Coupled Quintessence in a Power-Law Case and the Cosmic Coincidence Problem
宇宙巧合的问题是一个长期存在的谜。这个难题可以通过在两个暗扇区之间引入耦合来解决。在这封信中,我们研究了一个耦合的精粹方案,其中标量场在幂律势中演化,暗物质粒子的质量取决于$ϕ$的幂律函数。结果表明,这种情况下有一个稳定的吸引子解决方案,因此可以提供一个自然的解决方案,宇宙符合问题。
2005-09-27 astro-ph
Holography and the Cosmic Coincidence
基于对真空量子涨落熵的分析,我们证明了应用于宇宙尺度的全息原理对观测到的宇宙学常数值的一种可能的解释,从理论上证明了Zel'dovich在35年前提出的一个关系。此外,将陈和吴关于宇宙学常数与标度因子的关系的猜想推广到总能量密度,我们表明全息原理也可能是宇宙中物质密度与真空能量密度重合的根源。
2002-06-20 astro-ph gr-qc hep-th
Holographic dark energy and cosmic coincidence
在这封信中,我们证明了任何无压暗物质与全息暗能量的相互作用,其红外截止由哈勃尺度设置,意味着两个组件的能量密度的恒定比例,从而解决了重合问题。得到了状态方程参数随相互作用强度的变化关系。对于全息束缚的可变饱和度,能量密度比变得依赖于时间,这与从减速膨胀到加速膨胀的过渡是相容的。
2005-09-26 astro-ph gr-qc hep-th
Exact solutions of Brans-Dicke cosmology and the cosmic coincidence problem
我们给出了Brans-Dicke理论的一些宇宙学解,其特征是真空能量密度衰减和相对物质密度恒定。有了这些特征,他们就阐明了宇宙学常数的问题,导致了目前的小真空项,以及真空和物质能量密度之间的恒定比率。通过固定解的唯一自由参数,我们得到了与相对物质密度、宇宙年龄和红移-距离关系相一致的宇宙学参数。
2005-10-28 astro-ph gr-qc
The cosmic coincidence in Brans-Dicke cosmologies
在对宇宙学常数问题提出的解决方案中,我们发现了一个动态真空的想法,其能量密度随着宇宙膨胀而衰减。我们还研究了真空衰变在宇宙学尺度上引起的引力常量变化的可能性。我们考虑一个有效的Brans-Dicke理论在空间平坦的FLRW时空,寻找晚时间的解决方案,其特征在于由一个恒定的物质和真空之间的比例能量密度。通过使用观测到的宇宙年龄的极限,我们确定了我们的解决方案的唯一自由参数,获得相对物质密度在0.25-0.4的范围内。特别地,对于Ht = 1,我们得到相对物质密度等于1/3。这就构成了对另一个与宇宙学项有关的问题--宇宙符合问题--的可能解释。
2005-05-23 astro-ph gr-qc
Dark energy, curvature, and cosmic coincidence
目前,暗能量与物质的能量密度相似的事实,即所谓的符合问题,是宇宙学尚未解决的主要问题之一。我们在这里提出了一个模型,在这个模型中,宇宙的空间曲率可以导致一个过渡,在目前的时代,从一个物质占主导地位的宇宙,以一种非常自然的方式缩放暗能量的优势。特别是,我们表明,如果指数势的暗能量场线性依赖于一个封闭的宇宙的空间曲率密度,一些宇宙学参数的观测值可以得到假设可接受的值为目前的宇宙的空间曲率,而没有微调的唯一参数的模型。我们还评论了这种模式的可能变化,以及它可能出现的现实场景。
2006-10-10 astro-ph gr-qc hep-ph
A tracker solution to the cold dark matter cosmic coincidence problem
最近,我们引入了“跟踪器场”的概念,这是一种具有吸引子样解的精华形式。利用这一概念,我们展示了如何构建模型,在这些模型中,今天的精华与物质密度之比与初始条件无关。在这里,我们将同样的想法应用于标准冷暗物质成分,在这种情况下,它是由振荡场组成的。结合这些想法,我们可以构建一个模型,其中精华,冷暗物质和普通物质都对今天的总能量密度做出了相当的贡献,而不管初始条件如何。
1999-06-29 astro-ph hep-ph
Physical vacuum and cosmic coincidence problem
提出了一个框架,在该框架中,弗里德曼宇宙学的能量积分被确定为真空和非真空形式的宇宙能量的真正的时间无关的物理特性。积分被发现是在两个数量级的数值重合。据推测,这种巧合揭示了一种对称性,这种对称性将真空与非真空形式的宇宙能量联系在一起。这种对称性将众所周知的宇宙巧合问题和自然性问题显示为一个更一般问题的两个相互关联的方面:为什么能量积分在数值上是重合的并且等于$ \sim 10^{60} M_{Pl}^{-1}$?一个简单的宇宙冻结的动力学模型是用来研究如何-至少,在原则上-电弱尺度物理可能解释真空和非真空宇宙能量之间的对称性的性质,并确定的基本能量尺度的能量积分的值。
2001-07-04 astro-ph
Photon Mixing in Domain Walls and the Cosmic Coincidence Problem
提出了一个模型,其中存在另一个U(1)规范群,除了在畴壁的核心内,它与QED的规范群有极弱的耦合。可以选择参数,使得穿过这样的壁的标准模型光子与另一个U(1)的“顺反子”最大程度地混合。我们用这个模型来解释高红移超新星的低光度现象。一个可能的机制概述了域壁对应于膜在一个紧凑的空间中的相对取向的变化。该模型相当人为,但有一个优点,即对于广泛的值,它可以解决宇宙巧合问题-任何红移的观察者都会得出结论,他们的宇宙最近开始加速。
2005-07-02 astro-ph hep-ph hep-th
Brane oscillations and the cosmic coincidence problem
我们证明了,在一般的假设下,在具有紧致化的大额外维度的六维膜世界模型中,膜振荡的能量密度与冷暗物质的能量密度成比例,并且它的当前值与观测结果是一致的。这个值是从理论中唯一的维度尺度,即六维引力的基本尺度$M_6\sim 1$ TeV中获得的,除了额外维度的大尺寸之外,没有任何微调或引入额外的质量尺度。有人认为,同样的模型也可以提供正确的宇宙学常数的大小。这一观测结果对于解决膜世界场景中的宇宙符合问题是相关的。
2004-04-16 astro-ph hep-ph hep-th
Dark energy, dissipation and the coincidence problem
在最近的一篇论文中,我们证明了一个经典的标量场加上一个耗散的物质流体可以驱动晚期宇宙加速膨胀,同时解决符合问题[1]。在这篇简短的报告中,我们将这个结果推广到标量场被Chaubergin气体或快子流体代替的情况。
2003-03-07 astro-ph gr-qc hep-ph
About the nature of dark matter and dark energy and a model of cosmology that may solve the cosmic coincidence problem
研究了一个宇宙学模型,它起源于普通物质、暗物质和暗能量是由同一物质构成的假设。有人认为,这一假设是考虑在同一立足点的空间和时间的后果。该模型提供了一个宇宙符合问题的解决方案,预测没有微调值与观测一致。此外,该模型不受平坦性和视界问题的影响,似乎不会破坏宇宙核合成计算的成功,并允许星系和星系团的形成。
2003-04-01 astro-ph hep-th
Testing the Cosmic Coincidence Problem and the Nature of Dark Energy
改变暗能量和物质的相对标度行为的暗能量模型可以为宇宙巧合问题提供一个自然的解决方案-为什么暗能量和暗物质的密度在今天是相当的。引入了一类广义的暗能量模型,它允许用Robertson-Walker比例因子a(t)对暗物质和暗能量的比例进行非正则标度。即将到来的观测,如高红移超新星巡天,Alcock-Paczynski检验在类星体对中的应用,以及星系团的演化,将强烈地限制暗物质和暗能量的相对标度以及暗能量的状态方程。因此,是否真的存在一个巧合的问题,以及宇宙在最近的过去中的宇宙巧合的程度,可以在不久的将来通过观测来回答。确定今天是否是宇宙历史上的一个特殊时刻将是一个SNAP。
2001-05-18 astro-ph
Cosmic coincidences and relic neutrinos
在膨胀的宇宙中,可变的宇宙学常数(CC)和残余中微子气体之间的能量转移可以用一个简单的唯象描述来解释中微子和暗能量密度之间的近似一致性,这种一致性在宇宙历史的很大一部分时间里都保持着。虽然这样的宇宙学设置可能会将中微子提升为质量变化的粒子,无论是慢中微子质量还是快中微子质量都会随着宇宙的膨胀而自然地在模型中实现,但它也同样适用于静态中微子质量。我们还强调什么样的模型变量CC可以潜在地支持上述情况。
2006-12-04 astro-ph gr-qc hep-th
A New Perspective on Cosmic Coincidence Problems
宇宙学数据表明,我们生活在宇宙历史上一个有趣的时期,当ρ_Λ \sim ρ_M \sim ρ_R。任何一个时代的发生都是如此的“三重巧合”,这是令人困惑的,而我们为什么碰巧生活在这个特殊的时代的问题是“为什么是现在?“问题。我们引入了一个框架,使三重巧合不可避免;此外,``为什么是现在?问题得到了很大的转变和改善。该框架假设唯一相关的质量标度是电弱标度M_{EW}和普朗克标度M_{Pl},并要求参数化ρ_Λ^{1/4} \sim M_{EW} ^2/ M_{Pl}。假设真实的真空能量为零,我们提出了一个简单的模型,其中假真空能量产生这种形式的宇宙学常数。
2000-06-01 astro-ph hep-ph hep-th
Interacting Quintessence, Cosmic Acceleration and the Coincidence Problem
面对暗能量主导的扁平宇宙的最新证据,宇宙学家努力解决诸如宇宙学常数问题、极端微调和宇宙巧合问题等深层次的宇宙之谜。我们观察到遥远超新星变暗的程度表明,宇宙加速至少和宇宙学常数模型一样严重。将这一点外推到我们的宇宙未来,意味着一个寒冷而空虚的宇宙或在“大撕裂”中爆炸性死亡的可怕景象。我们构造了一类暗能量和暗物质的动力学标量场模型。在这门课中,我们可以解释为什么超新星意味着宇宙状态方程$w\lesssim-1$,解决微调问题,保护宇宙免于过早加速,并预测未来暗物质中暗能量的恒定比例(从而解决巧合问题),满足主导能量条件,并确保引力束缚的物体永远保持这种状态(避免大撕裂)。这是实现与弦论启发拉格朗日包含标准的动力学条款,指数潜力和耦合,和参数的顺序统一。
2004-07-10 astro-ph
Brane Worlds and the Cosmic Coincidence Problem
具有半径在r_l ~ 0.01- 0.1 mm范围内的“大”额外维度和半径在r_s <(1 TeV)^(-1)范围内的更小额外维度的膜世界模型有可能解决宇宙符合问题,即今天暗物质和暗能量成分之间的明显偶然的相等。主要成分是假设的稳定机制固定的紧凑子流形的总体积,但允许形状变形。后者与现象学上安全的超轻标量场有关。体场Casimir能量自然地扮演着暗能量的角色,它由于r_l的膨胀而随时间减少。稳定的Kaluza Klein态可能扮演着暗物质的角色,其质量随O(1/r_s)的增加而增加。宇宙学方程表现出吸引子解,其中整体状态方程为负,暗能量与暗物质之比为常数,并且得到了两个大额外维的观测值。大额外维度的实验搜索应该考虑到,由于暗物质和半径动力学之间的强耦合,星系晕内的大额外维度的大小可能小于平均值。
2003-03-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Search for Correlated High Energy Cosmic Ray Events with CHICOS
本文介绍了对美国加利福尼亚州高等学校宇宙线观测站(CHICOS)收集的高能宇宙线(初级E > 10^{14} eV)数据进行时间相关搜索的结果。研究人员对分布在400平方公里范围内的60个探测器站点的数据进行了研究,以寻找间隔超过1公里的相关事件的证据,这些事件的符合时间从1微秒到1秒不等。所有的搜索是一致的,除了2.9 σ过量的重合时间小于10微秒观察到的情况下,没有多余的重合。我们报告了符合概率的上限作为符合时间的函数。
2005-02-15 astro-ph
Dark-Energy Dynamics Required to Solve the Cosmic Coincidence
动态暗能量(DDE)模型通常被设计用来解决宇宙巧合(为什么,刚才,暗能量密度$ρ_{de}$,与物质密度$ρ_m$是同一数量级?)通过保证$ρ_{de} \sim ρ_m$在宇宙年龄的重要部分。这通常需要模型中的特别跟踪或振荡行为。然而,这种行为既不足以也不必要解决巧合问题。必须证明的是,有相当一部分观察者看到了$ρ_{de} \sim ρ_m$。确切地说,DDE模型必须在什么时候、在多长时间内拥有$ρ_{de} \sim ρ_{m}$才能解决巧合问题?我们利用地星观测者的时间分布来探讨动态暗能量模型中的符合问题。我们发现,任何暗能量模型拟合当前观测约束$ρ_{de}$和状态方程参数$w_0$和$w_a$,没有$ρ_{de} \sim ρ_m$的大部分观察者在宇宙中。这使专门设计用于使用长周期或重复周期的$ρ_{de} \sim ρ_m$来解决重合的DDE模型失去动力。
2008-10-14 astro-ph
Quintessence, Cosmic Coincidence, and the Cosmological Constant
最近的观测表明,宇宙的大部分能量密度都是负压。一种解释是真空的能量密度;另一种解释是以标量场的形式缓慢地向势演化的精粹。无论哪种情况,关键问题是解释为什么能量密度几乎与今天的物质密度一致。随着宇宙的膨胀,密度以不同的速率下降,所以今天的巧合似乎要求它们的比率在早期宇宙中被设定为一个特定的无穷小的值。在本文中,我们介绍了一个“跟踪器字段”的概念,一种形式的精髓,并展示了它如何解释的巧合,增加了新的动机的精髓的情况。
1998-10-21 astro-ph
Cosmologies with variable parameters and dynamical cosmon: implications on the cosmic coincidence problem
动力学暗能量(DE)已经被提出来解释宇宙学常数(CC)问题的各个方面。例如,我们很难接受一个严格恒定的λ项构成了我们宇宙中DE的最终解释。我们也很难接受这样一种观点,即我们碰巧生活在一个时代,在这个时代,CC贡献的能量密度值正好在快速稀释的物质密度的范围内。也许更有可能的是,设想真空能量实际上是一个动力学量,就像宇宙本身一样。更一般地说,我们甚至可以接受这样的可能性,即总DE实际上是真空能量和其他动力学成分(例如场、有效作用量中的高阶项等)的混合物,这些成分可以由有效实体X(称为“宇宙子”)共同表示。因此,“宇宙子”作为不同于真空能量的动力学DE分量。虽然它本身实际上可以表现得像幻影一样,但整个DE流体可以有效地表现为标准精华,甚至模仿目前几乎精确的CC行为。由于这种宇宙流体的多功能性,我们可以证明这种复合DE系统(“LXCDM”)可能是解决神秘巧合问题的关键。
2007-01-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Toward a solution of the coincidence problem
晚期宇宙加速的巧合问题是我们理解宇宙演化的一个严重谜团。在这里,我们认为,这个问题可能有一天会得到解决-或更好地理解-通过表达哈勃膨胀率作为密度比(暗物质/暗能量)的函数,并通过观测确定红移的速率。
2008-07-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Dark energy, inflation and the cosmic coincidence problem
我们表明,全息暗能量可以解释为什么目前的暗能量密度是如此之小,如果有一个足够的膨胀在早期宇宙的通货膨胀。也有人建议,与e-折叠$N\simeq 65$的数量膨胀可能解决宇宙符合问题在这种情况下。假设今天的暴胀和幂律加速阶段,我们得到近似公式的事件视界大小的宇宙和暗能量密度作为时间的函数。一个简单的数值研究利用公式很好地再现了观察到的暗能量的演变。理论和观测数据之间的这种非平凡匹配支持了暴胀和全息暗能量模型。
2008-03-10 astro-ph hep-th
Phantom Dark Energy, Cosmic Doomsday, and the Coincidence Problem
幻影暗能量模型,w <-1,其特征是未来的奇点,因此宇宙的寿命有限。因为未来的奇点是由暗能量支配的开始触发的,所以宇宙在其总寿命的很大一部分时间里处于暗能量和物质密度大致相当的状态。我们计算了宇宙总寿命中暗能量和物质密度在任一方向上的差异小于r_0的部分,作为w的函数。当r_0 = 10时,当w从-1.5变到-1.1时,该分数从1/3变到1/8; r_0越小,该分数越小。这一结果表明,符合问题显着改善在幻影占主导地位的宇宙学与未来的奇点。
2005-03-10 astro-ph gr-qc hep-th
Dark energy perturbations and cosmic coincidence
虽然在实验宇宙学的各个方面都有大量证据证明宇宙中存在非零暗能量(DE)密度ρ_D,但我们仍然远远没有对其最终性质和当前价值有一个基本的了解,甚至没有考虑到ρ_D与目前物质的能量密度ρ_M如此接近这一令人困惑的事实(即所谓的“宇宙符合”问题)。这些宇宙难题的解决表明,DE必须有一些(温和的)动力学行为在目前的时间。本文研究了多组分DE流体的物质扰动和DE扰动的同时集(δρ_M,δρ_D)的一些一般性质。接下来,我们把这些属性的背景下,一个非平凡的动态DE模型(LXCDM模型),这已经在文献中研究的测试。通过要求δρ_M和δρ_D的耦合微扰方程组在整个宇宙学演化过程中具有光滑解,物质功率谱与结构形成数据一致,“符合比”r=ρ_D/ρ_M保持有界且不高,我们能够确定参数空间的一个明确定义的区域,在该区域中,模型可以与所有已知的宇宙学数据完全兼容地解决宇宙符合问题。
2009-04-29 astro-ph
Interacting models of soft coincidence
晚期宇宙加速的巧合问题是一个严重的谜团,与我们对宇宙演化的理解有关。在本文中,我们证明了暗能量分量(幻影或精粹)与暗物质之间的相互作用可以减轻它,在这种情况下,重子分量是独立守恒的。这是对以前的一项研究的推广[S.德尔坎波河Herrera和D. Pavon,Phys.Rev.D71,123529(2005)],其中既不考虑重子也不考虑幻影能量。
2006-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Cluster Analysis of Extremely High Energy Cosmic Rays in the Northern Sky
本文研究了北半球四个面阵实验观测到的$4\times10^{19}$ eV以上极高能宇宙射线(EHECR)的到达方向,并对它们在天空中的相似方向进行了符合性检验。在实验的角分辨率范围内,在超星系面上观测到了大量的双符合(二重态)和三重符合(三重态)。如果我们考虑超银道面内$\pm 10^{\circ}$的一个限制区域,那么这种多重态均匀分布的几率小于1%。虽然仍有机会重合的可能性,但目前关于超银道面小角度成团的结果可能对解释EHECR之谜有重要意义。需要一组独立的数据来检查我们的声明。
1999-08-18 astro-ph
The Washington Large Area Time Coincidence Array
西雅图地区学校的数量和密度便于研究超高能量(约$10^{20}$ eV)宇宙射线在大气层顶部产生的分布式粒子簇射。我们正在合作开发一个分布式探测器网络,以研究这种超高能宇宙射线产生的空气簇射。我们称之为宇宙射线测量组件WALTA(Washington大面积时间符合阵列)。WALTA旨在为教师和学生提供成为前沿科学项目积极参与者的机会。该计划的一个基石将是在每个参与学校安装一个测量模块。
1999-09-15 astro-ph
The Cosmic Coincidence as a Temporal Selection Effect Produced by the Age Distribution of Terrestrial Planets in the Universe
物质的能量密度和真空的能量密度目前被观察到是相同的数量级:$(Ω_{m 0} \approx 0.3) \sim (Ω_{Λ0} \approx 0.7)$。发生这种情况的宇宙学时间窗口相对较窄。这样,我们就面临着宇宙学上的巧合问题:为什么这些能量密度恰好在同一个数量级上?在这里,我们表明,这种明显的巧合可以解释为时间选择效应产生的年龄分布的类地行星在宇宙中。我们发现,从类地行星上进行的观测有很大的($\sim 68 %$)可能性会发现$Ω_m$至少和我们今天观测到的$Ω_Λ$一样接近。因此,我们和宇宙中任何在类地行星上进化的观察者,都不应该对发现$Ω_m \sim Ω_Λ$感到惊讶。如果观测者在类地行星上演化所花费的时间小于$\sim 10$ Gyr,那么这个结果相对可靠。
2007-03-16 astro-ph
Tracking Quintessence Would Require Two Cosmic Coincidences
良好的跟踪要求精华能量分数缓慢增加,而滚动$λ\equiv -d\ln V/\varkappa dϕ$缓慢减小,但还不是真正的缓慢滚动。在当前的状态方程中,超新星需要(1)一个宇宙学常数或其他微调的“爬行状态”,或者(2)直到最近才跟踪的“滚动状态”,但现在由于潜在曲率的急剧增加而变得缓慢滚动。因此,微调是必需的常数状态方程和反幂势,但可以避免的SUGRA和Skordis-Albrecht势和其他良好的跟踪器,提供精华的能量统治和慢滚{ \em两者}才开始最近。这使得我们生活的时代在{ \em two}方面变得特别。
2004-03-22 astro-ph
Search for Correlated High Energy Cosmic Ray Events with CHICOS
本文介绍了对加利福尼亚州高等学校宇宙线观测站(CHICOS)收集的高能宇宙线数据(初级E > 10 ^14 eV)中时间相关性的研究结果。研究人员对分布在400平方公里范围内的69个探测器站点的数据进行了研究,以寻找间隔超过1公里的孤立事件的证据,这些事件的重合时间从1微秒到1秒不等。我们报告了符合概率的上限作为符合时间的函数。
2005-09-08 astro-ph
Toward a Possible Solution to the Cosmic Coincidence Problem
为什么物质密度和真空能量密度在今天几乎相等,而在宇宙膨胀期间它们的尺度如此不同,这是一个谜。我们提出了一个范例,可能会允许一个非人择的解决方案,这个宇宙的巧合问题。铀238的半衰期非常接近太阳系的年龄,这一事实并不被认为是巧合,因为有许多核素的半衰期在很大的时间尺度范围内变化,这意味着可能有一些核素的半衰期接近任何给定的时间尺度。同样地,造成今天宇宙加速的真空场能量,可能只是标量场能量的一个大集合,这些能量在过去主宰宇宙,然后逐渐消失。在标准宇宙学和粒子物理学中,已经有几个标量场可能对宇宙真空能量有贡献(希格斯场、暴胀子,以及任何导致电流加速的精粹/暗能量场),因此,一个大的场系综的想法似乎并不遥远。该想法的预测包括:1)驱动加速的当前真空能量不是恒定的并且将最终消失,2)标量场压力与密度的比率w当前正在改变并且不是精确的负的,3)在过去可能存在真空主导和加速的时期,4)当前的加速阶段将结束,但未来可能会有更多的加速阶段,5)在这些场的性质被知道之前,宇宙的最终命运无法决定,但所有标量场的密度之和最终可能为零,这是在发现目前的宇宙加速度之前通常假设的。
2002-10-18 astro-ph hep-ph
The Coincidence Problem and Interacting Holographic Dark Energy
研究了相互作用项为$Q=3H(\lam_dρ_d + \lam_cρ_c)$的相互作用全息暗能量模型的动力学行为,其中$ρ_d$和$ρ_c$分别为暗能量和CDM的能量密度.在满足SNIa、CMB位移参数和BAO测量的观测约束条件下,如果是$\lam_c = \lam_d$或$\lam_d, \lam_c >0$,宇宙演化在未来只能到达吸引子,而$ρ_c/ρ_d$的比值目前不可能是缓慢变化的。由于即使宇宙学参数的当前值不满足观测约束,宇宙吸引子也可以在未来到达,因此在这种情况下,重合问题并没有真正得到缓解。然而,如果允许$\lam_c \neq \lam_d$和它们是负的,则比率$ρ_c/ρ_d$在当前可以是缓慢变化的,并且在当前历元附近可以达到宇宙吸引子。因此,在这种情况下,可以减轻重合问题。在这种情况下,重合问题的缓解仍然是可以实现的,当面对这个模型的SDSS数据。
2008-05-14 astro-ph
Cosmic Coincidence with a new Type of Dark Matter
提出了一种场论,其中规则费米子物质和暗费米子物质是同一“原始”费米子场的不同态。在正常粒子物理学中典型的费米子密度范围内,原始费米子分裂成三个与常规费米子相同的家族。当费米子能量密度变得与暗能量密度相当时,理论允许新类型的状态。通过求解描述均匀标量场和均匀分布的非相对论中微子填充的FRW宇宙的场论方程,证明了这种宇宙低能物理(CLEP)态存在的可能性.处于CLEP态的中微子通过动态改变自身参数而被引入宇宙膨胀。CLEP态的费米子的一个特征是,在时间宇宙的晚期,它们的质量以a^{3/2}的形式增加(a=a(t)是标度因子)。由CLEP态中微子组成的冷暗物质的能量密度是一种暗能量;这种冷暗物质具有负压,对于晚期宇宙,其状态方程接近宇宙学常数。这样的宇宙的总能量密度比没有费米子物质的宇宙要小。(精粹)标量场耦合到暗物质,但它的耦合到常规的费米子物质似乎是非常强烈的抑制。
2004-03-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Multiple universes, cosmic coincidences, and other dark matters
即使在完整而一致的表述下,物理学和宇宙学边界条件的基本理论也不可能对我们所观察到的宇宙给出明确而唯一的预言;事实上,暴胀、弦/M理论和量子宇宙学都可以证明,我们只能观察到具有不同性质的系综中的一个成员。那么,如何检验这些理论呢?在未来的测量中,我们应该观察到预测属性的先验最可能集合(“自下而上”方法),或者与所有当前观察结果兼容的最可能集合(“自上而下”方法),或者与观察者的存在一致的最可能集合(“人类学”方法)。这些存在于一系列的条件化水平中,并可能导致质的不同的预测。例如,在一个背景下,不同种类的暗物质的密度在其他相似区域的集合成员之间变化,从自上而下或人为的观点-而不是自下而上-我们很自然地观察到多种类型的暗物质,它们对所观察到的暗物质密度有相似的贡献。在人择方法中,原则上也有可能加强这一论点,并限制可能的暗物质子成分的数量。在这两种情况下,论证都可以扩展到暗能量或原始密度扰动。这意味着宇宙学的人择方法,部分是为了解释我们宇宙中不相关成分之间的“巧合”而引入的,预测更多尚未观察到的巧合应该会被发现。
2004-12-21 astro-ph gr-qc hep-th
Soft coincidence in late acceleration
假设当前暗物质和暗能量的比值是尺度因子的慢变函数,研究了宇宙晚期加速的符合问题。作为暗能量成分,我们考虑两个不同的候选者,首先是一个精粹标量场,然后是快子场。在这两种情况下,解析解的比例因子,字段和潜在的派生。这两个模型都显示出与最近的星等红移超新星数据很好的拟合。然而,似然轮廓不利于快子场模型,因为它似乎更喜欢一个过高的值的物质成分。
2005-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Radiodetection of Cosmic Ray Extensive Air Showers
介绍了利用射电探测技术观测超高能宇宙线大范围空气簇射的演示实验的特点和性能。在第一步中,一个天线窄频带滤波器用作触发器,具有高于天空背景水平的4 $σ$阈值,用于标记天线阵列上符合的任何无线电瞬变。最近,增加了4个粒子探测器,使我们能够与天线同时观测宇宙射线事件。
2004-12-09 astro-ph
Evidence for Radio Detection of Extensive Air Showers Induced by Ultra High Energy Cosmic Rays
宇宙线空气簇射的无线电发射对应的确凿证据。通过使用与地面粒子探测器重合的天线阵列,我们发现了一系列事件,其中粒子和无线电信号之间的时间和到达方向重合被观察到。计数率对应于簇射能量$\gtrsim 5\times 10^{16}$ eV。这些结果为完善现有的观测超高能宇宙射线的探测方法开辟了广阔的前景。
2005-04-11 astro-ph
Quintessence Cosmology and the Cosmic Coincidence
在目前对观测到的光滑能量及其状态方程参数的限制条件下,弄清光滑能量是静态的(宇宙学常数)还是动态的(精髓)是很重要的。如果状态方程参数随宇宙尺度适度变化,观测上允许的最动态的精华场现在仍然是快速滚动的,不再满足跟踪近似。通过测量有效状态方程参数的平均值,我们对区分宇宙学常数和明显的动力学精髓持乐观态度。然而,从任何尺度依赖性的观察中重建精华势在不久的将来似乎是有问题的。对于我们的平坦宇宙,目前占主导地位的光滑能量的形式,无论是宇宙学常数(LCDM)或quintessence(QCDM),我们计算的渐近坍缩质量分数是最大的,在所观察到的光滑能量/物质比。识别这个崩溃的分数作为一个条件概率可居住的星系,我们推断,先验分布是平坦的。将这种先验解释为理论上的分布,而不是不可观测的子宇宙上的分布,使我们对未来的量子宇宙学理论和光滑能量的静态或准静态性质进行了启发式预测。
2001-11-15 astro-ph
Holographic Dark Energy and Present Cosmic Acceleration
我们回顾了全息暗能量的概念,并评估其意义的光在目前的宇宙加速。接下来,我们提出一个全息暗能量模型,其中红外截止由哈勃尺度设置。该模型考虑了上述加速,并且通过构造,摆脱了宇宙巧合问题。
2005-11-04 astro-ph gr-qc hep-ph
A cosmic vector for dark energy
在这项工作中,我们表明,在宇宙尺度上的矢量场的存在可以解释目前阶段的宇宙加速膨胀。该理论不含维数参数和势项,不需要早期宇宙的非自然初始条件,从而避免了所谓的宇宙符合问题。此外,它还以极好的精度拟合了高红移超新星的数据,对宇宙学参数做出了明确的预测。接下来的观测将能够清楚地将这个模型与具有宇宙学常数的标准宇宙学区分开来。
2008-08-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Is Cosmic Coincidence a Consequence of a Law of Nature?
提出了一种场论,其中规则费米子物质和暗费米子物质是同一“原始”费米子场的不同态。在正常粒子物理学中典型的费米子密度范围内,原始费米子分裂成三个与常规费米子相同的家族。当费米子能量密度变得与暗能量密度相当时,理论允许新类型的状态。通过求解描述均匀标量场和均匀分布的非相对论中微子填充的FRW宇宙的场论方程,证明了这种宇宙低能物理(CLEP)态存在的可能性.处于CLEP态的中微子通过动态改变自身参数而被引入宇宙膨胀。CLEP态的费米子的一个特征是,在宇宙晚期,它们的质量以^{3/2}的形式增加。由CLEP态中微子组成的冷暗物质的能量密度是一种暗能量;这种冷暗物质具有负压,对于晚期宇宙,其状态方程接近宇宙学常数。这样的宇宙的总能量密度比没有费米子物质的宇宙要小。(精粹)标量场耦合到暗物质,但其耦合到常规的费米子物质似乎是非常强烈的抑制。获得这些结果的关键作用属于一个基本约束(它是作用原理的结果),它扮演着一个新的自然定律的角色。
2004-04-14 astro-ph gr-qc hep-th
Coincidence Problem in YM Field Dark Energy Model
研究了有效杨-米尔斯凝聚暗能量模型中的符合问题。由于有效YM拉格朗日量完全由量子场论确定,因此该模型中除能量标度外没有可调参数,宇宙演化只依赖于初始条件。在一般的初始条件下,YM凝聚相对于辐射和物质都是次要的,模型总是有一个跟踪解,宇宙从物质主导阶段过渡到暗能量主导阶段,直到最近的$z\sim 0. 3$阶段,才演化到现在的$Ω_{y}\sim 0.73$和$Ω_m\sim 0.27$阶段。
2008-10-29 astro-ph gr-qc hep-th
On the mystery of the cosmic vacuum energy density
经过短暂的历史的$Λ$长期解释为什么(有效)宇宙学常数预计将获得贡献从短距离物理,对应的能量至少一样大的费米尺度。因此,按照粒子物理学的标准,宇宙学常数的实际微小值代表了当今基础物理学最深的奥秘之一。简要讨论了最近提出的一种利用(大)额外维度解决宇宙学常数问题的方法。本文还评述了具有动力学$Λ$的宇宙学模型,这些模型试图避免令人不安的宇宙符合问题。
2000-09-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Some Issues Concerning Holographic Dark Energy
我们研究了全息暗能量的微扰,发现它是稳定的。我们研究了当存在相互作用全息暗能量时宇宙的命运,并讨论了相互作用全息暗能量模型的一个简单唯象分类。我们还讨论了全息暗能量背景下的宇宙符合问题。我们发现,通过增加一个相互作用项并不能完全解决重合问题。暴胀可能为巧合问题提供更好的解决方案。
2008-05-29 astro-ph gr-qc hep-th
Dark Energy in Light of the Cosmic Horizon
基于对宇宙微波背景辐射和哈勃太空望远镜及地面设施对Ia型超新星的惊人观测,现在人们普遍认为宇宙的膨胀正在加速。在标准宇宙学的背景下,宇宙因此必须包含第三个“暗”能量成分,超越物质和辐射。然而,目前的数据仍然被认为不足以区分演化中的暗能量成分和与时间无关的宇宙学常数的最简单模型。在本文中,我们考察了我们的宇宙视界R 0在我们对数据的询问中所起的作用,并得出了相当坚定的结论:宇宙学常数的存在是站不住脚的。观测结果告诉我们,R 0 = ct 0,其中t0是宇宙当前的年龄,然而一个宇宙学常数只会驱使R 0向ct(其中t是宇宙时间)移动一次,而且必须是现在。相反,标度解同时消除了标准模型中的几个难题,包括“重合”和“平坦”问题,并很好地解释了R 0 = ct 0的事实。我们在这里表明,对于这样的动力学暗能量模型,要么R 0 =ct(从而完全消除了明显的巧合),要么我们认为宇宙的当前年龄实际上是视界时间th= R 0/c,它总是短于t0。我们对Ia型超新星数据的最佳拟合表明,t0必须是~ 169亿年。虽然一开始令人惊讶,但这样一个更古老的宇宙实际上将消除宇宙学中其他几个长期存在的问题,包括(过早)出现的超大质量黑洞(红移> 6)和本星系群中明显缺乏的矮晕。
2007-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmic Conspiracies
现在标准的香草味LambdaCDM模型随着WMAP 3年数据的发布以及其他几个宇宙学数据集的发布得到了进一步的证实。随着这个标准模型的参数变得越来越精确,它的更多奇异特征变得显而易见。在这里,我们描述一些最奇怪的这些表面上的巧合。特别是,我们似乎生活在宇宙年龄乘以哈勃参数H_0 t_0 = 1的精确时期(在1sigma内)。
2006-04-02 astro-ph
The mystery of the cosmic vacuum energy density and the accelerated expansion of the Universe
经过短暂的历史的$Λ$长期解释为什么(有效)宇宙学常数预计将获得贡献从短距离物理,对应于至少100 GeV的能量标度。因此,宇宙学常数在任何自然单位尺度下的实际微小值,代表了当今基础物理学最深的奥秘之一。我们还简要地讨论了最近的天文学证据的宇宙学意义上的真空能量密度导致宇宙的加速膨胀。这主要来自于Ia型超新星的哈勃图和观测到的宇宙微波背景辐射的温度波动。如果这成为一个既定的事实,我们还面临着一个令人不安的{ \it宇宙巧合}问题。
1999-08-31 astro-ph gr-qc
Cosmology With Interacting Dark Energy
早期的宇宙暴胀,再加上最近的观测,即宇宙目前是由低密度真空能量主导的,导致了至少两个现代宇宙学必须解决的潜在问题。首先,有一个老的宇宙学常数问题,有一个新的转折:巧合问题。其次,宇宙学仍然缺乏一个模型来预测观测到的当前宇宙加速,并确定未来是否会退出这种状态(就像以前的暴胀情况一样)。这就构成了一个动力学问题。在这篇文章中,提出了一个框架来解决这两个问题,基于处理宇宙背景真空(暗)能量的动力学和相互作用。宇宙的行为就像一个真空驱动的宇宙引擎,在寻找平衡的过程中,总是通过真空能量耗散增加其惯性(内能)来对真空引起的加速做出反作用。这个过程将宇宙真空(暗)能量与物质耦合,通过在衰减的真空能量密度和物质场中相应的共振能量密度中建立振荡,在这些场中产生未来方向的越来越可比的振幅。通过对这些耦合振荡的相对幅度设定界限,该模型提供了一个自然且概念上简单的渠道来讨论重合问题,同时还提出了一种处理动力学问题的方法。一个具有有用观测意义的结果是一个状态方程w(t),它特别预测了当前宇宙的一个变量,准周期,加速度。这一结果可以通过未来的观测技术(如SNAP)直接进行检验。
2003-12-03 astro-ph gr-qc
Tachyon as a Dark Energy Source
研究表明,在具有曲率非最小耦合和自相互作用的逆立方势的快子驱动下,暗能量在宇宙晚期衰变为冷暗物质。发现这一现象产生了“宇宙符合问题”的解决方案。
2005-03-10 astro-ph gr-qc hep-th
Radio Detection of Cosmic Ray Air Shower by the CODALEMA Experiment
本文研究了用射电探测大气中大范围空气簇射发展过程中辐射的电磁脉冲来测量极高能宇宙射线(EHECR)的可能性。我们提出了示范CODALEMA实验,设置在Nancay射电天文台(法国)。无线电十米阵已被改编为测量天线之间的时间重合无线电瞬变。
2003-06-12 astro-ph
Experimental Limit on the Cosmic Diffuse Ultra-high Energy Neutrino Flux
我们报告的结果,从120小时的寿命与戈德斯通月球超高能中微子实验(GLUE)。该实验搜索来自月球风化层的<10 ns的微波脉冲,这些脉冲同时出现在相距22公里并通过光纤连接的两个大型射电望远镜上。这样的脉冲可能是由月壤中大于100 EeV的中微子相互作用引起的地下电磁级联产生的。目前还没有发现任何候选者,而隐含的限制限制了目前几种超高能中微子通量的模型。
2004-05-05 astro-ph hep-ex hep-ph
Dynamics of Quintessence Models of Dark Energy with Exponential Coupling to the Dark Matter
我们探讨了暗能量的精髓模型,表现出非最小的暗物质和宇宙流体的暗能量成分之间的耦合。所选择的耦合类型是受到引力的标量-张量理论的启发。一旦给出耦合函数作为输入,我们就施加合适的展开动力学,从而可以推导出精确的Friedmann-Robertson-Walker解。单指数型和双指数型的自相互作用势的出现是由于我们选择的耦合函数。详细讨论了解的存在性和稳定性。虽然,在一般情况下,宇宙混合物的组分之间的适当的相互作用的模型是有用的,以处理的巧合问题,在本研究中的巧合不能回避,由于选择的解决方案产生的anonymous。
2007-02-08 astro-ph
Accelerated expansion and matter creation
提出了一套考虑粒子数变化的宇宙学模型。在这种情况下,暗物质和暗能量都可以用一个单一的成分来解释,而不需要假设任何奇异的状态方程,直接解决宇宙符合问题。
2008-12-19 astro-ph