A Faster Growth of Perturbations in an Early Matter Dominated Epoch: Primordial Black Holes and Gravitational Waves
我们提出了一个快速增长的宇宙学扰动的情况下，$δ(t) \sim a(t)^s$，$a(t)$的比例因子，与$s > 10$的数值例子在这篇文章中报道。该方案的基本成分是一个早期的物质主导的时代和暗费米子经历了标量介导的力量在时代。这两种情况都出现在弦/超引力模型中。暗费米子在视界下的密度扰动会导致快速增长。这种快速增长具有丰富的现象学含义。我们概述了原始黑洞的形成和引力波的产生的影响。可以产生月球质量范围内的原始黑洞（它们是理想的暗物质候选者）。由于二阶标量微扰和原初黑洞的蒸发和合并，可以在很宽的频率范围内产生引力波。
2022-01-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Nonlinear growth and amplification of phase-transition gravitational waves induced by cosmic expansion
School of Physics and Astronomy, Monash University（莫纳什大学物理与天文学院）；School of Physics, Anhui University（安徽大学物理学院）
通过首个三维流体动力学模拟，发现宇宙膨胀在慢速相变中通过增强成核率并诱导非线性增长，将引力波能量分数放大10到100倍，对弱相变尤为显著。
2026-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Modified cosmology through generalized mass-to-horizon entropy: implications for structure growth and primordial gravitational waves
本研究引入广义质量-视界关系构建修正熵力宇宙学框架，分析其对早期宇宙物质扰动增长的影响，并探究其对原初引力波遗迹丰度的作用，识别出可能偏离标准宇宙学的参数区域。
2025-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational torque-driven black hole growth and feedback in cosmological simulations
利用自洽的黑洞生长和反馈模型研究了宇宙学模拟中的黑洞-宿主星系标度关系。次网格吸积模型捕获的关键缩放控制角动量运输从银河系尺度下到秒差距尺度，而我们的动力学反馈实现，使注入的流出物与所观察到的核流出物相匹配的属性。我们发现，“类星体模式”的反馈可以有很大的影响星系际介质的热性质和星系和大规模黑洞的增长动力学反馈效率低至0.1%，相对于热光度。尽管如此，我们的模拟表明，黑洞主机的标度关系是只有微弱的依赖于黑洞反馈对星系尺度的影响，由于反馈抑制星系和大质量黑洞的增长相似的金额。与此相反，相对于宿主星系恒星形成速率，引力矩供给中心黑洞的速率决定了黑洞-宿主相关性的斜率和归一化。我们的研究结果表明，一个共同的气体供应调节的引力矩是观察到的黑洞和星系的共同演化的主要驱动力。
2016-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Enhanced power of gravitational waves and rapid coalescence of black hole binaries through dark energy accretion
本研究探讨暗能量吸积对黑洞双星的影响，发现吸积加速轨道圆化、增强引力波功率并显著缩短并合时间，为引力波天文学提供暗能量的观测特征。
2022-10-22 astro-ph.CO gr-qc
The End of Cosmic Growth
大尺度结构的生长是引力与宇宙加速度的较量。我们调查宇宙增长的未来行为在广义相对论（GR）和修改后的重力在长时间的加速，推导出解析渐近行为，并显示，重力一般失去和增长结束。我们还注意到，从停止增长的角度来看，“为什么是现在”的问题同样引人注目。对于GR内部的许多模型，重力增长指数$γ$今天也显示为过去的恒定行为与未来的更高渐近值之间的独特时间。有趣的是，虽然$f(R)$模型在这方面与今天和最近的GR有很大的不同，但它们的增长指数在渐近未来和过去是相同的。
2018-12-21 astro-ph.CO
Gravitational entropy of fluids with energy flux
本文将 CET 引力熵形式用于带能量通量的无剪切球对称流体精确解，证明所有膨胀构型均满足熵增长，并探讨其与引力时间箭头及非均匀 FLRW 推广的联系。
2025-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Optimising growth of structure constraints on modified gravity
我们用结构数据的增长来约束暗能量的有效场论。考虑作为案例研究Horndeski理论与引力波的速度等于光，我们展示了如何约束的自由参数和大尺度结构唯象函数可以改善两个成分：首先，通过补充红移的集合-空间畸变数据与最近三次对增长率$f$和来自VIPERS和SDSS的物质波动幅度$σ_8$的测量合作;其次，通过应用当地的太阳系约束的变化的牛顿常数。分析结果表明：$i)$尽管严格限制了弱引力的预言，但太阳系束缚的加入并不能阻止相对于标准模型$Λ$ CDM在低红移处的抑制增长; $ii)$，与结构数据的增长相结合的相同约束强烈地限制了引力滑移参数的红移演化接近于1，并且当前值是限制到一个在$10^{-3}$水平; $iii)$结构数据的增长有利于第五力的贡献，有效的引力耦合在低红移和在一个以上的西格玛在目前的时间。
2019-05-31 astro-ph.CO
Scale-Dependent Growth from a Transition in Dark Energy Dynamics
我们研究了精粹场在其势的最小值附近滚动和振荡的观测结果，“如果”它发生在当前纪元附近（z<0.2）。我们表明，在一类模型中，振荡导致的场的波动和引力势的亚视界尺度上的快速增长。引力势的增长发生在<< H^（1）的时间尺度上。这种效应是存在的，即使当选择的精华参数，以再现与观察一致的膨胀历史。对于线性化的波动，我们发现，虽然引力势功率谱增强的尺度依赖的方式，暗物质/星系功率谱的形状没有显着的影响。我们发现，这种转变的最佳限制在精华领域提供了通过集成的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应的CMB温度功率谱。超越线性化的制度，精粹场可以分裂成大的，局部的，长寿命的激发（介子）与星系团的大小相当;这种分裂可以提供额外的观测限制。两个引用的修正引力的“签名”是引力势的尺度依赖性增长和从透镜和星系团测量推断的物质功率谱之间的差异。在这里，这两种效应都是通过广义相对论中具有正则动力学项的最小耦合标量场实现的。
2012-08-23 astro-ph.CO
Comment on "N-body simulations of gravitational dynamics" by Dehnen and Read
它表明，在N体模拟的大小增长的历史总结，在这篇评论中的粒子数测量缺少一些关键的里程碑。粒子的大小很重要，因为粒子的数量和适当的力平滑是抑制不必要的离散性的关键方法，因此初始条件和运动方程适合于泊松-弗拉索夫系统中引力不稳定性的增长，该系统适合于具有暗物质的宇宙。公布的关于可以做什么的严格限制不包括在审查中。
2011-05-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Modified Gravity from growth data: goodness-of-fit and gravitational coupling
Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本文利用增长数据约束三个F(R)修正引力模型，通过MCMC和拟合优度统计发现模型间难以区分，但重构引力耦合μ(z)后，R^2-AB模型因与Planck 2018存在3.2σ张力而被排除。
2026-09-21 astro-ph.CO
Third-order scalar induced gravitational waves during a matter-dominated era: secular growth and implications for primordial black hole domination
Huai’an University（淮阴工学院）
本研究解析计算了物质主导时期三阶标量诱导引力波的核函数，发现其频谱呈x^6长期增长，并利用无反作用条件将原初黑洞初始丰度约束强化至约4.6×10^-7，比二阶结果强三个数量级。
2026-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
How to suppress exponential growth -- on the parametric resonance of photons in an axion background
轴子-光子相互作用可以导致在冷轴子背景的存在下通过参数共振增强电磁场，对于频率接近轴子质量一半的模式。在本文中，我们研究了轴子动量色散的作用以及背景引力势的影响，它可以失谐的共振，由于引力红移。我们表明，通过分析以及数值计算，共振导致光子场的指数增长，只有当（a）轴子动量传播小于逆共振长度，和（b）引力失谐距离大于共振长度。对于现实的参数值，这两种效果强烈抑制共振，并防止光子场的指数增长。特别是，即使假设所有的暗物质都是由一个完全冷的轴子凝聚体组成，由于我们星系的引力势而产生的红移也阻止了光子在可观测频率范围内的共振。对于质量低于$\sim 10^{-13}\, M_\odot$的轴子团块，动量扩散条件更具限制性，而对于质量更大的团块，红移条件占主导地位。
2020-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A new fitting-function to describe the time evolution of a galaxy's gravitational potential
我们提出了一个新的简单的函数形式来模拟宇宙学背景下的球形质量分布的演化。两个参数控制系统的增长，这是使用红移依赖指数的规模质量和规模半径建模。在这个新模型中，系统由内而外形成，并且给定壳的质量可以像通常预期的那样永远不会减少。这一特性使得它比文献中常用的其他参数化更适合于研究星系势或宇宙晕的平滑增长。通过与水瓶座模拟中暗物质晕的生长进行比较，进一步证实了这一点。
2014-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Growth of Supermassive Black Hole Seeds in ETG Star-Forming Progenitors: Multiple Merging of Stellar Compact Remnants via Gaseous Dynamical Friction and Gravitational Wave Emission
提出了$z\gtrsim 1$上局域早型星系（ETGs）恒星形成祖星中超大质量黑洞（BH）种子生长的新机制。这设想的迁移和合并的恒星紧凑的残余物（中子星和恒星质量的黑洞）通过气体动力学摩擦向中央的高密度区域的星系。我们表明，在合理的假设和初始条件下，该过程可以建立中央BH质量的顺序$10^4-10^6\, M_\odot$在一些$10^7$年，因此有效地提供重种子之前，标准盘（类爱丁顿）吸积接管，成为进一步BH增长的主导过程。值得注意的是，当宇宙$\lesssim 0.8$ Gyr的年龄构成了一个苛刻的限制时，这种机制可能为$z\gtrsim 7$类星体宿主中数十亿太阳质量BH的积累提供一种解释，而不是超爱丁顿吸积速率;此外，本发明还在红移$z\sim 2-6$的更常见的ETG祖细胞中，即使在短时间内的中等爱丁顿比$\lesssim 0.3$下，恒星形成持续时间$\lesssim$ Gyr。最后，我们探讨了未来的地面和空间探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和激光干涉仪空间天线（LISA）通过引力波发射检测迁移的恒星残骸和积累的中央超大质量BH之间的合并事件的前景。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping Growth and Gravity with Robust Redshift Space Distortions
星系特有速度引起的红移空间畸变为观测大尺度结构的生长速率提供了一个窗口，也为检验广义相对论提供了一种方法。我们通过比较N体模拟与线性区域以外的各种微扰理论扩展，研究了宇宙学参数提取的鲁棒性，包括引力增长指数γ。我们发现，凯泽公式和一些微扰理论的方法偏置的增长率由1 σ或更多的相对于基准的尺度为k > 0.07 h/Mpc。这种偏差会传播到引力增长指数、状态方程参数和Ω_m的估计上，对红移空间畸变的模拟提出了重大挑战。我们还确定了一个精确的拟合函数的视线阻尼和高阶角依赖性的组合，允许鲁棒的红移空间功率谱建模，以大幅提高k。
2012-02-03 astro-ph.CO
Separating Accretion and Mergers in the Cosmic Growth of Black Holes with X-ray and Gravitational Wave Observations
质量范围很广的黑洞在星系的演化中起着关键作用。黑洞最初的种子在$z \sim 30$形成，并通过气体吸积和合并在宇宙时间内成长。利用类星体的观测数据和暗物质晕的层次组装的理论模型，我们研究了气体吸积和合并的黑洞生长的相对重要性，作为红移（$0<z<10$）和黑洞质量（$ 10^3 \, \mathrm{M_{\odot}} < M_{\bullet} < 10^{10} \, \mathrm{M_{\odot}}$）的函数。我们发现，（i）增长的吸积是占主导地位的参数空间的很大一部分，特别是在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>6$ ;和（ii）增长的合并是占主导地位的$M_{\bullet} < 10^5 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>5.5$，并在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z<2$。由于生长通道对黑洞自旋有直接影响（气体吸积导致更高的自旋值），我们测试了我们的模型对$\sim 20$强大的自旋测量迄今为止。正如预期的那样，自旋倾向于下降到合并主导的政权，从而支持我们的模型。下一代的X射线和引力波天文台（例如Lynx、AXIS、Athena和LISA）将绘制出极高红移（$z\sim 20)$）的黑洞群，几乎涵盖了这里研究的整个参数空间。他们的…
2020-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the growth of supermassive black holes formed from the gravitational collapse of fermionic dark matter cores
提出早期宇宙中费米子致密暗物质核引力坍缩形成SMBH种子的新通道，并通过广义相对论盘吸积模型证明其可在首个十亿年增长至约10^9–10^10倍太阳质量。
2023-05-03 astro-ph.CO
Scalar tachyonic instabilities in gravitational backgrounds: Existence and growth rate
众所周知，Klein Gordon（KG）方程$\Box Φ+ m^2Φ=0$在平坦的Minkowski时空中具有大尺度上的快子不稳定模（$m^2<m_{cr}^2=0$），在$k=0$上获得了最大增长率$Ω_{F}(m)= \vert m \vert$.我们在具有质量$M$、电荷$Q$、宇宙学常数$Λ>0$和多重视界的Reissner-Nordström-deSitter（RN-dS）背景时空中研究了这些不稳定性。通过求解KG方程之间的事件和宇宙学视野的范围内，使用乌龟坐标$r_*$，我们确定了新兴的薛定谔类Regge-Wheeler方程对应的不稳定性的束缚态。我们发现，临界值$m_{cr}$，使$m^2<m_{cr}^2$的束缚态和不稳定性出现，仍然等于平坦的空间值$m_{cr}=0$的背景度量参数的所有值，尽管局部负性质的Regge-Wheeler潜在的$m=0$。然而，对于背景度量（$Ω(Q/M,M^2 Λ, mM)< \vert m \vert$）的所有参数值，与平坦情况相比，$m^2<0$的快子不稳定性的增长率$Ω$显著降低。在$Q=0$和宇宙视界几乎等于事件视界（$ξ\equiv 9M^2 Λ\simeq 1$）的近极端Schwarzschild-deSitter（SdS）黑洞的情况下，快子不稳定性的寿命增加是最大的。不稳定性增长延迟的物理原因似乎是宇宙学视界的存在，…
2020-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Linear growth of matter density perturbations in f(R,G) theories
本文导出了在平坦的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker背景下，广义拉格朗日密度$f(R,\GB)$为Ricci标量$R$和Gauss-Bonnet项$\GB$的函数的亚视界尺度上的物质密度扰动方程.我们发现，有效的引力常量一般尺度为距离平方在小的距离。这种引力常量减小的效应可能在星系等宇宙物体的引力动力学中很重要，原则上可以通过观测来检验。我们还提供了有效各向异性应力的一般表达式，这是有用的约束修改的重力模型从观测的大尺度结构和弱透镜。我们还发现，有一类特殊的理论，避免这种不寻常的行为，属于这一特殊类的条件是完全相同的一个没有超光速模式的传播速度成正比于他们的波数。
2011-05-12 astro-ph.CO
A rapid transition of $G_{\rm eff}$ at $z_t \simeq 0.01$ as a solution of the Hubble and growth tensions
从低红移和高红移观测得到的哈勃常数值的不匹配可能被重新解释为Ia型超新星光度的低红移和高红移测定之间的差异，后者的绝对星等要低$\approx 0.2$ ~等。在这里，我们提出相对有效引力常数$μ_G\equiv\frac{G_{\rm eff}}{G_N}$在$z_t\simeq 0.01$的快速转变可以解释本地超新星的低光度（高等），从而解决了$H_0$危机。一个以$μ_G = 1$为$z \lesssim 0.01$，而以$μ_G \simeq 0.9$为$z \gtrsim 0.01$的模型与局部引力约束基本一致，但会提高克拉塞卡质量，从而使$z \gtrsim 0.01$的Ia型超新星的绝对星等降低所需的$\approx 0.2$ ~有效引力常数的这种快速转变不仅可以解决哈勃张力，而且还有助于解决增长张力，因为它在不影响Planck/ $Λ$ CDM背景展开的情况下减少密度扰动的增长。
2021-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary magnetogenesis beyond slow-roll and its induced gravitational waves
本文研究短暂偏离慢滚暴胀情景下 Ratra 模型中磁场功率谱的增强机制，推导出谱指数可达4.75的解析界限，并计算其诱导的随机引力波背景，为未来引力波观测提供可探测的特征信号和搜索模板。
2025-07-02 astro-ph.CO hep-th
Model Independent Tests of Cosmic Growth vs Expansion
我们使用高斯过程映射宇宙的膨胀历史，在一个独立的方式从联盟2.1超新星数据，然后应用这些重建的结果来解决的增长历史。通过比较BOSS和WiggleZ的大尺度结构数据，我们研究是否增长是完全由膨胀决定的，与测得的重力增长指数测试重力，而不假设一个模型的暗能量。进一步的模型独立的分析寻找红移依赖的偏差的增长从广义相对论解决方案，而不假设的增长指数的形式。这两种方法都给出了与广义相对论一致的结果。
2013-01-30 astro-ph.CO
The Sound of the Universe: A Resonant Gravitational Instability Driven by Baryon-Dark Matter Relative Drift
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
研究揭示了重子和暗物质在早期宇宙脱耦后因相对漂移引发的共振引力不稳定性，通过产生声波驱动重子扰动，为暗物质探测提供了新方法，解释了星系团中持续的螺旋臂和加热现象。
2026-09-18 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
