Beyond Concordance Cosmology with Magnification of Gravitational-Wave Standard Sirens
我们展示了未来的引力波探测器将如何能够区分和谐LCDM宇宙模型和最新的竞争替代品，例如动态暗能量模型（DE）或修改的引力理论（MG）。我们的方法包括使用弱透镜放大效应，它会影响标准警报信号，因为它会穿过宇宙的大尺度结构。作为一个示范，我们提出的约束DE和MG从建议的引力波探测器，即ET和DECIGO/BBO。
2013-03-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrino Mass from Cosmology: Probing Physics Beyond the Standard Model
宇宙观测的最新进展使我们即将发现中微子质量的绝对尺度。非零中微子质量是标准模型之外的新物理学的已知证据。在过去的十年中，我们对大质量中微子存在下物质聚集的理解有了显着的提高，产生了比任何实验室实验都更严格的宇宙学约束，并且在未来十年中将显着提高，从而保证了绝对中微子质量尺度的检测。
2019-03-08 astro-ph.CO hep-ph
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
Beyond Standard Inflationary Cosmology
暴胀的情况并不是早期宇宙宇宙学的唯一范式，它与当前的观测结果是一致的。将提出任何成功的早期宇宙模型必须满足的一般标准。各种方法，包括通货膨胀，将满足这些条件。然后，我们将论证，如果用超弦理论在基本水平上描述自然，那么将出现一个没有初始时空奇点的宇宙学，并且可能实现一个不包括暴胀的结构形成情景。
2018-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Post-collapse perturbation theory in 1D cosmology -- beyond shell-crossing
本文发展了一种新的微扰理论（PT）处理方法，它可以描述一维宇宙学情况下大尺度结构穿过壳层后的引力动力学。从冷的初始条件开始，物质分布的运动在早期阶段遵循单流状态，在一维中，可以通过一阶拉格朗日微扰（即Zel'dovich解）精确描述。然而，单股流不再持有后壳穿越和适当的帐户的多股流是必不可少的崩溃后的动态。在本文中，扩展Colombi（2015，MNRAS 446，2902）的先前工作，我们提出了一个微扰描述后，壳层交叉的宇宙学设置中的多流。此外，我们引入了一个自适应平滑计划来处理相空间结构的体属性。该方案中的过滤尺度与后崩溃区域中的下一个交叉时间有关，这是根据我们的PT计算估计的。我们的PT治疗结合自适应平滑说明在几种情况下。预测模拟相比，我们发现，崩溃后PT与自适应平滑再现功率谱和相空间结构非常好，即使在小尺度上，Zel'dovich解决方案大大偏离模拟。
2017-01-31 astro-ph.CO
Constraints on cosmology beyond $Λ$CDM with kinetic Sunyaev Zel'dovich velocity reconstruction
本文利用 Planck 和 unWISE 数据通过动力学 Sunyaev Zel'dovich 速度重建，对超越 ΛCDM 的多种宇宙学情景给出约束，包括排除 Gpc 尺度空洞、限制本征偶极、排除物质-辐射等曲率解释，并约束原初非高斯性和补偿等曲率扰动幅度。
2024-08-09 astro-ph.CO
Les Houches Lectures on Physics Beyond the Standard Model of Cosmology
在这些讲座中，我回顾了λ-冷暗物质模型的各种扩展，其特征是在暗区增加了光的自由度。为了重现太阳系中GR的成功现象，这些领域必须有效地从太阳系/实验室尺度上的物质解耦。这是通过筛选机制实现的，该机制依赖于自相互作用和与物质的耦合之间的相互作用来抑制与标准重力的偏差。新的自由度的表现敏感地依赖于它们的环境，这反过来又导致了引人注目的实验特征。
2013-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic Shear Cosmology Beyond 2-Point Statistics: A Combined Peak Count and Correlation Function Analysis of DES-Y1
我们约束宇宙学参数的联合宇宙剪切分析的峰值计数和两点剪切关联函数，从暗能量调查（DES-Y1）测量。我们发现的结构生长参数$S_8\equiv σ_8\sqrt{Ω_{\rm m}/0.3} = 0.766^{+0.033}_{-0.038}$，在4.8%的精度，提供了一个最严格的约束$S_8$从DES-Y1弱透镜数据。在我们基于模拟的方法中，我们确定了预期的DES-Y1峰计数信号的范围内的宇宙学采样的四个$w$ CDM参数（$Ω_{\rm m}$，$σ_8$，$h$，$w_0$）。我们还确定了联合协方差矩阵超过1000实现在我们的基准宇宙学。与模拟DES-Y1数据，我们校准的光度红移和剪切校准的峰值计数的不确定性的影响，边缘化这些不确定性在我们的宇宙学分析。使用专用的训练样本，我们表明，我们的测量是不受质量分辨率限制的模拟，我们的约束是强大的重子反馈效果的不确定性。准确的建模的影响，内在的路线上的层析峰值计数仍然是一个挑战，目前限制了我们的开发高，低红移箱之间的交叉相关峰值计数。我们证明，一旦校准，一个完整的断层联合峰值计数和关联函数分析有可能达到3%的精度$S_8$ DES-Y1。我们的方法可以采用任何统计模型，是敏感的剪切场编码的非高斯信息。为了加速这些超越两点宇宙剪切研究的发展，我们的模拟可应要求提供给社区。
2021-06-03 astro-ph.CO
Beyond the standard $Λ$CDM cosmology: the observed structure of DM halos and the shape of the power spectrum
观测天文学的最新进展允许研究各种暗物质（DM）占主导地位的对象，从矮球状（dSph）星系到跨越$10^{6} M_{\odot}$到$10^{15} M_{\odot}$质量范围的星系团。为了分析这个潜水员收集的对象的数据，我们使用了一个简单的玩具模型的球形DM晕形成，最初提出的皮布尔斯。这个模型引入了晕形成的历元或红移的概念。利用这一概念，我们分析了选定的样品DM占主导地位的对象，我们发现的经验之间的相关性维里质量，$M_{vir}$，晕和基本参数的核心，即平均DM密度，压力和熵。这些相关性是所有这些物体相似进化的自然结果。它主要是由引力相互作用驱动的，这意味着晕的形成过程和内部结构具有高度的自相似性。我们证实了CDM-样的形状的小规模和大规模的功率谱。然而，我们的重建所观察到的对象的演化历史不同于期望的标准$Λ$ CDM宇宙学，需要一个多组分的DM或一个更复杂的原始功率谱的密度扰动与显着过剩的权力在星系团的尺度和更大。我们证明了一个模型与适当的组合的重DM粒子（CDM）和DM粒子与大阻尼尺度（HDM）可以提供一个成功的描述的观测数据在广泛的质量。
2017-03-27 astro-ph.CO
The THESAN-ZOOM project: Star-formation efficiencies in high-redshift galaxies
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；York University（约克大学）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦阿纳尼天体物理研究所）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Institute for Fundamental Physics of the Universe（基础物理宇宙研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；University of Cambridge（剑桥大学）
THESAN-ZOOM项目通过高红移星系模拟，发现恒星形成效率与晕体质量存在双幂律关系，并揭示了中性气体的KS关系及恒星反馈对星际介质的影响。
2025-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutrino mass constraints beyond linear order: cosmology dependence and systematic biases
我们展示了扩展星系团簇和CMB透镜预测从线性到下一个领导阶功率谱预测中微子质量约束的影响。我们采用的红移空间单圈功率谱模型需要增加四个自由偏置参数、一个速度偏置参数和两个新的随机参数。这些额外的干扰参数明显地削弱了对$M_ν$的约束。CMB透镜在帮助减轻这些简并并收紧最终约束方面起着重要作用。对再电离$τ$的光学深度的约束对对$M_ν$的约束有很强的影响，但只有当CMB透镜作用包括在分析中以保持退化与滋扰参数受控时。我们还提取约束条件时，1）使用的BAO签名仅作为一个距离探针，2）隔离的功率谱的尺度依赖性，这，如在以前的工作中所示，提供了一个宇宙学无关的探测$M_ν$。除了后者的所有约束仍然强烈敏感的假设平坦的$Λ$ CDM宇宙。我们进行了一个分析的位移的大小，在推断的$M_ν$值时忽略非线性校正，并表明，对于一个欧几里德一样的调查，这种转变变得大致等于1 $σ$约束本身，即使与保守的截止尺度$k_{max} = 0.1~h~{\rm Mpc}^{-1}$。我们还进行了适当的预期偏差中微子质量所造成的不包括下一个，2圈的顺序和预期的移位只有约20%的1 $σ$错误的$k_{max}=0.2~h~{\rm Mpc}^{-1}$在一个类似于欧几里德的调查。
2021-06-03 astro-ph.CO
Confronting the concordance model of cosmology with Planck data
我们面对宇宙学的和谐（标准）模型，空间平坦的$Λ$ CDM宇宙与幂律形式的原始谱与普朗克CMB角功率谱数据搜索可能的光滑偏差超出的灵活性的标准模型。从和谐宇宙学的偏离是在交叉统计的背景下建模的，并且该偏离的统计显著性被用作检验标准模型与普朗克数据的一致性的度量。衍生的交叉功能表明，存在一些广泛的功能，超出了一致性模型的期望角谱。我们的结果表明，宇宙学的和谐模型是一致的普朗克数据只有在2至3 $σ$的置信水平，如果我们允许从和谐模型给出的角功率谱的平滑偏差。这可能是由于随机波动，或者可能暗示原始光谱中的平滑特征，或者偏离标准模型的另一个方面。最佳拟合交叉函数表明，就一致性模型而言，低$\ell$和高$\ell$下的数据均缺乏把握度。这暗示我们可能需要在前景建模中进行一些修改，以解决高$\ell$时的显著不一致性。然而，在高$\ell$的一些系统学的存在可能是我们在分析中发现的偏差的另一个原因。
2014-01-29 astro-ph.CO
Les Houches on Dark Universe 2025: Elements of cosmology beyond FLRW
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）
本文讨论FLRW模型在解释宇宙膨胀动力学和光传播运动学方面的局限性，并介绍反作用和拟合问题的相关结果。
2026-06-08 astro-ph.CO gr-qc
From multiferroics to cosmology: Scaling behaviour and beyond in the hexagonal manganites
我们发现，在多铁性六方锰氧化物中的反常铁电相变表现出与早期宇宙理论中所提出的相同的破缺特性。我们提出了一个分析的Kibble-Zurek理论的拓扑缺陷形成的六角锰氧化物，讨论的条件确定的冷却速率范围内，Kibble-Zurek行为是预期的，并表明，最近的文献数据与我们的预测是一致的。我们第一次探索实验我们的知识的交叉出Kibble-Zurek政权，并发现一个令人惊讶的“反Kibble-Zurek”的行为。
2012-04-17 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-th
Dipole Cosmology: The Copernican Paradigm Beyond FLRW
本文提出偶极宇宙学原理，以四个方程推广 FLRW，构建含倾斜与各向异性剪切的 Bianchi V/VII_h 模型，并发现晚期加速中宇宙流可在剪切衰减时增长。
2023-07-14 astro-ph.CO hep-th
Beyond AI as Assistants: Toward Autonomous Discovery in Cosmology
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学凯斯勒宇宙研究所）；Cavendish Astrophysics, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许天体物理研究所）
本文提出两种互补的智能体系统（CMBEvolve和CosmoEvolve），通过LLM引导的代码进化与树搜索以及虚拟多智能体研究实验室，实现宇宙学中的自主科学发现，并在弱引力透镜异常检测和ACT DR6数据分析中展示了初步成果。
2026-06-01 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.AI
Beyond the $Λ$CDM cosmology: complex composition of dark matter
暗物质（DM）粒子的质量和组成以及密度扰动功率谱的形状和阻尼尺度可以从最近对DM主导的弛豫天体--矮星系和星系团的观测中估计。我们证实了dSph星系的速度色散与质量为$m_w\sim 15 - 20keV$的DM粒子的可能存在相一致。更复杂的分析利用众所周知的DM晕形成的半分析模型来描述相应物体的基本性质并估计其形成的红移。对于DM晕，这种红移是由它们的质量和初始密度扰动的功率谱决定的。这种相关性使我们能够部分地重建小尺度扰动谱。我们认为，包括$\sim 40$ DM占主导地位的星系和$\sim 40$星系团的适当的观测对象的可用样本，我们表明，这些对象的观察到的特性是不一致的标准$Λ$ CDM宇宙学模型的期望。然而，他们是一致的，一个更复杂的DM模型与热DM的显着贡献-类似的功率谱相对较大的阻尼尺度（$\sim 10 - 30Mpc$）。DM的HDM分量减速，但不阻止低质量物体的形成。这些初步的推论需要一个更具代表性的观测数据来证实，如果可能的话，观测数据应该包括DM主导的中等质量的天体$M\sim 10^{10} - 10^{12} M_\odot$。将观测到的这类天体的性质与数值模拟结果进行比较，将能更详细地了解DM晕的形成过程。
2014-08-21 astro-ph.CO
Cosmology in beyond-generalized Proca theories
超广义Proca理论是二阶有质量矢量张量理论（简称广义Proca理论）的推广，除了两个张量极化外，还具有两个横向矢量模和一个纵向标量。即使有这种扩展，传播的自由度保持不变的各向同性的宇宙学背景下没有奥斯特罗格拉茨基不稳定性。我们研究的宇宙学超越广义普罗卡理论，特别注意后期宇宙加速的动力学和观测结果。我们推导出避免鬼和张量，矢量和标量扰动的不稳定性的条件，并讨论可行的参数空间在具体的模型，允许暗能量状态方程小于$-1$。这些扰动的传播速度受到超出广义Proca理论域的修改。标量和物质声速之间存在混合，但这种混合在宇宙膨胀历史的大部分时间里都被抑制，而不会引起新的不稳定性。另一方面，我们发现，衍生的相互作用所产生的超越广义普罗卡理论引起了重要的修改宇宙的增长历史。由于引力相互作用的实现弱于广义Proca理论，物质扰动的增长率可以与红移-空间畸变数据相容。因此，有可能将超越广义Proca理论中的暗能量模型与广义Proca理论中的对应物以及与$Λ$ CDM模型区分开。
2017-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the universality of the halo mass function beyond $Λ$CDM cosmology
本研究利用高分辨率$N$-body模拟，在$w$CDM及修改原初物理的模型下验证了friends-of-friends halo在peak height表示下的丰度普适性，发现在特定参数范围内偏离基准轨迹不超过5%。
2025-07-01 astro-ph.CO
Enabling matter power spectrum emulation in beyond-$Λ$CDM cosmologies with COLA
我们比较和验证COLA（COmoving拉格朗日加速度）模拟对现有的仿真器在文献中，即Beclid和欧几里得仿真器2。我们的分析集中在非线性响应函数上，即，给定宇宙学中的非线性暗物质功率谱与预定义的参考宇宙学之间的比值，本文选择该参考宇宙学作为Euclid Emulator 2参考宇宙学。我们改变三个宇宙学参数，总物质密度，原始标量扰动的振幅和光谱指数。通过比较COLA非线性响应函数与在红移范围$0 \leq z \leq 3$内从每个模拟器计算的响应函数，我们发现，只要物质功率谱与参考宇宙学的偏差不太大，COLA方法与这两个模拟器在$k \sim 1 \ h$ /Mpc尺度下的响应函数是非常一致的。我们通过改变中微子质量的总和为三个不同的值，$0.0$ eV，$0.058$ eV和$0.15$ eV，验证了在我们的COLA模拟中实现的大质量中微子。我们表明，在这项工作中使用的所有三个非线性处方同意在$1\%$水平在$k \leq 1 \ h$ /Mpc。然后，我们介绍了有效场理论的暗能量在我们的COLA模拟使用PDMATHAMT-体规范方法。我们考虑了两种不同的修正引力模型，在这些模型中，结构的增长在小尺度上被增强或抑制，并表明在这些模型中，相对于修正引力参数的变化的响应函数弱依赖于宇宙学参数。
2022-09-01 astro-ph.CO
Precision cosmology with baryons: non-radiative hydrodynamics of galaxy groups
重子对物质功率谱的影响可能会对未来的星系调查产生可观察到的影响，如欧几里得或LSST。作为迈向完全预测理论的第一步，我们研究了非辐射流体动力学对星系群大小的晕结构的影响，这对弱透镜功率谱的贡献最大。我们进行高分辨率（超过一百万个粒子每晕和一千秒差距的分辨率）的非辐射流体动力学放大模拟的样本16晕，比较流行的分析模型的配置文件。我们发现，总的质量配置文件是很好地拟合纳瓦罗，弗伦克和怀特模型，与参数略有修改的暗物质唯一的模拟。我们还发现，小松和Seljak流体静力学解决方案提供了一个很好的适合的气体剖面，但显着的偏差，所产生的强大的湍流混合的核心和非热，湍流压力支持在郊区。湍流能量随半径呈浅的线性上升，并与晕形成时间相关。仅使用三个主要的结构晕参数作为变量（总质量，浓度参数和中心气体密度），我们可以预测精度优于20%的个别气体的密度和温度分布。对于与功率谱计算相关的平均总质量分布，我们甚至达到了1%的精度。这些预测的鲁棒性已被测试对分辨率的影响，不同类型的初始条件和流体动力学计划。
2017-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology with the largest galaxy cluster surveys: Going beyond Fisher matrix forecasts
我们做了第一个详细的MCMC似然宇宙学的约束，预计从一些最大的，正在进行的和拟议的，集群调查在不同的波段和比较流行的Fisher矩阵预测的估计。模拟目录的集群计数预计从调查- eROSITA，WFXT，RCS 2，DES和普朗克，以及模拟数据集的后续质量校准进行了分析。只有在极小模型的情况下，MCMC和Fisher结果之间才有较好的一致性。然而，在许多情况下，从Fisher和MCMC方法获得的边缘化约束可以相差30- 100%的因子。对于依赖于时间的暗能量状态方程w（a），这种差异可能大得惊人;可以看出，Fisher方法低估了约束，低估了4- 5倍。通常情况下，费舍尔估计变得越来越不合适，因为我们从LCDM，到恒定w的暗能量到变化w的暗能量宇宙学。Fisher分析也预测了不正确的参数退化。从质量校准不确定性的角度来看，关于平均质量可观测关系的未知散射的高值及其红移依赖性，被认为与宇宙学参数σ_8和w（a）具有大的简并性，并且可以大大降低宇宙学约束。我们发现，除了质量校准的集群数据集可以改善暗能量和sigma_8的限制的2- 3倍，从可以得到的CMB+SNe+BAO相比，只有。由于，未来的聚类调查的细节仍在计划中，我们强调，最佳的调查设计必须使用MCMC分析，而不是Fisher预测。[删节]
2013-02-06 astro-ph.CO
Snowmass2021 Theory Frontier White Paper: Data-Driven Cosmology
在过去的几十年里，天文学和宇宙学的数据集通过为暗物质、暗能量和非零中微子质量的存在提供强有力的证据，坚定地建立了粒子物理学标准模型之外的物理学的存在。此外，原始扰动的产生很可能也依赖于粒子物理学的标准模型之外的物理学。理论工作，从导致新的现象学预言的弦论早期宇宙模型，到有效场论的发展，再到包括星系演化物理学在内的大尺度宇宙学模拟，在分析和解释这些数据集以及提出新的前进道路以分离这种新物理学的起源方面发挥了关键作用。在接下来的十年里，甚至更敏感的调查也开始收集数据，并正在计划中。在本白皮书中，我们描述了从这些新的观测机会中优化物理学投资回报所需的理论计划的关键领域。
2022-03-15 astro-ph.CO
Perturbative unitarity and NEC violation in genesis cosmology
对宇宙学中零能条件违反的探索，可以丰富我们对极早期宇宙和相关引力理论的认识。尽管在"超越Horndeski“理论中可以实现完全稳定的NEC破坏，但UV完备理论的一些基本性质或有效场论（EFT）的一致性要求是否允许NEC破坏仍然是一个悬而未决的问题。我们调查的树级微扰酉稳定NEC违反的背景下，伽利略和“超越Horndeski”的起源宇宙学，其中宇宙是渐近闵可夫斯基在过去。我们发现，微扰么正性的约束意味着，我们可能需要一些未知的新的物理低于EFT的截止尺度以外的“超越Horndeski”运营商所代表的。
2022-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Properties beyond mass for unresolved haloes across redshift and cosmology using correlations with local halo environment
暗物质晕的结构和动力学性质，虽然在理解大尺度结构形成的重要组成部分，需要更保守的粒子分辨率比单独晕质量所需的模拟。这减少了模拟的参数空间，对于下一代大型巡天所需的高红移和大体积模拟更为严重。在这里，我们将红移和宇宙学的依赖到一个算法，分配准确的晕属性，如浓度，自旋，速度和空间分布的次分辨率晕在模拟。通过专注于获得与晕质量和在$4 \times$晕半径处测量的局部潮汐各向异性$α$的正确相关性，我们的方法还将恢复这些小尺度结构特性与大尺度环境的相关性，即，所有尺度下的晕圈组件偏差均大于$5 \times$晕圈半径。我们发现晕的性质分布是普遍的红移和宇宙学。通过将该算法应用于大体积模拟$(600 h^{-1}{\rm Mpc})$，我们可以访问$30-500$粒子晕，从而在$z=2-4$上获得一个数量级的晕质量和两到三个数量级的数密度。这种技术降低了估计协方差矩阵、弱透镜研究或任何具有较小质量晕的大规模聚类分析所需的模拟成本。
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Nonstandard cosmologies from physics beyond the Standard model
现代宇宙学是建立在具有重子合成和暗物质/能量的暴胀模型的基础上的，它意味着粒子对称性在标准模型之外的扩展。现代宇宙学的物理基础研究是在加速器上直接探索新物理和非加速器的间接探索相结合的，其中粒子模型的宇宙学结果起着重要的作用。粒子模型的宇宙学后果不可避免地超出了“标准”宇宙学$Λ$ CDM模型和一些可能的功能，这种“非标准”宇宙学的情况下，是本简要评论的主题。
2016-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Beyond two-point statistics: using the minimum spanning tree as a tool for cosmology
大尺度结构的宇宙学研究依赖于两点统计，没有充分利用宇宙网的丰富结构。在本文中，我们将展示如何使用最小生成树（MST）来捕获一些宇宙网络信息，首次使用它来估计模拟中的宇宙学参数。暗物质的离散示踪剂，如星系，$N$ -体粒子或晕被用作节点，以构建一个独特的图形，MST，跟踪骨骼结构。我们研究的依赖关系的MST的宇宙学参数使用晕从一套COLA模拟与$250\ h^{-1}{\rm Mpc}$的盒子大小，不同的振幅的标量波动$\left(A_{\rm s}\right)$，物质密度$\left(Ω_{\rm m}\right)$，和中微子质量$\left(\sum m_ν\right)$。针对$0.125$和$0.5$ $h{\rm Mpc}^{-1}$之间的波数测量功率谱$P$和双谱$B$，同时将$\sim12.6$的相应下切$h^{-1}{\rm Mpc}$应用于MST。来自各个方法的约束相当相似，但当组合时，我们看到$Ω_{\rm m}$上的$\sim 17\%$（$\sim 12\%$）和$A_{\rm s}$上的$\sim 12\%$（$\sim 10\%$）相对于$P$（$P+B$）的改进的$1σ$约束，从而表明MST提供了额外的信息。MST可应用于当前和未来的3D光谱测量（BOSS、DESI、Euclid、PSF、WFIRST和4 MOST）和层析壳中的光度测量（DES和LS…
2019-11-30 astro-ph.CO
Beyond 3$\times$2-point cosmology: the integrated shear and galaxy 3-point correlation functions
本文提出星系与宇宙剪切的积分三点相关函数新统计量，建立微扰理论模型并用模拟验证其有效性，证明其能在DES-Y3类巡天中显著提升宇宙学参数约束。
2023-05-26 astro-ph.CO
Data Preservation for Cosmology
我们描述了保存宇宙学数据集和模拟的需求和机会，并促进他们的联合分析超出了个别项目的生命周期。我们建议能源部资助一个新的宇宙学数据存档中心，以协调多个能源部计算设施的这项工作。
2022-03-15 astro-ph.CO physics.comp-ph
Exploring New Physics Beyond the Standard Cosmology with Dark Energy Survey Year 1 Data
利用暗能量巡天（DES Y1）第一年的最新数据，我们试图探索在标准宇宙学之外是否存在新的物理，并在三种不同的宇宙学模型中调和DES Y1和普朗克数据集之间的$σ_8$张力。结合来自DES Y1的星系团和弱引力透镜数据以及其他宇宙学观测，包括宇宙微波背景辐射，重子声学振荡，Ia型超新星（SNe Ia）和普朗克透镜，我们发现：（i）对于相互作用的暗能量模型，我们对修改后的物质膨胀率$ε=-0.00004\pm 0.00031$有一个更新的约束，（ii）对于粘性暗能量模型，得到了迄今为止在$2σ$置信水平下对体粘滞系数$η<0.00152$的最严格约束;（iii）对于动力学暗能量模型，我们对典型参数$β=-0.04\pm0.12$的约束意味着仍然没有动力学暗能量的证据。同时，我们发现，$σ_8$张力可以有效地缓解在上述三个替代品，分别约束它们与DES Y1和普朗克数据集。
2021-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmology with Intensity Mapping via Statistics Beyond the Power Spectrum in the SKAO Era
本文综述了利用高阶统计量（如体素强度分布、双谱等）从21厘米强度映射中提取非高斯信息的方法，并预测了SKAO观测对这些统计量的探测能力。
2026-10-02 astro-ph.CO
Can decaying dark matter scenarios alleviate both $H_0$ and $σ_8$ tensions?
目前宇宙学中的紧张局势，包括$H_0$和$σ_8$，提供了一个强有力的理由来怀疑存在超越宇宙学标准模型（$Λ$ CDM）的物理学。在本文中，我们调查，如果有这些紧张局势之间的关系，并超越冷暗物质的情况。为了模拟非CDM，我们假设一个衰变的暗物质（DDM）是不稳定的，可能会衰变成两个子粒子，冷暗物质，温暖的暗物质，和暗辐射的组合，探索一个广阔的时代的可能性。我们根据CMB数据检查了我们的模型，可以表明衰变的暗物质似乎不是解决宇宙学紧张局势的有希望的候选者。
2022-03-17 astro-ph.CO
Early Cosmology Constrained
我们通过探索除了$Λ$ CDM模型中的能量密度之外，还可以在不同的组分中放置多少额外的能量密度来研究我们对早期宇宙宇宙学的认识。为了做到这一点，我们使用了一种方法来分离早期和晚期宇宙的观测数据中包含的信息，从而显着减少模型的依赖性的结论。我们发现早期宇宙在复合时额外能量分量的95%可信区是：非加速的额外流体密度参数$Ω_{\rm MR} < 0.006$和额外辐射参数化的额外有效中微子种$2.3 < N_{\rm eff} < 3.2$（当施加平坦性时）.因此，我们的限制表明，即使在这种基本上与模型无关的方式分析数据时，在早期宇宙中隐藏$Λ$ CDM之外的额外能量成分的可能性也受到当前观测的严重限制。我们还发现，标准的标尺，辐射阻力下的声视界，可以很好地确定的方式，不依赖于晚时间宇宙的假设，但强烈依赖于早期的物理，特别是对额外的组件，表现得像辐射。我们发现，用这种方法确定的标准尺长是$r_{\rm s} = 147.4 \pm 0.7$ Mpc，如果辐射和中微子的成分是标准的，但不确定性增加了一个数量级时，允许非标准的暗辐射成分，$r_{\rm s} = 150 \pm 5$ Mpc。
2016-11-01 astro-ph.CO
Cosmology with a successful Vainshtein screening in theories beyond Horndeski
我们提出了一个暗能量模型，其中标量场$ϕ$具有非线性自相互作用，并存在与Ricci标量的声子耦合。这属于Horndeski之外的一个理论子类，它将协变的伽利略理论和Brans-Dicke理论作为具体的案例。我们推导出从辐射时代到今天标量声速平方$c_{\rm s}^2$为正的条件。由于$c_{\rm s}^2$仍然小于1的数量级，偏离Horndeski理论不会引起规范不变引力势的剧烈振荡。在这种情况下，在低红移的物质扰动的演变是类似的耦合暗能量的情况下，与增强的引力相互作用。在具有物质源的球对称背景下，场自相互作用的存在抑制了第五种力在Vainshtein半径内的传播。我们估计一个允许的参数空间中，该模型可以兼容太阳系的约束，同时满足条件的背景和扰动的宇宙学可行性。
2016-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Neutrino masses and beyond-$Λ$CDM cosmology with LSST and future CMB experiments
未来十年的宇宙学测量将使我们能够揭示宇宙的内容和演化。宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡的补充测量，预计将允许在平坦的$Λ$ CDM模型的框架内间接确定中微子质量的总和。然而，与$Λ$ CDM的可能偏差，例如非零的宇宙学曲率或具有$w\neq -1$的暗能量状态方程，将在宇宙的膨胀率和物质的聚集上留下类似的印记。我们展示了未来的CMB测量如何与大型综合巡天望远镜的星系团和宇宙切变的后期测量相结合，以减轻这种简并性。在这个更一般的宇宙学模型中，它们预计将把中微子质量总和的不确定性降低到30 meV。要实现最小60 meV质量的3 $σ$测量（或假设$w=-1$为4 $σ$），需要对再电离的光学深度进行五倍改进的测量，这可以通过大规模CMB偏振测量获得。
2018-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Non-singular Cyclic Cosmology without Phantom Menace
本文综述了循环宇宙学的最新进展。广义相对论中典型的非奇异循环模型需要具有负有效能量密度的非常规流体，以抵消物质成分并导致非奇异反弹。然而，这种非常规流体的存在通常会导致量子不稳定性，并使理论不明确。在目前的工作中，我们遵循另一种方式，获得两个场景的非奇异循环宇宙演化的引力理论超越广义相对论的背景下。自由度检验表明，这两个模型不受幻影威胁的影响。我们的分析表明，如果循环宇宙学描述整个宇宙，超越爱因斯坦的引力理论可能是预期的。
2011-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Beyond standard models in cosmology (In French)
目前对基本相互作用的描述是基于两种处于标准模型地位的理论。电磁和核的相互作用是在量子水平上由粒子物理学的标准模型描述的，使用的工具包括规范理论和希格斯机制的自发对称性破缺。另一方面，引力相互作用由广义相对论描述，它基于经典水平上的时空动力学描述。虽然这些模型在太阳系实验中得到了高精度的验证，但它们存在一些理论上的缺陷，并且在普朗克尺度和宇宙学尺度上缺乏预测能力;因此它们不再被视为基本理论。由于宇宙学的现象学涉及这两个极端尺度，因此它是一个很好的实验室，可以探索超越这些标准模型的理论。本文第一部分主要研究宇宙弦，即早期宇宙中大统一理论在自发对称性破缺过程中形成的拓扑缺陷。我特别展示了如何研究这些缺陷，同时考虑到导致其形成的粒子物理模型的完整结构，超越了简化的玩具模型的标准描述。第二部分致力于构建和检验与伽利略模型相关的不同的修正引力理论，该模型特别试图解释暗能量现象学。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Cosmology beyond $Λ$CDM using the SKA
宇宙学原理指出，宇宙在大尺度上是统计均匀和各向同性的。目前有许多意见表明偏离了这一原则。已经证明，这些观测中的许多都可以通过调用超视界宇宙学扰动来解释，并且可能与大爆炸范式相一致。值得注意的是，这些模式同时解释了观测到的哈勃张力，即，哈勃参数的直接和间接测量之间的差异。我们提出了几个测试的宇宙学原理使用SKA。特别是，我们可以可靠地提取的偶极子各向异性的信号分布的射电星系。超视界扰动还预测了一个显着的红移依赖的偶极信号，可以很好地测试的信号的再电离和暗时代的研究使用SKA。我们还建议研究无线电星系轴的排列，以及它们的综合偏振矢量的距离尺度范围从几个百万分之一到全球粒子速度。我们讨论数据分析技术，可以可靠地从数据中提取这些信号。
2023-03-29 astro-ph.CO gr-qc
Horndeski theory and beyond: a review
本文综述了Horndeski理论及其推广的最新进展，它为我们提供了一个系统的引力标量-张量理论的理解，也为我们探索广义相对论之外的天体物理学和宇宙学提供了一个强有力的工具。本文综述了广义Galileons、Horndeski理论的重新发现、Horndeski理论中的宇宙学扰动、违反零能条件的宇宙学、简并高阶标量张量理论及其在GW 170817之后的地位、Horndeski理论中的Vainshtein机制以及多毛黑洞解。
2019-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Summary & Outlook: Particles and Cosmology
我们回顾了在这次会议上提出的关于强相互作用和电弱相互作用、味物理、宇宙射线和宇宙学的新结果，重点是标准模型之外的物理。特别强调的是粒子物理学的标准模型和最近的结果，高能量宇宙射线和它们的影响，暗物质的希格斯部门。
2010-03-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The interplay between cosmology, particle physics and astrophysics
随着标准模型之外的物理学线索成为未来大规模项目背后的主要驱动力，考虑所有证据来源和约束条件变得越来越重要。在这里，我说明了考虑粒子物理学，宇宙学和天体物理学之间的联系的重要性，主要是通过两个例子：1）不育中微子及其对宇宙学的影响，和2）511千电子伏线从电子正电子湮没在银河系中心。
2018-11-09 astro-ph.CO hep-ph
On Probability and Cosmology: Inference Beyond Data?
现代科学宇宙学推动了知识和可知的边界。这引发了对科学知识本质的质疑。一个核心问题是什么定义了一个“好”的模型。当解决宇宙或其初始状态的全局性质时，这成为一个特别紧迫的问题。如何评估宇宙作为一个整体的概率在经验上是模糊的，因为我们只能检查正在研究的系统的一个单一实现的一部分：在某个时候，数据会用完。我们回顾了将贝叶斯统计解释应用于整个宇宙的基础知识。我们认为，传统的贝叶斯模型推理方法在这种情况下通常会失败，并且无法解决，例如，暴胀宇宙学中所谓的“测量问题"在这些情况下，隐含的和非经验的估值不可避免地进入模型评估。这破坏了执行贝叶斯模型比较的可能性。因此，人们必须要么保持沉默，要么追求更一般形式的系统和合理的模型评估。我们概述了一个广义的公理贝叶斯模型推理框架，基于数学格。这扩展了基于经验数据（证据）的推断，以额外考虑模型结构（优雅性）和模型可能性空间（有益性）的属性。我们提出这是一个自然的和理论上动机良好的框架，引入一个明确的，理性的方法，理论模型的偏见和推理超越数据。
2018-12-10 astro-ph.CO gr-qc physics.data-an
Beyond Gaps and Bumps: Spectral Siren Cosmology with Non-Parametric Population Models
本研究提出一种非参数化谱警报方法，利用GWTC-3 BBH探测数据和分箱高斯过程模型，在无天体物理假设下约束宇宙学膨胀，结合GW170817将哈勃常数精度提升1.4倍。
2024-04-22 astro-ph.CO gr-qc
Beyond the Standard Model of Physics with Astronomical Observations
观测宇宙学最近取得了重大进展。这反过来又为早期宇宙及其演化提供了前所未有的图景。在这篇评论中，我将提出一个（有偏见的）观点，如何使用这些观测结果来约束基础物理，特别是超越标准模型的物理。
2013-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Near-Field Cosmology with the Lowest-Mass Galaxies
“近场宇宙学”的前提是，在逐星基础上研究附近的低质量星系，其影响远远超出了本地宇宙，包括暗物质的性质，第一颗恒星的生命和死亡，宇宙再电离，以及整个宇宙时间的星系形成。为了响应Astro 2020对科学白皮书的呼吁，我们提供了近场宇宙学中几个主要问题的高层次概要，未来十年及以后变革性进展的潜力，以及实现这些目标的机制。我们的建议包括：㈠从单个恒星的视线和横向速度的大样本中以及从附近矮星系的空间分辨气体观测中获得运动学信息，以直接为我们了解深度非线性区域中的暗物质相互作用提供信息;和（ii）低质量星系中已分辨恒星的光学成像和紫外线及光学光谱学的密集计划，包括低金属量的大质量恒星和HII区域（这是理解所有早期时期微弱星系的核心）。要实现这些目标，就需要有一个大口径（$\gtrsim 9$ m）紫外/光学空间望远镜，社区通过ELT对地基光学光谱学进行双重投资，并在一个10米级望远镜上进行专门的宽视场光谱学调查，还需要有无线电设施，能够测量低质量星系的高精度、空间分辨的旋转曲线。最后，我们建议应认真探讨将HST寿命延长到2025年以后的维修任务。
2019-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Higgs boson cosmology
标准模型希格斯玻色子的发现开启了一系列推测性的宇宙学场景，从大爆炸后早期宇宙结构的形成，到大爆炸后一纳秒的电弱相变的遗迹，再到现在宇宙通过真空衰变的终结。希格斯物理学的范围很广，它推动了人们超越粒子物理学和宇宙学的标准模型，探索超高能物理学和量子引力。
2015-07-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bimodality of low-redshift circumgalactic O VI in non-equilibrium EAGLE zoom simulations
我们介绍了一系列的20个宇宙学流体动力学模拟Lstar（M_200 =10^11.7 - 10^12.3 Msol）和群大小（M_200 = 10^12.7 - 10^13.3 Msol）晕运行的模型用于EAGLE项目，其中还包括一个非平衡电离和冷却模块，以下136个离子。模拟再现了观测到的相关性，揭示了COS晕在z~0.2，在碰撞参量b < 150 kpc的O VI柱密度和特定的恒星形成率（sSFR=SFR/Mstar）的中央星系在z~0.2。我们发现，在与L型星系有关的晕中，环星系OVI的柱密度最大，因为它们的维里温度接近OVI电离分数的峰值温度（T~10^5.5 K）。更高的群晕维里温度（> 10^6 K）促进氧达到更高的电离态，抑制了O VI柱密度。因此，所观察到的NOVI-sSFR相关性并不意味着因果关系，而是反映了随着晕质量增加而改变的氧的特征电离状态。尽管氧的电离态与质量有关，但在Lstar和群晕中最丰富的环星系氧离子是O VII; O VI在群晕中仅占0.1%，在Lstar中仅占0.9-1.3%。尽管如此，由O VI吸收剂追踪的金属代表了哈勃时间内星系反馈历史的化石记录;它们的特征喷射时期对应于z > 1，并且大部分喷射的金属质量位于星系的维里半径之外。对于L星和星系群，更多的氧气产生和释放的恒星驻留在环星系介质（维里半径的两倍内）比在恒星和ISM的星系。
2016-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Entropy applications in cosmology: spacetime thermodynamics, holographic dark energy, entropic gravity and beyond - a review
National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidad Católica del Norte（北方天主教大学）；University of Lleida（莱里达大学）；University of Patras（帕特雷大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本综述统一阐述熵在引力与宇宙学中的作用，涵盖黑洞热力学、全息原理、时空热力学猜想、全息暗能量及熵引力，旨在厘清熵的角色并指出未来研究方向。
2026-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conspiracy of BSM physics and cosmology
LHC缺乏实验证据来证明基本粒子的标准模型（BSM）之外的物理学，以及它的存在为解决标准模型（SM）的内部问题以及现代宇宙学基本元素的物理性质提供了必要性，这表明了BSM物理学的阴谋。同时，精确宇宙学的数据只是收紧了对偏离现在标准的Lambda CDM模型的约束，从而展示了非标准宇宙学场景的阴谋。结合新物理学的物理、天体物理和宇宙学探索，不仅可以揭示BSM物理的阴谋，而且必然会揭示宇宙学场景中的非标准特征。
2019-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Beyond Fisher Forecasting for Cosmology
针对Fisher预测在非高斯、非线性情形下的失效问题，提出基于DALI技术的简单检验方法，以低成本判断Fisher近似的有效性，并在多种宇宙学模型与数据组合中验证了其准确性。
2023-05-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Non-Gaussianity in String Cosmology: A Case Study
我们研究了非高斯效应，使用$δN$形式主义，在一个多场暴胀模型中的Kähler模量来自IIB型弦紧化在大体积极限。本文的分析工作主要遵循Vernizzi和Wands提出的可分离势方法。数值分析，然后在计算非高斯超过慢滚制度。文中还讨论了曲率情况的可能性。给出了曲率存在的条件，并计算了在大体积极限下曲率衰变产生的非高斯性。
2010-10-15 astro-ph.CO hep-th
Higgs-Dilaton cosmology: Are there extra relativistic species?
最近对宇宙学数据的分析表明，在标准模型的内容之外，存在着一种额外的相对论成分。希格斯-膨胀子宇宙学模型预言存在一种无质量粒子--介子--它与尺度不变性的自发对称性破缺有关，而且任何加速器实验都无法探测到。它的超相对论特性使它成为宇宙中光自由度有效数量的合适候选者。在这封信中，我们分析了暴胀后（p）再加热阶段的希格斯子产生，并得出结论，在最简单的希格斯-膨胀情景中，除了标准模型中已经存在的自由度之外，预计不会有额外的相对论自由度。因此，任何粒子物理学实验或宇宙学观测基本上都无法探测到难以捉摸的介子。
2012-11-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Does Cosmology require Hermiticity in Quantum Mechanics?
Vanderbilt University（范德堡大学）
本文探讨了在量子宇宙学中允许非厄米结构的后果，通过扩展惠勒-德威特框架，展示了反厄米贡献如何在早期宇宙原始涨落和晚期结构增长中作为有效阻尼或增益项传播，并通过膨胀观测、结构增长和宇宙平坦性得出强红外约束，抑制非厄米特性。
2026-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multi-Messenger Cosmology: A Route to Accurate Inference of Dark Energy Beyond CPL Parametrization from XG Detectors
本研究利用引力波多信使观测，通过扩展CPL参数化并对比非参数方法，重建暗能量状态方程，在五年观测下实现超越其他探针的高精度测量。
2025-02-25 astro-ph.CO gr-qc
