HOME    |    BROWSE    |    SEARCH    |    SUBSCRIPTION   |    SUBMISSION    |    REGISTRATION

Quick Search:
Author: Title/Abstract: Vol./No: Page:
PTP Online Top > Supplement (2005) > No.158
| Next Article >

Prog. Theor. Phys. Supplement No.158 (2005) pp. 117-143

[ Full Text PDF : FREE ACCESS (5534K) ]

Cosmic Structure Formation at Low and High Redshifts

Naoki Yoshida*

Department of Physics, Nagoya University, Nagoya 464-8602, Japan

Abstract:

The currently standard theory of cosmic structure formation posits that the present-day clumpy appearance of the universe developed through gravitational amplification of the matter density fluctuations that are generated in the very early universe. The energy content of the univese and the basic statistics of the initial density field have been determined with a reasonable accuracy from recent observations of the cosmic microwave background, large-scale structure, and distant supernovae. It has become possible to make accurate predictions from the standard model. Cosmology is now at the stage where we can rigourously test the model against various observations of large- and small-scale structure. We review the latest observations and the recent progress in the theory of structure formation at low and high redshifts. Two promising methods to probe large-scale matter distribution are introduced and the future prospects are discussed. Results from state-of-the-art cosmological simulations are also presented.


URL : http://ptp.ipap.jp/link?PTPS/158/117/
DOI : 10.1143/PTPS.158.117


*E-mail: nyoshida@a.phys.nagoya-u.ac.jp

[ Full Text PDF : FREE ACCESS (5534K) ] Citation:

References:

  1. M. Ouchi et al., Astrophys. J. 620 (2005), L1[IoP STACKS].
  2. K. Shimasaku et al., Astrophys. J. 586 (2003), L111[IoP STACKS].
  3. D. N. Spergel et al., Astrophys. J. Suppl. 148 (2003), 175.
  4. E. Komatsu et al., Astrophys. J. Suppl. 148 (2003), 119.
  5. J. R. Primack, astro-ph/0408359[e-print arXiv].
  6. J. R. Gott III et al., astro-ph/0310571[e-print arXiv].
  7. N. Yoshida et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 325 (2001), 803.
  8. M. Seldner, B. Siebers, E. J. Groth and P. J. E. Peebles, Astrophys. J. 82 (1977), 249.
  9. J. Loveday, G. Efstathiou, B. A. Peterson and S. J. Maddox, Astrophys. J. 400 (1992), L43.
  10. M. Gellar and J. Huchra, Science 246 (1989), 897
  11. H. Totsuji and T. Kihara, Publ. Astron. Soc. Jpn. 21 (1969), 221.
  12. P. J. E. Peebles, Astrophys. J. 189 (1974), L51[CrossRef].
  13. S. Folkes et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 308 (1999), 459.
  14. D. G. York et al., Astron. J. 120 (2000), 1579.
  15. S. Miyazaki, T. Hamana et al., Astrophys. J. 580 (2002), L97[IoP STACKS].
  16. T. Hamana, M. Takada and N. Yoshida, Mon. Not. R. Astron. Soc. 350 (2004), 893.
  17. A. Jenkins, C. S. Frenk, S. D. M. White, J. M. Colberg, S. Cole, A. E. Evrard, H. M. P. Couchman and N. Yoshida, Mon. Not. R. Astron. Soc. 321 (2001), 372.
  18. R. K. Sheth and G. Tormen, Mon. Not. R. Astron. Soc. 308 (1999), 119.
  19. A. Refregier, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 41 (2004), 645.
  20. M. Persic and P. Salucci, Mon. Not. R. Astron. Soc. 258 (1992), 14.
  21. M. Fukugita, C. J. Hogan and P. J. E. Peebles, Astrophys. J. 503 (1998), 518[IoP STACKS].
  22. K. Yoshikawa et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 55 (2003), 879.
  23. R. Cen and J. P. Ostriker, Astrophys. J. 519 (1999), L109[IoP STACKS].
  24. R. Davé et al., Astrophys. J. 552 (2001), 473[IoP STACKS].
  25. N. Yoshida, S. Furlanetto and L. Hernquist, Astrophys. J. 618 (2005), L91[IoP STACKS].
  26. F. Nicastro et al., Astrophys. J. 573 (2002), 157[IoP STACKS].
  27. A. Finoguenov, U. G. Briel and J. P. Henry, Astron. Astrophys. 410 (2003), 777[CrossRef].
  28. F. Nicastro et al., astro-ph/0501126[e-print arXiv].
  29. T. Fang et al., Astrophys. J. 564 (2002), 604[IoP STACKS].
  30. A. Klypin, A. V. Kravtsov, Y. Hoffman and S. Gottloeber, Astrophys. J. 596 (2003), 1[IoP STACKS].
  31. K. Yoshikawa et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 56 (2005), 939.
  32. H. Mathis, G. Lemson, V. Springel, G. Kauffmann, S. D. M. White, A. Elder and A. Dekel, Mon. Not. R. Astron. Soc. 333 (2002), 739.
  33. K. B. Fisher et al., Astrophys. J. 100 (1995), 69.
  34. N. Yoshida, A. Sokasian, L. Hernquist and V. Springel, Astrophys. J. 591 (2003), L1[IoP STACKS].
  35. A. Kosowsky and M. S. Turner, Phys. Rev. D 52 (1995), 1739[APS].
  36. H. V. Peiris et al., Astrophys. J. 148 (2003), 213.
  37. N. Yoshida, A. Sokasian, L. Hernquist and V. Springel, Astrophys. J. 598 (2003), 73[IoP STACKS].
  38. R. S. Somerville, J. S. Bullock and M. Livio, Astrophys. J. 593 (2003), 616[IoP STACKS].
  39. V. Bromm and R. B. Larson, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 42 (2004), 79.
  40. B. Ciardi and A. Ferrara, Space Science Reviews.
  41. S. C. O. Glover, Space Science Reviews.
  42. X. Fan et al., Astron. J. 120 (2000), 1167.
  43. R. H. Becker et al., Astron. J. 122 (2001), 2850.
  44. A. Kogut et al., Astrophys. J. 148 (2003), 161.
  45. T. Matsuda, H. Sato and H. Takeda, Prog. Theor. Phys. 41 (1969), 840[PTP].
  46. A. Kashlinsky and M. J. Rees, Mon. Not. R. Astron. Soc. 205 (1983), 955.
  47. H. M. P. Couchman and M. J. Rees, Mon. Not. R. Astron. Soc. 221 (1986), 53.
  48. T. Abel, G. L. Bryan and M. L. Norman, Science 295 (2002), 93[Science].
  49. V. Bromm, P. S. Coppi and R. B. Larson, Astrophys. J. 564 (2002), 23[IoP STACKS].
  50. N. Yoshida, T. Abel, L. Hernquist and N. Sugiyama, Astrophys. J. 592 (2005), 645[CrossRef].
  51. M. Tegmark, J. Silk, M. J. Rees, A. Blanchard, T. Abel and F. Palla, Astrophys. J. 474 (1997), 1[CrossRef].
  52. N. Gnedin and J. P. Ostriker, Astrophys. J. 486 (1997), 581[IoP STACKS].
  53. M. Ricotti, N. Gnedin and J. M. Shull, Astrophys. J. 575 (2002), 33[IoP STACKS].
  54. A. Sokasian, N. Yoshida, T. Abel, L. Hernquist and V. Springel, Mon. Not. R. Astron. Soc. 350 (2004), 47.
  55. B. Strömgren, Astrophys. J. 89 (1939), 526[CrossRef].
  56. H. W. Yorke, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 24 (1986), 49.
  57. J. Franco, G. Tenorio-Tagle and P. Bodenheimer, Astrophys. J. 349 (1990), 126.
  58. T. Kitayama, N. Yoshida, H. Susa and M. Umemura, Astrophys. J. 613 (2004), 631[IoP STACKS].
  59. D. Whalen, T. Abel and M. N. Norman, Astrophys. J. 610 (2004), 14[IoP STACKS].
  60. K. Omukai and F. Palla, Astrophys. J. 589 (2003), 677[IoP STACKS].
  61. F. Nakamura and M. Umemura, Astrophys. J. 548 (2001), 19[IoP STACKS].
  62. Z. Barkat, G. Rakavy and N. Sack, Phys. Rev. Lett. 18 (1967), 379[APS].
  63. J. R. Bond, W. D. Arnett and B. J. Carr, Astrophys. J. 280 (1984), 825.
  64. A. Heger and S. E. Woosley, Astrophys. J. 567 (2002), 532[IoP STACKS].
  65. H. Umeda and K. Nomoto, Astrophys. J. 565 (2002), 385[IoP STACKS].
  66. V. Bromm, N. Yoshida and L. Hernquist, Astrophys. J. 596 (2003), L135[IoP STACKS].
  67. K. Wada and A. Venkatesan, Astrophys. J. 591 (2003), L38[IoP STACKS].
  68. N. Yoshida, V. Bromm and L. Hernquist, Astrophys. J. 605 (2004), 579[IoP STACKS].
  69. S. Ikeuchi, Publ. Astron. Soc. Jpn. 33 (1981), 211.
  70. E. Bertschinger, Astrophys. J. 268 (1983), 17[CrossRef].
  71. J. P. Ostriker and C. F. McKee, Rev. Mod. Phys. 60 (1988), 1[APS].
  72. B. J. Carr, J. R. Bond and W. D. Arnett, Astrophys. J. 277 (1984), 445[CrossRef].
  73. T. Kitayama and N. Yoshida, Astrophys. J., in press; astro-ph/0505368[e-print arXiv].
  74. S. P. Oh and Z. Haiman, Astrophys. J. 569 (2002), 558[IoP STACKS].
  75. V. Bromm and A. Loeb, Astrophys. J. 596 (2003), 34[IoP STACKS].
  76. J. Miralda-Escude, Science 300 (2003), 1904[Science].
  77. L. Gao et al., astro-ph/0503003[e-print arXiv].
  78. V. Bromm and A. Loeb, Nature 425 (2003), 812[CrossRef].
  79. M. Kaplinghat, M. Chu, Z. Haiman, G. Holder and L. Knox, Astrophys. J. 583 (2003), 24[IoP STACKS].
  80. E. T. Vishniac, Astrophys. J. 291 (1985), 399.
  81. G.-C. Liu et al., Astrophys. J. 504 (2001), 516[IoP STACKS].
  82. M. G. Santos, A. Cooray, Z. Haiman, L. Knox and C.-P. Ma, Astrophys. J. 598 (2003), 756[IoP STACKS].
  83. R. Barkana and A. Loeb, Astrophys. J. 601 (2004), 64[CrossRef].
  84. A. K. Inoue, R. Yamazaki and T. Nakamura, Astrophys. J. 601 (2004), 644[CrossRef].
  85. S. Inoue, Mon. Not. R. Astron. Soc. 348 (2004), 999.
  86. K. Ioka, Astrophys. J. 598 (2003), L79[IoP STACKS].
  87. D. H. Scott and M. J. Rees, Mon. Not. R. Astron. Soc. 247 (1990), 510.
  88. J. S. Bagla, B. Nath and T. Padmanabhan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 289 (1997), 671.
  89. P. Tozzi, P. Madau, A. Meiksin and M. J. Rees, Astrophys. J. 528 (2000), 597[IoP STACKS].
  90. I. T. Iliev, P. R. Shapiro, A. Ferrara and H. Martel, Astrophys. J. 572 (2002), L123[IoP STACKS].
  91. S. Furlanetto, A. Sokasian and L. Hernquist, Mon. Not. R. Astron. Soc. 347 (2004), 187.
  92. J. R. Bond, B. J. Carr and C. J. Hogan, Astrophys. J. 306 (1986), 428.
  93. M. R. Santos, V. Bromm and M. Kamionkowski, Mon. Not. R. Astron. Soc. 336 (2002), 1082.
  94. A. Cooray and N. Yoshida, Mon. Not. R. Astron. Soc. 351 (2004), L71.
  95. S.-P. Oh, Z. Haiman and M. J. Rees, Astrophys. J. 553 (2001), 730[IoP STACKS].
  96. J. Tumlinson, M. L. Giroux and J. M. Shull, Astrophys. J. 550 (2001), L1[IoP STACKS].
  97. M. Stiavelli, S. M. Fall and N. Panagia, Astrophys. J. 600 (2004), 508[IoP STACKS].
  98. D. L. Burris, C. A. Pilachowski, T. E. Armandroff and C. Sneden, Astrophys. J. 544 (2000), 302[IoP STACKS].
  99. N. Christlieb et al., Nature 419 (2002), 904[CrossRef].
  100. R. Schneider et al., Nature 422 (2003), 869[CrossRef].
  101. A. Frebel et al., Nature 434 (2005), 871[CrossRef].
  102. M. Milgrom, Astrophys. J. 270 (1983), 365.
  103. R. H. Sanders, Astrophys. J. 560 (2001), 1[IoP STACKS].
  104. D. Scott, M. White, J. D. Cohn and E. Pierpaoli, astro-ph/0104435[e-print arXiv].
  105. A. Aguirre, J. Schaye and E. Quataert, Astrophys. J. 561 (2001), 550[IoP STACKS].
  106. S. S. McGaugh, Astrophys. J. 611 (2004), 26[IoP STACKS].
  107. J. D. Bekenstein, Phys. Rev. D 70 (2004), 083509[APS].
  108. G. R. Dvali, G. Gabadadze and M. Porrati, Phys. Lett. B 485 (2000), 208[CrossRef].
  109. N. Arkani-Hamed, H. C. Cheng, M. A. Luty and S. Mukohyama, J. High Energy Phys. 05 (2004), 074[CrossRef].
  110. V. Acquaviva, C. Baccigalupi, S. M. Leach, A. R. Liddle and F. Perrotta, Phys. Rev. D 71 (2005), 4025[APS].
  111. C. Sealfon, L. Verde and R. Jimenez, Phys. Rev. D 71 (2005), 3004[APS].
  112. A. Shirata, T. Shiromizu, N. Yoshida and Y. Suto, Phys. Rev. D 71 (2005), 4030[APS].
  113. A. Nusser, S. S. Gubser and P. J. E. Peebles, Phys. Rev. D 71 (2005), 3550[APS].
  114. J. D. Simon, A. D. Bolatt, A. Lerov and L. Blitz, astro-ph/0412035[e-print arXiv].
  115. E. Hayashi et al., astro-ph/0408132[e-print arXiv].
  116. D. N. Spergel and P. J. Steinhardt, Phys. Rev. Lett. 84 (2000), 3760[APS].
  117. N. Yoshida, V. Springel, S. D. M. White and G. Tormen, Astrophys. J. 544 (2000), L87[IoP STACKS].
  118. P. Bode, J. P. Ostriker and N. Turok, Astrophys. J. 556 (2000), 93[IoP STACKS].
  119. M. Kamionkowski and A. R. Liddle, Phys. Rev. Lett. 84 (2000), 4525[APS].

[PTP HOME] [BROWSE] [SEARCH] [SUBSCRIPTION] [SUBMISSION] [REGISTRATION]

Copyright © Progress of Theoretical Physics 2013 All rights reserved.