Constraint on the cosmological f(R) model from the multipole power spectrum of the SDSS luminous red galaxy sample and prospects for a future redshift survey
可行的f（R）模型的约束条件进行了调查，面对的多极功率谱的发光的红色星系样本的斯隆数字巡天数据发布7的理论预测。我们得到了宇宙学大尺度结构尺度上f（R）模型的康普顿波长参数的一个约束。本文还探讨了用未来的红移测量来约束康普顿波长参数的前景。证明了红移空间扭曲对于在宇宙学尺度上检验引力理论的有用性。
2010-04-19 astro-ph.CO
Status of neutrino properties and future prospects - Cosmological and astrophysical constraints
宇宙学观测是对中微子性质，特别是其质量的有力探测。本文首先讨论了中微子在背景和微扰水平上对宇宙学演化的影响，并描述了中微子对宇宙学观测量如宇宙微波背景和大尺度物质分布的影响。然后，我们提出了最先进的关于中微子质量的约束，从这些可观测的，也审查了未来的实验前景。我们还简要地讨论了从宇宙学确定中微子等级的前景，与实验室实验的互补性，以及中微子性质超出其质量的限制。
2017-12-19 astro-ph.CO hep-ph
Testing extended Jordan-Brans-Dicke theories with future cosmological observations
扩展的Jordan Brans Dicke（eJBD）引力理论受到许多跨越广泛尺度的天体物理学和宇宙学观测的约束。在这些最简单的eJBD模型中，宇宙最近的加速度与有效引力强度的变化有关，目前对第一个后牛顿参数的宇宙学约束是一致的，但大约比太阳系内的时间延迟测试大两个数量级。我们预测未来的星系调查的能力结合当前和未来的CMB各向异性测量，以进一步限制最简单的暗能量模型内的eJBD引力理论。通过考虑两种情况下的单项潜力（四次潜力或宇宙学常数），我们如何欧几里德星系聚类和弱透镜数据结合BOSS和未来的CMB观测有可能达到第一个后牛顿参数$γ_{\rm PN}$的限制，从太阳系。
2019-06-10 astro-ph.CO
Cosmological parameter estimation with future gravitational wave standard siren observation from the Einstein Telescope
在这项工作中，我们使用模拟的引力波（GW）标准警报数据从未来的观测爱因斯坦望远镜（ET）约束各种暗能量宇宙学模型，包括$Λ$ CDM，$w$ CDM，CPL，$α$ DE，GCG和NGCG模型。我们还使用当前主流的宇宙学电磁观测，即，宇宙微波背景辐射各向异性数据、重子声学振荡数据和Ia型超新星数据，对这些模型进行了约束。我们发现，GW的标准海妖数据可以大大改善所有这些暗能量模型的宇宙学参数的约束。在所有情况下，GW标准海妖数据都可以用来打破现有宇宙学电磁观测数据产生的参数简并。因此，预计未来来自ET的GW标准海妖观测将在未来的宇宙学参数估计中发挥关键作用。本文的结论是建立在对各种暗能量模型分析的基础上的，因此是比较可靠的。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viable f(R) gravity and future cosmological evolution
一个所谓的可行的修改重力进行了分析。这类引力理论的特点是在局部尺度上表现良好，在那里恢复了广义相对论，而修正项在宇宙学水平上变得重要，在那里再现了晚期加速时代，甚至是暴胀阶段。在目前的工作中，这些模型之一的未来宇宙学演化进行了研究。观察到过渡到体模阶段。此外，还考虑了f（R）引力的标张量等价性，这为这类模型提供了重要的信息.
2012-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar-tensor theory with Lagrange multipliers: a way of understanding the cosmological constant problem, and future singularities
在quintessence/phantom标量场的背景下使用Lagrange乘子可以约束标量场的行为，这不仅为宇宙学解的重建，而且为宇宙学和引力物理中的一些问题的研究提供了一个强有力的工具。在本文中，我们主要研究通过对标量场施加一个约束来重构能够控制宇宙学常数值的宇宙学解，并给出了宇宙学常数值的一种弛豫机制.该方法也被推广到具有未来奇点的幻影标量场及其到Jordan标架的共形变换的研究中，得到了一类受Lagrange乘子约束的修正引力.
2012-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
What could the value of the cosmological constant tell us about the future variation of the fine structure constant?
出于对精细结构常数$α$的变化的测量的报道的要求，我们考虑一种理论，其中电荷以及因此$α$不是常数，而是取决于里奇标量$R$。然后，我们展示了如何这可以被认为是一个特殊的情况下的贝肯斯坦理论中，没有必要引入一个额外的动力学项的标量场相关的电荷，因为爱因斯坦的方程是足以确定的几何形状，因此Ricci标量。然后，我们研究这个理论的宇宙学意义，特别是考虑暗能量和宇宙学常数对$α$演化的影响。导出了$α(z)$变化的低红移表达式，显示了暗能量状态方程对$α$的影响，并观察了未来精细结构常数变化的测量如何用于间接确定暗能量状态方程和检验这一理论。在$ΛCDM$宇宙的情况下，根据目前对宇宙学参数的估计，里奇标量的当前值是$\approx 10%$，小于由宇宙学常数的值确定的未来渐近值，也为$α$的未来渐近值设定了一个界限。
2014-03-09 astro-ph.CO
Prospect for cosmological parameter estimation using future Hubble parameter measurements
我们只使用哈勃参数数据约束宇宙学参数，并量化未来哈勃参数测量对最典型的暗能量模型参数估计的影响。我们首先使用52个当前哈勃参数数据约束宇宙学参数，包括哈勃太空望远镜的哈勃常数测量。然后模拟了WFIRST（Wide-FieldInfraredSurvey Telescope）观测到的覆盖$z\in [0.5, 2]$红移范围的重子声学振荡信号和E-ELT（E-European Extremely Large Telescope）观测到的覆盖$z\in [2,5]$红移范围的红移漂移数据。结果表明，单独使用目前的哈勃参数数据可以得到相当好的约束宇宙学参数。与现有的哈勃参数数据相比，WFIRST观测对暗能量的$H(z)$约束条件略有改善，而E-ELT观测对暗能量的$H(z)$约束条件有很大改善。
2018-06-28 astro-ph.CO
The promising future of a robust cosmological neutrino mass measurement
我们预测了35种不同组合的未来宇宙微波背景和大尺度结构数据集对宇宙学参数和中微子总质量的敏感性。我们在保守的假设下工作，考虑到系统学建模中的不确定性。特别是，对于星系红移调查，我们删除了来自非线性尺度的信息。我们使用贝叶斯参数提取模拟似然，以避免Fisher矩阵的不确定性。我们的网格结果允许直接比较不同数据集的灵敏度。我们发现，未来的调查将测量中微子质量具有很高的意义，并不会受到中微子质量之间的潜在参数简并，相对论遗迹的密度，以及可能的时变状态方程的暗能量的影响。
2019-05-06 astro-ph.CO
Effects of Self-Calibration of Intrinsic Alignment on Cosmological Parameter Constraints from Future Cosmic Shear Surveys
星系的内禀排列（IA）是影响星系弱透镜效应的重要因素之一。这些系统需要被隔离和减轻，以便正在进行的和未来的透镜调查，以充分发挥其潜力。在先前的研究中，IA自校准（SC）方法显示能够将GI污染降低至2点和3点相关性的10倍。SC方法在其工作中不需要假设IA模型，并且可以从相同的photo-z勘测中提取GI信号，从而提供测试和理解构造形成情景及其与IA模型的关系的可能性。在本文中，我们研究了IA SC缓解方法对未来的宇宙剪切巡天LSST，WFIRST和Euclid的宇宙学参数约束的精度和准确性的影响。我们进行了分析和数值计算，以估计损失的精度和剩余偏差的最佳拟合的宇宙学参数进行自校准后。我们考虑到光度红移和星系偏差的不确定性。我们发现，置信度轮廓略有膨胀，从应用SC方法本身，而显着增加是由于列入的照片-z的不确定性。宇宙学参数的偏差从不作IA校正时的几个- $σ$减小到应用SC后的1- $σ$以下。这些数字是可比的IA模型参数的边缘化的方法，尽管这两种方法的操作非常不同。我们的结论是，实施SC这些未来的宇宙剪切调查将不仅允许一个有效地减轻GI污染，但也有助于了解他们的建模和链接到结构形成。
2017-11-03 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
Constraints on massive sterile neutrino species from current and future cosmological data
惰性大质量中微子是基本粒子标准模型的自然延伸。额外的无菌质量态的能量密度影响宇宙学测量的方式与活跃中微子的方式类似。我们在这里进行的分析，目前的宇宙学数据，并推导出的活动和不育中微子状态的质量以及不育状态的数量上的界限。当只考虑宇宙学数据时，所谓的（3+2）模型中有三个亚eV的活动质量中微子和两个亚eV的大质量惰性中微子，这完全在95%的CL允许范围内。如果两个额外的无菌状态在去耦时具有热丰度，那么大爆炸核合成边界会损害（3+2）模型的可行性。从未来的宇宙学数据的活动和不育中微子参数的预测。对氚β衰变实验中的中微子质量和哈勃常数的独立测量可以揭示亚电子伏特的大质量无菌中微子的情况。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Improving cosmological parameter estimation with the future 21 cm observation from SKA
中性氢巡天21 cm辐射的观测将成为探测宇宙大尺度结构的一个很有前途的途径。本文研究了平方公里阵列（SKA）21 cm观测对宇宙学参数估计的影响。我们使用基于未来SKA实验的重子声振荡（BAO）测量的模拟数据，用强度映射（IM）技术进行了分析。对于当前的观测，我们使用{ \it Planck} 2018年最新的宇宙微波背景（CMB）观测，光学BAO测量和Ia型超新星（SN）观测（Pantheon汇编）。我们发现，SKA模拟数据可以打破物质密度与哈勃常数之间的简并关系，进一步在很大程度上改善宇宙学约束。我们还发现，通过将SKA模拟数据纳入宇宙学整体拟合，可以显著改善对暗能量状态方程参数的约束。
2019-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Depressing de Sitter in the Frozen Future
在本文中，我们集中在引力热力学的遥远的未来。宇宙学观测表明，大多数物质将被宇宙膨胀稀释，其余的坍缩成超大质量黑洞。我们的本地宇宙未来可能的状态是一个超大质量黑洞在一个由正的宇宙学常数主导的空宇宙中慢慢蒸发。我们描述了宇宙视界如何响应黑洞蒸发的一些被忽视的特征。黑洞的存在会降低宇宙视界的熵，其降低量与黑洞和宇宙视界熵的几何平均值成正比。随着黑洞蒸发并在此过程中失去质量，总熵遵循热力学第二定律增加。熵是由来自黑洞的热量流过极冷的宇宙视界而产生的。一旦蒸发完成，宇宙变成空的德西特空间，（在存在真正的宇宙学常数的情况下）是最大熵热力学平衡态。我们认为平坦的Minkowski空间是这个过程的一个不恰当的极限，它掩盖了热力学。宇宙学常数不仅应该被看作是一个能量标度，而且应该被看作是宇宙最大熵的标度。在这种情况下，平坦的闵可夫斯基空间与具有极小宇宙学常数的德西特空间是不可区分的，从而产生发散熵。这在黑洞热力学计算中引入了一个不受调节的无穷大，可能会产生误导性的结果。
2012-01-05 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on cosmological future singularities
在这项工作中，我们考虑一个家庭的宇宙模型具有未来的奇点。这种类型的宇宙演化是典型的暗能量模型，其状态方程违反了一些标准能量条件（例如零能量条件）。这种行为在文献中得到了广泛的研究，可能出现在具有幻影场的宇宙学、修正的引力理论或具有相互作用的暗物质/暗能量的模型中。我们简要地回顾这些宇宙学演化的物理后果测地线的完整性和潮汐力的分歧，以强调在何种情况下，在某些宇宙学量的奇点对应于实际的奇异时空。然后，我们介绍了几个唯象参数化的哈勃膨胀率模型不同的奇异性存在于文献中，并使用SN Ia，BAO和H（z）的数据来约束在未来多远的奇异性需要（根据一些合理的假设行为的哈勃因子）。我们表明，对于我们的家庭参数化，奇点时间的下限不能小于约1.2倍的宇宙年龄，粗略地说，这意味着约2.8 Gyrs从现在的时间。
2016-11-28 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Constraints with Clustering-Based Redshifts
我们证明，观测缺乏可靠的红移信息，如光度和无线电连续测量，可以产生强大的测量宇宙学参数时，授权基于聚类的红移估计。该方法基于源的空间聚类，使用与具有已知红移的参考数据集的互相关来推断红移分布。将这种方法应用于现有的SDSS光度星系，并预测到未来的无线电连续谱调查，我们表明，源可以有效地分为几个红移箱，提高他们的能力，约束宇宙学参数。我们预测暗能量状态方程和局部非高斯参数的约束。我们探讨了几个相关的问题，包括权衡包括更多的来源与最大限度地减少仓之间的重叠，散粒噪声的限制，以及预测的性能的方法在高红移。值得注意的是，我们发现，一旦这种技术被实施，从SDSS成像目录的动态暗能量的约束可以竞争，或优于，那些从光谱BOSS调查，甚至未来计划的实验。此外，未来大天空射电连续谱巡天对原始非高斯性的限制可以超过普朗克CMB实验的限制，并与未来光谱星系巡天的限制相媲美。因此，这种方法的应用为宇宙学带来了巨大的希望。
2016-06-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Neglecting Primordial non-Gaussianity Threatens Future Cosmological Experiment Accuracy
未来的星系红移巡天旨在以前所未有的精度探测宇宙大尺度结构的聚集，从而补充宇宙微波背景实验，以提供我们宇宙有史以来最精确和准确的图像。这种测量的分析通常在所谓的香草LCDM模型的背景下进行-六参数唯象模型，例如，从普朗克卫星获得的最新数据的最佳拟合中出现。在这里，我们表明，这样的方法是容易微妙的系统论时，原始波动的高斯性。特别是，我们证明，如果我们忽略即使是很少量的原始非高斯性-完全符合目前的限制-我们将引入虚假的偏见重建宇宙学参数。这是一个严肃的问题，必须在准确（以及精确）的宇宙学中得到适当的解释。
2015-03-02 astro-ph.CO
Cosmological Numerical Simulations of Radio Relics in Galaxy Clusters: Insights for Future Observations
电子在激波前沿的加速被认为是射电遗迹的原因，射电遗迹是合并星系团附近的射电特征。通过结合高分辨率的自适应网格精化Hydro/N体宇宙学模拟与精确的激波发现算法和电子加速模型，我们计算了预期的同步辐射导致宇宙学结构的形成。从这些模拟中，我们产生了无线电，SZE和X射线图像的一个大样本的星系团随着无线电光度函数和标度关系。我们发现，与即将到来的无线电阵列，我们希望看到丰富的无线电发射合并冲击在集群内介质。通过产生观测动机的统计数据，我们提供的预测，可以与观测进行比较，以进一步了解电子冲击加速和星系团的运动学结构。
2011-01-18 astro-ph.CO
Cosmological evolution, future singularities, Little Rip and Pseudo-Rip in viable f(R) theories and their scalar-tensor counterpart
修正的f（R）引力是暗能量的最有希望的候选者之一，甚至是整个宇宙演化的统一，包括暴胀阶段。在这类理论中，所谓的可行修正引力代表了能够再现后期加速度的现实理论，并满足局部尺度的强约束，其中广义相对论被恢复。本文对其中一些模型的宇宙学演化进行了分析，指出演化可能进入幻影阶段，但其行为可能是渐近稳定的。此外，还考虑了f（R）引力的标量张量等价性，它提供了关于未来奇点发生可能性的有用信息。在这类修正引力的框架下，我们还研究了所谓的小Rip和伪Rip。
2013-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Confronting dark energy models mimicking $Λ$CDM epoch with observational constraints: future cosmological perturbations decay or future Rip?
我们面对的暗能量模型，目前类似于$Λ$ CDM理论与观测数据，其中包括SNe数据，物质密度扰动和重子声学振荡数据。我们所考虑的DE宇宙学可能会演化到大撕裂、II型或III型未来奇点，或者小撕裂或伪撕裂宇宙。结果表明，物质扰动数据定义更精确的可能偏离$Λ$ CDM模型比考虑SNe数据。结合数据分析证明，所考虑的DE模型与$Λ$ CDM模型具有一致性。我们证明，物质密度扰动的增长可能会发生在足够小的背景密度，但仍然在大撕裂，III型奇点，小撕裂或伪撕裂宇宙中的束缚对象（如星系团，星系等）的可能解体。这种新的效应可能会使未来的宇宙在解体或撕裂之前进入混沌状态。
2012-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Impact of systematics on cosmological parameters from future Galaxy Clusters surveys
星系团是最近的宇宙学探测器。从这些天体推断出的宇宙学参数的精确度和准确度受到星团物理学知识的影响，通过质量可观测的标度关系进入分析，以及通过质量函数建模的质量和红移分布的理论描述。在这项工作中，我们预测的影响，这些成分的不同建模的集群检测到未来的光学和近红外调查。我们考虑了标准宇宙学的情况下，与时间相关的状态方程的暗能量。我们分析的标度关系校准的精度增加的效果，发现改进的宇宙学参数的约束。这种更高的准确性暴露了质量函数评估的影响，这是当前数据的系统性的一个次要来源。我们比较了两种不同的质量函数的评价。在这两种宇宙学场景中，使用不同的质量函数会导致参数约束的偏差。对于$Λ$ CDM模型，我们发现在$(Ω_m,σ_8)$参数平面上有一个$1.6 \, σ$位移，并且标度关系的离散度在红移演化上有一个$\sim 7 \, σ$的偏差.对于具有随时间演化的暗能量状态方程的情形，不同质量函数的假设导致$w_0$参数中的$\sim 8 \, σ$张力。这些结果表明的影响，以及精确建模的必要性，红移之间的相互作用的质量函数的演化和宇宙学分析的星系团的标度关系。
2020-05-20 astro-ph.CO
Measuring lensing ratios with future cosmological surveys
CMB透镜/星系计数和星系切变/星系计数交叉相关之间的比率结合了来自不同宇宙学探测器的信息，以推断较少依赖于天体物理学不确定性的宇宙学测量，并可以限制宇宙的几何形状。我们讨论了未来的前景，如前所述，这种透镜比的测量，即与使用的Limber和平坦的天空近似和忽略所有的影响，从观察过去的光锥星系调查。然后，我们将展示如何在这个估计的宇宙学信息的影响，由Limber近似和列入红移空间畸变（RSD）和放大透镜贡献的星系数计数。我们发现放大率透镜贡献引起了透镜比的多极依赖性，结合后$Planck$ CMB调查和类似欧几里得实验，我们证明这种依赖性在统计学显着水平上是可以检测到的。我们提出了一个改进的估计，考虑到这种角度尺度的依赖。使用这种扩展的形式主义，我们提出了即将到来的和未来的宇宙学调查的预测，我们在何种程度上的透镜比信息可以改善宇宙学参数的CMB约束。我们得到，对于允许中微子质量、空间曲率和暗能量状态方程变化的扩展宇宙学模型，$Planck$对这些参数和$H_0$的约束可以通过包含单个透镜比的$\sim 40\%$和加入9个透镜比的联合测量和类欧几里德巡天的$\sim 60-70\%$来减少.我们还发现，忽略放大透镜效应的贡献会导致在组合分析中导出的宇宙学参数出现偏差。
2020-06-02 astro-ph.CO
Future cosmological sensitivity for hot dark matter axions
我们研究了未来的潜力，大容量的测光调查，以限制在热暗物质限制的轴子质量$m_a$。未来的调查，如欧几里德将有显着更大的约束力比目前的观测热暗物质。尽管如此，最低可达的轴子质量受到以下事实的限制，即比$\sim 0.15$ eV轻的轴子在QCD时期之前去耦，这里假设发生在$T_{\rm QCD} \sim 170$ MeV的温度下;这使得轴子人口密度如此之低，以至于其后期宇宙学影响可以忽略不计。对于更大的轴子质量，$m_a \gtrsim 0.15$ eV，其中轴子保持平衡，直到QCD相变后，我们发现，一个类似欧几里德调查结合普朗克CMB数据可以检测到$m_a$在非常高的意义。我们的结论是强大的假设中微子质量的先验知识。考虑到所提出的IAO太阳轴子搜索对$m_a\lesssim 0.2$ eV敏感，宇宙学探测的轴子质量范围是很好的互补。
2015-02-11 astro-ph.CO
The Observational Future of Cosmological Scalar-Tensor Theories
下一代的巡天将大大提高我们对宇宙引力的认识。在本文中，我们专注于如何第四阶段光度红移调查，包括弱透镜和多示踪剂的物质分布和无线电实验结合测量的宇宙微波背景将导致精确的限制偏离广义相对论。我们使用一个广泛的Horndeski标量张量理论的子类来预测的准确性，我们将能够确定这些偏差和它们的退化与其他宇宙学参数。我们的分析包括相对论效应，不依赖于准静态演化，并对小尺度上的屏蔽效应做了保守的假设。我们定义了一个宇宙学引力测试的品质因数，并展示了如何结合不同类型的调查，探测不同的长度尺度和红移，可以用来确定引力物理的约束，以优于百分之几，大约一个数量级优于目前的探测。未来的宇宙学实验将能够将Brans-Dicke参数限制在与太阳系和天体物理学测试相当的水平上
2020-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Future constraints on the Hu-Sawicki modified gravity scenario
我们目前和未来的限制胡和Sawicki修改重力的情况。这个模型可以再现一个晚期加速的宇宙，并避开太阳系的限制。虽然目前的宇宙学数据仍然允许从宇宙学常数图片明显的偏差，未来的测量结构的增长结合超新星Ia光度距离数据将大大改善目前的限制。
2011-09-22 astro-ph.CO
The Shared Causal Pasts and Futures of Cosmological Events
假设一个Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙具有来自普朗克卫星的最佳拟合的ΛCDM宇宙学参数，我们导出了两个宇宙学事件是否可以有一个共同的因果过去或一个共同的因果未来的判据。我们进一步得出的标准，无论是宇宙事件可能已经在过去的因果关系与我们自己的世界线，因为热的“大爆炸”的时间，我们采取的是早期宇宙膨胀的结束。我们发现，像红移z >= 3.65的类星体这样的天体对彼此之间或与我们过去的世界线之间没有共同的因果关系。如果天体之间的红移不同，或者从地球上看，它们的相对角度小于180度，则会有更复杂的限制。我们提出的例子，观察到的类星体对，满足所有，一些，或没有过去的因果独立的标准。考虑到暗能量和最近的加速膨胀，我们的可观测宇宙有一个有限的共形寿命，因此在当前红移z = 1.87处有一个宇宙事件视界。因此，我们限制了成对的宇宙事件是否可以在时间结束之前发出彼此的世界线信号。最后，我们推广的标准，共享的过去和未来的因果域FLRW宇宙与非零空间曲率。
2013-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Nonlinear Future-Stability of the FLRW Family of Solutions to the Euler-Einstein System with a Positive Cosmological Constant
本文研究了具有正宇宙学常数的1 + 3维Euler-Einstein系统的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学背景解族的小扰动.这些背景解描述了一个初始均匀的正能量密度的安静流体在经历加速膨胀的时空中演化。我们的非线性分析表明，在状态方程压力= c_s^2 * 能量密度下，0 < c_s^2 < 1/3，背景解是全局未来稳定的。特别地，我们证明了具有拓扑结构[0，infty）xT^3的扰动时空解是未来因果测地线完备的.这些结果是作者与I. Rodnianski，其中流体被假定为无旋的。我们的新的分析与非零涡度的流体是基于使用适当定义的能量流。
2012-01-24 astro-ph.CO gr-qc math-ph
The cosmological impact of future constraints on $H_0$ from gravitational-wave standard sirens
引力波标准警报器为确定哈勃常数提供了一种新的方法。在最近由于GW 170817及其光学对应物而对该方法进行了壮观的确认之后，来自未来引力波源的额外标准塞壬测量有望将哈勃常数限制在高精度。与此同时，改进的约束，预计从宇宙微波背景（CMB）的偏振观测和重子声学振荡（BAO）的调查。我们探讨的作用，未来的标准警笛限制$H_0$在预期的CMB+BAO数据。考虑一个$10$参数宇宙学模型，其中曲率、暗能量状态方程和哈勃常数不受CMB观测的约束，我们发现未来CMB+BAO数据的组合将把哈勃参数约束为$\sim 1.5 \%$。进一步将参数空间扩展到时变暗能量状态方程，我们发现未来CMB+BAO对$H_0$的约束放宽到$\sim 3.0 \%$。这些精确度是未来来自Hanford-Livingston-Virgo和Hanford-Livingston-Virgo-Japan-India干涉仪网络的标准海妖测量所能达到的，显示了这些来源的宇宙学相关性。如果未来的引力波标准海妖测量结果如预期的那样达到$H_0$上的$1\%$，它们将显著改善未来CMB+BAO对曲率和暗能量状态方程的约束，最高可达$\sim 3$的一个因子。我们还表明，包含来自引力波标准警报器的$H_0$约束可能导致暗能量品质因数的降低（即，宇宙学参数体积）的系数高达$\sim 400$。
2018-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological parameter estimation for dynamical dark energy models with future fast radio burst observations
快速射电暴（FRB）是一种以射频发射明亮脉冲的神秘天体物理现象，预计在未来将被频繁探测到。FRB的色散度量与宇宙学参数有关，因此，如果能够大量积累FRB的数据，FRB有可能成为一种新的宇宙学探测器。在这项工作中，我们研究了未来FRB数据的能力，以改善宇宙学参数估计的两个动力学暗能量模型。我们发现，模拟的FRB数据可以打破现有的宇宙微波背景（CMB）数据中固有的参数简并。因此，与单独使用CMB或FRB的数据相比，CMB和FRB数据的组合可以显着改善对哈勃常数和暗能量参数的约束。如果将来能探测到10，000个已知红移的FRB事件，它们将比重子声学振荡（BAO）数据更好地打破CMB数据中固有的参数简并。我们还发现，FRB和引力波（GW）标准警报数据的组合提供了一个独立的低红移探针，以验证从CMB和BAO数据的结果。对于CMB、GW和FRB的数据组合，发现CMB和GW数据对约束的贡献主要来自于CMB和GW数据，但FRB数据的加入仍能明显改善对重子密度的约束。
2020-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generic feature of future crossing of phantom divide in viable $f(R)$ gravity models
我们研究了暗能量的状态方程，并明确表明，未来的幻影分界线$w_{\mathrm{DE}}=-1$的交叉点是现有可行的$f(R)$重力模型的通用功能。我们还探讨了宇宙学视界熵的未来演化，并说明了由于哈勃参数的振荡行为，宇宙学视界熵随时间振荡。重要的宇宙学结果是，在未来，哈勃参数的时间导数的符号从负到正的变化，在这些可行的$f(R)$重力模型。
2010-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Screening of cosmological constant for De Sitter Universe in non-local gravity, phantom-divide crossing and finite-time future singularities
我们调查deSitter解决方案，以及在非局部引力与拉格朗日约束乘子。我们研究了一个条件，以避免鬼，并讨论了一个宇宙学常数在德西特解决方案的屏蔽方案。此外，我们明确地证明了三种类型的有限时间未来奇点可以发生在非局部引力，并探讨其性质。此外，我们评估了宇宙的有效状态方程，并表明，后期加速宇宙可能是有效的精华，宇宙学常数或幻影状阶段。特别是，它被发现，有一种情况下，其中的幻影划分从非幻影（精华）阶段的幻影一个可以实现时，有限时间的未来奇点发生的交叉。此外，还证明了在非局域引力场中加入一个$R^2$项可以消除有限时间未来奇点。在非定域引力的框架下，增加$R^2$项，可能使早期暴胀与晚期宇宙加速统一起来.
2012-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Tests of General Relativity with Future Tomographic Surveys
未来的弱透镜巡天将绘制出物质扰动和引力势的演化图，从而在宇宙尺度上对广义相对论进行新的检验。他们将探讨物质超密度，局部曲率和牛顿势之间的关系。这些关系可以在其他引力理论中或通过大质量中微子或外来暗能量流体的影响进行修改。我们引入两个函数的时间和规模占任何这样的修改的线性制度。我们使用主成分分析，找到这些功能的宇宙学数据将约束的本征模。约束模式的数量给出了一个独立于模型的预测，即有多少描述偏离广义相对论的参数可以被约束，以及$w(z)$。模式的尺度和时间依赖性告诉我们哪些理论模型将得到更好的检验。
2009-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lyth Bound, eternal inflation and future cosmological missions
本文在单场慢滚暴胀模型的背景下，给出了暴胀子场$Δϕ$在视界穿越期变化的一个新的表达式。这样的表达式代表了众所周知的Lyth界的推广。我们还探讨了检测permille阶张量-标量比振幅，$r$，以及改进的标量谱指数，$n_s$和它的运行$α_s$的估计的后果，即将到来的CMB偏振实验，将提供合理的限制数量$Δϕ$在地平线出口时刻。此外，我们还讨论了场的局部变化与永恒暴胀的可能性之间的关系。分析的结果完全与模型无关。
2017-07-14 astro-ph.CO
Cosmological axion bounds
我们讨论了当前宇宙学对轴子的限制，以及未来的敏感性。首先讨论了轴子热暗物质的界限，随后我们讨论了当前和未来的敏感性模型中，轴子发挥冷暗物质的作用，但在Peccei-Quinn对称性没有恢复在重新加热。
2009-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Parameter Estimation Using Current and Future Observations of Strong Gravitational Lensing
宇宙学的显著发展得益于宇宙距离测量方法的日益完善，包括绝对距离和相对距离。然而，近年来出现的宇宙学张力促使我们探索独立和精确的晚宇宙探测器。强引力透镜（SGL）的两个观测效应--透镜星系的速度色散和多幅图像之间的时间延迟，可以分别提供相对距离和绝对距离的测量，它们的结合有可能打破宇宙学参数之间的简并，使宇宙学参数受到严格的约束。在本文中，我们结合观测到的130个SGL系统的速度色散测量和7个SGL系统的时间延迟测量来约束暗能量宇宙学模型。结果发现，这两种效应的组合并没有像预期的那样显著地打破宇宙学参数之间的简并。然而，通过对8000个速度色散测量良好的SGL系统和55个时间延迟测量良好的SGL系统的模拟，我们发现两种效应的结合可以显著地打破参数的简并性，使宇宙学参数的约束精度达到精确宇宙学的标准。我们认为SGL的观测结果将成为精确测量宇宙学参数的一个有用的晚宇宙探测器。
2022-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecasting cosmological parameter constraints from near-future space-based galaxy surveys
下一代基于太空的星系调查预计将测量结构的增长率，在红移范围内达到大约百分之一的水平。作为红移函数的结构生长速率依赖于暗能量的行为，因此可以用来约束暗能量模型的参数。在这项工作中，我们调查如何以及这些未来的数据将能够约束的暗能量密度的时间依赖性。我们考虑参数化的暗能量状态方程，如XCDM和wCDM，以及一致的物理模型的时间演化的标量场暗能量，XCDM。我们表明，如果标准的，特别平坦的宇宙学模型作为一个基准模型的宇宙，这些不久的将来的测量结构的增长将能够约束的时间依赖性的标量场暗能量密度的精度约为10%，这几乎是一个数量级优于可以实现从目前可用的数据集的汇编。
2012-10-11 astro-ph.CO physics.data-an
Probing Quintessence Potential with Future Cosmological Surveys
Quintessence是一个标量场模型，目前已被提出来解释宇宙的加速。我们讨论了如何准确的精髓模型判别未来的宇宙学调查，其中包括实验的CMB，星系团，弱透镜，和Ia型SNe调查，利用传统的参数化暗能量模型。我们可以看到解冻和冻结的精华模型之间的明显差异，在超过$1σ$（$2σ$）的置信水平，只要目前的状态方程的精华是远离$-1$为$w_X \gtrsim -0.95 (-0.90)$。然而，它被发现是很难探测的有效质量平方的潜力解冻模型，其符号之间的二次和余弦型的潜力是不同的。这一事实可能要求我们发明一种新的估计器来区分解冻和冻结模型之外的精华模型。
2014-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bias-Limited Extraction of Cosmological Parameters
众所周知，模型的不确定性和天体物理前景可能会在宇宙学参数的推导值中引入明显的偏差。虽然人们通常认为这些不确定性将得到足够的精确度，但在大多数感兴趣的情况下，偏差程度尚未得到适当的量化。我们表明，宇宙学参数导出值的偏差不超过标称统计误差的要求，转化为$|ΔP(k)|/P(k)$和$|ΔC_{l}|/C_{l}$上的最大水平的总体误差$O(N^{-1/2})$，其中$P(k)$，$C_{l}$和$N$是物质功率谱，角功率谱，和（独立傅立叶）模式在给定的规模$l$或$k$探测的宇宙调查。这一要求的水平对未来的巡天测量所希望确定的宇宙学参数的精度有重要影响：在几乎所有正在进行的和不久的将来的巡天测量中，$N$通常都落在$10^{6}-10^{9}$的范围内，这意味着所需的整体理论建模和数值精度已经非常高了。未来的红移-21厘米观测，预计采样$\sim 10^{14}$模式，将需要知识的物质功率谱到一个梦幻般的$10^{-7}$精度水平。我们的结论是，实现预期的潜力，未来的宇宙学调查，旨在检测$10^{6}-10^{14}$模式，设置了艰巨的挑战，减少整体水平的不确定性$10^{-3}-10^{-7}$。
2013-02-10 astro-ph.CO
The Physics of the Far Future
我们观察宇宙的过去和现在，但我们能预测遥远的未来吗？观测表明，从现在起的数千亿年内，大多数物质和辐射将被宇宙视界吸收。当它吸收宇宙的内容时，宇宙视界被推得越来越远。随着时间的推移，宇宙逐渐趋向于引力场的平衡状态。平坦的Minkowski空间是这个过程的极限。它与具有极小宇宙学常数（Λ-> 0）的空间是不可区分的，因此具有发散熵。
2013-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave standard sirens and cosmological parameter measurement
引力波标准警报器可用于仲裁$H_0$紧张在未来几年内。在未来，引力波标准塞壬观测将发展成为一种强有力的新的宇宙学探测器，因为它可以在打破其他观测所形成的参数简并方面发挥重要作用。因此，引力波标准塞壬对未来宇宙学参数的精确测量具有重要意义。
2019-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Comparison of the LVDP and ΛCDM Cosmological Models
我们比较了通过线性变化减速参数（LVDP）定律得到的宇宙学运动学与在ΛCDM模型中得到的运动学。我们表明，就目前的观测而言，在我们宇宙的不久的将来，LVDP模型与ΛCDM模型几乎是不可区分的，尽管它们对遥远未来的预测有很大的不同。
2012-05-08 astro-ph.CO gr-qc
Constraining extra dimensions on cosmological scales with LISA future gravitational wave siren data
我们调查的想法，目前的宇宙加速可能是宇宙学尺度上的额外维度的引力泄漏的结果，而不是一个非零的宇宙学常数的结果，并考虑未来的引力波警笛观测探测这种现象的能力，并限制这种引力泄漏的唯象模型的参数。在包含额外非紧致时空维度的理论中，引力泄漏引入额外维度导致观测到的引力波振幅减小，从而导致从GW和EM观测推断出的这些源的距离之间存在系统性差异。我们调查的能力的引力空间干涉仪，如LISA探测这种修改后的重力在大尺度上。我们发现，LISA能够在多大程度上限制时空维度的数量和其他表征修正引力的宇宙学参数，这在很大程度上取决于源的实际数量和红移分布，以及GW测量的不确定性。相对较少的源（$\sim 1$）和较高的测量不确定性将严重限制LISA对宇宙学场景中的参数施加有意义的约束的能力，在宇宙学场景中，重力只有五维，并且在大于大约$\sim 4$乘以哈勃半径的尺度上进行修改。相反，如果观测到的源的数量相当于四年平均的$\sim 27$，那么在最有利的宇宙学情景中，LISA有可能对宇宙学参数施加有意义的约束，其精度为$\sim 1\%$对维度数量的约束和$\sim 7.5\%$对引力被修正的尺度的约束，从而探测宇宙的晚期膨胀，直到红移为$\sim 8$。
2020-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Detecting cosmological gravitational waves background after removal of compact binary coalescences in future gravitational wave detectors
第三代引力波探测器灵敏度的提高为探测原初宇宙学随机引力波背景（SGWB）提供了可能。宇宙学SGWB的探测面临着一个新的挑战：它可能会被大量由黑洞和/或中子星组成的致密双星系统的合并所产生的前景所掩盖。在本文中，我们探讨了通过去除（开槽）单独解决的紧凑的二进制信号在时间-频率空间中减少这种前景的可能性。我们建立了这样的方法可以用来达到SGWB灵敏度地板定义的未解决的部分紧凑的二进制前景，我们发现之间的$Ω_{\rm GW} \sim (9.1 \times10^{-12} - 8.6\times10^{-11})$的频率无关的能量密度谱和取决于合并的二进制中子星系统的速度。由于第三代引力波探测器无法分辨所有的致密双星，致密双星前景中不可分辨的部分可能会限制SGWB用这些探测器进行搜索。
2022-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Black holes, cosmological solutions, future singularities, and their thermodynamical properties in modified gravity theories
沿着这篇评论，我们集中在修改的引力理论的几个属性的研究，特别是在黑洞解和比较与这些解决方案在广义相对论，和Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度量。四阶引力理论的物理性质也是本研究的一个主题，特别关注范式f（R）模型的局部和全局稳定性。此外，我们还修正了一些试图推广Cardy-Verlinde公式的尝试，包括修正的引力，其中得到了熵界之间的关系。此外，对宇宙学奇点进行了深入的研究，这似乎是一种修正的引力理论的真正可能性，并研究了熵界的有效性。
2012-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Future Cosmological Constraints from Fast Radio Bursts
我们考虑可能的观测快速射电暴（FRB）与计划未来的射电望远镜，并调查如何以及这些信号的色散和红移可能约束宇宙学参数。我们构建模拟目录的FRB色散测量（DM）的数据，并采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）分析，我们预测和比较现有的限制，在平坦的$Λ$ CDM模型，以及一些流行的扩展，包括暗能量状态方程和曲率参数。我们发现，由星系际介质（IGM）中的不均匀性引起的DM观测的散射对FRB作为宇宙探测器的实用性提出了很大的挑战。只有在最乐观的情况下，具有大量事件和低IGM方差，FRB才有助于改善电流约束。特别地，当FRB与CMB+BAO+SNe+ $H_0$数据组合时，我们发现最大的改进来自于$Ω_{\mathrm b}h^2$约束。此外，我们发现暗能量状态方程的约束较差，而曲率参数$Ω_k$的约束，显示出一些改进时，结合电流约束。当FRB与来自21厘米强度映射（IM）的未来BAO数据相结合时，我们发现单独来自BAO的约束几乎没有改善。然而，FRB的包含引入了附加的参数约束$Ω_{\mathrm b}h^2$，其被证明与现有约束相当。这表明，FRB提供了有价值的信息的宇宙学重子密度在中等红移宇宙，独立于高红移CMB数据。
2018-02-20 astro-ph.CO
Improved cosmological fits with quantized primordial power spectra
我们观测研究宇宙模型的基础上原始功率谱与量子化波矢。引入具有$k_0=3.225\times10^{-4}\mathrm{Mpc}^{-1}$和间距$Δk = 2.257 \times 10^{-4} \mathrm{Mpc}^{-1}$的线性量化功率谱比具有$Δχ^2 = -8.55$的一致性基线更好地拟合普朗克2018年的观测。推广了Lasenby等人的结果，我们证明了在包含暗物质和宇宙学常数的宇宙中，扰动在未来共形边界之外保持有限的要求导致了线性量子化的原始功率谱。结果发现，这种未来的共形边界量子化宇宙学的红外截止不提供与观测相容的宇宙微波背景功率谱，但未来的理论可能预测更多的观测一致的量子化谱。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc
New cosmological bounds on axions in the XENON1T window
受XENON 1 T实验最近检测到的过量事件的可能的$\sim$ eV质量太阳轴子解释的启发，我重新审视并更新了对该质量范围内轴子的宇宙学约束。我发现，在允许的XENON 1 T质量窗口（DFSZ轴子为0.1 - 4.1 eV，KSVZ轴子为46 - 56 eV）中，只有0.1 - 0.35 eV在95%的置信度下仍然可行。如果一个0.35 eV的DFSZ轴子存在，它将通过下一代CMB-S4实验通过两个独立的物理效应在${\sim}7σ$被检测到。相反，即使CMB-S4与未来的DESI测量相结合，也不能保证可以检测或排除0.1 eV质量的轴子。只要再加热温度不太低，$ΔN_{\rm eff}<0.027$的未来极限可能会排除任何质量范围很广的类轴子粒子，或者，未来对这种类轴子粒子的宇宙学探测可能会成为再加热温度最严格的现有观测下限。
2020-07-15 astro-ph.CO
Improving cosmological parameter estimation with the future gravitational-wave standard siren observation from the Einstein Telescope
对致密双星合并产生的引力波的探测，可以为测量到引力波爆发源的光度距离提供一种独立的途径，这表明引力波观测与电磁观测相结合，可以为宇宙学研究宇宙膨胀历史提供“标准警报”。在这项工作中，我们希望研究未来的引力波标准塞壬观测将如何打破传统光学观测中存在的参数简并，以及它们如何帮助改善宇宙学中的参数估计。以第三代地基引力波探测器--爱因斯坦望远镜为例进行了分析。通过对爱因斯坦望远镜10年观测的1000个红移范围在0 ~ 5的事件数据进行模拟，发现引力波数据可以在很大程度上打破物质密度与哈勃常数之间的简并性，从而显著改善宇宙学约束。我们进一步表明，在宇宙学拟合中加入引力波数据也可以显著改善暗能量状态方程参数的约束。
2019-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Future cosmological evolution in $f(R)$ gravity using two equations of state parameters
我们调查的问题，未来振荡周围的幻影鸿沟$f(R)$重力。为此，我们引入了由$f(R)$ -高阶曲率项引起的两类能量密度和压力。一个是在Jordan框架的开始阶段具有常规的能量密度和压力，其连续性方程提供了原生状态方程$w_{\rm DE}$。另一方面，另一个具有不同形式的能量密度和压力，它们不明显满足连续性方程。这需要引入有效的状态方程$w_{\rm eff}$来描述$f(R)$ -流体，除了原生状态方程$\tilde{w}_{\rm DE}$。我们确认，未来振荡的幻影划分周围发生在$f(R)$引力通过引入两种类型的状态方程。最后指出了$x=x_c$的奇异性是由于$f(R)$引力的稳定性条件违反了.
2011-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Dark Energy Dynamics from Current and Future Cosmological Observations
我们报告的暗能量状态方程w（z）使用最新的“宪法”SNe样本结合WMAP 5和SDSS数据的限制。基于定域主成分分析和模型选择准则，我们发现LCDM模型与现有数据基本一致，但对暗能量的可能动力学存在微弱的暗示.特别地，预测在z \in [0.25，0.5）处w（z）<-1和在z \in [0.5，0.75）处w（z）>-1（这意味着w（z）在z \in [0.25，0.75）的范围内穿过-1）的模型在95%置信水平下略微有利。给定当前数据的最佳拟合模型作为基准模型，我们从JDEM，Planck和LSST的联合数据集进行未来预测，我们发现，未来的调查可以将w箱上的误差线减少约10倍。
2010-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Physical effects involved in the measurements of neutrino masses with future cosmological data
未来的宇宙微波背景实验以及即将进行的星系和21厘米巡天将提供对宇宙历史不同时期的不同宇宙学观测值的极其精确的测量。新的数据将能够以有史以来最好的精度限制中微子质量总和。为了利用不同红移探测器的互补性，需要深入了解大质量中微子对CMB和大尺度结构的影响的物理效应。这项工作的目标是描述这些效应，假设中微子的总质量接近其最小允许值。我们发现，参数退化可以通过适当的组合，导致强大的和模型无关的约束。一个联合预测的灵敏度欧几里德和DESI调查与一个核心的CMB实验导致$1σ$的不确定性$14$ ~meV的总和中微子质量。然而，这种特殊的组合在再电离时产生了$M_ν$和光学深度之间的特殊简并。来自21厘米测量的独立约束可以打破这种简并，并将$1σ$的不确定性降低到$12$ ~meV。
2016-12-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining cosmological extra dimensions with gravitational wave standard sirens: from theory to current and future multi-messenger observations
引力波在宇宙学距离上的传播为在最大尺度上检验引力相互作用提供了新的途径。许多修正的引力理论，通常用来解释观测到的宇宙加速度，可以用标准电磁（EM）观测的替代和补充方式来探索。在本文中，我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙学与额外的空间维度在大尺度上，这是一个简单的唯象原型的额外的维修改的引力宇宙学模型。通过假设引力在高维时空中传播，而光子被限制在广义相对论通常的四维空间中，我们从第一性原理推导出GW探测器测量的光度距离与EM观测推断的光度距离之间的关系。然后，我们使用这个关系来约束双中子星事件GW 170817和双黑洞合并GW 190521的宇宙学额外维度的数量。我们进一步提供预测的激光干涉仪空间天线（LISA）通过模拟多信使观测大质量黑洞二（MBHB）合并。本文扩展和更新了以前的分析，关键是忽略了一个额外的红移的依赖关系的GW-EM光度距离的关系，影响从多信使GW事件在高红移的结果，特别是从LISA MBHB预期的约束。
2021-09-17 astro-ph.CO gr-qc
The clustering of galaxy clusters in cosmological models with non-Gaussian initial conditions: Predictions for future surveys
我们预测的偏置和集群性能的星系团，预计将在两个即将到来的X射线和Sunyaev-Zel 'dovich效应调查产生的目录中观察。我们研究了一组平坦的宇宙学模型，其中原始密度概率分布显示出与当前观测范围一致的高斯性偏差。我们考虑非高斯模型中原始双谱的局部和等边形状。所研究的两个星表是由\emph{e} ROSITA广泛调查和根据南极望远镜观测的调查产生的。结果表明，无论是偏见和观测到的星系团的功率谱的原始双谱的局部形状的非高斯模型的严重影响，特别是在大尺度。另一方面，具有等边形状的原始双谱的模型在所有尺度下仅显示出轻微的影响，这难以用聚类观测来检测。在这两个星表中，表现较好的是\emph{e} ROSITA星表，因为它只包含最大的质量，对原始非高斯性更敏感。
2009-06-08 astro-ph.CO
Cosmological forecasts for future galaxy surveys with the linear point standard ruler: Toward consistent BAO analyses far from a fiducial cosmology
本文预测未来光谱星系巡天用 LP 标准尺测距离的精度，强调其可实现不依赖模型的纯几何 BAO 分析，并主张跨全参数空间验证各类 BAO 方法。
2024-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
