Structure in the 3D Galaxy Distribution: II. Voids and Watersheds of Local Maxima and Minima
宇宙多尺度结构研究中的主要不确定性不是来自观测误差，而是来自对单个结构的各种合理定义和检测方法。为了便于研究这些方法的依赖性，我们进行了12种不同的分析，以各种方式定义结构。这已经完成了在一个纯粹的几何方式，利用HOP算法作为一个独特的无参数的方法分配星系群的局部密度极大值或极小值。从三个密度估计技术（平滑内核，贝叶斯块和自组织地图）应用到三个数据集（斯隆数字巡天数据发布7，千年模拟和随机分布点），我们制表的信息，可用于构建连接到本地密度最大值和最小值的结构目录。由此产生的大小遵循连续的多尺度分布，没有迹象表明存在离散层次结构。我们还介绍了一种新的空洞发现者，利用一种方法来组装Delaunay四面体连接的结构和特征的地区几乎空的星系源目录。
2014-06-23 astro-ph.CO
Simulating nonlinear cosmological structure formation with massive neutrinos
我们提出了一种新的方法来模拟宇宙学，包含大质量粒子的热自由流运动，如大质量中微子或温暖/热暗物质。该方法结合了热物质的粒子和流体描述，以消除已知困扰传统N体模拟的散粒噪声。我们详细描述了这种方法，以及一些测试用例的结果来验证我们的方法，并检查其适用范围。利用这种方法，我们证明了大质量中微子可以产生一个显着的尺度依赖性的大尺度偏置的深空物质场。我们表明，这种尺度依赖性可以定量地理解使用一个非常简单的球形膨胀模型，再现不同的中微子参数的空偏置的行为。
2016-07-27 astro-ph.CO
How empty are the voids?
本文通过解析求解空洞中心密度，发现大多数空洞中心低密度约为-50%，小空洞可更空但数量随低密度增大而骤减，大空洞低密度始终小于50%。
2024-09-04 astro-ph.CO
The sparkling Universe: Clustering of voids and void clumps
我们使用数值模拟和斯隆数字巡天的主要星系样本分析了宇宙空洞的聚类。我们考虑到分类的空隙分为两种类型，类似于不同的演化模式：那些具有上升的综合密度分布（空中空模式，或R型）和空壳（空云模式，或S型）。结果表明，相同类型的孔洞比全样本具有更强的聚集性。我们使用的相关性分析来定义空隙团块，协会与至少两个空隙分开的距离最多的平均空隙分离。为了研究空洞团簇的空间构型，计算了空洞团簇的最小生成树，分析了空洞团簇的多重数、最大长度和伸长参数。我们进一步研究了更小的球体的动力学，它包含了每个团块中的所有空隙。虽然根据其成员空洞类型的整体密度是不同的，这些球的体积运动显着低于随机放置的球具有相同的半径分布。此外，两两空穴运动的相干性并不强烈地依赖于空穴是否属于同一块。空隙团块对于分析空隙周围的大尺度流动是有用的，因为嵌入在大的欠密区域中的空隙大多处于空隙中的空隙状态，较大区域的膨胀产生空隙的分离。类似地，过密区域周围的空隙形成了塌陷的团块，这反映在大多数接近的空隙的相对速度上。
2017-03-30 astro-ph.CO
Evidence of X-ray emission from the Warm Hot Intergalactic Medium
本研究通过对XMM-Newton和eROSITA数据进行功率谱分析，首次高置信度间接探测到来自温热星系际介质的X射线辐射，填补了宇宙大尺度结构演化图景的关键空白。
2023-07-26 astro-ph.CO
The galaxy population in cold and warm dark matter cosmologies
我们使用一对高分辨率的N体模拟实现两个暗物质模型，即标准的冷暗物质（CDM）宇宙演化和温暖的暗物质（WDM）的替代品，其中的暗物质粒子是一个1.5 keV的热遗迹。我们将这些模拟与GALFORM半解析星系形成模型相结合，以探讨由此产生的星系种群之间的差异。我们使用GALFORM模型的CDM和WDM的变种，导致在相同的z=0星系恒星质量函数的建设。我们发现，大多数研究的星系属性在这两个模型中具有相同的值，这表明两种暗物质方案都与当前的观测数据同样匹配。即使在低密度区域，CDM和WDM之间的结构形成差异预计是最明显的，星系的性质也只是略有不同。我们发现的局部宇宙中唯一显着的差异是在“局部星系”的星系群中，即模拟银河系类似物周围半径为1至8Mpc的区域。在这样的区域中，我们的WDM模型提供了一个更好的匹配，以观察到的本地星系数计数，是五倍以上的可能性比CDM模型预测子区域内，是空的观察到的本地虚空。因此，一个高度完整的本地体积普查和未来的调查空洞区域可以提供限制的性质暗物质。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A cosmic degeneracy story: structure formation with warm dark matter and scale-dependent primordial non-Gaussianities
本文通过联合模拟揭示温暗物质与尺度依赖原初非高斯性在功率谱上的简并及晕、空洞统计差异，并提出低红移匹配 ΛCDM 功率谱的混合暗物质模型。
2025-01-07 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
Normalization of the Matter Power Spectrum via the Ellipticity Function of Giant Galaxy Voids from SDSS DR5
宇宙空洞的椭圆率函数表现出强烈的依赖于线性物质功率谱的振幅。分析了Foster和Nelson从斯隆数字巡天第五次数据发布中构建的最新空洞星表，我们测量了巨型星系空洞的椭圆函数。然后，我们将红移畸变和星系偏置效应纳入空泡椭圆率函数的解析模型中，并利用广义χ ^{2}-最小化方法调整功率谱归一化值，使之与观测结果相拟合。发现线性功率谱的最佳拟合归一化为sigma_{8} =0.90+/-0.04。我们的结果比WMAP的sigma_{8} -值高，但与Liu和Li最近独立构造了一个新的改进CMB图的结果一致。
2009-07-25 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
Tracing the gravitational potential using cosmic voids
宇宙中星系分布中的大欠密度的性质，被称为宇宙空洞，是基础物理学的潜在敏感探针。我们使用的数据从MultiDark套件的N体模拟和多个晕占据分布模拟研究星系空洞之间的关系，确定使用分水岭空洞发现算法，和引力势$Φ$。我们发现，大多数的星系空洞对应于局部密度极小值在较大规模的overdensities，从而躺在势阱。然而，可以确定一个子集的空隙，密切跟踪重力势的最大值，从而固定点的速度场。我们确定了一个新的空白观察，$λ_v$，这取决于一个组合的空白大小和平均星系密度对比度内的空白，并表明，它提供了一个很好的代理指标的潜力在空白的位置。一个简单的线性标度的$Φ$作为$λ_v$的函数被发现持有，独立的红移和属性的星系作为示踪剂的空隙。我们给出了一个精确的拟合公式来描述球平均势分布$Φ(r)$关于空穴中心位置的分布。我们讨论的重要性，这些结果的理解的演变历史的空隙，并为他们使用的精密测量的综合萨克斯-沃尔夫效应，引力透镜和奇特的速度扭曲的红移空间。
2017-02-06 astro-ph.CO
Identification of Cosmic Voids as Massive Cluster Counterparts
我们开发了一种方法来识别宇宙空洞的物质密度场通过采用物理动机的概念，空洞是大规模集群的对应物。为了证明这一概念，我们使用了一对$Λ$ CDM模拟，一个参考和它的初始密度反转镜模拟，并研究了空洞的有效尺寸和相应的团簇的质量之间的关系。星系团尺度的暗物质晕是在$z=0$的镜像模拟中通过连接暗物质粒子来识别的。在“参考”模拟中，与每个簇对应的空隙定义为簇的成员粒子所占据的区域。我们研究了比$10^{13}h^{-1}M_{\odot}$更大质量的晕所对应的空洞。我们发现一个幂律之间的比例关系的空洞的大小和相应的集群质量。具有高于$10^{15}h^{-1}M_{\odot}$的相应团簇质量的空隙占据总模拟体积的$\sim1\%$，而对于具有高于$10^{13}h^{-1}M_{\odot}$的相应团簇质量的空隙，该分数增加到$\sim54\%$。还发现，所识别的空隙的密度分布遵循一个通用的功能形式。基于这些发现，我们提出了一种方法来识别集群对应空洞直接从物质密度场没有他们的镜像信息，利用三个参数，如平滑尺度，密度阈值，和最小核心分数。我们在70- 74\%的完整性和可靠性水平上恢复了对应于比$3\times10^{14}h^{-1}M_{\odot}$更大质量的簇的空洞。我们的研究结果表明，我们能够识别空隙的方式将它们与集群的一个特定的质量规模。
2021-03-15 astro-ph.CO
The abundance of voids and the excursion set formalism
我们提出了一系列的N体模拟的ΛCDM宇宙学的暗物质分布的空洞的数量密度的测量。我们将空洞定义为密度极小值周围ρ v = 0.2ρ m的球形区域，以便将我们的结果与使用偏移集形式主义预测的丰度相关联。利用球形演化模型中δ v =-2.7的线性欠密度，我们发现在从线性到非线性的映射中不守恒数密度的体积守恒模型，在空隙半径1< r（Mpc/h）<15的范围内，与测量的丰度匹配在16%以内。这个模型固定了宇宙在空洞中的体积分数，并假设当相似大小的空洞膨胀1.7倍时，它们会合并，从而达到今天的非线性密度ρ_v = 0.2ρ_m。我们发现Sheth & van de Weygaert（2004）的空洞数密度模型在相同尺度范围内大大高估了丰度。我们发现，体积守恒模型能很好地匹配在较高红移z=0.5和1下模拟测量的空洞数密度，并能正确地预测物质主导的Ω_m = 1宇宙的丰度，误差在25%以内。我们检查了晕分布中的空隙丰度，发现与暗物质相比，较小的空隙（r<10 Mpc/h）较少，而较大的空隙（r>10 Mpc/h）较多。这些结果表明，在晕或星系分布中确定的空洞与暗物质中的潜在空洞分布以复杂的方式相关，如果空洞被用作宇宙学的精确探针，则值得进一步研究。
2013-07-17 astro-ph.CO
Signatures of the Primordial Universe from Its Emptiness: Measurement of Baryon Acoustic Oscillations from Minima of the Density Field
来自宇宙原始波动的声波印刻在大尺度结构中，称为重子声学振荡（BAO），可以用作测量宇宙尺度的标准标尺。这些振荡已经在星系的分布中被探测到。在这里，我们建议从密度场的波谷（最小值）测量BAO。基于两组准确的模拟晕目录，在种子初始条件下，有和没有BAO，我们证明了BAO信号不能从经典的不相交的空隙的聚类，但可以清楚地检测到重叠的空隙。后者表示密度场的所有波谷的估计。我们使用Delaunay三角剖分从四面体约束的空外接球中心计算它们。我们的理论模型是基于一个前所未有的大套详细的模拟空目录非常好地证实了观测数据。我们使用最大的最近公开可用的样本从SDSS-III BOSS DR 11的明亮的红色星系首次揭开了一个>3 $σ$ BAO检测从观测的空隙。由于空洞是近各向同性膨胀的区域，它们的中心代表了宇宙中最安静的地方，记住宇宙的起源，并提供了一个新的有希望的窗口，在分析宇宙学大尺度结构从星系调查。
2016-04-28 astro-ph.CO
The J-PAS survey: The effect of photometric redshift errors on cosmic voids
本研究利用IllustrisTNG模拟评估J-PAS测光红移误差对分水岭算法识别宇宙空洞的影响，发现红移误差导致空洞破碎化且边界模糊，直接应用于测光数据时该算法并非最优。
2025-03-02 astro-ph.CO
On the magnetic fields in voids
我们研究了空洞星系对宇宙空洞可能的磁化作用。最近，观测发现了空洞中孤立的恒星形成星系。此外，预期空隙体积的主要部分填充有最小强度约为Mpc尺度上的$10^{-15}$ G的磁场。我们估计了宇宙射线（CR）从空洞星系到空洞的磁能输运。我们假设，CR和风能够离开小孤立的空星系后不久，他们组装，然后在空洞内传播。对于一个典型的空洞，我们估计的磁场强度和体积填充因子取决于它的空洞星系人口和强活动星系核（AGN）的边界空洞可能的贡献。我们认为，空洞磁场的下限可以恢复，如果包含在空洞星系或空洞边界活动星系核的磁能的一小部分分布在空洞。
2012-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The oscillating behavior of the pair correlation function in galaxies
星系的对关联函数（PCF）在20-200 Mpc/h范围内呈现典型的振荡，称为重子声学振荡（BAO）。我们首先审查和测试的PCF的振荡时，被认为是泊松Voronoi镶嵌（PVT）的2D/3D顶点。然后，我们在一个小规模的PCF的行为模型中存在的自引力介质具有线/平面的对称在2D/3D。在天体物理学背景下的PCF的分析分为两个，采用非泊松Voronoi镶嵌（NPVT）。我们首先分析了覆盖很少空隙的2D切割和覆盖大约50个空隙的2D切割的情况。在许多空隙的情况下，得到的PCF进行了讨论，比较PVT过程的自举预测和天文目录观察到的PCF。给出了宇宙空洞平均半径与光子晶体光纤第一极小值之间的近似关系式。
2014-01-28 astro-ph.CO
Constrained Local UniversE Simulations (CLUES)
局域宇宙是我们宇宙中最为人所知的部分。在CLUES项目（http：//www.example.com-受约束的局部宇宙模拟）中，我们对局部宇宙的演化进行了数值模拟。clues-project.org对于这些模拟，我们构造的初始条件的基础上观测数据的星系分布在本地宇宙。在这里，我们回顾这些约束模拟的技术。在第二部分中，我们总结了我们的预测，一个可能的暖暗物质宇宙学的观测到的本地分布的星系和本地频谱的迷你空洞，以及研究的卫星动力学在一个模拟的本地集团。
2010-05-15 astro-ph.CO
The redshift dependence of the inferred $H_0$ in a local void solution to the Hubble tension
本文通过三种方式计算局域 KBC 空洞模型中的 $H_0(z)$，并与红移分箱观测比较，表明 Gpc 尺度超空洞可在保持 Planck 低背景 $H_0$ 的同时解释哈勃张力。
2025-01-08 astro-ph.CO
Purely gravitational dark matter production in warm inflation
研究在温暖膨胀背景下通过引力机制产生暗物质，发现其热力学特性与标准膨胀不同，限制了暗物质质量范围。
2026-01-08 astro-ph.CO
Warm-hot gas in groups and galaxies toward H2356-309
本文详细分析了类星体H2356-309光谱中三个X射线吸收线系统周围的星系和星系群分布。先前的研究将这些吸收体与已知的大规模星系结构（即，壁和细丝）沿着视线。这样的吸收线通常跟踪10^{5-7} K气体，可能是难以捉摸的温暖-热星系际介质（WHIM）的证据，该介质被认为是大部分低红移“失踪重子”的藏身之处;或者，它们可能与单个星系或细丝中的星系群有关。在这里，我们结合现有的星系调查数据与新的，多对象麦哲伦光谱研究每个吸收器附近的详细星系分布。所有这三个吸收系统都在附近星系和/或星系团的投射维里半径内，因此可能出现在这些维里化结构中，而不是（或除了）WHIM。然而，我们发现没有额外的星系附近的第四个“空”吸收最近发现的光谱，这表明该系统可能确实跟踪气体与任何个人的晕。虽然已知系统的数量仍然很少，但空间巧合表明，一些X射线吸收体位于星系和/或星系群环境中，尽管其他人仍然可以追踪模拟预测的大规模非线性WHIM气体。
2012-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Typical density profile for warm dark matter haloes
利用Salvador-Solé等人（2012）最近提出的（自下而上）层次晕生长模型，我们推导出了具有两种不同质量的非热无菌中微子的和谐暖暗物质（ΛWDM）宇宙学中具有多个相关质量的晕的典型球平均密度分布。预测的密度分布在小半径处变得平坦，正如从光谱截止的影响所预期的那样。核心不能解决，但是，因为非零粒子速度产生的最小质量的原晕在小节点，这在相应的半径无效的模型的碎片。
2012-07-09 astro-ph.CO
From Voids to Coma: the prevalence of pre-processing in the local Universe
我们研究的后发座超星系团，包括3505个星系超过500平方度的预处理的影响，通过量化的程度，恒星形成（SF）活动淬火作为环境的函数。我们使用Voronoi Tessellation的补充技术来测量密度场，并使用最小生成树来定义连续结构，从而测量SF活动作为局部密度和环境类型（簇，组，细丝和空隙）的函数，并量化环境对SF活动淬灭的贡献程度。我们的样本覆盖了恒星质量的两个数量级（10^8.5到10^11 Msun），因此我们追踪了环境对矮星系和大质量星系SF活动的影响，区分了所谓的“质量淬火”和“环境淬火”。环境驱动的淬火SF活动，测量相对于空星系，发生在长丝，集团和集群的程度越来越大，这种趋势适用于矮星系和大质量星系一样。使用g-r颜色也发现了类似的趋势，但在大质量星系中，由于内部尘埃消光的增加，星系质量仓之间的差异更加显著。大质量SF星系的SFR分布没有明显的环境依赖性，但在大多数环境中，矮SF星系的分布被发现是统计上不同的。预处理在低红移时起着重要的作用，因为环境驱动的星系演化影响了近一半的星系群环境，以及相当一部分的星系在更弥散的细丝中。我们的研究强调了需要对矮星系的敏感性，以将质量驱动与环境驱动的影响分开，并使用无偏见的SF活动示踪剂。
2014-01-28 astro-ph.CO
Large-scale mass distribution in the Illustris simulation
到目前为止，在低红移下的观测还不能解释根据宇宙学约束所预期的宇宙中的所有重子。很大一部分重子可能存在于星系之间的薄而温暖的介质中，由于它们的低密度和高温，它们很难被观察到。结构形成的宇宙学模拟可以用来验证这一图景，并对不同大尺度结构组分的质量分布提供定量预测。在这里，我们研究重子和暗物质的分布在不同的时代使用的数据从插图模拟。我们确定了不同暗物质密度的区域与大尺度结构的主要成分，使我们能够测量质量和体积的晕，丝和空隙。在红移为零时，我们发现49%的暗物质和23%的重子位于质量超过$2\times 10^8$ M $_\odot$分辨率极限的晕内。宇宙网的细丝还容纳了45%的暗物质和46%的重子。剩下的31%的重子存在于空洞中。这些重子中的大多数都是通过活动星系核反馈传输到那里的。我们注意到，Illustris的反馈模型对于重晕来说太强了，因此我们可能高估了这个数量。根据密度和温度对重子进行分类，我们发现17.8%的重子处于凝聚态，21.6%的重子以冷的弥散气体存在，53.9%的重子处于温热的星系际介质状态。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cluster-void degeneracy breaking: Neutrino properties and dark energy
未来的大规模光谱天文学调查，如欧几里得，将能够汇编星系分布中大量新的星团和空洞目录。通过结合团簇和空洞数计数的约束能力，这种调查可以对中微子质量$M_ν$和暗能量状态方程$w(z) = w_0 + w_a z/(1+z)$的总和同时施加严格的限制。对于最小的正常层次中微子质量，我们预测欧几里得集团+空洞理想可以达到不确定度$σ(M_ν) \lesssim 15$ meV，$σ(w_0) \lesssim~0.02$，$σ(w_a) \lesssim 0.07$，独立于其他数据。这样的精确度与未来宇宙学调查中对星系聚集和弱透镜效应的预期是有竞争力的，并且可以在$\gtrsim 99\%$置信度下拒绝倒置的中微子质量等级。
2019-03-27 astro-ph.CO hep-ex hep-th
Constraints on Cosmology and Gravity from the Dynamics of Voids
宇宙主要由大而相对空的领域组成，称为宇宙空洞，而其物质含量主要分布在它们的边界上。它们内部的剩余物质，无论是暗物质还是发光物质，都会被吸引到这些边界上，并导致空隙膨胀得更快，并随着时间的推移变得更空。利用斯隆数字巡天中发现的以空洞为中心的星系分布，并对这些星系的统计运动采用最小假设，我们限制了当今宇宙中的平均物质含量$Ω_\mathrm{m}=0.281\pm0.031$，以及中等红移$\bar{z}=0.57$处结构$f/b=0.417\pm0.089$的线性增长率，其中$b$是星系偏差（$68\%$ C.L.）。这些值源自于对空星系互相关联函数$\varepsilon = 1.003\pm0.012$中各向异性畸变的一个高水平测量，并且在该大小的一半的额外系统不确定性内，对数据的自举和模拟目录的一致性检验是稳健的。他们超越（和补充）现有的限制，通过解锁宇宙学信息在较小的尺度上通过一个精确的模型，非线性集群和动态空洞环境。因此，我们的分析提供了一个强有力的探索偏离爱因斯坦的广义相对论在低密度制度，这在很大程度上仍然是未经测试的。我们在手头的数据中没有发现这种偏差的证据。
2016-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Constraining warm dark matter with 21 cm line fluctuations due to minihalos
质量为m_WDM = O（1）keV的暖暗物质（WDM）长期以来一直被认为是解决小尺度下观测到的宇宙结构与协调CDM模型预测之间差异的一个有希望的解决方案。虽然一些宇宙学观测，如莱曼-阿尔法森林已经开始限制m_WDM的范围，WDM尚未被完全排除作为这些所谓的小尺度问题的解决方案。在本文中，我们研究了21厘米线的波动，从微晕在WDM模型和评估的限制mWDM未来的宇宙学21厘米调查，如SKA和FFTT。我们发现，由于WDM质量m_WDM>10 keV的减少了丰富的小晕通过抑制小尺度上的物质功率谱通过自由流，这样的WDM可以显着影响所得的21厘米线波动的小晕。我们发现，如果在z>5以上可以观测到来自微晕的21 cm信号，SKA和FFTT可以分别给出m_WDM>24 keV和31 keV的下限，这比当前的约束更严格。这些未来的21厘米调查可能能够排除WDM模型作为小规模问题的解决方案。
2014-08-06 astro-ph.CO hep-ph
Reionization in the Warm Dark Matter Model
与冷暗物质（CDM）模型相比，暖暗物质（WDM）模型抑制了小尺度结构的形成。通常认为这会延迟星系际介质（IGM）的再电离，因为再电离时期（EOR）的恒星形成率会降低。然而，在EOR的后期阶段期间，大部分电离光子被微晕内的复合消耗，其中气体具有比IGM中的气体更高的密度和复合速率。因此，抑制小尺度结构将降低复合率，并可能缩短再电离过程。本文用再电离的解析“气泡模型”研究了这种效应。我们发现，在某些情况下，虽然EOR的启动在WDM模型中延迟，它的完成可能甚至比CDM的情况下，但效果一般是小的。我们得到了不同再电离红移下WDM粒子质量的极限。
2012-01-18 astro-ph.CO
Scalar field theory for warm dark matter
暖暗物质（WDM）可以用简化的相对论气体（RRG）模型来描述。在这项工作中，它是解析地构造的标量场的作用最小和非最小耦合到重力，这是等价于RRG的意义上，他们产生相同的宇宙学解决方案的共形因子的度规。特别地，我们构造了对应于具有共形对称性的无自旋粒子的超相对论性理想气体模型的标量理论。最后，补充我们的标量场模型与动态暗能量的运行宇宙学常数（RCC）的形式的可能性也被认为是。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Miniclusters from axion string simulations
本研究对比了三种不同数值模拟方法得到的轴子微团簇性质，发现尽管质量分布与内部密度轮廓差异显著，但微团簇暗晕与空洞的全局能量分布相似，为轴子暗物质探测提供参考。
2023-07-19 astro-ph.CO hep-ph
Warm Inflation, Neutrinos and Dark matter: a minimal extension of the Standard Model
我们证明了在标准模型的最小扩展范围内，在三个右手中微子、三个复标量和规范轻子/B-L U（1）对称性的情况下，可以实现暖暴胀。这个简单的模型可以解决标准模型的所有缺点，这些缺点与广义相对论中的微调无关，具有独特的实验特征，可以在不久的将来进行探索。暴胀子场从U（1）对称性的集体破缺中出现，并与两个右手中微子相互作用，在暴胀期间维持高温辐射浴。该模型的离散交换对称性保护了标量势不受大的热修正的影响，并导致了一个稳定的暴胀子残余物，在后期可以解释暗物质。该模型的一致性和与宇宙微波背景观测的一致性自然会产生质量低于0.1 eV的轻中微子，而热leptogenesis自然发生后，顺利退出通货膨胀进入辐射时代。
2020-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Upper Bound of the Second Higgs Boson Mass in Minimal Gauge Mediation with the Gravitino Warm Dark Matter
最小超对称（SUSY）标准模型（MSSM）产生keV量级引力伴子是一种有趣的可能性，因为keV量级引力伴子作为暖暗物质（WDM）可以缓解$Λ$ CDM模型在现代宇宙学中遇到的小尺度问题.这样的轻引力子要求低尺度超对称性（SUSY）破缺，为此需要规范介导（GM）作为一致的SUSY破缺介导机制。在本文中，我们给出了第二CP偶希格斯玻色子$H$和CP奇希格斯玻色子$A$的质量上界，假设keV尺度的引力子是导致当前DM遗迹丰度的原因：对于$\mathcal{O}(10$ - $100)$ keV的引力子质量，$H/A$的质量上界是$\sim 4$ TeV。有趣的是，$H/A$的质量可以小到2-3 TeV，而对于$\mathcal{O}(10)$ keV的引力子质量，预测的$\tanβ$可以大到55-60。这将在不久的将来的大型强子对撞机（LHC）实验中进行测试。
2021-04-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Freeze-in gravitational waves and dark matter in warm inflation
Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））
本文研究温暖膨胀中冻结过程产生的引力波谱及暗物质生成，比较不同耗散项对高频引力波信号的影响，揭示谱行为差异，为探索膨胀与暗物质模型提供途径。
2026-03-17 astro-ph.CO hep-ph
Role of dynamical early dark energy in Hubble tension through warm inflation
University of Hyderabad（海德拉巴大学）
本文研究了最小温暖膨胀（MWI）热浴中的耗散在宇宙微波背景（CMB）中的作用，以评估其模仿动力学暗能量的能力。通过贝叶斯参数估计，发现MWI的耗散强度增加会改变温度各向异性并改变CMB TT角功率谱的相位和峰值结构，从而缓解Hubble张力。
2026-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Warm dark matter and the ionization history of the Universe
在温暖的暗物质的情况下，结构的形成被抑制在小尺度上相对于冷的暗物质的情况下，减少低质量晕的数量和电离气体的分数在高红移，从而延迟再电离。这对宇宙的电离历史产生了影响，测量再电离的光学深度，电离气体的全球部分的演化和星系际介质的热历史，可以用来限制暗物质粒子的质量。然而，在这些情况下，电离介质的部分抑制可以通过改变其他参数来部分补偿，例如电离效率或晕可以容纳恒星形成星系的最小质量。在这里，我们使用不同的数据集关于宇宙的电离和热的历史，并考虑到从几个天体物理参数的简并，我们得到的热暖暗物质候选人的质量的下限$m_X > 1.3$千电子伏，或$m_s > 5.5$千电子伏的情况下，无菌中微子非共振产生的早期宇宙，都在90\%的置信水平。
2018-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter as an Inflationary Relic in Warm Inflation
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Ashoka University（阿肖卡大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）
研究表明暖暴胀结束后，强耗散过程迅速减弱，残留的暴胀子凝聚体演化为冷暗物质，其质量由观测暗物质丰度确定为约0.02 MeV。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
