A response to Rubin & Heitlauf: "Is the expansion of the universe accelerating? All signs still point to yes"
我们已经证明（Colin等人，2019），从Ia型超新星（SNe Ia）推断的哈勃膨胀率的加速度，在$3.9σ$意义上，是一个近似与CMB偶极子对齐的偶极子，而它的π分量，可以解释为由于宇宙学常数或暗能量，在$1.4σ$处与零一致。Rubin & Heitlauf（2019）对此提出了质疑，他们断言偶极子的出现是因为我们对超新星Ia的光变曲线参数做出了错误的假设（即将它们视为独立于样本和红移），并且没有考虑太阳系的运动（w.r.t.）。其中CMB偶极子假定消失的“CMB帧”）。事实上，对我们的发现有更大影响的是，我们颠倒了对超新星Ia宿主星系的特殊速度在CMB坐标系中所做的不一致的“修正”，这实际上有助于使哈勃图的杠杆臂偏向更高的推断值。我们证明，即使所有此类修正都是一致的，并且在超新星光变曲线的标准化中允许样本和红移依赖性，各向同性加速度的证据也仅上升到$2.8\,σ$。因此，Rubin & Heitlauf的批评只是强调了必须对假定标准$Λ$ CDM模型的Ia超新星数据进行“修正”，以便从数据中恢复它。
2020-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parameter constraints from weak lensing tomography of galaxy shapes and cosmic microwave background fluctuations
最近，它已被证明，互相关CMB透镜和三维宇宙剪切允许大大收紧宇宙学参数的约束。我们调查是否可以在传统的断层扫描设置实现类似的改善。我们目前的Fisher参数预测的欧几里德星系调查结合不同的正在进行的和即将到来的CMB实验。与完全三维分析相比，我们发现只有边际改进。假设普朗克一样的CMB数据，我们表明，包括合并的CMB和宇宙剪切数据的全部协方差提高暗能量的品质因数只有百分之三。中微子质量的总和的边缘化的错误减少在同一水平。对于下一代CMB卫星任务，如棱镜的预测改善的暗能量的优值相当于约25%.Further，我们表明，小的改善相比之下，由增加的偏差在暗能量参数时，星系的内在排列是不正确的占在全协方差矩阵。
2017-07-25 astro-ph.CO
Forecasted constraints on modified gravity from Sunyaev Zel'dovich tomography
观测宇宙学已经成为检验广义相对论的重要实验室，对修正引力的研究构成了现有和未来调查的重要科学案例。在本文中，我们说明了如何未来的测量宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性可以与大型星系调查相结合，以提高约束修改重力使用技术的Sunyaev Zel'dovich（SZ）层析成像。SZ层析成像利用SZ对小角尺度CMB的动力学/极化贡献与星系红移测量中测量的结构分布之间的相关性来重建远程偶极场和四极场，例如在整个宇宙中观察到的CMB偶极场和四极场。我们计算一类修改重力的远程偶极和四极场的效果，说明这些可观的结合了一些现有的探测器的理想功能。然后，我们进行了一个费舍尔预测的约束下一代CMB实验和星系调查的两个参数类的重力修改。通过将信息从重建的远程偶极和四极场，我们发现，它是可能的，以提高该模型的约束条件的一个因素的$\sim 2$超出了可能与单独的星系调查。我们的结论是，SZ层析成像是一种很有前途的方法，用于测试重力与未来的宇宙学数据集。
2019-08-07 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
Kinetic Sunyaev-Zel'dovich tomography with line-intensity mapping
动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应是一种次级宇宙微波背景（CMB）各向异性，它是由CMB光子与介入电子的散射引起的。通过与大尺度结构的示踪剂的互相关，kSZ效应可以用于重建三维径向速度场，这是一种称为kSZ层析成像的技术。我们探讨的CMB和线强度波动之间的互相关检索的晚时间kSZ信号在很宽的红移范围。我们专注于CII发射线，并预测的信噪比的kSZ断层扫描信号之间的红移$z=1-5$为即将到来的实验。我们表明，虽然目前正在建设的仪器可能达到一个低意义的检测kSZ断层扫描，下一代实验将实现更高的灵敏度，与检测意义的$\mathcal{O}(10^2-10^3)$。由于样本方差抵消，kSZ层析成像重建的速度场和强度波动之间的互相关可以改善测量%的尺度依赖的偏差贡献，从新的物理在大尺度上的功率谱。为了说明这一改进，我们考虑模型的早期宇宙，诱导原始本地型非高斯性和相关的补偿等曲率扰动。我们表明，与CMB-S4和AtLAST类调查，$f_{\rm NL}$和$A_{\rm CIP}$的不确定性可以减少一个因素的$\sim 3$，实现$σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$。我们进一步表明，探测低和高的红移是至关重要的，以打破两个参数之间的简并。
2020-11-16 astro-ph.CO
Polarized Sunyaev Zel'dovich tomography
二次CMB极化是由CMB光子被我们过去光锥上的自由电子的后期散射引起的。这种极化的Sunyaev Zel'dovich（pSZ）效应对电子的局部观察到的CMB四极非常敏感，这主要是由长波长的不均匀性引起的。通过结合再电离后整个宇宙中自由电子测量的远程四极子，pSZ效应使我们能够获得关于大尺度模式的额外信息，而不是从我们自己的最后一个散射表面上学到的信息。在这里，我们确定的功率pSZ层析成像，其中的pSZ效应是交叉相关的密度场装箱在几个红移，提供有关长波长宇宙的信息。我们在这里探索的信号是$E$或$B$模式CMB偏振与密度场之间的互相关中的功率不对称。我们将其与宇宙方差限制噪声进行比较：在没有大尺度四极场的情况下，随机机会获得功率不对称。通过计算必要的传递函数和互相关，我们计算的信噪比达到理想的下一代CMB实验和星系调查。我们发现，$\sim 1-10$的信噪比原则上是可达到的一个显着的范围内的权力多极，最强的信号来自第一多极在最低的红移箱。这些结果促使进一步评估现实测量的pSZ信号和约束大尺度宇宙学的潜在影响。
2017-11-02 astro-ph.CO
Forecast of cross-correlation of CSST cosmic shear tomography with AliCPT-1 CMB lensing
本研究预测CSST宇宙剪切层析与AliCPT-1 CMB透镜的交叉相关，综合多类噪声与系统误差，测得两阶段总SNR约15和22，并评估其对σ8、S8的宇宙学约束能力。
2023-05-29 astro-ph.CO
Towards detection of relativistic effects in galaxy number counts using kSZ Tomography
计划在不久的将来对宇宙微波背景进行高分辨率、低噪声观测，这将使基于再散射宇宙微波背景光子-次级宇宙微波背景的新宇宙学探测成为可能。与此同时，巨大的星系调查将绘制出可观测宇宙的巨大体积。使用动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）层析成像技术，这些新的探测器可以结合起来重建远程偶极场，从我们宇宙中不同的有利位置观察到的CMB偶极。未来星系巡天的体积足够大，必须考虑到对观测到的星系分布的广义相对论修正。这些修正本身就是对引力的有趣探索，但也可能掩盖原始非高斯性的潜在特征。在本文中，我们证明了重建的远程偶极场和观测到的星系数计数之间的相关性原则上可以用来检测广义相对论修正。我们发现，忽略广义相对论修正导致一个$\mathcal{O}(1)$偏见的推断振幅的原始非高斯，$f_{\rm NL}$。此外，我们证明了重建的远程偶极场可以提供有用的约束力的各种偏置参数出现在星系数计数，并可以显着减轻对齐偏差的影响。
2019-04-22 astro-ph.CO
Cosmic birefringence tomography with polarized Sunyaev Zel'dovich effect
本文提出利用包含所有相关项的偏振Sunyaev-Zel'dovich（pSZ）效应作为宇宙双折射层析探针，发现通过CMB极化模与遥远四极矩模的交叉关联，可将红移2至5的双折射角约束在亚度级别。
2023-09-28 astro-ph.CO
Constraining dark sector perturbations II: ISW and CMB lensing tomography
任何偏离宇宙学常数的暗能量（DE）或修正引力（MG）模型都需要对其扰动进行一致的处理，这可以用有效熵扰动和各向异性应力来描述。我们已经考虑了最近提出的通用参数化DE/MG扰动，并将其数据从普朗克卫星和6个星系目录，包括温度星系（Tg），CMB透镜星系和星系星系（GG）的相关性。结合这些可观的结构形成与测试的背景扩展，使我们能够调查的DE/MG在背景和微扰水平的属性。我们对DE/MG的约束与宇宙学常数范式基本一致，同时我们也发现对状态方程w（假设为常数）的约束依赖于微扰演化的模型假设。我们得到$w=-0.92^{+0.20}_{-0.16}$（95%CL; CMB+gg+Tg）在熵扰动的情况下，在各向异性应力的情况下，结果是$w=-0.86^{+0.17}_{-0.16}$。包括透镜相关性使结果向更高的w值移动。如果我们在最近的重子声学振荡（BAO）测量的膨胀历史上包括一个先验，我们发现，在$w=-1$附近的约束收紧，使得它不可能测量任何DE/MG扰动演化参数。然而，如果即将到来的观测，如DES，欧几里得或LSST显示出偏离宇宙学常数的迹象，我们的形式主义将是一个有用的工具，对模型选择在黑暗的部门。
2015-02-10 astro-ph.CO
Early Universe Tomography with CMB and Gravitational Waves
本文讨论了如何结合宇宙微波背景（CMB）测量和引力波（GW）直接探测实验重建宇宙的热历史。假设各种膨胀时代发生后，暴胀再加热和大爆炸核合成（BBN）之前，我们展示了如何测量的GW频谱可以用来打破与CMB数据，后者是敏感的宇宙膨胀的总量相关联的简并。在这种情况下，我们认为，从未来的CMB和GW实验的预期约束可以探测的情况下，存在后期的熵产生除了标准的再加热。我们表明，在某些情况下，结合未来的CMB和GW直接探测实验的数据，可以确定再加热温度，熵产生的量和标准辐射时代开始的温度。
2013-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Direct shear $\times$ kSZ correlation: controlling baryons without modeling galaxies
University of Arizona（亚利桑那大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）
该研究提出一种无需建模星系-物质关联的方法，通过交叉关联kSZ模板与CMB温度，可高精度约束重子反馈对物质功率谱的抑制，有望解决弱引力透镜巡天的系统误差问题。
2026-08-03 astro-ph.CO
Neutrino Mass Constraints from kSZ Tomography
本文预测第四阶段CMB和大尺度结构巡天对中微子质量的约束能力，重点研究kSZ层析成像作为独立探针，发现kSZ光学深度先验可将中微子质量约束误差从32 meV改善至27 meV。
2025-02-07 astro-ph.CO hep-ph
Low-redshift constraints on structure growth from CMB lensing tomography
Università degli Studi di Trento（特伦托大学）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；University of Oxford（牛津大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯克，巴斯克科学基金会）
研究低红移（$z\lesssim0.3$）时物质涨落幅度，利用星系聚类及与CMB引力透镜汇聚的交叉相关性，采用HEFT方法建模星系偏差，给出$S_8$限制，重建低红移增长历史，结果与相关预测及限制兼容。
2026-07-08 astro-ph.CO
Constraining local non-Gaussianities with kSZ tomography
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）层析成像提供了一个强大的探测宇宙中物质的径向速度场。通过互相关一个高分辨率的CMB实验，如CMB S4和一个星系调查，如DESI或LSST，人们可以测量径向速度场与非常高的信号噪声在大体积的宇宙。在本文中，我们将展示如何使用这种测量来改善对本地类型的原始非高斯性的约束。速度场提供了大尺度上无偏物质扰动的测量，它可以与有偏的大尺度星系密度场互相关。这导致由于非零$f_{NL}$而导致的尺度依赖性偏差的测量的样本方差抵消。使用该方法，我们预测CMB S4和LSST组合达到灵敏度$σ_{f_{NL}} \sim 0.5$，其是单独使用LSST（没有内部样本方差消除）的灵敏度的三倍改进。我们考虑到关键的系统学，如光度红移，kSZ光学深度简并，影响星系自功率谱的形状和系统学，发现这些影响可以忽略不计，从而使kSZ层析成像原始非高斯性的强大探头。我们还预测了大规模装箱对我们的约束的影响。本文提出的技术可能是一个重要的组成部分，实现理论上重要的阈值$σ_{f_{NL}} \lesssim 1$与未来的调查。
2018-10-31 astro-ph.CO
Primordial gravitational wave phenomenology with polarized Sunyaev Zel'dovich tomography
通过原始引力波对宇宙微波背景（CMB）偏振各向异性的影响来探测和表征原始引力波是当前和未来CMB观测的主要科学目标。随着CMB实验灵敏度的巨大飞跃，一个辅助数据集将变得可用，这就是极化Sunyaev Zel'dovich（pSZ）效应，即由再电离后宇宙中自由电子散射引起的小尺度CMB极化各向异性。pSZ效应与星系巡天的互相关，一种被称为pSZ断层扫描的技术，可以用来重建遥远的四极场：从宇宙中不同位置观察到的CMB四极场。原始引力波在遥远的四极场上留下了明显的印记，使pSZ层析成像成为表征其性质的潜在新方法。在以前工作的基础上，我们探讨了主CMB和重建的远程四极场之间的全套相关性的实用性，既提供原始引力波的振幅的排斥限制，以及提供限制的张量部门的几个唯象模型：轴子规范场膨胀，一般模型与手征张量，和修改后的后期衰减张量的模型。我们发现，相对未来的实验要求是必要的，以提供竞争力的排斥限制相比，主要的CMB。然而，pSZ断层扫描可以是张量的后期演化的强有力的探测器，并且通过与主CMB的互相关，可以对具有手征原始引力波的各种模型中的参数约束提供温和的改进。
2018-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints from CMB lensing tomography with projected bispectra
University of Oxford（牛津大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
利用投影双谱与功率谱结合，研究宇宙微波背景透镜效应约束物质涨幅和物质分数。
2026-01-13 astro-ph.CO
Probing cosmic birefringence with polarized Sunyaev-Zel'dovich tomography
如果暗能量和/或暗物质背后的物理违反了标准宇宙学范式中假设的宇称对称性，则宇宙微波背景（CMB）光子的线性偏振可以由于它们与暗扇区的耦合而旋转。最近的3个$σ$暗示了CMB偏振的EB光谱中的“宇宙双折射”，这促使我们追求新的方向来独立验证和表征信号。在这里，我们探讨的前景探测宇宙双折射的小尺度波动的CMB使用偏振Sunyaev-Zel 'dovich（pSZ）断层扫描。我们发现，pSZ可以用来推断宇宙双折射的红移依赖性，也有助于校准仪器的偏振方向。为了说明前景，我们表明，pSZ断层扫描可以探测类轴子暗能量模型与质量$m_ϕ\lesssim 10^{-32}$ eV与$\mathcal{O}(0.1)$度之间的再电离和重组的旋转。
2022-11-06 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic birefringence tomography and calibration-independence with reionization signals in the CMB
本文提出利用 CMB 再电离与复合时期双折射角之差消除偏振角校准偏差，并结合多类探测实现双折射层析，预测 LiteBIRD 可测至约 0.05 度。
2021-08-20 astro-ph.CO hep-ph
CMB lensing tomography with clustering estimation of lens redshift distributions
本文提出一种基于聚类的红移估计方法用于CMB lensing tomography，通过两点互相关重构透镜星系核函数，并利用Planck PR4和射电星系数据测量角交叉功率谱，得到的$σ_8$结果与Planck归一化高度一致。
2025-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Role of Future SNIa Data from Rubin LSST in Reinvestigating Cosmological Models
本文研究了未来 Rubin LSST 三年 SNIa 模拟数据结合 CMB 和 BAO 对 $Λ$CDM 和 CPL 暗能量模型的约束，发现其能显著收紧参数约束并降低 $H_0$ 与 $σ_{8,0}$ 的相关性。
2024-04-15 astro-ph.CO gr-qc
A New Probe of the High-z BAO scale: BAO tomography With CMB $\times$ LIM-Nulling Convergence
本文提出利用CMB透镜与LIM置零互相关中的高红移BAO特征作为无偏标准尺，预测在z~5可达7.2%（下一代）至4%（未来）的测量精度。
2024-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Avoiding baryonic feedback effects on neutrino mass measurements from CMB lensing
中微子质量总和的测量是即将到来的宇宙微波背景（CMB）引力透镜测量的主要应用之一。这种测量可能会被与所谓的“重子效应”有关的不确定性建模所混淆，这些不确定性来自气体动力学、恒星形成以及活动星系核和超新星的反馈。特别是，关于重子对CMB透镜效应的形式的错误假设可以使中微子质量测量产生很大的统计不确定性。在本文中，我们研究了三种方法来减轻这种偏差：（1）限制使用小尺度的CMB透镜信息时，约束中微子质量;（2）使用外部示踪剂，以消除低红移的贡献的CMB透镜映射;（3）边缘化的参数模型的重子效应的大尺度结构。我们使用Fisher矩阵预测来测试这些方法，这些方法用于类似于西蒙斯天文台和CMB-S4的实验，使用各种最近的流体动力学模拟来表示可能的重子效应的范围，并使用鲁宾天文台的LSST测量的宇宙剪切作为方法（2）中的示踪剂。我们发现，（1）和（2）的组合，或（3）本身，将有效地减少重子效应对中微子质量测量的偏差到可以忽略的水平，而不会显着增加相关的统计不确定性。
2020-11-12 astro-ph.CO
Testing $Λ$CDM versus dynamical dark energy in one year: A DESI spectroscopic follow-up program for Rubin supernovae
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Hawai‘i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校）
通过DESI光谱调查，利用一年数据在5σ水平上测量动态暗能量，结合现有数据推动ΛCDM偏离超过5σ。
2026-04-20 astro-ph.CO
Probing helium reionization with kinetic Sunyaev Zel'dovich tomography
本文提出利用动力学 Sunyaev-Zeldovich 层析成像技术，结合 CMB 测量与星系巡天，推断原始氦丰度及氦再电离的时间和持续时间，并预期 Vera Rubin 天文台和 CMB-S4 可实现约 10σ 的高显著性探测。
2022-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing early structure and model-independent neutrino mass with high-redshift CMB lensing mass maps
本研究提出通过减去缩放星系密度图去除CMB透镜质量图低红移贡献的方法，得到高红移质量图，可高精度探测高红移结构增长，还能给出近乎模型无关的中微子质量约束，对非标准暗能量模型不敏感。
2025-05-18 astro-ph.CO
Primordial trispectrum from kSZ tomography
动力学Sunyaev Zel'dovich效应是一种次级CMB温度各向异性，它提供了一个强有力的探测宇宙中物质分布的径向速度场的方法。这个速度场重建相结合的高分辨率CMB测量与星系的调查数据，它提供了一个公正的示踪物质扰动的线性制度。在本文中，我们将展示如何测量可以用来探测原始的非高斯的本地类型，特别是专注于三谱振幅$τ_{\rm NL}$，可能会出现在一个简单的两个字段的通货膨胀模型，我们提供的说明方式。互相关的速度场导出的物质分布与偏置的大尺度星系密度场允许一个测量的尺度依赖的偏置因子与样本方差抵消。我们预测对应于CMB-S4和VRO的构型导致$σ_{f_{\rm NL}} \approx 0.59$和$σ_{τ_{\rm NL}} \approx 1.5$的灵敏度。这些预测预测的改善因子为10和195的$σ_{f_{\rm NL}}$和$σ_{τ_{\rm NL}}$，分别超过灵敏度使用VRO数据单独，没有内部样本方差取消。类似地，对于对应于DESI和SO的配置，我们预测$σ_{f_{\rm NL}} \approx 3.1$和$σ_{τ_{\rm NL}} \approx 69$的灵敏度，与单独使用DESI数据集相比，其改进因子分别为2和5。我们发现，一个高的星系数密度和大的调查量大大提高了我们的能力，探测的振幅的原始三谱的多场模型考虑。
2022-08-30 astro-ph.CO
Validating dark energy models using polarised Sunyaev-Zel'dovich effect with large-angle CMB temperature and E-mode polarization anisotropies
本文提出利用全天CMB温度和E模偏振各向异性的低多极矩与星系团视角的CMB四极矩相关性，结合偏振Sunyaev-Zel'dovich效应层析成像来约束暗能量本质，蒙特卡洛模拟显示可将暗能量状态方程参数约束改善约17%。
2023-01-31 astro-ph.CO
Is the Rees-Sciama effect detectable by the next generation of cosmological experiments?
结构的非线性增长导致引力势随时间增长，这在宇宙微波背景（CMB）的小尺度温度波动上留下了印记，这一信号被称为里斯-夏玛（RS）效应。基于以前的研究，在这里，我们调查的RS效应的可检测性交叉相关即将到来的CMB和大尺度结构调查。我们包括示踪剂与现实的数量密度和偏见，现实的噪音为即将到来的和未来的CMB实验，重要的是，从CMB前景的噪音预算的贡献。我们还得到最佳的红移权重，这是至关重要的检测，由于RS效应的红移内核和当前和即将到来的星系调查的典型红移分布之间的不匹配。与以前的工作一致，我们确认，信号将在原则上是可检测的高意义的未来CMB实验的“白噪声”版本时，前景不包括作为噪声的一部分。然而，我们发现，包括前景限制了信号的统计可检测性：鲁宾天文台LSST的最佳加权高红移样本，以及CMB-S4或CMB-HD的CMB地图，可以产生一个检测与信噪比6 - 8，当采取$\ell_{\rm max} = 6000$，前提是前景引起的偏见可以成功地控制。如果来自前景的总功率进一步降低，例如通过更积极的掩蔽，或者如果信号可以被建模到更小的尺度，则改进是可能的。
2022-05-20 astro-ph.CO
Probing correlated compensated isocurvature perturbations using scale-dependent galaxy bias
补偿等曲率扰动（CIP）是相对重子和暗物质密度的调制，使总物质密度保持不变。来自原始宇宙微波背景（CMB）的最佳电流约束与CIP一致，CIP的振幅比绝热扰动大两个数量级，这表明我们对早期宇宙的认识可能存在巨大差距。然而，最近Barreira~et.~ al.的CIP与原始曲率扰动，如出现在一些版本的曲率模型，导致一个新的可观察的：规模依赖星系的偏见。将星系巡天与密度场的无偏示踪剂相结合，有助于测量不受宇宙方差影响的相关CIP的振幅，这是主要CMB约束的主要限制。其中最有前途的示踪剂用于这一目的是远程偶极场，重建使用的技术动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）层析成像。在本文中，我们评估的相关CIP的振幅可能与下一代CMB和星系调查使用kSZ断层扫描的检测意义。我们的分析包括所有相对论的贡献所观察到的星系数计数，并允许CIP和原始的非高斯性，这也引起了规模依赖的星系偏见。我们发现，kSZ断层扫描可以探测CIP的幅度相当的绝热波动，代表了两个数量级以上的改进后，目前的限制，和一个数量级以上的将是可能的，单独使用未来的CMB或星系调查。
2019-08-23 astro-ph.CO
Constraints on the $Λ$CDM model with redshift tomography
最近公布的普朗克数据支持标准$Λ$ CDM模型中较低的哈勃常数值和较高的分数物质密度值，这与一些低红移测量结果不一致。在这种宇宙学的背景下，我们检查的一致性估计值的哈勃常数和分数物质密度与红移层析。使用SNe Ia，Hubble参数，BAO和CMB数据，这是分为三个箱，我们发现没有任何张力的统计证据，在三个红移箱，虽然存在一个$σ$的哈勃常数在高红移箱的偏差在中间的红移。
2014-07-22 astro-ph.CO
Projected-Field Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Cross-Correlations: Halo Model and Forecasts
动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，即，宇宙微波背景（CMB）光子的多普勒增强（Doppler boost）是研究宇宙中重子的一个强有力的窗口，该多普勒增强是由星系团和具有非零体速度的星系团中的自由电子散射引起的。我们提出了第一个晕模型计算的互功率谱的“投影场”的kSZ信号与大尺度结构（LSS）示踪剂。我们比较和验证我们的计算对以前的研究，这依赖于$N$体校准的有效公式，而不是晕模型。我们预测了来自阿塔卡马宇宙学望远镜（AdvACT），西蒙斯天文台（SO）和CMB-S4的CMB地图，以及来自暗能量调查的LSS调查数据，Vera C.鲁宾天文台（VRO）和\textit{Euclid}。在与星系数密度的交叉相关中，对于AdvACT $\times$ \textit{unWISE}，我们预测了18个$σ$投影场kSZ检测使用的数据已经在手。结合SO CMB地图和\textit{unWISE}星系目录，我们期望一个$62σ$检测，产生精确的测量气体密度分布径向斜率。此外，我们预测的第一次检测kSZ -星系弱透镜交叉相关与AdvACT $\times$ VRO/ \textit{Euclid}（在6 $σ$）和kSZ - CMB弱透镜交叉相关与SO（在16 $σ$）。最后，气体密度分布形状的$\approx 10-20$ \%精确测量应该可以与CMB-S4 kSZ-C…
2022-08-16 astro-ph.CO
Constraining beyond $Λ$CDM models with 21cm intensity mapping forecast observations combined with latest CMB data
我们探索暗能量和修改重力预测21厘米强度映射测量使用有效场论方法的约束。我们建立了一个真实的模拟数据集，预测低红移21厘米信号功率谱$P_{21}(z,k)$测量从MeerKAT射电望远镜。我们通过蒙特卡罗马尔可夫链技术计算宇宙学和模型参数的约束，测试$P_{21}(k)$单独的约束能力以及与最新的普朗克2018 CMB数据相结合时的效果。我们补充我们的分析，从一个理想的模拟数据集的观察，在多个红移箱的断层扫描测试的影响。我们进行我们的分析数值与代码EFTCAMB/EFTCosmoMC，我们通过实施一个可能性模块完全集成与原始代码扩展。我们发现，添加$P_{21}(k)$到CMB数据提供了显着更严格的限制$Ω_ch^2$和$H_0$，与普朗克结果的错误减少在超过$60\%$的水平。对于描述超出$Λ$ CDM理论的参数，我们观察到在$\lesssim 10\%$水平上相对于普朗克约束的误差减少。当我们使用理想的断层模拟观测来约束参数时，改进增加到$\sim 35\%$。我们的结论是，21厘米信号的功率谱是敏感的变化的参数描述检查超越$Λ$ CDM模型，因此，$P_{21}(k)$观测可能有助于限制暗能量。这种理论的约束力显着提高了层析成像。
2021-09-07 astro-ph.CO
Precise and Accurate Cosmology with CMBxLSS Power Spectra and Bispectra
随着新一代宇宙学实验的出现，这些实验将提供对大尺度结构中的宇宙微波背景和星系的高精度测量，因此有必要审查对多个宇宙学探测器进行联合分析的潜力。本文研究了与CMB透镜相关的星系单圈功率谱和树双谱中所包含的宇宙学信息量。我们使用FFTLog方法来计算角相关的球谐空间，适用于宽角度，可以访问即将到来的星系调查。我们发现，添加的双谱和互相关与CMB透镜提供了一个显着的改善参数的约束，包括对中微子总质量，$M_ν$，和本地非高斯振幅，$f_{\rm NL}$。特别是，我们的研究结果表明，维拉C。鲁宾天文台的时空遗产巡天（LSST）和CMB-S4将能够从星系和CMB透镜相关性中获得$σ(M_ν)=42$ meV，并在与CMB温度和偏振数据进一步结合时获得$σ(M_ν)=12$ meV，而无需任何光学深度。
2021-05-25 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology from Planck CMB Lensing and DESI DR1 Quasar Tomography
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文利用DESI DR1和普朗克PR4数据测量红移范围0.8至3.5的物质波动幅度，通过三组红移分层测量得出σ₈和S₈参数，并结合ACT DR6和普朗克PR4数据测量哈勃常数。
2025-06-27 astro-ph.CO
Cosmological constraints from the tomography of DES-Y3 galaxies with CMB lensing from ACT DR4
利用DES Y3星系与ACT DR4 CMB透镜互相关，在9.1σ下探测到信号，测得S₈=0.75，与普朗克结果存在<2σ的偏低倾向。
2023-10-11 astro-ph.CO
High resolution tomography for galaxy spectroscopic surveys with angular redshift fluctuations
在下一代分光星系巡天的背景下，目前正在编制关于物质分布的新统计数据。其中，我们研究了角红移涨落（ARF），它探测星系投影红移分布中包含的信息。依靠费舍尔形式主义，我们展示了如何ARF将提供互补的宇宙学信息相比，传统的角星系聚类。我们测试了标准$\mathrm{ΛCDM}$模型和$\mathrm{wCDM}$扩展。我们发现，宇宙学和星系偏置参数表示不同的退化时，从ARF或角星系集群推断。因此，结合这两个观测打破这些简并大大减少边际化的不确定性的一个因素，至少有两个对大多数参数的$\mathrm{ΛCDM}$和$\mathrm{wCDM}$模型。我们发现，ARF结合角星系集群提供了一个很好的方式来探测暗能量的$w_0$ - $w_{\rm a}$参数集的品质因数增加了十倍以上的角星系集群相比。最后，我们比较了ARF和CMB透镜对星系偏置参数的限制。我们表明，联合分析ARF和角星系聚类改善了约束$\sim 40\%$的星系偏置角星系聚类和CMB透镜的联合分析相比。
2021-02-22 astro-ph.CO
Cosmological probes of helium reionization
本研究提出联合宇宙红外背景、高红移星系与CMB数据，通过运动学苏尼亚耶夫-泽尔多维奇层析成像探测氦再电离时期，预计未来结合多设备数据可达8-10σ探测显著性，助力理解早期天体物理过程。
2023-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB lensing tomography with the DES Science Verification galaxies
我们测量暗能量调查（DES）科学验证数据中的星系密度与普朗克卫星和南极望远镜（SPT）重建的宇宙微波背景（CMB）透镜之间的互相关。当使用DES主星系样本在整个红移范围$0.2 < z < 1.2$，互相关信号检测在$6 σ$和$4σ$分别与SPT和普朗克。然后，我们将DES星系分为五个光度红移箱，发现显着的（$>$ $2 σ$）检测在所有箱。与基准普朗克宇宙学相比，我们发现信号的红移演化符合预期，尽管振幅始终低于红移区间的预测。我们测试了可能影响我们结果的系统学，没有发现明显污染的证据。最后，我们展示了如何使用这些测量来约束整个宇宙时间的结构的增长。我们发现，数据是由一个模型，在$z<1.2$宇宙中的结构的振幅是$0.73 \pm 0.16$倍大的LCDM普朗克宇宙学预测，$1.7σ$偏差。
2016-01-18 astro-ph.CO
Cosmology from weak lensing, galaxy clustering, CMB lensing and tSZ: II. Optimizing Roman survey design for CMB cross-correlation science
本文研究Roman HLWAS与CMB实验的协同，发现宽巡天设计即使系统误差更大，仍显著优于参考巡天，暗能量FoM提升约2倍，并提出双层巡天方案以降低系统误差风险。
2024-11-06 astro-ph.CO
Probing the Cosmological Principle with CMB lensing and cosmic shear
University of the Western Cape（西开普敦大学）；National Institute for Theoretical & Computational Sciences（理论与计算科学国家研究所）；Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, CNRS & Université de Montpellier（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室，法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Université de Genève（日内瓦大学）
本文通过CMB透镜效应和宇宙shear交叉相关性探测晚期时间各向异性，利用层析成像和E-B交叉相关性提高检测能力。
2025-11-14 astro-ph.CO
Direct geometrical measurement of the Hubble constant from galaxy parallax: predictions for the Vera C. Rubin Observatory and Nancy Grace Roman Space Telescope
我们调查的可能性，由于地球的运动相对于CMB框架（宇宙长期视差）的星系视差偏移的统计检测可以由维拉C。鲁宾天文台的遗产调查的空间和时间（LSST）或南希格雷斯罗马太空望远镜（NGST），并用于测量哈勃常数。我们做了模拟星系调查，从一个大的N-体模拟扩展到红移z=0.06，并包括天体测量误差的LSST和NGSINS的科学要求，红移误差和特有的速度。我们包括光谱红移的最亮的星系（r < 18）在基准的情况下。我们使用这些星表来测量视差与红移，各种假设的调查参数和分析技术。我们发现，为了使一个有竞争力的测量，将是必要的模型和星系自行的特殊速度分量的校正。也有必要将扩展源的天体测量推向一个新的领域，并将来自已分辨星系的不同元素的信息结合起来。在附录中，我们描述了一些简单的测试星系图像配准产生相对有前途的结果。对于我们的基准调查参数，我们预测的均方根误差H 0的直接几何测量为2.8%的LSST和0.8%的NGSINS。
2020-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Novel Cosmological Tests from Combining Galaxy Lensing and the Polarized Sunyaev-Zel'dovich Effect
极化的Sunyaev-Zel'dovich（pSZ）效应来源于CMB光子从遥远的自由电子的汤姆逊散射，并在整个可观测宇宙中产生CMB四极的新观点。星系切变测量星系的形状扭曲，探测它们的局部环境和介入的物质分布。这两个观测值都对宇宙学模型提出了有趣的限制;在这里我们要问：从它们的组合中可以学到什么？pSZ剪切交叉谱测量剪切星系偏振双谱，包含来自（1）萨克斯-沃尔夫（SW）效应，（2）积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应和（3）暴胀引力波的贡献。由于pSZ信号的模式并不局限于地球过去的光锥，低红移交叉光谱可以通过ISW效应对暗能量提供一种新的约束，而SW信号在非常不同的时间耦合标量模式，但在相似的位置，这提供了一个独特的探测宇宙的均匀时间演化。我们给出表达式的剪切，星系，和pSZ的自动和交叉光谱的所有主要贡献，并通过费舍尔预测评估其可探测性。尽管理论上有很大的实用性，但交叉光谱的检测将是一个挑战：将CMB-S4与鲁宾相结合，产生了ISW贡献的$1.6σ$检测，对于涉及CMB-HD和更高星系样本密度的未来实验，它将增加到$5.2σ$。对于奇偶偶（奇偶奇）张量，我们预测CMB-S4和Rubin的$1σ$极限为$σ(r) = 0.9$（$0.2$），或者更未来的设置为$0.3$（$0.06$）。虽然这明显优于单独来自星系切变的限制（对系统学不太敏感），但它不太可能具有竞争力，但可以作为一个有用的…
2022-09-20 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Cosmology from weak lensing, galaxy clustering, CMB lensing and tSZ: I. 10x2pt Modelling Methodology
本文提出基于晕模型的10x2pt联合分析方法，结合LSST星系巡天与SO的CMB及tSZ信息，显著提升Ω_m和S_8约束，并评估关键相关性与模型不确定性。
2023-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The kinetic SZ tomography with spectroscopic redshift surveys
动力学Sunyaev Zel'dovich效应（kSZ）是寻找重子失踪的一个潜在的强有力的探测器。然而，kSZ信号被各种污染淹没，由于投影效应，红移信息的丢失阻碍了宇宙学应用。我们提出了一个kSZ层析成像方法，以减轻这些问题，借助星系光谱红移调查。我们建议通过三维星系分布来估计大尺度特有速度，用三维星系密度来加权，并采用沿视线投影的乘积加上适当的加权作为真实kSZ温度涨落$Θ$的估计量.因此，我们提出通过$\HatΘ$ - $Θ$互相关来测量kSZ信号。这种方法有许多优点（详见本文摘要）。我们测试建议的kSZ断层扫描对非绝热和绝热流体动力学模拟。我们证实，$\hatΘ$确实是紧密相关的$Θ$在$k\la 1h/$兆秒差距，虽然在密度和速度场的非线性和非线性红移失真确实削弱了紧密的$\hatΘ$ - $Θ$相关。我们进一步从星系分布散粒噪声中量化了$\HatΘ$的重建噪声。基于这些结果，我们量化的适用性建议kSZ断层扫描为未来的调查。我们发现，结合BigBOSS-N光谱红移巡天，普朗克CMB实验将能够探测到整体意义为$\sim 50σ$的kSZ，并进一步测量其在$0<z<2$上多个红移仓的红移分布。
2011-01-24 astro-ph.CO
Probing Physics Beyond the Standard Model through Combined Analyses of Next-Generation Type Ia Supernova, CMB, and BAO Surveys
National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）；Duke University（杜克大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Université Clermont Auvergne（克莱蒙奥弗涅大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高能物理研究所）
本文通过联合分析下一代Ia型超新星、CMB和BAO巡天数据，改进暗能量约束，发现LSST-Y3 SNIa样本可使暗能量约束提高2-2.5倍，结合CMB与DESI-DR3-BAO数据可得到暗能量参数约束，且允许中微子质量总和的检测。
2026-04-24 astro-ph.CO
Towards Neutrino Mass from Cosmology without Optical Depth Information
随着低红移探测器达到前所未有的精度，CMB光学深度的不确定性预计将成为未来宇宙学中微子质量约束的限制因素。在本文中，我们讨论在何种程度上的组合CMB透镜和星系巡天测量在低红移$z\sim 0.5-5$将能够使竞争力的中微子质量测量，而不依赖于任何光学深度的限制。我们发现，LSST星系和CMB-S4透镜的组合应该能够实现限制中微子质量总和为25毫电子伏没有光学深度的信息，一个独立的测量是竞争力或略优于30毫电子伏的约束可能与CMB-S4和当今的光学深度测量。这些限制起源于结构的增长，在很宽的红移范围内，以及最重要的是，在一个大的体积测量的星系功率谱的形状互相关层析探测。我们警告说，可能的并发症，如高阶偏置和系统误差在高红移星系团的分析只是简要讨论，可能是不可忽略的。尽管如此，我们的研究结果表明，在目前的光学深度限制和超越的高精度中微子质量测量的新品种是可能的。
2018-09-06 astro-ph.CO
Cosmic Discordance: Are Planck CMB and CFHTLenS weak lensing measurements out of tune?
我们研究的协议之间的水平低红移弱透镜数据和CMB使用测量CFHTLenS和普朗克+WMAP偏振。我们对Heymans等人（2013）的CFHTLenS六箱断层扫描结果进行了独立分析。我们扩展了他们的系统学治疗，并发现宇宙学的限制是相对强大的非线性建模，扩展到内在的对齐模型和重子的选择。我们发现CFHTLenS和Planck+WP的90%置信度等值线即使在$Λ$ CDM的全6维参数空间中也不重叠，因此这两个数据集是不一致的。允许一个大质量的活动中微子或张量模并不能显著地解决全n维参数空间中的分歧。我们的结果与文献中的一些不同，因为我们在弱透镜数据中使用了完整的断层信息，并忽略了系统学。我们注意到，向$Λ$ CDM中添加一个无菌中微子确实会使8维64%的轮廓重叠，这主要是由于中微子种类的额外有效数量，我们发现在组合数据集时比标准多0.84 $\pm$ 0.35（68%）。我们讨论了为什么这不是一个完全令人满意的解决方案，留下其他新的物理学或观测系统学作为贡献因素的可能性。我们提供了更新的宇宙学拟合函数的CFHTLenS约束，并讨论了文献中使用的差异。
2015-06-29 astro-ph.CO
The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Angular clustering tomography and its cosmological implications
我们调查的宇宙学意义的研究星系聚类使用层析成像的方法应用到最终的BOSS DR 12星系样本，包括自动和交叉的红移壳层之间的关联函数。我们使用最先进的非线性、偏置和红移空间失真模型，在红移仓中对角关联函数$ω(θ)$的完整形状的信号进行建模。我们目前的结果的红移演化的线性偏差的BOSS星系，这是不能得到与传统的方法进行星系聚类分析。我们还得到宇宙学参数的约束，结合这种层析分析与测量的宇宙微波背景（CMB）和Ia型超新星（SNIa）。我们探讨了一些宇宙学模型，包括标准的$Λ$ CDM模型及其最有趣的扩展，如偏离$w_\rm{DE} = -1$，非最小中微子质量，空间曲率和偏离广义相对论使用的增长指数$γ$ parametrisation。一般来说，这些结果可以与当今最精确的宇宙学参数约束相媲美，并且与标准模型非常吻合。特别是，结合CMB，$ω(θ)$和SNIa，我们发现一个值的$w_\rm{DE}$一致的$-1$的精度优于5\%时，它被假定为在时间上是恒定的，当我们也允许一个空间弯曲的宇宙时，优于6\%。
2017-04-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Tomographic cross correlations between galaxy surveys and the CMB gravitational lensing potential. Effect of the redshift bin mismatch
本文通过LSST与Planck CMB透镜的蒙特卡洛模拟，量化测光红移误差造成的红移区间错配对功率谱及σ8等参数的偏差，并提出基于散射矩阵的快速校正方法。
2024-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmology of sub-MeV dark matter freeze-in
暗物质（DM）可能是通过光介质冻结的遗迹，其中DM是由热标准模型等离子体中极其微弱的红外主导过程产生的。在最简单的可行模型中，DM质量低于MeV尺度，DM具有小的有效电荷，并且具有非热相空间分布。这个DM候选者将导致可观察到的偏离标准宇宙学演化。在这项工作中，我们结合数据从宇宙微波背景（CMB），莱曼- $α$森林，类星体透镜，恒星流，和银河系卫星丰度冻结DM质量的下限高达$\sim 20\,$ keV，与确切的约束取决于DM热化是否在自己的部门。我们进行预测的CMB-S4实验，氢时代的再电离阵列，和维拉鲁宾天文台，发现冻结DM质量高达$\sim 80\,$ keV可以探索。这些宇宙学探针是高度互补的建议直接检测努力寻找这个DM候选人。
2020-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Exploring Cosmological Tensions with Hubble Parameter Tomography via Linear Cosmography
Hofstra University（霍夫斯特拉大学）；John L. Miller Great Neck North High School（约翰·L·米勒格瑞特尼克北高中）
本文通过线性宇宙图谱方法分析超新星数据，探索哈勃参数在宇宙加速期的振荡特征，为理解宇宙学紧张局势提供新思路。
2026-02-18 astro-ph.CO
The LSST-DESC 3x2pt Tomography Optimization Challenge
本文介绍了鲁宾天文台暗能量科学合作组织（DESC）的3x 2 pt断层扫描挑战的结果，这是朝着优化主要DESC分析的断层扫描分箱策略迈出的第一步。在元校准透镜目录的背景下，为光度测量选择最佳层析分箱方案的任务变得特别微妙，因为只有元校准过程中包含的波段（通常是riz和潜在的g）的光度测量可以用于样品定义。挑战的目标是在高度理想化的环境中收集和比较标准3x 2 pt宇宙学分析的各种指标下的分组分配策略，以建立现实复杂的随访研究的基线;在这项初步研究中，我们使用了两套宇宙学模拟星系红移和测光在一个简单的噪声模型忽略光度异常值和观测条件的变化，和贡献的算法被提供有代表性的和完整的训练集。我们审查和评估的挑战的条目，发现即使从这个有限的光度信息，多个算法可以合理地分离层析箱，达到数字的优点分数接近可达到的最大值。我们进一步发现，将g波段加入riz光度测量中可以提高度量性能约15%，并且最佳的bin分配策略强烈依赖于科学案例：要优化哪个品质因数，以及包括哪些可观测量（聚类、透镜效应或两者）。
2021-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Probing Dark Energy Microphysics with kSZ Tomography
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
本文研究了如何利用kSZ切片图与星系聚类结合，探测暗能量的扰动效应并改进其背景参数约束，发现kSZ数据能显著提升对w0和wa的约束精度，并揭示了暗能量扰动的微物理特性。
2026-05-14 astro-ph.CO hep-ph
