Gravitational Constant with CMB Temperature and Polarization Anisotropy
利用WMAP、BOOMERANG、CBI和ACBAR实验的最新CMB数据和来自大爆炸核合成的独立约束，给出了牛顿引力常量宇宙变化的新约束.我们发现，目前的CMB数据提供的限制在10%的水平，可以提高到3%，包括BBN数据。我们表明，未来的数据预计从普朗克卫星可以约束G在1.5%的水平，而最终的，宇宙方差有限，CMB实验可以达到约0.4%的精度，与目前的实验室测量竞争。
2009-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational constraints in Delta Gravity: CMB and supernovas
Delta Gravity是一个基于广义相对论的扩展的引力模型，由一种称为$\tildeδ$的新对称性给出。在这个模型中，新的物质场被添加到原始的物质场，由额外的对称性激发。我们称之为$\tildeδ$物质场。这个模型预言了一个加速的宇宙，而不需要引入一个宇宙学常数。在这项工作中，我们研究了三角洲重力预测标量CMB TT功率谱使用的分析流体动力学方法。为了将普朗克卫星的数据与DG模型相拟合，我们使用了马尔可夫链蒙特卡罗分析。我们还包括一个研究SNe-Ia和CMB观测之间的兼容性在三角洲重力背景。最后，我们得到了标量CMB TT功率谱和解释SNe-Ia数据和CMB测量所需的拟合参数。考虑到分析近似，结果与两个观察结果合理一致。我们还讨论了哈勃常数和加速宇宙是否与三角洲引力背景下的观测证据相一致。
2020-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Understanding the neutrino mass constraints achievable by combining CMB lensing and spectroscopic galaxy surveys
我们执行一个彻底的检查中微子质量（$M_ν$）的限制，实现未来的光谱星系调查与宇宙微波背景（CMB）的实验相结合，重点是CMB透镜和星系CMB透镜的贡献。CMB透镜可以帮助打破$M_ν$ -曲率简并结合时，重子声学振荡（BAO）的测量，但我们证明了这种组合浪费了大量的约束功率，作为宽带形状的功率谱的约束作出了重大贡献。我们还扩大了以前的工作，以证明如何宇宙学无关的约束$M_ν$可以提取相结合的测量的尺度依赖性的功率谱所造成的中微子自由流与未来的CMB调查的全部权力。这些自由流的限制是独立的光学深度的CMB（$τ$）和竞争的限制从BAO扩展宇宙学，即使两者都与CMB透镜和银河系CMB透镜相结合。
2020-11-22 astro-ph.CO
CMB constraints on Dark Matter models with large annihilation cross-section
在红移1000附近，暗物质湮灭产生的次级粒子的注入将不可避免地影响复合过程，在宇宙微波背景（CMB）各向异性和极化上留下印记。我们发现，最近的CMB测量提供的WMAP卫星任务放置有趣的约束DM的自湮灭率，特别是对于模型，表现出一个大的索末菲增强的湮灭截面，最近提出了适合PAMELA和ATIC的结果。此外，我们认为，即将到来的CMB实验，如普朗克，将改善约束至少一个数量级，从而提供了一个敏感的探针DM粒子的属性。
2009-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parametrised modified gravity and the CMB Bispectrum
我们预测的限制，从宇宙微波背景（CMB）的各向异性双谱，所产生的透镜和集成Sachs-Wolfe效应之间的相关性的重力修正理论。在修正引力模型中，度规势的演化一般会发生改变，对CMB双谱信号的贡献与标准宇宙学模型中的预期有很大不同，我们采用参数化的方法，重点研究了三种不同的模型：Linder增长指数模型、Chameleon型模型和f（R）理论。我们表明，对模型参数的约束将显着改善未来的CMB双谱测量。
2012-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Constraints on the Stochastic Gravitational-Wave Background at Mpc scales
本文利用宇宙微波背景（CMB）数据对Mpc尺度的随机引力波（GW）进行了强约束。CMB对GW的约束通常被表征为张量与标量之比，具体地假设原始谱的幂律形式，并且从CMB的角谱获得。在这里，我们放松假设的幂律形式，并考虑到在何种程度上可以约束单色GW在较短的波长。以前，这样的约束已经在大于CMB测量的分辨率尺度的波长处导出，通常高于$100$ Mpc（频率低于$10^{-16}$ Hz）。然而，其波长比$100$ Mpc短得多的GW可以在所观察到的角尺度$\ell<1000$上在CMB各向异性上留下小但不可忽略的信号。在这里，使用CMB的温度，偏振，和透镜的数据集，我们得到了最好的约束，以日期在$10^{-16}-10^{-14}$ Hz的GWs前产生的时间去耦，这是严格的比那些来自天文测量和上限的额外辐射。在未来，随着大尺度上的精确$B$模式测量，$\ell<100$，Mpc尺度上对GWs的约束将进一步提高几个数量级。
2019-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
CMB lensing forecasts for constraining the primordial perturbations: adding to the CMB temperature and polarization information
我们预测如何当前（{ \planck }）和未来（{ \prism }）宇宙微波背景（CMB）实验约束绝热模式及其混合物与原始等曲率模式，使用测量的重构CMB透镜势和透镜诱导CMB B模式偏振各向异性结合CMB温度和E模式偏振各向异性。我们首先研究了绝热模和等曲率模的CMB温度谱、偏振谱和透镜谱的特性。然后，我们考虑如何透镜诱导的B-模式偏振和透镜潜在的信息可以改善约束的混合物的绝热和三个相关的等曲率模式。我们发现，CMB透镜谱提高了等曲率模式的约束最多10%的{ \planck }和{ \prism }实验，有限的改善结果的低幅度的等曲率透镜谱和这些谱之间的抵消，使它们只能轻微检测。如通过{ \prism }测量的，使用透镜诱导的CMB B模式偏振光谱有更大的增益，其中相对于CMB温度和E模式偏振约束，对等曲率模式振幅的约束提高多达40%。透镜化和透镜化诱导的B模式偏振信息两者的添加将等曲率模式振幅约束在百分之几水平或更好，在绝热模式与一个或两个相关等曲率模式的混合物的情况下，具有百分之一水平约束或更好的可能。我们调查的依赖，我们的结果在我们的分析中的各种假设，如列入暗能量参数，CMB温度透镜相关性，和存在的原始张量模式，并发现这些假设并没有显着改变我们的主要结果。
2014-11-28 astro-ph.CO
New Constraints on Anisotropic Rotation of CMB Polarization
标量场与电磁场通过Chern-Simons项的耦合将使宇宙微波背景辐射的偏振方向发生旋转。旋转角度依赖于CMB天空上的标量场的分布，是方向相关的。这种各向异性将引起新的扭曲的功率谱的CMB偏振和它可以用来探测详细的物理的标量场。在本文中，我们使用更新的观测数据来约束各向异性的旋转角在一个模型无关的方式。我们发现，各向异性旋转对CMB的主导作用来自于它的方差，它受到当前数据的严格约束。
2013-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Using CMB data to constrain non-isotropic Planck-scale modifications to Electrodynamics
我们开发了一种方法来约束非各向同性功能的宇宙微波背景（CMB）的偏振，预计会出现在一些模型描述光传播的量子引力的影响。我们描述了这种异常光在CMB光子上传播的预期特征，表明它将产生非各向同性双折射效应，即CMB偏振方向的旋转，其观测量以特殊的方式依赖于观测方向。我们还表明，预期的灵敏度水平的CMB偏振研究的\emph{Planck}卫星是足够的测试这些影响，如果在量子引力文献中假设，其大小是由分钟普朗克长度。
2011-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Improving Constraints on Inflation with CMB Delensing
本文提出利用CMB去透镜化技术改进暴胀相关参数约束，包括原初曲率谱、振荡特征、空间曲率及等曲率扰动模型，并评估检验单场暴胀张量一致性条件的可行性。
2023-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on Patchy Reionization from Planck CMB Temperature Trispectrum
通过测量普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的三谱，我们提出了对补丁再电离的约束。斑片状再电离导致CMB光学厚度的各向异性，并且改变了所观察到的CMB各向异性的统计。我们估计的三谱的CMB温度各向异性约束的光学深度的空间变化。我们表明，测量的三光谱是一致的，从标准的透镜CMB模拟在$2σ$。虽然在普朗克2015温度三谱中没有发现斑片状再电离的证据，但对斑片状再电离的CMB约束比以前的工作有了显着改善。假设Wang和Hu（2006）的解析气泡晕模型，在这项工作中获得的约束排除了在$\sim0.5$的电离分数为$R\gtrsim 10$ Mpc的典型气泡尺寸。此外，我们的约束意味着，如果Dvorkin等人（2009）描述了由斑片再电离引起的$B$模，则来自斑片再电离的大尺度$B$模在探测$r\gtrsim0.001$的原始引力波时不是一个显著的污染。CMB三谱数据开始对斑片状再电离提供有意义的约束。
2018-03-01 astro-ph.CO
Detection of relic gravitational waves in the CMB: Prospects for CMBPol mission
通过残留引力波在宇宙微波背景辐射中的印记来探测残留的引力波，是计划中的CMBPol任务的最重要任务之一。在最简单可行的理论模型中，引力波背景由两个参数表征，张量标量比$r$和张量谱指数$n_t$。在本文中，我们分析了这两个参数，$r$和$n_t$的潜在联合约束，使用CMBPol任务的潜在观测，预计将检测遗迹引力波，如果$r\gtrsim0.001$。讨论了宇宙弱透镜效应、各种前景辐射和系统误差等污染物对系统的影响。
2011-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Polarization can constrain cosmology better than CMB temperature
我们表明，宇宙方差有限的实验，CMB E极化单独放置更强的约束宇宙学参数比CMB温度。例如，我们表明，EE可以约束参数比TT高达2.8倍时，被认为是一个多极范围为l=30-2500。我们揭示了这一显着的结果背后的物理效应，并研究它如何取决于分析中包括的多极范围。在大多数相关的情况下，TE或EE超过了基于TT的宇宙学约束。这一结果是重要的，因为小尺度天体物理前景预计将有一个大大减少对偏振的影响，从而打开了可能性，建设更清洁和更严格的LCDM模型的约束。这特别适用于拟议的未来CMB卫星任务，如CORE或PRISM，这些卫星被设计成在极化方面受到宇宙方差限制，直到非常大的多极。我们对类普朗克实验进行了同样的分析，并得出结论，即使在这种情况下，TE单独确定对$Ω_ch^2$的约束也应该比TT好15%，而确定$Ω_bh^2$、$n_s$和$θ$的精度相当。最后，我们探讨了几个经典的LCDM模型的扩展，并再次表明，CMB偏振单独提供更严格的约束比CMB温度的情况下，宇宙方差有限的实验。
2014-03-20 astro-ph.CO
CMB constraints on primordial black hole dark matter
我们重新审视宇宙微波背景辐射（CMB）对原始黑洞暗物质的约束。来自COBE/FIRAS的光谱失真限制不施加相关约束。Planck CMB各向异性功率谱表明具有$m_{BH}\gtrsim 5~M_{\odot}$的原初黑洞是不受欢迎的。然而，由于对黑洞吸积过程的处理，这容易受到相当大的不确定性的影响。这些约束条件弱于那些在早期文献中引用的相同的观测量。
2017-04-15 astro-ph.CO
Using SPTpol, Planck 2015, and non-CMB data to constrain tilted spatially-flat and untilted non-flat $Λ$CDM, XCDM, and $ϕ$CDM dark energy inflation cosmologies
我们使用六个倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦暗能量宇宙学模型分析南极望远镜偏振（SPTpol）宇宙微波背景（CMB）数据，单独和结合普朗克2015 CMB数据和非CMB数据，即万神殿Ia型超新星的视星等，收集的重子声学振荡数据点，哈勃参数测量和增长率。虽然最适合普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学模型不能提供与SPTpol数据的良好拟合，但由于$χ^2$超过了预期值，考虑到不确定性，在每个模型中，SPTpol数据和普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学参数约束在很大程度上是相互一致的。当较小的角标度SPTpol数据单独与普朗克数据或与普朗克CMB和非CMB数据联合使用来约束非倾斜的非平坦模型时，空间闭合模型仍然优于其相应的平坦极限。当与普朗克数据结合使用时，非CMB数据（特别是来自六个实验的重子声学振荡测量）比SPTpol数据具有更大的约束力。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology in doubly coupled massive gravity: constraints from SNIa, BAO and CMB
通过有效复合度规，在双耦合物质场存在下的大质量引力产生宇宙的加速膨胀。最近的研究表明，该模型具有稳定的de Sitter吸引子解，可以作为一个暗能量模型。在这项工作中，我们进行了第一次分析的约束所施加的SNIa，BAO和CMB数据的大规模重力模型与有效的复合度量，并表明，所有的背景观测是相互兼容的一个西格玛水平与模型。
2016-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar spectral index in the presence of Primordial Black Holes
我们研究了通过原始黑洞（PBH）的蒸发在早期阶段重新加热宇宙的可能性，这些黑洞是由于在膨胀过程中产生的不均匀性的崩溃而形成的。通过使用目前的结果得到的重子光子比从BBN和CMB的观测，我们施加限制的光谱指数的扰动的那些小尺度上，不能通过CMB各向异性和CMB扭曲估计。在这项研究中的PBH的质量限制在$10^{9}$和$10^{11}$ g的范围内，这对应于那些PBH的最大蒸发发生在红移$10^{6} < z < 10^{9}$。结果表明，上界的标量谱指数，$ n_{s}$可以被约束为一个给定的阈值，$ ζ_{\rm th}$，PBH形成的曲率扰动。利用Planck的宇宙学参数结果，我们分别得到了$ ζ_{\rm th} =0.7 $的$n_{s} < 1.309 $和$ ζ_{\rm th} = 1.2 $的$ n_{s} < 1.334 $.对原始黑洞形成的密度分数也进行了估计。
2018-05-28 astro-ph.CO
Detecting Relic Gravitational Waves in the CMB: Comparison of Planck and Ground-based Experiments
比较了两种即将开展的宇宙微波背景辐射（CMB）实验，即空间普朗克卫星和各种地面实验对残余引力波的探测能力。与地面实验相比，普朗克卫星可以观测到所有多极区的CMB功率谱，但仪器噪声要大得多。我们发现，对于张量标量比$Δr$的不确定性，北极熊（II）作为一个典型的地面实验可以给出比普朗克卫星小得多的值。然而，对于光谱指数$Δn_t$的不确定性，普朗克可以给出与北极熊（II）相似的结果。如果结合这两个实验，则$Δn_t$的值可以减小2倍。对于含$r=0.1$的模型，可望达到约束$Δn_t=0.10$，这为研究极早期宇宙的物理提供了一个极好的机会。我们还发现，在最大尺度（$\ell<20$）的观察是非常重要的约束的光谱指数$n_t$。因此，有必要结合未来空间和地基CMB实验的观测结果来确定遗留的引力波。
2009-07-09 astro-ph.CO
Optimal constraints on primordial gravitational waves from the lensed CMB
我们演示了如何在理想条件下获得透镜宇宙微波背景（CMB）数据中原始引力波分量的最佳约束。首先，我们推导出张量标量比，$r$，通过使用误差控制密切近似的确切后，高斯原始CMB和透镜偏转电位的假设下，估计。这将快速内部迭代透镜重建与未透镜化CMB的最佳恢复相结合。我们评估其性能的模拟低噪声极化数据针对复合峰。我们仔细地证明了我们的$r$ -后验估计是最佳的，没有显着的偏差，使其成为最强大的估计原始引力波从CMB。我们比较这些限制，从$B$模式带功率似然分析相同的模拟数据，之前和之后的地图级二次估计delensing，迭代delensing。在内部，迭代去透镜的频带功率平均仅略低（低于10%），有望接近第四阶段CMB实验的最佳约束。
2019-01-28 astro-ph.CO
Taller in the saddle: constraining CMB physics using saddle points
宇宙微波背景（CMB）温度（热点和冷点）极值点的统计在文献中已经得到了很好的探索，并已被用来约束早期宇宙的模型。在这里，我们将CMB中的临界点的研究扩展到去除极值后剩余的集合，即鞍点。我们执行堆栈的温度和偏振温度鞍点在CMB的模拟，以及从普朗克卫星的数据。然后，我们计算鞍点堆栈的理论配置文件，给定的基本功率谱的CMB。作为这样的堆栈的效用的一个例子，我们约束模型的宇宙双折射，并比较约束力的鞍点与极值点。我们发现，在双折射的具体例子中，我们可以在我们的分析中使用鞍点比使用极值更严格的约束。事实上，我们发现我们的鞍点分析产量接近最优约束，通过比较功率谱分析。因此，我们建议，在鞍点上的叠加，在一般情况下，是一个有用的方法来测试非标准的物理效应，改变CMB功率谱。
2019-03-04 astro-ph.CO
The role of CMB spectral distortions in the Hubble tension: a proof of principle
虽然$Λ$ CDM模型的早期和晚期修正都被提出来解决哈勃张力，但令人信服的论点表明，要想成功解决这个问题，它需要修改宇宙在重组之前的膨胀历史。这大大增加了精确的CMB观测的重要性，在这封信中，我们提出了CMB光谱失真的论点，强调了它们在约束模型中的潜在作用，这些模型在标准$Λ$ CDM参数中引入了显着的变化，例如标量光谱指数，试图解决哈勃张力。
2020-09-17 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
Polarized Synchrotron Foreground Assessment for CMB Experiments
偏振银河同步辐射是宇宙微波背景辐射实验的一个不理想的前景，在频率$< 150$ GHz观测。我们在1.4，2.3，23，30和33 GHz的观测数据进行综合分析，以量化的偏振同步辐射光谱指数，$β^{pol}$，$\sim3.5^\circ$尺度上的空间变化。我们比较了不同数据组合的结果，以解决这些公共数据中存在的局限性和不一致性，并形成了$β^{pol}$的合成图。数据质量屏蔽留下44%的天空覆盖率（$|b|> 45^\circ$为73%）。一般来说，$-3.2 < β^{pol} \lesssim -3$位于银河系内平面和边缘，但在银河系外的扇形区有一个平坦的指数。我们发现一个明确的光谱指数陡峭的增加纬度南银河平面与$Δβ^{pol}=0.4$，和一个较小的陡峭的$0.25$在北部。在银河系南极附近，偏振同步加速器光谱指数为$β^{pol} \approx -3.4$。还检测到了$Δβ^{pol} \sim 0.1$的经向光谱指数关于纬向平均值的变化。在BICEP 2/Keck调查足迹中，我们发现与恒定值$β^{pol} = -3.25 \pm 0.04$（统计）$\pm 0.02$（系统）的一致性。我们计算的频率，同步辐射和热尘埃的排放同样有助于总偏振前景的地图。在这项工作中遇到的数据集之间的局限性和不一致性，明确了在多个频率，特别是$10-20$ GHz之间的额外独立调查的…
2022-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Future CMB cosmological constraints in a dark coupled universe
作为正在进行的普朗克实验的宇宙微波背景卫星任务预计将对广泛的宇宙学参数提供最强的约束。然而，当把宇宙学常数作为暗能量成分的假设去掉时，这些约束可能会减弱。在这里，我们表明，这将确实是这种情况下，存在着一个耦合之间的暗能量和暗物质流体。特别是，当引入暗耦合时，冷暗物质密度和解耦时的角直径距离等关键参数的预期误差明显更大。我们表明，这将是未来的卫星任务，EPIC的情况下，除非CMB透镜提取进行。
2010-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Future CMB Constraints on Early, Cold, or Stressed Dark Energy
我们研究了未来的限制早期暗能量（EDE）实现的普朗克和CMBPol实验，包括宇宙微波背景（CMB）透镜。对于暗能量，我们考虑了通过声速c_s^2 <1（冷暗能量）和用粘性参数c_vis ^2参数化的各向异性应力而聚集的可能性。讨论了宇宙学参数与EDE参数之间的简并性。特别是，我们证明了EDE模型中各向异性应力的存在会严重破坏EDE声速参数c_s^2的确定。然而，对EDE原始能量密度的约束不受影响。我们还计算了未来CMB对中微子质量的约束，发现当考虑EDE的存在时，它们被削弱了2倍，如果不正确地忽略它，则会产生很大的偏差。
2010-10-27 astro-ph.CO
Revisiting Dark Photon Constraints from CMB Spectral Distortions
重新审视CMB谱畸变对暗光子的约束，发现先前估计符号相反且振幅被低估约1.5倍，并扩展到大畸变区域，表明约束显著弱化，为利用畸变各向异性研究暗光子开辟新途径。
2024-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The impact of theoretical assumptions in the determination of the neutrino effective number from future CMB measurements
未来宇宙微波背景测量的主要目标之一是精确测定中微子的有效数$N_{\rm eff}$。达到$ΔN_{\rm eff} = 0.013$的实验灵敏度确实可以证明在$95 \%$ c.l.存在任何非标准相对论粒子。在本文中，我们测试如何影响这一未来的约束，可以通过删除两个常见的假设：一个可以忽略不计的运行的暴胀光谱指数$n_{\rm run}$和中子寿命$τ_n$的精确测定。我们首先表明，$N_{\rm eff}$上的约束可能会显着偏置的频谱指数的运行的不明存在。考虑到第四阶段实验，${\rm d}n/{\rm d}\ln k= - 0.002$的阴性运行可以模拟$ΔN_{\rm eff} = 0.03$的阳性变化。此外，鉴于目前的实验测量的中子寿命$τ_n$之间的差异，我们表明，假设的保守误差的$Δτ_n \sim 10$ s可能会带来一个系统误差的$ΔN_{\rm eff} = 0.02$。因此，需要对谱指数的运行和中子寿命差异的解决方案进行补充宇宙学约束，以便在百分比水平上准确可靠地确定$N_{\rm eff}$的未来CMB界限。
2017-12-19 astro-ph.CO
Future constraints on variations of the fine structure constant from combined CMB and weak lensing measurements
我们预测未来的CMB和星系透镜调查的能力，以约束精细结构常数的变化。我们发现，透镜数据，因为那些预期从卫星实验欧几里德可以改善约束，从未来的CMB实验导致Δα/ α= 8*10^{-4}的精度。精细结构常数α的变化与哈勃常数H_0和暴胀参数作为标量谱指数n_s强烈简并。如果在复合时期α的变化大到\sim 0.5%，这些简并性可能会在宇宙学参数的测定中引起显著的偏差。
2012-02-22 astro-ph.CO
CMB constraints on running non-Gaussianity
我们开发了一套完整的工具CMB预测，模拟和估计的原始运行双谱，所产生的各种曲率和单场（DBI）模型的通货膨胀。我们使用模拟CMB运行非高斯实现验证我们的管道，并通过使用WMAP 9年数据获得对$f_{\rm NL}$运行光谱指数$n_{\rm NG}$的实验约束，在真实数据上进行测试。我们的最终边界（68\%C. L.）分别读取单场曲率、双场曲率和DBI场景的$-0.6< n_{\rm NG}<1.4$、$-0.3< n_{\rm NG}<1.2$、$-1.1<n_{\rm NG}<0.7$。我们显示预测和讨论这些界限的潜在改进，使用{ \it普朗克}和未来的CMB调查。
2018-04-17 astro-ph.CO
The spectrum of $n_s$ constraints from DESI and CMB data
University of Winnipeg（温尼伯大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文结合DESI和CMB数据，研究$n_s$的约束变化及其与再电离光学深度的相互作用，并发现DESI数据使$n_s$约束向上升，影响模型偏好。
2026-02-05 astro-ph.CO
Constraining the Initial Primordial Black Hole Clustering with CMB-distortion
原始黑洞的合并速率取决于它们的初始聚集。在缺乏与短尺度和大尺度相关的原初非高斯性的情况下，原初黑洞在其形成时呈泊松分布。然而，局域型的原初非高斯性可能与大尺度上的原初黑洞相关。我们表明，未来的实验寻找CMB $μ$ -失真将测试的假设初始原生黑洞集群引起的本地非高斯性，而现有的限制已经表明，显着的非高斯性是必要的诱导原生黑洞集群。
2021-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heliosheath Synchrotron Radiation As A Possible Source For The Arcade 2 CMB Distortions
这份简短的笔记推测，最近报道的残留CMB信号[Seiffert et al 2009]可能起源于太阳的日鞘。导出了一个与Seiffert等人的拟合函数具有相同幂律形式的温度谱函数。特别地，隐含了+2的谱指数。厚度约为1AU的光学薄辐射壳可以匹配所需的1K度幂律振幅。基于Alfven的日球电流模型，以相对论电子的嵌入双层为能量源，讨论了日鞘磁场的可能机制。
2009-02-02 astro-ph.CO
Cosmological CPT Violation and CMB Polarization Measurements
本文研究了用宇宙微波背景（CMB）实验检验电荷宇称时间反射（CPT）对称性的可能性。本文考虑了两类Chern-Simons（CS）项：电磁CS项和引力CS项，详细研究了它们对CMB偏振功率谱的影响。通过结合当前的CMB偏振测量，七年的WMAP，BOOMERANG 2003和BICEP的观测，我们得到了一个严格的约束旋转角$Δα=-2.28\pm1.02$度（$1\,σ$），表明$2.2\,σ$检测CPT违反。在这里，我们特别考虑CMB测量的系统误差。添加QUaD偏振数据后，约束变为95%置信水平下的$-1.34<Δα<0.82$度。与电磁CS项相比，引力CS项只能产生振幅小得多的TB和EB功率谱。因此，感应参数$ε$不能从电流极化数据约束。此外，我们研究了未来CMB测量的能力，普朗克和CMBPol，对$Δα$和$ε$的约束。我们发现，$Δα$的约束可以显着提高了15倍。因此，如果不能适当地考虑这种旋转角效应，宇宙学参数的约束将明显地产生偏差。对于引力CS项，未来的普朗克数据仍然不能很好地约束$ε$，如果原始张量扰动很小，$r <0.1$。我们需要更精确的CMBPol实验对$ε$给出更好的约束。
2012-01-21 astro-ph.CO
Cosmological birefringence constraints from CMB and astrophysical polarization data
宇宙双折射是来自天体物理学和宇宙学来源的光子偏振面的旋转。旋转也可以取决于光子的能量，而不仅仅取决于源的距离和基础理论模型的宇宙学演化。在这项工作中，我们约束几个选定的模型宇宙学双折射，结合CMB和天体物理数据在无线电，光学，X和伽马波长，考虑到特定的能量和距离的依赖性。
2015-09-21 astro-ph.CO
Cosmic vector for dark energy: constraints from SN, CMB and BAO
最近的研究表明，在宇宙尺度上存在一个矢量场可以解释观测到的宇宙加速膨胀，而无需在早期宇宙中引入新的尺度或非自然的初始条件，从而避免了巧合问题。在这里，我们提出了一个详细的分析所施加的限制SNIa，CMB和BAO数据的矢量暗能量模型与一般的空间曲率。我们发现，与标准宇宙学相反，CMB数据排除了这个模型的平坦宇宙，事实上，预测了一个封闭的几何空间部分。我们看到CMB和SNIa Gold数据在1-sigma水平上完全兼容，但SNIa Union数据集与CMB表现出3-sigma张力。在SNIa和BAO测量之间也发现了相同水平的张力。
2009-07-29 astro-ph.CO
Updated CMB constraints on Dark Matter annihilation cross-sections
暗物质（DM）湮灭产生的二次粒子在红移100<z<1000处的注入影响了复合过程，在宇宙微波背景（CMB）各向异性上留下了印记。在这里，我们提供了一个新的评估所设置的约束CMB数据的质量和自湮没截面的DM粒子。我们的新分析包括最新的WMAP（7年）和ACT数据，以及DM湮灭能量与热气体之间随时间变化的耦合的改进处理。我们特别表明，改进的测量偏振信号的地方已经严格的限制光DM粒子，排除“热”WIMP的质量小于约10 GeV。
2011-06-08 astro-ph.CO
Unlocking the synergy between CMB spectral distortions and anisotropies
对宇宙微波背景（CMB）光谱畸变（SD）的测量将为研究极早期宇宙打开一扇新的窗口，为从CMB温度和偏振各向异性收集到的信息提供新的补充。在本文中，我们研究了它们的协同作用作为所考虑的实验的特性的函数。特别是，我们研究了广泛的灵敏度可能SD测量，从FIRAS到噪声水平比PIXIE好1000倍，并研究其约束力时，结合当前或未来的CMB各向异性实验，如普朗克或LiteBIRD加CMB-S4。我们考虑了一些不同的宇宙学模型，如$Λ$ CDM，以及它的扩展与运行的标量谱指数，衰变或湮灭的暗物质（DM）粒子。虽然即将到来的CMB各向异性实验将能够减少膨胀参数，如$A_s$和$n_s$的不确定性约2倍的$Λ$ CDM的情况下，我们发现，SD实验100倍更敏感比PIXIE（相当于拟议的超级PIXIE卫星）可能进一步有助于限制这些参数。这在标量谱指数的运行的情况下甚至更显著。此外，正如预期的那样，对DM粒子在SD探测的红移处衰变的约束将提高几个数量级，即使实验比PIXIE差10倍，与CMB各向异性或大爆炸核合成边界相比。相反，DM湮没约束将不会显着改善CMB各向异性测量。最后，我们预测可获得的约束与灵敏度可从地面或气球。
2022-01-11 astro-ph.CO
CMB $μ$ distortion from primordial gravitational waves
提出了一种新的产生宇宙微波背景辐射$μ$畸变的机制，该机制起源于原初引力波。这种$μ$失真是由温度各向异性通过汤姆逊散射的阻尼产生的，即使在比Silk阻尼更大的尺度上也是如此。这种机制与原始曲率（标量）扰动形成鲜明对比，其中温度各向异性主要通过Silk阻尼效应衰减。我们估计的$μ$失真的大小从新的机制，它可以用来限制振幅的原始引力波在较小的尺度上独立于CMB各向异性，给出更宽的范围内的限制其频谱指数的CMB各向异性的振幅相结合。
2014-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
By Dawn's Early Light: CMB Polarization Impact on Cosmological Constraints
宇宙微波背景极化不仅编码了早期宇宙的信息，而且还通过CMB透镜编码了晚期宇宙的暗能量、中微子质量和引力。ACTpol、PolarBear、SPTpol等地面观测卫星显著地补充了普朗克卫星的宇宙学约束，将CMB暗能量优值和中微子质量约束增强了3-4倍。这改变了暗能量探测器的前景。我们从正在进行的实验中评估2017年的知识状态，包括暗能量调查（超新星，弱透镜，星系聚类），拟合动力学暗能量，中微子质量和修改后的引力增长指数。增加一个适度的强透镜时间延迟调查将这些暗能量限制进一步提高了32%，而一个增强的低红移超新星计划将其提高了26%。
2012-07-13 astro-ph.CO
Constraining dark sector perturbations I: cosmic shear and CMB lensing
我们目前和未来的约束状态方程的暗区扰动。考虑的状态方程是对应于广义标量场模型和时间同态不变的$L(g)$理论，相当于相对论弹性介质的模型，也违反了大质量引力洛伦兹。我们开发这些模型的可观察到的影响的理论理解。为了约束这些模型，我们使用CMB温度数据从普朗克，BAO测量，CMB透镜数据从普朗克和南极望远镜，和弱星系透镜数据CFHTLenS。我们发现非平凡的排除参数的范围内，虽然数据仍然与$w=-1$兼容。我们衡量未来的实验将如何帮助约束参数。这是通过对CMB实验（如CoRE和PRISM）和断层星系弱透镜调查的可能性分析来完成的，重点是欧几里德在轻度非线性尺度上的潜在辨别力。
2015-06-26 astro-ph.CO
Constraining Viscous Dark Matter in light of CMB Spectral Distortion
本文计算了粘性暗物质与重子相互作用引起的CMB谱畸变，利用COBE/FIRAS和PIXIE观测约束了粘性暗物质的参数空间。
2024-04-20 astro-ph.CO
Constraints on cosmological birefringence energy dependence from CMB polarization data
我们研究了利用宇宙微波背景辐射的偏振数据来约束宇宙双折射的能量依赖性的可能性。我们考虑四种可能的行为，不同的理论场景的特征：由电磁场的Chern-Simons相互作用激发的能量无关双折射，由电磁场的“Weyl”相互作用激发的线性能量依赖，由低能电动力学的量子引力修正激发的二次能量依赖，以及逆二次依赖，由原始磁场产生的法拉第旋转激发。我们约束与每种依赖相关的参数，并使用我们的结果对所提到的模型进行约束。我们预测的灵敏度，普朗克数据将能够实现在这方面。
2013-02-15 astro-ph.CO
Detecting CMB modulations and non-Gaussianities from power multipoles
通过将CMB温度波动\emph{squared}分解为球谐函数，我们可以将\emph{CMB power multipoles}定义为基本观测量，以量化CMB中的任何通用调制。这允许简单的直接测量的CMB调制，也间接测量的CMB三谱，这完全确定在一个统计各向同性的宇宙中的CMB调制。CMB功率多极子可以达到比普朗克观测的当前约束更高的理论精度。偶极调制的理论精度$A\sim0.0015$得到$\sim 10$倍的提高;更高的$l$调制具有更高的精度。这就要求对CMB调制和非高斯约束的可能改进进行实际的观测研究。
2014-01-08 astro-ph.CO
CMB Constraint on Dark Matter Annihilation after Planck 2015
利用普朗克卫星对宇宙微波背景辐射各向异性的最新测量结果，我们更新了对暗物质湮灭截面的约束。我们完全计算了级联的暗物质湮灭产物及其对氢的电离、加热和激发的影响，因此不依赖于任何关于引起这些影响的能量分数的假设。
2016-03-01 astro-ph.CO hep-ph
Geometrical constraints on curvature from galaxy-lensing cross-correlations
对曲率的精确约束为暴胀提供了强有力的探测。然而，基于暗能量的特定假设的曲率约束在用于测试暴胀模型时可能会导致不可靠的结论。为了避免这种情况，重要的是要获得独立于暗能量假设的约束。在本文中，我们调查这样的约束曲率从几何探针构造的星系透镜互相关。我们全面研究了星系与放大率的互相关，从Ia型超新星的亮度测量（“$gκ^{\rm SN}$“），与剪切（“$gκ^{\rm g}$“），和与CMB透镜（“$gκ^{\rm CMB}$“）。我们发现在LSST和第IV阶段CMB调查中，“$gκ^{\rm SN}$“、“$gκ^{\rm g}$“和“$gκ^{\rm CMB}$“可以分别用信噪比$S/N=104,\ 2291,\ 1842$检测。当结合超新星哈勃图（“SN”）来约束曲率时，我们发现随着暗能量中允许的更多自由度，星系透镜互相关变得越来越重要。在没有任何先验的情况下，我们获得了LSST和第IV阶段CMB调查的$0.723$（来自“SN + $gκ^{\rm SN}$“）、$0.0417$（来自“SN + $gκ^{\rm g}$“）和$0.04$（来自“SN + $gκ^{\rm g}$ + $gκ^{\rm CMB}$“）的$Ω_K$误差。最后一项调查比第四阶段BAO调查（“BAO”）更具竞争力。当在“SN + BAO + CMB”组合探头中加入星系透镜互相关时，我们得到了对$Ω_K$…
2021-02-24 astro-ph.CO
