宇宙大尺度结构的统计与应用

The large scale structure of the universe contains valuable information of cosmology. Precision cosmology requires us to calculate statistics of the large scale structure accurately, and decipher cosmological information encoded. We will study tracers of the large scale structure, including galaxy redshift space distortion, weak gravitational lensing and the Sunyaev Zel’dovich (SZ) effect. (1) Combining theoretical models and numerical simulations, we will improve model accuracy of redshift distortion, weak lensing and the SZ effect. (2) Through mock catalogs generated by simulations and observational data, we will test and improve our proposals to overcome systematical errors, and eventually apply them to observational data. (3) We will perform systematical investigation of cosmological information encoded in these surveys and explore their capability in probing dark energy, gravity and the origin of the universe.

宇宙大尺度结构包含着丰富的宇宙学信息。精确宇宙学要求我们精确计算宇宙大尺度结构的统计性质并发掘隐藏的信息。我们将针对星系红移畸变、弱引力透镜和SZ效应等大尺度结构探针展开相关研究。(1) )结合理论模型和数值模拟,提高红移畸变、弱引力透镜、SZ效应等的理论模型精度。（2）通过数值模拟样本和实测样本,测试、优化我们此前提出的克服各种系统误差的方法(例如基于傅里叶空间的cosmic shear测量方法,测光红移误差和星系内禀取向的自修正方法,基于星系计数的弱引力透镜重构方法,SZ tomography等),并应用到观测数据上。(3)我们计划系统审视三类巡天的宇宙学信息,更好得发掘其 探索暗能量、引力、宇宙起源机制等基础宇宙学问题的能力。

宇宙大尺度结构是宇宙学的主要研究领域之一。我们针对弱引力透镜、星系红移畸变、SZ效应等宇宙大尺度结构的统计及宇宙学应用进行了研究。（1）在弱引力透镜方面，建立了完整的Fourier_Quad弱引力透镜剪切信号测量方法，在光子噪音和暗源处理、最优权重、像场畸变测试等多个关键环节有所创新。已应用到CFHTLenS数据上；建立了ABS方法，从理论证明和数值算法上解决了通过宇宙放大效应重构弱引力透镜的问题；将星系内秉指向自校准方法应用到KiDS数据上，成功分离出了内秉指向信号；在理论和模拟方面完成了一系列工作。（2）在红移畸变方面，首次精确测量了大尺度上的暗晕速度偏袒因子，解决了这一本动速度宇宙学的关键问题；量化了multi-streaming对红移畸变的影响；分析BOSS DR11,测量了z=0.57处的结构增长因子；（3）在宇宙学应用方面，通过void lensing限制了暗能量状态方程；通过void轮廓限制了宇宙学常数；通过强引力透镜对修改引力模型进行了限制；推动PFS项目将EG方法列为核心科学目标；提出了通过新型kSZ效应探测视界尺度不均匀性和eternal inflation的方法。