Cosmic voids in coupled dark energy cosmologies: the impact of halo bias
在这项工作中，我们分析了标准和耦合暗能量宇宙学中的宇宙空洞的性质。利用大规模数值模拟，我们研究了暗能量耦合对宇宙空洞的填充因子、尺寸分布和堆积轮廓的影响。我们发现，用于识别空隙的密度场的示踪剂的偏见强烈影响的性质的空隙目录，因此，使用所确定的空隙作为探针，以区分耦合暗能量模型从标准的$Λ$ CDM宇宙学的可能性。事实上，一方面，耦合暗能量模型的特点是与参考标准宇宙学相比，在冷暗物质分布中有过多的大空洞，这是由于它们在低红移下对线性扰动的归一化更高。具体而言，这些模型分别在$z=0, 0.55, 1$处呈现出具有$R_{eff}>20, 15, 12$ Mpc h^{-1}的过量大空隙。另一方面，我们没有发现任何显着的差异，在塌陷的暗物质晕分布中检测到的空的属性。这些结果意味着示踪偏差有显着的影响，使用宇宙空洞目录探测宇宙学的可能性。
2015-06-29 astro-ph.CO
Effect of Dark Energy Perturbation on Cosmic Voids Formation
本文介绍了暗能量扰动对宇宙空洞形成和丰度的影响。我们认为暗能量是一种具有负压的流体，其特征在于恒定的状态方程w和声速$c^2_s$。通过求解暗物质和暗能量流体的流体方程，我们量化了暗能量扰动对顶帽空洞尺寸的影响。我们还探讨了基于偏移集理论的空洞的尺寸分布的影响。我们确认，暗能量扰动可以忽略不计的影响大小演变的空隙; $c^2_s = 0$变化的大小只有0.1%相比，均匀的暗能量模型。我们还证实，当w < -1时，暗能量扰动抑制了空隙尺寸，当$w > -1$时，增加了空隙尺寸（Basse等人，2011）。与对尺寸的影响可以忽略不计相比，我们发现，在大于10 Mpc/h的尺度上的尺寸分布函数高度依赖于暗能量扰动;与均匀暗能量模型相比，对于具有$w = -0.9$和$c^2_s = 0$的模型，半径为30 Mpc的大空隙的数量增加了25%，而对于具有$w = -1.3$和$c^2_s = 0$的模型，它们的丰度减少了20%。
2018-05-11 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型，$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM），和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区：一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和耦合暗物质-暗能量（CDE）模型。使用这些模型的$N$体模拟，我们得到了几个措施的空隙统计和属性，包括分布的空隙体积，椭圆率，prolateness，和平均密度。我们发现，来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布，在当今的宇宙，这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现，分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$，表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是，我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地，平均而言，空隙在精粹模型下趋于最空，而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明，这是标量场存在于两种替代模型，导致空的空洞形成，而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
Dark matter voids in the SDSS galaxy survey
在斯隆数字巡天（SDSS）和假设$Λ\mathrm{CDM}$模型的情况下，我们对暗物质分布中的空洞有什么了解？最近应用贝叶斯推断算法BORG的SDSS数据发布7主要星系样本产生了详细的欧拉和拉格朗日表示的大尺度结构，以及可能性，以准确地量化相应的不确定性。在这些结果的基础上，我们提出了约束目录中的斯隆体积的空隙，旨在物理表示的暗物质密度不足，并在缓解的问题，由于稀疏性和星系空隙目录的偏见。要做到这一点，我们产生的数据约束重建目前观察到的大尺度结构使用一个完全非线性的引力模型。然后，我们使用VIDE工具包找到并分析空候选者。因此，我们的方法预测的基础上融合先验信息的模拟和数据约束的空洞的属性。对于通常的空洞统计（数函数，椭圆率分布和径向密度分布），所有的结果与暗物质模拟一致。我们的暗物质空洞候选者探测了比直接基于观察到的星系的空洞更深的空洞层次。因此，我们的星表的使用为在暗物质场的水平上实现高精度的空洞宇宙学开辟了道路。我们将在http://www.cosmicvoids.net上提供本工作中使用的无效目录。
2015-06-22 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和一个耦合的暗物质-暗能量（CDE）模型，这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型，我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性：这些包括他们的人口规模，体积，形状和平均密度。我们发现，后者的属性有潜力作为宇宙学的探针，特别是暗能量，平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设，这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙，或更早开始空疏散，在替代模型作为一个直接后果的动态标量场，这也导致了更大的空隙合并率。此外，两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力，作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
Warmth Elevating the Depths: Shallower Voids with Warm Dark Matter
暖暗物质（WDM）被提议作为冷暗物质（CDM）的替代品，以解决银河系周围明显缺乏卫星等问题。即使WDM不是观测问题的答案，但限制暗物质的性质是必不可少的。WDM对晕的影响已经得到了广泛的研究，但WDM中的小尺度初始平滑也影响了当今的宇宙网和空洞。它抑制了空洞内部的宇宙“子网络”，以及空洞晕和子空洞的形成。在$N$体模拟运行不同的假设WDM群众，我们确定与ZOBOV算法和宇宙网络组件与ORIGAMI算法的空隙。随着暗物质温度的增加（即，颗粒质量减少），空隙密度最小值变浅，而空隙边缘变化不大。此外，子空隙的数量减少。空洞中的密度场对重子物理特别不敏感，因此如果空洞密度分布和最小值可以通过观测测量，它们将为暗物质的性质提供有价值的探测。此外，细丝和壁变得更干净，因为其间的子结构已经被平滑;这导致密度PDF中的清晰的中间范围峰值。
2015-05-19 astro-ph.CO
On the observability of coupled dark energy with cosmic voids
采用N体模拟，其体积和粒子密度被调整为与SDSS DR 7光谱主样本相匹配，我们评估了当前空隙目录的能力（例如，Sutter et al. 2012 b）使用宇宙空洞的性质区分暗物质-暗能量耦合模型和ΛCDM宇宙学。使用VIDE工具包识别空隙，我们发现椭圆度没有统计学上的显著差异，但发现耦合产生了明显更大的空隙群，这可能解释了Tavasoli等人（2013）的最新结果。此外，我们使用Hamaus等人（2014）的通用密度分布来量化耦合和密度分布形状之间的关系，发现耦合通过减薄相邻中等规模空隙之间的壁来产生更宽，更浅，补偿不足的大空隙分布。我们发现，这些差异是潜在的测量与现有的空目录，一旦从调查的几何形状和奇特的速度的影响被考虑在内。
2014-10-01 astro-ph.CO
DEMNUni: disentangling dark energy from massive neutrinos with the void size function
本研究基于DEMNUni模拟，发现空洞尺寸函数对暗能量和中微子质量具有可分离的敏感性，可用于区分不同宇宙学参数组合，为未来巡天打破参数简并提供有力工具。
2023-12-22 astro-ph.CO
Collapse of spherical overdensities in superfluid models of dark matter
我们打算在有限温度的暗物质超流模型的框架内理解宇宙结构的形成。特别令人感兴趣的是小尺度结构的演化，其中暗物质流体的压力和超流性质是突出的。我们比较这些模型中的结构与标准的冷暗物质范例和非超流暗物质的增长。超流流体动力学方程在膨胀的球对称$Λ$ CDM背景下进行了数值计算，考虑了各种超流分数、温度、相互作用和质量对结构坍塌的影响。我们导出了超流方程的线性扰动，进一步了解了超流坍缩的动力学。我们发现，虽然具有自相互作用和有限温度的传统暗物质流体在较小尺度上经历了结构生长的抑制，正如预期的那样，由于压力项的存在，超流体可以比天真地预期的更有效地坍缩，因为它能够抑制熵扰动的增长，从而抑制热压梯度。我们还发现，暗物质晕的核心最初在坍缩过程中变得更加超流，但最终达到超流分数急剧下降的点。超流暗物质晕的形成被正常的流体暗物质背景所包围，因此，目前的工作是不利的。
2020-10-27 astro-ph.CO
The Void Size Function in Dynamical Dark Energy Cosmologies
我们测试的空洞大小分布函数的理论描述对直接估计从晕目录的DEMNUNI套件的大型宇宙学模拟。除了标准的$Λ$ CDM，我们考虑的暗能量状态方程的$w=-1$，对应于流行的Chevallier-Polarski-Linder参数化的四个组合的偏差：$w_0=-0.9;-1.1$，$w_a=-0.3;0.3$。理论上的空隙尺寸函数模型，依赖于Sheth和范德Weygaert双势垒偏移集形式主义，提供了一个准确的描述的模拟测量考虑不同的暗能量模型，在统计误差。该模型对于任何孔隙形成阈值$δ_\mathrm{v}$都保持准确。它的鲁棒性与模拟的一致性表明，理论空洞尺寸函数可以应用到实际数据作为一个敏感的工具，以限制暗能量。
2019-12-17 astro-ph.CO
Effect of Massive Neutrinos on the Position of Cold Dark Matter Halo: Revealed via Delaunay Triangulation Void
通过对冷暗物质（CDM）和中微子粒子共同演化的宇宙学$N$ -体模拟，我们发现了大质量中微子对CDM晕空间分布的局域效应，反映在Delaunay三角网（DT）空洞的性质上。较小的空洞通常位于中微子丰度较高的区域，因此它们周围的晕受到更强的中微子自由流的影响。这使得空洞更大（周围的光晕被冲到空洞中心之外）。相反，较大的空洞通常位于中微子丰度较低的区域，因此它们周围的晕较少受到中微子自由流的影响，使空洞变小（周围的晕被挤压向空洞中心）。晕的空间分布的这一特征变化抑制了2点关联函数的规模$\sim$ 1兆秒差距$/h$晕和显着倾斜的DT空隙，作为可测量的中微子效应在当前或未来的星系调查的数函数。
2017-11-04 astro-ph.CO
Imprints of decaying dark matter on cosmic voids
标准宇宙学模型假设超过85%的物质是无碰撞和无压力的暗物质。不稳定衰变的暗物质在文献中被提出作为标准冷暗物质模型的扩展。在本文中，我们研究了当暗物质衰变并且产生的粒子相对于暗物质移动时的情况。一个协变的流体动力学模型，其中的衰变是由两个黑暗的尘埃流体成分之间的能量-动量的转移来模拟。我们参数化的衰变率$Γ$和注入速度$v_i$所产生的暗物质粒子的模型。我们应用这个框架来研究低重子物质含量的宇宙空洞的演化。因此，与重子丰富的环境不同，空洞提供了一个测量暗物质信号的机会，这些信号较少受到复杂重子过程的污染。我们发现，S型空洞的增长被修改的暗物质衰变，导致在今天的印记。这篇论文作为一个概念证明，宇宙空洞可以用来研究暗物质物理。我们认为，未来的宇宙学观测空洞应集中在迹象报告的功能，以确认或排除衰变的暗物质的情况。缺乏报道的特征可能会限制暗物质在$Γ> H_0^{-1}$和$v_i<10$ km/s方面的衰变。
2022-01-14 astro-ph.CO
Dark Matter Mounds: towards a realistic description of dark matter overdensities around black holes
本文提出黑洞由超大质量恒星坍缩形成的真实情景，追踪暗物质密度演化，发现其形成尺度相当、剖面更平缓的“暗物质丘”而非理想化“尖峰”，并讨论引力波探测意义。
2025-08-29 astro-ph.CO gr-qc
Surface Tension of Cosmic Voids as a Possible Source for Dark Energy
通过考虑空主导宇宙流体中超空的表面张力，估算了宇宙学常数，并由此得到了一种可能的暗能量来源。看着空洞的气泡，我们定义的表面张力的概念，这是示出了有一个几乎恒定的值，由超星系团包围的超空洞。用量纲法计算了星系和超星系团中空洞的表面张力，并对每个星系团取不同的值。在大尺度下，以空洞为主，得到了$ (\simeq+10^{-52} {\rm m^{-2}} )$级的正宇宙学常数，与$Planck$给出的结果非常接近。
2022-07-22 astro-ph.CO
Testing the local-void alternative to dark energy using galaxy pairs
我们可能生活在宇宙中的一个特殊地方，靠近一个巨大的、径向不均匀的空洞的中心，这一可能性最近引起了人们的注意，它被认为是暗能量或修正引力的替代品，可以解释加速膨胀的宇宙。我们发现，星系对的方向分布可以用来检验哥白尼原理，即我们不在宇宙的中心或特殊区域。目前流行的空洞模型不能同时拟合最新的Ia型超新星、宇宙微波背景数据和星系对的方位分布。我们的研究结果排除了在$4σ$置信水平下的空洞模型作为宇宙加速的起源，并支持哥白尼原理。
2013-04-16 astro-ph.CO
Voids as a Precision Probe of Dark Energy
可以在空隙的形状中观察到暗能量状态方程的特征。我们估计宇宙学参数的约束，将确定从未来的光谱调查已经计划用于大尺度结构的研究的空隙的椭圆率分布。这些限制来自于椭圆率分布对宇宙学参数的敏感性，通过在一定长度尺度上平滑的密度场的波动方差。这个长度尺度可以被选择为当波动是高斯分布时在非常早的时间的空隙的共动半径的数量级。我们使用Fisher估计表明，从空椭圆的约束是有前途的。将这些约束与其他传统方法相结合，可以使暗能量工作组的暗能量参数的品质因数提高数百个数量级，以便将来进行实验。这些未来的制约因素的估计取决于一些系统性的问题，需要进一步研究使用模拟。我们概述了这些问题和研究的影响，某些观测和理论系统的预测约束暗能量参数。
2010-01-30 astro-ph.CO
Counting voids to probe dark energy
我们表明，星系红移观测中观察到的空洞数量是暗能量状态方程的敏感函数。当暗能量的状态方程为$w_{CPL}(z)=w_0 +w_a z/(1+z)$形式时，利用Fisher矩阵方法，我们发现了$w_0-w_a$平面上的误差椭圆。我们预测了ESA Euclid卫星和NASA WFIRST任务观察到的空洞数量，同时考虑到调查的最新细节，以准确估计其功率。预测空隙数量的理论模型是基于模拟和分析预测中的丰度之间的匹配。为了考虑模型中的不确定性，我们在计算Fisher矩阵时对其自由参数进行边缘化。从普朗克，HST和超新星调查数据的数据的空隙丰度约束的增加显着收紧$w_0-w_a$参数空间。因此，我们量化的改善，由于使用的空隙的约束，并证明空隙丰度是一个敏感的新探头的暗能量状态方程。
2015-11-21 astro-ph.CO
The sparkling Universe: a scenario for cosmic void motions
我们使用数值模拟和观测数据对宇宙空洞的全球运动进行了统计研究。我们分析了它们与大规模质量流的关系以及驱动这些运动的物理效应。我们分析的体积运动的空隙，定义的平均速度的光晕在周围的壳在数值模拟中，并在斯隆数字巡天数据发布7星系。我们发现空洞的平均体积速度接近400公里/秒，相当于那些晕（~ 500-600公里/秒），这取决于空洞的大小和大规模的环境。从统计学上看，小的空洞比大的空洞移动得更快，并且相对较高密度环境中的空洞比那些放置在大的欠密度区域中的空洞具有更高的体积速度。此外，我们分析了平均质量密度周围的空隙发现，正如预期的那样，大规模的overdensities（underdensities）沿（相反）的空隙运动方向，这表明空隙运动响应的推拉机制。这与主要由大规模过密区域的拉力控制的大规模集群运动形成对比。我们的分析表明，它们的相对运动是如何产生的大规模密度波动的空隙成对速度。与线性理论一致，嵌入在低（高）密度区域的空隙相互后退（吸引），提供了理解空隙运动的双峰行为的一般机制。为了比较理论结果和观测结果，我们用线性理论推导了SDSS中的空洞运动，发现估计的观测空洞运动与模拟结果基本一致。关于大规模的流动，我们的研究结果表明，星系和星系系统的流动远离空中心的额外的，更相关的，贡献的空体运动的总速度。
2016-06-22 astro-ph.CO
Voids in the Cosmic Web as a probe of dark energy
在宇宙动力学暗能量加速膨胀的宇宙学模型中，研究了初始绝热宇宙学扰动对时空度规、物质密度和速度的影响对宇宙网中大空洞形成的影响.结果表明，初始半径约为50Mpc的负密度扰动与宇宙学背景坐标共运动，其振幅对应于均方根值。宇宙微波背景辐射的温度涨落导致空洞的形成，空洞的密度对比度可达$-$ 0.9，最大奇特速度约400 km/s，半径接近初始半径。从分析的初始振幅和轮廓的空洞形成的一个重要特征是建立周围的过密度壳。我们已经表明，在一个空洞的中心部分的密度对比度的单位的特殊速度的比率的哈勃流不依赖于或弱依赖于从空洞的中心的距离。该比值对暗能量参数值敏感，可以根据空洞中星系的质量密度和奇特速度的观测数据来确定暗能量参数。
2017-04-03 astro-ph.CO
Effects of voids on the reconstruction of the equation of state of Dark Energy
我们量化了宇宙中已知存在的空洞对重建暗能量状态方程$w$的影响。我们表明，该效果可以开始与分析超新星数据时考虑的一些其他错误相媲美，这在很大程度上取决于样品中使用的低红移截止值。对于超新星数据，$w$重建的误差远大于百分之一水平。当在拟合中包括重子声振荡和CMB数据时，空隙对确定$w$的影响大大减小，但并不比在进行这种拟合时考虑的一些其他误差小得多。
2011-10-12 astro-ph.CO
Why Cosmic Voids Matter: Mitigation of Baryonic Physics
本文借助 Magneticum 高分辨率流体动力学与仅暗物质模拟，量化重子物理对宇宙空洞统计和剖面的微弱影响，证明暗物质空洞结果稳健并适用于未来观测。
2023-12-18 astro-ph.CO
Using Voids to Unscreen Modified Gravity
万施泰因机制存在于许多引力模型中，它在屏蔽暗物质晕时非常有效，使得第五种力可以忽略，广义相对论在它们的万施泰因半径内恢复。Vainshtein筛选与晕圈质量和环境无关，与变色龙筛选相反，这使得其难以测试。然而，我们以前的研究发现，暗物质的丝，壁，和空隙中的暗物质粒子不被Vainshtein机制屏蔽。因此，我们调查是否宇宙空隙，确定为局部密度最小值使用分水岭技术，可以用来测试模型的重力表现出Vainshtein筛选。我们测量密度，速度和筛选配置文件的堆积空隙在宇宙学$N$体模拟使用暗物质粒子和暗物质晕作为示踪剂的密度场。我们发现，空隙是完全未屏蔽的，和堆叠的空隙的切向速度和速度色散曲线显示出明显的偏离$Λ$ CDM在所有半径。空洞有可能在宇宙学尺度上提供一个强有力的引力测试。
2017-12-19 astro-ph.CO
Bayesian inference of dark matter voids in galaxy surveys
我们应用BORG算法的斯隆数字巡天数据发布7主要样本星系。该方法的结果在物理推断的初始密度场在一个比例因子$a~=~10^{-3}$，演化引力的观测密度场在一个比例因子$a~=~1$，并提供了一个准确的量化相应的不确定性。在这些结果的基础上，我们产生了一组约束实现目前的大规模暗物质分布。作为一个物理说明，我们应用了一个空洞识别算法。以这种方式，我们访问由推断的暗物质场定义的空洞，而不是由星系，大大减轻了由于示踪剂的稀疏性和偏差的问题。此外，使用全尺寸的物理密度场产生的统计不确定性在空洞目录急剧减少。这些新的星表是与其他宇宙学探测器互相关的增强数据集。
2014-10-03 astro-ph.CO
Radial velocity statistics of cosmic voids as a probe of interacting dark energy
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，CNRS，索邦大学）
研究利用N体模拟，通过宇宙空洞径向速度统计来探测暗能量性质，发现其对3型相互作用暗能量模型参数敏感，在特定数据约束下有显著偏差，能为暗区相互作用提供独立可观测探测手段。
2026-07-16 astro-ph.CO
The darkness that shaped the void: dark energy and cosmic voids
目的：我们评估空洞形状的敏感性，暗能量的性质，在最近的研究中指出。我们调查是否空洞的形状是可用的观测探测星系红移调查。我们重点讨论了平均空穴椭圆率的演化及其物理原因。研究方法：我们分析了五组宇宙学N体模拟中空洞的形态学性质，每组都具有不同的暗能量性质。比较空隙的暗物质分布的晕人口，我们解决的问题，是否星系红移调查产生足够准确的空隙形态。使用参数“自由流域空隙”来识别空隙。红移失真的影响进行了研究。结果：我们证实了暗物质分布中空隙的统计学显著敏感性。我们确定由σ_8（z）测量的聚类水平是平均空隙形状<ε>差异的主要原因。我们发现，在晕和/或星系的分布，它实际上是不可行的，以区分在统计上显着的水平之间的各种宇宙学由于稀疏性和空间偏差的样本。
2012-06-12 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter solution to the $H_{0}$ and $S_{8}$ tensions, and the integrated Sachs-Wolfe void anomaly
本研究提出一种晚期负变状态方程的暗物质唯象模型，可同时缓解$H_0$与$S_8$张力，解释宇宙空洞的ISW异常，且结论可推广至其他简并暗物质模型。
2024-04-14 astro-ph.CO
Merging Tree Algorithm of Growing Voids in Self Similar and CDM Models
观测研究表明，空洞是当今宇宙大尺度结构的显著特征。尽管它们从原始密度扰动中出现，演化模式与暗物质晕不同，但N体模拟和理论模型表明，空洞也会合并在一起形成大的空洞结构。在这项研究中，继Sheth & van de Weygaert（2004）之后，我们采用Lacey & Cole（1993）给出的晕合并算法，在Einstein de Sitter（EdS）宇宙中建立了生长空洞的层次空洞演化的解析近似描述。要做到这一点，我们考虑到一般的体积分布的空隙，其中包括两个主要的空隙过程：合并和崩溃。我们表明，体积分布函数可以减少到一个简单的形式，通过忽略崩溃的空隙贡献，因为崩溃过程是可以忽略的大尺寸的空隙。因此，空隙体积分数仅对增长的空隙有贡献。该算法成为类似的晕合并算法。基于这种不断增长的空洞分布，我们得到的空洞合并算法中，我们定义和制定空洞合并和吸收率，以及空洞的大小和红移的生存概率和失败率方面的自相似和目前青睐的暗能量主导的冷暗物质模型在EdS宇宙。
2013-09-26 astro-ph.CO
The life and death of cosmic voids
我们研究了在宇宙学N体暗物质ΛCDM模拟中通过分水岭变换码VIDE探测到的宇宙空洞的形成、增长、合并历史、运动和破坏。通过采用一种用于构建晕合并树的方法，我们能够追踪单个空洞的最初外观，并记录它们的祖先在高红移的合并和演化。对于在我们的模拟中捕获的空洞尺寸的尺度，我们发现空洞形成率在尺度因子0.3处达到峰值，这与空洞层次结构的增长和暗能量的出现相吻合。所有尺寸的空隙出现在所有比例因子下，尽管中值初始空隙尺寸随时间减小。当空洞变得可检测时，它们几乎具有它们今天的体积。几乎所有的空洞都有相对稳定的增长率，只有很少的小合并。通过合并消除空洞是非常罕见的。相反，大多数空洞保持其独特的身份，作为一个较大的父母附属子空洞。最小的空洞在目前的时代崩溃，但空洞破坏停止后，比例因子0.3。此外，空洞中心倾向于移动非常小，小于0.01的有效半径每ln a，在其寿命。总的来说，大多数空洞几乎没有表现出激进的动力学演化;它们安静的生活使它们成为宇宙学初始条件和暗能量印记的原始探针。
2014-09-20 astro-ph.CO
The sizes of mini-voids in the local universe: an argument in favor of a warm dark matter model?
使用高分辨率的模拟内的冷和暖暗物质模型，我们研究了小尺度结构的演变在本地体积，一个球的8兆秒差距半径周围的本地组。我们比较观察到的光谱的微型空洞的局部体积与微型空洞的模拟确定的光谱。我们表明，\LWDM模型可以很容易地解释所观察到的光谱的微小空洞和存在的低质量星系中观察到的本地体积，提供的所有晕的圆速度大于20公里/秒的主机星系。相反，在LCDM模型中，模拟的微空洞的分布反映了观测到的最大圆速度大于35 km/s的晕。这一假设与我们本宇宙中圆周速度低至20 km/s的星系的观测结果相矛盾。LWDM模型的一个潜在问题可能是气体可以有效地光蒸发的晕的后期形成。因此，恒星的形成受到抑制，低质量的晕可能根本没有任何星系。
2009-07-10 astro-ph.CO
Dark energy with rigid voids versus relativistic voids alone
宇宙学的标准模型--在目前的时代--被暗能量所支配。它的空洞是刚性的，在相对论背景下是牛顿的。该模型防止它们变成双曲线。观察到的快速流动的空隙通常解释内的标准模型是刚性的同向坐标，而不是让空隙的密度参数下降到临界值以下，其曲率成为负值。难道现在不是超越19世纪物理学并将暗能量退回到“没有重要证据”的时候了吗？
2013-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic voids as a probe of the nature of dark matter: simulations and galaxy survey forecasts
University of Toronto（多伦多大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；McMaster University（麦克马斯特大学）
本文研究了轴子作为暗物质模型对空洞结构的影响，通过模拟和观测预测，发现轴子能抑制低质量晕形成，从而改变空洞分布，并通过未来观测提升对轴子参数的约束。
2026-02-26 astro-ph.CO
Configuration entropy of the Cosmic Web: Can voids mimic the dark energy?
我们提出了一个替代的物理机制来解释所观察到的宇宙加速膨胀的基础上的宇宙网的配置熵及其演变。我们表明，在宇宙网络中的片，丝和集群作为汇，而作为信息的来源的空隙。宇宙速度场的微分熵随时间而增加，同时也是熵的来源。非线性结构的增长和宇宙网络的出现可能导致这样一种情况，即汇处信息的总体耗散率将主导来自源的信息的生成率。因此，宇宙要么需要分散过密的非线性结构，要么需要加速欠密空隙的膨胀，以防止违反热力学第二定律。由于引力的吸引性质，片层、细丝和簇的分散不是一个可行的选择，但是在空隙处的排斥和向外的特殊引力加速度使得更容易以加速的速率拉伸它们。我们认为，宇宙网内部空洞的加速膨胀可能模仿了暗能量的行为。
2019-03-12 astro-ph.CO
Distinguishing Between Void Models and Dark Energy with Cosmic Parallax and Redshift Drift
最近提出的两种技术，涉及测量宇宙视差和红移漂移，提供了新的方法来指导探测（在几年的时间跨度）宇宙的背景度量，因此揭示了暗能量难题。前者利用即将到来的高精度天体测量来观察或严格限制偏离中心的观测者的宇宙学各向异性，而后者采用高精度光谱学来独立测试宇宙的当前加速度。在本文中，我们表明，这两种方法可以打破LTB空洞模型和更传统的暗能量理论之间的简并性。使用不久的将来的观测任务盖亚和CODEX，我们表明，这种区别可能是在十年的过程中具有高置信度。
2009-12-23 astro-ph.CO
Rendering Dark Energy Void
暗能量观测可以在广义相对论中使用物质密度和伴随的曲率的不均匀哈勃尺度凹陷来解释，它自然地从爱因斯坦-德西特（EdS）模型中演化出来。我们提出了一个简单的参数化的空白，可以重现和谐模型的距离，以任意精度，但可以parameterized远离这给一个光滑的密度分布。我们展示了如何哈勃常数不只是一个讨厌的参数在非均匀模型，因为它会影响距离红移关系的形状。从年龄估计独立哈勃率数据可以在原则上打破和谐和无效模型之间的退化，但数据还不能实现这一点。使用最新的宪法超新星数据集，我们表明，强大的限制可以放置在一个空洞的大小，这是大致独立于其形状。然而，由于超新星在局部宇宙中被特殊的速度所控制，因此在原点的轮廓的锐度不能很好地约束。我们说明了我们的研究结果使用一些最近提出的诊断弗里德曼模型。
2010-05-21 astro-ph.CO
Cluster-Void Degeneracy Breaking: Dark Energy, Planck and the Largest Cluster & Void
结合星系团和空洞丰度打破了平均物质密度$Ω_{\rm m}$和功率谱归一化$σ_8$之间的简并性。在第一个空洞，我们约束$Ω_{\rm m} = 0.21 \pm 0.10$和$σ_8 = 0.95 \pm 0.21$一个平坦的$Λ$ CDM宇宙，使用极值统计上声称的最大的集群和空洞。普朗克一致的结果检测到暗能量与两个对象，独立于其他暗能量探针。重力空隙研究还提供了尺度、密度和非线性方面的互补性，这对检验修正重力模型特别有意义。
2016-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of density and velocity profiles of dark matter and dark energy in spherical voids
我们分析了宇宙学扰动的演化，这种扰动导致了宇宙中大的孤立空洞的形成。我们假设初始扰动是球形的，宇宙的所有组成部分（辐射、物质和暗能量）都是具有完美流体能量的连续介质--动量张量，它们只在引力作用下相互作用。从能量守恒方程、动量守恒方程和爱因斯坦方程出发，得到了在宇宙背景参考系中随运动各分量的微扰演化方程，并进行了数值积分。初始条件设置在辐射主导时代的早期演化阶段，当扰动的尺度远大于粒子视界。结果显示了物质和暗能量的密度和速度分布是如何形成的，以及它们如何依赖于暗能量的参数和初始条件。当暗能量的状态方程参数$w$的值在-0.8 ~-1.2范围内变化时，最终物质密度和速度幅值在$\sim$ 4-7范围内变化，而当暗能量的有效声速在其值的所有允许范围内变化时，最终物质密度和速度幅值在$\sim$ 1范围内变化.
2016-12-01 astro-ph.CO
Effects of ghost dark energy perturbations on the evolution of spherical overdensities
虽然在标准宇宙学模型中，宇宙的加速膨胀是通过引用宇宙学常数项的存在来解释的，但这一惊人的观测事实的真正起源仍然不清楚。因此，有趣的是，探索最简单的情况下的替代方案，特别是通过假设一个更一般的框架，其中负责加速膨胀的流体的特征在于一个依赖于时间的状态方程。通常这些模型，被称为暗能量模型，是纯粹的现象学，但在这项工作中，我们集中在理论上合理的模型，鬼暗能量模型。在球形坍缩模型的框架内，我们评估了暗能量扰动在线性和非线性水平的影响，并将这些结果转化为一个可观测的量，质量函数，通过推测性地考虑到暗能量对晕质量的贡献。我们发现，增长率更高的鬼模型和扰动增强的$Λ$ CDM模型的结构的数量，更强的效果时，总质量考虑到暗能量团块。
2015-08-18 astro-ph.CO gr-qc
An improved model of redshift-space distortions around voids: application to quintessence dark energy
利用宇宙空洞来探测宇宙结构的增长率，从而探测暗能量的本质，在依赖于屏蔽机制的修正引力理论的背景下特别有趣。在这项工作中，我们改进了暗物质密度场中空洞周围的红移空间畸变的建模，从而减少了宇宙学参数推导中的系统误差。我们还展示了如何特定类型的空隙可以用来更好地探测的增长率，使用灵活的空隙探测器。我们应用我们的结果来测试一个典型类型的暗能量与LCDM模型，并发现一个很好的协议与基准宇宙学后，实施分析校正周围的空隙的径向速度分布。我们还概述了暗能量的特征印记周围的空隙的暗物质的速度分布。
2017-07-25 astro-ph.CO gr-qc
Lensing the darkness: The matter density profile in cosmic voids from UNIONS
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo（滑铁卢大学水天体物理中心）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Università di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；Institute for Astronomy, University of Hawaii（夏威夷大学天文学研究所）
通过UNIONS数据测量宇宙空洞中的物质密度分布，发现大空洞和小空洞的密度分布存在显著差异，验证了弱透镜效应在宇宙学探测中的潜力。
2026-01-26 astro-ph.CO
Cosmic Voids and Void Lensing in the Dark Energy Survey Science Verification Data
星系和它们的暗物质晕构成了一个复杂的物质网络，围绕着被称为宇宙空洞的巨大的、几乎空无一物的区域。宇宙空洞通常是在光谱星系巡天中发现的，在那里可以获得关于宇宙大尺度结构的3D信息。虽然正在产生越来越多的光度数据，但其用于空洞研究的潜力是有限的，因为光度红移会引起$\sim50$ Mpc/ $h$或更大的视线位置误差，这会使许多空洞无法检测到。在本文中，我们提出了一个新的空洞发现者设计的测光调查，验证它使用模拟，并将其应用到高品质的照片$z$ redMaGiC星系样本的暗能量调查科学验证（DES-SV）数据。该算法的工作原理是将星系投影到2D切片中，并在切片的平滑2D星系密度场中找到空隙。将切片的视线尺寸固定为至少是光$z$散射的两倍，在模拟的光谱和光度星系目录的这些投影切片中发现的空洞数量对于所有横向空洞尺寸都在20%以内，并且对于半径为$\sim 70$ Mpc/ $h$和更大的最大空洞是不可区分的。测光空洞的位置、半径和投影星系轮廓也与光谱空洞样本精确匹配。将该算法应用于红移范围$0.2<z<0.8$的DES-SV数据，我们识别出87个共动半径在18-120 Mpc/ $h$范围内的空洞，并进行了叠加弱透镜测量。具有$4.4σ$的显著性，透镜测量证实了空隙在物质场中确实是欠密度的，因此不是泊松噪声、示踪剂密度效应或数据中的系统性的产物。它还表明，第一次在实际数据中，在光度测量中的…
2016-10-21 astro-ph.CO
Simulated void galaxies in the standard cold dark matter model
我们分析了一个（120 h^{-1} Mpc）^3自适应网格细化流体动力学模拟，其中包含一个分辨率更高的31 x 31 x 35 h^{-3} Mpc子体积，该子体积以直径约为30 Mpc的空隙为中心。我们详细的~1千秒差距的分辨率使我们能够确定1300星系在这个空白的限制晕质量~10^{10} M_太阳。近1000个星系被发现在欠密区域，300个星系居住在不到一半的模拟体积的平均密度的区域。我们构建了这些系统的恒星和气体性质的模拟观测，并再现了附近（z < 0.03）星系在SDSS中观测到的颜色和光度范围。对于最亮的星系（M_r < -18），我们没有发现密度的变化趋势，而我们的矮空星系（M_r > -16），虽然它们的分辨率不太可靠，但与平均密度环境中的星系相比，它们通常显得更蓝，具有更高的恒星形成率和比恒星形成率以及更低的平均恒星年龄。我们发现了一个重要的低光度（M_r ~ -14）矮星系群体，它们优先分布在低密度区域，特别是空洞中心。这个人口可能有助于减少，但不能消除，预测和观察到的空星系数量之间的差异。
2011-02-21 astro-ph.CO
Testing Gravity using Cosmic Voids
我们探索$Λ$ CDM和胡-Sawicki $f(R)$模型模拟暗物质和晕场的空洞。在$f(R)$引力中，暗物质空洞丰度大于广义相对论（GR）。然而，当使用晕来识别空隙时，空隙丰度的差异变得小得多，但原则上对于$|f_{R0}|=10^{-6}$、$10^{-5}$和$10^{-4}$的$f(R)$模型参数幅度，在2、6和14 $σ$水平上仍然可以区分开。相比之下，在$f(R)$重力中使用晕发现的大空隙的丰度低于GR。在欠密度区域中更有效的晕形成使得$f(R)$空隙中的晕不那么空。这个反直觉的结果表明，如果我们观察空洞中的星系，$f(R)$中的空洞并不一定更空。事实上，空洞的晕圈数密度分布与GR无法区分。然而，相同的$f(R)$空洞更缺乏暗物质。这在原则上可以通过空洞的弱引力透镜观测到，为此，在同一天空上结合使用光谱$z$和照片$z$测量是必要的。对于1~（Gpc/ $h$）$^3$的体积，忽略透镜形状噪声，$|f_{R0}|=10^{-5}$和$10^{-4}$可以通过4和8 $σ$与利用空隙周围的透镜切向剪切信号的GR区分开来。大尺度结构的视线投影是限制该信号意义的主要系统，限制了$|f_{R0}|=10^{-6}$的约束力。$f(R)$模型中的晕空丰度更小和暗物质空轮廓变陡是独特的特征，可以结合起来打破$|f_{R0}|$和$σ_8$之间的简并性。在$f(R)$中，从空穴中心…
2014-10-30 astro-ph.CO
Baryon effects on void statistics in the EAGLE simulation
由于宇宙空洞对暗能量、修正引力和其他宇宙学假设的敏感性，它们是很有希望的宇宙学测试工具。大多数以前的研究在文献中使用宇宙学N体模拟的暗物质（DM）粒子，忽略了重子物理的潜在影响的空洞属性。使用一个球形的欠密度发现，我们分析使用质量场和subhalo示踪剂的EAGLE模拟，其中遵循的$\rmΛ$冷暗物质宇宙中的星系的演变与国家的最先进的亚网格模型的重子过程中的$(100 \rm{cMpc})^3$量的空隙。我们研究了重子对空隙统计的影响，通过与使用相同初始条件的EAGLE的DM模拟结果进行比较。当识别质量场中的空洞时，我们发现，由于星系反馈的作用，特别是对于$r_{\rm{void}} \le 10\ \rm{Mpc}$的小空洞，DM模拟产生的空洞比流体动力学模拟多24%。我们发现，在其中星系示踪剂的选择方式有很大的影响推断无效的属性。通过恒星质量选择的星系所识别的空洞比通过总质量选择的星系所识别的空洞更大，并且具有更尖的密度分布。总的来说，重子对空洞统计的影响很小，因为空洞的性质很好地被DM模拟捕获，但重要的是要考虑星系如何填充DM晕，以估计不同宇宙学模型对空洞统计的观测效果。
2017-06-29 astro-ph.CO
Modeling cosmic void statistics
理解宇宙空洞的内部结构和空间分布对于将它们视为宇宙学的探针至关重要。我们提出了最新的进展，在真实空间中的空密度和速度剖面建模，以及空的两点统计在红移空间，通过检查通过分水岭变换在国家的最先进的$Λ$ CDM n体模拟和模拟星系目录确定的空隙。从这些统计数据中出现的简单而普遍的特征表明了大尺度结构的自相似性，并表明宇宙空洞是未来研究暗能量、暗物质和修正引力的性质时考虑的最原始的物体之一。
2014-09-26 astro-ph.CO
Precision cosmography with stacked voids
我们提出了一个纯粹的几何方法探测宇宙的膨胀历史，从光谱红移调查中的堆叠空洞的形状的观察。我们的方法是一个Alcock-Paczynski（AP）测试的基础上的平均球度的空洞假设的局部各向同性的宇宙。它的工作原理是将宇宙空洞沿着视线的时间范围与它们的角度和空间范围进行比较。我们描述的算法，我们用来检测和堆叠的光锥上的红移壳的空隙和测试模拟光锥从N体模拟。我们建立了一个鲁棒的统计模型来估计红移空间中空洞的平均拉伸，并量化了特殊速度的污染。最后，假设我们从N-体模拟得到的空隙统计被保存时，考虑星系调查，我们评估这种方法来约束暗能量参数的能力。我们报告这种评估的品质因数（FoM）的暗能量工作队，特别是拟议的EUCLID任务，这是特别适合于这种技术，因为它是一个光谱调查。由于EUCLID广泛调查的堆叠空隙导致的FoM可能是仅从EUCLID数据（结合普朗克先验）得出的所有其他暗能量探测器的两倍。特别是，空洞的表现似乎比重子声学振荡高出一个数量级。这一结果与基于模式计数的简单估计是一致的。基于堆叠空隙的AP测试可能是对主要暗能量探测器组合的重要补充，必须详细研究其潜力。
2012-06-07 astro-ph.CO
The Mass Function of Dark Halos in Superclusters and Voids
本文对Press-Schechter理论进行了修正，考虑了背景大尺度结构（LSS）--超星系团或空洞的存在。LSS被视为随机密度场的线性泛函形式的统计约束。在LSS内的背景密度的偏差被解释在伪宇宙学意义上。使用的约束形式主义，可以帮助我们探测非平凡的空间统计晕，例如边缘和形状的超星系团和空洞的边界上的影响。参数的约束连接到LSS的功能：它的平均密度，空间尺度和形状，空间动量的高阶。结果表明，存在的非维里化的LSS可以导致一个可观察到的偏差的质量函数。利用这种效应建立一个程序来恢复参数的观测估计的质量函数的背景扰动。
2014-04-18 astro-ph.CO
Dwarf Galaxies in Voids: Dark Matter Halos and Gas Cooling
星系巡天观测表明，发光星系主要分布在大丝状体和星系团中。剩下的大体积几乎没有发光的星系。这与从宇宙学模拟中得出的宇宙大尺度结构的形成是一致的。然而，数值计算结果表明，宇宙学空洞中充满了暗物质晕，这些暗物质晕原则上可能是矮星系的宿主。相反，观测工作揭示，空洞显然没有矮星系。我们利用流体动力学宇宙学模拟研究了空洞中矮星系的形成。由于宇宙紫外背景辐射的影响，低质量晕一般表现为重子分数的降低。我们确定的特征质量低于该矮星系是重子不足。我们表明，低于该速度的重子吸积被抑制的圆速度约为40公里/秒。被抑制的重子吸积是由紫外背景光加热引起的。我们建立了一个球晕模型，证明了矮星系外围气体的有效状态方程决定了特征质量。这意味着任何加热矮星系周围气体的过程都会增加特征质量，从而减少可观测的矮星系数量。
2010-01-26 astro-ph.CO
Growth rate of spherical voids with non-comoving Dark Matter and Baryons
本文通过数值求解爱因斯坦方程，研究含非共动暗物质与重子的球形宇宙空洞演化，复现边缘过密度并恢复LTB解，揭示非线性使平均增长因子显著偏离线性微扰预测。
2023-06-05 astro-ph.CO gr-qc
A Comparison of Void-Finding Algorithms using Crossing Numbers
本文利用 ORIGAMI 穿越数作为动力学基准，比较 VoidFinder 和 Voronoi Voids 两种空洞寻找算法，发现 VoidFinder 在远离空洞中心处能更可靠地识别低穿越数的动力学独特区域。
2024-10-03 astro-ph.CO
The bias of the submillimetre galaxy population: SMGs are poor tracers of the most massive structures in the z ~ 2 Universe
人们经常声称，超密度的（甚至个别明亮的）亚毫米选择星系（SMG）追踪宇宙中最大质量的暗物质结构的组装。我们通过对莫斯科大剧院宇宙学模拟的模拟SMG目录进行细胞计数分析来测试这一说法，以研究SMG协会如何追踪底层暗物质结构。我们发现，SMG表现出相对复杂的偏见：一些地区的高SMG超密度不足的暗物质质量，和一些地区的高暗物质过密度不包含SMG。由于它们的稀有性，泊松噪声在固定的暗物质过密度下导致SMG过密度的散射。因此，亮度较低、数量较多的星系（即莱曼破裂星系类似物）组成的丰富星系团比SMG更好地追踪最高的暗物质过密度。即使平均而言，SMG星协也是最显著的暗物质过密度的相对较差的示踪剂，因为“缩小”：在z < ~2.5时，居住在最高暗物质过密度中的最大质量星系已经停止了它们的恒星形成，因此不再是SMG。在给定的红移下，在10%最大质量的超密度中，只有约25%包含至少一个SMG，并且不到百分之几包含一个以上的SMG。
2015-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Towards cosmology with Void Lensing: how to find voids sensitive to weak-lensing and numerically interpret them
本文提出一种新的空洞查找器算法以捕捉空洞周围的过剩面质量密度，发现其定义的空洞具有更深的弱透镜轮廓，并验证了较小空洞的剪切测量与暗物质场的一致性及投影空洞与3D空洞的关联。
2023-11-24 astro-ph.CO
Formation of First Galaxies inside Density Peaks and Voids under the Influence of Dark Matter-Baryon Streaming Velocity, I: Initial Condition and Simulation Scheme
我们提出了一个系统的研究宇宙的变化，存在于第一个恒星和星系的形成。我们专注于宇宙的变化引起的大规模的密度和速度环境刻在时代的重组。密度环境主要由暗物质过密度决定，速度环境主要由暗物质-重子流速度决定。为此，我们引入了一个新的宇宙学初始条件发生器BCCOMICS，它解决了小尺度扰动下的大尺度密度和流速环境的准线性演化，并产生初始条件的暗物质和重子，无论是粒子或网格数据在一个特定的红移。我们还描述了一个计划来模拟密度峰值和空隙内的第一个星系的形成，其中一个局部环境被视为一个单独的宇宙。作为一个应用程序，在微晕数密度和冷却质量的量所产生的宇宙方差。密度峰值成为增强第一星系形成的场所，这与暗物质-重子流速度对结构形成的负面影响竞争。
2018-11-28 astro-ph.CO
Sociology and hierarchy of voids: A study of seven nearby CAVITY galaxy voids and their dynamical CosmicFlows-3 environment
本研究结合红移巡天与CosmicFlows-3动力学数据，用两种方法分析7个近邻空洞的物质分布，发现仅3个空洞中心存在动力学欠密，武仙座空洞是局域原初空虚体积的最佳候选。
2023-03-08 astro-ph.CO
Holes in the static Einstein universe and the model of the cosmological voids
在含有宇宙学常数的Tolman-Oppenheimer-Volkov方程的框架下，构造了宇宙学空洞的球对称静态模型. Tooper结果（TOV方程的无量纲形式）的扩展适用于非零$Λ$。然后，在$α\to 0$，$λ\to 0$，$λ/α= const$体系中对方程进行了简化，使之适用于$Λ$支配宇宙中的最大结构.在静态的爱因斯坦宇宙中，空洞被看作是一个低密度区域。超密度和欠密度（相对于静态宇宙）的解决方案都存在。它们分别与标准的天体物理球形物体和空洞相对应。模型进行了测试，对观察到的属性（半径-中心密度关系）和密度分布的空隙。导出了径向密度衬度分布和空洞半径的解析公式。宇宙学n体模拟的一些后果的建议。提示暗物质/暗能量EOS填充的空隙提供。
2009-09-23 astro-ph.CO
