Asymmetry in galaxy spin directions: a fully reproducible experiment using HSC data
本文基于 HSC DR3 数据标注星系旋转方向，发现与银河系旋转方向相反的星系显著更多，且不对称性形成随红移增强的偶极轴，并提供数据、代码和协议实现完全可复现实验。
2024-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological evidence for leptonic asymmetry after Planck
最近，普朗克卫星发现了一个更大和最精确的物质能量密度值，它影响到其他宇宙学参数的当前值，如哈勃常数、当前星团丰度和宇宙年龄。普朗克在基本LambdaCDM模型框架内确定这些参数与直接测量这些参数之间存在的紧张关系引发了热烈的讨论和几种解释。在本文中，我们量化这种紧张局势，探索几个扩展的基础LambdaCDM模型，包括轻子不对称性。我们通过使用最新的宇宙学测量，对宇宙的辐射含量和中微子性质设定了界限，对原始氦丰度施加了自洽的BBN约束。对于所有的宇宙学不对称模型，我们发现宇宙学数据的偏好较小的值的活动和不育中微子质量。这增加了宇宙学和短基线中微子振荡数据之间的紧张关系，这些数据有利于质量约为1 eV的无菌中微子。对于简并大质量中微子的情况，我们发现对于所有轻子非对称模型，直接测定的哈勃常数、目前的星系团丰度和宇宙年龄的差异在~ 1.3 σ处得到缓解。我们还发现~2 σ统计证据的偏好宇宙学数据的正常中微子层次。这一点在包含轻子不对称性和三种大质量中微子的宇宙学模型中更为明显。我们的结论是，目前的宇宙学数据有利于轻子不对称扩展的基础LambdaCDM模型和正常的中微子质量等级的模型与额外的不育中微子物种和/或倒置的中微子质量等级。
2014-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Galaxy spin direction asymmetry in JWST deep fields
本文利用JWST深场图像分析早期宇宙旋涡星系自转方向，发现顺时针旋转的星系数量显著多于逆时针，该不对称性随红移增加而增大，表明星系自转方向可能并非随机分布。
2024-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy pairs in the Sloan Digital Sky Survey - XI. A new method for measuring the influence of the closest companion out to wide separations
我们描述了一种统计方法来测量的影响，一个星系的最近的同伴对星系的属性任意宽的分离。首先，我们在斯隆数字巡天星系的大型光谱样本中确定每个星系最接近的伴星。然后，我们使用2百万秒差距内的星系数量，并通过确定从其他邻近星系的星系对的隔离，每个星系的局部环境的特征。我们介绍了一个复杂的算法，为每个星系创建一个统计控制样本，匹配恒星质量，红移，局部密度和隔离。与传统的研究紧密星系对不同，这种方法在广泛的环境中是有效的，无论最近的同伴有多远（尽管非常遥远的最近同伴不太可能对所讨论的星系产生可测量的影响）。我们应用这种方法来测量星系的不对称性，并发现附近的同伴的存在驱动一个明确的增强星系的不对称性。在最小投影分离（< 10 kpc）处，不对称性超过峰值，其中平均不对称性增强了2.0 $\pm$ 0.2倍。平均不对称性的增强随着对分离的增加而下降，但在至少50 kpc的预计分离之外仍然具有统计学显著性（1-2 $σ$）。
2016-06-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological lepton asymmetry with a nonzero mixing angle θ_{13}
虽然宇宙的重子不对称性现在已经可以通过宇宙学观测得到很好的测量，但中微子形式的轻子不对称性的界限仍然很弱。我们使用一些最新的宇宙学数据，考虑到味振荡的影响，对遗迹中微子不对称性进行了限制。我们给出了两种不同中微子混合角θ_{13}的结果，并表明当θ_{13}较大时，对中微子总不对称性的限制变得更为严格，甚至会冲淡较大的初始味不对称性。特别地，我们发现目前的中微子质量极限仍受大爆炸核合成极限的支配，而宇宙学数据对中微子总质量的极限基本上与θ_{13}无关。最后，我们进行了预测COrE，作为未来的CMB实验的一个例子，并发现它可以提高总轻子不对称性的限制约高达6.6倍。
2012-06-25 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetry in galaxy spin directions -- analysis of data from DES and comparison to four other sky surveys
本文分析了DES成像的739，286个星系的星系自旋方向的大尺度分布。星系自旋方向的分布呈现大尺度偶极轴。将偶极子轴的位置与来自SDSS、Pan-STARRS和DESI Legacy Survey的数据进行的类似分析进行比较表明，所有巡天显示的偶极子轴彼此之间的距离在52 $^o$以内，误差在1 $σ$以内。虽然非随机分布是出乎意料的，但所有天空调查的结果都是一致的，无论望远镜或数据是手动或自动注释的。讨论了可能导致观测结果的误差。本文还讨论了以前的研究显示相反的结论，并分析了导致这些结果的决定。虽然这一观测结果具有挑衅性，还需要进一步的研究，但现有的证据证明，从地球上观测到的星系自旋方向不一定是随机分布的。可能的解释与成熟的宇宙学理论有关，但也与星系的内部结构有关。
2022-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
A forecast for the detection of the power asymmetry from galaxy surveys
我们调查的可能性检测红移调查半球功率不对称的CMB观测中首次报道类似。我们假设半球的不对称性来自于扰动振幅在共动坐标中的线性梯度。我们预测的星系或星系团示踪剂使用的偏移集的方法，这样做的基础集群和示踪剂的偏差的变化帐户。基于预测的示踪剂的聚类变化，我们进行了Fisher矩阵预测的星系聚类幅度和计算的统计意义，理想的调查和计划的调查。结果表明，如果不对称确实存在，DESI星系巡天将能够检测到高于$3σ$显著性的信号。我们还研究了上述结果的振幅和尺度依赖性。DESI星系巡天可以探测到大于0.04的偶极振幅，这相当于温度波动沿偶极方向和相反方向的$\pm4\%$差，至少在$2σ$水平上。此外，我们调查调制的功率谱，表现出不对称性，只有大尺度。这种调制是潜在可检测的。对于银河系质量示踪剂，尺度相关调制产生更大的变化，在大尺度功率谱比尺度无关调制，因为前者不改变的偏见。
2017-11-07 astro-ph.CO
Directional dependence of LCDM cosmological parameters
我们研究半球功率不对称（埃里克森等。等人，2004，Hansen et.等人，2004，Hansen et. 2009年），WMAP 9年数据。在应用KQ 85掩模之后，我们分析了组合的V-和W-波段天空图，并且发现对于ell=2-600，在3.4西格玛置信水平下，不对称性在统计上是显著的，其中数据是信号主导的，具有优选的不对称方向（l，b）=（227，-27）。从六个独立的多极范围估计的各个不对称轴都与这个方向一致。随后，我们估计了不同的天空部分的宇宙学参数，并表明参数A_s，n_s和Omega_b是最敏感的这种功率不对称性。特别地，对于与优选不对称轴对齐的两个相对半球，我们分别发现n_s = 0.959 \pm 0.022和n_s = 0.989 \pm 0.024。
2013-07-26 astro-ph.CO
Cosmological Simulations of Galaxy Formation
在过去的几十年里，对星系形成的宇宙学模拟有助于推进我们对宇宙结构和星系形成的理解。这些模拟遵循星系的非线性演化，在巨大的尺度范围内模拟各种物理过程。更好地理解与塑造星系相关的物理学，改进的数值方法和增加的计算能力，导致模拟可以再现大量观测到的星系特性。现代模拟从定义明确的初始条件开始，在膨胀的时空中模拟暗物质、暗能量和普通物质。普通物质的建模是最具挑战性的，因为影响这一物质成分的大量物理过程。宇宙学模拟也被证明有助于研究其他宇宙学模型及其对星系群的影响。本文简要介绍了星系形成的宇宙学模拟方法及其不同的应用。
2019-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Exact WKB and the Landau-Zener transition for asymmetry in cosmological particle production
由含时标量场产生的宇宙粒子在宇宙学中很常见。我们专注于机制的不对称性生产时，相互作用明确违反对称性，其运动是足够快，创造粒子本身。结合精确的WKB分析和Landau-Zener跃迁，我们指出在非微扰分析之前的微扰可能会极大地改变理论中Stokes线的结构。精确WKB可以在避免这种差异方面发挥重要作用。
2022-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Galaxy Formation as a Cosmological Tool. I: The Galaxy Merger History as a Measure of Cosmological Parameters
由于星系形成和演化在很大程度上取决于宇宙的结构，星系的组装历史可能是了解宇宙本身的一个强有力的方法。在本文中，我们研究合并历史的暗物质晕的基础上扩展的Press-Schechter形式主义的宇宙学参数，红移和晕质量的函数。我们计算如何主要的晕合并的宇宙学值的变化的影响$Ω_{\rm m}$，$Ω_Λ$，$σ_{8}$，暗物质粒子温度（温暖与冷暗物质），和一个常数和不断变化的状态方程参数$w(z)$的值。我们发现，在一个给定的晕质量的合并分数的变化高达三个因素的冷暗物质的假设下形成的晕，在不同的基础宇宙学参数。我们发现，目前的合并历史的测量，通过观察到的星系对以及通过结构测量，是一致的和谐宇宙学与当前最适合给$1 - Ω_{\rm m} = Ω_{\rm Λ} = 0.84^{+0.16}_{-0.17}$。为了获得一个更精确的约束与最近测量的宇宙学参数的普朗克和WMAP要求测量的合并精度为$δf_{\rm m} \sim 0.01$，这意味着调查与精确测量的合并历史超过2 - 20度$^{2}$，这将是可行的下一代成像和光谱调查，如欧几里得和LSST。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Preferred axis of CMB parity asymmetry in the masked maps
WMAP和Planck数据都显示出在大尺度的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性中有明显的奇多极偏好。如果这种模式起源于宇宙学效应，那么它可以被认为是违反宇宙学原理的关键线索。通过在全天普朗克2015地图中定义各种方向相关统计数据（例如，参见Naselsky等人（2012）; W. Zhao（2014）），我们发现CMB平价不对称有一个偏好方向，这与统计量的选择无关。特别是，这个优选轴与CMB四极和八极以及CMB运动偶极中的轴强烈对齐，这暗示了它们的非宇宙学起源。在实际观测中，前景残差是不可避免的，为了避免对结果的误解，应该适当地掩盖。在本文中，我们将之前的分析扩展到掩蔽的普朗克2015数据。通过定义一个类似的方向相关的统计屏蔽地图，我们找到一个首选的CMB奇偶不对称的方向，其中的轴也与发现在全天空分析。因此，我们关于CMB宇称破坏及其方向性的结论得到了证实。
2016-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Using 3D and 2D analysis for analyzing large-scale asymmetry in galaxy spin directions
星系旋转的本质仍然不完全清楚。Iye等人（2021）对过去用于光度分析的明亮SDSS星系数据集进行了3D分析。他们发现，螺旋星系的自旋方向分布是随机的，提供了一个偶极轴，统计显著性为0.29 $σ$。然而，为了显示随机分布，做出了两个决定，每个决定都可以导致随机分布，而不管星系自旋方向的真实分布。第一个决定是将数据集任意限制为z $<$ 0.1，这是以前的文献已经表明随机分布是预期的红移范围。更重要的是，虽然3D分析需要每个星系的红移，但分析是用光度红移完成的。如果不对称存在，它的信号预计将是一个数量级弱于测光红移的误差，因此在这些条件下的低统计信号是预期的。当使用完全相同的数据而不限于$z_{phot}<0.1$并且不使用光度红移时，该数据集中自旋方向的分布显示$>2σ$的统计信号。用于复制分析的代码和数据是公开的。这些结果与SDSS，Pan-STARRS，HST和DESI Legacy Survey的其他实验一致。该论文还研究了以前的其他研究，这些研究表明星系自旋方向的随机分布。虽然还需要进一步的研究，但目前的证据表明，不能排除顺时针和逆时针星系数量之间的大规模不对称。
2022-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Primordial Power Asymmetry from Galaxy Clustering and Peculiar Velocity Information
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿科学高等研究院宇宙物理数学卡弗里研究所（WPI））；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理学研究所）；Onomichi City University（尾道市立大学）
本研究开发BipoSH分析方法，结合类Euclid星系巡天与类Simons天文台CMB重构的本动速度，可打破原初四极调制与各向异性星系偏置的简并，提升原初功率不对称性的检验精度。
2026-08-17 astro-ph.CO
Impact of Large-Scale Anisotropies on Galaxy Clustering and Cosmological Constraints
本文评估了偶极和大尺度各向异性对星系成团信号的影响，发现其会干扰两点相关函数和角功率谱并掩盖非高斯性信号，强调必须处理系统误差并严格掩蔽偶极以保障未来SKA等巡天的宇宙学约束精度。
2024-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Using galaxy pairs as cosmological tracers
Alcock-Paczynski（AP）效应使用的事实是，当用正确的几何分析时，我们应该观察到宇宙中统计各向同性的结构。对于具有背景的宇宙膨胀结构，这限制了哈勃参数和角直径距离的乘积。然而，宇宙的膨胀是不均匀的，局部曲率取决于密度。我们认为，这扭曲了小尺度上的AP效应。在分析了千禧年模拟中星系对的动力学之后，我们发现了奇特的速度，星系特性和局部密度之间的相互作用，这些相互作用影响了对如何追踪宇宙膨胀。我们发现，只有低质量，孤立的星系对跟踪的平均膨胀与最小的“修正”的特殊速度。其他对需要更大，更多的宇宙学和红移依赖的特殊速度修正，并在被束缚在一个坍缩系统的小分离限制，不携带宇宙学信息。
2012-08-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large-scale patterns of galaxy spin rotation show cosmological-scale parity violation and multipoles
用光谱法研究了~6.4*10^4旋涡星系的自旋方向分布。分析表明，具有相反自旋方向的星系之间存在统计上显著的宇宙尺度不对称性。数据还显示，不对称性随观测方向和红移而变化。红移依赖性表明，随着红移的增大，星系自旋方向的分布变得更加均匀。数据还显示了具有相反自旋模式的星系之间的光度差异。当用红移归一化数据时，光度不对称性被消除了。然而，当用星等标准化数据时，红移的统计学显著差异仍然存在。这些证据表明违反了宇宙学的各向同性和均匀性假设。将星系自旋方向的分布拟合到四极排列提供了统计显著性>5 sigma的拟合度，当仅使用具有$z>0.15$的星系时，其增长到>8 sigma。数据分析过程是全自动的，并且基于具有定义规则的确定性和对称算法。它既不涉及可能导致人类感知偏差的数据的手动分析，也不涉及可以捕获人类偏见或由于机器学习过程的复杂性和非直观性而难以识别的其他细微差异的机器学习。
2019-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Robust Quantification of Galaxy Cluster Morphology Using Asymmetry and Central Concentration
我们提出了一种新的定量方案的聚类分类的基础上表现在X射线图像的形态学特性。我们使用一个传统的径向表面亮度浓度参数（c_{SB}），如以前所定义的其他人，和一个新的不对称参数，我们在本文中定义。我们的不对称性参数，我们称为光子不对称性（$ A_{phot}），开发作为一个强大的子结构统计集群观测只有几千计数。为了证明光子不对称性比当前流行的功率比和质心位移具有更好的稳定性，我们通过以下方式人为地降低X射线图像质量：（a）添加额外的背景计数，（b）消除一部分计数，（c）增加平滑内核的宽度，以及（d）在更高的红移处模拟集群观测。这里提出的不对称统计比竞争子结构参数具有更小的统计不确定性，允许置信度测量低水平的子结构。A_{phot}对计数总数的敏感性低于竞争子结构统计，使其成为量化远距离聚类样本中子结构的理想候选者，覆盖广泛的观测S/N。此外，我们发现，不对称浓度分类分离放松，冷核心集群的形态干扰合并，与眼睛分类。我们的算法，免费提供的Python脚本（https：//github.com/ndaniyar/aphot）是完全自动的，可用于快速分类星系团形态的大量集群，而无需人为干预。
2013-10-29 astro-ph.CO
Can active-sterile neutrino oscillations lead to chaotic behavior of the cosmological lepton asymmetry?
虽然宇宙重子的不对称性已经被高精度地测量为6.1*10^-10，但如果轻子隐藏在中微子扇区中，那么相应的轻子不对称性可能高达10^-2。一段时间以来，人们已经知道，如果存在质量小于活动中微子质量的无菌中微子，那么小的初始不对称性可以产生大的不对称性。虽然末态轻子不对称性的大小是决定性的，但它的符号在本质上被证明是混沌的。这已经在单动量近似（也称为量子速率方程）中得到了证明，但到目前为止还没有使用完全动量依赖的量子动力学方程建立。在这里，我们研究这个问题，通过解决一个系统的1个活动和1个无菌中微子的自适应网格上的量子动力学方程。我们表明，通过增加分辨率的轻子不对称性的振荡被消除，轻子不对称性的符号实际上是确定的。本文还作为自适应求解器LASAGNA的启动文件，可在http://users-phys.au.dk/steen上获得。
2013-02-28 astro-ph.CO hep-ph
Anomalous parity asymmetry of WMAP power spectrum data at low multpoles: is it cosmological or systematics?
我们已经调查了WMAP 7年功率谱的奇宇称偏好。与模拟结果的比较表明，WMAP数据的奇校验偏好（2<= 1 <=22）在千分之四的水平上是反常的。我们研究了它的起源，排除了一些非宇宙学的起源，如非对称光束、噪声和切天效应。我们还发现原始起源需要|Re[Φ（\mathbf k）]| \ll| Im[Φ（\mathbf k）]|对于k \lesssim 22/η_0，其中η_0是当前共形时间。与奇宇称偏好相关的多极现象恰好与其他一些CMB异常现象相吻合。因此，可能存在一个共同的起源，无论是否是宇宙学的。此外，我们发现低四极幂可能是奇宇称偏好反常的一部分，而不是孤立的。普朗克探测器拥有广泛的频率覆盖范围和不同于WMAP的系统学，它可能使我们能够解决异常奇宇称偏好之谜。
2010-09-02 astro-ph.CO
Handedness asymmetry of spiral galaxies with z<0.3 shows cosmic parity violation and a dipole axis
从斯隆数字巡天获得的126，501个螺旋星系的数据集被用来分析本地宇宙不同区域的大尺度星系旋向。通过将星系图像转换为径向强度图，可以自动分析星系自旋，因此可以用于分析大型星系数据集。结果表明，局域宇宙（z<0.3）在星系自旋方面不是各向同性的，这种不对称性偶然发生的概率P<5.8*10^-6。旋向性不对称性表现出近似的余弦依赖性，并且最可能的偶极轴被发现在RA=132，DEC=32处，RA的1 σ误差范围为107至179度。这种轴偶然出现的概率为P<1.95*10^-5。本文报道的偏手性不对称的幅度一般与Longo一致，但统计学显著性提高了40倍，轴的方向有些不一致。
2012-07-23 astro-ph.CO
Cosmological Constraints from Galaxy Clustering and the Mass-to-Number Ratio of Galaxy Clusters: Marginalizing over the Physics of Galaxy Formation
许多获得宇宙学约束的方法都依赖于星系和暗物质之间的联系。然而，星系的分布依赖于它们的形成和演化以及宇宙学模型，星系形成仍然不是一个很好的约束过程。因此，使用星系作为暗物质示踪剂来探测宇宙学的方法必须能够在不事先知道星系形成细节的情况下准确地估计宇宙学参数。我们应用这种推理的方法获得$Ω_m$和$σ_8$星系团结合质量与数量比的星系团。为了测试这种方法的灵敏度变化，由于星系形成，我们考虑了几种不同的模型应用于同一宇宙学暗物质模拟。然后，使用每个模型中的观测值估计宇宙学参数，边缘化晕占据分布（HOD）的参数。我们发现，在模型中的星系可以很好地表示由一个参数化的HOD，这种方法可以成功地提取所需的宇宙学参数范围广泛的星系形成处方。
2013-06-19 astro-ph.CO
Asymmetric Warm Dark Matter: from Cosmological Asymmetry to Chirality of Life
本研究提出右手惰性中微子形式的千电子伏级非对称温暗物质新情形，可同时解释宇宙重子不对称性与氨基酸同手性，能通过软X射线探测，还提出抑制暗物质热产生的轻模量机制。
2024-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Cosmological dependence of the measurements of luminosity function, projected clustering and galaxy-galaxy lensing signal
星系的光度函数Φ（M），星系的投影成团率w_p（r_p），星系-星系透镜信号Δ τ等观测量，通常都是通过假设一个基准宇宙学模型来计算星系间距离的星系红移巡天测量的。越来越多的研究对这些测量结果进行联合分析，并限制宇宙学参数。我们量化的数量，这种测量系统的变化作为基准宇宙学用于测量的变化，并表明，这些影响可能是显着的高红移（z~0.5）。我们提出了一个简单的方法，映射使用一个特定的基准宇宙模型的任何其他宇宙模型的测量。宇宙学约束（或晕占据分布约束），使用光度函数，聚类测量和星系-星系透镜信号，但忽略这些系统的影响可能会低估推断参数的置信区间。
2013-09-11 astro-ph.CO
A Universal Bilinear Model for the Dependence of Void Asymmetry Distributions on $Ω_{m}$ and $σ_{8}$
Seoul National University（首尔大学）
通过分析空洞星系的红移不对称性，提出一种新方法约束膨胀模型的标量谱指数运行，揭示其在不同宇宙学模型中的普遍性及非零运行的影响。
2026-09-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Measuring neutrino mass and asymmetry through galaxy pairwise peculiar velocity
Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所）；Department of Physics, the Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；Key Laboratory for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台计算天体物理重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）
本文利用星系成对异常速度在准线性和非线性范围内的数据，首次约束了中微子总质量M_ν和中微子不对称参数η²，通过两种独立的宇宙学框架得出一致结果，展示了星系成对速度对中微子性质的敏感探测能力。
2026-04-21 astro-ph.CO
HI asymmetry in the isolated galaxy CIG 85 (UGC 1547)
本文介绍了利用巨米波射电望远镜（GMRT）对来自AMIGA（孤立星系星际介质分析）样本的孤立非对称星系CIG 85进行干涉HI和20 cm射电连续谱观测的结果。尽管是一个孤立的星系，CIG 85显示出明显的光学和HI光谱不对称性，因此是一个很好的候选人解决HI研究，以了解孤立星系中产生不对称性的原因。该星系的图像在HI和20厘米射电连续使用GMRT。为了详细讨论结果，我们还利用了来自SDSS、GALEX和Halalpha成像的多波长数据。我们发现CIG 85中的HI在西北部有一个聚集的、不对称的分布，这与光学尾状特征有关，但HI速度场显示出一个相对规则的旋转模式。评估所有的观测证据，我们得出的结论是，CIG 85最有可能是一个受干扰的旋涡星系，现在似乎有一个不规则星系的形态。虽然它目前与主要的伴星分离，但观测证据与HI不对称性一致，这是一个高度扰动的光盘，最近恒星形成的增加是由一次较小的合并引起的，其残余物现在投射在光盘前面。如果这是正确的，伴星将在不久的将来被CIG 85完全吸积。
2012-09-04 astro-ph.CO
Effects of neutrino mass and asymmetry on cosmological structure formation
轻但质量大的宇宙学中微子在小尺度上不会聚集，因为它们的热速度很高。由于质量有限，宇宙学中微子成为总物质场的一部分，并有助于其平滑。因此，与标准$Λ$ CDM宇宙学中的无质量中微子相比，在有质量中微子存在下的结构形成受到阻碍。中微子的质量也扭曲了宇宙微波背景（CMB）的各向异性功率谱。此外，宇宙学中微子的有限化学势$μ$（目前的数据仍然允许）将对CMB和结构形成产生不可忽略的影响。我们一贯的中微子质量和化学势的影响，通过使用中微子参与的N体模拟的物质功率谱，宇宙学参数从马尔可夫-钱的Moonte-Carlo（MCMC）改装CMB数据。我们的研究结果表明，虽然有限的平均中微子质量$m_ν$倾向于抑制在波数范围内的物质功率谱，中微子简并参数${ξ_i \equiv μ_i /T}$（$i=$ 1，2，3）增强后者，导致一个大的参数简并之间的$m_ν$和$ξ_i$。我们提供了一个经验公式的影响，在选定的范围内的$m_ν$和$η\equiv \sqrt{\sum_i ξ^2_i}$引起的波数的物质功率谱。观察到$m_ν$和$η$之间的强相关性，我们提出了一个与红移无关的参数$m_ν- \frac{4}{3}η^2$来表征中微子对物质功率谱的影响。
2019-03-07 astro-ph.CO
Large-scale asymmetry in galaxy spin directions -- analysis of galaxies with spectra in DES, SDSS, and DESI Legacy Survey
以前使用几种不同探测器的多项研究已经显示了宇宙尺度各向异性和哈勃尺度轴存在的相当多的证据。显示这些证据的探测之一是星系旋转方向的分布。与CMB各向异性相比，分析星系自旋方向分布的优势在于星系自旋方向的比率是相对测量，因此对背景污染（如银河系阻塞）不太敏感。另一个优点是许多螺旋星系都有光谱，因此可以分析这些轴相对于地球的位置。本文用光谱分析了90 K以上星系的自旋方向分布。该分析还与以前使用地球SDSS，Pan-STARRS和DESI遗留调查以及HST收集的天基数据进行的分析进行了比较。结果表明，用不同的望远镜观察到的分布模式之间非常一致。由有光谱星系的自旋方向形成的偶极或四极轴不一定直接穿过地球。
2022-04-04 astro-ph.CO
Cosmological constraints from the mass accretion rate I: galaxy cluster number count evolution
星系团计数已被证明是一种强有力的宇宙学探测。然而，用星系团数计数建立的宇宙学约束高度依赖于质量-可观测关系的校准。由于星系团的比质量吸积率几乎与质量无关，因此它对质量-可观测关系的标定几乎不敏感。对星系团数计数演化的研究可以在均匀宇宙的背景下探索星系团的质量吸积历史。本文利用相对丰度匹配方法，对$z \in [0.0,0.6[$的星系团质量吸积率进行了推导。然后，我们使用MAR设置宇宙学约束。我们发现这个宇宙学探测器对$σ_8 Ω_{\rm m}^{-0.3} H_0^{-0.2}$敏感，而星系团计数对$σ_8 Ω_{\rm m}^{0.3}$敏感。我们使用了Sunyaev-Zel'dovich源的第二个$Planck$目录，并推导出了$σ_8 Ω_{\rm m}^{-0.3} H_0^{-0.2} = 0.75 \pm 0.06$。这一结果与由星系团数、角功率谱和宇宙微波背景分析得出的宇宙学约束是一致的。因此，MAR是一个关键的宇宙学探测器，可以打破$σ_8$简并，这是不敏感的质量可观测关系的校准，不需要一个参数形式的星系团质量函数。
2019-04-15 astro-ph.CO
Updated BBN bounds on the cosmological lepton asymmetry for non-zero theta13
我们讨论了宇宙学轻子数的界限从大爆炸核合成（BBN），根据最近的证据，中微子混合角θ 13的一个大的值。与4He和2H原始产量兼容的电子和μ子或τ中微子的最大不对称性计算相对于中微子质量等级和混合角。跟踪味振荡动力学直到BBN的开始，并数值计算了去耦后的中微子分布。后者包含在一般情况下，非热变形由于太阳平方质量差驱动的温度范围内的中微子散射变得低效，以执行热平衡的味道振荡的发病。根据θ 13的值，这转化为更大的有效中微子数N_eff。这个参数的上限进行了讨论的中微子质量等级。只有在sin ^2（θ 13）<0.01的范围内（目前不受欢迎），才能找到足够大的N_eff值，可以被普朗克实验探测到。
2011-10-19 astro-ph.CO hep-ph
Halo asymmetry in the modelling of galaxy clustering
本文在 HOD 框架中引入描述暗晕形变的 NFW 参数 $ϕ$，利用 BolshoiP 模拟和实测 $w_p(r_p)$ 验证其能在 1σ 内恢复暗晕不对称性，并给出与经典模型 2–6% 的暗晕质量差异。
2024-04-07 astro-ph.CO
CMB Polarization Systematics Due to Beam Asymmetry: Impact on Cosmological Birefringence
标准宇宙学模型被假定为尊重宇称对称性。在这种假设下，CMB的温度各向异性和“梯度”状偏振的互相关，与“卷曲”状偏振相同地消失在整个天空。然而，扩展的标准模型，允许光标量场或轴子耦合到电磁场，或耦合到黎曼重力场强度，以及其他修改的场论，可能会导致旋转的宇宙学尺度上的CMB偏振平面，并表现为非零TB和EB互相关。最近，宇称违反的程度（反映在偏振旋转）的限制使用的数据从BOOMERANG，WMAP和QUAD。预测已经作出了不久的将来的实验（如普朗克），以进一步限制宇称和洛伦兹违反条款的基本相互作用的性质。在这里，我们考虑一个现实世界的影响引起的一类望远镜光束系统，可以模仿偏振平面的旋转或以其他方式诱导非零TB和EB相关。特别是，采用的观点，即未来实验的主要目标将是通货膨胀的B模式信号，我们假设即将到来的普朗克和POLARBEAR实验的光束系统学朝着这个目标进行了优化，并探讨了光束系统学的允许水平对偏振旋转测量的精度的影响。
2009-05-07 astro-ph.CO
Cosmological Helical Hypermagnetic Fields and Baryogenesis
最近的伽玛射线观测TeV耀变体表现出赤字的次级GeV级联光子。这表明星系际磁场的存在，它可能有一个原始的起源。能够产生原始磁场的机制之一是所谓的手征等离子体不稳定性，当早期宇宙的高温等离子体中存在大的手征不对称性时，（超）磁场就会不稳定。我们认为，这样一个大的手征不对称性可以通过大统一理论重子生成产生。注意，当汤川相互作用足够弱时，手征不对称性在高温下是一个很好的守恒量。我们还指出，所产生的超磁场是最大螺旋的，因此，在标准模型中，通过$U(1)_Y$规范相互作用在电弱对称性破缺处的手征反常，不可避免地产生重子和轻子的不对称性.因此，耀变体观测所建议的磁场过度产生重子不对称性。因此，手征等离子体不稳定性本身不能对星系际磁场负责，但可以对宇宙的重子不对称负责。换句话说，没有$B$ - $L$不对称产生的GUT重子生成被恢复为可行的重子生成方案，否则其被认为遭受由闪锌矿子的$B$ + $L$洗脱。本文是基于工作[1]。
2018-11-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lepton Asymmetry and Neutrino Oscillations Interplay
讨论了早期宇宙中轻子不对称性L与中微子振荡之间的相互作用。中微子振荡可以抑制或增强先前存在的L.另一方面，L能够抑制或增强中微子振荡。数值分析了早期宇宙MSW共振中微子振荡中L增强的机制。讨论了中微子振荡的L宇宙学效应。我们讨论了L如何改变宇宙学BBN对中微子的约束，并证明了具有电子无菌中微子振荡的BBN模型对L是极其敏感的，它允许得到对L值最严格的约束.我们还讨论了活动-无菌中微子混合和L的宇宙学作用与BBN，CMB和LSS数据以及全球中微子数据分析所指出的早期宇宙额外相对论密度的迹象。
2013-02-12 astro-ph.CO hep-ph
The local galaxy distribution does not violate the cosmological principle
University of Helsinki（赫尔辛基大学）
通过FLAMINGO宇宙学流体模拟与DESI DR1数据的对比，发现使用正确共动距离尺度后，本地星系分布的各向异性特征消失，与ΛCDM模型一致。
2026-08-04 astro-ph.CO
The halo model with beyond-linear halo bias: unbiasing cosmological constraints from galaxy-galaxy lensing and clustering
我们确定的错误时，采用标准近似的线性晕偏置的星系-星系透镜和星系集群观测的联合晕模型分析。考虑到千度巡天，我们预测忽略非线性晕偏差将导致恢复的描述结构生长的宇宙学参数$S_8$和物质密度参数$Ω_{\mathrm{m}}$中出现多达5个$σ$偏移。我们包括规模$10^{-1.3}<r_{\rm{p}} \ / h^{-1}\, \mathrm{Mpc}<10$的数据向量，这些偏移的方向取决于通过其他滋扰参数提供给晕模型的自由。我们的结论是，因此，在未来的宇宙学晕模型分析的非线性尺度上的大尺度结构观测值的超线性晕偏差校正必须包括在内。
2022-06-30 astro-ph.CO
Probing dipolar power asymmetry with galaxy clustering and intrinsic alignments
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学宇宙物理数学卡弗里研究所（WPI））；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学技术院）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理研究所）；Onomichi City University（尾道市立大学）；Suwa University of Science（诹访科学大学）
该研究利用第四代星系巡天的星系成团与内禀alignment交叉关联，探测原初功率谱的偶极调制，发现其可提升各向异性约束能力，还可作为系统误差的一致性检验。
2026-08-20 astro-ph.CO gr-qc
CosmoLike - Cosmological Likelihood Analyses for Photometric Galaxy Surveys
我们探索的战略，以提取宇宙学的约束，从宇宙剪切，星系-星系透镜，星系团，集群数量计数和集群弱透镜的联合分析。我们利用CosmoLike软件模拟LSST数据集的结果，具体来说，我们1）比较不同探测器的单独和联合分析，2）改变透镜和源星系的选择标准，3）调查混合的影响，4）调查假设的宇宙学模型在多探测器协方差中的影响，6）量化作为尺度函数的信息内容，和7）探索在多探测器背景下内在星系排列的影响。我们的分析考虑了探针内和探针间的所有互相关，并包括多探针协方差矩阵中的高阶（非高斯）项。我们同时模型的宇宙学参数和各种系统学，例如剪切和photo-z校准，集群质量可观测的关系，星系的内在排列，和星系偏差（共54个参数）所产生的不确定性。我们强调两个结果：首先，将源星系的数量密度增加约30%，这相当于解决LSST的混合，只能获得很少的信息。其次，通过利用HOD，将小尺度纳入集群和星系-星系透镜中，可以大大增强宇宙学约束力。本文中用于计算结果的CosmoLike模块将在https://github.com/elikrause/CosmoLike_Forecasts上公开提供。
2016-01-21 astro-ph.CO
Improving cosmological constraints via galaxy intrinsic alignment in full-shape analysis
本文首次利用全形状内禀对齐统计量进行Fisher预报，证明星系内禀对齐能显著改进动力学暗能量和修改引力等模型的宇宙学参数约束。
2025-06-05 astro-ph.CO
A linear relation between galaxy-lensing cross-correlations to test the cosmological principle model-independently
我们发现了两组星系透镜互相关之间的线性关系。这种线性关系成立，只要光遵循测地线和度规是弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）。违反宇宙学原理（以及等效的FLRW度规）将打破这种线性关系。因此，它提供了一个强有力的宇宙学原理的测试，基于直接观测，不依赖于特定的宇宙学模型。我们证明，第四阶段的星系巡天和CMB-S4实验将能够严格地测试这种线性关系，因此测试宇宙学原理鲁棒。
2021-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Improvement of cosmological constraints with the cross correlation between line-of-sight optical galaxy and FRB dispersion measure
快速射电暴（以下简称FRB）可以通过研究色散测度（以下简称DM）作为红移的函数而用于宇宙学。物质分布的大尺度结构被认为是这种应用的主要误差预算。使用光学星系和色散测量模拟建立从N体模拟，我们已经表明，星系数密度可以作为一个示踪剂的大规模电子密度，并有助于提高测量DM作为一个函数的红移。我们已经证明，使用给定的定域FRB源周围1'内的视线星系数计数可以帮助改善宇宙学参数约束超过20%。
2022-05-08 astro-ph.CO
Cosmological Constraints from a Combination of Galaxy Clustering & Lensing -- II. Fisher Matrix Analysis
利用大星系红移巡天数据，对表征物质能量密度（Ω m）、物质涨落功率谱振幅（σ 8）、中微子能量密度（Ω v）和暗能量状态方程（w 0）的宇宙学参数进行了定量化约束.我们主张对星系丰度、星系聚类和星系-星系弱透镜信号进行联合分析，以便同时约束晕占据统计（即，星系偏差）和感兴趣的宇宙学参数。我们根据条件光度函数参数化星系的晕占据分布，并使用我们的同伴论文（van den Bosch et al. 2012）中描述的晕模型的分析框架来预测相关的观测值。通过执行Fisher矩阵分析，我们表明，这些观测值的联合分析，即使与精度，他们目前从斯隆数字巡天测量，可以用来获得严格的约束宇宙学参数，完全边缘化的不确定性星系偏差。我们表明，从这样的分析的宇宙学约束几乎是不相关的晕占领分布的约束，因此，最大限度地减少任何不完善的建模晕占领统计的宇宙学约束的系统影响。事实上，我们证明，从这样的分析的约束是互补和竞争与现有的限制，这些参数从一些其他的技术，如集群丰度，宇宙剪切和/或重子声学振荡，从而铺平了道路，以测试和谐宇宙模型。
2012-06-29 astro-ph.CO
Cosmological constraints from galaxy-lensing cross correlations using BOSS galaxies with SDSS and CMB lensing
我们提出了宇宙学参数约束的基础上的联合建模的星系透镜互相关和星系聚类测量的SDSS，边缘化小规模的建模不确定性，使用模拟星系目录，没有明确的星系偏差建模。我们表明，我们的建模方法是强大的星系如何占据暗物质晕和重子物理的影响（在宇宙学参数的$\sim2\%$水平）的不同选择的影响和测试的协方差的影响的可能性分析和调查窗口函数的理论计算。将我们的结果应用于使用BOSS星系样品的测量和使用SDSS星系剪切的透镜测量以及普朗克的CMB透镜测量，并采用保守的尺度切割，我们获得了$S_8\equiv\left(\frac{σ_8}{0.8228}\right)^{0.8}\left(\frac{Ω_m}{0.307}\right)^{0.6}=0.85\pm0.05$（统计）。使用LOWZ $\times$ SDSS星系透镜和$S_8=0.91\pm0.1$（统计）使用LOWZ和CMASS $\times$普朗克CMB透镜的组合。从包括重子物理在内的小尺度模型不确定性出发，我们估计星系-星系透镜测量的系统不确定性为$\sim6\%$（主要由光度红移不确定性决定），星系-宇宙微波背景辐射透镜测量的系统不确定性为$\sim3\%$。
2020-01-20 astro-ph.CO
Estimating Cosmological Constraints from Galaxy Cluster Abundance using Simulation-Based Inference
宇宙学模型中宇宙学参数的值和不确定性的推断对于现代宇宙观测是至关重要的。在本文中，我们使用基于模拟的推理（SBI）的方法来估计宇宙学的限制，从一个简化的星系团观测分析。使用从Quijote模拟套件和分析模型生成的数据，我们训练机器学习算法来学习宇宙学参数和可能的星系团观测值之间的概率函数。然后，通过从训练算法的预测中采样，获得给定观测的宇宙学参数的后验分布。我们的结果表明，SBI方法可以成功地恢复宇宙学参数的真值在2σ极限为这个简化的星系团的分析，并获得类似的后验约束基于似然的马尔可夫链蒙特卡罗方法，目前国家的最先进的方法在类似的宇宙学研究中使用。
2022-07-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
Extracting cosmological information from the abundance of galaxy clusters with simulation-based inference
针对星系团计数宇宙学分析中显式似然函数精度难达、计算昂贵的问题，本研究提出基于模拟推理（SBI）的方法，仅用合成目录实现分析，验证显示其与显式似然结果偏差小，还首次完成真实样本的SBI星系团计数分析。
2025-04-14 astro-ph.CO
Cosmology
在这些讲座中，我们首先集中讨论宇宙学问题，希望这些问题与LHC将要探索的新物理学有关：暗物质的性质和起源以及物质-反物质不对称性的产生。我们给出了几个例子，显示LHC的宇宙学潜力。它们是作为冷暗物质的WIMP，作为暖暗物质的引力子，以及作为产生物质-反物质不对称性的机制的电弱重子生成。在讲座的其余部分，我们讨论了宇宙学扰动作为研究宇宙学演化的常规热阶段之前的时代的工具。
2015-04-14 astro-ph.CO
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
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
Dipolar power asymmetry in wide-angle correlations of galaxy density, velocity and ellipticity
Institute of Astronomy and Astrophysics Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙线研究所理研数理宇宙学前沿研究中心卡弗里宇宙物理数学研究所）；Theory Center, Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子核物理研究所理论中心）；Department of Economics, Management and Information Science, Onomichi City University（尾道市立大学经济经营管理信息科学系）
本研究针对原初功率谱的位置依赖型偶极调制，建立了全天空形式体系，发现张角≥30°时广角修正不可忽略，未来大尺度结构巡天检验偶极调制需纳入该修正。
2026-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Studying the asymmetry of the GC population of NGC 4261
利用HST WFPC 2的B、V和I波段数据，分析了椭圆星系NGC 4261的球状星团（GC）星族。我们研究GC的空间分布，以探测Chandra图像（Zezas等人，2003）揭示的星系中离散X射线源方位角分布的各向异性。我们的GC样品的光度函数（在V_mag = 23.8 mag的90%水平上完成）在V_mag = 25.1（-0.6）（+1.0）mag处达到峰值，这对应于与先前测量一致的距离。颜色分布可以解释为蓝色和红色GC分量的叠加，平均颜色V-I分别为1.01（-0.06）（+0.06）mag和1.27（-0.08）（+0.06）mag。这与椭圆星系典型的双峰颜色分布是一致的。红色GC的径向轮廓比星系表面亮度的径向轮廓更陡，而蓝色子种群的径向轮廓看起来与之更一致。最引人注目的发现是GC种群在NE-SW方向上的方位角分布的显著不对称。星系的形态缺乏任何明显的特征，这表明不对称可能是相互作用或合并的结果。
2012-01-19 astro-ph.CO
Testing the equivalence principle on cosmological scales using the odd multipoles of galaxy cross-power spectrum and bispectrum
广义相对论的基石之一是等效原理。然而，等效原理的有效性只在太阳系尺度上对标准物质场成立;这个结果不能假设在宇宙尺度上主导引力动力学的非标准物质场成立。在这里，我们将展示如何在宇宙学尺度上的等效原理可能会测试非标准的物质场使用的奇多极的星系交叉功率谱和双谱。该检验利用了过去光锥的宇称违背广义相对论变形对星系互功率谱和双谱的影响，并假设星系可以作为由重子和冷暗物质组成的检验粒子。如果重子和暗物质之间的等效原理不成立，这个假设将导致星系-重子的相对速度不为零。利用HI强度图/H $α$星系巡天的互功率谱和H $α$星系巡天的双谱，我们证明了相对速度可以被限制在星系速度的28%以下。
2021-07-30 astro-ph.CO
Role of Galaxy Mergers in Cosmic Star Formation History
利用一种改进的深场不对称性测量方法，对GOODS场中的中红移（0.2<z<1.2）亮红外星系（LIRGs）和一般场星系进行了形态学研究。通过仔细考虑潜在的天空背景结构的重要性，我们的新方法不会受到系统偏差的影响，并提供小的不确定性。通过将局域LIRGs和低红移GOODS星系红移到不同的更高的红移，我们发现由于表面亮度变暗而引起的星系不对称性的红移依赖性是不对称性本身的函数，对于更不对称的物体有更大的校正。通过应用红移，红外光度和光学亮度相关的不对称校正，我们发现，中间红移LIRG一般表现出高度不对称的形态，与隐含的合并分数~50%，z=1.2，虽然他们是稍微比本地LIRG更对称。对于一般场星系，我们发现一个几乎恒定的相对较高的合并分数（20-30%）。在z=1.2以下的不同红移下，得到了星系合并的B带低频，证实了在打破光度-密度简并后，合并分数的弱演化。红外光度函数（LFs）的星系合并也得到了，表明在较高的红外光度较大的合并分数。并合红外低频的积分表明并合引起的红外能量密度[（1+z）^（5-6）}]发生了剧烈的演化，在z>~1时，星系并合开始主导宇宙红外能量密度。
2009-03-17 astro-ph.CO
Cosmic variance or galaxy bias? Disentangling finite-volume and galaxy formation effects in cosmological analysis
Institute for Fundamental Physics of the Universe (IFPU)（宇宙基本物理研究所）；SISSA - International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（的里雅斯特天文台）；INFN – National Institute for Nuclear Physics（意大利国家核物理研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）
本文重新定义宇宙方差，利用星系偏袒形式主义描述有限体积效应，并应用于BAO非线性位移分析，通过N体模拟验证了不确定性降低。
2026-07-10 astro-ph.CO
