Kinematic Lensing Ratio: Reviving Weak Lensing Cosmography as a Geometric Dark Energy Probe
The University of Utah（犹他大学）
本文提出运动镜头比率(KiLeR)，利用剪切比率与从运动学推断的恒星形状，有效抑制了第一阶镜头系统误差。罗马望远镜的预测显示，KiLeR能提升暗能量约束192%，提供独立测试暗能量演变的证据。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Astrometric requirements for strong lensing time-delay cosmography
时间变量源的多个图像的光子到达之间的时间延迟可以用来限制宇宙中的绝对距离（Refsdal 1964），并进而获得对哈勃常数和其他宇宙学参数的直接估计。为了将时间延迟转换为距离，众所周知，主偏转器的重力势和物质沿视线的贡献需要足够精确地知道。在本文中，我们讨论了一个新的天体测量的要求，这是变得重要的时间延迟宇宙学提高精度和准确度，更大的样本，更好的数据和建模技术。我们推导出一个解析表达式的传播天体测量不确定性的多个图像位置的哈勃常数的推断，并得出要求取决于图像分离和相对时间延迟。我们注意到，这一要求同样适用于图像位置测量和模型在再现它们时的精度。为了说明这一要求，我们讨论了一些示例透镜配置，并强调，特别是对于10天或更短的时间延迟，相对天体测量的要求是为了毫角秒，设置一个严格的要求，测量和模型。利用目前的光学红外技术，天体测量的不确定性可能是在小图像分离制度下，当高精度时间延迟变得容易获得时，强透镜宇宙学的主要限制。
2019-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong lensing cosmography using binary-black-hole mergers: Prospects for the near future
International Centre for Theoretical Science, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
利用双黑洞并合信号进行强透镜宇宙学研究，通过分析透镜时间延迟分布以约束宇宙学参数。
2026-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Time-Delay Cosmography: Measuring the Hubble Constant and other cosmological parameters with strong gravitational lensing
本文综述了时间延迟宇宙学的理论基础、现有技术、系统误差控制策略及未来利用强引力透镜以1%精度测量哈勃常数并解决哈勃张力的前景。
2024-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
A model independent comparison of supernova and strong lensing cosmography: implications for the Hubble constant tension
我们使用超新星的测量，校准的本地确定的哈勃常数$H_0$的SH 0 ES，使用高斯过程回归插值的距离红移关系。然后，我们预测，独立的宇宙学模型，测量与强透镜时间延迟的距离。我们发现这些预测和测量结果之间非常吻合。当我们只考虑距离-红移关系的红移依赖性，而与$H_0$的值无关时，该协议成立。我们的研究结果不赞成的可能性，透镜质量建模贡献了10%的偏差或不确定性的强透镜分析，最近在文献中建议。在一般情况下，我们的分析加强的情况下，在这两个测量的剩余系统误差低于当前的差异与CMB测定的$H_0$的水平，并支持新的物理现象的可能性宇宙尺度。有了更多的数据，我们的方法可以提供更严格的测试不明的系统学在宇宙晚期的距离红移关系的测定。
2019-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong Lensing and $H_0$
本文回顾时间延迟宇宙学的基础与历史，通过类星体RXJ1131-1231和超新星Refsdal两个突破性案例展示其独立测量$H_0$的最新进展，并展望未来十年的发展前景。
2025-04-06 astro-ph.CO
Cosmography with the Sunyaev-Zeldovich effect and X-ray data
宇宙学提供了一种直接的方法，以独立于模型的方式映射宇宙的膨胀历史。最近，不同种类的观测已被用于宇宙学分析，如超新星Ia和伽马射线暴测量，弱和强透镜，宇宙微波背景各向异性等，在这项工作中，我们研究的前景约束宇宙学参数从当前和未来的测量星系团的距离根据其Sunyaev-Zeldovich效应（SZE）和X射线观测。通过假设当前的观测误差分布，我们进行蒙特卡罗模拟的基础上表现良好的参数化的减速参数，以生成具有不同特征的样本，并研究从即将到来的数据的宇宙学参数的确定的改进。星系团（GC）的形态上的$H_0- q_0$平面的影响进行了研究。
2013-06-04 astro-ph.CO
On the Choice of Lens Density Profile in Time Delay Cosmography
时间延迟透镜是一种成熟而有竞争力的宇宙学探测方法。然而，它的准确性受到了质量片简并的著名问题的限制：对透镜密度分布的过于严格的假设可能会使对宇宙学参数的推断产生偏差。我调查的退化之间的选择的透镜密度分布和推断的哈勃常数，侧重于双图像系统。通过扩大透镜观测量在爱因斯坦半径周围的透镜潜在的本地导数，并假设圆对称，我表明，在径向方向上的三个自由度是必要的，以实现百分之几的精度在时间延迟距离。此外，虽然时间延迟强烈依赖于电位的二阶导数，但通常用于约束时间延迟研究中的透镜模型的可观测量（例如图像位置和径向放大信息）对一阶和三阶导数非常敏感，因此仅用透镜数据精确确定时间延迟距离非常具有挑战性。对模拟观测值的检验表明，幂律密度剖面的假设导致$H_0$上的平均偏差为5%，分散度为6%。使用更灵活的模型并添加无偏速度分散约束，可以获得精度为1%的推断。如果使用速度弥散测量来限制其斜率，则幂律模型仍然可以提供3%的精度。虽然这项工作是基于轴对称的假设，其主要结果可以推广到中等椭圆度的情况下。
2017-11-29 astro-ph.CO
Cosmography with Supernova Refsdal through time-delay cluster lensing: independent measurements of the Hubble constant and geometry of the Universe
本文通过对SN Refsdal和星系团MACS J1149.5+2223的强引力透镜与时延数据进行盲测分析，在开放$w$CDM模型下独立测得$H_0$等宇宙学参数，证明该方法稳健且系统误差小于统计误差，提供了新颖且具竞争力的宇宙学工具。
2024-03-29 astro-ph.CO
Impact of Large-Scale Structure along Line-of-Sight on Time-Delay Cosmography
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Tianjin Astrophysics Center, Tianjin Normal University（天津师范大学天津天体物理中心）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University（云南大学西南天文研究所）
本研究利用高分辨率N体模拟和多平面光线追踪，评估视线方向大尺度结构对引力透镜时间延迟测量的影响，发现标准单平面模型存在简并且未校正的前景会聚引入0.5-0.7%系统偏差，强调先进视线建模对精密时间延迟宇宙学不可或缺。
2026-09-15 astro-ph.CO
Cosmography with cluster strong lenses: the influence of substructure and line-of-sight halos
我们探讨了利用星系团的强透镜效应来约束暗能量状态方程及其可能的时间变化。大质量星系团的核心通常包含几个不同红移的背景星系的多重成像系统。透镜图像的位置可以用来约束宇宙学参数，因为它们依赖于角直径距离的比值。我们采用蒙特卡罗模拟集群透镜，包括子结构的贡献，以评估这种潜在的强大的技术的可行性。目前，参数透镜模型使用质量和光之间的良好动机的标度关系，将集群成员星系，并没有明确的模型的视线结构。在这里，我们量化的建模误差，由于分散在集群星系的比例关系和未建模的视线晕。对于位于典型红移（z ~ 0.2 - 0.3）的星系团，这些误差平均为几角秒的量级。使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗技术，我们表明包含这些建模误差对于推导出对暗能量的无偏约束至关重要。然而，当适当量化的不确定性，我们表明，竞争与其他方法的限制，可以通过结合从一个样本的结果，只有10个模拟集群与20个家庭。利用一组研究得很好的星团透镜进行宇宙学研究，可能会对暗能量状态方程提供一个强有力的补充探测。我们的模拟提供了一个方便的方法，量化建模误差和评估未来的强透镜调查策略。
2011-06-13 astro-ph.CO
Strong-lensing cosmography using third-generation gravitational-wave detectors
本文详细阐述了一种利用第三代引力波探测器观测大量强透镜双黑洞并合来估计宇宙学参数的统计方法，并探讨了红移分布、透镜模型及数据污染对推断的影响与应对方案。
2024-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Cross-correlation cosmography with HI intensity mapping
前景密度场与两个不同背景会聚场的互相关可以用来测量宇宙距离比和约束暗能量参数。我们调查的可能性进行这样的测量使用的组合光学星系调查和HI强度测绘调查，重点是计划的平方公里阵列（SKA）的性能。利用HI强度映射探测前景密度示踪场和/或背景源场具有良好的红移分辨率和较长的杠杆臂的优点，通过使用来自高红移背景源的透镜信号实现。我们的研究结果表明，对于我们最好的SKA光学配置的调查，一个恒定的状态方程的暗能量可以被约束到$\simeq 8\%$的天空覆盖$f_{\rm sky}=0.5$和假设$σ(Ω_{\rm DE})=0.03$前的暗能量密度参数。我们还表明，使用CMB作为第二个源平面是没有竞争力的，即使考虑一个COrE类卫星。
2015-10-26 astro-ph.CO
Cosmology using Strong Gravitational Lensing
本论文研究结合强引力透镜时间延迟与类星体反响映射的新宇宙描迹方法，通过解析分析证明该方法因时间延迟与视线速度无法唯一确定三维位置而不能恢复宇宙学信息。
2024-05-06 astro-ph.CO
Time-delay Cosmography: Increased Leverage with Angular Diameter Distances
强透镜时滞系统通过所谓的时滞距离和到透镜的角直径距离来约束宇宙学参数。在以前的研究中，只使用了以前的信息。在本文中，我们表明，宇宙学约束显着改善时，后者的信息也包括在内。具体来说，角直径距离在打破宇宙曲率和暗能量的时变状态方程之间的简并性方面起着至关重要的作用。基于对正在进行的/未来的成像调查的期望，使用55个明亮的四极透镜系统的模拟样本，我们发现，将角直径距离信息添加到普朗克的时延距离信息和宇宙微波背景数据中，将对常数状态方程的约束提高了30%，对状态方程中的时间变化的约束提高了两倍，而在平坦的$Λ$ CDM模型中，哈勃常数的系数为2。因此，以前对时滞系统的统计能力的预测被大大低估了，即，时间延迟系统比以前认识到的更强大。
2016-02-21 astro-ph.CO
Observational selection biases in time-delay strong lensing and their impact on cosmography
从时间延迟强透镜推断宇宙学参数需要大量的望远镜时间投资;因此，人们倾向于关注具有最亮光源、最高图像多重性和最宽图像间隔的系统。我们调查，如果这种选择偏差可以影响研究的透镜和宇宙学参数推断的属性。使用人口的透镜与椭球幂律密度分布，我们建立了一个样本的双重和四重图像系统。假设合理的阈值图像分离和通量，根据目前的镜头监测活动，我们发现，典型的密度分布斜率的可监测镜头是显着浅于输入合奏。从一个样本的四重图像镜头，我们发现，这个选择功能可以引入一个3.5%的偏差推断的时间延迟的距离，如果合奏的偏转器属性被用作一个宇宙学分析的先验。这种偏差保持在2.4%的水平时，类星体主机的高分辨率成像被用来精确地推断个别透镜的密度分布。我们还调查了可监测强镜头的视线是否有偏差。将外部会聚、$κ$和剪切添加到我们的晶状体群体之后，我们发现对于双镜片和四镜片，$κ$的期望值分别增加了0.004和0.009。$κ$退化为从时间延迟推断出的$H_0$的值;幸运的是，$κ$的移位仅导致四元组（双打）的$H_0$的0.9%（0.4%）偏差。因此，我们的结论是，虽然典型的类星体透镜的属性和他们的视线偏离全球人口，这种影响的总幅度可能是一个次显性效应目前的分析，但有可能是一个主要的系统的样本$\sim$ 25或更多的镜头。
2016-05-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tailoring Strong Lensing Cosmographic Observations
强透镜时间延迟宇宙学与其他暗能量探测器具有很好的互补性，不久将有丰富的系统被探测到。我们调查两个问题，在成像和光谱后续需要获得的时间延迟距离。一是优化光谱资源。我们开发了一个代码，以优化宇宙学杠杆的约束下，恒定的光谱时间，并发现雕塑的透镜系统的红移分布可以提供一个40%的改善暗能量的优值。第二个是系统学的作用，一个给定系统的不同数量或所有系统共有的模型误差之间的相关性。我们展示了不同系统学的水平如何影响宇宙学参数估计，并推导出指导双图像与四图像系统的分数遵循它们之间的不同系统学的函数。
2015-02-04 astro-ph.CO
CLASH-VLT: A Highly Precise Strong Lensing Model of the Galaxy Cluster RXC J2248.7-4431 (Abell S1063) and Prospects for Cosmography
我们利用一组高精度的强透镜模型对星系团RXCJ 2248（$z=0.348$）的总质量分布进行了全面的研究。为了理解和量化参数强透镜建模中的固有系统学，我们探索了22种模型的集合，在这些模型中，我们使用了多个图像家族的不同样本，质量分布和宇宙学参数的参数化。作为强透镜模型的输入信息，我们使用CLASH HST成像数据和光谱跟踪观测，使用VIMOS和MUSE光谱仪进行，以识别真正的多个图像。共有16个背景源，在红移范围$1.0-6.1$，多重透镜成47个图像，其中24个光谱确认，属于10个单独的来源。通过匹配透镜平面上多个图像的观测位置，优化了模型中的星系团总质量分布和基本宇宙学。我们表明，仔细选择的光谱确认的多个图像的样本，最佳拟合模型再现其观察到的位置与RMS的$0.3$在一个固定的平面$Λ$ CDM宇宙学，而光谱信息的缺乏导致模型参数的值的偏差。允许宇宙学参数与星系团参数一起变化，我们发现（在$68\%$置信水平下）平坦$Λ$ CDM模型的$Ω_m=0.25^{+0.13}_{-0.16}$和$w=-1.07^{+0.16}_{-0.42}$，以及具有$w=-1$和自由曲率的宇宙的$Ω_m=0.31^{+0.12}_{-0.13}$和$Ω_Λ=0.38^{+0.38}_{-0.27}$。使用玩具模型模仿RXCJ 2248的整体配置，我们估计视线质量结构对位置均方根的影响为$0.…
2015-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Comments on the mass sheet degeneracy in cosmography analyses
我们提出了一些意见，在强透镜测量哈勃参数$H_0$的退化建模。第一点涉及与视线的不同部分相关联的弱透镜效应的影响。我们表明，外部收敛项与透镜源和反射镜透镜段需要包括在宇宙学建模，除了通常的反射镜源项，以避免系统的偏见，推断值的$H_0$。具体来说，我们将展示如何不完整的帐户的视线条款的偏见恒星运动学以及光线跟踪模拟方法，以减轻质量片简并。第二点涉及在给定系统中使用多个强透镜源的成像数据。我们表明，质量片退化是不完全解决的多个来源的可用性：一些退化仍然是因为不同的来源之间的差分外部收敛。类似地，微分外部收敛也使使用多个源来解决与透镜星系中的局部（“内部”）核心成分相关的近似质量片简并变得复杂。这种内部-外部简并被作为红移函数的角直径距离的非单调性放大。对于弱透镜效应的粗略评估，我们使用非线性物质功率谱提供外部收敛的估计，注意非等时间的放大器。
2022-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
TDCOSMO V: strategies for precise and accurate measurements of the Hubble constant with strong lensing
强透镜时间延迟可以独立于任何其他探针测量哈勃常数H $_0$。假设透镜径向质量密度分布的常用形式，用7个时间延迟宇宙照相（TDCOSMO）透镜，与来自宇宙微波背景的H $_0$相配合，已达到2%的精度。然而，没有径向质量密度分布的假设-并且完全依赖于恒星运动学来打破质量片简并-用7个TDCOSMO透镜的当前数据，精度下降到8%，不足以解决H $_0$张力。如果TDCOSMO和SLACS镜片的偏转器取自同一人群，则加入来自33枚SLACS镜片的外部信息后，精度提高到5%，{ \it}。我们调查的前景，以提高时间延迟宇宙学的精度，而不依赖于质量剖面假设，打破质量片简并。我们的预测是基于Birrer et al.（2020）引入的分层框架。在现有的样品和技术条件下，通过添加7个TDCOSMO透镜的空间分辨运动学，H $_0$的精度可以达到3.3%。通过进一步增加来自SLACS和强透镜遗产调查（SL 2S）的50个非时间延迟透镜的运动学，精度提高到2.5%。将样本量扩大到40个延时透镜和200个非延时透镜，精度分别提高到1.5%和1.2%。时间延迟宇宙学可以达到足够的精度，以解决哈勃张力在3-5 $σ$，没有假设的径向质量分布的透镜星系。通过在有和没有外部数据集的情况下获得这种精度，我们将测试样本的一致性，并基于未来更大的时间延迟和非时间延迟透镜样本（例如来自鲁宾，欧几里得和罗马天文台）进…
2021-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
TDCOSMO III: Dark matter substructure meets dark energy -- the effects of (sub)halos on strong-lensing measurements of $H_0$
时间延迟宇宙学利用强引力透镜中图像之间的到达时间延迟来测量宇宙学参数，特别是哈勃常数$H_0$。时间延迟宇宙学中使用的透镜模型忽略了暗物质晕和视线晕，因为它们的影响被假定为可以忽略不计。我们明确量化这一假设，通过分析模拟透镜系统，包括完整的人口的暗物质subhalos和视线晕，应用相同的建模假设，在文献中使用的推断$H_0$。我们的模拟镜头的基础上，六个四倍成像类星体，提供了测量的哈勃常数，并量化的额外的不确定性和/或偏见的透镜透镜的基础。我们发现，省略暗子结构不偏向$H_0$的推论。然而，来自子结构的扰动在$H_0$的推断值中贡献了随机不确定性的额外来源，该推断值按透镜体积除以最长时间延迟的平方根缩放。这个额外的不确定性来源，我们提供了一个拟合函数，范围从$0.7 - 2.4\%$。它可能需要被纳入误差预算作为宇宙学推断从单透镜的精度提高，并设置一个精度限制从单透镜的推断。
2020-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revisiting the Hubble constant, sound horizon and cosmography from late-time Universe observations
本研究结合DESI、H0LiCOW和Pantheon数据，采用Taylor级数与Padé多项式方法，模型无关地测定Hubble常数与声学视界，结果支持更大的$H_0$与更小的$r_d$，与SH0ES一致。
2025-05-03 astro-ph.CO
The mass-sheet degeneracy and time-delay cosmography: Analysis of the strong lens RXJ1131-1231
我们提出了扩展建模的强透镜系统RXJ 1131 -1231与档案数据在两个HST波段结合现有的视线贡献和速度色散估计。我们的重点是源的大小及其对时间延迟宇宙学的影响。因此，我们研究了质量片简并的影响，特别是Schneider & Sluse（2013）使用源重建尺度指出的简并。我们还通过进一步探索先验对透镜运动学和透镜系统环境中的外部会聚的影响来扩展以前的工作。我们的结果来自RXJ 1131 -1231给出了一个简单的解析形式，使他们可以很容易地结合来自其他宇宙学探测的约束。我们发现透镜模型参数和光源尺寸的先验选择对系统的$H_0$测量的统计误差是次主导的。目前，源的先验选择是次显性的（$H_0$的不确定性为2%），但可能与未来的研究相关。更重要的是，我们发现透镜星系的运动学各向异性的先验对我们的宇宙学推论有着重要的影响。当纳入所有上述建模的不确定性，我们发现$H_0 = 86.6^{+6.8}_{-6.9}$公里s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，当使用类似于其他研究的运动学先验。当我们使用Barnabè等人（2012）提出的不同运动学先验，但覆盖相同的各向异性范围时，我们发现$H_0 = 74.5^{+8.0}_{-7.8}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。这意味着运动学建模和先验的选择对宇宙学推论有重大影响。前进的道路是要么得到更好的速度分散措施，…
2016-08-10 astro-ph.CO
Strong gravitational lensing of gravitational waves in Einstein Telescope
引力波实验已经进入了一个新的阶段，它使我们更接近于打开一个新的宇宙观测窗口。特别是，爱因斯坦望远镜（ET）被设计成具有惊人的灵敏度，每年将提供数十万或数十万个NS-NS螺旋事件，直到红移z = 2。一些这样的事件应该是被介入的星系引力透镜化了。我们探讨了在爱因斯坦望远镜中观测引力透镜的螺旋内NS-NS事件的前景。作为保守的，我们考虑的透镜人口的椭圆星系。事实证明，根据当地的insipral率，ET应该从悲观情况下每十年检测一次到最乐观情况下每年检测数十次。引力波探测器对引力透镜源的探测将是宇宙学信息的宝贵来源，它可以补充标准源（如超新星或BAO），而不依赖于局部宇宙距离阶梯的校准。
2013-09-23 astro-ph.CO
Constraints and cosmography of $Λ$CDM in presence of viscosity
在这项工作中，我们研究了两个方案的宇宙充满了一个完美的流体遵循传统的暗能量和粘性流体的暗物质。在这个意义上，我们探讨了最简单的情况下，粘度在埃卡特形式主义，一个常数，然后，一个多项式函数的红移。我们约束相空间的模型参数进行贝叶斯分析的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗方法和使用的最新数据的哈勃参数（OHD），Ia型超新星（SNIa）和强透镜系统。前两个样本覆盖区域$0.01<z<2.36$。基于AIC，我们发现同样支持这些粘性模型在λ冷暗物质（LCDM）考虑OHD或SNIa。另一方面，我们重建的宇宙学参数（$q,j,s,l$），并找到良好的协议，LCDM内高达$3σ$ CL。此外，我们还发现宇宙学参数和加速-减速转变对与粘滞系数有关的参数是敏感的，使得粘滞系数成为一种有趣的物理机制来修正它们。
2020-07-09 astro-ph.CO gr-qc
The Hubble constant from eight time-delay galaxy lenses
我们提出了一个确定的哈勃常数的联合，自由形式的分析，8强，四倍透镜系统。在和谐宇宙学中，我们找到了精确度为$4.97\%$的$H_0 = 71.8^{+3.9}_{-3.3}\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$。这与Ia型超新星和普朗克观测的宇宙微波背景的最新测量结果一致。我们的精度较低，这些和其他最近的时间延迟宇宙学测定相比，因为我们的建模策略反映了系统的不确定性透镜退化。此外，我们能够找到合理的透镜图像重建约束的$H_0$的本地和早期宇宙测量值。这使我们得出结论，目前对$H_0$的透镜约束还不足以打破宇宙学的“哈勃张力”问题。
2021-02-19 astro-ph.CO
Correcting for Selection Biases in the Determination of the Hubble Constant from Time-Delay Cosmography
本研究通过恒星加暗物质复合质量轮廓与透镜选择函数建模，发现星系—星系透镜质量片更强，使 TDCOSMO 的 $H_0$ 再降约3%，并给出 $66\pm4\pm1\pm2$ 的校正结果。
2025-03-19 astro-ph.CO
Prospects of strongly lensed fast radio bursts: Simultaneous measurement of post-Newtonian parameter and Hubble constant
强引力透镜效应是探索宇宙学模型和引力理论的有力工具。近年来，强透镜的时间延迟宇宙照相和偏转器的恒星运动学被提出来同时研究这两个参数，它们分别通过反映透镜质量和动力学质量的距离比来编码哈勃常数和后牛顿参数。在具有不同来源的强透镜系统中，强透镜快速射电暴（FRB）由于其持续时间短至几毫秒，可以非常精确地测量图像之间的时间延迟$\sim$ 10天，因此被提议作为宇宙的精密探测器。在这项工作中，我们调查的能力强透镜FRB同时估计这两个参数通过模拟。考虑到未来设施的预期FRB检测率和透镜化概率，可能在几年内积累10个透镜化FRB，我们发现$H_0$可以同时被确定为$\sim1.5\%$精度和$γ_{\rm PPN}$可以被限制为$\sim8.7\%$精度。这些同时估计将有助于正确地反映这两个基本参数之间可能的相关性。
2022-08-22 astro-ph.CO
TDCOSMO XXII: Triaxiality and projection effects in time-delay cosmography
针对时间延迟宇宙学中质量片简并约束受三轴性、投影效应干扰的问题，本文通过数值模拟结合JAM建模量化不同假设下的偏差与不确定度，为无偏估计$H_0$提供最优模型参考。
2025-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Degeneracies and modelling choices in double-plane time-delay cosmography
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), CNRS & Université de Montpellier（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室（LUPM），法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）；Université de Genève（日内瓦大学）；Institute for Particle Physics and Astrophysics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）
本文探讨了双平面时间延迟宇宙学建模中因视线修正带来的退化问题，提出通过展开关系减少自由度并改进H₀测量的准确性。
2026-02-02 astro-ph.CO
Follow-up of SN 2025wny V: Lens Modelling and Cosmography of a Strongly Lensed Superluminous Supernova at $z = 2.015$ using Space Data
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本研究对红移z=2.015的强引力透镜超亮超新星SN 2025wny进行透镜建模，结合空间成像、时间延迟等数据约束哈勃常数，为宇宙学研究提供了重要观测依据。
2026-08-31 astro-ph.CO
On the accuracy of time-delay cosmography in the Frontier Fields Cluster MACS J1149.5+2223 with supernova Refsdal
我们研究可能的系统性影响的宇宙学参数的值测量通过强透镜分析的HFF星系团MACS J1149.5+2223。我们使用一个大的光谱选择的多个图像，包括超新星“Refsdal”的估计时间延迟的观察到的位置。从Grillo等人（2018）发表的平坦$Λ$ CDM宇宙学中的参考模型开始，我们确认了SX和S1之间最长可测量时间延迟的相关性，以及其值与$H_{0}$之间的近似线性关系。我们通过考虑其原始估计值$345 \pm 10$天周围的一系列时间延迟来执行真正的盲态测试，因为在分析和撰写时还不知道该时间延迟的准确测量。我们分别调查的影响，一个恒定的质量片在集群红移的幂律分布的质量密度的集群主晕和一些分散在集群成员的标度关系。值得注意的是，我们发现，这些系统性的影响不引入显着的偏差的推断值的$H_{0}$和$Ω_{\rm m}$和统计的不确定性占主导地位的总误差预算：3%的不确定性的图像SX的时间延迟转化为约6%和40%（包括统计和系统$1σ$）的不确定性$H_{0}$和$Ω_{\rm m}$，分别。此外，我们的模型准确地再现了超新星主机的扩展表面亮度分布，覆盖超过$3 \times 10^{4}$ $HST$像素。我们还提出了有趣的可能性，测量暗能量密度的状态方程参数$w$的值，目前有30%的不确定性。我们的结论是，时间延迟集群透镜有可能很快成为一种替代和竞争力的宇宙学探测。
2020-06-19 astro-ph.CO
A Geometric Probe of Cosmology: I. Gravitational Lensing Time Delays and Quasar Reverberation Mapping
我们提出了一种新颖的、纯粹的几何宇宙学探测，该探测基于对有限源效应导致的强透镜类星体图像之间的差分时间延迟的测量。我们的方法是完全依赖于宇宙学通过角直径距离的比率，图像分离，和源的大小。因此，它完全避免了传统上限制时间延迟宇宙学的透镜建模的挑战，而是需要类星体宽线区域的透镜混响映射。我们表明，差分时间延迟是可测量的短节奏的光谱监测透镜类星体，通过运动学确定的功能广泛的发射线内的时间。这提供了一个几何确定的角直径距离比互补的标准探头，因此是一个潜在的强大的新方法约束宇宙学。
2019-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
A cosmographic analysis using DESI-DR2 and strong lensing: I. Time-Delay measurements
本研究结合Ia型超新星、DESI-DR2重子声学振荡和强引力透镜时间延迟数据，进行模型无关的宇宙学分析，发现宇宙在95%置信水平内仍支持空间平坦，且参数拟合与ΛCDM预期基本一致。
2025-11-02 astro-ph.CO
Strong gravitational lensing with upcoming wide-field radio surveys
针对即将到来的射电巡天，预测强引力透镜发现率可达10^4-10^5个，并提出利用计算机视觉发现透镜及利用变源进行时间延迟宇宙学测量的策略。
2025-08-18 astro-ph.CO
Spatially Resolved Kinematics of SLACS Lens Galaxies. II: Breaking Degeneracies with Lensing and Dynamical Models
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Oxford（牛津大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文利用Keck KCWI积分场光谱数据，结合Hubble空间望远镜影像的透镜模型约束，采用Jeans各向异性建模方法，研究14个强引力透镜星系的动力学质量密度分布，发现近等温幂律分布，并约束了质量片参数。
2026-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Constraint on Dark Matter Self-Interaction from Combined Strong Lensing and Stellar Kinematics in MACS J0138-2155
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁兹粒子物理研究所）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Zürich（苏黎世大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
基于MACS J0138-2155的强引力透镜效应和恒星动力学数据，研究对暗物质自相互作用的约束，得出SIDM交叉截面上限及超新星重现时间预测。
2026-02-19 astro-ph.CO
TDCOSMO IV: Hierarchical time-delay cosmography -- joint inference of the Hubble constant and galaxy density profiles
H 0 LiCOW合作推断通过引力透镜时间延迟哈勃常数$H_0=73.3^{+1.7}_{-1.8}$公里秒$^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，描述偏转器质量密度分布的幂律或恒星加上标准的暗物质晕。保持透镜观测量不变的质量片变换（MST）被认为是$H_0$中剩余不确定性的主要来源。我们量化任何潜在的影响MST与灵活的质量模型，最大限度地退化与H 0。我们的计算是基于一个新的层次的方法，其中MST只受恒星运动学。该方法在流体动力学模拟透镜上进行了验证。我们将该方法应用于7个镜片的TDCOSMO样品（6个来自H 0 LiCOW）并测量了$H_0=74.5^{+5.6}_{-6.1}$ km s $^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$。为了进一步限制偏转器质量分布，我们然后添加了来自SLACS样本的33个强引力透镜的成像和光谱学。对于9个SLAC透镜，我们使用解析的运动学来约束恒星的各向异性。从TDCOSMO+SLACS样本的联合分析，我们测量$H_0=67.4^{+4.1}_{-3.2}$ km s $^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，假设TDCOSMO和SLACS星系是从相同的母体人口。盲态H 0 LiCOW、仅TDCOSMO和TDCOSMO+SLACS分析在统计学上相互一致。TDCOSMO+SLACS分析比H 0 LiCOW或仅TDCOSMO更倾向于略微浅的质量…
2020-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A cosmographic analysis using DESI-DR2 and strong lensing: II. Distance Ratio measurements
Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Deen Dayal Upadhyaya College, University of Delhi（德里大学迪恩·达亚尔·乌帕迪亚亚学院）；University of Delhi（德里大学）
本文结合最新的Ia型超新星样本和DESI-DR2的声波振荡数据，利用强透镜距离比研究宇宙膨胀和曲率，得出当前膨胀参数和宇宙几何的约束。
2026-06-04 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing effects on cosmological parameters and dark energy from gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）是一个有吸引力的对象，约束的暗能量的性质，在某种程度上补充其他宇宙学探测，特别是在高红移。然而，遥远伽玛暴的视星等会因沿视线方向的密度起伏而受到引力透镜的扭曲。研究了引力透镜效应对伽玛暴宇宙学参数和暗能量状态方程的影响。我们首先在不假设任何宇宙学模型的情况下标定了伽玛暴的光度关系。利用最新的Ia型超新星（SNe Ia）样品，用宇宙学方法标定了低红移伽玛暴的光度距离。我们发现，引力透镜对宇宙学参数和暗能量的确定有不可忽视的影响。引力透镜改变了宇宙学参数和暗能量的最佳拟合约束。由于高红移的伽玛暴更容易被还原，所以观测到的物质密度的最可能值$Ω_M$略低于其实际值。在$Λ$ CDM模型中，我们发现在考虑了引力透镜效应后，物质密度参数$Ω_M$将从0.30移动到0.26。引力透镜也会影响暗能量的状态方程，使其变为更负的值。我们首次利用伽玛暴将暗能量状态方程约束为红移$z\sim 8$，发现在$1σ$置信水平下，状态方程偏离$Λ$ CDM，但在$2σ$置信水平下，状态方程与$w=-1$一致.
2011-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cluster Strong Lensing with Hierarchical Inference
星系团的透镜效应是宇宙学和河外天体物理学的一个多功能探测器，但它的一些预测的准确性受到简化模型的限制，这些简化模型是为了减少（否则难以处理的）自由度。我们的目标是在星系团透镜模型中，所有星系团成员的参数都可以围绕一些非零散射的共同标度关系自由变化，并且当且仅当数据需要时才显着偏离它们。我们设计了一个贝叶斯分层推理框架，它可以确定所有透镜参数和标度关系超参数，包括内禀散射，从透镜约束和（如果给定）恒星运动学测量。我们通过BayesLens实现了这一点，BayesLens是一个专门构建的包装器，围绕常见的参数透镜编码，用于透镜似然性，可以对参数和超参数的后验进行采样，我们将在本文中发布。我们已经针对具有现实不确定性的简单模拟集群透镜数据集对我们的代码进行了功能测试。参数和超参数在其68%的可信度范围内被恢复，并且所有“观察到的”多个图像的位置被BayeLens最佳拟合模型准确地再现，而没有过拟合。我们已经证明，尽管有大量的自由度，通过快速和易处理的推理，一个准确的描述集群成员星系是可以实现的。这超出了目前最先进的集群透镜模型。对宇宙学、星系演化和高红移星系群研究的精确影响可以在真实的星系团上量化。虽然其他来源的系统存在，并可能是显着的，在真正的集群，我们的研究结果表明，集群成员人口的内在散射的贡献，现在可以控制。
2020-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
CLUMP-3D. Three dimensional lensing and multi-probe analysis of MACS J1206.2-0847, a remarkably regular cluster
多波长技术可以探测星系团内重子和暗物质的分布和物理性质。我们提出了一个完整的三维分析相结合的强，弱透镜，X射线表面亮度和温度，和Sunyaev Zel 'dovich效应。该方法被应用于MACS J1206.2-0847，这是一个非常规则的，面对面的，巨大的，M_{200} =（1.1+-0.2）*10^{15}M_Sun/h，z=0.44的星团。测得的浓度为c_{200} =6.3+-1.2，三轴形状与LCDM情景中形成的晕相同。气体已经稳定下来，并遵循引力势的形状，这是通过形状定理证明压力平衡的证据。没有明显的非热压力的证据，平衡是流体静力学的。
2017-02-02 astro-ph.CO
The first simultaneous measurement of Hubble constant and post-Newtonian parameter from Time-Delay Strong Lensing
强引力透镜一直是宇宙学模型和引力的有力探索。到目前为止，已经分别获得了任一域中的约束。我们提出了一种新的方法，通过它的宇宙学模型，特别是哈勃常数，和后牛顿参数可以同时约束。利用强透镜的时间延迟天体照相术，结合偏转透镜的恒星运动学，我们证明了哈勃常数和后牛顿参数分别包含在反映透镜质量和动力学质量的两个距离比中。通过对H0 LiCOW合作组公开发布的4个透镜距离后验的再分析，得到了哈勃常数和后牛顿参数的同时约束。我们的结果表明，没有偏离广义相对论，具有哈勃常数的$γ_{\texttt{PPN}}=0.87^{+0.19}_{-0.17}$有利于本地宇宙值，$H_0=73.65^{+1.95}_{-2.26}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。最后，我们预测的鲁棒性的重力测试，通过使用时间延迟强透镜的约束，我们预计在未来几年。我们发现，40个透镜的联合约束能够达到后牛顿参数的$7.7\%$和哈勃常数的$1.4\%$的数量级。
2020-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Line-of-sight effects in strong gravitational lensing
虽然大多数强引力透镜系统可以粗略地由源和观察者之间的单个大质量物体建模，但在细节上，光路附近的所有结构都有助于观察到的图像。这些额外的贡献，称为视线效应，在实践中是不可忽略的。本文提出了一个新的理论框架来模拟视线效应，以及在弱透镜和强透镜界面上非常有前途的应用。我们的方法依赖于主透镜近似，其中一个偏转器被视为主透镜，而其他被视为扰动。由此产生的框架是技术上更简单的处理比多平面透镜形式主义，同时允许一个一致的任何亚临界扰动模型。特别是，它不限于通常的外部收敛和外部剪切参数化。作为第一个应用程序，我们确定了一个特定的概念，视线剪切，不退化的椭圆率的主透镜，从而可以从强透镜图像中提取。这一结果支持并改进了最近提出的爱因斯坦环可能是宇宙剪切的强大探针的建议。作为第二个应用程序，我们调查的扭曲的强透镜临界曲线下的视线的影响，更特别的是它们的相关性在整个天空。我们发现，这种相关性不仅可以用来探测宇宙的大尺度结构，而且可以用来探测强透镜的暗物质晕轮廓。这最后一种可能性将是一个关键的资产，以提高通过时间延迟宇宙学测量哈勃-勒梅特常数的准确性。
2022-11-30 astro-ph.CO gr-qc
Breaking the mass-sheet degeneracy in strong lensing mass modeling with weak lensing observations
针对时延宇宙学测量哈勃常数受质量面简并（MSD）限制的问题，提出利用星系-星系弱引力透镜测量打破强透镜质量建模中的MSD，并证明LSST等巡天数据有望实现1%精度的哈勃常数测量。
2024-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
TDCOSMO. XII. Improved Hubble constant measurement from lensing time delays using spatially resolved stellar kinematics of the lens galaxy
本研究利用透镜星系空间分辨运动学打破质量片简并，结合时间延迟测量，稳健估计哈勃常数$H_0=77.1_{-7.1}^{+7.3}$ km s$^{-1}$ Mpc$^{-1}$，验证了时间延迟宇宙学方法。
2023-11-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
TDCOSMO XV: Population Analysis of Lines of Sight of 25 Strong Galaxy-Galaxy Lenses with Extreme Value Statistics
本文对25个强星系-星系透镜视线进行种群级分层分析，引入新的统计模型约束 $κ_{\rm{ext}}$，发现强透镜倾向处于过密环境，并强调种群模型需避免先验效应被重复放大。
2024-06-17 astro-ph.CO
Time-delay cosmographic forecasts with strong lensing and JWST stellar kinematics
我们提出了一个联合强透镜和恒星动力学框架，为未来的时间延迟宇宙学的目的。基于像素化的源重建和轴对称的Jeans方程，我们能够约束宇宙学距离，因此，目前的宇宙膨胀率（$H_0$）的百分之几的水平，每个镜头，当高信号噪声积分场单元（IFU）的观测从下一代望远镜变得可用。为了说明这种方法的力量，我们模拟了著名的透镜系统RXJ 1131 -1231的IFU恒星运动学数据，给出了詹姆斯韦伯太空望远镜的规格。我们的分析表明，如果未来的IFU恒星运动学包括在拟合中，并且如果候选模型参数化集包含真实的透镜势，则时间延迟距离（$D_{Δt}$）最多可以被约束为3.1%的不确定性。这些约束将转化为来自单透镜RXJ 1131 -1231的平坦$Λ$ CDM宇宙学中的$H_0$上的3.2%精度测量，并且如果对于两个附加透镜系统可以达到类似的精度增益，则可以预期产生具有< 2.0%不确定性的$H_0$测量。此外，到RXJ 1131 -1231的角直径距离（$D_\mathrm{d}$）可以以2.4%的精度被约束，从而提供来自单个透镜系统的两个距离测量，这对于进一步约束物质密度（$Ω_\mathrm{m}$）是非常强大的。然而，在恒星运动学测量中，$D_\mathrm{d}$的测量精度对任何系统都是高度敏感的。对于这两个距离测量，我们强烈建议在未来探测一个大的物理激励透镜电位，以尽量减少与透镜质量参数化相关的…
2020-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
J1721+8842: The first Einstein zig-zag lens
本文报告了首个爱因斯坦之字形透镜系统J1721+8842，通过多平面透镜模型和观测证据，证明其复合透镜性质，并利用时间延迟宇宙学和双源平面透镜结合，以约束哈勃常数和暗能量状态方程。
2024-11-06 astro-ph.CO
Gaia GraL: Gaia DR2 Gravitational Lens Systems. IV. Keck/LRIS spectroscopic confirmation of GRAL113100-441959 and model prediction of time-delays
我们报告的光谱确认和建模的四重成像类星体GRAL 113100 -441959，第一个引力透镜（GL）被发现，主要是从天体测量的考虑。Keck/LRIS获得的后续光谱揭示了这个红移为$z_s = 1.090 \pm 0.002$的四倍像类星体的透镜性质，但没有显示中央透镜星系的证据。使用图像的位置和$G$带通量比提供的盖亚数据版本2作为约束条件，我们模拟系统的奇异幂律椭圆质量分布（SPEMD）加上外部剪切，不同程度的复杂性。我们表明，放松SPEMD的等温约束在统计上并不显著，因此我们将SPEMD简化为一个奇异的等温椭球，以估计主透镜星系$θ_{\text{E}} = 0.\!\!^{\prime\prime}851$的爱因斯坦半径、外剪切$(γ,θ_γ) = (0.044,11.\!\!^{\circ}5)$的强度和位置角，并预测透镜星系相对于图像A的位置为$(x_{\text{gal}},y_{\text{gal}}) = (-0.\!\!^{\prime\prime}424,-0.\!\!^{\prime\prime}744)$.我们提供的图像对的时间延迟预测，假设一个合理的范围之间的$0.5$和$0.9$的镜头红移值$z_l$。最后，我们研究了所谓的源位置变换，一个家庭的退化存在于不同的透镜密度分布，再现大部分的透镜观测同样好的时间延迟的影响。我们表明，这种影响有助于显着的时…
2018-10-05 astro-ph.CO
Cosmology with supernova Encore in the strong lensing cluster MACS J0138-2155: Time delays & Hubble constant measurement
本文利用JWST发现的多重像超新星Encore，结合透镜质量模型与时间延迟测量，在双盲分析下实现了对哈勃常数的约束，并发现其伴星Requiem未来将提供长达十年的基线以进一步提升测量精度。
2025-09-15 astro-ph.CO
Hierarchical Inference of the Lensing Convergence from Photometric Catalogs with Bayesian Graph Neural Networks
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology（卡夫利粒子天体物理与宇宙学研究所）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Princeton University（普林斯顿大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
我们提出了一个贝叶斯图神经网络（BGNN），可以估计弱透镜收敛（$κ$）从光度测量的星系沿给定的视线。该方法是特别感兴趣的强引力时间延迟宇宙学（TDC），其中表征的“外部收敛”（$κ_{\rm ext}$）从镜头环境和视线是必要的精确推断的哈勃常数（$H_0$）。从一个大规模的模拟与$κ$分辨率的$\sim$ 1 $'$，我们引入波动的星系-星系透镜尺度的$\sim$ 1 $''$和提取随机视线训练我们的BGNN。然后，我们在与训练分布有不同程度重叠的测试集上评估模型。对于每个1,000条视线的测试集，BGNN推断出个体$κ$后验，我们将其组合在分层贝叶斯模型中，以产生对控制种群的超参数的约束。对于一个测试场以及采样的训练集，BGNN恢复$κ$的人口平均值精确，没有偏见，导致在一个贡献的$H_0$误差预算远低于1\%。在具有稀疏样本的训练集的尾部，与基于匹配星系数计数的传统方法的简化版本相比，BGNN可以摄取关于每个视线的所有可用信息，提取更多的$κ$信号，这受到样本方差的限制。我们的分层推理流水线使用BGNNs承诺，以改善精确TDC的$κ_{\rm ext}$表征。我们的管道实现可以作为公共Python包Node to Joy提供。
2022-11-15 astro-ph.CO cs.LG
CLASH: Joint Analysis of Strong-Lensing, Weak-Lensing Shear and Magnification Data for 20 Galaxy Clusters
本文对从CLASH巡天中选取的16个X射线规则星系团和4个高倍率星系团的强透镜、弱透镜剪切和放大率数据进行了综合分析。我们的分析结合了来自16波段HST观测和主要使用斯巴鲁/Suprime-Cam拍摄的宽视场多色成像的约束。我们重建的表面质量密度分布的各个集群从一个联合分析的完整的透镜约束，并确定所有集群的质量和浓度。我们发现内部一致性的合奏质量校准是$\le 5\% \pm 6\%$通过比较与CLASH弱透镜只有测量的Umetsu等人。对于X射线选择的子样本，我们研究的浓度-质量的关系和其固有的散射使用贝叶斯回归方法。我们的模型产生的平均浓度的$c|_{z=0.34} = 3.95 \pm 0.35$在$M_{200c} \simeq 14\times 10^{14}M_\odot$和内在的散射$σ(\ln c_{200c}) = 0.13 \pm 0.06$，在良好的协议与LCDM预测时，CLASH选择功能的基础上的X射线形态规律性和投影效应被考虑在内。我们还推导出一个整体平均的表面质量密度分布的X射线选择的子样品通过堆叠他们的个人档案。堆叠的质量配置文件是很好地描述了一个家庭的密度配置文件预测的尖状暗物质为主的晕，即NFW，Einasto，DARKexp模型，而单一的幂律，核心等温和Burkert密度配置文件是不利的数据。我们表明，包括两个晕术语的尖状晕模型提供了更好的协议与…
2016-04-22 astro-ph.CO
Breaking the degeneracy among regular black holes with gravitational lensing
School of Electronic Science and Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学电子科学与工程学院）
研究通过引力透镜、阴影和 quasi-normal 模式等不同领域分析正则黑洞参数退化性，发现强场区域主导参数空间，高阶特征如李雅普诺夫指数可作为探测近视界曲率的敏感探针。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc
