Kinematic Lensing Ratio: Reviving Weak Lensing Cosmography as a Geometric Dark Energy Probe
The University of Utah（犹他大学）
本文提出运动镜头比率(KiLeR)，利用剪切比率与从运动学推断的恒星形状，有效抑制了第一阶镜头系统误差。罗马望远镜的预测显示，KiLeR能提升暗能量约束192%，提供独立测试暗能量演变的证据。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Gravitational lensing: towards combining the multi-messengers
本文展望了多信使强引力透镜在下一代探测器时代的科学潜力，重点包括揭示引力波源本质、关联伽马射线暴等暂现源以及检验引力模型和宇宙学参数，并强调需加强协同观测与资源共享。
2025-02-04 astro-ph.CO
Astrometric requirements for strong lensing time-delay cosmography
时间变量源的多个图像的光子到达之间的时间延迟可以用来限制宇宙中的绝对距离（Refsdal 1964），并进而获得对哈勃常数和其他宇宙学参数的直接估计。为了将时间延迟转换为距离，众所周知，主偏转器的重力势和物质沿视线的贡献需要足够精确地知道。在本文中，我们讨论了一个新的天体测量的要求，这是变得重要的时间延迟宇宙学提高精度和准确度，更大的样本，更好的数据和建模技术。我们推导出一个解析表达式的传播天体测量不确定性的多个图像位置的哈勃常数的推断，并得出要求取决于图像分离和相对时间延迟。我们注意到，这一要求同样适用于图像位置测量和模型在再现它们时的精度。为了说明这一要求，我们讨论了一些示例透镜配置，并强调，特别是对于10天或更短的时间延迟，相对天体测量的要求是为了毫角秒，设置一个严格的要求，测量和模型。利用目前的光学红外技术，天体测量的不确定性可能是在小图像分离制度下，当高精度时间延迟变得容易获得时，强透镜宇宙学的主要限制。
2019-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong lensing cosmography using binary-black-hole mergers: Prospects for the near future
International Centre for Theoretical Science, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
利用双黑洞并合信号进行强透镜宇宙学研究，通过分析透镜时间延迟分布以约束宇宙学参数。
2026-02-06 astro-ph.CO gr-qc
Time-Delay Cosmography: Measuring the Hubble Constant and other cosmological parameters with strong gravitational lensing
本文综述了时间延迟宇宙学的理论基础、现有技术、系统误差控制策略及未来利用强引力透镜以1%精度测量哈勃常数并解决哈勃张力的前景。
2024-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
A model independent comparison of supernova and strong lensing cosmography: implications for the Hubble constant tension
我们使用超新星的测量，校准的本地确定的哈勃常数$H_0$的SH 0 ES，使用高斯过程回归插值的距离红移关系。然后，我们预测，独立的宇宙学模型，测量与强透镜时间延迟的距离。我们发现这些预测和测量结果之间非常吻合。当我们只考虑距离-红移关系的红移依赖性，而与$H_0$的值无关时，该协议成立。我们的研究结果不赞成的可能性，透镜质量建模贡献了10%的偏差或不确定性的强透镜分析，最近在文献中建议。在一般情况下，我们的分析加强的情况下，在这两个测量的剩余系统误差低于当前的差异与CMB测定的$H_0$的水平，并支持新的物理现象的可能性宇宙尺度。有了更多的数据，我们的方法可以提供更严格的测试不明的系统学在宇宙晚期的距离红移关系的测定。
2019-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong Lensing and $H_0$
本文回顾时间延迟宇宙学的基础与历史，通过类星体RXJ1131-1231和超新星Refsdal两个突破性案例展示其独立测量$H_0$的最新进展，并展望未来十年的发展前景。
2025-04-06 astro-ph.CO
On the Choice of Lens Density Profile in Time Delay Cosmography
时间延迟透镜是一种成熟而有竞争力的宇宙学探测方法。然而，它的准确性受到了质量片简并的著名问题的限制：对透镜密度分布的过于严格的假设可能会使对宇宙学参数的推断产生偏差。我调查的退化之间的选择的透镜密度分布和推断的哈勃常数，侧重于双图像系统。通过扩大透镜观测量在爱因斯坦半径周围的透镜潜在的本地导数，并假设圆对称，我表明，在径向方向上的三个自由度是必要的，以实现百分之几的精度在时间延迟距离。此外，虽然时间延迟强烈依赖于电位的二阶导数，但通常用于约束时间延迟研究中的透镜模型的可观测量（例如图像位置和径向放大信息）对一阶和三阶导数非常敏感，因此仅用透镜数据精确确定时间延迟距离非常具有挑战性。对模拟观测值的检验表明，幂律密度剖面的假设导致$H_0$上的平均偏差为5%，分散度为6%。使用更灵活的模型并添加无偏速度分散约束，可以获得精度为1%的推断。如果使用速度弥散测量来限制其斜率，则幂律模型仍然可以提供3%的精度。虽然这项工作是基于轴对称的假设，其主要结果可以推广到中等椭圆度的情况下。
2017-11-29 astro-ph.CO
TDCOSMO VI: Distance Measurements in Time-delay Cosmography under the Mass-sheet transformation
引力透镜类星体的时间延迟宇宙学在锚定绝对距离尺度和测量哈勃常数$H_{0}$方面起着重要的作用，独立于传统的距离阶梯方法。时间延迟距离测量的当前潜在限制是“质量片变换”（MST），其保持透镜成像不变，但改变距离测量和$H_0$的导出值。在这项工作中，我们表明，解决的MST在时间延迟宇宙学的标准方法，通过高分辨率成像和透镜星系的恒星速度色散的测量相结合，取决于假设的比例，$D_{\rm s}/D_{\rm ds}$，角直径距离的背景类星体和透镜星系和类星体之间的距离可以被约束。这通常是通过假设一个特定的宇宙学模型来实现的。前期的工作（TDCOSMO IV）在$Λ$ CDM模型的假设下，研究了质量片简并，并导出了$H_{0}$.在本文中，我们表明，质量片简并可以被打破，而不依赖于一个特定的宇宙学模型相结合的相对距离指标，如Ia型超新星和重子声学振荡，这限制了膨胀历史的形状，因此$D_{\rm s}/D_{\rm ds}$透镜。通过这种方法，我们证明了质量片简并可以以宇宙模型无关的方式进行约束，因此可以获得质量片变换下的时延宇宙学中与模型无关的距离测量。
2020-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmography with Supernova Refsdal through time-delay cluster lensing: independent measurements of the Hubble constant and geometry of the Universe
本文通过对SN Refsdal和星系团MACS J1149.5+2223的强引力透镜与时延数据进行盲测分析，在开放$w$CDM模型下独立测得$H_0$等宇宙学参数，证明该方法稳健且系统误差小于统计误差，提供了新颖且具竞争力的宇宙学工具。
2024-03-29 astro-ph.CO
Impact of Large-Scale Structure along Line-of-Sight on Time-Delay Cosmography
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Tianjin Astrophysics Center, Tianjin Normal University（天津师范大学天津天体物理中心）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University（云南大学西南天文研究所）
本研究利用高分辨率N体模拟和多平面光线追踪，评估视线方向大尺度结构对引力透镜时间延迟测量的影响，发现标准单平面模型存在简并且未校正的前景会聚引入0.5-0.7%系统偏差，强调先进视线建模对精密时间延迟宇宙学不可或缺。
2026-09-15 astro-ph.CO
Cosmography with cluster strong lenses: the influence of substructure and line-of-sight halos
我们探讨了利用星系团的强透镜效应来约束暗能量状态方程及其可能的时间变化。大质量星系团的核心通常包含几个不同红移的背景星系的多重成像系统。透镜图像的位置可以用来约束宇宙学参数，因为它们依赖于角直径距离的比值。我们采用蒙特卡罗模拟集群透镜，包括子结构的贡献，以评估这种潜在的强大的技术的可行性。目前，参数透镜模型使用质量和光之间的良好动机的标度关系，将集群成员星系，并没有明确的模型的视线结构。在这里，我们量化的建模误差，由于分散在集群星系的比例关系和未建模的视线晕。对于位于典型红移（z ~ 0.2 - 0.3）的星系团，这些误差平均为几角秒的量级。使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗技术，我们表明包含这些建模误差对于推导出对暗能量的无偏约束至关重要。然而，当适当量化的不确定性，我们表明，竞争与其他方法的限制，可以通过结合从一个样本的结果，只有10个模拟集群与20个家庭。利用一组研究得很好的星团透镜进行宇宙学研究，可能会对暗能量状态方程提供一个强有力的补充探测。我们的模拟提供了一个方便的方法，量化建模误差和评估未来的强透镜调查策略。
2011-06-13 astro-ph.CO
Strong-lensing cosmography using third-generation gravitational-wave detectors
本文详细阐述了一种利用第三代引力波探测器观测大量强透镜双黑洞并合来估计宇宙学参数的统计方法，并探讨了红移分布、透镜模型及数据污染对推断的影响与应对方案。
2024-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology using Strong Gravitational Lensing
本论文研究结合强引力透镜时间延迟与类星体反响映射的新宇宙描迹方法，通过解析分析证明该方法因时间延迟与视线速度无法唯一确定三维位置而不能恢复宇宙学信息。
2024-05-06 astro-ph.CO
Time-delay Cosmography: Increased Leverage with Angular Diameter Distances
强透镜时滞系统通过所谓的时滞距离和到透镜的角直径距离来约束宇宙学参数。在以前的研究中，只使用了以前的信息。在本文中，我们表明，宇宙学约束显着改善时，后者的信息也包括在内。具体来说，角直径距离在打破宇宙曲率和暗能量的时变状态方程之间的简并性方面起着至关重要的作用。基于对正在进行的/未来的成像调查的期望，使用55个明亮的四极透镜系统的模拟样本，我们发现，将角直径距离信息添加到普朗克的时延距离信息和宇宙微波背景数据中，将对常数状态方程的约束提高了30%，对状态方程中的时间变化的约束提高了两倍，而在平坦的$Λ$ CDM模型中，哈勃常数的系数为2。因此，以前对时滞系统的统计能力的预测被大大低估了，即，时间延迟系统比以前认识到的更强大。
2016-02-21 astro-ph.CO
Observational selection biases in time-delay strong lensing and their impact on cosmography
从时间延迟强透镜推断宇宙学参数需要大量的望远镜时间投资;因此，人们倾向于关注具有最亮光源、最高图像多重性和最宽图像间隔的系统。我们调查，如果这种选择偏差可以影响研究的透镜和宇宙学参数推断的属性。使用人口的透镜与椭球幂律密度分布，我们建立了一个样本的双重和四重图像系统。假设合理的阈值图像分离和通量，根据目前的镜头监测活动，我们发现，典型的密度分布斜率的可监测镜头是显着浅于输入合奏。从一个样本的四重图像镜头，我们发现，这个选择功能可以引入一个3.5%的偏差推断的时间延迟的距离，如果合奏的偏转器属性被用作一个宇宙学分析的先验。这种偏差保持在2.4%的水平时，类星体主机的高分辨率成像被用来精确地推断个别透镜的密度分布。我们还调查了可监测强镜头的视线是否有偏差。将外部会聚、$κ$和剪切添加到我们的晶状体群体之后，我们发现对于双镜片和四镜片，$κ$的期望值分别增加了0.004和0.009。$κ$退化为从时间延迟推断出的$H_0$的值;幸运的是，$κ$的移位仅导致四元组（双打）的$H_0$的0.9%（0.4%）偏差。因此，我们的结论是，虽然典型的类星体透镜的属性和他们的视线偏离全球人口，这种影响的总幅度可能是一个次显性效应目前的分析，但有可能是一个主要的系统的样本$\sim$ 25或更多的镜头。
2016-05-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tailoring Strong Lensing Cosmographic Observations
强透镜时间延迟宇宙学与其他暗能量探测器具有很好的互补性，不久将有丰富的系统被探测到。我们调查两个问题，在成像和光谱后续需要获得的时间延迟距离。一是优化光谱资源。我们开发了一个代码，以优化宇宙学杠杆的约束下，恒定的光谱时间，并发现雕塑的透镜系统的红移分布可以提供一个40%的改善暗能量的优值。第二个是系统学的作用，一个给定系统的不同数量或所有系统共有的模型误差之间的相关性。我们展示了不同系统学的水平如何影响宇宙学参数估计，并推导出指导双图像与四图像系统的分数遵循它们之间的不同系统学的函数。
2015-02-04 astro-ph.CO
CLASH-VLT: A Highly Precise Strong Lensing Model of the Galaxy Cluster RXC J2248.7-4431 (Abell S1063) and Prospects for Cosmography
我们利用一组高精度的强透镜模型对星系团RXCJ 2248（$z=0.348$）的总质量分布进行了全面的研究。为了理解和量化参数强透镜建模中的固有系统学，我们探索了22种模型的集合，在这些模型中，我们使用了多个图像家族的不同样本，质量分布和宇宙学参数的参数化。作为强透镜模型的输入信息，我们使用CLASH HST成像数据和光谱跟踪观测，使用VIMOS和MUSE光谱仪进行，以识别真正的多个图像。共有16个背景源，在红移范围$1.0-6.1$，多重透镜成47个图像，其中24个光谱确认，属于10个单独的来源。通过匹配透镜平面上多个图像的观测位置，优化了模型中的星系团总质量分布和基本宇宙学。我们表明，仔细选择的光谱确认的多个图像的样本，最佳拟合模型再现其观察到的位置与RMS的$0.3$在一个固定的平面$Λ$ CDM宇宙学，而光谱信息的缺乏导致模型参数的值的偏差。允许宇宙学参数与星系团参数一起变化，我们发现（在$68\%$置信水平下）平坦$Λ$ CDM模型的$Ω_m=0.25^{+0.13}_{-0.16}$和$w=-1.07^{+0.16}_{-0.42}$，以及具有$w=-1$和自由曲率的宇宙的$Ω_m=0.31^{+0.12}_{-0.13}$和$Ω_Λ=0.38^{+0.38}_{-0.27}$。使用玩具模型模仿RXCJ 2248的整体配置，我们估计视线质量结构对位置均方根的影响为$0.…
2015-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Comments on the mass sheet degeneracy in cosmography analyses
我们提出了一些意见，在强透镜测量哈勃参数$H_0$的退化建模。第一点涉及与视线的不同部分相关联的弱透镜效应的影响。我们表明，外部收敛项与透镜源和反射镜透镜段需要包括在宇宙学建模，除了通常的反射镜源项，以避免系统的偏见，推断值的$H_0$。具体来说，我们将展示如何不完整的帐户的视线条款的偏见恒星运动学以及光线跟踪模拟方法，以减轻质量片简并。第二点涉及在给定系统中使用多个强透镜源的成像数据。我们表明，质量片退化是不完全解决的多个来源的可用性：一些退化仍然是因为不同的来源之间的差分外部收敛。类似地，微分外部收敛也使使用多个源来解决与透镜星系中的局部（“内部”）核心成分相关的近似质量片简并变得复杂。这种内部-外部简并被作为红移函数的角直径距离的非单调性放大。对于弱透镜效应的粗略评估，我们使用非线性物质功率谱提供外部收敛的估计，注意非等时间的放大器。
2022-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Multi-messenger Gravitational Lensing
本文介绍多信使引力透镜这一新兴领域，阐述利用引力波、中微子、电磁波等多信使结合巡天设施在未来5-10年发现透镜化暂现源的科学机遇与关键挑战。
2025-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Point-spread function reconstruction of adaptive-optics imaging: Meeting the astrometric requirements for time-delay cosmography
天体测量精度和对点扩散函数的了解是广泛的天体物理学研究的关键要素，包括时间延迟宇宙学，其中强透镜类星体系统用于确定哈勃常数和其他宇宙学参数。多重成像点源位置的天体测量不确定性导致了推断距离的总体不确定性，因此也导致了哈勃常数的不确定性。类似地，点扩散函数（PSF）的翼的知识对于将来自背景源和前景偏转器的光解开是必要的。分析了用W. M.凯克天文台使用激光导星AO系统。我们表明，通过使用重建的点扩散函数，我们可以i）获得天体测量精度的$< 1$毫角秒（mas），这是足够的时间延迟宇宙学;和ii）减去所有点状图像的残差与噪声水平一致。我们开发的方法不仅限于强透镜，而且通常适用于附近有多个点源的广泛科学案例。
2021-06-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
TDCOSMO V: strategies for precise and accurate measurements of the Hubble constant with strong lensing
强透镜时间延迟可以独立于任何其他探针测量哈勃常数H $_0$。假设透镜径向质量密度分布的常用形式，用7个时间延迟宇宙照相（TDCOSMO）透镜，与来自宇宙微波背景的H $_0$相配合，已达到2%的精度。然而，没有径向质量密度分布的假设-并且完全依赖于恒星运动学来打破质量片简并-用7个TDCOSMO透镜的当前数据，精度下降到8%，不足以解决H $_0$张力。如果TDCOSMO和SLACS镜片的偏转器取自同一人群，则加入来自33枚SLACS镜片的外部信息后，精度提高到5%，{ \it}。我们调查的前景，以提高时间延迟宇宙学的精度，而不依赖于质量剖面假设，打破质量片简并。我们的预测是基于Birrer et al.（2020）引入的分层框架。在现有的样品和技术条件下，通过添加7个TDCOSMO透镜的空间分辨运动学，H $_0$的精度可以达到3.3%。通过进一步增加来自SLACS和强透镜遗产调查（SL 2S）的50个非时间延迟透镜的运动学，精度提高到2.5%。将样本量扩大到40个延时透镜和200个非延时透镜，精度分别提高到1.5%和1.2%。时间延迟宇宙学可以达到足够的精度，以解决哈勃张力在3-5 $σ$，没有假设的径向质量分布的透镜星系。通过在有和没有外部数据集的情况下获得这种精度，我们将测试样本的一致性，并基于未来更大的时间延迟和非时间延迟透镜样本（例如来自鲁宾，欧几里得和罗马天文台）进…
2021-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
TDCOSMO III: Dark matter substructure meets dark energy -- the effects of (sub)halos on strong-lensing measurements of $H_0$
时间延迟宇宙学利用强引力透镜中图像之间的到达时间延迟来测量宇宙学参数，特别是哈勃常数$H_0$。时间延迟宇宙学中使用的透镜模型忽略了暗物质晕和视线晕，因为它们的影响被假定为可以忽略不计。我们明确量化这一假设，通过分析模拟透镜系统，包括完整的人口的暗物质subhalos和视线晕，应用相同的建模假设，在文献中使用的推断$H_0$。我们的模拟镜头的基础上，六个四倍成像类星体，提供了测量的哈勃常数，并量化的额外的不确定性和/或偏见的透镜透镜的基础。我们发现，省略暗子结构不偏向$H_0$的推论。然而，来自子结构的扰动在$H_0$的推断值中贡献了随机不确定性的额外来源，该推断值按透镜体积除以最长时间延迟的平方根缩放。这个额外的不确定性来源，我们提供了一个拟合函数，范围从$0.7 - 2.4\%$。它可能需要被纳入误差预算作为宇宙学推断从单透镜的精度提高，并设置一个精度限制从单透镜的推断。
2020-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Time Delay Cosmography with a Neural Ratio Estimator
该研究将神经比率估计器用于时间延迟宇宙学以推断$H_0$，并在SIE透镜模型和高斯噪声设置下验证其后验与传统似然方法一致且可无偏用于群体推断。
2023-09-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Revisiting the Hubble constant, sound horizon and cosmography from late-time Universe observations
本研究结合DESI、H0LiCOW和Pantheon数据，采用Taylor级数与Padé多项式方法，模型无关地测定Hubble常数与声学视界，结果支持更大的$H_0$与更小的$r_d$，与SH0ES一致。
2025-05-03 astro-ph.CO
The mass-sheet degeneracy and time-delay cosmography: Analysis of the strong lens RXJ1131-1231
我们提出了扩展建模的强透镜系统RXJ 1131 -1231与档案数据在两个HST波段结合现有的视线贡献和速度色散估计。我们的重点是源的大小及其对时间延迟宇宙学的影响。因此，我们研究了质量片简并的影响，特别是Schneider & Sluse（2013）使用源重建尺度指出的简并。我们还通过进一步探索先验对透镜运动学和透镜系统环境中的外部会聚的影响来扩展以前的工作。我们的结果来自RXJ 1131 -1231给出了一个简单的解析形式，使他们可以很容易地结合来自其他宇宙学探测的约束。我们发现透镜模型参数和光源尺寸的先验选择对系统的$H_0$测量的统计误差是次主导的。目前，源的先验选择是次显性的（$H_0$的不确定性为2%），但可能与未来的研究相关。更重要的是，我们发现透镜星系的运动学各向异性的先验对我们的宇宙学推论有着重要的影响。当纳入所有上述建模的不确定性，我们发现$H_0 = 86.6^{+6.8}_{-6.9}$公里s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，当使用类似于其他研究的运动学先验。当我们使用Barnabè等人（2012）提出的不同运动学先验，但覆盖相同的各向异性范围时，我们发现$H_0 = 74.5^{+8.0}_{-7.8}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。这意味着运动学建模和先验的选择对宇宙学推论有重大影响。前进的道路是要么得到更好的速度分散措施，…
2016-08-10 astro-ph.CO
Fast Radio Bursts and the radio perspective on multi-messenger gravitational lensing
本综述围绕快速射电暴（FRBs）的引力透镜研究展开，阐述了识别透镜FRB的要求，探讨了可用FRBs探测的透镜质量范围，强调其宇宙学应用价值，并展望了未来射电干涉仪的相关前景。
2024-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong gravitational lensing of gravitational waves in Einstein Telescope
引力波实验已经进入了一个新的阶段，它使我们更接近于打开一个新的宇宙观测窗口。特别是，爱因斯坦望远镜（ET）被设计成具有惊人的灵敏度，每年将提供数十万或数十万个NS-NS螺旋事件，直到红移z = 2。一些这样的事件应该是被介入的星系引力透镜化了。我们探讨了在爱因斯坦望远镜中观测引力透镜的螺旋内NS-NS事件的前景。作为保守的，我们考虑的透镜人口的椭圆星系。事实证明，根据当地的insipral率，ET应该从悲观情况下每十年检测一次到最乐观情况下每年检测数十次。引力波探测器对引力透镜源的探测将是宇宙学信息的宝贵来源，它可以补充标准源（如超新星或BAO），而不依赖于局部宇宙距离阶梯的校准。
2013-09-23 astro-ph.CO
The Hubble constant from eight time-delay galaxy lenses
我们提出了一个确定的哈勃常数的联合，自由形式的分析，8强，四倍透镜系统。在和谐宇宙学中，我们找到了精确度为$4.97\%$的$H_0 = 71.8^{+3.9}_{-3.3}\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$。这与Ia型超新星和普朗克观测的宇宙微波背景的最新测量结果一致。我们的精度较低，这些和其他最近的时间延迟宇宙学测定相比，因为我们的建模策略反映了系统的不确定性透镜退化。此外，我们能够找到合理的透镜图像重建约束的$H_0$的本地和早期宇宙测量值。这使我们得出结论，目前对$H_0$的透镜约束还不足以打破宇宙学的“哈勃张力”问题。
2021-02-19 astro-ph.CO
Correcting for Selection Biases in the Determination of the Hubble Constant from Time-Delay Cosmography
本研究通过恒星加暗物质复合质量轮廓与透镜选择函数建模，发现星系—星系透镜质量片更强，使 TDCOSMO 的 $H_0$ 再降约3%，并给出 $66\pm4\pm1\pm2$ 的校正结果。
2025-03-19 astro-ph.CO
Prospects of strongly lensed fast radio bursts: Simultaneous measurement of post-Newtonian parameter and Hubble constant
强引力透镜效应是探索宇宙学模型和引力理论的有力工具。近年来，强透镜的时间延迟宇宙照相和偏转器的恒星运动学被提出来同时研究这两个参数，它们分别通过反映透镜质量和动力学质量的距离比来编码哈勃常数和后牛顿参数。在具有不同来源的强透镜系统中，强透镜快速射电暴（FRB）由于其持续时间短至几毫秒，可以非常精确地测量图像之间的时间延迟$\sim$ 10天，因此被提议作为宇宙的精密探测器。在这项工作中，我们调查的能力强透镜FRB同时估计这两个参数通过模拟。考虑到未来设施的预期FRB检测率和透镜化概率，可能在几年内积累10个透镜化FRB，我们发现$H_0$可以同时被确定为$\sim1.5\%$精度和$γ_{\rm PPN}$可以被限制为$\sim8.7\%$精度。这些同时估计将有助于正确地反映这两个基本参数之间可能的相关性。
2022-08-22 astro-ph.CO
TDCOSMO XXII: Triaxiality and projection effects in time-delay cosmography
Stony Brook University（石溪大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
针对时间延迟宇宙学中质量片简并约束受三轴性、投影效应干扰的问题，本文通过数值模拟结合JAM建模量化不同假设下的偏差与不确定度，为无偏估计$H_0$提供最优模型参考。
2025-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Degeneracies and modelling choices in double-plane time-delay cosmography
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), CNRS & Université de Montpellier（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室（LUPM），法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）；Université de Genève（日内瓦大学）；Institute for Particle Physics and Astrophysics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）
本文探讨了双平面时间延迟宇宙学建模中因视线修正带来的退化问题，提出通过展开关系减少自由度并改进H₀测量的准确性。
2026-02-02 astro-ph.CO
Strong lensing in multimessenger astronomy as a test of the equivalence principle
标准的基于夏皮罗延迟的等效原理测试，这是基于测量两个到达时间从一个独特的来源，但从不同属性的信使，不能产生一个可靠的定量测试爱因斯坦等效原理。本质上是因为它们是基于对发射和观测之间的单向传播时间的不同信使的估计，而观测本身不是可观测的。因此，这些测试充其量是非常依赖于模型的。在下文中，我认为，强透镜多重散射的差分到达时间可以用来定义爱因斯坦等效原理的一个新的测试，该原理从相对论的角度来看是定义良好的，并且与模型无关-因为它完全基于实际的可观测量。
2020-02-13 astro-ph.CO gr-qc
Follow-up of SN 2025wny V: Lens Modelling and Cosmography of a Strongly Lensed Superluminous Supernova at $z = 2.015$ using Space Data
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本研究对红移z=2.015的强引力透镜超亮超新星SN 2025wny进行透镜建模，结合空间成像、时间延迟等数据约束哈勃常数，为宇宙学研究提供了重要观测依据。
2026-08-31 astro-ph.CO
Revisiting the Hubble constant, spatial curvature and cosmography with time-delay and cosmic chronometer observations
本文提出一种不依赖宇宙学模型的方法，利用强透镜时延和宇宙计时器数据同时确定哈勃常数与宇宙曲率，发现当前观测支持平坦宇宙，且结合平坦性或局部先验可显著提升参数约束精度。
2022-10-11 astro-ph.CO
Strongly gravitational lensed SNe Ia as multi-messengers: Direct test of the Friedmann-Lema\^ıtre-Robertson-Walker metric
本文提出了一种检验Friedman-Lema\^itre-Robertson-Walker度规有效性的新方法，即通过多次测量以Ia型超新星为源的银河尺度强引力透镜系统.每个单独的透镜系统将提供仅涉及独立于宇宙物质含量的几何光学的空间曲率参数的模型独立测量。这将为直接测试FLRW指标创造一个宝贵的机会。我们的研究结果表明，LSST观测到数百个强透镜Ia超新星，将对空间曲率产生鲁棒的约束，其精度$ΔΩ_k=0.04$可与普朗克2015年的结果相媲美。
2019-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Multi-messenger tests of gravity with weakly lensed gravitational waves
广义相对论（GR）预测光子和引力波（GW）的一致轨迹。我们提出了一个新的多信使途径（GW-CMB-CMB），以证明这方面的基础物理的交叉相关的GW信号的天体物理起源与来自宇宙微波背景（CMB）的透镜场。这个新窗口将允许对GR的预测进行强有力的测量，具有高信噪比，并将能够使用激光干涉仪空间天线（LISA），爱因斯坦望远镜和宇宙探测器等任务检测到的GW源揭示重力的真实性质。
2020-05-22 astro-ph.CO gr-qc
On the accuracy of time-delay cosmography in the Frontier Fields Cluster MACS J1149.5+2223 with supernova Refsdal
我们研究可能的系统性影响的宇宙学参数的值测量通过强透镜分析的HFF星系团MACS J1149.5+2223。我们使用一个大的光谱选择的多个图像，包括超新星“Refsdal”的估计时间延迟的观察到的位置。从Grillo等人（2018）发表的平坦$Λ$ CDM宇宙学中的参考模型开始，我们确认了SX和S1之间最长可测量时间延迟的相关性，以及其值与$H_{0}$之间的近似线性关系。我们通过考虑其原始估计值$345 \pm 10$天周围的一系列时间延迟来执行真正的盲态测试，因为在分析和撰写时还不知道该时间延迟的准确测量。我们分别调查的影响，一个恒定的质量片在集群红移的幂律分布的质量密度的集群主晕和一些分散在集群成员的标度关系。值得注意的是，我们发现，这些系统性的影响不引入显着的偏差的推断值的$H_{0}$和$Ω_{\rm m}$和统计的不确定性占主导地位的总误差预算：3%的不确定性的图像SX的时间延迟转化为约6%和40%（包括统计和系统$1σ$）的不确定性$H_{0}$和$Ω_{\rm m}$，分别。此外，我们的模型准确地再现了超新星主机的扩展表面亮度分布，覆盖超过$3 \times 10^{4}$ $HST$像素。我们还提出了有趣的可能性，测量暗能量密度的状态方程参数$w$的值，目前有30%的不确定性。我们的结论是，时间延迟集群透镜有可能很快成为一种替代和竞争力的宇宙学探测。
2020-06-19 astro-ph.CO
A Geometric Probe of Cosmology: I. Gravitational Lensing Time Delays and Quasar Reverberation Mapping
我们提出了一种新颖的、纯粹的几何宇宙学探测，该探测基于对有限源效应导致的强透镜类星体图像之间的差分时间延迟的测量。我们的方法是完全依赖于宇宙学通过角直径距离的比率，图像分离，和源的大小。因此，它完全避免了传统上限制时间延迟宇宙学的透镜建模的挑战，而是需要类星体宽线区域的透镜混响映射。我们表明，差分时间延迟是可测量的短节奏的光谱监测透镜类星体，通过运动学确定的功能广泛的发射线内的时间。这提供了一个几何确定的角直径距离比互补的标准探头，因此是一个潜在的强大的新方法约束宇宙学。
2019-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Time Delay Cosmography: Analysis of Quadruply Lensed QSO SDSSJ1433 from Wendelstein Observatory
本研究通过分析四重透镜类星体SDSSJ1433+6007，结合HST透镜建模与Wendelstein时间延迟监测，剔除污染数据后，在平坦ΛCDM模型下测得哈勃常数H0=76.6^{+7.7}_{-7.0} km/(Mpc·s)，精度达9.6%。
2023-12-14 astro-ph.CO
Multi-Messenger Time Delays from Lensed Gravitational Waves
我们研究了高能天体物理事件的潜力，从中检测到无质量和大质量信号，以探索基础物理。特别是，我们考虑如何强大的引力透镜可以引起时间延迟的多个信使信号来自同一个来源。明显的信使例子是无质量的光子和引力波，以及大质量的中微子，尽管也可以想象更奇特的应用，如大质量的引力子或轴子。有质量和无质量粒子的不同传播时间原则上可以确定中微子总质量的界限，并探测宇宙学参数。虽然测量这种效应可能会带来重大的实验挑战，但我们认为，"巨大的时间延迟"代表了一种未经探索的基本物理现象。
2017-05-30 astro-ph.CO gr-qc
A cosmographic analysis using DESI-DR2 and strong lensing: I. Time-Delay measurements
Institute for Gravitational Wave Astronomy, Henan Academy of Sciences（中国科学院引力波天文台，河南省科学院）；Deen Dayal Upadhyaya College, University of Delhi（迪恩·达亚尔·乌帕迪亚亚学院，德里大学）；Department of Physics and Astrophysics, University of Delhi（物理与天体物理系，德里大学）
本研究结合Ia型超新星、DESI-DR2重子声学振荡和强引力透镜时间延迟数据，进行模型无关的宇宙学分析，发现宇宙在95%置信水平内仍支持空间平坦，且参数拟合与ΛCDM预期基本一致。
2025-11-02 astro-ph.CO
Supernova forecast with strong lensing
在即将到来的LSST时代，我们将观测到透镜超新星（SNe）的$\mathcal{O}(100)$。本文研究了利用强透镜效应预测超新星爆发时间和天空位置的可能性。我们发现，这将是可能的，以预测的时间和位置的第四个图像的SNe产生四个图像的强透镜，结合信息，从以前的三个图像。对超新星爆发的极早期阶段（包括激波爆发）进行多信使观测是有用的。
2017-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong gravitational lensing with upcoming wide-field radio surveys
针对即将到来的射电巡天，预测强引力透镜发现率可达10^4-10^5个，并提出利用计算机视觉发现透镜及利用变源进行时间延迟宇宙学测量的策略。
2025-08-18 astro-ph.CO
Breaking the Mass-sheet Degeneracy in Time-delay Cosmology with Lensed and Unlensed Type Ia Supernovae
College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院）；Shijiazhuang Key Laboratory of Astronomy and Space Science, Hebei Normal University（河北师范大学石家庄天文与空间科学重点实验室）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本文提出利用引力透镜和未透镜Ia型超新星观测，结合高斯过程重建距离-红移关系，通过约束质量片参数λ来克服时间延迟宇宙学中的质量片退化问题。
2026-03-26 astro-ph.CO
The lensing time delay between gravitational and electromagnetic waves
最近对源自同一来源的引力波（GW）和电磁波（EM）的探测标志着天文学新的多信使时代的开始。GW和EM信号之间的到达时间差可以用来限制它们传播速度的差异，从而限制引力理论。我们研究在多大程度上可以解释的非零时间延迟的引力透镜时，视线的来源通过附近的一个大质量的物体。对于星系尺度的透镜，这种延迟变得与频率在$10^{-6}$和$10^{-9}$ Hz之间的GWs相关，这些GWs来自超大质量双星黑洞。除了脉冲星定时阵列（PTAs）检测到的GW之外，我们还希望找到一个独特的可识别的EM信号。我们表明，GW和EM信号之间的延迟可以是几天到几个月的顺序，在未来的观测范围内。这种效应可能在未来的多信使天文学探测引力传播和相互作用中变得重要。
2018-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
TDCOSMO VIII: A key test of systematics in the hierarchical method of time-delay cosmography
时间延迟宇宙学方法中系统误差的最大来源可能来自晶状体模型质量分布，其中模型的不准确选择原则上可能使$H_0$的值发生偏差。贝叶斯分层框架已被提出，结合镜头系统与运动学数据，约束在人口水平的质量分布形状。该框架已经验证了一个小样本的透镜星系从水模拟。这项工作的目标是将验证扩展到与观察到的系统一致的更一般的透镜组，以及确认该方法结合两个透镜群的能力：一个具有时间延迟信息，一个缺乏时间延迟并且具有系统不同的图像半径。为此，我们生成的样品的分析透镜的质量分布的重子+暗物质，并配合随后的模拟图像与标准的幂律模型。相应的运动学数据也被仿真。应用于时间延迟透镜的集合的分层框架允许我们校正与模型选择相关的$H_0$偏差，在基准值的$1.5σ$内找到$H_0$。然后，我们将这一组与相应的透镜系统，没有时间延迟，并有一个源在较低的$z$，导致在一个系统较小的图像半径相对于其有效半径的样本。分层框架成功地解释了这种效应，恢复了$H_0$的值，该值比单独的时间延迟集更精确（$σ\sim2\%$）和更准确（$0.7\%$中值偏移）。这一结果证实，非时间延迟透镜仍然可以通过其运动学约束对$H_0$的确定贡献有价值的约束力，假设它们来自与时间延迟集相同的全局群体。
2022-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
TDCOSMO IV: Hierarchical time-delay cosmography -- joint inference of the Hubble constant and galaxy density profiles
H 0 LiCOW合作推断通过引力透镜时间延迟哈勃常数$H_0=73.3^{+1.7}_{-1.8}$公里秒$^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，描述偏转器质量密度分布的幂律或恒星加上标准的暗物质晕。保持透镜观测量不变的质量片变换（MST）被认为是$H_0$中剩余不确定性的主要来源。我们量化任何潜在的影响MST与灵活的质量模型，最大限度地退化与H 0。我们的计算是基于一个新的层次的方法，其中MST只受恒星运动学。该方法在流体动力学模拟透镜上进行了验证。我们将该方法应用于7个镜片的TDCOSMO样品（6个来自H 0 LiCOW）并测量了$H_0=74.5^{+5.6}_{-6.1}$ km s $^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$。为了进一步限制偏转器质量分布，我们然后添加了来自SLACS样本的33个强引力透镜的成像和光谱学。对于9个SLAC透镜，我们使用解析的运动学来约束恒星的各向异性。从TDCOSMO+SLACS样本的联合分析，我们测量$H_0=67.4^{+4.1}_{-3.2}$ km s $^{-1}{\rm Mpc}^{-1}$，假设TDCOSMO和SLACS星系是从相同的母体人口。盲态H 0 LiCOW、仅TDCOSMO和TDCOSMO+SLACS分析在统计学上相互一致。TDCOSMO+SLACS分析比H 0 LiCOW或仅TDCOSMO更倾向于略微浅的质量…
2020-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Invariance transformations in wave-optics lensing: implications for gravitational-wave astrophysics and cosmology
本文研究引力波透镜波动光学区域中是否存在不变性变换，发现强信号可部分打破质量面简并并独立恢复透镜参数与$H_0$，但当前探测器约束困难，第三代探测器有望实现对$H_0$的有意义约束。
2024-11-19 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing effects on cosmological parameters and dark energy from gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）是一个有吸引力的对象，约束的暗能量的性质，在某种程度上补充其他宇宙学探测，特别是在高红移。然而，遥远伽玛暴的视星等会因沿视线方向的密度起伏而受到引力透镜的扭曲。研究了引力透镜效应对伽玛暴宇宙学参数和暗能量状态方程的影响。我们首先在不假设任何宇宙学模型的情况下标定了伽玛暴的光度关系。利用最新的Ia型超新星（SNe Ia）样品，用宇宙学方法标定了低红移伽玛暴的光度距离。我们发现，引力透镜对宇宙学参数和暗能量的确定有不可忽视的影响。引力透镜改变了宇宙学参数和暗能量的最佳拟合约束。由于高红移的伽玛暴更容易被还原，所以观测到的物质密度的最可能值$Ω_M$略低于其实际值。在$Λ$ CDM模型中，我们发现在考虑了引力透镜效应后，物质密度参数$Ω_M$将从0.30移动到0.26。引力透镜也会影响暗能量的状态方程，使其变为更负的值。我们首次利用伽玛暴将暗能量状态方程约束为红移$z\sim 8$，发现在$1σ$置信水平下，状态方程偏离$Λ$ CDM，但在$2σ$置信水平下，状态方程与$w=-1$一致.
2011-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Weak lensing effects in the measurement of the dark energy equation of state with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）对超大质量双星黑洞（SMBBH）的观测为精确宇宙学提供了新的工具。在螺旋信号中包含次主导信号谐波可以实现高精度的天空定位，大大提高了找到宿主星系并获得其红移的机会。SMBBH合并可能具有来自宽范围（$10^5 - 10^8\,\Ms$）的组件质量，在该宽范围内，参数精度变化很大。我们进行了深入的研究，以了解（一）可能的SMBBH合并的比例允许天空本地化，这取决于源的参数，以及（二）如何准确地测量$w$时，可以确定宿主星系。我们还研究了如何提高所有参数的精度时，天空位置的知识可以折叠到估计的错误。我们发现，在大多数情况下，$w$可以测量到百分之几，如果测量光度距离的唯一误差是由于LISA的仪器噪声和银河系双星的混乱背景。然而，弱透镜引起的误差将严重降低可以获得$w$的精度，强调需要减轻弱透镜效应的方法来利用LISA的全部潜力。
2010-06-17 astro-ph.CO gr-qc
High accuracy on $H_0$ constraints from gravitational wave lensing events
鉴于在多信使天文学中新开辟和迅速增长的引力波窗口，为了充分利用我们所提供的新机会，需要新的想法来更好地和更深入地利用我们所处理的最先进的探测器。遵循这一目标，在这里，我们提出了一种方法来约束宇宙学背景，特别是哈勃常数，由未来的观测引力透镜辐射发射的一个单一的源在引力波和电磁制度。事实上，引力波辐射的透镜效应可以在相应的波形中留下清晰的印记，我们想分析这种测量是否可以成功地用于更好地约束宇宙学背景。因此，利用波动光学的引力波透镜信号，和标准的几何光学近似的电磁，我们研究了不同的宇宙学参数的影响的值的到达时间延迟由于引力透镜，给定特定的引力波频率，质量模型的透镜，红移和位置（相对于透镜）的源。虽然引力波的透镜率预计是低的，我们表明，即使是一个单一的透镜事件，结合先前的$Ω_m$从\textit{Planck}，可以为我们提供一个不确定性$H_0$与目前的独立探测器在“悲观”的情况下（脉冲星群类似于目前的脉冲星定时阵列状态），在乐观的情况下，小两个数量级（观察到的恒星数量与平方公里阵列的预期数量一样大）。因此，它在解决哈勃紧张关系中的作用可能是决定性的。
2020-11-04 astro-ph.CO
The first simultaneous measurement of Hubble constant and post-Newtonian parameter from Time-Delay Strong Lensing
强引力透镜一直是宇宙学模型和引力的有力探索。到目前为止，已经分别获得了任一域中的约束。我们提出了一种新的方法，通过它的宇宙学模型，特别是哈勃常数，和后牛顿参数可以同时约束。利用强透镜的时间延迟天体照相术，结合偏转透镜的恒星运动学，我们证明了哈勃常数和后牛顿参数分别包含在反映透镜质量和动力学质量的两个距离比中。通过对H0 LiCOW合作组公开发布的4个透镜距离后验的再分析，得到了哈勃常数和后牛顿参数的同时约束。我们的结果表明，没有偏离广义相对论，具有哈勃常数的$γ_{\texttt{PPN}}=0.87^{+0.19}_{-0.17}$有利于本地宇宙值，$H_0=73.65^{+1.95}_{-2.26}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。最后，我们预测的鲁棒性的重力测试，通过使用时间延迟强透镜的约束，我们预计在未来几年。我们发现，40个透镜的联合约束能够达到后牛顿参数的$7.7\%$和哈勃常数的$1.4\%$的数量级。
2020-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
