B-modes from Post-inflationary Gravitational Waves Sourced by Axionic Instabilities at Cosmic Reionization
我们发现，轴子类粒子，只耦合到不可见的暗光子可以产生可见的B模式信号周围的再电离时代。轴子场在再电离前不久开始滚动，导致暗光子的快子不稳定性。这就产生了一个指数增长的暗光子量子源标量度规模式和引力波，留下一个印记的再电离重子。张量模式修改宇宙微波背景（CMB）的极化在再电离，产生可见的B模式签名的下一代CMB实验的参数范围，满足目前的实验约束。
2021-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark plasmas in the nonlinear regime: constraints from particle-in-cell simulations
本研究通过首个粒子云胞模拟，研究暗物质流在长程自相互作用下的集体不稳定性，发现其产生有效动态碰撞截面，并将暗荷质比上限扩展超过十个数量级。
2025-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Multifield curved solid: Early dark energy and perturbation instabilities
本文提出一个具有非平坦场空间度规的多场暗能量模型，用场空间曲率尺度解释早期暗能量和晚期各向异性抑制，并揭示矢量与标量扰动不稳定性及其在星系计数和大尺度物质分布中的潜在观测效应。
2024-08-30 astro-ph.CO gr-qc
Instability in interacting dark sector: An appropriate Holographic Ricci dark energy model
在本文中，我们研究的幻影交叉的后果，考虑微扰动力学模型中的相互作用，在其黑暗的部门。通过对共动规范中规范不变变量的一般性研究，将结构形成过程中的不稳定性来源与幻影穿越联系起来。为了更详细地说明这些关系及其后果，我们考虑全息暗能量与暗物质相互作用的一个具体情况。我们发现，尽管该模型在背景水平上与观测数据非常吻合，但它在微扰动力学中存在不稳定性。我们重建的模型，以避免这些不良的不稳定性，我们表明，这意味着修改的和谐模型的背景。此外，我们发现在我们的模型中的参数空间的急剧变化时，避免了不稳定性。
2016-08-23 astro-ph.CO gr-qc
Dark-Energy Instabilities induced by Gravitational Waves
我们指出，暗能量扰动可能会变得不稳定的存在下，引力波的振幅足够大。我们研究这种效果的立方Horndeski运营商（编织），成比例的$α_{\rm B}$。描述暗能量波动的标量具有典型双星系统产生的引力波振幅的鬼像和/或梯度不稳定性。考虑到双星系统的布居数，我们得出结论，不稳定性触发在整个宇宙的$|α_{\rm B} |\gtrsim 10^{-2}$，即当重力的修改是相当大的。这种不稳定性是由频率低至$10^{10}$ km的大质量黑洞双星触发的：因此，这种不稳定性是强大的，除非新的物理进入更长的波长。不稳定性的命运和系统随后的时间演化取决于UV的完成，因此理论可能最终处于与原始状态非常不同的状态。同样的不稳定性也存在于$|α_{\rm H}| \gtrsim 10^{-20}$的超越Horndeski理论中。总之，唯一能避免这些问题的具有相当大的宇宙学效应的暗能量理论是$k$ -本质模型，它可能与物质共形耦合。
2020-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Instabilities and the Role of Matter Interactions in Dynamical Dark Energy Models
我们认为宇宙学模型的动态暗能量场，并研究存在的三种类型的常见的不稳定性，即鬼（当字段有负动能），梯度（负动量平方）和快子（负质量平方）。特别是，我们研究的线性标量扰动的理论与两个相互作用的标量场作为代理的暗能量和物质领域，并明确显示如何规范变换这三种类型的不稳定性相互关联。我们一般表明，低能量的鬼相当于快子不稳定性，和高能量的鬼相当于梯度不稳定性。通过例子，我们证明了这样一个事实，即只要这些场之一表现出不稳定性，那么整个物理系统就变得不稳定，具有无界的哈密顿量。最后，我们讨论了这两个领域之间的相互作用的作用，并表明，而大多数的时间相互作用不会决定是否存在不稳定性或没有，他们可能会影响的时间尺度的不稳定性。我们还发现了两个场是鬼的特殊情况，因此物理系统似乎是不稳定的，但相互作用的存在实际上导致稳定的解决方案。这些结果是非常重要的评估暗能量模型，可能表现出鬼，梯度或快子模式的可行性。
2019-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Instabilities in neutrino systems induced by interactions with scalars
如果有小质量或中等质量的标量粒子与狄拉克中微子以极微弱的方式耦合，那么足够数量密度的中微子-反中微子云可以经历螺旋度突然逆转的不稳定性。预测的集体演化比横截面计算快许多数量级。这种不稳定性类似于“味道角”不稳定性（由Z交换力实现），这种不稳定性可能会在超新星产生的中微子之间驱动非常快速的味道交换。除了标量耦合之外，这些交换确实需要一个微小的种子，但是过渡时间与种子强度的对数的负值成正比，因此这个参数的大小相对来说并不重要。为了我们的实际估计，我们使用轻子的微小不守恒;另一种可能是在小磁场中的中微子磁矩。讨论了量子涨落作为种子的可能性。在标量场的耦合常数上设置限制的模式下，对于最小耦合方案，与所有三个$ν$的独立耦合，我们找到了$G<10^{-10}$的中微子味独立耦合的无量纲耦合常数的粗略限制，以避免早期宇宙中轻中微子的有效数量基本上为6。另一方面，如果我们希望对模型进行微调，使有效中微子数有一个更适度的过剩（超过3），根据最近的WMAP分析，这可能是需要的，那么很容易做到。\pacs{13.15.+g}
2011-02-23 astro-ph.CO hep-ph
Fundamental fields around compact objects: Massive spin-2 fields, Superradiant instabilities and Stars with dark matter cores
任意自旋的基本玻色子场是由标准模型和广义相对论的一般扩展所预言的，并且是解释宇宙暗成分的良好动机的候选者。寻找它们存在的最有希望的渠道之一是通过它们与紧凑物体的引力相互作用。在这篇论文中，我研究了玻色子场可能影响黑洞和中子星的动力学和结构的几种机制。论文的第一部分致力于研究球对称黑洞时空中的大质量自旋2场。大质量自旋2场可以在大质量引力理论中一致地描述，这使得有可能对这些场在弯曲时空中的传播进行系统的研究。特别是，我表明，由于存在额外的自由度，在这些理论中，黑洞解的结构是丰富的比在广义相对论。在论文的第二部分，我详细讨论了黑洞物理背景下的超辐射不稳定性。我表明，几种机制，如大规模玻色子场和磁场，可以把旋转黑洞不稳定的超辐射模式，这对天体物理学和物理学超越标准模型具有重要意义。在论文的最后一部分，我研究了玻色暗物质凝聚体与致密恒星的引力相互作用。特别是，我表明，由一个完美的流体和玻色子凝聚体形成的稳定的恒星配置存在，并可以描述暗物质吸积到恒星的后期阶段，在暗物质丰富的环境。
2016-07-18 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Non-adiabatic instability in coupled dark sectors
最近有人指出，耦合的暗物质-暗能量系统在早期和大尺度上存在非绝热不稳定性。我们展示了如何耦合模型从非绝热不稳定性可以被确定为一个通用的耦合Q和暗能量状态方程w的函数。在我们的分析中，我们不涉及任何特定的宇宙场。我们还面临着一个可行的模型，其中的相互作用是成正比的暗能量密度最近的宇宙学数据。在这个框架中，我们显示了暗耦合和几个宇宙学参数之间的相关性，例如允许更大的中微子质量比在非耦合模型。
2009-05-14 astro-ph.CO
Linear stability of black holes with static scalar hair in full Horndeski theories: generic instabilities and surviving models
在完全Horndeski理论中，我们证明了具有静态标量场~ $ϕ$且其动力学项~ $X$在黑洞视界上不为零的静态和球对称黑洞解一般倾向于鬼/拉普拉斯不稳定性.然后，我们搜索渐近闵可夫斯基毛BH解决方案的消失$X$的地平线上的幽灵/拉普拉斯不稳定性。我们发现，模型与经常耦合功能的$ϕ$和$X$的结果在无头发史瓦西BH一般。另一方面，标量场和Gauss-Bonnet（GB）项$R_{\rm GB}^2$之间的耦合的存在，即使与其他规则的耦合功能的共存，导致实现的渐近Minkowski毛BH解决方案没有鬼/拉普拉斯不稳定性。最后，我们发现在幂律$F(R_{\rm GB}^2)$引力中的毛BH解受到鬼不稳定性的困扰。这些结果意味着，GB耦合的形式$ξ(ϕ)R_{\rm GB}^2$起着突出的作用，渐近Minkowski毛BH解决方案的存在，鬼/拉普拉斯不稳定性。
2022-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-linear Evolution of Dark Plasma Subhalos
Princeton University（普林斯顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Flatiron Institute（平顿研究所）
本文通过粒子-in-cell模拟研究银河系内暗物质亚晕静电不稳定性的非线性演化，发现不稳定性引发的加热与质量损失效率依赖亚晕质量和轨道偏心率，或可解释低质量亚晕质量函数的抑制。
2026-07-31 astro-ph.CO hep-ph physics.plasm-ph
Instabilities and Anti-Evaporation of Reissner-Nordström Black Holes in modified $F(R)$ gravity
研究了在$F(R)$引力场中极端Reissner-Nordström（RN）黑洞的不稳定性及其反蒸发.值得注意的是，在没有电磁场的情况下，$F(R)$引力的某些解可以产生有效电荷。反蒸发效应发生，但它只出现在有效引力耦合的强耦合极限。研究了在$F(R)$引力作用下加入电磁扇形时RN黑洞的不稳定性。我们证明了在任意引力耦合常数的Maxwell- $F(R)$引力中存在反蒸发现象，而在Maxwell-Einstein引力中不存在反蒸发现象.进而得到了$F(R)$引力在Einstein坐标系下的球对称通解。
2014-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Suppression of gravitational instabilities by dominant dark matter halo in low surface brightness galaxies
低表面亮度星系富含气体，但恒星形成率低，这是一个众所周知的难题。这些星系中的螺旋特征很弱，很难追踪，尽管这方面的研究还不多。这些星系被认为是由来自最内部区域的暗物质晕控制的。本文对UGC 7321星系盘的稳定性进行了分析。UGC 7321是一个表面亮度较低的超薄星系，它的各种观测输入参数都是可用的。我们表明，光盘是稳定的，对当地的，线性轴对称和非轴对称扰动。Toomre Q参数值很大（>> 1），这主要是由于盘的表面密度很低，而主导的暗物质晕导致了盘的高自转速度，这可以解释观测到的低恒星形成率。对于只有恒星的情况，圆盘显示出有限的摆动放大，但暗物质晕的加入几乎完全抑制了这种放大。即使包含构成高盘质量分数的低色散气体也无助于引起摆动放大。这可以解释为什么这些星系没有显示出强烈的螺旋特征。因此，内部区域占主导地位的晕的动力学效应可以自然地解释为什么低表面亮度星系中的恒星形成和螺旋特征在很大程度上受到抑制，使这些星系与高表面亮度星系不同。
2014-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Conditions for the cosmological viability of the most general scalar-tensor theories and their applications to extended Galileon dark energy models
在Horndeski的最一般的标量张量理论与二阶场方程，我们推导出的条件，以避免鬼和拉普拉斯不稳定性与标量，张量和矢量扰动的存在下，两个完美的流体平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景。我们的一般性结果对于构造理论上一致的暗能量模型是有用的。我们将我们的公式扩展Galileon模型中的状态方程小于-1的跟踪器的解决方案。我们澄清了允许的参数空间中的鬼和拉普拉斯不稳定性是缺席的，我们在数值上证实，这样的模型确实是宇宙学上可行的。
2011-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating through the Higgs amplified by spinodal instabilities and gravitational creation of gravitons
结果表明，Higgs场与引力的非最小正耦合可以解决暴胀后宇宙由刚性状态方程（如kination）控制的暴胀模型中的两个问题，即引力再加热情形下引力子的过度产生和Higgs凝聚引起的曲率扰动的过度产生.随着对大尺度结构和宇宙微波背景观测的不断深入，对非最小耦合参数的约束将更加严格。
2018-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Substructure in Numerical Simulations: A Tale of Discreteness Noise, Runaway Instabilities, and Artificial Disruption
为了了解复杂的，非线性和数值模拟过程与潮汐演化的暗物质subhaloes在数值模拟，我们进行了一个大的理想化的模拟套件，按照个人N体subhaloes在一个固定的，分析主机晕势。通过改变物理和数值参数，我们调查在什么条件下的subhaloes进行中断。我们证实了我们在van den Bosch等人的分析评估中得出的结论，即大多数破坏是数值起源的;只要以足够的质量和力分辨率解决了次晕，束缚残留物就会存活下来。这意味着，最先进的宇宙学模拟仍然遭受显着的过度合并。我们证明，这主要是由于不充分的力软化，这会导致过度的质量损失和人工潮汐中断。此外，我们表明，在N-体模拟的subhaloes容易失控的不稳定性所引发的离散噪声的放大存在的潮汐场。这两个过程合在一起严重限制了暗物质子结构在最先进的宇宙学模拟中的可靠性。我们提出了两个标准，可用于评估是否在宇宙学模拟的个人subhaloes是可靠的或不，并主张subhaloes，满足这两个标准之一，从进一步的分析被丢弃。我们讨论了在天体物理学的几个领域这项工作的潜在影响。
2018-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational wave interactions in $Λ_3$ models of dark energy
我们认为，在强耦合尺度为$Λ_3$的暗能量模型中，两个标量引力子和一个张量引力子之间的立方级相互作用是普遍存在的。这些相互作用可能为引力波提供有效的衰变通道。它们也可以导致梯度不稳定性的标量扰动的存在下，大振幅引力波，例如那些检测到的LIGO/Virgo。与标量-张量理论中的模型相比，在一般的$Λ_3$模型中存在无限数量的高阶相互作用，这使得难以预测从立方阶相互作用推断的这些不稳定性的命运。
2022-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stable Large-Scale Perturbations in Interacting Dark-Energy Model
发现在暗扇形相互作用$Q$正比于冷暗物质能量密度（CDM）$ρ_m$和暗能量状态参数$w_d$为常数的模型中，超哈勃尺度上的密度扰动演化是不稳定的.为了避免不稳定性，本文提出了一种新的能量-动量传递的协变模型。然后，我们证明了在我们的模型中，在只被DE和CDM填充的宇宙中，曲率扰动的大尺度不稳定性是可以避免的。此外，通过引入辐射和重子的附加分量，我们计算了辐射时代的主要非绝热模，发现这些模在单位数量级上以指数的幂律增长。
2013-03-04 astro-ph.CO gr-qc
Ghost instabilities and strong coupling in quadratic non-metricity theories
Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University of Milan（米兰大学）
该研究探讨了二次非度量性理论中的鬼不稳定性与强耦合现象，发现STEGR和横荡差分不变引力子类为例外，但反演奇性项导致其在非线性水平传播八个自由度。
2025-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter as a ghost free conformal extension of Einstein theory
我们讨论了最近提出的模拟暗物质理论的无鬼模型。这个理论被证明是爱因斯坦广义相对论的保形推广。暗物质起源于测量出它的局部外尔不变性作为一个额外的自由度，它描述了一个无压理想流体的潜在流动。对于一个积极的能量密度的这种流体的理论是免费的鬼不稳定性，这给了强烈的偏好，以稳定的配置与一个积极的标量曲率和跟踪的物质应力张量。在这个模型中固有的测地线流的焦散引起的不稳定性，作为爱因斯坦理论的另一种共形扩展的动机，基于广义Proca向量场。这个场的一个潜在部分改变了宇宙学中的暴胀阶段，而它在后暴胀时期的旋转部分可能模拟了暗物质的旋转流动。
2013-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Instabilities in Horndeski Yang-Mills inflation
一个非阿贝尔$SU(2)$规范场与引力的非最小Horndeski耦合产生了一个de Sitter解，然后优雅地退出到辐射主导的时代。在Horndeski Yang-Mills（HYM）理论中，我们导出了均匀各向同性准de Sitter背景下张量扰动的二阶作用量.我们发现，Horndeski的非最小耦合的规范场的存在下，不可避免地引入鬼不稳定性的张量部门在通货膨胀。此外，我们还发现暴胀期间哈勃半径深处的张量扰动存在拉普拉斯不稳定性。因此，我们的结论是，HYM理论不提供一个一致的暴胀框架，由于鬼和拉普拉斯不稳定性的存在。
2017-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong coupling and instabilities in singularity-free inflation from an infinite sum of curvature corrections
该研究指出，由无穷项Lovelock曲率修正导出的无奇点暴胀理论存在强耦合与张量拉普拉斯不稳定性问题，非均匀性的主导会使均匀背景解失效。
2025-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective Theory of Interacting Dark Energy
我们提出了一个统一的治疗暗能量和修改的重力，允许不同的共形-非正式的物质种类的引力部门的耦合。在这个非常一般的方法中，我们推导出避免鬼和梯度不稳定性的条件。我们计算背景量和线性扰动的运动方程。我们用两个简单的场景来说明我们的形式主义，其中冷暗物质或相对论性流体是非最小耦合的。这将先前对耦合暗能量的研究扩展到更广泛的引力理论。
2015-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Propagating Instability for Wave Dark Matter
本文研究波暗物质中碰撞干涉条纹的稳定性，发现纳入引力反馈后局部密度零点可引发具有复频率平方的传播不稳定性，并以模拟验证区分该不稳定性、Jeans 不稳定性与稳定振荡的相图。
2025-03-19 astro-ph.CO
Taming the dark photon production via a non-minimal coupling to gravity
Department of Physics and Helsinki Institute of Physics（物理系与赫尔辛基物理研究所）；Chungnam National University（忠南国立大学）
该研究通过非最小引力耦合抑制暗光子在高动量下的增长，提出紫外完整模型避免了有效模型中的不稳定性。
2026-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An Instability of the Standard Model Creates the Anomalous Acceleration Without Dark Energy
本文介绍了适用于$p=0$历元的宇宙学标准模型的球形扰动的一种新的渐近分析，并证明了这些扰动在超新星数据尺度上触发了宇宙学标准模型的不稳定性。这些不稳定性产生了一个大的均匀密度不足的中心区域，它比SM膨胀得更快，这个加速均匀膨胀的中心区域在SM中引入了与暗能量理论中宇宙学常数产生的相同范围的红移与光度的修正。一个普遍的行为表现出来，因为所有足够小的扰动发展到一个单一的稳定的休息点。此外，我们证明，这些扰动是一致的，不稳定性触发，一个参数家庭的自相似波，作者以前提出的可能的时间渐近波模式的扰动的SM在辐射时代结束。使用数值模拟，我们计算了独特的波在家庭中，占相同的哈勃常数和二次校正红移与光度的宇宙中的百分之七十的暗能量，$Ω_Λ\approx.7$的值。与该独特波相关的三阶修正的数值模拟建立了一个可检验的预测，该预测将该理论与暗能量理论区分开来。这种对反常加速的解释，是基于SM的不稳定性以及触发它们的辐射时期的简单波扰动，也许提供了对星系反常加速的最简单的数学解释，而不涉及暗能量。
2014-12-11 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Evolution of cosmological perturbations in the models with interacting dynamical dark energy
在动力学暗能量与暗物质非引力相互作用的模型中，考虑了宇宙学扰动的演化。暗能量状态方程参数（EoS）随时间变化，并由其绝热声速参数化。这种相互作用的暗能量模型比具有恒定EoS的模型具有优势，因为它避免了暗能量在暗扇区中某些类型的相互作用的辐射主导时期的非绝热不稳定性。导出了暗能量微扰方程解的稳定性条件。分析了暗能量的精粹和幻影类型的暗分量之间的附加相互作用强度对它们中密度和速度扰动演化的影响。
2020-11-05 astro-ph.CO
Large-scale Stability and Astronomical Constraints for Coupled Dark-Energy Models
我们研究了相互作用暗能量（IDE）模型的大尺度非均匀扰动和不稳定性。过去对大尺度扰动不稳定性的分析表明，我们只能用观测数据来检验IDE模型，当它的参数范围是$w_{x}\geq -1$和$ξ\geq 0,$或$w_{x}\leq -1~$和$~ξ\leq 0$时，其中$w_{x}$是暗能量状态方程（EoS），$ξ$是控制能量转移强度和方向的耦合参数。我们表明，通过添加一个因素$(1+w_{x})$的背景能量转移，整个参数空间可以测试对所有的数据，因此，在这样的相互作用模型的不稳定性可以被删除。我们使用不同来源的最新天文数据对三类相互作用模型进行了检验。我们的分析表明，一个非常小的，但非零的偏差从纯PDMATHAMT宇宙学建议的观测数据，而无相互作用的情况下，可以恢复在68.3%的置信水平。特别是，对于三种IDE模型（标识为IDE 1、IDE 2和IDE 3），相互作用耦合强度的68.3% CL约束为$ξ= 0.0360_{-0.0360}^{+0.0091}$（IDE 1）、$ξ= 0.0433_{-0.0433}^{+0.0062}$（IDE 2）、$ξ= 0.1064_{-0.1064}^{+0.0437}$（IDE 3）。此外，我们发现暗能量EoS倾向于采取68.3% CL约束，$w_x= -1.0230_{-0.0257}^{+0.0329}$（IDE 1），$w_x= -…
2018-03-07 astro-ph.CO gr-qc
The role of dark matter halo in the evolution of the non-stationary disk of spiral galaxies
本文从晕的角度考虑星系盘子系统的演化问题。为此，我们已经研究了依赖于暗物质晕的基本参数的一个非线性非径向盘振荡在其平面内的演化数值。暗物质晕稳定了圆盘平面的不稳定性，但使其垂直振荡不稳定。全球盘结构强烈依赖于暗物质晕的质量和形状。构造了自引力盘振荡过程与暗物质晕指示参数的演化依赖关系。
2020-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inflationary Instabilities of Einstein-Aether Cosmology
我们研究了慢卷膨胀过程中洛伦兹违反的后果。我们考虑一个正则标量暴胀子，通过它的势，耦合到一个固定范数的类时向量场的发散，或“以太”。“这个矢量由爱因斯坦-以太理论描述，这是一个引力洛伦兹破坏的矢量张量模型。我们推导并分析了度规、暴胀子和以太的宇宙学扰动方程。如果洛仑兹破坏的尺度与普朗克质量相比足够小，并且标量-以太耦合的强度适当大，那么自旋0和自旋1的微扰将呈指数增长，破坏暴胀背景。这种耦合对CMB的影响太小，以至于目前或不久的将来的CMB实验都看不到;不寻常的是，在以太范数周围的微扰膨胀中，一阶不会产生等曲率模式。这些结果进行了讨论的一般潜力和一个工作的例子，$m^2 ϕ^2$通货膨胀与二次标量乙醚耦合项。
2013-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
