Dark Energy: the Cosmological Challenge of the Millennium
最近的宇宙学观测表明,宇宙中近70%的能量密度是非聚集的,具有负压。几个概念性的问题有关的建模的这一组成部分(“暗能量”),这是驱动宇宙的加速膨胀,讨论了特别强调宇宙学常数作为可能的选择暗能量。描述了具有宇宙学常数的宇宙的一些奇特的几何特征,并回顾了为理解宇宙学常数的性质所作的一些尝试。
2004-11-02 astro-ph gr-qc hep-th
Phantom Dark Energy and its Cosmological Consequences
我讨论的暗能量的特点是违反零能量条件($\varrho + p \geq 0$),被称为幻影。令人惊讶的是,它被目前来自超新星的天文数据所承认。我们讨论了经典和量子宇宙模型与幻影作为物质的来源,并提出了所谓的幻影二重性现象。
2007-01-10 astro-ph gr-qc hep-th
Effects of the interaction between dark energy and dark matter on cosmological parameters
我们研究了暗能量和暗物质之间可能的唯象相互作用对宇宙学参数的影响以及它们在解决符合问题中的效率。我们的工作与两个简单的参数化的动态暗能量状态方程和恒定的暗能量状态方程。利用182颗新发现的金型Ia超新星样品的观测数据、Wilkinson微波各向异性探测器三年观测给出的宇宙微波背景位移参数和斯隆数字巡天测量的重子声学振荡,对暗能量与暗物质之间不同形式的唯象相互作用进行了统计联合分析.
2008-05-23 astro-ph gr-qc hep-th
Indication of Anisotropy in Electromagnetic Propagation over Cosmological Distances
我们报道了在宇宙学距离上传播的电磁辐射的偏振面的系统旋转。这种效应是独立地从法拉第旋转中提取的,并且发现与到源的角位置和距离相关。蒙特卡罗分析得出概率P值为10^(-3)阶,这是一个波动。拟合产生10^(25)米量级的双折射标度。对红移z的依赖排除了局域效应。排除数据中隐藏的系统偏差,这种相关性表明了一种新的宇宙学效应。
1997-04-20 astro-ph hep-ph
Multiple Lambda cosmology: dark fluid with time-dependent equation of state as classical analog of cosmological landscape
我们讨论了含时EoS暗流体的FRW宇宙,它导致多重de Sitter空间。这个模型(以及它的标量张量版本)可以被认为是宇宙学景观的一些经典模拟。宇宙膨胀的历史可以看作是不同deSitter时代之间的过渡,这表明了宇宙学常数问题的有趣解决方案。对于特定的含时EoS暗流体,还建立了正负宇宙学常数宇宙区之间跃迁的可能性。
2007-02-22 astro-ph gr-qc hep-th
Interacting Dark Energy and Cosmological Equations of State
宇宙介质内部的相互作用改变了它的状态方程。我们讨论了相互作用的暗能量模型的空间均匀背景和微扰动力学的影响。
2005-10-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Calculation of the Cosmological Constant by Unifying Matter and Dark Energy
这篇论文已经被作者撤回,因为当前版本的模型范围太有限(暗能量分数是恒定的,但它必须是比例因子的函数)。我们将在延期后重新提交论文。
2008-11-25 astro-ph gr-qc hep-th
Detecting dark matter in electromagnetic field penetration experiments
暗物质的粒子形式,从一个隐藏的镜像部门最近被提出作为一个解释DAMA年度调制信号。这里我们假设光子和镜像光子之间存在一个小的混合。我们表明,具有这种性质的暗物质也可以在电磁场穿透实验中检测到。这样的实验可以用来测量暗物质晕风的速度和方向、局域密度、温度以及光子-镜光子混合相互作用的强度。另一个结果将是光子质量上限的显著提高。
2006-08-31 astro-ph hep-ph
Cosmological neutrino mass limit and the dynamics of dark energy
利用随时间演化的状态方程研究了中微子质量极限与暗能量之间的关联。将暗能量参数化为w=w_0+w_1*z/(1+z),用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行整体拟合,同时确定了w_0,w_1,中微子质量等宇宙学参数。我们特别注意利用现有的宇宙学观测以及未来的模拟数据集如PLANCK、SNAP和LAMOST来研究中微子质量ω m_v和w_1之间的相关性。
2007-05-05 astro-ph hep-ph hep-th
Amplification of hypercharge electromagnetic fields by a cosmological pseudoscalar
如果除了标准模型场之外,还存在一个新的赝标场,并且耦合到超荷拓扑数密度,那么它可以指数地放大电弱等离子体对称相位中的超电场和超磁场,同时相干地滚动或振荡。本文给出了温度高于电弱相变时电弱等离子体中赝标场与超荷电磁场耦合系统的方程,讨论了方程的近似及其有效性。然后,我们使用各种分析和数值方法求解近似方程,并确定超荷电磁场可以指数放大的参数。
1999-01-07 astro-ph hep-ph
An Update on Cosmological Anisotropy in Electromagnetic Propagation
我们回顾了无线电波在宇宙中传播的一种新现象的证据,这种现象是传统物理学无法解释的偏振面的各向异性旋转。
1997-08-13 astro-ph hep-ph
Interacting Dark Matter and Dark Energy
我们讨论模型的宇宙学暗扇区中的标量场的能量密度接近爱因斯坦的宇宙学常数和标量场的值决定了暗物质粒子质量由汤川耦合。一个只有一个暗物质家族的模型可以被调整,这样对宇宙学参数的观测约束就接近但不同于Lambda CDM模型的预测。这可能是一个有用的帮助,判断宇宙学参数是如何紧密地受到新一代宇宙学测试,依赖于结构形成理论的约束。在具有两个暗物质粒子族的模型中,对于一个族,标量场可能被锁定到接近零质量。这可以抑制暗扇区中的长程标量力,消除有效宇宙学常数和非相对论性暗物质粒子质量的演化,使模型接近λ CDM,直到粒子数密度变得足够低,允许标量场演化。这是一个有用的例子,说明了暗区的复杂性。
2003-09-23 astro-ph hep-ph hep-th
Cosmological Electromagnetic Fields due to Gravitational Wave Perturbations
我们使用埃利斯和布鲁尼的协变和规范不变方法来考虑几乎弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙中电磁场的动力学。针对仅由张量扰动产生的背景模型偏差的情况,我们证明了引力波与弱磁测试场的耦合可以产生电磁波。我们表明,这种耦合导致一个初始脉冲的电磁波的宽度和幅度是由磁场和引力波的波长。一些宇宙学的影响进行了讨论,特别是我们计算的上限,这种效果的大小使用限制的四极各向异性的宇宙微波背景。
2000-08-10 astro-ph gr-qc
A New Cosmological Paradigm: the Cosmological Constant and Dark Matter
20世纪80年代的标准宇宙学模型已经不复存在。我描述了物质密度不足以导致宇宙扁平的决定性证据,以及宇宙学常数不为零的越来越多的证据。最后,我讨论了这些结果对粒子物理和直接寻找非重子暗物质的影响,并证明了新的消息是好消息。
1998-07-14 astro-ph hep-ph
How Dark is 'Dark'? Electromagnetic Interactions in the Dark Sector
我们审查的物理和宇宙学后果的两种可能的电磁耦合的黑暗部门:(i)中性最轻的暗物质粒子(LDP)与非零电和/或磁偶极矩和(ii)充电次轻暗物质粒子(NLDP)的衰变到中性LDP。对于情形(i),我们发现一个质量在几MeV到几GeV之间的相对较轻的粒子和一个大到$\sim 3\times 10^{-16}e$ cm(大约$1.6\times10^{-5} μ_B$)的电偶极子或磁偶极子满足实验和观测的界限。在场景(ii)中,我们表明,在早期宇宙中的带电粒子衰变的结果在小尺度物质的功率谱的尺度上,进入视界前衰变的抑制。这导致物质功率谱的截止,或者如果带电分数小于1,则功率谱中的效应可能类似于小尺度数据中的运行(尺度依赖)谱指数。
2005-01-21 astro-ph hep-ph
Cosmic microwave background limits on spatially homogeneous cosmological models with dark energy
研究了暗能量对空间均匀Bianchi宇宙学模型中剪切各向异性极限的影响,该模型是通过测量宇宙微波背景中的温度各向异性得到的.我们主要假设暗能量是由一个宇宙学常数来模拟的。在一般情况下,我们发现,有更严格的边界上的剪切比没有宇宙学常数的模型,虽然限制(Bianchi)模型依赖。此外,还有一些特殊的空间均匀宇宙学模型,它们的膨胀率是高度各向异性的,但它们的宇宙微波背景温度被测量为在某个时刻完全各向同性。
2007-01-20 astro-ph gr-qc
Models of quintessence coupled to the electromagnetic field and the cosmological evolution of alpha
本文研究了与电磁场非零耦合的标量场宇宙学模型中有效精细结构常数的变化。结合宇宙学数据和地面观测,我们把经验的限制可能的耦合的大小,并探讨了一大类模型,表现出跟踪行为。类星体吸收光谱所暗示的精细结构常数的变化以及跟踪行为的要求强加了这种耦合的大小的下限。此外,向精粹态的过渡意味着在$10^{-5}$周围以普朗克质量的倒数为单位的这种耦合有一个狭窄的窗口。我们还提出了一个非最小的电磁和quintessence之间的耦合,其效果是只导致从原子物理学现象确定的α的变化,但通过核物理效应没有留下可观察到的后果。在这样做的时候,我们能够调和声称的宇宙学证据不断变化的精细结构常数与来自欧克陆天然核反应堆的严格约束。
2003-09-04 astro-ph hep-ph
Toward a Minimum Branching Fraction for Dark Matter Annihilation into Electromagnetic Final States
高能中微子背景的观测极限已经被用来对暗物质进行一般性的限制,暗物质只会湮灭成标准模型粒子。湮灭为中微子的暗物质粒子也将不可避免地通过高阶树和环图分支到电磁终态,从而产生带电轻子,这些带电粒子可以通过同步辐射或逆康普顿散射将其能量转化为光子。在有效场论的背景下,我们计算了环诱导的分支比带电轻子,并表明,它通常是相当大的,通常> 1%,当暗物质质量的规模超过电弱规模,M_W。对于一个分支分数> 3%,同步辐射约束的暗物质湮灭目前强于相应的中微子边界在有趣的质量范围从100 GeV到1 TeV。对于质量小于MW的暗物质,我们的工作为构造“仅中微子”的暗物质湮灭模型提供了一个合理的框架。
2008-09-22 astro-ph hep-ph
Holographic Cosmological Constant and Dark Energy
本文提出了有效场论紫外和红外截止之间的一般全息关系。以与暗能量相关的红外截止作为哈勃尺度,我们发现宇宙学常数被一个数值因子高度抑制,微调问题似乎是不可行的。我们还使用不同的红外截止值来研究宇宙由物质和暗能量组成的情况。
2007-09-24 astro-ph hep-th
Supersymmetric "Solutions" to Cosmological Problems: Baryogenesis and Dark Matter
探讨了超对称性在我们理解大爆炸重子生成和宇宙学暗物质中的可能作用。讨论将仅限于超对称大统一理论中的平衡态衰变方案,标量凝聚体的衰变,以及作为产生所观察到的重子不对称性的一种手段的轻重子生成。注意力也将集中在中性伴子暗物质上。
1995-03-15 astro-ph hep-ph
Rippled Cosmological Dark Matter from Damped Oscillating Newton Constant
设倒数牛顿“常数”是一个非动力学的Brans-Dicke标量场,它向广义相对论VEV方向阻尼振荡。我们表明,在不引入额外的物质场或尘埃,相应的宇宙学演化平均类似于,在约旦框架,熟悉的暗辐射->暗物质->暗能量的统治序列。我们理论的指纹是FRW标度因子中的细微涟漪,希望是可测试的;它们在广义相对论的极限处消失。布兰斯-迪克标量也作为暴胀子的可能性是有利的审查。
2004-11-02 astro-ph gr-qc
Dark energy and dark matter from cosmological observations
综述了暗物质和暗能量的研究现状。从宇宙学观测的冷和热暗物质的内容的界限进行了详细讨论。我还回顾了当前关于暗能量物理性质的界限,主要是它的状态方程和有效声速。
2005-09-14 astro-ph
The electromagnetic coupling and the dark side of the Universe
我们通过研究电磁耦合的变化来考察暗能量和暗物质的性质。具体地说,我们考虑了暗能量和暗物质的统一模型,广义Chaubergin气体模型(GCG),其特征是状态方程$p=-\frac{A}{ρ^α}$,其中$p$是压力,$ρ$是能量密度,$A$和$α$是正常数.电磁场与GCG的标量场的耦合可以引起这种变化。我们比较我们的结果与实验数据,发现参数$α$和$A_s$,$A_s \equiv A / ρ_{ch0}^{1+α}$,退化是相当可观的。
2006-11-02 astro-ph
Cosmological gamma ray and neutrino backgrounds due to neutralino dark matter annihilation
假设观测到的暗物质是由MSSM中的热激发的中性伴子组成,我们计算了由于中性伴子湮灭在演化的暗物质晕中产生的γ射线和中微子的宇宙学背景辐射。这种伽马射线背景辐射的光谱并没有表现出很强的湮灭线特征,但可能相当于EGRET在几个GeV以上观测到的河外伽马射线连续通量的一个重要部分。与大气前景相比,相应的宇宙学中微子背景很弱。然而,假设完全混合,宇宙学上的τ中微子背景可以在10 GeV - 1 TeV的能量范围内用鉴别味道的中微子望远镜探测到。一个小的各向异性的背景辐射预计,反映当地集群的暗物质晕沿超银道面。
2004-05-18 astro-ph hep-ph
What is there in the black box of dark energy: variable cosmological parameters or multiple (interacting) components?
研究了变宇宙学参数宇宙学模型和复合暗能量模型中的符合问题和暗能量的动力学特征。发现许多通常被认为是宇宙学巧合的问题可以在上述模型中得到解释或显着缓解。
2007-01-08 astro-ph
Probing Inflation and Dark Energy with Current Cosmological Observations
人们普遍认为,我们的宇宙经历了两个不同的加速膨胀阶段。早期阶段被称为暴胀,目前的加速是由暗能量驱动的。观测暴胀和暗能量动力学是当前宇宙学研究的重要方面。在本文中,我们首次详细探讨了动力学暴胀和暗能量之间可能的简并性。我们发现,包括通货膨胀和暗能量参数一起使参数空间更宽,但有趣的是,偏离标度不变的原始光谱是稍微更有利于当前的宇宙学观测时,边缘化的动态暗能量模型。
2006-09-28 astro-ph
Cosmological models with Gurzadyan-Xue dark energy
由Gurzadyan和Xue推导的暗能量密度公式提供了一个与当前宇宙学数据非常一致的暗能量密度参数值,而不像许多现象学暗能量场景假设了相应的值。该公式表明了光速和引力常量等物理常数变化的可能性。考虑几个宇宙学模型的基础上,该公式和推导的宇宙学方程的每一种情况下,我们表明,在所有的模型中,源项出现在连续性方程。因此,GX模型一方面构成了一个丰富的集合,涵盖了许多目前提出的暗能量模型,另一方面,它们揭示了隐藏的对称性,特别是分界线$Ω_m=2/3$的作用,并与物理常数的内容问题。
2006-07-07 astro-ph hep-th physics.class-ph
Anderson Localization in the Sky and Cosmological Magnetic Field
本文讨论了在宇宙复合时间之前,由引力密度扰动引起的涨落等离子体中电磁场的安德森局域化。在复合时间之前的热平衡中出现随机分布的局域相干电磁场。我们认为,局域相干电场最终产生的宇宙磁场后,去耦时间。
1995-09-01 astro-ph cond-mat gr-qc
Cosmological Acceleration: Dark Energy or Modified Gravity?
我们回顾了最近加速宇宙膨胀或“暗能量“的证据,无论是广义相对论中的负压成分(暗能量)或修改的引力(暗引力),没有任何暗能量成分。如果组成暗能量不存在,那么我们的宇宙现在由无压物质主导,爱因斯坦引力必须在低曲率下进行修改。任何罗伯逊-沃克宇宙的真空对称性都将暗引力描述为爱因斯坦引力的低曲率或高曲率修正。任何一种“暗能量“的动力学都不能仅仅从均匀膨胀中推导出来,还需要观察不均匀性的增长。目前和预计的观测结果都与一个小的微调宇宙学常数,几乎静态的暗能量,或在宇宙尺度上修改的引力相一致。宇宙学涨落的增长将潜在地区分静态“暗能量“和动态“暗能量“,状态方程$w(z)$要么快速变化,要么跟踪背景物质。但是,要在宇宙学上区分$Λ$ CDM和修正引力,就需要进行一次比现在计划的更有雄心的弱透镜剪切测量。爱因斯坦引力的Dvali-Gabadadze-Porrati修正也可以在太阳系或中间Vainstein尺度的精细观测中检测到。暗能量的周转特性,无法解释最初的宇宙巧合(“为什么是现在?)没有微调,无法进入实验室或太阳系测试,以及膜世界理论,现在激励未来的精确太阳系,Vainstein规模和宇宙规模的暗引力研究。
2006-06-12 astro-ph
Electromagnetic dark energy
我们引入了一个新的宇宙暗能量模型,其中一个小的宇宙学常数是由普通的电磁真空能量产生的。相应的虚光子存在于所有频率,但通过金兹伯格-朗道类型的相变从低频的引力活动相切换到高频的引力非活动相。只有处于引力活动态的虚光子对宇宙学常数有贡献。一个小的真空能量密度,符合天文观测,是自然产生的这个模型。我们提出了可能的实验室测试这样一个场景的基础上超导体的相位同步。
2007-08-27 astro-ph cond-mat.supr-con
Cosmological Parameters, Dark Energy and Large Scale Structure
本文从理论和观测的角度综述了宇宙学参数、暗能量和大尺度结构的研究现状。我们首先介绍了基本的宇宙学参数,并讨论了它们是如何测量不同的观测技术。然后,我们描述了最近的证据,暗能量从Ia型超新星。动力学模型的暗能量,精髓,然后描述,以及他们如何与理论的引力和粒子物理学。然后回顾了通过引力不稳定性形成结构的基本理论。最后,我们描述了新的观测探测宇宙的大结构,以及它们如何约束宇宙学参数。
2002-07-13 astro-ph
Information content in the halo-model dark-matter power spectrum II: Multiple cosmological parameters
本文在晕模型的背景下研究了非线性暗物质功率谱中的宇宙学Fisher信息。我们发现,有一个平台上的信息内容translinear尺度是通用的所有宇宙学参数,我们尝试。在更小的尺度上,信息量有所增加,但我们发现它在不同的宇宙学参数(也许除了倾斜)之间是相当退化的。这表明,利用暗物质功率谱的非线性机制来约束宇宙学参数可能是困难的。我们提出了解决这个问题的方法,例如在调查分析中将最大的光环从考虑中删除。
2007-01-23 astro-ph
The Hubble constant and dark energy from cosmological distance measures
我们研究了如何从宇宙学距离测量的哈勃常数的测定是受模型的暗能量,反之亦然。为此,利用宇宙微波背景辐射、重子声学振荡和Ia型超新星的宇宙学观测,研究了对哈勃常数和暗能量的约束.当人们研究暗能量时,哈勃常数往往是一个讨厌的参数,因此它通常被边缘化。另一方面,当人们关注哈勃常数时,通常假设简单的暗能量模型,例如宇宙学常数和常数状态方程。由于我们还不知道暗能量的性质,因此研究假设某些类型的暗能量的哈勃常数,并观察关于暗能量的假设在多大程度上影响对哈勃常数的约束是有趣的。我们表明,哈勃常数的约束并没有受到暗能量的假设。我们进一步证明,即使我们去掉宇宙是平坦的假设,这也是正确的。我们还讨论了哈勃常数的先验如何影响对暗能量和/或宇宙曲率的约束。
2008-05-03 astro-ph