Null test of the cosmic curvature using $H(z)$ and supernovae data
我们介绍了一个模型无关的方法来零测试的宇宙曲率是几何相关的哈勃参数$H(z)$和光度距离$d_L(z)$。结合$H(z)$和$d_L(z)$的独立观测，利用模型无关的平滑技术--高斯过程，对它们进行重构，确定了零检验关系中的宇宙曲率$Ω_K^{(0)}$。零检验完全是几何的，没有假设任何宇宙学模型。我们表明宇宙曲率$Ω_K^{(0)}=0$与当前的观测数据集一致，落在$1σ$极限范围内。为了证明零检验的精度的影响，我们产生了一系列的模拟数据的模型与不同的$Ω_K^{(0)}$。未来更高质量的观测可以提供更大的改进，以限制或反驳$Ω_K^{(0)}=0$的平坦宇宙。
2016-02-20 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Backgrounds of Gravitational Waves and eLISA/NGO: Phase Transitions, Cosmic Strings and Other Sources
我们回顾了几个宇宙学背景的引力波可直接检测实验，特别强调这些背景由于一阶相变和网络的宇宙（超）弦。对于这两个特殊的源，我们详细地回顾了引力波背景的计算，并改进了文献中以前工作的结果。我们应用我们的研究结果，以确定欧空局的非政府组织/eLISA任务的宇宙学背景的可探测性的科学潜力。
2012-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological effects of decaying cosmic string loops with TeV scale width
在超对称理论中，早期宇宙中产生的宇宙弦通常具有TeV尺度的宽度，而张力要大得多。在一个尺度范围内，无限大的宇宙弦以弦环的形式释放出相当大一部分能量。这些粗弦环通过粒子发射有效地失去了能量，因此它可能对宇宙学观测产生影响。我们详细研究了TeV尺度宽度的弦环的宇宙学意义，并推导出弦的张力约束。对未来的引力波探测器的影响进行了讨论。
2011-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Model-independent Curvature Determination from Gravitational-Wave Standard Sirens and Cosmic Chronometers
对引力波的探测提供了一种直接测量光度距离的方法，使我们能够探索宇宙学。在本文中，我们继续扩大GW标准塞壬在宇宙学中的应用，并提出，空间曲率可以估计在一个模型无关的方式，通过比较未来的GW源和当前的宇宙天文观测的距离。我们期望GW事件的电磁对应物给出源红移，并使用爱因斯坦望远镜作为参考，模拟来自双中子星和黑洞-中子星双星合并的数百个GW数据。我们的模拟表明，从100个模拟的GW事件和31个当前的宇宙计时器测量，曲率参数$Ω_{K}$的误差预计将被限制在$\sim0.125$的水平。如果观测到1000 GW事件，则$Ω_{K}$的不确定性将进一步降低到$\sim0.040$。我们还发现，增加50个模拟$H(z)$数据（由81个宇宙天文台数据和1000个模拟GW事件组成）可能会导致对零宇宙曲率的更严格的约束，为此，$Ω_{K}=-0.002\pm0.028$。与一些实际的模型无关的曲率测试，涉及到其他宇宙探测器的距离，这种方法与GW数据实现约束的精度要高得多。
2018-10-04 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity from Curvature & Energy contents at Cosmological scale
在这项工作中，我们研究什么是宇宙学的含义，允许几何曲率密度的行为独立于能量密度的内容。利用普朗克任务从CMB中提取的全部数据，结合BAO和SNIa测量，我们推导出，根据这种方法，宇宙学参数的新约束。特别是，我们确定的曲率暗能量简并的行为时，允许一个不同的状态方程为后者。我们还研究了这种方法是否可以弥合最近发现的哈勃参数值之间的差距，从CMB确定的和从本地宇宙测量
2017-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic curvature on large-scale structures with homogeneous dark energy
本研究基于广义相对论一阶微扰理论分析宇宙曲率对结构形成的影响，结合多种天文观测数据发现曲率放宽了部分参数约束，并间接证明了动态暗能量与宇宙曲率间的非简并性。
2025-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic acceleration with cosmological soft phonons in a network of large structures
暗能量标量场在这里被描述为一种平均场效应，它是由膨胀晶格上相互作用结构的集体运动引起的。这种宇宙学模拟固态软声子在不稳定的晶体网络中产生宇宙加速，同时模仿幻影状态方程。通过对Ia型超新星的哈勃图的分析，讨论了宇宙拉格朗日链的参数以及软声子状态方程的时变性。
2014-01-16 astro-ph.CO gr-qc
High precision measurement of cosmic curvature: from gravitational waves and cosmic chronometer
尽管空间曲率已经得到了非常高的精度测量，但它仍然受到众所周知的宇宙曲率张力的影响。利用第二代空间DECi-hertz干涉仪引力波天文台（DECIGO）观测到的双星中子星合并的模拟数据，提出了一种改进的宇宙曲率确定方法.利用宇宙计时器的哈勃参数观测值，对DECIGO标准海妖进行了观测，探讨了测量遥远过去宇宙曲率的两种可能性：一种是在不受假设模型影响的情况下，通过高斯过程重建哈勃参数，另一种是在非平坦$Λ$冷暗物质模型的框架下导出对$Ω_K$的约束.结果表明，在改进的方法中，DECIGO能对宇宙曲率（$Ω_{K} = -0.007\pm0.016$）提供可靠而严格的约束，而在第二种依赖模型的方法中，我们只能期望在$ΔΩ_K=0.12$的精度下建立零宇宙曲率.因此，我们的研究结果表明，在本文提出的方法框架内，越来越多的测量良好的标准塞壬在DECIGO可以显着降低宇宙曲率的估计偏差。这种约束也与普朗克2018年结果的精度相当，其中最新的宇宙微波背景（CMB）观测（$ΔΩ_{K} \approx 0.018$）基于一致性$Λ$ CDM模型。
2022-01-24 astro-ph.CO
Minimal model dependent constraints on cosmological nuisance parameters and cosmic curvature from combinations of cosmological data
本研究利用高斯过程回归方法，以极小模型依赖性结合多种宇宙学观测数据，约束了超新星、重子声学振荡和伽马射线暴的冗余参数及宇宙曲率密度参数，结果显示宇宙与平坦宇宙无显著偏离。
2023-05-23 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmological Constant as a Function of Extrinsic Curvature and Spatial Curvature
本文假设当宇宙膨胀时，宇宙学常数也会发生变化。一般认为，宇宙学常数是尺度因子和哈勃常数的函数。根据ADM公式，对于FRW度量，非固有曲率$I$等于$-6H^{2}$，空间曲率$R$等于$6k/a^{2}$。因此我们假设宇宙学常数是外曲率和空间曲率的函数。我们在这些模型中研究了FRW宇宙的宇宙学演化。最后我们研究了两个能很好地拟合观测数据的特殊的暗能量模型。实际上，不变的宇宙学常数并不是必需的。如果宇宙膨胀时，宇宙学常数变化缓慢，并逐渐趋于常数，那么暗能量的观测数据也可以用这种理论很好地拟合。
2010-08-01 astro-ph.CO hep-th
Implications on the cosmic coincidence by a dynamical extrinsic curvature
在这项工作中，我们应用光滑变形的概念，以获得修改的弗里德曼方程。它表明，宇宙的符合至少可以减轻使用的动力学性质的外在曲率。我们研究了从核合成到符合时代的过渡，获得了一个非常小的变化的比率$r=\frac{ρ_{m}}{ρ_{ext}}$，比较物质能量密度与非本征能量密度，与已知的减速参数的行为兼容。我们还表明，计算的“等价”红移匹配的过渡红移从减速到加速阶段和重合停止。基于最新的重子声振荡/宇宙微波背景辐射（BAO/CMBR）+ SNIa观测数据，本文还研究了$r$的动力学。
2015-12-09 astro-ph.CO gr-qc
Spatial Curvature and Large Scale Lorentz Violation
从局部测量和宇宙微波背景（CMB）测量得到的哈勃常数之间的紧张关系促使我们考虑超越$Λ$ CDM 1的宇宙学模型。研究了具有非零空间曲率的大尺度洛伦兹破坏模型中的宇宙学。空间曲率、宇宙学常数和宇宙学扭曲分布之间的简并性使得该模型能够描述已知的观测数据。通过对距离模与红移的关系的测量值与预测值的比较、物质密度随时间的演化以及有效宇宙学常数的演化，我们得到了空间曲率的一些约束条件.讨论了具有非零空间曲率的大尺度Lorentz破坏模型在这些约束条件下的性能。
2021-12-04 astro-ph.CO gr-qc
Backreaction and the Role of Spatial Curvature in the Cosmic Neighborhood
University of Canterbury（坎特伯雷大学）；Université Lyon 1, ENS de Lyon, CNRS, CRAL（里昂第一大学，里昂高等师范学院，法国国家科学研究中心，天体物理与宇宙学研究中心）
本文通过Cosmicflows-4++重构和协变标量平均方法，首次计算了局部宇宙中空间平均的动力学量，发现空间曲率在尺度上对能量预算有显著影响，而动能反作用则较小。
2026-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Scalar perturbations in cosmological $f(R)$ models: the cosmic screening approach
我们研究了宇宙屏蔽方法中的非线性$f(R)$模型的宇宙学扰动。物质被认为是以一组离散的点状大质量物体的形式和以连续的无压理想流体的形式存在。我们对任意非线性$f(R)$模型的标量微扰一阶理论进行了完整的相对论分析，并证明了标量势$Φ(t,\mathbf{r})$和$Ψ(t,\mathbf{r})$是由两个主方程组成的系统决定的。只要近似$δR/\bar R \ll 1$（通常在研究$f(R)$模型中的宇宙学扰动时假设）有效，我们的方程就适用于所有空间尺度。
2018-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effect of the Early Reionization on the Cosmic Microwave Background and Cosmological Parameter Estimates
早期再电离（ERE）被认为是发生在复合之后，但在第一代恒星引起的瞬时再电离之前的一个物理过程。研究了大尺度电离辐射对宇宙微波背景（CMB）的温度谱和偏振谱的影响，并采用主成分分析（PCA）方法对大尺度电离辐射过程中的电离历史进行了模型独立重建。此外，我们还讨论了ERE对宇宙学参数估计的影响，发现在目前实验的灵敏度范围内，ERE对张量标量比$r$和中微子质量没有明显影响.更好的CMB偏振数据可以用来给一个更严格的约束的ERE，并可能是重要的更精确地约束宇宙学参数在未来。
2017-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observables of super-extremal black holes: challenging Cosmic Censorship to comprehend the Cosmological Constant
该研究探讨超极端带电黑洞作为暗能量来源的可能性，介绍其微弱观测特征，提出可通过巡天识别候选天体，以此挑战宇宙监督假设并解释宇宙学常数的物理起源。
2024-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Imprints of Pre-Inflationary Particles
我们研究了暴胀前粒子的一些宇宙学印记。我们表明，每个这样的粒子提供了一个球对称的宇宙缺陷的种子。这个宇宙缺陷的轮廓是固定的，它的大小在一个由暴胀前粒子质量决定的单一参数中是线性的。我们研究了这个宇宙缺陷的CMB和特殊的速度印记，并认为它可以解释一些大尺度的宇宙学异常。
2009-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Machine Learning the Cosmic Curvature in a Model-independent Way
利用哈勃参数测量值$H(z)$和Ia型超新星（SNe Ia），我们实现了宇宙曲率$Ω_K$的测定，并与宇宙学模型无关。在我们的分析中，两个非线性插值工具被用来重建哈勃参数，一个是人工神经网络（ANN）的方法，另一个是高斯过程（GP）的方法。我们发现基于GP方法的$Ω_K$受$H_0$先验的影响很大，而ANN方法可以克服这一点。因此，在宇宙曲率的测量中，人工神经网络方法可能比GP方法更有优势。基于人工神经网络方法，我们发现当前的$H(z)$和SNe Ia数据更倾向于一个空间开放的宇宙，并且我们的结果与从普朗克CMB推断的值相差$1.6σ$ .为了检验人工神经网络方法的可靠性，以及未来引力波（GW）标准警报器在宇宙曲率测量中的潜力，我们用模拟的哈勃参数和GW标准警报器对$Ω_K$进行了模型无关的约束.结果表明，人工神经网络方法是可靠的、无偏的，当探测到100 GW的电磁对应事件时，$Ω_K$的误差为$\sim0.186$，比Pantheon SNe Ia的误差小$\sim56\%$。因此，基于人工神经网络的数据驱动方法在宇宙曲率测量中具有潜在的应用价值。
2021-01-25 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic voids and the kinetic analysis. IV. Hubble tension and the cosmological constant
本文用Vlasov动力学方法研究晚期宇宙结构形成，通过引入含宇宙学常数斥力项的引力势解决哈勃张力，并解释空洞与墙结构的形成机制。
2025-01-23 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Redshift in FRW Metrics with Constant Spacetime Curvature
宇宙学红移z随着宇宙的膨胀而增长，通常被视为红移的第三种形式，超越了广义相对论其他应用中看到的更传统的多普勒效应和引力效应。本文研究了具有常时空曲率的Friedmann-Robertson-Walker度规中红移的起源，并表明-至少对于静态时空-z的解释是由于空间的“拉伸”是与坐标相关的.也就是说，我们证明了红移也可以单独从运动学和引力加速度的影响计算。这表明，它对膨胀因子的依赖性只是FRW高度对称性的表现，而不应被视为支持空间本身膨胀的证据。
2012-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Curvature Tested Directly from Observations
宇宙空间曲率是宇宙的一个基本几何量。我们研究了一个模型独立的，几何方法来测量空间曲率直接从观察，没有任何衍生物的数据。这采用了强透镜时间延迟和超新星距离测量来测量曲率本身，而不仅仅是测试与平坦度的一致性。我们定义了两个曲率估计，具有不同的误差传播特性，可以互相交叉检查，并显示它们如何可以用来映射红移切片的曲率，测试所需的罗伯逊-沃克度量的曲率恒定性。模拟实现的红移分布和距离测量的镜头和源，我们估计的曲率下一代测量启用的不确定性。结果表明，模型无关方法，只使用几何而不假设能量密度分量的形式，可以在$\sim6\times10^{-3}$水平上确定曲率。
2018-02-13 astro-ph.CO
Cosmological constraints for the Cosmic Defect theory
宇宙缺陷理论面临着四个观测约束：大爆炸核合成产生的原始核素丰度、宇宙中大尺度结构的形成、宇宙微波背景声学尺度、Ia型超新星的光度距离。该测试是基于对理论三个参数的后验概率的统计分析。结果已经相当令人满意，这样的理论的性能是没有区别的Lambda-CDM理论之一。利用最佳参数值计算哈勃常数和宇宙年龄证实了宇宙缺陷方法与观测的兼容性。
2011-02-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Strings in Hidden Sectors: 2. Cosmological and Astrophysical Signatures
宇宙弦可以出现在具有自发破缺阿贝尔对称群的隐藏扇区模型中。我们在配套的论文中研究了标准模型场与这些所谓的暗弦的耦合。在这里，我们调查的宇宙学和天体物理学观测值，可能与暗弦在我们的宇宙中的存在，重点是低尺度模型，也许TeV。具体来说，我们考虑核合成和CMB光谱失真的约束，我们计算的扩散伽马射线级联光子和宇宙射线的预测通量。对于像TeV那样轻的弦，我们发现这些签名的预测水平远低于当前实验的灵敏度，因此隐藏扇区中的低尺度宇宙弦仍然不受约束。质量尺度在10^（13）GeV到10^（15）GeV之间的较重弦在核合成约束下处于张力状态。
2014-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraints from observational data for a running cosmological constant and warm dark matter with curvature
空间曲率的引入可以改变物质扰动的演化，影响大尺度结构的形成。我们量化的非零空间曲率的影响，在LSS的形成与运行真空能量密度和温暖的暗物质组件的宇宙学模型。构造并分析了密度扰动的演化及其功率谱的修正形状。
2020-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The distance sum rule from strong lensing systems and quasars - test of cosmic curvature and beyond
在强透镜系统中测试距离和规则提供了一种有趣的方法来确定曲率参数$Ω_k$使用更多的本地对象。在本文中，我们将这种方法应用到一个相当新的数据集的强透镜系统相结合的中等光度类星体校准为标准统治者。在强透镜研究中广泛使用的三种透镜模型（SIS模型，幂律球面模型和扩展幂律透镜模型）的框架中，我们表明，假设的透镜模型对宇宙曲率约束有相当大的影响，这被发现是兼容或勉强兼容的平面情况下（取决于采用的透镜模型）。根据透镜速度色散定义的低、中、高质量子样本的分析表明，尽管用统一的模型来描述所有透镜的特征是不合理的，但这种划分对推断的宇宙曲率几乎没有影响。最后，考虑到未来大规模的调查将提供他们的收益，我们模拟了一个模拟的强透镜系统目录，预计将被LSST看到，以及一个现实的类星体目录。我们发现，大约有16000个这样的系统，结合未来射电天文学调查中看到的500个紧凑的毫角秒射电源提供的距离信息，人们将能够以$ΔΩ_k\simeq 10^{-3}$的精度限制宇宙曲率，这与\textit{Planck} 2015年结果的精度相当。
2018-11-26 astro-ph.CO gr-qc
A scaling law for the cosmological constant from a stochastic model for cosmic structures
基于天体系统颗粒组分的随机运动，将一组标度律应用于具有正宇宙学常数的宇宙学模型。由此可见，在可观测宇宙中占主导地位的粒子的质量必须正比于宇宙学常数的六次方根和核子质量的量级，这与泽尔多维奇标度律是一致的。这种方法是解决宇宙巧合问题的自然方法。另一方面，观测到的宇宙学常数的值是由随机机制引起的标度律的结果，该随机机制产生了引力束缚系统。
2009-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measurement on the cosmic curvature using the Gaussian process method
暴胀预言宇宙在空间上是平坦的。普朗克2018年对宇宙微波背景各向异性的测量支持空间封闭宇宙，其置信度超过2 $σ$。我们使用模型无关的方法来研究宇宙曲率的问题。该方法采用高斯过程方法从宇宙计时器数据中重建哈勃参数$H(z)$。然后用重构函数$H(z)$计算距离模量，并用Ia型超新星数据进行拟合。结合宇宙计时器和Ia型超新星的数据，我们得到了$Ω_{k0}h^2=0.102\pm 0.066$，这是符合一个空间平坦的宇宙在2 $σ$的置信水平。通过将红移空间畸变数据与Ia型超新星数据相结合，得到了$Ω_{k0}h^2=0.117^{+0.058}_{-0.045}$，与$Λ$ CDM模型没有偏差.
2021-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cross-correlating Astrophysical and Cosmological Gravitational Wave Backgrounds with the Cosmic Microwave Background
广义相对论为我们提供了一个非常强大的工具，从随机引力波背景（SGWB）中同时提取天体物理和宇宙学信息：与其他宇宙示踪剂的互相关，因为它们的各向异性具有共同的起源和相同的扰动测地线。在这封信中，我们探讨了宇宙学和天体物理学SGWB与宇宙微波背景（CMB）各向异性的互相关，表明未来的GW探测器，如LISA或BBO，有能力测量这样的互相关信号。我们还提出，作为一个新的工具，在这种情况下，约束实现地图的SGWBs提取的高分辨率CMB { \it普朗克}地图。这种技术允许，在低噪声制度，忠实地重建预期的SGWB地图开始从CMB测量。
2021-12-30 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Signatures of Anisotropic Spatial Curvature
如果人们愿意放弃空间各向同性的宝贵假设，许多有趣的宇宙学模型可以超越简单的各向异性膨胀的情况。一个有趣的可能性是由无剪切模型中出现的各向异性的水平上的曲率的均匀的空间部分，而膨胀是由一个单一的比例因子。我们表明，这样的模型是可行的替代品来描述暴胀宇宙的大尺度结构，导致一个运动学等效的萨克斯-沃尔夫效应。通过定义一组完备的空间本征函数，我们计算了这些模型中标量扰动的两点关联函数。此外，我们展示了这样的场景将如何修改的CMB的频谱假设的意见发生在一个小补丁的宇宙各向异性曲率。
2015-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic opacity: cosmological-model-independent tests and their impacts on cosmic acceleration
假设违反的距离对偶性（DD）的关系完全来自非保守的光子数和吸收是频率无关的观察到的频率范围内，我们进行宇宙模型无关的宇宙不透明度的测试。观测数据包括为观测$D_\mathrm{L}$而采集的最大的Union 2.1 SN Ia样本，以及De Filippis { \it et al.}和Bonamente { \it等人}，其负责提供观察到的$D_\mathrm{A}$。两个参数化，$τ(z)=2εz$和$τ(z)=(1+z)^{2ε}-1$采用的光学深度与宇宙吸收。我们发现，Filippis更喜欢一个几乎透明的宇宙{ \it et al.}样本，但它只是勉强容纳博诺门特{ \it等人}样本在95.4%置信水平（C。L.）的范围内。(even在99.7%C. L.当考虑$r<100 \mathrm{kpc}$切割球形$β$模型时）。考虑到可能的宇宙吸收（在68.3%C。L.考虑到模型独立检验的约束范围），我们修正了Ia超新星的距离模，然后使用它们来研究它们的宇宙学含义。对$Λ$ CDM的限制表明，只有在99.7% C时才允许有一个具有$Ω_Λ=0$的减速膨胀宇宙。L.当Bonamente { \it et al.}样品被认为。因此，我们的分析表明，加速的宇宙膨胀仍然需要解释SNe的变暗，标准的宇宙学情景仍然需要得到当前观测的支持。
2013-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological and astrophysical constraints on superconducting cosmic strings
本文研究了超导宇宙弦的宇宙学和天体物理学约束。SCS环发射强烈的电磁波爆发，可能影响各种宇宙学和天体物理学观测。我们考虑到CMB各向异性的影响，CMB黑体光谱，BBN，对无线电波爆发和X射线或伽马射线事件的观测意义，和随机引力波背景测量脉冲星计时实验。然后，我们从当前的观测和估计的前景检测SCS签名正在进行的观测SCS参数的约束。因此，我们发现，这些限制排除了广泛的参数区域，也正在进行的无线电波观测可以探测大的参数空间。
2012-12-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Model-independent Estimations for the Cosmic Curvature from the Latest Strong Gravitational Lensing Systems
与模型无关的宇宙空间曲率测量是宇宙学中的一个重要问题，它与宇宙时空几何的性质有关。本文根据Friedmann-Lema{xntre}-Robertson-Walker度规中的距离和规则，提出了利用强引力透镜（SGL）系统的距离比测量，结合Ia型超新星的观测距离，直接估算空间曲率，而不需要对引力理论和宇宙内容作任何假设.然而，以前的研究表明，一个空间封闭的宇宙是强烈的首选。本文利用最新的SGL数据重新估计了宇宙曲率。此外，可能的因素，如从不同的调查和透镜星系的恒星质量的SGL数据的组合，这可能会影响估计的空间曲率，在我们的分析中考虑。我们发现，除了只考虑来自斯隆透镜ACS调查的SGL系统的情况外，最新的观测结果在非常高的置信水平上一直支持空间平坦的宇宙。这表明，越来越多的测量强透镜事件可能会显着减少宇宙曲率的估计偏差。
2019-12-04 astro-ph.CO
Cosmic curvature from de Sitter equilibrium cosmology
我表明，德西特均衡宇宙学一般预测可观察到的曲率水平在今天的宇宙。曲率的预测值仅取决于非相对论性物质的密度与宇宙学常数中能量密度的比值，以及开始暴胀的初始气泡的曲率值。这个结果与暴胀的规模、暴胀过程中势能的形状以及宇宙学的许多其他细节无关。未来对物质密度、宇宙学常数和曲率的宇宙学测量将为我们宇宙的起源打开一扇窗户，并提供一个支持或证伪德西特平衡宇宙学的机会。
2011-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic Strings Collision in Cosmological Backgrounds
研究了膨胀背景下宇宙弦环的碰撞和结形成的动力学。控制连接形成动力学的关键参数，宇宙弦的压缩和解压缩，是与碰撞时哈勃膨胀率相比的环的相对大小。我们研究分析和数值模拟这些过程的大超视界大小的循环，小的子视界大小的循环，以及与哈勃膨胀率在碰撞时的半径相媲美的循环。
2010-04-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Simultaneous measurements on cosmic curvature and opacity using latest HII regions and $H(z)$ observations
本文提出一种模型无关方法，利用HII星系和哈勃参数观测同时测量宇宙曲率与不透明度，发现二者存在强简并性，并在1σ置信水平下支持略微不透明且平坦的宇宙。
2024-01-07 astro-ph.CO
Model-independent constraints on cosmic curvature: implication from the future gravitational wave observation DECIGO
宇宙曲率参数$Ω_k$的模型无关检验在宇宙学中非常重要。为了从像标准蜡烛这样的宇宙学探测器估计宇宙曲率，人们必须能够测量光度距离$D_L(z)$，它是相对于红移$D'_L(z)$的导数，并且独立地知道在相同红移下的膨胀率$H(z)$。在本文中，我们研究如何实现这样的想法与未来一代的天基DECi赫兹干涉仪引力波天文台（DECIGO），结合宇宙计时器提供宇宙学独立的$H(z)$数据。结果表明，对于模拟DECIGO数据的哈勃图作为一种新型的标准警报器，利用现有的31个哈勃参数测量样本，它能够以$ΔΩ_k= 0.09$的精度约束宇宙曲率。在第三代地基引力波探测器的框架下，爱因斯坦望远镜（ET）的空间曲率被限制为$ΔΩ_k= 0.13$。更有趣的是，相比其他方法，旨在模型无关的空间曲率估计，我们的分析也实现了重建的演变$Ω_k(z)$，在框架内的模型无关的方法高斯过程（GP），而不假设一个特定的形式。因此，人们可以期待，新出现的引力波天文学可以成为有用的地方测量宇宙曲率使用遥远的来源。
2020-12-29 astro-ph.CO
New Model-independent Method to Test the Curvature of the Universe
本文提出了一种新的与模型无关的方法，通过比较本征距离和横向同动距离来检验宇宙曲率。利用哈勃参数$H(z)$和角直径距离$d_A$的测量，将宇宙曲率参数$Ω_K$约束为$-0.09\pm0.19$，这与宇宙是平坦的相一致.通过蒙特卡罗模拟验证了该方法的有效性，发现该方法能够有效地约束宇宙曲率。与其他与模型无关的宇宙曲率检验方法相比，该方法避免了一些缺陷，给出了更好的约束条件。
2016-10-08 astro-ph.CO
Cosmological exploitation of cosmic void statistics - New numerical tools in the CosmoBolognaLib to extract cosmological constraints from the void size function
我们提出了新的数值工具来分析宇宙虚空目录，实现内CosmoBolognaLib，一个大型的开源C++/Python数值库。CosmoBolognaLib为宇宙学计算提供了一个通用的数值环境。这项工作扩展了这些图书馆，增加了新的算法，用于宇宙空洞的宇宙学分析，覆盖了理论和观测之间的现有差距。我们实施了新的方法来模拟宇宙空洞的尺寸函数，在观测和模拟的暗物质和偏置示踪剂的样本。此外，我们提供了新的数值工具来构建明确的无效目录。后者被设计为独立于空隙探测器，以便在比较独立结果时具有高度的通用性。实现的开源软件可在GitHub存储库https://github.com/federicomarulli/CosmoBolognaLib上获得。我们还提供了一个完整的doxygen文档和一些示例代码，解释如何使用这些库。
2017-11-21 astro-ph.CO
Direction dependence of cosmological parameters due to cosmic hemispherical asymmetry
WMAP和普朗克观测到的宇宙微波背景（CMB）温度场存在宇宙半球不对称性的持续证据增加了其宇宙学起源的可能性。这个信号的存在可能会导致不同方向的标准模型宇宙学参数的不同值，这可能对其他使用它们的研究产生重大影响。我们研究了这种宇宙半球不对称性对宇宙学参数的影响，使用非各向同性高斯随机模拟注入尺度相关和尺度无关的调制强度。我们的分析表明，$A_s$和$n_s$是最敏感的参数，以获得整个天空的位置依赖性的各向同性破坏现象的研究。正如预期的那样，我们发现最大的变化出现的情况下，尺度无关调制的CMB各向异性。我们发现，在普朗克数据中看到的尺度相关的调制轮廓可能会导致只有$1.25σ$偏差在$A_s$相比，它的估计从各向同性CMB天空。
2016-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Slow decay of cosmic magnetic fields superadiabatically in curvature-torsion scales
最近Barrow和Tsagas [Phys Rev D 77：107302，（2008）]已经表明，在广义相对论（GR）的背景下，在曲率尺度上的FRW宇宙中，宇宙学磁场的缓慢衰减为$B\sim{a^{-1}}$。这有助于宇宙磁场的放大。本文从有挠时空中的发电机方程出发，得到了de Sitter宇宙中Riemann-Cartan时空曲率-挠率尺度上磁场的自然慢衰减。在这种情况下，磁场和曲率尺度之间的比例常数就是当前宇宙中的挠率。因此，B场变为$B\sim{\frac{η}{H_{0}}Ta^{-1}}$，其中T是扭转矢量模，$H_{0}$是哈勃常数，$η$是扩散尺度。
2014-01-24 astro-ph.CO
Non perturbative effects of primordial curvature perturbations on the apparent value of a cosmological constant
我们研究了由暴胀方案预测的原始曲率扰动和宇宙微波背景辐射约束的局部不均匀性对光度距离的影响。我们发现，起源于原初曲率扰动场的一个、两个或三个标准偏差峰的局部欠密度可以分别引起对$0.6%,1%,1.5%$量级的宇宙学常数值的修正.在我们即将进入的精确宇宙学时代，这些影响不容忽视。我们的结果可以被认为是一个上界的局部非线性结构，可以产生原始曲率扰动，并需要一个完全非微扰的相对论性处理的影响的ESTA组件。
2014-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Model-Independent Measurement of the Spatial Curvature using Cosmic Chronometers and the HII Hubble Diagram
我们提出了一个独立于模型的方法来确定宇宙曲率的哈勃参数$H(z)$测量宇宙计时器和共动距离$D(z)$推断的HII星系。我们采用高斯过程来平滑距离的测量，并将其与$H(z)$的$30$值相匹配。曲率参数$Ω_k$可以针对每个这样的对单独地获得。完整样本的加权平均值为$Ω_k=-0.0013\pm0.0004$，表明偏向负值。曲率测量的准确性随着红移的增加而提高，然而，考虑到与局部不均匀性相关的可能的系统效应。因此，我们还分析了一个高红移（$z>1.5$）子样本本身，这是更有可能反映宇宙的几何形状在大，光滑的尺度。我们发现，对于这组数据，$Ω_k=-0.0111\pm0.0416$，与零一致，优于$1σ$。这一结果与从宇宙微波背景观测中推断出的宇宙空间平坦相一致。我们希望这种方法产生更严格的约束曲率参数与未来，更准确的观测HII星系在高$z$。
2019-01-17 astro-ph.CO
Testing gravity on cosmological scales with cosmic shear, cosmic microwave background anisotropies, and redshift-space distortions
我们使用了一系列的宇宙学数据来约束宇宙尺度上的广义相对论的唯象修正，通过修改泊松和透镜方程。我们包括来自普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性测量，来自CFHTLenS和DES-SV的宇宙剪切，以及来自BOSS数据发布12和6dF星系巡天的红移空间扭曲。我们没有发现偏离广义相对论的证据，修正的引力参数被限制在$Σ_0 = 0.05^{+0.05}_{-0.07}$和$μ_0 = -0.10^{+0.20}_{-0.16}$，其中$Σ_0$和$μ_0$指的是偏离广义相对论，在广义相对论中被定义为零。我们还预测了整个五年暗能量巡天和大型综合巡天望远镜等实验对这些参数的敏感性，显示出对$Σ_0$的约束有了实质性的预期改善。
2019-04-26 astro-ph.CO
The Kramers-Moyal Equation of the Cosmological Comoving Curvature Perturbation
波动的同动曲率扰动的波长大于地平线的长度是由朗之万方程的随机噪声产生的量子波动，假设成为经典的地平线交叉。曲率扰动的红外部分在随机噪声的作用下进行随机游走，同时，它受到由其自相互作用引起的经典力。本文用路径-区间方法，或者用绝热消去快变量的无规行走分析的标准方法，导出了相应的Kramers-Moyal方程，它描述了在给定空间点上随时间变化的同动曲率扰动的概率分布，是Fokker-Planck方程的推广。这种方法提供了另一种方法来研究的曲率扰动红外效应的调制器的后期行为。
2011-03-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Model-independent Constraints on Cosmic Curvature and Opacity
在本文中，我们提出了一个独立于模型的方法来估计宇宙的空间曲率和宇宙的不透明度与膨胀率测量，$H(z)$，和Ia型超新星（SNe Ia）。一方面，利用非参数平滑方法高斯过程，我们重建了一个函数$H(z)$从不透明的膨胀率测量。然后，我们积分的$H(z)$获得距离模$μ_{\rm H}$，这是依赖于宇宙曲率。另一方面，Ia型超新星的距离可以通过光度观测来确定，因此与不透明度有关。在我们的分析中，面对距离模量$μ_{\rm H}$与那些从超新星Ia，我们实现了空间曲率和宇宙不透明度的估计，没有任何假设的宇宙学模型。在这里，应该注意的是，光变曲线拟合参数，占的距离估计的超新星Ia，确定在一个整体的拟合与宇宙的不透明度和空间曲率，以摆脱这些参数对宇宙学的依赖。此外，我们还调查是否包括不同的先验本膨胀率（$H_0$：全球估计，$67.74\pm 0.46~\rm km~ s^{-1} ~Mpc^{-1}$，和本地测量，$73.24\pm 1.74~\rm km~ s^{-1} ~Mpc^{-1}$）施加影响重建$H(z)$和以下的空间曲率和宇宙不透明度的估计。结果表明，在一般情况下，一个空间平坦和透明的宇宙是首选的观测。此外，它表明，$H_0$的先验很重要。最后，我们发现在曲率和不透明度之间存在着很强的简并。
2017-09-21 astro-ph.CO
Effects of cosmological parameters and star formation models on the cosmic star formation history in LambdaCDM cosmological simulations
利用基于冷暗物质（CDM）模型的宇宙学光滑粒子流体动力学（SPH）模拟，研究了宇宙学参数和恒星形成（SF）模型的变化对宇宙SF历史的影响.我们在1-sigma误差范围内改变宇宙学参数，从WMAP最佳拟合参数，并发现宇宙学参数的这种变化主要影响宇宙SF历史的振幅。在高红移（以下简称高z），恒星形成率（SFR）是敏感的宇宙学参数，控制小尺度功率的原始功率谱，而宇宙物质的内容变得重要，在较低的红移。我们还测试了两个新的SF模型：1）基于Schaye & Dalla Vecchia（2008）工作的“压力”模型，以及2）基于Blitz & Rosolowsky（2006）工作的考虑分子氢形成效应的“闪电”模型。与以往的传统SF模型相比，压力模型降低了低密度区域的SFR，并显示出更好的协议与肯尼卡特-施密特定律的观测。这个模型也抑制了早期恒星的形成，并将宇宙SF历史的峰值向较低的红移移动，这与最近对宇宙SFR密度的观测估计更加一致。新SF模型的模拟还预测了高z星系中较低的全球恒星质量密度，较大的低质量星系群和较高的气体分数。我们的研究结果表明，有空间留在模型的不确定性，以调和宇宙SF的历史和恒星质量密度的理论和观测之间的差异。尽管如此，我们的模拟仍然预测了比大多数观测估计更高的恒星质量密度。
2010-05-14 astro-ph.CO
Model-independent constraints on cosmic curvature: implication from updated Hubble diagram of high-redshift standard candles
宇宙曲率（$Ω_k$）是宇宙学的一个基本参数。本文提出了一种改进的模型无关的方法来约束宇宙曲率，它与哈勃参数$H(z)$和光度距离$D_L(z)$有几何关系。利用目前最大的$H(z)$宇宙天文钟样品，以及根据1598个类星体的紫外和X射线光度之间的关系得到的光度距离$D_L(z)$和新编制的Pantheon样品（包括1048个SNe Ia），可以预期对宇宙曲率$Ω_k(z)$进行31次独立测量，覆盖$0.07<z<2$的红移范围。我们对$Ω_k(z)$的估计在目前的观测精度水平上与平坦宇宙完全兼容。同时，我们发现，对于1598个类星体的哈勃图作为一种新的标准烛光，其空间曲率被限制为$Ω_k=0.08\pm0.31$。对于超新星Ia的最新观测，我们得到了$Ω_k= -0.02\pm0.14$。与其他方法相比，我们的分析也达到了具有竞争力的精度约束，旨在模型无关的空间曲率估计。更有趣的是，在高红移区，重构曲率$Ω_k$为负，这也与文献中模型依赖约束的结果一致.这些发现证实了我们重建的进化$Ω_k(z)$，在框架内的模型无关的方法高斯过程（GP），而不假设一个特定的形式。
2020-08-19 astro-ph.CO
Multiple measurements on the cosmic curvature using Gaussian process regression without calibration and a cosmological model
本文提出一种无需校准和宇宙学模型的方法，结合BAO测量与经GP回归重建的CC数据，在多个红移处约束Ω_K，发现结果几乎不受哈勃常数先验影响。
2024-01-19 astro-ph.CO
DECi-hertz Interferometer Gravitational-wave Observatory: Forecast constraints on the cosmic curvature with LSST strong lenses
在本文中，我们的目标是使用DECi赫兹干涉仪引力波天文台（DECIGO），一个未来的日本空间引力波天线之间的LISA和地面探测器的频率范围敏感，提供宇宙曲率的引力波约束在$z\sim 5$。在距离求和规则的框架下，DECIGO观测到的标准塞壬的完美红移覆盖，与LSST的透镜观测（包括源和透镜）相比，使得这种与宇宙模型无关的检验更加自然和普遍。对三种球对称质量分布的透镜星系，我们发现宇宙曲率的约束精度可以达到早期宇宙的$ΔΩ_K \sim 10^{-2}$（$z\sim5.0$），从而使ET约束的灵敏度提高了约10倍.然而，为了进一步研究这一点，早型星系的质量密度分布应适当考虑。特别是，我们的分析表明，空间曲率和透镜参数之间的强烈简并，特别是红移的幂律透镜折射率参数的演变。当假设扩展的幂律质量密度分布时，可以得到对宇宙曲率的最弱约束。而在LSST+DECIGO的组合中加入DECIGO，则显著改善了对光度密度斜率和恒星速度色散各向异性的约束。因此，我们的论文强调了DECIGO和LSST之间的协同作用在限制标准模型之外的新物理学方面的好处，这可以通过精确确定宇宙曲率来体现。
2021-12-01 astro-ph.CO
Testing the cosmic curvature at high redshifts: the combination of LSST strong lensing systems and quasars as new standard candles
提出结合高红移类星体（新标准烛光）与LSST强引力透镜系统的模型无关方法约束宇宙曲率，在高红移实现高精度约束，并发现透镜质量分布对结果影响显著。
2020-05-28 astro-ph.CO
Multiple measurements of gravitational waves acting as standard probes: model-independent constraints on the cosmic curvature with DECIGO
虽然普朗克卫星的宇宙微波背景（CMB）观测已经精确地确定了空间曲率，但它仍然受到众所周知的宇宙曲率张力的影响。作为一种标准的警报器，来自双中子星合并的引力波（GW）提供了一种直接测量光度距离的方法。此外，宇宙的加速膨胀可能会导致引力波形的额外相移，这使我们能够测量加速度参数。这种测量提供了一个重要的机会，以确定在GW域的曲率参数$Ω_k$的基础上的组合的两个不同的观测相同的对象在高红移。在这项研究中，我们研究了如何实现这样的想法与未来一代的天基DECi-hertz干涉仪引力波天文台（DECIGO）在两个模型独立的方法的框架。我们的结果表明，DECIGO可以提供一个可靠的和严格的约束宇宙曲率的精度为$ΔΩ_k$ =0.12，这是与现有的结果基于不同的电磁数据。我们的约束条件比传统的电磁方法更严格，从万神殿超新星Ia样本，这表明没有证据的偏离平坦的宇宙在$z\sim 2.3$。更重要的是，与我们的模型无关的方法，这样的第二代天基GW探测器也将能够探索可能的演变$Ω_k$与红移，通过直接测量宇宙曲率在不同的红移（$z\sim 5$）。这种与模型无关的对过去距离的$Ω_k$重建可以成为引力波宇宙学的里程碑。
2022-04-14 astro-ph.CO
Redshift remapping and cosmic acceleration in dark-matter-dominated cosmological models
宇宙学红移和宇宙标度因子之间的标准关系是几乎所有宇宙学观测的宇宙学推论的基础，导致了LambdaCDM宇宙学模型的出现。这个关系不是一个基本理论，因此观测确定这个函数（红移重映射）应该被视为在宇宙学数据分析中保持其标准形式的一个有见地的替代方案。在这里，我们提出了非参数重建的红移重新映射在暗物质为主的模型和约束的宇宙学参数的联合分析的所有主要宇宙学探测器，包括本地测量的哈勃常数，Ia型超新星，重子声振荡（BAO），普朗克观测的宇宙微波背景（CMB）辐射（温度功率谱）和宇宙计时器。重建的红移重映射指出，在宇宙演化的后期，红移的额外增加，但影响低红移观测和CMB。该模型预测实际的哈勃常数h=0.48+/-0.02与其本地测定值h_obs=0.73+/-0.02之间存在显著差异。这两个值的比值与相应的开放宇宙学模型中形成的空洞内的最大膨胀率非常接近，Ω_m=0.87+/-0.03，而哈勃常数的实际值意味着宇宙的年龄与普朗克λ CDM宇宙学相一致。新的暗物质为主的模型与红移重新映射提供了良好的适合所有的数据，并消除了最近报道的普朗克LambdaCDM宇宙学，本地确定的哈勃常数和BAO测量从Ly-alpha森林的高红移类星体之间的紧张关系。
2017-06-26 astro-ph.CO
Multi-wavelength observations of cosmological phase transitions using LISA and Cosmic Explorer
我们重新分析了宇宙学一级相变引起的引力波的探测可能性。我们讨论了对应于相变动力学三种预期情景的随机引力波背景。然后，我们使用下一代地基探测器宇宙探测器和当前LISA提案的灵敏度，使用两种分析方法，对每种情况下的探测可能性进行分析。我们发现，这两个探测器允许广泛的检测可能性在大部分的参数空间，包括对应于不同的早期宇宙模型相关的几个点。
2018-11-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmic age test in inhomogeneous cosmological models mimicking $Λ$CDM on the light cone
利用$Λ$ CDM观测资料重建球对称非均匀Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）模式的可能性引起了广泛的关注。最近，重建了具有与$Λ$ CDM模型相同的亮度距离和光锥质量密度的LTB模型。在此模型中计算了我们所在位置的宇宙年龄，并由WMAP七年观测数据得到了年龄$t_{LTB}<11.7$ Gyr（2 $σ$置信水平）。这个结果与一些银河系的观测结果不一致。
2010-07-25 astro-ph.CO
