Angular 21 cm Power Spectrum of a Scaling Distribution of Cosmic String Wakes
宇宙弦尾流导致21厘米红移图中的一个大信号，其红移大于对应于再电离的红移。在这里，我们计算21厘米辐射的角功率谱预测宇宙弦的尾流经历了冲击加热的标度分布。
2011-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic String Wake Detection using 3D Ridgelet Transformations
利用三维脊波统计量在暗物质分布中寻找宇宙弦尾流信号。我们比较了N体模拟的暗物质分布在宇宙学模型与没有宇宙弦尾流，假设波动的主要来源是那些预测的标准$Λ$ CDM模型。宇宙弦尾流导致平面拓扑的过密区域，因此三维脊波统计是一种很有前途的分析工具。弦的信号在较大的弦张力和较高的红移下更容易识别。我们发现，尾流产生的一串张力$Gμ= 10^{-7}$（值略低于目前最好的鲁棒上限）可以检测到在$6 \, σ$的置信水平在宇宙学红移$z = 10$。
2018-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Global 21 cm Signal of a Network of Cosmic String Wakes
在以前的工作中，我们讨论了一个单一的宇宙弦尾的21厘米签名。然而，21厘米的亮度温度是由宇宙弦尾迹网络影响的，而不是一个单一的尾迹。在这项工作中，我们认为从网络的唤醒奠定了在物质时代的信号。我们还改进了以前的计算一个单一的唤醒签名。最后，我们计算了全球21厘米亮度温度的增强，由于网络的唤醒，并讨论了它的影响，在Wouthuysen-Field吸收槽测量的信号。我们估计，对于$10^{-8}$到$10^{-7}$之间的弦张力，信号将有10%到2倍的增强。
2021-09-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter Distribution Induced by a Cosmic String Wake in the Nonlinear Regime
利用$N$ -体模拟，我们研究了暗物质在一个模型中的非线性分布，在该模型中，除了标准$ΛCDM$宇宙模型产生的占主导地位的原始高斯波动外，还包括在物质和辐射相等时建立的宇宙弦尾流的影响.在早期，弦尾流导致暗物质的平面密度过高。我们研究如何在高斯扰动的存在下，这种非高斯模式的宇宙弦唤醒的演变，利用小波和脊波统计专门设计用于提取字符串唤醒信号。在后期，高斯涨落扰乱了弦尾流。我们发现，对于弦张力$G μ= 10^{-7}$，一个值刚刚低于目前的观测极限，弦尾流的影响可以确定在暗物质分布，使用目前水平的统计分析，下降到红移$z = 10$。
2018-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Signature of Cosmic Strings Wakes in the CMB Polarization
我们计算了宇宙微波背景（CMB）极化中的宇宙弦信号。我们发现，电离后的尾流移动字符串引起额外的极化在一组矩形补丁在天空中的长度分布是标度不变的。单个补丁的长度由弦扰动CMB时的共同移动的哈勃半径决定。的偏振信号是最大的字符串唤醒产生在最早的后重组时间，并为对齐，其中光子穿过唤醒接近的时间创建的唤醒。相对于温度四极的极化的最大幅度由尾流内部的自由电子的过密度设置，其取决于尾流内部的电离分数$f$。对于高红移（接近复合）的弦和由$G μ= 10^{-7}$给出的弦张力$μ$，信号可以高达$0.06 {\rm μK}$的度标偏振。
2010-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The 21 cm Signature of Cosmic String Wakes
我们讨论了21厘米红移巡天中宇宙弦尾流的特征。由于21厘米巡天比光学大尺度结构巡天探测到更高的红移，宇宙弦的特征在21厘米图中比在光学星系巡天中更明显。我们发现，如果宇宙弦的张力超过一个临界值（这取决于弦尾流产生时的红移和观测的红移），宇宙弦尾流将产生一个亮度温度接近极限值的发射信号，在大弦张力的极限下，该极限值在红移为$z + 1 = 30$时接近400 mK.信号在位置空间中会有一个特定的特征：多余的21厘米辐射将被限制在一个楔形区域，其尖端对应于弦的位置，其平面尺寸由弦尾流的平面尺寸决定，其厚度（在红移方向上）取决于弦的张力。对于在$z_i + 1 = 10^3$处产生的尾流，则在$z + 1 = 30$的红移处，弦张力$μ$的临界值是$G μ= 6 \times 10^{-7}$，并且它随红移线性减小（对于在物质和辐射相等时产生的尾流，临界值在相同的红移处低两倍）。对于较小的张力，宇宙弦导致可观察到的吸收信号具有相同的楔形几何形状。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The 21 cm Signature of Shock Heated and Diffuse Cosmic String Wakes
宇宙弦尾流21厘米特征的分析是从几个方面扩展的。首先，我们考虑的约束$Gμ$的冲击加热尾流的吸收信号奠定了远晚于物质辐射平等。其次分析了扩散尾流的信号，即存在重子过密度但未被激波加热的尾流。最后，我们比较这些信号的大小相比，占主导地位的背景宇宙气体亮度温度的每个像素的预期的热噪声，并发现宇宙弦信号将超过弦张力$Gμ> 2.5 \times 10^{-8}$的平方公里阵列中的单个像素的热噪声。
2012-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Angular Power Spectrum of B-mode Polarization from Cosmic String Wakes
在宇宙学扰动理论中，宇宙弦尾流在首阶产生直接的B模偏振，正如在以前的出版物\cite{BDH}中在单弦尾流的情况下所计算的那样。在这里，我们计算的角度功率谱的B模式偏振从缩放分布的字符串唤醒。我们发现，进入计算功率谱的平均呈现的信号，这是独特的位置空间地图，太小的幅度是检测到的第一代B-模式调查。此外，光谱形状类似于引力透镜，使得从角功率谱中检测宇宙弦信号变得更加困难。因此，一个更有前途的方法来约束宇宙弦使用B模式偏振是通过分析位置空间地图使用新的算法，如坎尼算法。
2013-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High redshift signatures in the 21 cm forest due to cosmic string wakes
宇宙弦在早期宇宙中诱导微晕的形成。在宇宙微波背景（CMB）谱的背景下，所产生的弦状小晕团被唤醒并形成“21厘米森林”。这样一个21厘米的森林可以有助于沿视线积分的红移21厘米信号的角波动。我们计算的均方根振幅的21厘米的波动，由于字符串和这些波动可以占主导地位的信号，由于原始密度波动在高红移（$z \gtrsim 10$），即使弦张力低于目前的上限，$G μ< 1.5 \times 10^{-7}$。我们的研究结果还预测，平方公里阵列（SKA）可以潜在地检测到21厘米的波动，由于字符串与$G μ\approx 7.5 \times 10^{-8}$的单频带的情况下和$4.0 \times 10^{-8}$的多频带的情况下。
2013-10-15 astro-ph.CO hep-ph
A Superfluid Dark Matter Cosmic String Wake
本文研究超流暗物质在宇宙弦尾迹中的结构与重子分布效应，重点考察能支持 MOND 星系旋转曲线解释的参数范围。
2024-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Wouthuysen Field Absorption Trough in Cosmic Strings Wakes
宇宙弦尾流中的重子密度增强导致这些弦尾流中的自旋温度与气体动力学温度的耦合比星系际介质（IGM）中的耦合更强。Wouthuysen场（WF）效应有可能增强这种耦合，以至于它可能导致目前计划中的射电望远镜项目中最强和最干净的宇宙弦签名。在这里，我们认为这种增强的假设下，X射线加热是不显着的。我们表明，这种效应在宇宙弦尾流的大小导致亮度温度至少两倍以上的负面比周围的IGM。如果SCI-HI [1，2]或EDGES [3，4]实验证实宇宙气体中存在WF吸收槽，那么在z = 10至30的21 cm红移测量中，宇宙弦尾流应该会清晰地出现。
2014-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Note on Structure Formation from Cosmic String Wakes
随着精确宇宙学的出现，对宇宙弦的研究重新引起人们的兴趣。在这篇文章中，我们给出了一个定量描述的非线性物质密度波动，可以形成一个宇宙弦尾标度网络。具体来说，我们计算的分布暗物质晕。这些光环在位置空间中具有很强的相关性，应该一直存在到今天。我们还讨论了由于它们的小尺寸和复杂的动力学形成的检测所面临的挑战。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disruption of Cosmic String Wakes by Gaussian Fluctuations
我们研究宇宙弦尾流的稳定性对占主导地位的高斯波动，这是目前在宇宙学模型的破坏。我们发现，对于一个弦张力给定的$G μ= 10^{-7}$尾流保持局部稳定，直到一个$z = 6$的红移，和一个值为$G μ= 10^{-14}$，他们是稳定的超过一个红移的$z = 20$。我们研究了一个全球性的稳定性标准，它表明后$t_{eq}$的字符串创建的唤醒识别到目前为止的时间，独立的值的$G μ$。考虑到我们的标准，它是可能的发展战略，以搜索独特的位置空间信号的宇宙学地图，这是诱导的尾流。
2017-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Extracting the Signal of Cosmic String Wakes from 21-cm Observations
宇宙弦尾流在高于再电离红移的21厘米强度图中产生明显的非高斯信号。虽然弦信号的振幅（局部）大于$Λ$ CDM模型的高斯波动信号，但它们被天体物理和仪器前景淹没（即使在位置空间中）。在这里，我们研究在何种程度上可以从噪声干涉数据中提取的信号。弦引起的特征在红移方向上的狭窄性允许减去天体物理和仪器的前景。基于弦信号的特定几何形状，我们确定了一个特定的三点统计，这是有希望的，以提取信号，我们发现，在脑海中的望远镜的规格类似的MWA仪器，弦信号可以成功地提取为值的弦张力$Gμ= 3 \times 10^{-7}$。进一步改进的分析的前景进行了讨论。
2021-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for Signatures of Cosmic String Wakes in 21cm Redshift Surveys using Minkowski Functionals
闵可夫斯基泛函是分析大尺度结构的有力工具，特别是当物质的分布是高度非高斯分布时，就像在宇宙弦对结构形成有贡献的模型中一样。在这里，我们应用闵可夫斯基泛函21厘米的地图，如果结构是由嵌入在背景波动的宇宙弦的标度分布播种，然后测试的统计意义的宇宙弦信号使用Fisher组合概率检验。我们发现，这种方法允许宇宙弦的检测与$G μ> 5 \times 10^{-8}$，这将是改善目前的限制约3倍。
2013-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The bispectrum of matter perturbations from cosmic strings
本文首次计算了宇宙弦引起的物质扰动的双谱。计算以两种不同的方式进行：第一种是使用弦网络的不等时间衰减器（UETC）-使用之前用于宇宙弦功率谱的高斯模型计算。第二种方法使用尾流模型，弦密度扰动集中在片状结构，其表面密度随时间增长。两者在定性和定量上的一致性为结果提供了信心。在UETC方法的一个重要组成部分是列入补偿因子的整合与格林函数的物质和辐射流体，我们表明，这些补偿因子必须包括在尾流模型也。我们还提出了一个比较的UETCs计算的高斯模型，和那些计算的不连接段模型（USM）所使用的标准宇宙弦微扰包CMBACT。我们比较宇宙弦的双谱的数值估计，从暴胀时代的扰动所产生的，并发现，尽管本质上的非高斯性质的弦引起的扰动，物质双谱是不可能产生竞争性的约束人口的宇宙弦。
2014-11-10 astro-ph.CO
Cosmic Filaments from Cosmic Strings
宇宙弦在粒子物理学的标准模型的许多扩展中被普遍预言。我们提出了一种新的途径，通过它们对宇宙网中的附属结构的影响来检测宇宙弦。使用宇宙学模拟的密度唤醒从宇宙弦，我们研究了各种灯丝结构探针。我们发现，宇宙弦的最大影响是在弦尾流周围的细丝分布的密度过大。来自高密度的信号在更高的红移下更强，并且在更宽的视场下更鲁棒。我们分析了空间分布的细丝从公开可用的目录中的细丝建立SDSS星系。利用现有的数据，我们没有发现弦张力参数$Gμ$高于$5\times 10^{-6}$的宇宙弦尾流存在的证据。然而，我们计划WFIRST将能够在红移$z=2$的$99\%$置信水平上检测到来自这种尾流的信号，具有显著更高的置信度和探测较低张力（$Gμ\sim 10^{-6}$）的可能性，在$z=10$。该方法的灵敏度与来自CMB的约束不具有竞争力。然而，它提供了一个独立的发现通道在低红移，这可能是一个吸烟枪的情况下，CMB绑定可以被削弱。
2020-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Superfluid dark matter flow around cosmic strings
本文研究宇宙弦穿过超流暗物质气体时对暗物质分布的影响，分析已凝聚与未凝聚两种情形下的激波和尾迹效应，并给出尾迹中形成玻色-爱因斯坦凝聚体所要求的暗物质粒子质量上限约为10 eV。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observing the Multiverse with Cosmic Wakes
目前的宇宙起源理论，包括弦论，都预言存在一个包含许多泡沫宇宙的多元宇宙。这些气泡宇宙通常会发生碰撞，与我们的碰撞产生宇宙尾流，进入我们的哈勃体积，在宇宙微波背景（CMB）中表现为异常对称的圆盘，并干扰大尺度结构（LSS）。有初步的观测证据与我们天空中的一个或多个这些扰动相一致。然而，其他来源可以在CMB温度图中产生类似的特征，因此需要额外的信号来验证它们的超普遍起源。在这里，我们发现，第一次，详细的三维形状和CMB温度和偏振信号的宇宙尾流的气泡碰撞在早期宇宙与目前的观测一致。预测的偏振模式具有独特的功能，当与相应的温度模式是一个独特的和引人注目的气泡碰撞信号。这些特征代表了多重宇宙范式的第一个可验证的预测，并且可能被普朗克和未来的CMB极化任务等当前实验检测到。探测到气泡碰撞将证实多元宇宙的存在，为弦论提供令人信服的证据，并使我们对宇宙及其起源的认识更加清晰。
2011-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Emergence of Fresnel diffraction zones in gravitational lensing by a cosmic string
本文讨论了利用引力透镜的波动效应探测宇宙弦--早期宇宙的拓扑缺陷的可能性。为了找到最佳的观测条件，我们定义了双曲线形状的菲涅耳观测区与衍射最大值和分析对应于不同的对齐波放大的频率模式。特别是，我们表明，衍射的引力波的字符串可能会导致显着的放大在宇宙学的距离。我们发现的波的性质与人们所期望的有很大的不同，例如，从细导线或狭缝散射的光，因为宇宙弦作为一种拓扑缺陷，根本不会产生阴影。
2017-03-07 astro-ph.CO gr-qc physics.optics
Mechanisms for Primordial Black Hole Production in String Theory
我们考虑的机制，产生一个显着的人口的原始黑洞（PBH）内字符串启发单场模型的通货膨胀。PBH的产生需要在与CMB和PBH形成相关的尺度之间的曲率扰动的功率谱中进行大的放大。原则上，这可以通过在充气期间暂时打破慢滚条件来实现。在这项工作中，我们确定了两个字符串设置，可以实现这一过程。在暴胀的弦轴子模型中，次主导非微扰效应可以将陡峭的悬崖和平缓的高原叠加到主导轴子势上。悬崖可以暂时违反慢滚条件，而高原可以导致超慢滚膨胀阶段。因此，我们实现了一个弦驱动的模型，它既与普朗克在宇宙微波背景下的观测结果相匹配，又产生了一群轻PBH，这可以解释暗物质的一阶分数。在DBI暴胀模型中，由翘曲因子的陡峭下降引起的声速的急剧增加可以驱动放大。在这种情况下，PBH的发现可能表明在大量的非平凡的动力学，如通量反膜湮灭在一个弯曲的喉咙的尖端。
2018-07-02 astro-ph.CO hep-th
Signal of Cosmic Strings in Cross-Correlation of 21-cm Redshift and CMB Polarization Maps
本研究探索再电离前宇宙弦尾迹在21厘米红移与B模式CMB极化图互相关中的信号，提出用匹配滤波提取非高斯特征，证实可在LCDM高斯背景中检测到张力略低于当前上限的宇宙弦信号。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stringent magnetic field limits from early universe dynamos cosmology with torsion
早些时候Bamba等人[JCAP（2012）]在引力的平行扭转理论中获得了宇宙学磁场，这与银河发电机不兼容。这一结果与作者以前得到的结果一致，表明[Phys Lett B（2012）]挠率理论的反发电机广义定理禁止这种发电机解释$μ$ G量级的星系磁场。最近，作者提出[IJAA（2012）]，可以在扭曲的宇宙学中获得一种比尔曼电池。然而，在本文中，我们表明，这可能是一个特殊的结果，因为第二作者没有考虑平均场发电机方程在扭转场的背景。实际上，它表明，磁场的放大与否取决于扭转场矢量的手符号。结果表明，自旋-扭转密度的密度涨落也意味着宇宙磁场放大的可能性。根据WMAP数据，可以估计自旋-扭转波动为$10^{-6}$，它代表比物质密度低一个数量级。利用$RF^{2}$型引力耦合，我们得到了普朗克时代磁场的$10^{37}G$，它比以前得到的极限严格得多。今天获得的磁场是$10^{-23}G$，它能够为银河发电机提供种子。
2013-06-29 astro-ph.CO gr-qc
Global 21cm Absorption Signal from Superconducting Cosmic Strings
超导的宇宙弦在复合和再电离之间会发出电磁波。因此，它们对全球21 cm信号有影响。我们计算得到的吸收功能，重点是与临界电流的字符串，研究其依赖于弦张力$μ$，并与观测结果进行比较。对于$G μ= 10^{-10}$（$G$是牛顿引力常量）范围内的弦张力，有两个特征吸收特征的有趣放大，一个是在宇宙黎明时期的$z \lesssim 30$，另一个是在宇宙黑暗时期的$z \sim 80$，前者的振幅与EDGES实验观察到的相当。
2021-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Co-Evolution of a Magnetized Intracluster Medium and Hot Galactic Coronae: Magnetic Field Amplification and Turbulence Generation
利用自适应网格磁流体动力学模拟方法研究了磁场对星系团内介质（ICM）冲压压力剥离的影响。虽然典型星系团中的磁压不足以影响星系的气体质量损失率，但磁场可以影响剥离星系的形态。ICM磁场覆盖在轨道星系周围，并与它们剥离的尾巴对齐。磁场抑制了星系-ICM界面的剪切不稳定性，磁化尾比Vijayaraghavan和Ricker（2015）中可比的流体动力学模拟中的尾更光滑和更窄。轨道星系拉伸和放大ICM磁场，放大$10 - 100$ kpc尺度的磁功率谱。Galerkin通过其湍流尾流和$g$ -波向ICM注入湍流动能。ICM中的磁能和动能增加到演化的$1.5 - 2$ Gyr，之后星系被剥离了大部分气体，并且没有足够大的气体横截面来进一步放大磁场和注入湍流动能。由于星系剥离和产生$g$ -波的湍流压力的增加导致ICM的湍流体积分数的增加。这种湍流动能对整个ICM能量预算不是显著贡献者，但极大地影响ICM磁场的演变。此外，星系对磁场的影响可以在高分辨率法拉第旋转测量（RM）地图中观察到RM结构中的小尺度波动。
2017-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Correlations between 21 cm Radiation and the CMB from Active Sources
中性氢无处不在，在宇宙历史的大部分时间里吸收和发射21厘米辐射。活跃的扰动源，如宇宙弦，会在中性氢的分布和复合产生的宇宙微波背景（CMB）辐射中同时产生扰动。移动的弦会产生尾流，导致21厘米的亮度波动，同时也会通过戈特-凯泽-斯特宾斯效应扰乱CMB光。这将导致21 cm和CMB各向异性之间的空间相关性。被动源，如暴胀扰动，在再电离开始之前没有预测交叉相关。因此，观测到宇宙微波背景辐射和黑暗时代21厘米辐射之间的任何交叉相关性，都将构成新物理学的证据。我们计算了宇宙弦引起的CMB和21 cm的关联，并评估了它们的可观测性。
2010-03-10 astro-ph.CO hep-th
Detection of cosmic strings by gravitational wave lensing. Predictions for Einstein Telescope
University of Warsaw（华沙大学）
研究通过引力波透镜效应探测宇宙弦，应用波动光学装置，探究放大因子等，基于模拟事件用贝叶斯推理估算弦张力，发现多数事件可基于信噪比检测，模拟观测估算值与注入值一致，结论是爱因斯坦望远镜能探测到宇宙弦。
2026-09-14 astro-ph.CO gr-qc
