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Reionization source clustering과 bias evolution reionization source clustering은 초기 은하와 퀘이사 같은 ionizing source가 우주의 대규모 구조 속에서 어떻게 분포하며, 이 분포가 ionized bubble의 성장과 reionization topology를 어떻게 결정하는지를 분석하는 핵심 연구 분야다. source clustering은 단순한 은하 수 밀도가 아니라, dark matter halo bias, star formation efficiency, escape fraction, radiative feedback 등이 결합해 형성되는 복합적인 통계 구조로, reionization의 시간적·공간적 패턴을 직접적으로 지배한다. 특히 reionization이 진행되는 동안 source bias는 redshift에 ..
Nonlinear reionization bubble statistics와 topology 분석 reionization epoch은 초기 은하와 퀘이사가 방출한 ionizing photon들이 중성수소를 점차 이온화시키며 거대한 ionized bubble 구조를 형성해 나가는 복잡한 비선형 과정이다. 이 시기에는 ionized region과 neutral region이 얽혀 복잡한 topology를 이루며, bubble size distribution, morphology, percolation transition 등이 매우 중요한 우주론적 신호를 제공한다. 이러한 구조는 density fluctuation·source distribution·radiative transfer physics가 결합해 만들어낸 고차 비선형 패턴으로, 이를 정량화하는 bubble statistics와 topology 분..
21cm light-cone reconstruction과 early universe tomography 21cm 관측은 중성수소(H I)가 방출하는 21cm 선을 이용해 cosmic dawn과 reionization 시기의 우주 밀도 요동과 ionization 구조를 3차원적으로 관측하는 혁신적 기법이다. 이 시기는 별과 은하가 최초로 형성되고, 초기 구조가 빠른 속도로 성장하며, ionizing source가 주변 IGM을 재이온화하기 시작하는 매우 복잡한 단계로, 기존의 CMB·galaxy survey만으로는 충분히 복원할 수 없었다. 하지만 21cm signal은 중성수소의 분포와 온도, spin temperature, ionization fraction이 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 거의 직접적으로 기록해 early universe tomography를 가능하게 한다. 실제 관측에서는 redsh..
Primordial potential reconstruction과 inflation 모델 제약 primordial potential reconstruction은 비선형 구조 형성이 진행된 현재의 우주에서 초기 gravitational potential을 역추정하는 기법으로, 초기 우주의 밀도 요동이 inflation 단계에서 어떤 물리적 과정을 거쳐 생성되었는지를 직접적으로 파악하는 데 중요한 분석 방법이다. 대규모 구조가 중력적으로 성장하는 과정에서 long-wavelength mode의 정보는 nonlinear evolution과 mode coupling으로 인해 부분적으로 소실되거나 왜곡되지만, small-scale anisotropy와 tidal imprint에는 초기 potential의 흔적이 남아 있다. reconstruction은 이러한 잔여 신호를 이용해 inflation 이후의 초..
Large-scale tidal reconstruction과 초기 퍼텐셜 복원 large-scale tidal reconstruction은 우주의 대규모 구조가 만들어내는 tidal field를 분석해 초기 density fluctuation 혹은 gravitational potential을 복원하는 현대 우주론의 핵심 기법이다. tidal field는 density 요동의 이차 도함수(second derivative)를 반영하는 고차 구조적 지표로, 단순한 밀도 분포보다 훨씬 민감하게 large-scale mode의 영향을 기록한다. 특히 non-linear evolution으로 인해 small-scale 클러스터링에서 잃어버린 long-wavelength mode 정보를 tidal coupling을 통해 되살릴 수 있기 때문에, tidal reconstruction은 초기 퍼텐..
Weak lensing mass mapping과 tomography 기법 weak lensing은 foreground mass distribution이 background galaxy의 형태를 미세하게 변형시키는 현상을 이용해 우주의 대규모 구조를 탐색하는 핵심 기술로, cosmic shear 분석뿐 아니라 실제 공간에 존재하는 질량 분포를 2D 혹은 3D로 직접 복원할 수 있는 mass mapping 기법으로 확장된다. mass map은 은하 분포가 아닌 중력적 렌즈 왜곡만을 기반으로 하므로 “bias-free mass tracer”라는 점에서 매우 중요한 관측 도구다. 또한 tomography 기법을 결합하면 redshift 정보가 도입되어, 시간축에 따른 구조 성장률과 dark energy 진화를 정밀하게 추적할 수 있다. mass mapping은 shear field로..