Dark Matter-Dark Energy Interaction and the Shape of Cosmic Voids
本研究利用观测数据约束的动力学暗能量模型，结合线性密度扰动理论，发现暗物质与暗能量相互作用会增大宇宙空洞的椭圆率。
2020-10-21 astro-ph.CO
Cosmology with Cosmic Voids
Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文研究所）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石空间科学研究所）
研究宇宙空洞的理论基础和观测特性，探讨其在宇宙学中的应用及挑战。
2026-04-30 astro-ph.CO
The Cosmically Depressed: Life, Sociology and Identity of Voids
我们回顾并讨论了宇宙空洞的各个方面，这些方面构成了我们的虚空星系调查的背景（参见Stanonik等人的随附论文）。在概述了空洞形成和演化的一般特征之后，我们描述了环境对它们的发展和结构的影响以及宇宙空洞人口的特征层次结构。为了能够研究由此产生的脆弱的空洞子结构和星系填充内部的空洞，我们随后开始描述我们的参数自由镶嵌为基础的分水岭空洞寻找技术。它使我们能够在星系红移巡天中追踪空洞的轮廓、形状和大小。这项技术的应用使我们能够在宇宙星系分布的最深槽中找到星系，并形成了我们的虚空星系计划的基础。
2009-12-17 astro-ph.CO
Cosmology with cosmic voids
宇宙空洞构成了有希望的宇宙学实验室。然而，为了获得无偏的宇宙学约束，对影响观测测量的所有红移空间效应的完整描述是强制性的。我们对这些效应进行了概括性的描述，并为设计基于空尺寸函数和空-星系交叉关联函数的可靠宇宙学实验奠定了理论基础。我们表明，现代光谱调查提供了一个高的信噪比来检测和研究它们。
2022-05-26 astro-ph.CO
Modeling cosmic void statistics
理解宇宙空洞的内部结构和空间分布对于将它们视为宇宙学的探针至关重要。我们提出了最新的进展，在真实空间中的空密度和速度剖面建模，以及空的两点统计在红移空间，通过检查通过分水岭变换在国家的最先进的$Λ$ CDM n体模拟和模拟星系目录确定的空隙。从这些统计数据中出现的简单而普遍的特征表明了大尺度结构的自相似性，并表明宇宙空洞是未来研究暗能量、暗物质和修正引力的性质时考虑的最原始的物体之一。
2014-09-26 astro-ph.CO
Statistics and geometry of cosmic voids
我们介绍了新的统计方法研究宇宙空洞，重点是最大尺寸的空洞的统计。我们区分三种不同类型的分布的空隙，即，泊松样，对数正态样和帕累托样分布。后两种分布与物质分布的两种分形几何有关。具有Pareto分布的标度空隙出现在盒维数小于3（其最大值）的分形分布中，而对数正态空隙分布对应于盒维数等于3的多重分形。此外，前一种类型的空洞在连续极限中持续存在，即随着可观测物体的数量密度的增加，产生了空隙分形，而后一种类型的空洞在连续极限中消失，产生了非空隙（多）分形。我们提出了空隙和非空隙的多重分形模型的宇宙网络结构的宇宙。一个非腔隙多重分形模型是支持目前的星系调查，以及宇宙学$N$体模拟。这个模型特别指出，在宇宙空隙中存在着小的暗物质晕和可以说是微弱的星系。
2009-11-10 astro-ph.CO
Massive Neutrinos Leave Fingerprints on Cosmic Voids
void统计信息是否包含跟踪程序两点关联函数以外的信息？是的，我会的当我们改变中微子质量的总和时，我们发现空统计包含了仅使用示踪剂2点统计时所缺少的信息。大质量中微子对宇宙空洞的影响是独一无二的。我们探讨了它们的影响，使用DEMNUNI和MassiveNuS模拟的空洞聚类。对于空洞，中微子效应取决于观察到的空洞示踪剂。随着中微子质量的增加，冷暗物质粒子追踪到的小空洞数量增加，大空洞数量减少。令人惊讶的是，当大量的，高度偏见，晕被用作示踪剂，我们发现相反的效果。空洞聚集的尺度，以及空洞的相关性，对中微子质量和示踪剂的总和同样敏感。这种比例相关的趋势不是由于模拟体积或晕圈密度。这些签名在空隙丰度和聚类中的相互作用留下了一个独特的指纹，可以通过观测检测到，并可能有助于打破不同宇宙学参数之间的简并。这篇论文为在未来的调查中利用宇宙空洞来限制中微子的质量铺平了道路。
2019-07-10 astro-ph.CO
The halo bias inside cosmic voids
在许多宇宙学分析中，暗物质晕和星系的偏差是一个至关重要的量。在这项工作中，我们使用大型宇宙学模拟来探索宇宙空洞内的晕质量函数和晕偏差。对于第一次到目前为止，我们表明，它们是规模依赖于沿空隙轮廓，并提供了一个预测的理论模型的晕质量函数和晕偏见内空隙，恢复为后者和1%的精度对模拟数据。这些发现可能有助于阐明空洞内晕形成的动力学，并改善对正在进行和即将进行的星系调查中的几个空洞统计数据的分析。
2022-10-24 astro-ph.CO
Evolution of Cosmic Voids in the Schrodinger-Poisson Formalism
我们研究宇宙空洞的薛定谔泊松形式主义的演变，在一个标准的宇宙学背景下，适当的边界条件，找到波动力学的动力学解决方案。我们在这个模型中的结果进行比较，使用Zel'dovich近似。我们讨论的优势，研究空隙一般和优势的薛定谔泊松描述比其他方法。特别强调了自由粒子近似的实用性。我们还讨论了一个无量纲数，类似于雷诺数，这个系统，使我们的空隙解决方案，以缩放到不同的物理尺寸的系统。
2022-11-17 astro-ph.CO
The orientation of disk galaxies around large cosmic voids
利用SDSS-DR 7的大样本星系，我们分析了宇宙空洞周围盘星系的排列。我们构造了一个完整的宇宙空洞样本（没有亮度大于M_r-5log（h）=-20.17的星系），其半径大于10 Mpc/h，红移达0.12。在这些空洞周围的壳层中的盘状星系被用来寻找星系角动量和空洞径向之间的特定对准。我们发现，在距离空洞表面不超过5 Mpc/h的范围内，空洞周围大于15 Mpc/h的盘状星系呈现出明显的角动量与空洞径向方向一致的趋势，与零假设相比，其显著性> 98.8%。这种排列的强度取决于空洞的半径，对于<15 Mpc/h的空洞，星系的取向分布与随机分布是相容的。最后，我们发现，在星系排列中观察到的这种趋势与在宇宙学模拟中发现的宇宙空洞周围的暗物质晕的短轴观察到的趋势相似，这表明这两个组成部分的演化可能存在联系。
2011-09-09 astro-ph.CO
A Simple Gravitational Lens Model For Cosmic Voids
我们提出了一个简单的引力透镜模型，以说明使用嵌入透镜理论研究宇宙空洞时的方便性。它证实了以前使用的排斥透镜模型的深空。我们首先估计的幅度波动和弱透镜剪切的背景源透镜大空隙。我们发现，背后的来源大（$\sim$ $90\,\rm Mpc$）和深空洞（密度对比度约$-0.9$）可以放大或缩小幅度波动高达$\sim$ $0.05\,\rm mag$和弱透镜剪切可以高达$\sim$ $10^{-2}$水平的大空洞的外部区域。较小或较浅的空隙产生的影响按比例较小。我们研究了由宇宙空洞引起的原始宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的“摆动”。原始CMB温度梯度的空洞摆动与星系团引起的相反。只有非常大和深的空洞才能产生类似于星系团的摆动幅度，$\sim$ $\rm 15\,μK$由一个半径为$\sim$ $4^\circ$的大空洞和中心密度对比$-0.9$在红移0.5假设宇宙微波背景梯度为$\sim$ $\rm10\,μK\, arcmin^{-1}$。偶极信号分布在整个空隙区域，而不是像集群那样集中在透镜的中心。最后，我们使用我们的模型来模拟由大的宇宙空洞透镜的CMB天空地图。我们的嵌入式理论可以很容易地应用到更复杂的空洞模型，并用于研究引力透镜的CMB，探测暗物质的轮廓，以减少透镜诱导的超新星哈勃图中的系统，以及研究集成的萨克斯-沃尔夫效应。
2015-03-13 astro-ph.CO
Sociology and hierarchy of voids: A study of seven nearby CAVITY galaxy voids and their dynamical CosmicFlows-3 environment
本研究结合红移巡天与CosmicFlows-3动力学数据，用两种方法分析7个近邻空洞的物质分布，发现仅3个空洞中心存在动力学欠密，武仙座空洞是局域原初空虚体积的最佳候选。
2023-03-08 astro-ph.CO
Cosmic voids in coupled dark energy cosmologies: the impact of halo bias
在这项工作中，我们分析了标准和耦合暗能量宇宙学中的宇宙空洞的性质。利用大规模数值模拟，我们研究了暗能量耦合对宇宙空洞的填充因子、尺寸分布和堆积轮廓的影响。我们发现，用于识别空隙的密度场的示踪剂的偏见强烈影响的性质的空隙目录，因此，使用所确定的空隙作为探针，以区分耦合暗能量模型从标准的$Λ$ CDM宇宙学的可能性。事实上，一方面，耦合暗能量模型的特点是与参考标准宇宙学相比，在冷暗物质分布中有过多的大空洞，这是由于它们在低红移下对线性扰动的归一化更高。具体而言，这些模型分别在$z=0, 0.55, 1$处呈现出具有$R_{eff}>20, 15, 12$ Mpc h^{-1}的过量大空隙。另一方面，我们没有发现任何显着的差异，在塌陷的暗物质晕分布中检测到的空的属性。这些结果意味着示踪偏差有显着的影响，使用宇宙空洞目录探测宇宙学的可能性。
2015-06-29 astro-ph.CO
Cosmic voids uncovered -- first-order statistics of depressions in the biased density field
宇宙空洞是宇宙物质分布的主要体积成分。它们在限制暗能量和检验引力理论方面具有巨大的潜力。然而，尽管它们作为宇宙学探测器越来越受欢迎，但宇宙空洞观测和理论之间的知识差距仍然存在。特别是，在文献中提出的空隙尺寸函数模型已被证明是不成功的再现宇宙学模拟中，宇宙空隙的密度场的偏置示踪剂检测到的结果，破坏了使用它们作为宇宙学探针的可能性。这项工作的目标是弥补这一差距。特别是，我们利用以前的工作中，我们已经改进了空的选择过程中的发现，提出了一种算法，重新定义的空脊，因此，它们的半径。通过应用该算法，我们验证了一组无偏模拟密度场示踪剂上的空隙尺寸函数的体积守恒模型。我们强调的差异，在内部结构之间的空隙，以这种方式选择和流行的VIDE空隙查找器确定。我们还扩展了验证模型的情况下，有偏见的示踪剂。我们发现，用于采样底层暗物质密度场的示踪剂与其无偏对应物之间存在关系。此外，我们证明，只要这种关系是占，大小函数是一个可行的方法来研究宇宙学与宇宙空洞。
2019-02-12 astro-ph.CO
The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey - Searching for Cosmic Voids
宇宙空洞的特征提供了关于星系大尺度分布、它们的演化和宇宙学模型的独特信息。我们在VIMOS公开河外红移巡天（VIPERS）中发现并确认了红移为0.55 < z < 0.9的宇宙空洞。提出了一种新的空球搜索方法。尽管存在复杂的测量边界和内部间隙，但该方法可用于测量宇宙空洞。我们调查的影响，系统的观测效果和验证的方法对模拟目录。我们测量了空洞的大小分布和空洞-星系的关联函数。我们建立了一个目录的空隙在毒蛇。空隙的分布被认为是同意以及在模拟目录中发现的空隙的分布。空洞-星系关联函数显示了空洞流出速度的迹象。
2014-09-12 astro-ph.CO
Cosmic Voids: structure, dynamics and galaxies
在这篇评论中，我们讨论了宇宙虚空的几个方面。空洞是宇宙中物质和星系大尺度分布的主要组成部分。它们对于理解宇宙网的出现具有重要的工具意义。它们相对简单的形状和结构使它们成为提取各种宇宙参数值的有用工具，甚至可能包括暗能量的影响。也许最有希望和最具挑战性的是在其领域内发现的星系的问题。空洞的原始环境不仅为评估环境对星系形成和演化的作用提供了一个有希望的试验场，矮星系的缺乏甚至可能对宇宙结构形成的标准观点提出了严重挑战。
2009-12-16 astro-ph.CO
On the observability of coupled dark energy with cosmic voids
采用N体模拟，其体积和粒子密度被调整为与SDSS DR 7光谱主样本相匹配，我们评估了当前空隙目录的能力（例如，Sutter et al. 2012 b）使用宇宙空洞的性质区分暗物质-暗能量耦合模型和ΛCDM宇宙学。使用VIDE工具包识别空隙，我们发现椭圆度没有统计学上的显著差异，但发现耦合产生了明显更大的空隙群，这可能解释了Tavasoli等人（2013）的最新结果。此外，我们使用Hamaus等人（2014）的通用密度分布来量化耦合和密度分布形状之间的关系，发现耦合通过减薄相邻中等规模空隙之间的壁来产生更宽，更浅，补偿不足的大空隙分布。我们发现，这些差异是潜在的测量与现有的空目录，一旦从调查的几何形状和奇特的速度的影响被考虑在内。
2014-10-01 astro-ph.CO
Testing cosmic geometry without dynamic distortions using voids
我们提出了一种新的技术来探测宇宙的膨胀历史的基础上聚类统计的宇宙空洞。特别是，我们计算的基础上，现实的模拟星系目录和应用Alcock Paczynski测试的红移空间中的两点统计。与星系相反，我们发现空洞的自相关性受到奇特运动的轻微影响，提供了一个独立于模型的测量宇宙学参数，而无需从红移空间扭曲的系统学。由于只有星系星系和空星系的相关性已被认为是在这些类型的研究之前，所提出的方法改善了统计和系统的不确定性的产品的角直径距离和哈勃率，提供可能最干净的宇宙几何探测器可用的日期。
2014-12-10 astro-ph.CO
Testing the spherical evolution of cosmic voids
我们研究了$Λ$ CDM中空洞的球形演化模型，其中空洞的演化受暗能量的支配，其时间早于整个宇宙或超密度.我们发现，暗能量的存在抑制了特有的速度的增长，导致空壳交叉发生在逐渐晚的时代作为$Ω_Λ$增加。我们应用球形模型来演化N体模拟空隙的初始条件，并比较所得的最终空隙轮廓。我们发现，该模型是成功的跟踪半径大于$30 h^{-1} \rm Mpc$的空洞的演变，这意味着空洞的配置文件可以用来约束暗能量。我们发现，初始的特殊速度的空洞发挥了重要作用，在塑造他们的演变。在演化模型中排除了奇异速度，推迟了壳层穿越的时间。
2016-08-11 astro-ph.CO
Surface Tension of Cosmic Voids as a Possible Source for Dark Energy
通过考虑空主导宇宙流体中超空的表面张力，估算了宇宙学常数，并由此得到了一种可能的暗能量来源。看着空洞的气泡，我们定义的表面张力的概念，这是示出了有一个几乎恒定的值，由超星系团包围的超空洞。用量纲法计算了星系和超星系团中空洞的表面张力，并对每个星系团取不同的值。在大尺度下，以空洞为主，得到了$ (\simeq+10^{-52} {\rm m^{-2}} )$级的正宇宙学常数，与$Planck$给出的结果非常接近。
2022-07-22 astro-ph.CO
Cosmic voids in modified gravity models with massive neutrinos
宇宙空洞正逐渐成为一种新的可行的宇宙学探测器。它们的丰度和密度分布对重力的变化以及暗能量和中微子都很敏感。本工作的主要目标是研究利用宇宙空洞统计来解开由$f(R)$修正引力和中微子质量的适当组合所产生的简并的可能性。我们使用N体模拟来分析由暗物质粒子和晕追踪的空洞的密度分布和尺寸函数。我们在$z=1$的空隙密度分布中发现了$f(R)$宇宙学中引力增强的明确证据。然而，这些效应几乎可以完全被大质量中微子的存在所抵消，因为它们的热自由流。尽管有限的体积的分析模拟不允许我们实现一个统计上相关的丰度大于$40 \ \mathrm{Mpc}/h$的空隙，我们发现，在高红移和大空隙的空隙尺寸函数是潜在的一个有效的探针来解开这些退化的宇宙模型，这是未来的宽场红移调查的前景的关键。
2021-05-20 astro-ph.CO
The life and death of cosmic voids
我们研究了在宇宙学N体暗物质ΛCDM模拟中通过分水岭变换码VIDE探测到的宇宙空洞的形成、增长、合并历史、运动和破坏。通过采用一种用于构建晕合并树的方法，我们能够追踪单个空洞的最初外观，并记录它们的祖先在高红移的合并和演化。对于在我们的模拟中捕获的空洞尺寸的尺度，我们发现空洞形成率在尺度因子0.3处达到峰值，这与空洞层次结构的增长和暗能量的出现相吻合。所有尺寸的空隙出现在所有比例因子下，尽管中值初始空隙尺寸随时间减小。当空洞变得可检测时，它们几乎具有它们今天的体积。几乎所有的空洞都有相对稳定的增长率，只有很少的小合并。通过合并消除空洞是非常罕见的。相反，大多数空洞保持其独特的身份，作为一个较大的父母附属子空洞。最小的空洞在目前的时代崩溃，但空洞破坏停止后，比例因子0.3。此外，空洞中心倾向于移动非常小，小于0.01的有效半径每ln a，在其寿命。总的来说，大多数空洞几乎没有表现出激进的动力学演化;它们安静的生活使它们成为宇宙学初始条件和暗能量印记的原始探针。
2014-09-20 astro-ph.CO
Measurement of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect around cosmic voids
我们堆叠地图的热Sunyaev-Zel'dovich效应所产生的普朗克合作的中心周围的宇宙空洞的星系分布的重子振荡光谱调查的CMASS样本中定义的，缩放的无效有效半径。我们报告了在$3.4σ$水平上首次检测到相关的互相关：相对于宇宙平均值，空洞是欠压的。我们比较了测量的康普顿- $y$轮廓周围的空隙与模型的基础上的空间调制的晕丰度与环境密度。检测到的信号的幅度略低于由总幅度$α_v=0.67\pm0.2$预测的幅度。我们讨论了可能的解释，这种测量模型的不确定性，在低质量的晕，或非本地加热机制的超压。
2017-09-05 astro-ph.CO
The cosmic web in CosmoGrid void regions
我们使用高分辨率的CosmoGrid \$Λ\$CDM模拟来研究宇宙网的形成和演化。特别是，我们调查周围的空晕群的大尺度结构的演变，并比较这与VGS-31星系群，其中包括三个相互作用的星系内的一个大的空白的意见。此类光环周围的结构显示出大量脆弱的结构，其中大多数此类系统嵌入在空隙内的细丝和壁中。我们使用Nexus+算法来检测CosmoGrid中的墙壁和细丝，并发现它们在每个尺度上都存在并可检测。空隙区域嵌入纤细的壁，而壁又嵌入纤细的细丝。我们假设VGS-31的空星系群就是在这样的环境中形成的。
2014-11-05 astro-ph.CO
Ringing the universe with cosmic emptiness: void properties through a combined analysis of stacked weak gravitational and Doppler lensing
宇宙空洞的一个重要方面是，这些密度不足的区域提供了有关我们宇宙性质的补充信息。与致密区不同，空洞被物质所避开，也较少受到重子过程的污染。理解宇宙空洞性质的第一步是正确推断它们的质量分布。在文献中，已经实施了各种技术。在本文中，我们回顾了他们，并实现了一种新的技术，是基于多普勒透镜。我们使用相对论性的$N$体代码，\textsc{Gevolution}，产生宇宙学质量扰动，并实现三维射线追踪技术，它遵循射线束的演化。我们专注于宇宙空洞的各种属性（例如，空洞尺寸函数，2点关联函数，和空洞的密度分布），并比较其普遍趋势的结果。我们表明，当弱透镜与多普勒透镜相结合，我们得到更严格的约束比单独弱透镜。我们还获得了更好的协议之间的密度分布推断从透镜效应和密度分布推断晕示踪剂的空隙的中心部分。简要讨论了该结果对正在进行的和未来的低红移光谱巡天的意义。
2022-05-01 astro-ph.CO
Distinguishing f(R) gravity with cosmic voids
我们使用N体模拟中确定的空洞种群的属性来预测即将到来的星系巡天区分f（R）引力模型和ΛCDM宇宙学的能力。我们分析模拟旨在模仿密度，体积和聚类统计即将到来的调查，使用公共VIDE工具包。我们检查空丰度作为一个基本的探针在红移1.0和0.4。我们发现，更强的f（R）耦合强度产生的空隙的半径大~20%，导致一个显着的转变，在空隙数函数。作为一个初始估计的约束力的空隙，我们使用这个变化的数量函数来预测$Δf_{R_{0}} = 10^{-5}$的耦合强度的约束。
2014-10-02 astro-ph.CO
Density and velocity profiles around cosmic voids
我们研究空隙和质量密度场之间的互相关的演变-即空隙的配置文件。我们发现，基于球形模型的方法错过了对宇宙学最感兴趣的大尺度演化的重要贡献：它们未能捕获众所周知的事实，即保守示踪剂的大尺度偏置因子的演化。我们还表明，操作的演变和平均不交换，但这种差异只在两个有效半径内是显着的。我们将展示如何包括一个长期占的偏见，这是直接相关的事实，空洞移动的演变。空隙运动大致与空隙尺寸无关，因此对于通常数量更多的较小空隙，空隙运动更为显著。该项还有助于空隙-物质成对速度：包括对空隙周围的典型流出速度进行建模所必需的。因此，它对空红移空间畸变很重要。最后，我们表明，偏移集峰/谷的方法提供了一个有用的，但不是完美的框架来描述空的配置文件及其演变。
2018-11-07 astro-ph.CO
Void Probability Function inside cosmic voids: evidence for hierarchical scaling of high-order correlations in real space
本研究通过TNG300-1模拟比较宇宙空洞内外的约化空虚概率函数，首次发现在实空间空洞内部存在高阶成团的层级标度，且符合负二项式模型，该结果对多种因素具有鲁棒性。
2023-11-21 astro-ph.CO
Configuration entropy of the Cosmic Web: Can voids mimic the dark energy?
我们提出了一个替代的物理机制来解释所观察到的宇宙加速膨胀的基础上的宇宙网的配置熵及其演变。我们表明，在宇宙网络中的片，丝和集群作为汇，而作为信息的来源的空隙。宇宙速度场的微分熵随时间而增加，同时也是熵的来源。非线性结构的增长和宇宙网络的出现可能导致这样一种情况，即汇处信息的总体耗散率将主导来自源的信息的生成率。因此，宇宙要么需要分散过密的非线性结构，要么需要加速欠密空隙的膨胀，以防止违反热力学第二定律。由于引力的吸引性质，片层、细丝和簇的分散不是一个可行的选择，但是在空隙处的排斥和向外的特殊引力加速度使得更容易以加速的速率拉伸它们。我们认为，宇宙网内部空洞的加速膨胀可能模仿了暗能量的行为。
2019-03-12 astro-ph.CO
First measurement of the correlation between cosmic voids and the Lyman-$α$ forest
IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（IRFU, 法国原子能和替代能源委员会, 巴黎萨克雷大学）；Université Clermont-Auvergne, CNRS, LPCA（克莱蒙奥弗涅大学, 法国国家科学研究中心, LPCA）；Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学, 法国国家科学研究中心/法国粒子物理研究所, CPPM）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理学院天文台）
本研究首次利用Lyα森林数据测量宇宙空洞周围的大尺度物质流动，并通过线性RSD模型确定了β参数，揭示了高红移下宇宙结构增长的特征。
2026-02-11 astro-ph.CO
Tracing cosmic voids with fast simulations
Università di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；ICSC – Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心）；INFN – Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理学研究所）；University Observatory, LMU Faculty of Physics（慕尼黑大学物理学院天文台）；Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所，普罗旺斯粒子物理中心）
本文通过比较PINOCCHIO与OpenGADGET3在空洞统计量上的结果，验证了PINOCCHIO在高效模拟空洞方面的可靠性。
2025-10-27 astro-ph.CO
The sparkling Universe: the coherent motions of cosmic voids
我们使用$Λ$ CDM数值模拟计算宇宙空洞的整体运动，考虑空洞内部的暗物质的平均速度和周围壳层中的晕。我们发现这两个措施的重合值范围$\sim$ 300 - 400公里/秒，不远处的预期平均奇特的速度集团和星系团。当分析成对的相对速度的空隙的分布，我们发现一个显着的双峰行为与过量的系统接近和后退的空隙一致。我们确定这种双峰性的起源存在于空隙大尺度环境中，因为一旦空隙被分类为空隙中的空隙（R型）或空隙中的云（S型），R型被发现相互后退，而S型相互接近。这些系统的相对速度的大小占超过100公里/秒，达到大相干长度高达200小时$^{-1}$兆秒差距。我们使用了斯隆数字巡天数据发布7（SDSS-DR7）的空洞样本和从线性理论推断的奇特速度场，发现与模拟预测完全一致的结果。因此，它们的相对运动暗示了一个闪烁的宇宙的场景，根据它们的局部环境，有接近和后退的空洞。
2015-10-02 astro-ph.CO
The power spectrum of the cosmic microwave background Kolmogorov maps: possible clue to correlation of voids
利用WMAP的宇宙微波背景（CMB）辐射温度数据，得到了Kolmogorov随机参数图的功率谱。CMB Kolmogorov图的重要性在于它能直接反映物质分布中空洞的信息，因此空洞分布的相关性必须反映在功率谱中。虽然受到WMAP的角分辨率的限制，但这种分析显示了通过CMB地图获得这一关键信息的可能性。即使已经获得的行为，其中一些是缺席的模拟地图，可以影响发展的意见，在大规模的网络形成的空隙相关性。
2009-09-11 astro-ph.CO
Using cosmic voids to distinguish f(R) gravity in future galaxy surveys
我们使用$N$ -体模拟中确定的空洞种群的特性来预测即将到来的星系巡天区分f（R）引力模型和\lcdm ~宇宙学的能力。我们分析了多个模拟实现，这是为了模仿预期的数密度，体积和红移即将到来的欧几里得卫星和较低的红移地面对应调查，使用公共{ \tt VIDE}工具包。我们研究空丰度，椭圆，径向密度分布，径向速度分布在红移1.0和0.43。我们发现，较强的f（R）耦合强度消除小空隙，并产生空隙高达$\sim 20\%$更大的半径，导致一个显着的倾斜的空隙数函数。此外，在修正重力的影响下，所有尺度下的空隙往往在相应较高的补偿壁下变得更空。速度剖面反映了这一点，显示出增加的流出内部空隙和增加的流入外部空隙。以空隙数函数为例，我们预测，未来的调查可以限制修改后的重力耦合强度$\sim 3 \times 10^{-5}$使用空隙。
2015-06-23 astro-ph.CO
Tensor anisotropy as a tracer of cosmic voids
我们提出了一种新的方法来找到宇宙学模拟的基础上的宇宙网的潮汐和速度剪切张量定义的空隙。我们使用的分数各向异性（FA）计算每个网络计划的特征值作为一个空洞的示踪剂。我们确定使用分水岭变换的基础上的局部最小值的FA字段的空洞，而不作任何假设的形状或结构的空洞。我们测试的方法上的Bolshoi模拟和报告的丰度和径向平均分布的密度，速度和分数各向异性。我们发现，速度剪切网中的空隙比潮汐网中的空隙小，特别是在内部区域的细丝/薄片中有过多的非常小的空隙。我们将空洞分类为亚补偿/过度补偿，这取决于它们的密度分布中是否存在过密物质脊，发现接近总人口的$65\%$和$35\%$分别被分类到每个类别中。最后，我们发现的证据普遍的配置文件的存在，从径向平均配置文件的密度，速度和分数各向异性。这需要将径向坐标归一化为每个空隙的有效半径。总之，所有这些结果表明，FA是一个可靠的示踪剂的空隙，它可以用来补充其他现有的方法和示踪剂。
2015-07-18 astro-ph.CO
Why Cosmic Voids Matter: Mitigation of Baryonic Physics
本文借助 Magneticum 高分辨率流体动力学与仅暗物质模拟，量化重子物理对宇宙空洞统计和剖面的微弱影响，证明暗物质空洞结果稳健并适用于未来观测。
2023-12-18 astro-ph.CO
Testing LTB Void Models Without the Cosmic Microwave Background or Large Scale Structure: New Constraints from Galaxy Ages
我们提出了新的观测约束的非均匀模型的基础上的观测独立的CMB和大尺度结构。使用贝叶斯证据，我们发现非常有力的证据，均匀LCDM模型，从而不利于非均匀模型。我们的新约束是基于独立于微扰增长的量，并依赖于基于原子物理学和局部物质密度的宇宙钟。
2012-08-22 astro-ph.CO
Tracing the gravitational potential using cosmic voids
宇宙中星系分布中的大欠密度的性质，被称为宇宙空洞，是基础物理学的潜在敏感探针。我们使用的数据从MultiDark套件的N体模拟和多个晕占据分布模拟研究星系空洞之间的关系，确定使用分水岭空洞发现算法，和引力势$Φ$。我们发现，大多数的星系空洞对应于局部密度极小值在较大规模的overdensities，从而躺在势阱。然而，可以确定一个子集的空隙，密切跟踪重力势的最大值，从而固定点的速度场。我们确定了一个新的空白观察，$λ_v$，这取决于一个组合的空白大小和平均星系密度对比度内的空白，并表明，它提供了一个很好的代理指标的潜力在空白的位置。一个简单的线性标度的$Φ$作为$λ_v$的函数被发现持有，独立的红移和属性的星系作为示踪剂的空隙。我们给出了一个精确的拟合公式来描述球平均势分布$Φ(r)$关于空穴中心位置的分布。我们讨论的重要性，这些结果的理解的演变历史的空隙，并为他们使用的精密测量的综合萨克斯-沃尔夫效应，引力透镜和奇特的速度扭曲的红移空间。
2017-02-06 astro-ph.CO
Large-Scale Clustering of Cosmic Voids
我们使用$N$体模拟和简单的理论模型研究了空洞的聚集。虽然所需的空洞形成阈值与球形塌陷值有很大的不同，但分水岭算法识别的空洞的丰度相当好地描述了膨胀集形式主义。测量了空穴交叉偏置$b_{\rm c} $，发现其大尺度值与峰值背景分裂结果一致。通过对$b_{\rm c} $的拟合，得到了一个简单的拟合公式。对于半径为$\gtrsim$ 30 Mpc/ $h$的空洞，特别是当空洞偏置模型扩展到1-loop阶时，得到了与模拟数据的良好拟合。然而，最佳拟合偏差参数与峰-背景分裂结果不一致。能够适合的空隙自功率谱是特别重要的，不仅因为它是直接观察到的星系调查，而且我们的方法使我们能够处理的偏见参数作为滋扰参数，这是敏感的技术来识别空隙。
2014-11-12 astro-ph.CO
Voids in the Cosmic Web as a probe of dark energy
在宇宙动力学暗能量加速膨胀的宇宙学模型中，研究了初始绝热宇宙学扰动对时空度规、物质密度和速度的影响对宇宙网中大空洞形成的影响.结果表明，初始半径约为50Mpc的负密度扰动与宇宙学背景坐标共运动，其振幅对应于均方根值。宇宙微波背景辐射的温度涨落导致空洞的形成，空洞的密度对比度可达$-$ 0.9，最大奇特速度约400 km/s，半径接近初始半径。从分析的初始振幅和轮廓的空洞形成的一个重要特征是建立周围的过密度壳。我们已经表明，在一个空洞的中心部分的密度对比度的单位的特殊速度的比率的哈勃流不依赖于或弱依赖于从空洞的中心的距离。该比值对暗能量参数值敏感，可以根据空洞中星系的质量密度和奇特速度的观测数据来确定暗能量参数。
2017-04-03 astro-ph.CO
The bias of cosmic voids in the presence of massive neutrinos
宇宙空洞为研究大质量中微子在宇宙学尺度上的影响提供了一个非凡的机会。由于中微子是自由流动的，因此它们比冷暗物质或重子更容易穿透空洞的内部，这使得它们对空洞中质量预算的相对贡献比宇宙中其他地方高得多。在模拟中，最近已经显示了物质分布中的空隙的各种特性如何受到中微子的影响，例如它们的丰度，密度分布，动力学和聚类特性。然而，用于识别观察中的空隙的示踪剂（例如，星系或晕）也会受到中微子的影响，因此分离出空洞所固有的独特中微子特征变得更加困难。在本文中，我们利用DEMNUNI套件的模拟研究的聚集偏差的傅立叶空间中的空洞作为其核心密度和补偿的函数。我们发现一个明确的依赖中微子质量的总和，仍然显着，即使是从晕中提取的空统计。特别是，我们观察到的线性空隙偏置的幅度增加中微子质量的空隙定义在暗物质，而这种趋势得到逆转，并略有衰减时，测量相对的空隙晕偏置使用空隙中确定的晕分布。最后，我们认为如何恢复原始的行为时，考虑到总物质分布的观察（例如，通过弱透镜），并评论在空偏置的尺度依赖效应，可能会提供更多的信息中微子在未来。
2020-01-09 astro-ph.CO
A Cosmic Void Catalog of SDSS DR12 BOSS Galaxies
利用重子振荡光谱巡天（BOSS）的大尺度结构星系表，我们提出了一个宇宙空洞目录。这个星系目录是斯隆数字巡天（SDSS）数据发布12的一部分，也是SDSS-III的最终目录。我们考虑到调查的边界，面具，和角度和径向选择功能，并适用于ZOBOV空洞发现算法的星系目录。我们总共发现了10,643个空洞。在进行质量切割以确保空隙代表真正的欠致密区域之后，我们获得了1，228个空隙，其有效半径范围为20- 100 Mpc/h，中心密度平均为平均样品密度的30%。我们发布的目录版本都与质量削减和不削减。我们讨论了空洞的基本统计，如它们的大小和红移分布，并通过堆叠技术测量空洞的径向密度分布。此外，我们从1000个模拟星系表中构造了模拟空洞目录，发现BOSS空洞的性质与模拟目录中的性质非常一致。我们比较了生活在空洞内外的星系的恒星质量分布，没有发现显着差异。这些BOSS和模拟空洞目录是有用的一些宇宙学和星系环境的研究。
2016-02-18 astro-ph.CO
A measurement of the Alcock-Paczynski effect using cosmic voids in the SDSS
我们使用SDSS数据发布7主样本和数据发布10 LOWZ和CMASS样本中识别的堆叠宇宙空隙进行Alcock-Paczynski测试。我们发现约1,500个空洞红移$0.6$使用的分水岭算法ZOBOV，我们称之为VIDE（空洞识别和检查）的重大修改和扩展版本。为了评估特殊速度的影响，我们使用Sutter等人（2013）提出的模拟空洞目录。我们发现一个恒定的均匀平坦的14%，沿视线时，特殊的速度。这种平坦化现象对于所有红移和所有示踪剂密度下的所有空洞尺寸都是普遍的。我们还使用这些模拟来确定最佳的堆叠策略。校正系统效应后，我们发现我们的Alcock-Paczynski测量导致我们的最佳拟合值$Ω_{\rm M}\sim 0.15$优于$Ω_{\rm M} = 1.0$，似然比为10。同样，我们发现了一个因素的$4.5$偏好的似然比的$Λ$ CDM $Ω_{\rm M} = 0.3$模型和零测量。总之，我们在我们的宇宙空洞样本中找到了Alcock-Paczynski信号的实质性证据。我们使用现实模拟的评估表明，未来SDSS发布和其他调查的测量将提供更严格的宇宙学参数约束。本工作中使用的空隙查找算法和目录将在http://www.cosmicvoids.net上公开提供。
2014-07-22 astro-ph.CO
Intrinsic alignments of galaxies around cosmic voids
星系的内在排列，即，星系形状与其环境之间的相关性，是弱引力透镜测量的主要污染源。到目前为止，大多数关于内在排列的研究都集中在测量和模拟明亮的红色星系与星系位置或宇宙网细丝的相关性。在这项工作中，我们调查宇宙空洞周围的路线。我们测量了斯隆数字巡天探测到的发光红色星系的内在排列，这些星系围绕着由相同示踪剂构成的空洞样本，半径范围为：$[20-30; 30-40; 40-50]$ $h^{-1}$ Mpc和红移范围$z=0.4-0.8$。我们提出了适合的测量在大尺度上的线性模型的基础上，并在一个新的模型的基础上的空隙内的空隙密度分布，并在其附近。我们限制我们的模型在小尺度的自由缩放幅度，发现没有显着的对齐在$1σ$的任何样品。我们观察到一个偏离零假设，在大尺度上，2 $σ$的半径为20和30 $h^{-1}$ Mpc之间的空隙，和1.5 $σ$的半径为30和40 $h^{-1}$ Mpc之间的空隙，并限制在这些尺度上的模型的振幅。对于较大的空隙，我们发现在1 $σ$处没有显著的偏差。我们的工作是第一次尝试在检测周围的空洞星系形状的内在路线，并提供了一个有用的框架，在未来的空洞透镜的研究减轻。
2021-11-18 astro-ph.CO
Could multiple voids explain the Cosmic Microwave Background Cold Spot anomaly?
了解观测到的宇宙微波背景（CMB）上的冷点（CS）（中心温度~ -150 μ K）是一个突出的问题。解释从假设它只是一个> 3 σ的原始高斯涨落到通过综合的萨克斯-沃尔夫和里斯-夏玛（ISW+RS）效应的超空印记。由于单一的球形超空洞不能解释整个轮廓，这里研究了多个视线空洞的ISW+RS来模拟宇宙网的结构。两种结构配置被认为是。第一个模型通过模拟20个空洞，得到中心平均温度约为-50 μ K。在这个模型中，中心CS温度位于~ 2 σ，但不能解释CS热环。另一种多空隙模型（使用更明显的补偿空隙）产生更小的温度分布，但包含一个突出的热环。安排包含紧密放置的空隙在低红移被发现是特别适合于生产CS样的配置文件。然后，我们测量CS的意义，如果CS样配置文件（这是适合的ISW+RS的多空隙的情况下）被删除。对于比CS本身更小的温度分布阵列，LCDM模型的CS张力可以显著降低。
2016-03-22 astro-ph.CO
On the kinematics of the Local cosmic void
我们收集了现有的数据的距离和径向速度的星系周围的本地虚空在天鹰座/武仙座检查其密度不足引起的奇特的速度场。一个样本的1056个星系的距离测量从红巨星分支的尖端，造父变星光度，SNIa光度，表面亮度波动的方法，和塔利-费舍尔关系已被用于这一目的。流出的振幅被发现是~300 km/s。位于空洞内的星系产生的平均空洞内数密度约为星系平均外部数密度的1/5。空洞的总体光度较低，形态类型较晚，中值M_B = -15.7^m，T = 8（Sdm）。
2010-11-27 astro-ph.CO
Mastering the effects of peculiar velocities in cosmic voids
奇特的速度如何影响观测到的空洞？为了回答这个问题，我们使用VIDE工具包来识别嵌入在N体模拟中的模拟星系群中的空洞，包括有和没有特殊的速度。我们比较由此产生的空隙人口，以评估对空隙属性的影响。我们发现，空隙丰度和球平均径向密度分布的影响温和的奇特的速度。然而，特殊的速度可以扭曲高达10%的形状为一个特定的子集的空隙取决于空隙的大小和密度对比度，这可能会导致增加的方差在Alcock-Paczybroski测试。我们提供了在空隙目录上执行最佳切割的指导方针，通过删除受影响最严重的空隙，同时保留未受影响的空隙，来减少这种差异。此外，由于这种形状的扭曲在很大程度上是有限的视线，我们表明，空洞半径只在$\sim$ 10%的水平和宏观中心的位置在$\sim$ 20%（即使在执行削减）的影响，这意味着宇宙学探测器的基础上集成的萨克斯-沃尔夫和引力透镜不严重的特殊速度。
2015-06-26 astro-ph.CO
Void asymmetries in the cosmic web: a mechanism for bulk flows
星系相对于宇宙微波背景运动的整体流动在观测上已经很好地建立起来，并在最近的LCDM模拟中看到。借助理想化的Gadget-2模拟，我们发现宇宙网络中的空隙不对称性会加剧星系的局部大流量。Cosmicflows-2巡天详细绘制了本星系的3D结构，揭示了本星系群存在于一个“本星系片”中，该星系片与一个直径约为40 Mpc的“本星系空”接壤。空洞以16 km/s/Mpc的速度清空。在一个共同移动的框架中，局部席被发现以约260 km/s的速度远离局部空洞。我们的模型显示了如何不对称的崩溃，由于不平衡的空隙在任何一方的发展表或墙壁可以导致系统的运动表。我们证实，不对称性可能导致暗物质和重子的大规模分离，从而驱动星系性质与环境的依赖性，但我们没有找到任何证据证明这种效应。
2014-10-14 astro-ph.CO
2D watershed void clustering for probing the cosmic large-scale structure
针对光谱星系巡天中空洞数量密度和红移受限问题，提出基于Voronoi剖分和分水岭算法的2D空洞聚类方法，其参数约束精度可比星系角聚类且联合约束可提升约30%，为IV期光度巡天探测高红移宇宙大尺度结构提供补充手段。
2025-02-18 astro-ph.CO
The Back-in-time Void Finder: dynamical identification of cosmic voids through optimal transport reconstruction
Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；CNRS/IN2P3, CPPM（法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所，普罗旺斯宇宙、粒子与物质物理中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” - Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；SISSA, International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间科学与天体物理观测站）；INFN - Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）
BitVF通过最优传输重建动态识别宇宙虚空，克服传统方法的局限性，提供更稳定的虚空目录和更准确的红移空间效应修正。
2026-01-21 astro-ph.CO
New constraints on the linear growth rate using cosmic voids in the SDSS DR12 datasets
我们提出了一个新的分析推断宇宙结构的增长率测量周围的空隙，使用LOWZ和CMASS样品在SDSS的第十二次数据发布（DR12）。使用一个简单的多极分析，我们恢复一个值符合$Λ$ CDM的推断线性增长率归一化的线性偏差：$β$参数。这在模拟星表和数据中都是正确的，其中我们发现LOWZ样本的$β=0.33\pm0.06$和CMASS样本的$β=0.36\pm0.05$。这项工作表明，我们可以预期的红移空间扭曲周围的空隙，以提供公正和准确的限制增长率，补充星系聚类，使用简单的线性建模。
2019-03-13 astro-ph.CO
Linear redshift space distortions for cosmic voids based on galaxies in redshift space
星系巡天中发现的宇宙空洞是根据星系在红移空间中的分布来定义的。我们证明了在红移空间中空洞的大尺度分布跟踪了暗物质密度场δ（k）的涨落（在傅立叶空间中，μ是视线投影的k矢量）：δ_v^s（k）=（1 + β_v μ^2）b^s_v δ（k），其β因子一般不同于描述星系分布的β因子。只有在空洞可以被假定为线性（高斯）星系红移空间场的准局域变换的情况下，才能得到相等的β因子β v=β g=f/b g，其中f是星系的增长率，b g，b^s v是星系和空洞在红移空间中定义的大尺度上的偏差。事实上，在我们的模拟空洞目录中，我们测量的空洞β因子与银河系的β因子非常一致。需要做进一步的工作，以确认的准确性水平的β因子之间的空隙和星系的平等，但在一般情况下，空隙β因子需要被视为一个自由参数RSD研究。
2017-08-03 astro-ph.CO
Low-Density Structures in the Local Universe. II. Nearby Cosmic Voids
我们提出的球形体积不包含亮度比麦哲伦云在本地超星系团及其附近的星系的搜索结果。在距我们40 Mpc的范围内，发现了89个直径在24 - 12 Mpc的宇宙空洞，其中没有绝对星等大于M_K <-18.4的星系。给出了这些空洞的列表和天空分布图。结果发现，93%的球形空隙重叠，形成三个更多的扩展的球形空隙（hypervoids）。其中最大的是HV 1，有56个初始球形细胞，呈马蹄形延伸，包围着局部体积和室女星系团。武仙座-天鹰座区域的局部空洞（Tully，1988）是距离HV 1最近的部分。另一个超空洞HV 2在波江座中包含22个球形空洞，第三个致密超空洞HV 3在牧夫座中包含6个球形细胞。这些空洞的总体积约占本地宇宙的30%。在2906个矮星系中排除了原始样本（n = 10502）在搜索球形体积，只有68个位于我们发现的空隙。它们具有较晚的形态类型（85%为Ir、Im、BCD、Sm），绝对星等M_B为-13.0 ~-16.7，中等的恒星形成率（log SSFR ~ -10 M_sun/（yr*L_sun）），单位光度的气体储量是正常环境中矮星系的2 ~ 3倍。空洞的矮人口显示出一定的倾向，位于宇宙空洞表面附近的浅处。
2013-02-12 astro-ph.CO
Reconstructing the radial velocity profile of cosmic voids with kinematic Sunyaev-Zeldovich Effect
我们开发了一个估计，通过运动学的Sunyaev-Zeldovich效应对周围的星系来提取宇宙空洞的平均径向速度分布。用模拟的纯kSZ图和来自同一模拟的空目录数据对估计量进行了测试。结果表明，低角分辨率或大孔径测光滤波器半径会使恢复的信号衰减，但我们的估计器可以完全恢复平均径向速度剖面。通过应用估计普朗克2D-ILC CMB地图，与星系和空洞目录从BOSS DR 12，我们发现，估计的空洞速度分布是$3.31σ$除了零检测的空洞与连续上升的密度分布渐近平均密度;和$1.75σ$的空洞与正密度对比壳包围。通过将重建数据拟合到理论轮廓，我们发现对于两种类型的空隙，约化的$χ^{2}$分别为$1.19$和$0.62$，表明模型与数据拟合良好。然后，我们预测未来的CMB调查，包括SPT-3G，AdvACT和西蒙斯天文台的宇宙空洞的径向速度剖面的可探测性。我们发现，CMB残差的污染影响是可以忽略不计的调查面积超过$2,000~{\rm deg}^2$，特别是孔径测光尺寸小于$1\,{\rm arcmin}$。但是仪器噪声的影响是不可忽略的。对于未来的SPT-3G、AdvACT和西蒙斯天文台，从$3σ$到$10σ$ C.L.的探测是可能实现的，这取决于具体的仪器参数。这为从运动学Sunyaev-Zeldovich效应探索宇宙结构的动力学打开了一扇新的窗口。
2020-02-05 astro-ph.CO
