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宇宙大尺度的物质分布中包含了很多信息。通过观测宇宙大尺度结构，可以测量中微子质量、暗能量状态方程以及原初非高斯性等等。但是，非线性演化减少了能从宇宙学巡天中提取的信息。因此，需要理解非线性演化的过程，并思考如何利用或者减小非线性效应来提高对宇宙学参数的测量精度。首先研究了中微子与暗物质相对运动产生的效应，发现相对运动会引起暗物质中微子互关联函数中的偶极矩以及暗晕附近的中微子尾波。通过观测这些信号，可以测量中微子质量和手征性。接着，研究了大尺度潮汐场和小尺度密度扰动间的潮汐相互作用，发现通过测量局域的小尺度物质分布中各向异性，可以重构大尺度的密度场。这能够恢复中性氢巡天中由于前景减除丢失的密度扰动信息。最后，提出了一种从非线性密度场中重构线性密度场的新方法。去掉了大尺度和准线性尺度物质运动导致的非线性效应，并重构了非线性尺度上的线性初始条件。这对于提高星系巡天对重子声波振荡尺度和宇宙结构增长速率的测量有着非常大的价值。