Gamma ray burst distances and the timescape cosmology
伽马射线暴可以潜在地用作距离指示器，提供了将哈勃图扩展到红移~7的可能性。在这里，我们遵循Schaefer（2007）的分析，目的是通过伽玛暴在2 < z < 7范围内提供的额外杠杆作用来区分时间逃逸宇宙学模型和\LambdaCDM模型。我们发现，时间逃逸模型拟合伽玛暴样本略优于\LambdaCDM模型，但系统的不确定性仍然太少了解区分模型。
2011-08-22 astro-ph.CO gr-qc
Gamma-ray burst cosmology: Hubble diagram and star formation history
简要介绍了Ia型超新星（SNe Ia）作为标准烛光测量宇宙的缺点，指出伽马射线暴（GRB）是探测高红移宇宙性质的有力工具。我们使用伽玛暴作为距离指标，在构建哈勃图的红移超出了目前的超新星Ia观测。由于长伽玛暴的前身星被证实是大质量恒星，因此长伽玛暴被认为是研究宇宙恒星形成率的有效途径。详细介绍了如何利用伽玛暴测量高$z$ SFR。此外，第一颗恒星只能在适当密度的结构中形成，这可以通过定义最小暗物质晕质量$M_{\rm min}$来参数化。$M_{\rm min}$一定在恒星形成过程中扮演着至关重要的角色。长伽玛暴与大质量恒星坍缩的关联也表明伽玛暴数据可以用来约束最小晕质量$M_{\rm min}$和研究暗物质晕中的恒星形成。
2016-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
The truncated lognormal distribution as a luminosity function for SWIFT-BAT gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）中光度函数（LF）的确定取决于所采用的宇宙学，每一种宇宙学都有其相应的光度距离。在这里，我们分析三种宇宙学：标准宇宙学，等离子体宇宙学和伪欧几里德宇宙。伽玛暴的低频首先用对数正态分布和四次破缺幂律来描述，然后用截尾对数正态分布来描述。截断对数正态分布可以很好地拟合伽玛暴的光度随红移的变化范围。
2016-11-05 astro-ph.CO
Gamma-ray Burst Cosmology
伽马射线暴是宇宙中最明亮的电磁爆炸，它在硬X射线波段发射出高达$8.8\times10^{54}$ erg的各向同性等效能量。高亮度使它们能够在宇宙中探索的最大距离内被探测到。伽玛暴作为宇宙深处的明亮灯塔，将是探测高红移宇宙性质的理想工具，包括宇宙膨胀和宇宙暗能量、恒星形成率、再电离期和宇宙金属富集历史等。本文综述了伽玛暴的光度关联及其对宇宙学参数和暗能量的影响。观测表明，长伽玛暴的前身是大质量恒星。因此，长伽玛暴可以作为恒星形成速率的示踪物。我们还回顾了来自伽玛暴的高红移恒星形成率，以及宇宙再电离历史的影响。伽玛暴的余辉一般具有破幂律谱，因此有可能提取星系际介质（IGM）的吸收特征。我们还介绍了高红移伽玛暴探测银河系前金属富集和第一批恒星的能力。
2015-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing Dark Energy models vs $Λ$CDM Cosmology by Supernovae and Gamma Ray Bursts
提出了一种利用伽马射线暴和超新星组合样本约束宇宙学状态方程的新方法。采用Chevallier-Polarski-Linder参数化方法对状态方程进行参数化，以寻求实现暗能量模型减速/加速相变的现实途径。结果表明，用SNeIa标定的伽玛暴至少可以作为鉴别宇宙学模型与$Λ$ CDM在高红移时的距离指标。此外，GRB +SNeIa组合的红移-距离图更好地显示了通常被称为现今观测到的加速度“信号”的红移$z\sim 0.5$附近斜率的变化。这一特征可以用更标准的方式来解释，即星系团中的红色序列。
2009-06-26 astro-ph.CO
GRB221009A gamma-ray events from non-standard neutrino self-interactions
本文提出利用LHAASO观测到的GRB221009A高能伽马射线事件，通过非标准中微子自相互作用机制限制其参数空间，并验证其与哈勃张力及其他限制的一致性。
2023-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
High-redshift Cosmology by Gamma-Ray Bursts: an overview
本文综述 GRB 相关关系及其作为高红移宇宙学探针的应用，强调偏差校正、多探针联合、似然选择、宇宙志和机器学习的重要性。
2024-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Intermediate redshift calibration of Gamma-ray Bursts and cosmic constraints in non-flat cosmology
我们提出了如何校准长伽玛射线暴（GRB）的相关使用中间红移数据集，而不是限制在$z\simeq0$目录。为此，我们检查了最新的哈勃观测数据（OHD）和重子声振荡（BAO）。我们利用模型无关的技术贝塞尔多项式插值，事实上缓解了著名的影响伽玛暴相关性的圆形问题。为了得到对宇宙参数的约束，利用马尔可夫链蒙特卡罗Metropolis算法，区分了对BAO尺度、$r_{\rm s}$、Hubble常数$H_0$、光度距离$D_{\rm L}(z)$和空间曲率$Ω_k$的影响。受普朗克结果对$r_{\rm s}$的$\%$误差仅为0.4的事实的启发，与当前的BAO测量误差相比，我们区分了两种主要情况，即$(r_{\rm s}/r_{\rm s}^{\rm fid})=1$和$(r_{\rm s}/r_{\rm s}^{\rm fid})\neq1$。对于每一次出现，我们首先修复，然后让宇宙的空间曲率自由。在我们所有的治疗中，我们利用了巩固良好的\textit{Amati}相关性，提供更严格的约束质量密度比以前的文献。特别是，我们的研究结果变得更加兼容，采用$Λ$ CDM范式，与标准蜡烛指标。最后，我们批判性地重新审视最近的$H_0$紧张局势，鉴于我们的成果。
2022-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Potential of EBL and cosmology studies with the Cherenkov Telescope Array
如果所涉及的光子能量高于电子-正电子对产生的阈值，那么非常高能量（VHE，E >100 GeV）的伽马射线通过与来自河外背景光（EBL）的低能光子的相互作用而被吸收。VHE的伽马射线吸收，这是能量依赖性和强烈的红移增加，扭曲了从遥远的物体观察到的VHE光谱。因此，所观测到的活动星系核的能谱带有EBL的印记。当代成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）对遥远源（z = 0.11 - 0.54）的VHE伽马射线光谱的探测，使用了关于耀变体物理学的某些基本假设，使EBL密度能够设定强上限。本文研究了切伦科夫望远镜阵列（CTA）灵敏度的提高及其能量覆盖范围的扩大将如何扩大我们对EBL及其来源的认识。CTA将提供一个大样本的活动星系核在不同的红移与详细的测量光谱。此外，它将提供一个令人兴奋的机会，使用伽马射线暴（GRB）作为探针的EBL密度在高红移。
2013-03-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fundamental physics in observational cosmology
我讨论，通过几个例子，观测宇宙学如何提供对假设的基本物理现象或机制的见解，如大统一理论，超弦替代通货膨胀范式，和通货膨胀本身。
2010-09-22 astro-ph.CO
Classical and relativistic models for time duration of gamma-ray bursts
基于超新星（SN）膨胀的半径-时间关系的幂律假设，建立了经典模型，导出了伽马射线暴（GRB）的机械动能流和持续时间的解析表达式。基于光度和光度距离的两个截断对数正态分布的比率的随机过程允许导出伽玛暴持续时间的统计分布。SN膨胀的第一阶段所涉及的高速度需要相对论处理。假设星周介质遵循Plummer型密度分布，eta=6。相对论性动能流的级数解允许以数值方式导出伽玛暴的持续时间。在这里，我们分析两种宇宙学：标准宇宙学和等离子体宇宙学。
2017-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Next Generation Very Large Array Memo No. 9 Science Working Group 4: Time Domain, Fundamental Physics, and Cosmology
我们在这里报告的关键科学主题的下一代甚大阵列在时域，基础物理学和宇宙学领域。考虑的关键科学案例是银河系中心大质量黑洞轨道上的恒星，人马座A*，引力波的电磁对应物，以及天体测量宇宙学。这些领域都有潜力进行突破性和变革性的发现。在编写本报告期间还讨论了许多其他专题，其中一些讨论也在此概述。毫无疑问，对科学案例的进一步调查将揭示丰富而引人注目的机会。
2015-10-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fundamental Physics With Cosmic High-Energy Gamma Rays
高能光子（MeV以上）是天体物理学和极端条件下基础物理学的强大探测器。近年来，由于地面上新的宇宙伽马射线探测器的出现，我们对高能伽马射线天空的了解取得了令人印象深刻的进展（H.E.S.S.，魔术，真理，HAWC）和空间（敏捷，费米）。本文综述了高能γ射线基础物理问题的研究现状，并讨论了实验研究的发展前景。
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fundamental Cosmology from Precision Spectroscopy: I. Varying Couplings
宇宙加速的观测证据表明，宇宙学和粒子物理学的经典理论如果不是不正确的话，也是不完整的，新的物理学就在那里，等待着被发现。即将推出的高分辨率超稳定光谱仪将通过实现新一代的精确一致性测试，在探索新物理学方面发挥关键作用。在这里，我们专注于天体物理学测试的稳定性的性质的基本耦合，并通过使用主成分分析技术进一步校准现有的VLT数据，我们讨论了如何改进，可以预期与ESTERO和ELT-HIRES将影响基本宇宙学。特别是，我们表明，20至30晚的计划ELT-HIRES将使它在基本宇宙学中发挥主导作用。
2014-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with gamma-ray bursts: I. The Hubble diagram through the calibrated $E_{\rm p,i}$ - $E_{\rm iso}$ correlation
伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸。它们可以被探测到非常高的红移，因此可以被用来研究宇宙的膨胀率和研究暗能量的观测特性，前提是光谱和强度特性之间的经验相关性被适当地校准。我们使用Ia型超新星的光度距离来校准伽玛暴中峰值光子能量$E_{p, i}$和各向同性等效辐射能量$ E_{iso}$之间的相关性。利用这种关联，我们检验了利用伽玛暴测量宇宙学参数和获得暗能量基本性质和演化指示的可靠性。利用162个具有实测红移和光谱的伽玛暴，我们应用局域回归技术，用Ia型超新星数据校准了$E_{p, i}$ - $E_{iso}$相关，建立了校准后的伽玛暴哈勃图。我们测试了可能的红移相关性及其对哈勃图的影响。最后，我们利用GRB哈勃图研究了暗能量状态方程。为此，我们专注于所谓的Chevalier-Polarski-Linder（CPL）参数化的暗能量状态方程和实现马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，有效地采样宇宙学参数的空间。我们的分析再次表明，$E_{p, i}$ - $E_{iso}$关联没有明显的红移依赖性。因此，高红移伽玛暴可以作为一种宇宙学工具，用来确定基本的宇宙学参数和检验在SNIa和重子声学振荡数据所未探测到的红移区（$z\geqslant 3$）中的各种暗能量模型。我们更新的伽马射线暴校准哈勃图提供了一些边缘指示（在$1σ$水平）的演变暗能量EOS。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fundamental cosmology from ANDES precision spectroscopy
开发了结合红移漂移探测与物理定律普适性检验的基于Fisher Matrix的预测工具，展示了ANDES数据集间的协同作用，量化了宇宙学和基础物理学参数约束的改进，并公开了该代码以优化观测策略。
2023-05-02 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Constraints on Cosmological Models with Gamma-Ray Bursts in Cosmology-Independent Way
本文提出一种不依赖宇宙学模型的方法，利用经Pantheon+超新星高斯过程校准的221个伽马射线暴样本和观测哈勃数据，通过MCMC约束平坦ΛCDM和wCDM模型，得到与同时拟合一致的结果。
2024-11-13 astro-ph.CO
Fundamental Physics from the Sky: Cosmic Rays, Gamma Rays and the Hunt for Dark Matter
我们能从天文学和天体粒子数据中了解新物理学吗？理解这是如何可能的是解开宇宙学和粒子物理学界面上最紧迫的谜团之一的关键：暗物质的基本性质。我将讨论最近在宇宙射线电子-正电子数据和伽马射线观测中的一些令人困惑的发现，这些发现可能与暗物质有关。我认为，最近的宇宙射线数据，特别是来自帕梅拉和费米卫星的数据，表明银河系中以前无法解释的强大来源注入了高能电子和正电子。有趣的是，这种新的源类可能与新的基本粒子物理学有关，特别是与星系暗物质的成对湮灭或衰变有关。这种令人兴奋的情况直接受到费米伽马射线观测的限制，这也告诉我们天体物理源对应物也可能是高能电子-正电子过剩的原因。对银河系中心区域伽马射线发射的观测以及对130 GeV左右伽马射线线的断言最近也引发了广泛的兴趣：我将讨论我们是否真的观测到了来自暗物质湮灭的信号，如何检验这一假设，以及哪些天体物理机制构成了相关的背景。
2012-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Fundamental physics from black holes, neutron stars and gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）和超新星（SNe）为中子星和白矮星的研究带来了新的视角，也为理论物理和天体物理开辟了新的分支。
2011-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
The physics and cosmology of TeV blazars in a nutshell
在TeV能量的河外伽马射线天空中，耀变体占主导地位，耀变体是吸积超大质量黑洞的一个子类，具有指向我们的强大相对论外流。耀变体只占黑洞总能量输出的一小部分，人们认为它对宇宙的影响充其量也只是很小的。正如我们在这里所说的，事实正好相反，TeV耀变体的伽马射线发射可以通过宇宙尺度上的束等离子体不稳定性以统一的效率被热化，从而导致低密度星系际介质的潜在急剧加热。在这里，我们回顾这种新的加热机制，并探讨宇宙结构形成的后果。特别是，我们展示了它是如何产生一个倒置的星系际介质的温度-密度关系，这是与观测的莱曼α森林。这表明耀变体加热可以潜在地解释星系晕和空洞中矮星系的缺乏，以及星系团的双峰性。这也改变了我们对耀变体演化的理解，它们对河外伽马射线背景的贡献，以及它们的单独光谱如何用于约束星系际磁场。
2013-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmology and Fundamental Physics and their Laboratory Astrophysics Connections
天文学和天体物理学十年调查创建了五个小组，以确定未来十年将定义该领域研究前沿的科学主题。我将描述其中之一，宇宙学和基础物理学小组的结论，并评论它们与NASA实验室天体物理学界本次会议讨论的相关性。
2011-01-14 astro-ph.CO nucl-th
Fundamental Physics, the Swampland of Effective Field Theory and Early Universe Cosmology
宇宙暴胀并不是唯一符合当前观测数据的早期宇宙情景。我将讨论一个成功的早期宇宙宇宙学的标准，比较几个提出的方案（通货膨胀，弹跳宇宙学，和{ \it紧急}方案），重点是未来的观测数据将如何能够区分它们。我将论证，为了理解早期宇宙，我们需要超越有效场论，而超弦理论的原理将产生一种非奇异的宇宙学。
2019-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supernovae Ia and Gamma-Ray Bursts together shed new lights on the Hubble constant tension and cosmology
本文通过分箱分析Pantheon样本发现哈勃常数随红移呈缓慢下降趋势，并结合伽马射线暴基本面关系等探针，为解决哈勃常数危机及探索高红移宇宙提供了新见解。
2023-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on the Generalized Chaplygin Gas Model from Gamma-Ray Bursts
本文以伽马射线暴为宇宙学探针，研究了广义Chaubergin气体模型（GCGM）。为了避免所谓的循环性问题，我们使用宇宙无关的数据集和贝叶斯统计对模型参数施加约束。我们观察到，如果我们采用平坦宇宙，参数$α$的负值是有利的，并且参数$H_{0}$的估计值低于文献中发现的值。
2011-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB Cosmology and Self-organized Criticality in GRBs
伽马射线暴（GRB）具有各向同性的能量，能量可达$10^{54}$ erg，是研究宇宙早期性质的理想工具，包括宇宙的暗能量、恒星形成速率和金属富集历史。我们将简要回顾伽玛暴宇宙学领域的进展。同时，X射线耀斑也是伽玛暴余辉中常见的现象，它可能是发现中心引擎的重要线索。我们提出了X射线耀斑的统计结果，即，能量、持续时间和等待时间的分布，并与太阳耀斑的结果进行了比较。发现两类耀斑的相似性，这可能表明伽玛暴X射线耀斑的物理机制是磁重联。
2015-07-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Ultracompact minihalos as probes of inflationary cosmology
宇宙暴胀产生了所有尺度的原始密度扰动，包括那些太小而不能构成宇宙微波背景的扰动。在这些尺度下，如果扰动有足够的幅度，暗物质孤立的超致密迷你晕可以在标准结构形成之前形成。微晕影响脉冲星的计时数据，是潜在的明亮伽马射线源。由此产生的约束显着扩展了在冷暗物质存在下可观察到的暴胀窗口，耦合了现代宇宙学中的两个关键问题。
2016-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
de Sitter equilibrium as a fundamental framework for cosmology
宇宙学可能是研究“德西特平衡”状态周围的波动。在这篇文章中，我回顾了这一框架的基本思想和吸引人的特点，并回答了一些常见的问题提出的德西特均衡图片。我表明，这个框架并没有遭受“玻尔兹曼脑”的问题，并与这个宇宙学的图片最近的工作“时钟模糊性”。
2010-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology with varying fundamental constants from hyperlight, coupled scalars
本文研究超轻标量场调制早期电子质量和精细结构常数对宇宙学的影响，发现早期复合与晚期暗物质贡献之间的新简并性，并给出对常数变化和标量质量的观测约束。
2024-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Fundamental cosmology in the E-ELT era: The status and future role of tests of fundamental coupling stability
最近宇宙加速的观测证据表明，宇宙学和粒子物理学的规范理论是不完整的-如果不是不正确的-新的物理学就在那里，等待被发现。因此，下一代天体物理学设施的最基本任务是寻找、识别并最终描述这种新物理学。在这里，我们强调了最近在这方面所做的努力，主要集中在CAUP的黑暗面团队正在进行的工作，旨在为即将到来的设施开发一些科学案例并优化观测策略。讨论集中在基本耦合的稳定性测试上（因为它提供了对新物理的直接处理），但也简要考虑了与其他探针的协同作用。我们的目标是展示新一代的标准范式的精度一致性测试将很快成为可能。
2014-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with gamma-ray bursts: II Cosmography challenges and cosmological scenarios for the accelerated Universe
上下文解释宇宙的加速膨胀是当今物理学的基本挑战之一。宇宙学提供了从测量的距离导出的关于宇宙演化的信息，仅假设时空几何由弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度规描述，并采用有效地使用基本观测量的泰勒展开的方法。目标。我们进行了高红移分析，以限制宇宙膨胀到五阶。它是基于Union 2 Ia型超新星数据集、伽马射线暴哈勃图、哈勃参数的28个独立测量数据集、SDSS-III重子振荡光谱巡天（BOSS）中星系团和莱曼α森林的重子声学振荡测量以及h和ΩM的高斯先验。方法.我们进行了统计分析，并探讨了宇宙学参数的概率分布。通过建立他们的置信区域，我们使用马尔可夫链蒙特卡罗方法最大化我们的似然函数。结果我们的高红移分析证实了宇宙的膨胀正在加速;加加速度参数的估计表明可能偏离了标准的ΛCDM宇宙学模型。此外，我们调查的影响，我们的结果重建的暗能量状态方程（EOS）通过比较宇宙学的标准技术与替代方法的基础上广义Padé近似相同的可观测量。由于这些展开式收敛得更好，因此有可能改进对宇宙学参数和对暗物质物态方程的约束。结论.加加速度和DE参数的估计表明在1σ处可能偏离ΛCDM宇宙学模型。
2016-10-04 astro-ph.CO
Fundamental Physics and Cosmology in the Extremely Large Telescopes Era
最近宇宙加速的观测证据表明，宇宙学和粒子物理学的规范理论是不完整的（或可能是不正确的），新的物理学就在那里，等待被发现。下一代天体物理设施的一项关键任务是寻找、识别并最终验证这种新物理。我概述了指向这一新物理的理论论据，然后讨论了一些独特的贡献ELTs对这一努力，包括测试的稳定性的性质的基本耦合，测试的行为，在强场制度的引力，并映射宇宙的膨胀历史在深物质时代，通过直接和间接的手段。我还简要强调了ELT如何能够最佳地补充其他计划中的地面和空间设施，并强调这些搜索对目前正在建造或开发的仪器的要求。
2019-02-05 astro-ph.CO hep-ph physics.ins-det
Numerical Relativity as a New Tool for Fundamental Cosmology
宇宙学扰动理论、模型建立和有效场论一直是推动我们对宇宙起源、演化和结构认识的动力。在这篇综述中，我们介绍了数值相对论作为一个强大的新的补充工具，基本宇宙学。为了说明它的力量，我们讨论了数值相对论的应用研究的鲁棒性缓慢的收缩和膨胀的膨胀，各向同性和扁平的宇宙开始从一般的不光滑的初始条件。特别是，我们描述了最近的数值相对论研究的缓慢收缩揭示了一种新的，非线性平滑机制的基础上超局部性，挑战传统的观点是什么需要解释大尺度的均匀性和各向同性的可观测宇宙。
2022-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perspectives on fundamental cosmology from Low Earth Orbit and the Moon
下一代的太空实验将致力于寻找宇宙学中围绕着暴胀、暗物质和暗能量的关键问题的答案。欧洲航天局人类和机器人探索计划中的近地轨道和月球任务可以推动我们在这三个领域的知识发展。月球上的无线电干涉仪、低地球轨道上的冷原子干涉仪和月球上的引力波干涉仪被强调为中期计划和执行的最富有成效的飞行任务。
2023-02-07 astro-ph.CO physics.space-ph
Constraining dark energy with gamma-ray bursts
我们利用伽马射线暴距离的测量来约束暗能量宇宙学模型参数。我们采用两种方法来分析伽玛暴数据-拟合亮度关系的伽玛暴在每一个宇宙学和使用的距离措施计算从分箱伽玛暴数据。目前的伽玛射线暴数据本身并不能严格约束宇宙学参数，也不能允许广泛的暗能量模型。
2010-04-13 astro-ph.CO
A new perspective on cosmology through Supernovae Ia and Gamma Ray Bursts
对我们宇宙的结构和未来演化的实际知识是基于宇宙学模型的使用，这些模型可以通过所谓的“探针”进行测试，即天体物理现象，具有特殊性质的物体或结构，可以帮助区分不同的宇宙学模型。在所有现有的探测器中，特别重要的是超新星Ia（SNe Ia）和伽马射线暴（GRB）：前者被认为是迄今为止发现的最好的标准烛光之一，但受到可以观察到红移$z=2.26$的事实的影响，而后者是有希望的可观测烛光，已经观察到了$z=9.4$，甚至超过了迄今为止已知的最远的类星体，在$z=7.64$。标准烛光可用于检验宇宙学模型，并给出宇宙学参数的期望值，特别是哈勃常数值。哈勃常数受到所谓的\say{Hubble constant tension}的影响，这是一个在本地探测器测量的值和通过宇宙学探测器测量的值之间超过4 $σ$的差异。观测到的Ia超新星数量的增加，以及未来通过它们的相关性对伽玛暴的标准化，肯定会有助于缓解哈勃常数的紧张局势，并有助于解释更高红移下的宇宙结构。与超新星Ib/c有关的伽玛暴是未来标准化的一类有希望的伽玛暴，因为它们呈现出类似于超新星Ia类的特征，并且它们在X射线平台发射结束时的亮度与静止坐标系平台发射结束时的时间之间存在紧密的相关性。
2021-10-22 astro-ph.CO
Next step in gravity and cosmology: fundamental theory or data-driven models?
我们评论自下而上（即，数据驱动的、自组织的）和自顶向下的（即，来自引力相互作用的基本理论）宇宙学模型，其各自的地位，预测能力和可行性。我们的争论是关于暴胀、暗能量和引力波的理论模型的当前和未来的研究是否应该集中在自下而上的模型上，如$f(R)$、Horndeski或DHOST理论，还是集中在量子引力的宇宙学模型上。
2020-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the extragalactic background light with H.E.S.S
最近，H.E.S.S. S探测到耀变体伽马射线谱中的宇宙背景印记。和费米-LAT，开辟了在宇宙学尺度上研究伽马射线传播的道路。这篇论文讨论了目前对河外背景光（EBL）的限制，增加在TeV能量下检测到的耀变体的收集的努力，以及下一代仪器科学案例的关键部分：伽马射线宇宙学。
2013-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
An introduction to cosmology
宇宙学正成为检验粒子物理模型的重要工具。我们提供了宇宙学的标准模型的概述，重点是与测试基础物理学相关的观测。
2016-04-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Evolution of Cosmological Parameters and Fundamental Constants in a Flat Quintessence Cosmology: A Dynamical Alternative to ΛCDM
本文为平坦精质宇宙学（暗能量势为希格斯势）提供宇宙学参数与基本常数的精确解析演化模板（SCP模板），基于修正beta函数形式，旨在替代现有参数化方法，用于定量判断暗能量是否动态，并可作为动力学宇宙学的基准模板。
2023-05-16 astro-ph.CO
No Evidence of Time Dilation in Gamma-Ray Burst Data
伽马射线暴已经被观测到非常高的红移，并提供了与爆发的内在时间尺度直接相关的时间测量。爱因斯坦的相对论是非常明确的，如果宇宙正在膨胀，那么观测到的这些测量的持续时间将随着红移而增加。因此，伽马射线暴的测量应该显示出与红移成比例的时间膨胀。对伽马射线暴数据的分析表明，当红移到z=6.6时，时间膨胀的假设被拒绝的概率为4.4 $\times10^{-6}$。传统上，缺乏明显的时间膨胀已被解释为光度和时间测量之间的逆相关，以及作为红移函数的强光度选择。结果表明，光度与某些时间测度之间的反相关性得到证实，但用协调宇宙学不能实现强光度选择。也许可以用伽马射线暴的选择、某些光度的演化和某些时间尺度的演化来解释时间膨胀的明显缺乏。但这需要一个惊人的巧合，才能产生明显的时间膨胀。然而，这些数据与非膨胀宇宙中的静态宇宙学是一致的。
2009-01-27 astro-ph.CO physics.gen-ph
Multi-messenger standard-siren cosmology for third-generation gravitational-wave detectors: forecasts considering observations of gamma-ray bursts and kilonovae
Liaoning Key Laboratory of Cosmology and Astrophysics, College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院辽宁宇宙学与天体物理重点实验室）；MOE Key Laboratory of Data Analytics and Optimization for Smart Industry, Northeastern University（东北大学工信部智能工业数据优化与分析重点实验室）；National Frontiers Science Center for Industrial Intelligence and Systems Optimization, Northeastern University（东北大学国家工业智能与系统优化前沿科学中心）
利用引力波多信使观测，通过千新星和伽马射线暴的电磁对应物，可显著提高宇宙学参数约束，尤其是哈勃常数和暗能量方程状态参数。
2026-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Four Fundamental Foreground Power Spectrum Shapes for 21 cm Cosmology Observations
与明亮的天体物理源相互作用的仪器效应的污染是测量再电离时代和BAO 21厘米功率谱的主要障碍-一种称为模式混合的效应。在本文中，我们确定了四个基本的功率谱形状产生的模式混合，将影响所有即将到来的观测。我们第一次能够解释在高级模拟中看到的楔形结构，并预测基本上没有污染的“EoR窗口”的形状。了解这些污染的来源也使我们能够识别低于成像极限的校准和前景减法误差，为精确观测提供了一个强大的新工具。
2012-04-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Fundamental physics and cosmology with LISA
在这篇文章中，我们给出了一个简短的评论的基础物理，可以做与未来的空间为基础的引力波探测器LISA。这包括探测来自宇宙弦的引力波爆发，测量随机的引力波背景，绘制星系核中具有极端质量比吸气的大质量致密物体周围的时空，并测试广义相对论对吸气双星强动力场的预测。我们特别注意新的结果表明，LISA约束宇宙学参数的观测聚结大规模黑洞二进制文件的能力。
2011-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fundamental Cosmology in the E-ELT Era
最近关于宇宙加速的观测证据表明，宇宙学和粒子物理学的规范理论是不完整的--如果不是不正确的话--新的物理学就在那里，等待着被发现。因此，下一代天体物理设施最令人兴奋的任务是寻找、识别并最终验证这种新物理。在这里，我们总结了CAUP的黑暗面团队正在进行的工作，旨在为即将到来的设施确定最佳的观测策略。讨论的中心是电子学习工具（它将在这一努力中发挥关键作用），但也简要考虑了与其他地面和天基设施的协同作用。随着标准探测器灵敏度的预期重大改进和全新的探测器，如红移漂移（E-ELT、SKA和可能的其他设施将测量），新一代标准范式的精确一致性测试将成为可能。
2013-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fundamental Cosmology from Precision Spectroscopy: II. Synergies with supernovae
在之前的工作中[Amendola { \it等人}，D86（2012）063515]，使用Ia型超新星和其他低红移探测器约束暗能量状态方程的基于主成分分析的方法被扩展到稳定性基本耦合的光谱测试，其可以探测更高的红移。在这里，我们使用它们来量化通过将VLT的ESTERO和E-ELT的高分辨率超稳定光谱仪（称为ELT-HIRES）与未来的超新星调查相结合而获得的光谱测量灵敏度增益。除了模拟的低和中等红移超新星调查，我们评估的暗能量的影响，高红移超新星探测JWST和E-ELT或TMT的特点。我们的研究结果表明，超过加速阶段（即，在物质时代的深处）是可行的，可能达到红移4的深度。
2015-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Models and Gamma-Ray Bursts Calibrated by Using Pade Method
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的射线源之一。近年来，伽玛暴被认为是Ia型超新星（SNIa）的补充探针。然而，众所周知，在利用伽玛暴研究宇宙学的过程中存在着一个圆度问题。在这项工作中，基于Padé近似，我们提出了一个新的宇宙学无关的方法来校准伽玛暴。我们考虑了一个由138个长的Swift伽玛暴组成的样本，得到了79个高红移$z>1.4$的校准长伽玛暴（命名为五月花样本），这些伽玛暴可以用来约束宇宙学模型，而不存在圆度问题。然后，我们考虑了这79个校准的伽玛暴和其他观测数据的几个宇宙学模型的约束。我们表明，伽玛暴是一个有能力的补充探针，其他完善的宇宙学观测。
2015-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Program for Multi-Messenger Standard Siren Cosmology in the Era of LIGO A+, Rubin Observatory, and Beyond
标准塞壬技术最有前途的变化结合了引力波（GW）数据的双星中子星（BNS）合并与红移测量的电磁（EM）对应，以约束宇宙学参数，如$H_0$，$Ω_m$，和$w_0$。在这里，我们评估了未来GW天文台时代多信使宇宙学的近期和长期前景：高级LIGO Plus（A+，2025年），旅行者探测器（2030年代）和宇宙探险家探测器（CE，2035年及以后）。我们发现$\approx 700$ Mpc对A+的BNS视界距离与Vera C的灵敏度匹配良好。鲁宾天文台（VRO）用于千诺瓦探测。我们发现，一年的联合A+和VRO的观察将限制值的$H_0$到100级精度，给一个小的投资VRO时间专门用于目标的机会GW后续。在旅行者时代，BNS-kilonova观测开始限制$Ω_m$，只需投入几个百分点的VRO时间。在宇宙探测器时代，随着BNS视界距离的增大，轴上短伽马射线暴（SGRB）及其余辉（尽管只伴随着一些GW探测到的合并）取代千新星成为最有希望的红移识别对应物。我们表明，五年的联合观测与宇宙探险家一样的设施和下一代伽马射线卫星的定位能力类似于目前可能与斯威夫特可以约束$Ω_m$和$w_0$到$15-20\%$。因此，我们主张在21世纪30年代建立一个强大的VRO机会目标（ToO）计划，并建立一个具有更高灵敏度的宽视场伽马射线卫星，以使下一代引力波设施能够实现标准的塞壬宇宙学。
2021-01-13 astro-ph.CO
Constraints on Cosmological Models and Reconstructing the Acceleration History of the Universe with Gamma-Ray Burst Distance Indicators
伽马射线暴（GRB）一直被认为是宇宙学研究中的高红移标准烛光。我们已经提出了一种新的方法来校准伽玛暴距离指示器与Ia型超新星（SNe Ia）的数据在一个完全宇宙学无关的方式，以避免圆形的问题，限制了伽玛暴直接使用探测宇宙学[N。Liang，W. K.肖氏Y. Liu和S. N. Zhang，Astrophys. J. 685，354（2008）.]。本文提出了一种简单的方法，将GRB数据合并到联合观测数据分析中，以约束宇宙学模型，该方法不使用用于校准GRB数据的SNe Ia数据点，以避免它们之间的任何相关性。利用内插法标定的高红移伽玛暴数据、超新星Ia的本构集、Wilkinson微波各向异性探测器5年观测的宇宙微波背景辐射、光谱学Sloan数字巡天数据Release 7星系样本的重子声学振荡，星系团中的x射线重子质量分数，观测哈勃参数与红移数据。通过与有、无伽玛暴联合约束的比较，我们发现伽玛暴对联合宇宙学约束的贡献是宇宙学参数置信区间的微小移动，从而更好地封闭了$Λ$ CDM模型。最后，我们重建宇宙的加速历史，直到$z>6$与超新星Ia和伽玛暴的距离模量，并发现一些功能，偏离$Λ$ CDM模型，似乎有利于振荡宇宙学模型，但需要进一步的调查，以更好地了解这种情况。
2010-04-20 astro-ph.CO
Astro 2020 Science White Paper: Fundamental Cosmology in the Dark Ages with 21-cm Line Fluctuations
黑暗时代是宇宙微波背景的最后一次散射和第一个光源出现之间的时期，跨度约为1100 < z < 30。唯一已知的测量这个时代波动的方法是通过中性氢的21厘米线。这样的观测在宇宙学上具有巨大的潜力，因为它们跨越很大的体积，而波动即使在小尺度上也保持线性。因此，在这一时期对21厘米波动的观测可以限制我们宇宙的基本方面，包括膨胀和任何暗物质的奇异物理。虽然这些低频21厘米观测的观测挑战是巨大的，特别是来自地球环境的挑战，但它们代表了宇宙学的一个重要目标。
2019-03-14 astro-ph.CO
Galaxy-Scale Strong Lensing Tests of Gravity and Geometric Cosmology: Constraints and Systematic Limitations
银河系尺度的强引力透镜与测量恒星速度色散允许测试的弱场度量的千秒差距尺度和宇宙学距离红移关系的几何测量，提供了透镜星系的质量动力学结构可以独立约束到一个足够的程度。我们将斯隆透镜ACS巡天中53个星系尺度强透镜的数据与一组动机良好的透镜-星系参数基准相结合，发现（1）后牛顿参数γ = 1.01 +/- 0.05的约束条件和（2）在平坦宇宙假设下确定Omega_Lambda = 0.75 +/- 0.17。这些约束条件假设基础观测和先验不含系统误差。我们评估了这些结果对系统不确定性的敏感性：（1）总质量剖面形状，（2）速度各向异性，（3）光剖面形状，和（4）恒星速度色散。基于这些敏感性，我们的结论是，虽然这样的强透镜样品在原则上可以提供一个重要的工具，用于测试广义相对论和宇宙学，他们不太可能产生精确的测量伽玛和欧米茄_λ，除非透镜星系的属性是独立的约束，大大高于目前的精度。
2009-12-01 astro-ph.CO
Theoretical Cosmology
我们回顾了当前的理论宇宙学，包括基础和数学宇宙学和物理宇宙学（以及量子领域的宇宙学），重点是开放的问题。
2020-02-09 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Fundamental Limitations on the Calibration of Redundant 21 cm Cosmology Instruments and Implications for HERA and the SKA
精确的仪器校准是21厘米宇宙学实验成功的关键。校准中未减轻的误差会污染再电离时期（EoR）信号，从而妨碍检测。Barry等人在2016年描述了校准不完整天空模型时出现的一类固有误差，但目前尚不清楚天空模型中的误差是否会影响冗余阵列的校准。在本文中，我们表明，冗余校准是容易受到错误的天空模型的不完整性，即使在完美的天线定位和相同的波束的限制。这些错误的水平可能会压倒EoR信号并阻止检测。最后，我们提出了错误缓解策略与影响氢时代的再电离阵列（HERA）和平方公里阵列（SKA）。
2019-03-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Testing bound dark energy with cosmological parameter and fundamental constant evolution
一种新的束缚态暗能量（BDE）宇宙学被提出，其中暗能量是大爆炸后几十年凝聚的轻介子场之间的束缚能。据报道，正确的暗能量密度出现使用粒子物理学没有微调。仅这一点就使得BDE宇宙学值得进一步研究。这项工作着眼于宇宙学参数的演化和基本常数的值，以确定宇宙学的预测是否与观测相一致的晚时间BDE预测。这项工作考虑的时间段之间的比例因子为0.1和1.0。一个模型BDE宇宙学被认为是与当前的宇宙学参数值在观测范围内。计算使用了三个不同的值，即接近负一的当前暗能量状态方程。所有这三种情况下产生的宇宙学参数和基本常数的演化与观测约束一致。BDE和宇宙学参数之间的解析关系的开发，以确保一组一致的参数。
2019-10-10 astro-ph.CO
Cosmology at high redshift -- a probe of fundamental physics
一个专注于高红移（$2<z<6$）宇宙的观测计划有机会大大改善即将到来的LSS和CMB调查对标准宇宙学模型及其扩展的测量。使用Fisher矩阵形式主义，建立在拉格朗日微扰理论的最新进展，我们预测未来的光谱和21厘米调查的标准宇宙模型，曲率，中微子质量，相对论物种，原始的功能，原始非高斯，动力学暗能量，引力滑移的约束。我们比较这些限制与当前或不久的将来的调查，如DESI和欧几里得，所有相同的预测形式主义下，实现的，并比较我们的形式主义与传统的线性方法。我们的Python代码FishLSS $-$用于计算完整形状功率谱的Fisher信息，CMB透镜，CMB透镜与星系的互相关，以及它们的组合$-$是公开可用的。
2022-02-02 astro-ph.CO
