Ultra-cold WIMPs: relics of non-standard pre-BBN cosmologies
弱相互作用大质量粒子(WIMP)是大爆炸核合成(BBN)之前极少数的宇宙学探测器之一。我们指出,在WIMP动力学退耦期间和之后,宇宙以非标准方式演化的场景中,退耦时的视界质量尺度可以更小,暗物质可以比标准宇宙学中更冷。这将导致在分层结构形成中的第一对象小得多。在低再热温度的情况下,该效应可能足够大,以显著地增强GLAST和其他探测器中的间接探测信号,最高达两个数量级。
2008-08-20 astro-ph
Modelling SCUBA sources in a Lambda-CDM cosmology: hot starbursts or cold extended galactic dust?
以前的模拟表明,它是很难重现的SCUBA源计数的标准层次结构形成模型的框架内,如果源被假定为高红移对应的本地超亮红外星系的尘埃温度在40-60 K。在这里,我们表明,计数更容易复制的模型中,其中大部分的亚毫米级的排放来自扩展,冷(20-25 K)的尘埃在物体的恒星形成率为50-100太阳质量每年。低温意味着典型的大小约为1(S_{850} /1 mJy})^{1/2} arcsec,比用类似恒星爆发的光谱能量分布预测的大2 ~ 3倍。低尘埃温度也意味着光学/紫外线与850微米通量的比率,对于相同的光学深度,比具有热的星暴状SED的物体预期的小30-100倍。这可能有助于解释SCUBA源和莱曼破裂星系之间的小重叠。
2003-04-15 astro-ph
Cold + Hot Dark Matter Cosmology with $m(ν_μ) \approx m(ν_τ) \approx 2.4$ ev
冷+热暗物质(CHDM)$Ω=1$宇宙学模型需要中微子总质量为$\sim 5$ eV。因为最近的数据支持宇宙射线$ν_μ$赤字的$ν_μ\to ν_τ$振荡解释,这需要$m(ν_μ) \approx m(ν_τ)$,这表明$m(ν_μ) \approx m(ν_τ) \approx 2.4$ eV。本文报道的线性计算和N体模拟结果表明,含有两个2.4 eV中微子的$Ω=1$ CHDM模型(命名为C $ν^2$ DM)与所有现有的观测结果非常吻合,但前提是哈勃参数$h \approx 0.5$必须满足.我们还表明,即使是一个2.4 eV的中微子提出了严重的困难,低$Ω$平坦CDM模型。
1994-11-05 astro-ph hep-ph
Robustness of Discrete Flows and Caustics in Cold Dark Matter Cosmology
虽然一个简单的论点意味着星系晕中暗物质的分布具有离散流和焦散的特征,但在讨论星系动力学和暗物质探测策略时,它们的存在往往被忽视。如果流的数量非常大,离散流和焦散实际上可能无关紧要。我们估计的数量的暗物质流作为银河系的距离的函数,并考虑在该数量可以增加的各种方式,特别是通过存在的结构上的小尺度(暗物质团块)和散射的物质分布的不均匀性的流量。我们发现,当所有复杂的因素都考虑在内,离散流和焦散在星系晕仍然是一个强大的预测冷暗物质宇宙学的观测和实验的广泛影响。
2005-08-01 astro-ph hep-ex hep-ph
Spectral Analysis of the Lyman Alpha Forest in a Cold Dark Matter Cosmology
我们模拟的Lya森林在一个标准的CDM宇宙中使用2级层次网格代码的发展的黑暗和重子物质组件自洽。我们采用Haardt & Madau(1996)对超星系紫外辐射背景的估计,求解了氢和氦的含时电离方程。我们比较我们的模拟结果与测量性能的Lya森林通过构建合成光谱,我们分析的方式类似的观察者所使用的方法。在10^{12} < NHI < 10^{16}的柱密度范围内,我们得到的HI柱密度和多普勒参数分布与Keck HIRES和早期高光谱分辨率观测的结果非常一致。特别是,我们发现一个幂律列密度分布持续到最低值的HIRES测量报告,与不完全校正的意见。我们发现云数密度和不透明度的演变与所观察到的演变相当。我们还比较了星系际HeII不透明度的测量值。我们的结果需要一个比Haardt & Madau估计低4倍的HeII电离背景,对应于α_Q = 1.8 - 2的软内禀类星体谱。
1997-03-22 astro-ph
Cosmology Solved?
20年来,热大爆炸模型一直被称为标准宇宙学,这是有充分理由的。同样长的宇宙学家已经知道,有一些基本的问题是标准宇宙学无法回答的,它们指向一个更宏大的理论。这个更宏大理论的最佳候选者是暴胀+冷暗物质;它可以将我们对宇宙的理解扩展到10^-32秒。现在有初步证据表明这种新范式的两个基本原则:平坦的宇宙和高斯密度扰动的标度不变谱,一系列有说服力的宇宙学观测即将到来。如果暴胀+冷暗物质是正确的,那么就有新的、基本的问题需要回答,最值得注意的是占临界密度60%的暗能量的性质,以及暴胀如何适应力和粒子的统一理论。这是宇宙学中激动人心的时刻!
1998-11-27 astro-ph
Physical Properties of the Lyman Alpha Forest in a Cold Dark Matter Cosmology
我们讨论的起源和物理性质的Lya森林吸收系统中发现的星系际介质在一个标准的冷暗物质宇宙学(Ω =1,H 0 =50 km/s/Mpc,sigma_8=0.7)的流体动力学模拟。Lya森林的系统结构在形态上跨越了很宽的范围,这取决于密度对比。森林云的吸收特性与它们产生的底层物理系统的吸收特性密切相关。最高的柱密度系统(log N_HI > 15)对应于高度过密的球状结构,中等柱密度系统(13 < log N_HI < 14)对应于细丝,而最低密度吸收系统起源于几兆秒差距的欠密区域内的离散波动,宇宙微空隙。大部分的星系际HeII不透明度来自于这些密度不足的区域。我们能够完全通过离散系统的吸收来解释我们合成光谱中的光学深度分布。我们发现,几乎所有的重子在模拟片段的结构,我们可以确定与离散的吸收线,最多有5%的剩余在一个平稳分布的组件(冈恩-彼得森效应)。我们比较我们的结果与云电离参数推断凯克HIRES测量的碳和硅在Lya森林。结合平均星系际HI不透明度测量所施加的约束,我们发现在z=3-3.5时,0.03 < Omega_b < 0.08,0.3 <(Gamma_HI/ 10^-12 s^-1)< 1。
1997-06-10 astro-ph
The Cold Big-Bang Cosmology as a Counter-example to Several Anthropic Arguments
一般的弗里德曼大爆炸宇宙学可以通过固定六个宇宙学参数来定义,例如光子-重子比Eta、宇宙学常数Lambda、曲率尺度R和(假设尺度不变的)原始密度涨落的振幅Q。目前还没有建立理论来解释为什么这些参数会取我们从观测中推导出的特定值。这导致了对每个参数的观测值提出的“人择”解释,因为这是能够产生一个可以容纳智能生命的宇宙的唯一值。在这篇论文中,我通过发展一类宇宙学,明确地表明宇宙产生具有行星的类太阳恒星的要求并不固定这些参数。(基于经典的“冷大爆炸”模型),其中一些或所有宇宙学参数与标准的热大爆炸宇宙学假设的值相差几个数量级,而不排除智慧生命的存在。我也仔细讨论了宇宙学中人择论证的结构和背景,并指出了冷大爆炸模型的存在对人择论证的一些影响。
2001-07-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Finite cosmology and a CMB cold spot
标准宇宙学模型假定宇宙是无限大的平坦宇宙。然而,即使在原则上,也没有任何观察可以证实物质延伸到无限远。在这项工作中,我们将宇宙建模为一个由尘埃和暗能量组成的有限球形球,并获得了它的质量和目前大小的下限估计:质量至少为5 × 10^23太阳质量,目前半径至少为50 Gly。如果我们离尘球边缘不太远,我们可能会在宇宙微波背景中看到一个冷点,角功率谱中的低多极子可能会被抑制。因此,该模型至少在原则上是可测试的。我们还获得和讨论的几何外部的尘埃球,这是施瓦茨希尔德-德西特与裸奇点,并提供了一个有趣的图片宇宙起源。最后,我们简要地概述了如何辐射和通货膨胀时代可能被纳入模型。
2006-02-26 astro-ph gr-qc
General Relativistic Self-Similar Solutions in Cosmology
本文给出了冷无压气体膨胀宇宙学背景中自相似球微扰的广义相对论解。我们专注于解决方案,在周围的冷气体中传播的激波不连续性。在激波加热的物质中,压力$p$和能量密度$μ$被假定服从$p=wμ$,其中$w$是一个正的常数。一致的解决方案被发现的冲击传播的对称中心的区域的正密度过剩的背景。在这些解中,激波存在于标记黑洞事件视界的半径之外,这将出现在无激波坍缩中。对于激波处能量密度的大跳跃,完全避免了黑洞,并且在中心处解是正则的。激波加热的气体不包含任何音速点,前提是激波前面的冷气体的运动明显偏离哈勃流。对于在均匀背景中传播的激波,能量密度的小跳跃总是会出现声波点。我们还讨论了自相似的解决方案,没有冲击的流体与$w<-1/3$。
2006-08-21 astro-ph
Cosmology
宇宙学之所以令人兴奋,有三个原因。有一个非常成功的标准模型--热大爆炸--它描述了宇宙从10^{-2}秒开始的演化。有一些大胆的想法,其中最重要的是暴胀和冷暗物质,它们可以将标准宇宙学扩展到爆炸的10^{-32}秒以内,并解决宇宙学中一些最基本的问题。有大量的数据--从哈勃常数的测定到CBR各向异性的测量--正在测试膨胀和冷暗物质。
1997-03-31 astro-ph hep-ph
Cosmology 1996
宇宙学的现状很容易总结:一个非常成功的标准模型--热大爆炸宇宙学--解释了宇宙从10^{-2}秒到现在的演化;基于早期宇宙物理学的大胆想法--其中最重要的是暴胀和冷暗物质--可以将标准宇宙学扩展到早10^{-32}秒并解决最紧迫的问题;以及大量的观察--从哈勃常数的测定到CBR各向异性的测量--正在测试膨胀和冷暗物质。
1997-04-02 astro-ph hep-ph
Late Decaying Dark Matter, Bulk Viscosity and the Cosmic Acceleration
我们讨论的宇宙学中,冷暗物质开始衰变到相对论粒子在最近的一个纪元(z < 1)。我们表明,大的熵产生和相关的体积粘度从这样的衰变导致加速宇宙学所需的观测。我们调查的影响衰减冷暗物质在一个λ = 0,平坦,最初的物质主导的宇宙学。我们表明,该模型满足宇宙学约束的红移距离关系的Ia型超新星。这种模型中的年龄也与最古老的恒星和球状星团的限制相一致。这种晚期衰变的暗物质的可能候选者被提出,并对这种宇宙学范式进行了额外的观测测试。
2008-01-06 astro-ph
Inflationary Cosmology: Progress and Problems
这些课堂讲稿旨在对暴胀宇宙学作一个简短的教学介绍,重点介绍最近取得进展的领域,如再加热和宇宙学扰动理论。指出了暴胀宇宙学原理中存在的问题,指出了解决这些问题的一些新尝试,包括利用引力作用量中的高阶导数项构造非奇异宇宙,以及研究宇宙学扰动的反作用。
1999-10-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Holographic interacting dark energy in the braneworld cosmology
我们研究了一个膜宇宙学模型,以寻找辐射-物质-暗能量宇宙的统一描述。它是全息暗能量与体全息物质$χ$的相互作用。这是一种五维的冷暗物质,它在膜上起着辐射的作用。使用有效的状态方程$ω^{\rm eff}_{\rm Λ}$,而不是原生状态方程$ω_{\rm Λ}$,我们表明,该模型不能容纳任何从暗能量与$ω^{\rm eff}_{\rm Λ}\ge-1$幻影制度$ω^{\rm eff}_{\rm Λ}<-1$的过渡。此外,冷暗物质和五维冷暗物质之间的相互作用的情况下被认为是完整的。发现$z_{\rm eq}$的红移与$z^{\rm ob}_{\rm eq}=2.4\times10^{4} Ω_{\rm m}h^2$的红移是同量级的。最后,我们得到了一个普遍的衰减率$Γ$,它适用于描述所有的相互作用,包括全息暗能量和冷暗物质之间的相互作用。
2007-06-16 astro-ph gr-qc hep-th
Recent Progress in String Inflationary Cosmology
在紧化弦论中,由介子/模动能驱动的超暴胀是自然实现的。本文讨论了弦暴胀宇宙学的最新发展:超暴胀的运动学,量子反反应引发的优雅退出,密度和度规微扰的经典和量子功率谱。
1996-09-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Principles, Progress and Problems in Inflationary Cosmology
暴胀宇宙学已经成为现代宇宙学的基石之一。暴胀理论是第一个可以根据因果物理学对大尺度宇宙结构进行预测的理论。暴胀宇宙的发展为基础物理学与实验的联系开辟了一条新的、极有希望的途径。本文概述了暴胀宇宙学的原理,讨论了该领域的进展,特别是初始量子真空涨落发展成为宇宙大尺度结构的种子的机制,并强调了该方案中尚未解决的重要问题。为了解决这些问题,需要基础物理学的新输入,因此早期宇宙学可以成为trans-Planckian物理学的试验场。
2002-08-05 astro-ph gr-qc hep-ph
Axion Cosmology
1.热轴子2.第三章.第四章域墙问题第五章.第六章.轴子等曲率扰动
2006-11-10 astro-ph hep-ph
Cosmology: Standard and Inflationary
在这些讲座中,我回顾了标准的热大爆炸宇宙学,强调它的成功,它的缺点,和它的主要挑战-发展在宇宙中的结构形成的详细了解,并确定无处不在的暗物质的成分。然后,我讨论了暴胀宇宙学的动机和基本原理,特别强调了度规(密度和引力波)扰动的量子起源。暴胀解决了标准宇宙学的缺点,明确了暗物质的性质,并提供了结构形成的“初始数据”。最后,我将讨论暴胀对结构形成的影响,并讨论冷暗物质的不同版本。在未来的十年里,大量来自天空和地球的数据将检验暴胀理论,并区分不同的冷暗物质模型。
1997-03-31 astro-ph hep-ph
Cosmology Update 1998
二十年来,热大爆炸模型一直被称为标准宇宙学,这是有充分理由的。同样长的时间里,宇宙学家们知道,标准宇宙学没有解决一些基本问题,它们指向一个更宏大的理论。这个更宏大理论的最佳候选者是暴胀+冷暗物质。它认为宇宙是平坦的,从最早的时刻遗留下来的缓慢运动的基本粒子提供了宇宙的基础设施,而孕育所有大尺度结构的原始密度不均匀性来自量子涨落。现在有初步证据支持这一范式的两个基本原则,大量高质量的宇宙学观测将很快使这一观点更加有力,或者将打破这一观点。关键问题仍有待回答;其中最重要的是:冷暗物质粒子的识别和探测,以及神秘的暗能量成分的阐明。这是宇宙学中激动人心的时刻!
1999-01-13 astro-ph hep-ph
Axino as Cold Dark Matter Candidate
提出了CDM轴子的可能性。从超对称的早期开始,轴子就被认为是热的暗物质和暖的暗物质。但CDM axino最近已经被考虑。这是因为宇宙的低再加热温度最近从粒子宇宙学的各种考虑中获得了动力。本文介绍了CDM的基本概念,特别是轴子,宇宙中轴子密度的计算,以及对轴子参数的限制。
2002-05-10 astro-ph
Cosmology Solved? Maybe
20年来,热大爆炸模型一直被称为标准宇宙学,这是有充分理由的。同样长的宇宙学家已经知道,有一些基本的问题是标准宇宙学无法回答的,它们指向一个更宏大的理论。这个更宏大理论的最佳候选者是暴胀+冷暗物质。它认为宇宙是平坦的,从最早的时刻遗留下来的缓慢移动的基本粒子提供了宇宙的基础设施,而种子所有结构的原始密度不均匀性来自量子涨落。现在有初步证据支持这一范式的两个基本原则。大量高质量的宇宙学观测将很快使这一观点变得更加有力,或者将打破这一观点。关键问题仍有待回答;其中最重要的是:冷暗物质粒子的识别和探测,以及暗能量成分的阐明。这是宇宙学中激动人心的时刻!
1998-11-23 astro-ph hep-ph
Scaling Relation to Understand Non-Detection of Cold Gas at the Cluster Center
最近的XMM-牛顿星系团的观测表明,软X射线光谱与简单的等压冷却流模型不一致。几乎没有从模型中预期的冷气体的特征。这表明我们还没有很好地理解星系团中热气体的物理学。对气体冷却行为的定量评价不仅对理解星系团本身,而且对研究宇宙学和星系形成都很重要。为了澄清这个问题的报道的差异,我们已经研究了星系团的标度关系的基础上的自相似性假设。我们还提出了一个观察策略来解决这个问题。
2002-01-07 astro-ph
Cold Plus Hot Dark Matter Cosmology in the Light of Solar and Atmospheric Neutrino Oscillations
我们探讨可能的中微子振荡的影响,太阳和大气中微子实验表明,冷加热暗物质的大尺度结构形成的情况。我们发现,基本上有三个不同的计划,可以容纳振荡数据,也允许暗物质中微子。这些中微子包括(i)三个近简并(质量)中微子,(ii)非简并质量的$ν_τ$在eV范围内,(iii)近简并的$ν_μ-ν_τ$对(在eV范围内),电子中微子在宇宙学上具有重要意义的可能性。最后两种方案使用的是“无菌”中微子,它是轻的(<或~ eV)。我们讨论了这些计划的影响,$\barν_μ- \barν_e$和$ν_μ- ν_τ$振荡,并发现,特别是计划(ii),预测它们是在可观察的范围内。至于结构的形成,我们比较了一个中微子味的情况下,与其他各种可能性,包括两个和三个简并中微子味。我们显示,无论是分析和数值,这些中微子质量的宇宙学密度波动的振幅的情况下的影响。随着哈勃常数为50公里秒$^{-1}$ Mpc $^{-1}$,光谱指数的团结,和$Ω_{baryon} = 0.05$,两个和三个风味的情况下,适合的观测数据略优于单一风味的计划。然而,考虑到这些参数的不确定性,我们表明,它是过早选择一个明确的赢家。
1995-07-04 astro-ph hep-ph
Testing cold dark matter with the low mass Tully-Fisher relation
小质量星系圆速度函数与小尺度物质功率谱有关。虽然这个函数在本星系群矮星中得到了很好的研究,但由于冲压压力和潮汐剥离,理论预测和观测测量很难对卫星星系进行。相比之下,孤立的矮星系受这些过程的影响较小,并且几乎总是有足够的21厘米辐射来跟踪它们的动力学。在这里,我们测试冷暗物质宇宙学使用孤立的低质量矮星系从SDSS测量21厘米的宽度。我们发现预测和观察到的孤立星系数密度之间的一致性下降到50公里/秒的圆周速度。我们的技术产生了一个独立的莱曼α森林功率谱的小尺度宇宙学的直接测试,但我们的样本是目前统计上不太强大:热暗物质粒子重于0.5千电子伏不能排除。我们主要的系统不确定性是SDSS的表面亮度极限。盲目的HI调查,如阿雷西博的ALCAFA调查,将发现大量孤立的低质量星系,并增加我们的约束力。我们还发现矮星系的Tully-Fisher关系是环境的强函数,重子分数只是质量的弱函数。这些结果表明,对于矮星系,气体损失是由外部,而不是内部,过程占主导地位。[删节]
2007-07-25 astro-ph
Problems and Challenges for Cosmology involving Massive Neutrinos
我回顾了标准宇宙学模型面临的挑战和问题,涉及由非重子暗物质主导的$Ω=1$宇宙,这些挑战和问题的产生是由于:宇宙的年龄估计、宇宙重子分数的估计以及结构形成。由于物质的能量密度中包含了来自大质量中微子的某些成分,这些问题中的某些会加剧,而某些则会缓解。最后,我比较了两个目前流行的宇宙学模型,包括冷暗物质和热暗物质的混合物,或包含一个宇宙学常数。
1996-06-11 astro-ph
Cosmology II: From the Planck Time to BBN
本文综述了早期宇宙学的进展,包括弦、额外维、暴胀、相变和重子生成。
1999-09-03 astro-ph hep-ph
Cold Dark Matter from Dark Energy
暗能量/物质统一的第一个简化模型的框架内证明。宇宙学常数主导的泡沫宇宙的大地测量演化,没有真正的物质,被翻译成一个特定的FRW宇宙学,其有效诱导的暗成分非常类似于冷暗物质暗物质。现实的扩展构成了一个暗孤子的桥梁过去(辐射和/或物质为主)和未来(宇宙学常数为主)爱因斯坦制度,其实验签名是一个温和的红移依赖冷暗物质不足的功能。
2001-11-29 astro-ph gr-qc
Clusters of Galaxies: Diagnostic Tools for Cosmology
星系团可以用于非常不同的宇宙学测试。我回顾了一些方法:确定集群质量和暗物质含量,金属富集和它的连接到集群内气体的起源,和集群的动力学状态。在不同领域的进展,预计从观测与新的X射线卫星XMM和钱德拉指出。
2000-10-17 astro-ph
Cosmology with Supernovae
本文介绍了Ia超新星在宇宙学中的最新应用,以及从局部宇宙到高z宇宙测试其性质所取得的进展。从高Z超新星到银河系Ia超新星的宇宙学道路是为了寻找关于它们的性质和它们作为宇宙学指标的有效性的长期问题的答案。
2003-04-07 astro-ph
Friedmann cosmology with bulk viscosity: a concrete model for dark energy
宇宙内容物被认为是一种具有体粘滞性的非理想流体,可以用一般的状态方程来描述(与传统假设的宇宙理想流体模型有一定的偏差)。通过统计分析,提出了一个显式体粘滞暗能量模型,该模型与现有的观测数据一致,并通过减速参数的比较,表明该模型与协调的$Λ$冷暗物质(CDM)模型一致(偏离不大).同时,通过与$Λ$ CDM模型的对比,我们将相对简单的粘性暗能量模型与一个更复杂的模型进行了比较,发现我们的模型在粘性暗能量模型的建立方面有所改进。最后,我们讨论了未来几年的观测暗能量探测的前景。
2008-12-29 astro-ph
Concluding Remarks
大卫·休斯的评论总结了这次会议的气氛,“这十年将是惊人的。我们刚刚在宇宙学和河外天文学方面取得了相当不错的十年进展;为什么我们要期待另一个十年的重复,一个类似的甚至更大的进展?显而易见的答案是,宇宙学中的问题仍然比答案多得多,相当多的问题将通过计划和正在进行的研究计划来解决:我们肯定会学到新的东西。但除此之外,在这个主题中探索有趣主题的层次没有实际限制。我组织我的评论的研究状态,并在未来十年的多波长宇宙学的重大新发展的前景,围绕社会建设的概念。
2003-09-09 astro-ph
Relic density of dark matter in brane world cosmology
我们在膜世界宇宙学的背景下研究了冷暗物质的热遗迹密度。由于高能区的膨胀定律是对标准宇宙学膨胀定律的修正,因此当暗物质在高能区膨胀时,其残余数密度也会受到修正后的膨胀定律的影响。我们推导出了暗物质数密度的解析公式。结果表明,膜世界宇宙学中的修正膨胀定律与标准膨胀定律相连接的“转变温度”是其最终的遗迹密度的特征,如果转变温度足够低,则遗迹密度比标准宇宙学中的遗迹密度有很大的提高.
2004-09-06 astro-ph hep-ph
Early Universe Cosmology and Tests of Fundamental Physics: Report of the P4.8 Working Subgroup, Snowmass 2001
这是{ \em早期宇宙学和基础物理测试工作组},2001年斯诺马斯会议P4.8组的报告。在这里,我们总结了在这一领域取得的令人印象深刻的进展,并确定了未来取得更大进展的机会。主题包括暗能量、宇宙加速、暴胀、相变、重子生成和弦/M理论宇宙学。导言部分提供了一个执行摘要,其中有六个关键的开放问题,我们可以期待在这些问题上取得重大进展。
2002-02-21 astro-ph hep-ph hep-th
Nonlinear evolution of dark matter and dark energy in the Chaplygin-gas cosmology
重新检验了暗物质和暗能量通过查伯金气体统一的假设。使用概括的球形模型,其中包括声学视界的影响,我们表明,最初微扰Chaubergin气体演变成一个混合系统,包含冷暗物质样的引力凝聚。
2004-11-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Inflationary cosmology, a dissipative quantum field theory process
早期宇宙学的现状可以概括为精确,但本质上是有限的,需要精确和可靠的理论来解释的数据。具体来说,暴胀是目前解决早期宇宙问题的唯一具体希望,因为它在量子场论中是普遍可实现的,但对相互作用的处理需要相当多的关注。本演讲回顾了这一方向的重要性和进展。
2002-12-10 astro-ph hep-ph
Scaling Cosmology
我们表明,在暗能量和冷暗物质之间的适当耦合的帮助下,可以重现任何标度解$ρ_{X}\propto ρ_{M}a^ξ$,其中$ρ_{X}$和$ρ_{M}$分别是暗能量和暗物质的密度。我们演示了如何的情况下$ξ= 1$解释的巧合问题。未来对高红移超新星和类星体对的观测,计划用来区分不同的宇宙学模型,也将对暗物质和暗能量之间的耦合提供直接的约束。
2002-10-22 astro-ph gr-qc
Inhomogeneous Chaplygin Gas Cosmology
重新检验了暗物质和暗能量通过查伯金气体统一的假设。使用概括的球形模型,其中包括声学地平线的影响,我们表明,最初微扰Chaubergin气体演变成一个混合系统,包含冷暗物质的引力凝聚体的形式。此外,我们证明了所观察到的CMB角谱和重子功率谱是再现的。
2003-10-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Dark Matter Axions in Models of String Cosmology
轴子是在介子驱动的暴胀期间通过量子涨落的放大而产生的。我们表明,对于一定范围的弦宇宙学参数和一定范围的轴子质量,原始轴子可能构成一个很大的一部分,目前的能量密度在宇宙中的冷暗物质的形式。由于轴子势的周期性质,能量密度波动被强烈抑制。原始轴子的光谱不是热的,允许一小部分轴子保持相对论性直到相当晚。
1998-05-30 astro-ph hep-ph hep-th
Recent Progress in Inflationary Cosmology
我们讨论暴胀范式的两个重要修正。直到最近,我们才相信暴胀会自动导致宇宙的平坦性,Ω = 1。我们还认为大统一理论中的后暴胀相变只有在热化之后才可能发生,这使得大统一理论中的重子生成和暴胀后的超重拓扑缺陷很难发生.我们将描述一个非常简单的混沌暴胀,它将宇宙分成无限多个开放的宇宙,所有可能的Ω值从1到0。我们还将证明,在许多暴胀模型中,再加热过程中产生的标量场和矢量场的量子涨落比它们在热平衡状态下的涨落大得多。这导致了一种新型的宇宙学相变,这可能导致一个有效的大统一理论重子生成,在丰富的生产拓扑缺陷和在第二阶段的通货膨胀后再加热。
1996-01-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmology from String Theory
我们探讨了Salam-Sezgin六维超引力的宇宙学内容,并找到了与观测到的遥远超新星、原始核合成丰度和最近测量到的宇宙微波背景定性一致的场方程的解。在目前的德西特时代,加速度的载体是一个慢慢滚下其指数势的精华场。这个模型的本质是第二个模数,它是自动稳定的,并作为冷暗物质的来源,其质量与quintessence场的指数函数成比例(因此在String上下文中实现VAMP模型)。然而,任何试图以这种方式饱和当前冷暗物质成分的尝试都会导致与宇宙学数据的不可接受的偏差-数值研究表明,这种来源可以占总冷暗物质预算的7%左右。我们还证明:(1)在紧致空间中,以超对称性的微小破缺为代价,该模型将支持与观测一致的de Sitter能量;(2)精细结构常数的变化受稳定化模量的控制,可以忽略;(3)“第五”力由稳定化模量携带,并且是短程的;(4)四维模型的长时间行为是具有常数膨胀率(w = -1/3)的Robertson-Walker宇宙的行为。最后,我们提出了一个弦论的背景,提升我们的六维宇宙学解决方案,以十维。
2007-10-26 astro-ph hep-ph hep-th
Observational Cosmology: caveats and open questions in the standard model
本文将评述一些对标准宇宙学基础提出质疑的观测宇宙学结果:1)星系的红移是宇宙膨胀的结果; 2)宇宙微波背景辐射及其各向异性来自高能原初宇宙; 3)轻元素的丰度模式可用原初核合成来解释; 4)星系的形成和演化只能用膨胀宇宙的冷暗物质理论中的引力来解释。这篇评论并没有假装反对这种标准的观点,而是主张另一种理论,但宇宙学仍然是一门非常年轻的科学,应该为其他立场敞开大门。
2003-10-10 astro-ph physics.hist-ph physics.pop-ph
A Status Review of Inflationary Cosmology
本讲座的第一个目的是强调两个领域的最新进展,在暴胀宇宙学,即再加热和量子理论的宇宙学扰动。第二个目标是讨论目前实现基于基本标量物质场的暴胀的重要概念问题,并提出解决这些问题的一些新方法。
2001-01-11 astro-ph gr-qc hep-ph
LHC Physics and Cosmology
在这些讲座中,我回顾了粒子物理模型的可能限制,这些模型是通过将对撞机测量结果与天体物理数据相结合而获得的。我强调这些结果的理论模型依赖性。我讨论超对称暗物质的约束在对撞机(主要是大型强子对撞机)在各种理论背景下:标准的宇宙常数冷暗物质(λ CDM)模型,(超)弦启发的和非平衡弛豫暗能量模型。然后,我调查的能力,大型强子对撞机测量断言是否超对称物质(如果发现)构成部分,或全部,天体物理学的暗物质。我还讨论了在未来的精密设施,如国际直线对撞机的约束改善的前景。
2007-08-01 astro-ph hep-ph hep-th
Inflationary Cosmology Connecting Dark Energy and Dark Matter
暗能量的Kination主导的精粹模型具有一个有趣的特征,即与标准宇宙学的预测相比,热冷暗物质的残余丰度可以显著增强。以前的处理,这样的模型不包括一个现实的嵌入通货膨胀的初始条件。我们通过构造一个可行的暴胀模型来弥补这种情况,在这个模型中暴胀子和精粹场是相同的标量自由度。在暴胀之后,通过暴胀子的强推或“踢”来实现Kination支配,并且根据模型参数可以实现足够的再加热。这使我们能够探索模型依赖和模型无关的宇宙学预测这种情况。我们发现,测量的B模式CMB偏振可以排除这类情况下几乎独立的模型。我们还讨论了这类模型的其他实验可访问的签名。
2007-10-09 astro-ph hep-ph hep-th
Magnetic fields, strings and cosmology
简要分析了与大尺度磁场物理相关的主要动机和挑战。大尺度磁场和标量CMB各向异性之间的相互作用的处理与特别关注的最新进展。
2006-12-14 astro-ph gr-qc hep-ph