The effects on structure of a momentum coupling between dark matter and quintessence
本研究通过无碰撞N-body数值模拟，探讨了暗物质与quintessence场之间的动量耦合对暗物质halos及其子结构的影响，发现耦合符号的正负显著改变子结构数量、halo的动力学状态及浓度分布。
2025-09-23 astro-ph.CO
Stochastic quintessence models: jerk and fine-structure variability constraints
我们基于Chongchitnan和Efstathiou（2007）讨论的暗能量随机精粹模型，报告了对宇宙学加加速度参数（$j$）和精细结构常数（$Δα/α$）可能变化的限制。我们证实了这些作者的结果，在这个意义上说，可以得到许多可行的解决方案，遵守目前的观测约束，在低红移。我们将观测量$j$和$Δα/α$添加到这个结论中。然而，我们发现，在附近的宇宙中，可能产生的特殊性，在未来的宇宙学数据的潜在观测印记。我们得出结论，对于红移$z \lesssim 3$，{ \it（i）} $j(z)$由于模型的随机性而波动，相对于$Λ$ CDM模型值达到高达$5\%$的幅度（$j_{Λ{\rm CDM}}=1$）;和{ \it（ii）}通过对比两个不同的（“极端”）解决方案类型，$α(z)$中的可变性，与线性耦合相关（$ζ$）之间的暗能量和电磁扇区，弱依赖于红移，为顺序$|ζ| \sim 10 ^{-4}$的耦合，即使对于在相对低的红移下状态方程参数的大的变化。非线性耦合在$Δα/α(z)$中产生更早和更陡的演化开始，但仍然可以容纳足够弱的耦合的数据。
2015-12-17 astro-ph.CO
Imprints of dynamical dark energy on weak-lensing measurements
我们表明，简单的模型标量场暗能量离开一个通用的增强弱透镜功率谱相比，LCDM预测。特别是，我们计算的收敛（或宇宙剪切）功率谱的线性尺度增强的标量场暗能量的两个最佳拟合模型，即，Ratra-Peebles和SUGRA型的精髓。我们的计算是基于线性微扰理论，使用规范不变变量仔细定义的绝热初始条件。我们发现，几何效应增强了透镜功率谱在很宽的尺度范围内，而集群的暗能量引起的大尺度上的额外的权力。这些模型的暗能量功率谱也明确获得。在度标度上，对于红移~1的源，总增强可能高达30-40%。我们认为，使用下一代大型望远镜探测这种增强是有现实前景的。
2010-11-03 astro-ph.CO
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
Cosmological Imprints of a Generalized Chaplygin Gas Model for the Early Universe
我们提出了一个早期宇宙的唯象模型，其中有一个早期的“精髓”阶段和辐射主导的时代之间的平稳过渡。物质的含量是由一个适当修改的Chaubergin气体为早期宇宙。我们通过将标量扰动的原始功率谱映射到WMAP7的最新数据来观测约束模型。我们也计算了原始引力波的频谱，就像今天测量的那样。我们表明，频谱的高频区域取决于模型的自由参数，最重要的是，这一区域的频谱可以在未来的引力波探测器的范围内。
2011-04-04 astro-ph.CO gr-qc
Erratum: Nonlinear spherical perturbations in quintessence models of dark energy
本文报道了我们对暗能量精粹模型中非线性球微扰的研究结果。在一些后续研究的过程中，我们发现用于数值计算的代码中的比例因子本应设置为1，但却设置为一个较大的值。因此，扰动的尺度比预期的要大得多，而且对于更大的尺度，暗物质扰动的幅度比实际的要高得多。我们在本勘误表中提供了更正的结果。我们发现对于暗物质的扰动没有变化。暗能量的扰动幅度比论文中提出的要小得多。这同样适用于状态方程参数的空间变化。
2020-03-11 astro-ph.CO
Constraining Dark Energy Perturbations: the Role of Early Dark Energy
暗能量不仅通过其状态方程$w_{DE}$具有背景效应，而且在一定条件下，它还可以通过其声速$c^2_{sDE}$聚集。众所周知，对于动力学暗能量模型，暗能量扰动通过度量扰动来源于物质扰动，该度量扰动总是伴随着项$(1+w_{DE})$。因此，对于动力学暗能量模型与$w_{DE}$接近$-1$，它们的扰动几乎与度规解耦，在物质功率谱上留下几乎为零的印记。此外，Quintessence模型的声速等于光速，几乎消除了亚哈勃尺度内发生的任何不均匀性，因此使暗能量扰动的可检测性比现在更困难。在这篇文章中，我们通过超越Quintessence来寻找这些印记，考虑早期的暗能量参数化，不仅在早期具有不可忽略的能量密度，而且它可以实现远离$-1$的$w_{DE}$，使暗能量扰动在亚视界尺度上可检测。在当前数据集的帮助下，我们能够将暗能量的声速限制在一个较低的值（$c^2_{sDE} \sim 0.14$），以及早期暗能量密度允许的更高的范围，并对其进行强约束（$Ω_e \sim 0.02$）。我们讨论了不同的数据集对这种参数化的影响，以及$c^2_{sDE}=1$的情况下，它是保持开放的情况下，某些参数（S）之间的比较偏差的可能解释。
2019-07-25 astro-ph.CO
Prospects of probing quintessence with HI 21-cm intensity mapping survey
我们调查的前景约束标量场暗能量模型使用HI 21厘米强度映射调查。我们考虑了一个广泛的类耦合标量场暗能量模型的背景宇宙学演化的预测是不同的$Λ$ CDM预测的百分之几。我们发现，这些模型可以从统计上区分$Λ$ CDM通过其印记的21厘米角功率谱。在基准$z= 1.5$上，对应于在频率$568 \rm MHz$上的再电离后HI 21 cm观测的无线电干涉观测，这些模型实际上可以与$Λ$ CDM模型在$ {\rm SNR }> 3 σ$水平上区分开，所述$Λ$ CDM模型使用分布在SKA 1-mid类射电望远镜的40个点上的10，000 hr无线电观测。我们还表明，跟踪器模型更有可能被排除在比较$Λ$ CDM比解冻模型。未来的无线电观测有助于对暗能量模型的参数空间进行更严格的约束，并补充从背景研究中获得的边界。
2016-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Introducing the Dark Energy Universe Simulation Series (DEUSS)
在这篇“看不见的宇宙”论文中，我们介绍了暗能量宇宙模拟系列（DEUSS），旨在研究现实的暗能量模型对宇宙结构形成的影响。它代表了迄今为止在空间动力学方面最大的动态暗能量模拟套件。我们首先提出了3个现实的暗能量模型（校准最新的SNIa和CMB数据）：LambdaCDM，与Ratra-Peebles潜力的精髓，与Sugra潜力的精髓。然后，我们从一系列前DEUSS高分辨率模拟（1.3亿个粒子）中分离出非线性物质功率谱的各种贡献。最后，我们介绍了DEUSS，它包括9个大挑战运行，每个运行有10亿个粒子，从而探测z=0时从4 Gpc到3 kpc的尺度。我们的目标是通过“暗能量宇宙虚拟天文台”（DEUVO）和“暗能量宇宙模拟”（DEUS）联盟向社区提供这些模拟。
2010-02-26 astro-ph.CO
Forays into the dark side of the swamp
受沼泽地地形的启发，我们研究了低能有效场论中导致时变的精粹势的宇宙学特征。在推导出精髓场的演化之后，我们通过探索粒子唯象学现象学的许多方向上的假定印记来说明其可能的分支。我们首先表明，暗物质自相互作用率随时间的增加，提供了一种新的方式来调和大的自相互作用所需的解决小尺度结构问题的约束来自集群。接下来，我们研究了在辐射主导的时代冻结在暗物质生产的动力学混合变化的影响。最后，我们通过修改有效Higgs质量和四次耦合，阐明了在有限温度下电弱对称性的恢复和电弱真空的寿命的精髓效应。
2019-10-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Physical vs phantom dark energy after DESI: thawing quintessence in a curved background
本研究发现，具有非零宇宙曲率的融化型 quintessence 模型能像平坦背景下的 $w_0, w_a$ 参数化一样拟合 DESI 等近期数据，揭示了数据并未强制要求幽灵穿越，该现象仅是参数化导致的人为产物。
2025-06-12 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations and clustering mechanisms in multifield dark energy
Bu-Ali Sina University（布阿利西纳大学）；Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙高等科学研究委员会理论物理研究所）；Department of Physics, Case Western Reserve University（凯斯西储大学物理系）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究具有弯曲场空间几何的双场暗能量的宇宙学特征，通过数值求解方程评估有效单场描述有效性，考察三种暗能量聚集机制及其在物质功率谱等上的印记，确立多场暗能量为可检验的Quintessence扩展。
2026-07-28 astro-ph.CO
Constraint on Coupled Dark Energy Models from Observations
耦合的暗能量模型，其中的精粹标量场非平凡地耦合到冷的暗物质，已被提出来解释符合问题。本文研究了耦合暗能量模型的扰动以及这种相互作用对当前观测的影响。在这里，我们特别注意它对后期综合萨克斯-沃尔夫（ISW）效应的影响。我们从目前的观测数据对这种相互作用的约束进行了全球分析。将典型的指数形式作为相互作用形式，得到了在95%置信水平下，暗扇区间相互作用的强度约束为$β<0.085$。此外，我们发现，未来的测量误差更小的酒吧可以提高耦合强度的约束的一个因素，当与目前的约束。
2009-11-25 astro-ph.CO
Oscillating nonlinear large scale structure in growing neutrino quintessence
成长中的中微子精粹描述了一种动态的暗能量形式，可以解释为什么暗能量只在最近的宇宙学时代才主宰宇宙。这种情况预测了大规模中微子块的形成，这可以允许观测测试。我们第一次进行N体模拟的非线性增长结构的冷暗物质和中微子流体的背景下，不断增长的中微子宇宙学。我们的分析显示中微子密度对比度的脉动-增加和随后的减少。这可能会导致有趣的观测信号，作为一个增强的整体流的情况下，暗物质密度对比度只有非常温和的不同，从标准的LCDM方案。我们还确定了第一次的统计分布的中微子块作为质量的函数在不同的红移。这样的决定提供了一个重要的组成部分，一个现实的估计观测签名的增长中微子宇宙学。由于非相对论性牛顿近似的崩溃，我们的结果仅限于红移z > 1。
2011-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of fermionic and bosonic mixed dark matter on the 21-cm signal at cosmic dawn
21厘米的信号，从宇宙黎明的时代之前，再电离组成的一个有前途的观察，以获得新的见解到暗物质（DM）部门。在本文中，我们调查其潜在的约束混合（冷+非冷）暗物质的情况下，其特征在于非冷DM分数（$f_{\rm nCDM}$）和粒子质量（$m_{\rm nCDM}$）。作为非冷DM物种，我们调查了费米子（无菌中微子）和玻色子（超轻轴子）粒子。我们展示了这些方案如何影响全球信号和功率谱使用晕模型实现的21厘米信号在宇宙黎明。接下来的这项研究，我们进行了基于推理的预测研究的基础上，现实的模拟功率谱从平方公里阵列（SKA）望远镜。假设效率低，但非零星形成的minihaloes（即晕与质量低于$10^8$ M $_{\odot}$），我们得到严格的约束$m_{\rm nCDM}$和$f_{\rm nCDM}$，远远超出目前的限制。关于$f_{\rm nCDM}\sim 1$的特殊情况，例如，我们发现了一个约束的$m_{\rm nCDM}>15$ keV（热质量）的费米子DM和$m_{\rm nCDM}>2\times10^{-20}$ eV的玻色子DM。对于相反的情况下，占主导地位的冷DM，我们发现，最多百分之一的总DM丰度可以由一个热的费米子或玻色子遗物。所有约束条件均以95%的置信水平提供。
2022-04-04 astro-ph.CO
Imprints of dark energy on cosmic structure formation: II) Non-Universality of the halo mass function
在暗能量宇宙学的背景下研究了晕质量函数的普适性。这种广泛使用的近似假设质量函数可以表示为物质密度Ω_m和均方根线性密度涨落σ的函数，而不依赖于暗能量或红移的性质。为了验证这一假设，我们对不同的宇宙学模型进行了一系列15个高分辨率的N体模拟。这些包括三个LCDM宇宙学最佳拟合WMAP-1，3和5年的数据，和三个玩具模型的特点是一个Ratra-Peebles quintessence潜力与不同的斜率和数量的暗能量密度。这些玩具模型在背景和线性水平上具有非常不同的进化历史，但具有相同的sigma 8值。对于这些模型中的每一个，我们测量的质量函数从目录中的晕识别的模拟使用的朋友圈（FoF）算法。我们发现红移依赖的偏差从一个普遍的行为，远高于数值的不确定性和非随机的起源，这与线性增长因子的研究宇宙学。以球形坍缩为指导，我们证明了这种偏差是由非线性坍缩和维里化过程的宇宙学依赖性引起的。对于实际应用，我们提供了一个拟合公式的质量函数精确到5倍，在所有范围内的宇宙学研究。我们还推导出了FoF连接参数和维里超密度之间的经验关系，它可以解释大多数偏离精确普遍行为的原因。总的来说，这些结果表明，晕质量函数包含独特的宇宙学信息，因为它携带了过去宇宙演化的化石记录。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Post-reionization HI 21-cm signal: A probe of negative cosmological constant
本研究探讨了包含负宇宙学常数和quintessence场的宇宙学模型，利用再电离后HI 21厘米信号的BAO特征预测了模型参数约束，发现负宇宙学常数结合phantom暗能量状态方程在SKA-mid实验下具有可行性。
2023-12-20 astro-ph.CO
Imprints of primordial non-Gaussianities in X-ray and SZ signals from galaxy clusters
几个暴胀模型预测，密度场的原始扰动可能包含一定程度的非高斯性，这将影响随后的大尺度宇宙结构的演化。为了研究它们的影响，我们使用了一组三个宇宙学的DM模拟，从不同水平的非高斯初始条件开始：f_NL = 0，+/-100。更具体地说，我们专注于星系团的分布在不同的红移，并使用适当的标度关系，我们确定其X射线和SZ信号。我们的分析使我们能够估计由于不同初始条件导致的logN-logS和logN-logY的差异，并预测未来调查（eROSITA和SPT）预期的不同红移下的簇计数。我们还使用了第二组模拟假设一个不同的宇宙学的情况下，以估计如何依赖于f_NL是退化相对于其他参数。我们的研究结果表明，由一个现实的量的原始非高斯性引入的影响是小的相比，与当前的宇宙学参数的不确定性，特别是与sigma_8。然而，如果未来的调查将与光学后续活动相关联，以确定集群红移，在z> 1的样本分析可以提供重要的限制f_NL。特别是，我们预测，SPT集群调查将能够检测到约1000个集群在z> 1的高斯情况下，与15 - 20%的差异与f_NL =+/-100。
2009-09-25 astro-ph.CO
Wave-Optics Imprints of Dark Matter Subhalos on Strongly Lensed Gravitational Waves
GRAPPA Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学 GRAPPA 研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙物理与数学研究所（WPI））
通过引力波强透镜效应探测暗物质次亚结构，利用LISA频段内的频率依赖性放大效应，揭示亚星系尺度暗物质结构。
2026-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Polarization of the Sunyaev-Zel'dovich effect: relativistic imprint of thermal and non-thermal plasma
宇宙电子等离子体的CMB波动的逆康普顿散射产生相关的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应的极化。这个信号已经研究到目前为止，主要是在非相对论制度和热电子人口，因此，有限的天体物理应用。在相对论范围内，部分尝试将这种计算扩展到热电子等离子体，但不能应用于广义相对论电子分布。在这里，我们推导出一个一般形式的SZ效应极化有效的热和非热电子等离子体的完整的相对论方法，以及为一个通用的组合，各种电子人口的空间分布在环境中的星系团或radiogalvanic lobes。我们推导出的光谱形状的斯托克斯参数诱导的IC散射的每一个CMB多极子，集中在CMB四极和八极，提供最大的可探测信号的星系团。我们发现，CMB四极诱导的Stoke参数Q总是积极的，在216 GHz的最大幅度略有增加，随着集群温度的增加。CMB八极诱导的Q谱显示，相反，交叉频率取决于团簇电子的温度，或对最小动量p_1以及非热电子人口的幂律谱指数。我们讨论了一些可能性，以解开的四极引起的Q谱八极引起的一个允许测量这些数量通过SZ效应极化。最后，我们将我们的模型应用到子弹集群的实际情况下，并推导出可见性窗口的总，quandrupole诱导和八极诱导的Stoke参数Q在频率范围内访问SKA，ALMA，MILLIMETRON和CORE++实验。
2016-05-26 astro-ph.CO
Seeking Observable Imprints of Small-Scale Structure on the Properties of Dark Matter Haloes
冷暗物质（CDM）宇宙结构形成模型的特征性预测是宇宙应该包含丰富的小尺度结构--低质量暗物质晕和亚晕。然而，星系形成在它们的浅势阱中是低效的，因此我们预计这些低质量的晕和亚晕是黑暗的。我们能否区分一个存在低质量晕但黑暗的宇宙和一个从未形成过低质量晕的宇宙，从而为CDM模型提供一个可靠的测试？我们解决这个问题，使用宇宙学模拟来研究如何低质量的晕，有可能获得的观测，如它们的空间聚类，吸积和合并到大规模星系和大规模星系的角动量内容的速率，不同的LCDM模型和暗物质模型，其中低质量的晕形成被抑制。采用有效截止质量尺度M_cut，在初始条件下，小尺度能量被抑制，我们研究了M_cut在5e 9 Msol/h和1 e11 Msol/h之间变化的暗物质模型，相当于矮星系和低质量星系的宿主晕。我们的研究结果表明，无论是星系质量的主星系周围的低质量晕的集群强度和它们与这些主星系合并的速度是敏感的假设值的M_cut;相反，抑制低质量晕的形成对星系质量晕的角动量含量的影响很小-它是一个晕的组装历史的平静或暴力，有一个更显着的效果。然而，我们预计，测量对空间聚集或合并率的影响对于M_cut的实际值可能在观测上是困难的，因此分离这种小尺度结构的影响似乎非常难以检测，至少在当今的宇宙中。
2013-09-06 astro-ph.CO
Scalar-Fluid theories: cosmological perturbations and large-scale structure
最近引入了一种新的拉格朗日框架来描述标量场与相对论理想流体之间的相互作用。这允许耦合的精髓模型的两个一致的概括：非零的压力和一种新类型的衍生物的相互作用。在这里，这些宇宙大尺度结构的形成的影响是揭示在线性顺序。在这两种情况下的全扰动方程推导出一个统一的形式和牛顿，准静态极限分析研究。由于耦合的暗物质流体不存在有效声速，因此拉格朗日量限制为物质数密度的线性函数。这仍然留下了新的潜在可行的代数和衍生相互作用模型，其中耦合可能会影响背景扩展动力学和印记签名到大尺度结构。
2015-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessence: an analytical study, with theoretical and observational applications
本文解析研究解冻型最小耦合（多）场精质模型，给出各阶段解析解、场冻结界限及暗能量状态方程参数转变，并推导观测参数约束。
2025-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of temperature fluctuations on the $z\sim5$ Lyman-$α$ forest: a view from radiation-hydrodynamic simulations of reionization
再电离导致星系际温度的大的空间波动，在其完成后可以持续很长时间。我们研究的印记，这种波动的$z\sim5$李$α$森林通量功率谱使用一组辐射流体动力学模拟不同的再电离方案。我们发现，大规模的相干温度波动带来的$\sim20-60\%$额外的功率在$k\sim0.002$ s/km，与最大的增强模型中的再电离是延长或结束的最新。在较小的尺度（$k\gtrsim0.1$秒/公里），我们发现，温度波动抑制功率的$\lesssim10\%$。我们发现，功率谱的形状是最敏感的再电离中点，而不是温度波动从再电离的补丁。然而，对于我们所有的模型与再电离中点的$z\le 8$（$z\le 12$）的形状差异是$\lesssim20\%$（$\lesssim40\%$），因为一个令人惊讶的匹配良好的取消之间的热加宽和压力平滑，发生现实的热历史。我们还考虑在紫外背景的波动，发现它们对功率谱的影响要比温度波动小得多，在$k\gtrsim0.01$ s/km。此外，我们比较我们的模型功率谱测量，发现我们的模型与$z<8$的再电离中点是强烈优于另一个，我们所有的模型与$z\geq8$的中点被排除在$2.5σ$。未来的测量可能能够区分可行的再电离模型，如果它们可以在较低的$k$下进行，或者，如果高$k$功率上的误差条可以减少一个因子$1.5$。
2019-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Imprints of dark matter on the structural properties of minimally deformed compact stars
本文基于 Einasto 密度分布、Adler-Finch-Skea 度规与最小几何形变方法，构建含暗物质源的各向异性致密星解析模型，并验证其可用于现实暗物质恒星构型。
2024-08-22 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic effects in the large-scale structure with effective dark energy fluids
通过观测到的相对论星系角功率谱，研究了有效暗能量流体在宇宙大尺度结构中的印记。我们采用的唯象方法，引入两个参数$\{Q,η\}$在线性扰动的水平，并允许考虑到修改后的集群（或有效的引力常数）和各向异性应力出现在模型超出$Λ$ CDM。我们的有效暗能量流体的状态方程参数$w=-0.95$和各种声速的情况下的范围$10^{-6}\leq c^2_s\leq 1$，从而涵盖K-本质和精髓宇宙学。我们计算的角功率谱的标准和相对论效应的$\{Q,η\}$参数化下，这些情况下，我们比较这些相对于基准$Λ$ CDM宇宙学。我们发现，总的来说，相对于$Λ$ CDM的偏差在低红移时更强，因为暗能量流体的行为可以模仿宇宙学常数在物质支配时代，但在暗能量支配期间离开。特别是，在$z=0.1$的物质密度波动抑制高达$\sim3\%$的quintessence样的情况下，而红移空间失真和多普勒效应可以增强$\sim15\%$在大尺度的最低声速的情况下。另一方面，在$z=2$中，我们发现引力透镜的偏差高达$\sim5\%$，而综合萨克斯-沃尔夫效应的偏差可高达$\sim17\%$。此外，当考虑一个不完美的暗能量流体的情况下，我们发现，所有的影响是不敏感的各向异性应力的存在下，在低红移，只有集成的萨克斯-沃尔夫效应可以检测到这个功能在PDMATHAMT和非常大的尺度。
2020-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Imprints of dark matter-massive neutrino interaction in upcoming post-reionization and galaxy surveys
本研究通过Fisher矩阵与MCMC模拟，分析未来21厘米、星系巡天及CMB任务对暗物质-有质量中微子相互作用强度和总中微子质量的约束能力，发现SKA2及多任务组合约束效果最优。
2023-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Statistical imprints of wave-like dark matter on multiply-imaged galaxies in strong cluster lenses from JWST
Harvard University（哈佛大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
利用残差功率谱P_δ(k)统计探测波状暗物质（ψDM）引起的亚星系密度波动，通过模拟JWST观测区分ψDM与冷暗物质（CDM）子结构。
2026-05-28 astro-ph.CO hep-ph
Accelerating universe at early and late times in extended Jordan-Brans-Dicke gravity
本研究在扩展Jordan-Brans-Dicke引力框架下提出双场统一方案，用结合幂律与指数的标量势同时解释早期暴胀与晚期暗能量，并搜索了可行参数区域。
2024-07-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Indirect imprints of primordial non-Gaussianity on cosmic microwave background
本文提出通过计算原初非高斯性参数$f_{_{\ m NL}}$对标量功率谱的修正及其在CMB角功率谱上的间接印记来约束非高斯性，并展示了该方法对非标准模板和Starobinsky暴胀模型的独特敏感性。
2023-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing a Steep EoS for Dark Energy with latest observations
我们提出了一个参数化的暗能量状态方程“EoS”，它有一个丰富的结构，执行一个过渡在枢轴红移$z_T$之间的今天的值$w_0$到早期的时间$w_i=w_a+w_0\equiv w(z\gg0)$与陡度的$q$参数。建议的参数化为$w=w_0+w_a(z/z_T)^q/(1+(z/z_T))^q$，其中$w_0$、$w_i$、$q $和$z_T$为常数参数。它简化为广泛使用的EoS $w=w_0+w_a(1-a)$ for $z_T=q=1$。这种转变是由标量场动力学，如例如精粹模型。我们研究，如果一个晚的时间转换是有利于BAO测量结合本地的$H_0$和CMB的信息确定。根据我们的研究结果，一个具有$w_0 = -0.92$和高红移值$w_i =-0.99$的EoS，其特征是在$z_T = 0.28$处的跃迁，其指数为$q = 9.97$，这是来自宇宙局部动力学的数据（BAO结合$H_0$测定）所支持的。我们发现，一个动态DE模型允许同时适合$H_0$从本地的决定和普朗克CMB测量，减轻在$Λ$ CDM模型中获得的紧张局势。除了这个分析，我们解决了数值的暗能量的存在下，无论是在背景水平和它的扰动时，被认为是物质过密度的演变。我们表明，存在一个陡峭的过渡在DE EoS得到印记到物质密度过大的演变，并增加了一个有效的声速项不会抹去这样的功能。
2017-08-28 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
Do we have any hope of detecting scattering between dark energy and baryons through cosmology?
我们考虑了暗能量和重子相互散射的可能性。我们考虑的相互作用类型导致纯动量交换，并且不影响膨胀历史的背景演化。我们在玻尔兹曼方程的水平上以有效的方式参数化这种相互作用。计算了暗能量-重子散射对宇宙学观测量的影响，重点研究了宇宙微波背景（CMB）温度各向异性功率谱和物质功率谱。令人惊讶的是，我们发现，即使是巨大的暗能量-重子截面$σ_{xb} \sim {\cal O}({\rm b})$，这是一般被排除在非宇宙学探测，如对撞机搜索或精密重力测试，只留下一个微不足道的印记所考虑的观测。在CMB温度功率谱的情况下，唯一的印记在于在非常低的多极子下功率的亚百分比增强或耗尽（取决于暗能量状态方程是否位于$-1$之上或之下），因此被宇宙方差淹没。这些影响的解释中的差异，如何在引力势衰减的存在下的暗能量-重子散射，最终导致增加或减少的后期集成的萨克斯-沃尔夫功率。甚至更小的相关效应也会印在物质功率谱上。CMB上的印记预计不会因改变暗能量声速而退化。我们的结论是，虽然强烈的吸引力，通过宇宙学直接检测暗能量的前景似乎不可行时，考虑现实的暗能量重子截面。作为一个警告，我们的结果举行的线性秩序微扰理论。
2020-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the Dark Energy Equation of State with HII Galaxies
我们使用的HII星系$L - σ$关系和由此产生的哈勃膨胀宇宙学探针的样本只有25个高$z$（高达$z \sim 2.33$）HII星系，在一个联合似然分析与其他良好的测试宇宙学探针（CMB，BAO），试图约束的暗能量状态方程（EoS）。的约束，虽然仍然薄弱，是在良好的协议与一个类似的联合分析，使用完善的SNIa哈勃膨胀探测器。有趣的是，即使目前可用的高红移HII星系数量很少，与BAO/CMB联合分析相比，HII/BAO/CMB联合分析对精华暗能量宇宙学约束的改善也达到了13%。我们进一步进行了广泛的蒙特卡罗模拟，一个现实的红移采样，探索在何种程度上使用$L - σ$关系，在HII星系中观察到的，可以有效地约束参数空间的暗能量EoS。模拟预测大幅改善的限制时，增加样本的高$z$ HII星系到500，一个目标，可以实现在合理的观测时间与现有的大型望远镜和国家的最先进的仪器。
2016-07-21 astro-ph.CO
DESI forecast for Dark Matter-Neutrino interactions using EFTofLSS
本研究将EFTofLSS应用于与中微子耦合的IDM模型，验证其可复现N体模拟的晕-晕功率谱，经DESI ELG类实验预测发现保守先验下无法强约束暗物质相互作用，而明确抵消项与随机项的红移演化后有望通过全形状功率谱探测真实IDM模型。
2025-04-15 astro-ph.CO
Non-singular modified gravity: the unification of the inflation, dark energy and dark mater
利用流体表象，我们给出了加速FRW宇宙中修正引力下四种有限时间未来奇点出现的条件。它强调，许多标准的精华/幻影DE理论（包括标量，流体，DBI的，等等）带来了加速宇宙学的未来奇点，正是以同样的方式奇异的修改引力DE。考虑了统一早期暴胀和晚期加速度的可行非奇异修正引力。结果表明，将这种非奇异理论加入到另一个具有未来奇异性的加速解的实际奇异修正引力中，可以治愈所得到的组合模型的奇异性。这种普遍的情形可以自然地应用于标准奇异DE模型以及具有初始奇异性的暴胀理论。这暗示了修正广义相对论的额外的基本理由。
2009-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Realistic simulations of galaxy formation in f(R) modified gravity
我们已经进行了一系列的宇宙流体动力学模拟，遵循星系形成在$f(R)$修改的重力模型。我们的模拟采用了插图TNG全物理模型和一个新的修改后的重力求解器在AREPO代码。我们第一次能够调查之间的$f(R)$ -重力和活动星系核（AGN）的反馈的影响，和修改后的引力对星系的属性和宇宙中的暗物质，气体和恒星的分布的印记的物质功率谱的简并。$f(R)$ -重力在20%的高红移水平上对中性氢功率谱有可观察到的影响。对于F6和F5模型，这明显大于SKA 1-MID调查的预测误差，使该探测器成为大尺度重力的强大测试。类似的效应也出现在高红移恒星的功率谱中。我们还表明，旋转支持盘星系可以形成在$f(R)$重力，即使在部分屏蔽制度。我们的模拟表明，与GR相比，F6中可能有更多的盘星系，而F5中则较少。最后，我们表明，反作用AGN反馈和修改后的重力在物质功率谱是不重要的F6模型，但在F5有相当大的影响。
2019-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Structure formation in dark energy cosmologies described by PADE parameterization
我们研究的印记形成的宇宙结构的一个特定的类的暗能量参数化称为PADE参数化。本文在球形坍缩模型的框架下研究了暗能量如何影响宇宙大尺度结构的生长。暗物质晕的球形坍缩动力学依赖于暗能量模型的性质。我们发现，球形坍缩的性质直接受到暗能量演化的影响。我们获得了两种不同的DE参数化在两种不同的方法：第一个均匀的DE方法，其中暗能量不表现出集群规模和其他的波动，集群DE的情况下，暗能量组件内的过密区域类似于暗物质崩溃的主要参数。使用Sheth-Tormen质量函数，我们调查的丰富的维里化晕的框架下的PADE参数化。具体而言，本分析表明，暗物质晕的数量计数依赖于DE参数化和暗能量的聚类属性的演变。此外，我们表明，在幻影DE组件的扰动增强物质扰动的增长。这个结果是在文献中获得的暗能量参数化，是幻影在所有的红移。但对于处于幻影区且在相对低的红移处进入精粹区的暗能量参数化，我们得到了相同的结果。我们还表明，在参数化研究中，低质量的晕形成之前，大规模的晕。
2019-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with massive neutrinos I: towards a realistic modeling of the relation between matter, haloes and galaxies
通过使用一套大盒子大小的N体模拟，将大量的中微子作为一组额外的粒子，我们调查的影响中微子质量的空间分布的暗物质晕和星系。我们使用统计工具，如功率谱和两点关联函数计算暗物质晕的空间分布和整体物质和冷暗物质分布之间的偏差。总的来说，我们发现了一个规模依赖的大尺度上的宇宙学与大质量中微子的偏见。然而，我们的研究结果表明，规模依赖的偏见减少，如果后者是相对于冷暗物质分布计算。我们发现，一旦使用线性冷暗物质功率谱，而不是总物质功率谱，廷克拟合公式可以合理地再现大尺度上的偏差值。我们调查是否真的是来自纯粹的中微子效应或从非线性引力坍缩晕的尺度依赖的偏见。为此，我们讨论了$Ω_ν$ - $σ_8$简并，发现这种简并不是完美的，这意味着中微子的印记轻微的规模依赖于大规模的偏见。最后，利用一个简单的晕占据分布（HOD）模型，我们研究了大质量中微子对星系在暗物质晕中分布的影响。我们使用斯隆数字巡天II数据发布7中的主要星系样本来研究是否可以单独使用小尺度星系聚类来区分具有不同中微子质量的不同宇宙学模型。我们的研究结果表明，不同的选择的HOD参数可以重现观测测量相对较好，我们量化的HOD参数的值之间的差异无质量和大质量中微子宇宙学。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Varying fundamental constants and dark energy in the ESPRESSO era
最近宇宙加速的观测证据表明，宇宙学和粒子物理学的规范理论是不完整的，新的物理学就在那里，等待着被发现。天体物理设施的一项紧迫任务是寻找、识别并最终描述这种新物理。我提出了最近的事态发展，在测试的稳定性的性质的基本常数，以及它们的影响，物理范式超越标准模型。具体来说，我讨论了新的观测约束在低红移和在BBN时代，并强调其不同的影响典型的quintessence型模型和非典型的弦理论启发的模型。最后，我还提出了新的预测，现实的模拟数据的基础上，预期从ELT-HIRES的这些约束的灵敏度的增益，其本身和结合欧几里得。
2021-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constraints on nonphantom dynamical dark energy with DESI Data Release 2 Baryon Acoustic Oscillations: A 3$σ$+ lensing anomaly
本研究构建含12参数的非幻影动力学暗能量模型，联合多类最新巡天观测数据开展约束，发现3σ+水平的CMB透镜振幅异常，为精质类暗能量模型的适配提出新问题。
2025-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Emergent scale symmetry: Connecting inflation and dark energy
量子引力计算表明存在一个紫外和红外不动点，在那里量子尺度不变性作为一个精确对称出现。我们讨论了一个特定的变量引力模型之间的交叉这些固定点，可以自然地占暴胀和暗能量，使用一个单一的标量场。在爱因斯坦坐标系中，势可以用朗伯函数表示，在幂律暴胀势和混合精粹势之间插值。对于两个自然加热的情况下，通货膨胀和辐射主导之间的过渡进行通过一个“优雅的再加热”阶段。辐射温度大大超过了大爆炸核合成的温度。对于这种类型的模型，加热过程的可观察结果可以概括为一个参数，即加热效率。我们的定量分析与宇宙学观测的兼容性揭示了现实的模型的存在，能够描述宇宙的整个历史，只使用一个单一的度量和标量场，只涉及少量的一阶参数。
2017-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter self-interactions in the matter power spectrum
我们研究了具有质量间隙和自相互作用的隐蔽暗区在物质功率谱上的印记。当暗物质（DM）是足够轻，在几个KeV的棒球场，和自相互作用，我们发现定性的差异，相对于$Λ$ CDM，也自由流DM。为了强调相互作用的原始扰动的演变的作用，我们讨论了各种制度：从理想的情况下，一个紧密耦合的完美流体的自由的情况下，温暖的暗物质，包括现实的情况下，小，但不消失的自我相互作用。我们计算的物质功率谱在所有这些制度的帮助下，玻尔兹曼求解器。光暗部门与自相互作用的莱曼- $α$数据有效地约束，我们发现，自相互作用的存在下放松的DM质量的约束。作为一个具体的实现，我们研究的模型与暗QCD类部门，DM是由轻暗π。
2022-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Non-standard cosmic expansion histories: Neutrino decoupling and primordial nucleosynthesis signatures
本研究探讨非标准宇宙膨胀历史中超硬流体的影响，发现中微子退耦和原初核合成观测对这类模型提供约束，其中氦-4丰度测量最严格，未来改进可测试其显著效应区域。
2024-02-09 astro-ph.CO hep-ph
Diagnostics for generalized power-law torsion-matter coupling $f(T)$ model
我们的宇宙目前的加速膨胀无疑是当今物理学研究中最有趣的问题之一。在我们之前的论文[Phys.Rev.D92，104038（2015）和Eur. Phys. J. C77，504（2017）]旨在解释这种“暗能量“问题。本文研究了广义幂律挠率-物质耦合$f(T)$模型。动力学系统分析表明，宇宙的三个膨胀阶段，即辐射主导时代、物质主导时代和暗能量主导时代，都可以在这个广义模型中再现。通过使用statefinder和$Om$诊断，我们发现，该模型的不同情况下，可以区分彼此和其他暗能量模型，如两个模型在我们以前的文件，$Λ$ CDM，quintessence和Chaubergin气体。此外，分析还表明，各种广义幂律挠率-物质耦合模型都能自下而上穿越$w=-1$分界线，穿越$w$所导致的能量密度的降低将使宇宙避免灾难性的命运，并将在未来走向deSitter膨胀的命运.
2018-03-12 astro-ph.CO gr-qc
Barrow holographic dark energy with varying exponent
本文构建了具有变化指数的Barrow全息暗能量，通过引入依赖红移的指数假设，成功恢复了宇宙标准热历史，并展现出比常数指数更丰富的宇宙学行为。
2025-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of Variable Newton Constant During Inflation
本文研究了含时牛顿常数G在暴胀过程中的作用。本文给出了具有含时牛顿常数的暴胀系统中曲率扰动的形式。作为一个例子，我们考虑一个玩具模型，其中G在暴胀期间经历突然变化。通过施加适当的匹配条件，研究了G的急剧变化在曲率扰动功率谱上的印记。我们表明，如果G增加（减少）在过渡的大尺度上的曲率扰动的幅度减少（增加）。在我们的模型中，当G突变时，曲率功率谱会出现连续的正弦调制。然而，在G的变化具有有限时间尺度的现实场景中，我们期望这些正弦调制在短尺度上被阻尼。所产生的特征可用于解释所观察到的CMB功率谱上的毛刺。这使得在暴胀期间$ΔG$的界限与在整个宇宙观测年龄期间$ΔG$的当前界限大致相同。
2012-10-13 astro-ph.CO hep-th
Signatures of $10-10^4\,{\rm M}_{\odot}$ Dark Matter halos in LISA via Stochastic Diffraction
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院宇宙理论物理中心）；Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut（化学与生物物理研究所）；Tallinn University of Technology（塔林理工大学）
研究通过随机衍射在LISA中发现\(10 - 10^4 M_{\odot}\)暗物质晕特征，利用随机衍射透镜效应统计特性及正交基描述，LISA敏感于特定质量晕，堆叠强双星可确认，还能对相关模型施加限制。
2026-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
