Investigating The Uncertainty On The BAO Scale Measured From Future Photometric And Spectroscopic Surveys
大型综合巡天望远镜（LSST）是一个宽（20，000平方度）和深ugrizy成像调查，将在智利的塞罗帕雄。LSST的一个主要科学目标是通过重子声学振荡（BAO）信号来约束暗能量参数。这项技术的关键是测量从巡天ugrizy成像中得到的众所周知的光度红移。在这里，我们提出的模拟光度红移（PZ）的错误上的BAO信号的重建效果的结果。我们产生了许多“蒙特卡罗”模拟的星系从一个模型的功率谱，使用快速傅立叶变换技术。模拟星系的属性分配使用的算法，再现观测到的光度，颜色，红移分布的GOODS调查。我们还将这些结果与未来可能的光谱调查（如BigBOSS）的预期结果进行了比较。
2010-09-24 astro-ph.CO
Observational Probes of Cosmic Acceleration
宇宙的加速膨胀是几十年来最令人惊讶的宇宙学发现，这意味着宇宙是由某种形式的"暗能量"主导的，具有奇异的物理性质，或者爱因斯坦的引力理论在宇宙尺度上崩溃。宇宙加速的深远影响激发了雄心勃勃的实验努力，以100万级或更高的精度测量膨胀和结构生长的历史。我们详细回顾了四个最完善的方法进行这样的测量：Ia型超新星，重子声学振荡（BAO），弱引力透镜，和星系团。我们特别注意这些技术中的系统不确定性，以及在利用"第四阶段"暗能量设施（如BigBOSS，LSST，Euclid和WFIRST）所需的水平上控制它们的策略。我们简要地回顾了一些其他的方法，包括红移空间扭曲，Alcock-Paczynski测试，并直接测量H_0。我们提出了广泛的预测约束的暗能量状态方程和GR的参数化偏差，实现与第三阶段和第四阶段的实验计划，将超新星，BAO，弱透镜，和CMB数据。我们还展示了其他方法所需的精度水平，以提供与这些基准程序竞争的约束。我们强调一个平衡的计划，采用几个最强大的方法相结合，既要交叉检查系统的不确定性，并利用互补信息的价值。探测宇宙加速度的测量产生了具有广泛应用的数据集，它们延续了长期以来的天文学传统，即在更大的尺度上更详细地绘制宇宙。
2013-03-06 astro-ph.CO
Dark matter around primordial black hole at the radiation-dominated stage
暗物质粒子在原始黑洞附近的积累始于辐射主导的宇宙学阶段，并产生了中心密度尖峰。尖峰可能是由于暗物质湮灭而产生的明亮伽马射线源。给出了沉浸在宇宙学背景中的原初黑洞度规中粒子运动方程的自洽推导。通过数值解这个方程，我们发现中心的暗物质密度分布。与以前的计算相比，密度增长在轮廓的中心部分被抑制。
2019-10-03 astro-ph.CO
Systematic Effects on Determination of the Growth Factor from Redshift-space Distortions
密度扰动的线性增长因子被认为是未来红移测量的一个强有力的观测值，可以用来探测暗能量的物理性质，并区分不同的引力理论。我们调查系统的影响，从测量的红移空间扭曲的生长因子f的测定。使用N体模拟，我们确定暗物质晕在一个广泛的质量范围。我们计算的晕的功率谱和关联函数，然后检查如何以及红移失真参数β =f/b可以重建晕质量的函数。我们发现，β测量一个固定的晕质量一般是一个函数的规模，即使在大尺度上，与共同的期望，β接近常数描述的凯泽公式在这样的规模。尺度依赖性取决于晕质量，越小的晕越强。它也不能很容易地解释与著名的分布函数的晕特有的速度。我们证明了小晕的偏置具有更大的非线性和随机性，因此线性偏置假设变得更糟。只有在b>1.5的大质量晕中，β才接近r或pi/k> 30 Mpc/h的线性理论预测。SDSS-III的BOSS巡天所针对的发光红星系（LRG）往往位于非常巨大的晕中。我们的结果表明，如果用LRG测量红移畸变，可以无偏地测量f。另一方面，如果考虑使用发射线星系，这是BigBOSS调查的目标，并居住在一个广泛的质量范围的晕，β的尺度依赖性必须仔细考虑;否则，可能会给暗能量或修改的引力理论不正确的约束。我们还发现，在傅里叶空间中重建的β比在位形空间中的表现更好。
2010-10-25 astro-ph.CO
A one-parameter formula for testing slow-roll dark energy: observational prospects
许多即将到来的观测，如WFIRST，BOSS，BigBOSS，LSST，Euclid和Planck，将非常精确地限制暗能量（DE）的状态方程。他们很可能发现压强与能量密度之比$w$为-1，这意味着DE相当于一个宇宙学常数。然而，许多时变DE模型也被提出。因此，需要一个单一的参数化来测试它们中的一大类，并且它本身是由物理图像驱动的。我们认为，DE的最简单模型与暴胀有着相同的机制，可能是一个缓慢降低其势的标量场。如果是这样的话，DE将有一个通用的状态方程，宇宙将有一个通用的哈勃常数对红移的依赖关系，而与势的起始值和形状无关。这种状态方程和哈勃常数的表达式提供了所需的模型无关的，但物理动机的参数化，因为它们将保持大多数标准标量场模型的DE，如quintessence和幻影DE。到目前为止，两个参数的描述$w$已经提供，但这项工作发现了一个额外的近似，导致一个单参数模型。使用它，我们进行了$χ^2$分析，发现在未来七年的实验应该能够区分任何这些随时间变化的DE模型一方面从宇宙学常数另一方面到73%的置信度，如果$w$今天从-1相差3.5%。在$Ω_m$和$H_0$完全准确测量的限度内，该置信度将上升至96%。我们还讨论了DE实验的当前状态，编制了每个将使用的技术的表格，以及在发布时可获得该信息的实验精确度的表格。
2014-01-03 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on gravity and dark energy from the pairwise kinematic Sunyaev-Zeldovich effect
我们计算的约束暗能量和宇宙的重力修改与即将到来的宇宙微波背景（CMB）调查敏感的Sunyaev-Zeldovich（SZ）的影响。分析的重点是使用平均成对速度的集群观察到的运动学SZ效应（KSZ），一种方法的基础上使用相同的方法用于第一次检测的KSZ效应，并包括一个详细的推导和讨论，根据各种不同的调查假设，此统计的协方差。目前，第二阶段，和即将到来的，第三阶段和第四阶段，CMB的意见被认为是潜在的，结合同期的光谱和光度星系观测。一个详细的评估是由假设的统计和系统的不确定性，在光学深度的确定，在最小可探测质量的大小和不确定性的敏感性，以及成对的速度相关性的重要性，在小的分离，非线性效应可以开始出现。结合第三阶段对膨胀历史的限制，例如暗能量工作组预测的限制，我们预测第三阶段和第四阶段调查的增长因子$γ$的分数误差分别为5%和2%，第四阶段调查的$0.2<z<0.6$的增长率$f_g$的限制为2%。结果表明，kSZ测量的集群特有的速度，从交叉相关获得与即将到来的光谱星系调查，可以提供强大的测试暗能量和宇宙尺度上的引力理论。
2014-08-26 astro-ph.CO
Evolution of Primordial Stars Powered by Dark Matter Annihilation up to the Main-Sequence Stage
在早期宇宙中形成的原始恒星被认为是由致密的暗物质（DM）晕所承载的。如果DM由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）组成，这些恒星可能在其演化的早期阶段由DM湮灭提供动力。我们研究了原始恒星的主序前演化的详细恒星演化代码的假设下，湮灭的压缩WIMPs DM在恒星内提供了足够的能量来维持恒星的平衡。我们遵循吸积恒星的演化，使用几个气体质量吸积率来自宇宙学模拟。我们表明，恒星质量变得非常大，高达900 - 1000 M_太阳时，恒星达到主序星相的一组合理的模型参数，如DM粒子质量和湮灭截面。在暗星阶段，恒星膨胀超过一千个太阳半径，而表面温度保持在10^4 K以下。由核反应产生的能量在这一阶段并不占主导地位。我们还研究了具有不同气体质量吸积率和DM粒子质量的模型。我们所有的模型对于不同的DM粒子质量通过暗星阶段。暗星的最终质量在DM质量为m_DM <= 10 GeV时基本不变。大质量暗星的引力坍缩将在早期宇宙中留下质量达1000 M太阳的大质量黑洞。
2011-05-06 astro-ph.CO
Cosmic Visions Dark Energy: Science
宇宙巡天提供了关于高能物理的重要信息，包括暗能量、暗物质和暴胀的有力证据。正在进行的和即将进行的调查将开始确定这些新现象的基本物理学，包括对暗能量状态方程的严格限制，修改引力的可行性，额外的光物种的存在，中微子的质量，以及驱动膨胀的场的潜力。即使在第四阶段实验DESI和LSST完成调查后，天空中仍然会留下大量信息。这些额外的信息将使我们能够在更深的层次上理解暗宇宙的物理学基础，如果第四阶段的巡天发现了超越当前宇宙学标准模型的物理学线索，将彻底改变我们目前的宇宙观。关于如何最好地补充和帮助DESI和LSST以获得一些剩余信息以及第四阶段之后的调查如何充分利用这一制度，有许多想法。这些想法流向了可能在2020年开始建设的潜在项目。
2016-04-26 astro-ph.CO
Dynamics of minimally coupled dark energy in spherical halos of dark matter
本文分析了膨胀宇宙中引力束缚系统形成后期暗物质球晕中标量场暗能量的演化。在暗物质晕中心的典型暗能量的动力学强烈地依赖于有效声速$c_s$（以光速为单位）的值。如果是$c_s\sim1$（经典标量场），那么引力束缚系统中的暗能量只受到轻微的扰动，其密度实际上与宇宙学背景中的密度相同。相反，具有小声速值的暗能量（$c_s<0.1$）在晕的线性、非线性、反转、坍缩、维里化以及后来的演化过程中都是重要的动力学成分。通过与大尺度引力束缚系统观测数据的比较，可以利用暗能量的这些性质来约束有效声速$c_s$的值。
2016-02-25 astro-ph.CO
Disentangling dark energy and cosmic tests of gravity from weak lensing systematics
我们考虑的影响，关键天体物理学和测量系统的约束暗能量和宇宙尺度上的重力修改。我们专注于即将到来的测光“第三阶段”和“第四阶段”大尺度结构调查，如DES，SuMIRe，Euclid，LSST和WFIRST。我们说明了不同的红移依赖性的重力修改相比，内在的路线，主要的天体物理系统。系统的不确定性，如星系的偏差和内在的排列方式，可以改变暗能量状态方程和修改后的重力优值的四倍。包含宇宙剪切和星系位置测量的互相关有助于减少透镜剪切测量的约束力损失。当普朗克CMB和第四阶段调查的预测相结合，约束的暗能量状态方程和修改后的重力模型恢复，相对于那些从剪切数据没有系统的不确定性，如果少于36个自由参数的总被用来描述作为尺度和红移的函数的星系偏差和内在的对齐模型。为了方便今后的调查，我们还提供了一个拟合函数的物质功率谱所产生的唯象修正的重力模型，我们考虑。
2011-09-21 astro-ph.CO
Interacting dark energy from redshift-space galaxy clustering
相互作用的暗能量模型已经被提出作为$Λ$ CDM的有吸引力的替代方案。即将到来的第四阶段星系聚类调查将限制这些模型，但它们需要在轻度非线性尺度上对星系功率谱多极子进行精确建模。在这项工作中，我们考虑了一个简单的1参数扩展$w$ CDM的暗散射模型-只添加$A$，它描述了一个纯粹的暗能量和暗物质之间的动量交换。然后，我们提供了一个全面的比较三种方法的建模非线性，同时包括这种暗区耦合的影响。我们的非线性建模基于两个最流行的扰动理论方法：TNS和EFTofLSS。为了测试的有效性和精度的建模，我们进行MCMC分析，使用模拟数据对应的$Λ$ CDM基准宇宙学和第四阶段的调查规格在两个红移箱，$z=0.5$和$z=1$。我们发现，最复杂的EFTofLSS为基础的模型研究，更适合在这两个，描述模拟数据到较小的规模，并提取最多的信息。使用这个模型，我们预测的不确定性的暗能量状态方程，$w$，和相互作用参数，$A$，发现$σ_w=0.06$和$σ_A=1.1$ b/GeV的分析在$z=0.5$和$σ_w=0.06$和$σ_A=2.0$ b/GeV的分析在$z=1$。此外，我们表明，错误检测外来暗能量高达3 $σ$将发生非线性建模是不正确的，证明了验证阶段的重要性，准确的解释测量。
2021-09-08 astro-ph.CO
A SQUID-based microwave cavity search for dark-matter axions
在微电子伏特质量范围内的轴子是一个合理的冷暗物质候选者，可以通过在静态磁场中的谐振腔中将其转换为微波光子来检测。报道了用超导第一级放大器（SQUID）进行轴子搜索的第一个结果。SQUID放大器，取代传统的GaAs场效应晶体管放大器，成功地达到了目前的轴子模型设置的频带中的轴子-光子耦合灵敏度，并设置了一个明确的轴子搜索利用近量子限制SQUID放大器的阶段。
2009-10-30 astro-ph.CO
Field-level cosmological model selection: field-level simulation-based inference for Stage IV cosmic shear can distinguish dynamical dark energy
提出结合神经似然估计的场级基于模拟的推断框架与贝叶斯证据计算，首次实现宇宙学模型场级贝叶斯比较，证明其能区分动力学暗能量模型。
2024-10-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simulation studies of dark energy clustering induced by the formation of dark matter halos
在本文中，我们提出了一个模拟方法内的两个组件的球形坍缩模型来研究与暗物质晕的形成相关的暗能量扰动。考虑到它的快速和缓慢的增长被认为是通过施加合适的初始条件和各向同性维里化的球形坍缩过程的暗物质晕的现实质量吸积的历史。暗能量分量被视为由两个重要参数描述的理想流体，状态方程参数$w$和声速$c_s$。分析了$w>-1$的精髓模型。我们采用牛顿规范来描述时空的扰动主要是由一个暗物质晕的形成。研究发现，暗能量密度扰动$δ_{DE}$依赖于$w$和$c_s$，其行为与具有$δ_{DE}\approx -(1+w)Φ/c_s^2$的暗物质晕的引力势$Φ$密切相关.对于$w>-1$，在暗物质晕形成的整个过程中，从线性到非线性和维里化阶段，暗能量扰动与$δ_{DE}>0$呈现出成簇行为。$δ_{DE}$的值随晕质量的增加而增加。对于质量为$M\sim 10^{15} M_{\odot}$、$δ_{DE}\sim 10^{-5}$的簇，其在$c_s^2 \in [0.5, 1]$的维里化区域内，并且其可以达到具有$c_s^2=0.00001$的$δ_{DE}=O(1)$。对于标量场暗能量模型，我们发现通过适当的建模$w$和$c_s$，可以很好地用流体方法分析暗物质晕非线性形成过程中的扰动行为，从而证明了即使考虑到非线性暗物质结构形成阶段的扰动，流体描述对暗能量的有效性.
2011-12-19 astro-ph.CO
SKA Weak Lensing I: Cosmological Forecasts and the Power of Radio-Optical Cross-Correlations
我们从涉及平方公里阵列（SKA）的弱引力透镜调查中构建宇宙学参数约束的预测。考虑到物质含量，暗能量和修改后的重力参数，我们表明，第一阶段的SKA（SKA 1）可以与其他第三阶段的实验，如暗能量调查（DES）和完整的SKA（SKA 2）可能会形成更严格的约束比第四阶段光学弱透镜实验，如那些将与LSST，WFIRST-AFTA或欧几里得类设施进行。单独使用弱透镜，从SKA 1到SKA 2代表物质中的$\sim10$、暗能量中的$\sim10$和修改后的重力参数中的$\sim5$的改进。我们还表明，第一次，强大的结果，即第三阶段和第四阶段的实验的严格约束（在$\sim5\%$），可以从光学和无线电波段之间的互相关剪切映射，这一过程也可以消除一些潜在的系统误差，否则可以限制弱透镜宇宙学的效用。
2016-10-25 astro-ph.CO
Preparing for the Cosmic Shear Data Flood: Optimal Data Extraction and Simulation Requirements for Stage IV Dark Energy Experiments
即将到来的光度透镜测量将大大加强对中微子质量和暗能量状态方程的约束。然而，它仍然是一个悬而未决的问题，如何最佳地提取信息，以及如何以及必须知道的物质功率谱，以获得无偏的宇宙学参数估计。通过执行主成分分析（PCA），我们量化了3D宇宙剪切和断层扫描的敏感性，不同的合并策略，不同区域的透镜内核和物质功率谱，因此背景几何和宇宙结构的增长。我们发现，大量的等间距的层析箱在红移可以提取几乎所有的宇宙学信息，而无需额外的计算费用的三维宇宙剪切。与此同时，很大一部分信息来自物质功率谱中的小尺度，这可能导致宇宙学参数测量的偏差。鉴于此，我们定义和计算的偏差，由于不完善的知识的功率谱的宇宙学无关的措施。对于一个类似于欧几里德的调查，我们发现，功率谱必须知道的精度小于1%的尺度与k = 7 h /Mpc这个要求不是绝对的，因为偏差取决于建模误差的大小，他们发生在k-z空间，以及它们之间的相关性，所有这些都是特定于任何特定的模型。因此，我们计算的偏差在几个最有可能的建模方案，并介绍了一个通用的形式主义和公共代码，SIMSIM，计算任何非线性模型的预期偏差。
2018-09-10 astro-ph.CO
Joint reconstructions of growth and expansion histories from stage-IV surveys with minimal assumptions I: Dark Energy beyond $Λ$
结合超新星，重子声学振荡和红移空间畸变数据从下一代（第四阶段）宇宙学调查，我们的目标是重建膨胀的历史，以大红移使用前向建模的$f_{\mathrm DE}(z) = ρ_\mathrm{DE}(z)/ρ_\mathrm{DE,0}$高斯过程（GP）。为了重建宇宙学量在高红移，很少或没有数据，我们采用了一种新的方法来GP强制执行以下最小的假设：a）我们的宇宙学对应于一个平坦的Friedman-Lemattre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙; b）爱因斯坦德西特（EdS）宇宙在大的红移。这使得我们能够从重建的背景膨胀历史重建扰动增长历史。假设各种DE模型，我们表明我们的重建方法的能力，以区分它们从$Λ$ CDM在$\gtrsim2σ$。
2022-06-28 astro-ph.CO gr-qc
Unified Model of k-Inflation, Dark Matter & Dark Energy
我们提出了一个\textit{k} -本质模型，其中一个单一的标量场是负责宇宙的早期膨胀通过\textit{k} -通货膨胀的过程，并在适当的后续阶段作为暗物质和暗能量。拉格朗日量包含标量场的势以及非正则动力学项，并且具有已被广泛用作\textit{k} -本质拉格朗日量的$F(X)V(ϕ)$的形式。在暴胀期结束后，模型可以近似为纯粹的动力学\textit{k} -本质，在后期产生暗物质和暗能量。我们将展示如何使用观测结果来约束这个模型的参数。
2009-11-27 astro-ph.CO
Partial Relief of the Hubble Tension and a Natural Self-Interacting Dark Matter Candidate From Staged Symmetry Breaking
Vanderbilt University（范德堡大学）；Fisk University（菲斯克大学）；Space Research Organisation Netherlands (SRON)（荷兰空间研究所）
通过暗部门中的自发对称破缺触发暗物质子成分衰变，部分缓解哈勃张力并产生自相互作用暗物质候选者。
2026-09-28 astro-ph.CO hep-th
Detecting Baryon Acoustic Oscillations in Dark Matter from Kinematic Weak Lensing Surveys
研究了从宇宙剪切层析成像中提取重子声学振荡（BAO）的可行性。我们特别关注未来基于光谱学的运动学弱透镜（KWL）调查\citep可以实现的BAO尺度精度[例如，] []{Huff 13}与传统的基于光度计的弱透镜测量相比。我们模拟宇宙剪切层析成像数据的这样的调查与一些简单的假设，专注于BAO信息，提取空间功率谱，并限制恢复BAO功能。由于小的形状噪声和透镜核的形状，我们发现，暗能量任务组阶段IV版本的这样的KWL调查可以检测到的BAO功能在暗物质的$3$ - $σ$和测量的BAO规模在4\%的精度水平，而它将是难以检测的功能在光度为基础的弱透镜调查。在更乐观的假设下，KWL-IV期可以实现$\sim 2\%$ BAO量表测量，具有$4.9$ - $σ$置信度。一个内置的光谱星系调查在这样的KWL调查将允许交叉相关的星系和宇宙剪切，这将收紧约束超出了我们在本文中提出的下限，因此可能允许检测的BAO星系和暗物质之间的规模偏差。
2019-05-04 astro-ph.CO
Testing interacting dark energy with Stage IV cosmic shear surveys through differentiable neural emulators
本文利用神经仿真器和梯度采样加速推断，预测第四阶段宇宙剪切巡天对暗散射相互作用暗能量模型的约束，发现其振幅参数不确定性比第三阶段小约一个数量级。
2025-04-22 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Trans-Planckian censorship of multistage inflation and dark energy
在多级暴胀模型上研究了trans-Planckian审查猜想的界。我们证明，如果宇宙微波背景窗口中的原始扰动是由第一暴胀阶段引起的，那么随后各阶段的$e$折叠数将受第一阶段能量标度的限制.这似乎意味着，当前加速膨胀时代（被认为是多重暴胀阶段之一）的寿命可能是区分暴胀与其替代品的探针。我们还提出了一个多阶段的通货膨胀模型的景观组成的反德西特真空分离的潜在障碍。
2020-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamics of dark energy in collapsing halo of dark matter
我们研究了膨胀宇宙中暗物质和暗能量的球形密度和速度扰动的非线性演化。为此，我们用守恒方程和爱因斯坦方程描述了暗物质、暗能量和辐射的引力耦合不均匀性从早期宇宙的线性阶段到当前宇宙的非线性阶段的演化。本文提出了晕中心演化的非线性微分方程组的数值积分的简便方法。给出了团晕（$k=2$ Mpc $^{-1}$）和超团尺度（$k=0.2$ Mpc $^{-1}$）的计算结果，表明具有较小有效声速值的经典标量场暗能量（$c_s<0.1$）对膨胀宇宙中大尺度结构的形成具有显著的影响.
2015-08-22 astro-ph.CO
From de Sitter to de Sitter: A New Cosmic Scenario without Dark Energy
在目前的宇宙学知识中，物质和时空从一个奇点出现，并经历了四个不同的阶段：暴胀、辐射、暗物质和暗能量主导的时代。在辐射和暗物质占主导地位的阶段，宇宙的膨胀减速，而暴胀和暗能量时代是加速的制度。到目前为止，这些加速期之间还没有明确的联系。更有趣的是，驱动目前加速阶段的物质仍然是一个谜，最好的候选者（真空能量密度）受到巧合和宇宙学常数问题的困扰。在本文中，我们克服了这样的问题，通过另一种宇宙方案的基础上引力诱导粒子的生产。这里提出的模型是非奇异的时空出现从一个纯粹的初始德西特阶段，从而提供了一个自然的解决方案的地平线问题。随后，由于无质量粒子的产生引起的不稳定性，宇宙平稳地演化到标准辐射主导的时代，从而结束了共形不变性（帕克定理）所要求的辐射的产生。接下来，随着宇宙进入冷暗物质主导的时代，辐射变得次要。最后，与冷暗物质粒子的产生有关的负压加速了膨胀，并将宇宙推向最后的德西特阶段。晚期宇宙膨胀历史与标准LCDM模型完全相同，但不存在暗能量。该模型的发展之间的两个限制（早期和晚期）德西特制度。我们的情况完全由两个极端的能量密度决定，或者等价地，由122个数量级连接的相关的德西特哈勃尺度。
2011-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Toward More Realistic Forecasting of Dark Energy Constraints from Galaxy Redshift Surveys
星系红移巡天作为一种暗能量探测器正变得越来越重要。通过在Fisher矩阵计算中使用“去摆动”星系功率谱P_{dw}（k），我们改进了星系红移巡天对暗能量约束的预测。由于P_{dw}（k）是一个很好的适合真正的星系聚类数据在大多数感兴趣的尺度范围内，我们的方法是更现实的预测暗能量的限制，从星系红移调查以前的工作相比。我们发现，我们的新方法给出了极好的协议的结果相比，从实际的数据分析的斯隆数字巡天DR 7发光的红色星系的聚类结果。我们提供了一个合理的第四阶段星系红移调查的暗能量约束的预测。
2013-01-10 astro-ph.CO
New limits on WIMP interactions from the SIMPLE dark matter search
SIMPLE项目使用过热的C2ClF 5液体探测器来寻找粒子暗物质候选者。我们报告的结果，其最新的两个阶段，第二阶段运行的第一阶段曝光（14.1公斤），与15个过热液滴探测器的总有效质量0.208公斤。结合中子-自旋灵敏氙10实验的结果，在与模型无关、与自旋相关的弱相互作用大质量粒子（WIMP）-核相互作用扇形区上，当M_W = 50 GeV/c ~ 2时，这些结果给出了|a_p| < 0.32，|a_n| < 0.17的极限，并且在先前允许的相空间区域内得到了50%的缩减.结果表明，在M_W = 45 GeV/c ~ 2处，σ_p ~ 2.8 × 10 ~（-2）pb的等值线最小值，构成了迄今为止对自旋相关的WIMP-质子耦合最严格的直接探测极限。在自旋独立的部门，结果被认为是提供的前景，有助于轻质量WIMP的问题，在目前的理解，其成核效率的改善。
2011-01-10 astro-ph.CO
Studies of a three-stage dark matter and neutrino observatory based on multi-ton combinations of liquid xenon and liquid argon detectors
我们研究了一个三级暗物质和中微子天文台，该天文台基于多吨级的两相液态氘和氩探测器，这些探测器具有足够低的背景，对低至10 E-47 cm ^2的WIMP暗物质相互作用截面敏感，并通过使用质量比为5：1的两个靶元素来提供WIMP质量的识别和两个独立的测量，给出了事件数的预期相似性。同样的探测系统也将允许测量pp太阳中微子光谱，银河系超新星的中微子通量和温度，以及136 π ~ 10 E27 - 10 E28 y的无中微子双β衰变，对应于从当前中微子振荡数据预测的马约拉纳质量。所提出的方案将分三个阶段G2、G3、G4运行，从基准质量1吨的氘+ 5吨的氩（G2）开始，进展到10吨的氘+ 50吨的氩（G3），然后根据后者的结果和性能，扩展到100吨的氘+ 500吨的氩（G4）。这种按比例放大的方法提供了将一个级的Ar容器和辅助系统用于随后级的Ar检测器的优点，在每个级仅需要一个新的检测器容器。模拟表明，通过利用靶材料的增加的外部厚度作为自屏蔽，可以将所有外部和内部背景水平降低或排除到对于每个后续质量水平每年<1次事件的水平。随着质量尺度的增加，该系统对每年的信号调制变得越来越敏感，氘和氩的结果一致证实了信号的银河起源。暗物质的自旋依赖性和非弹性相互作用的敏感性也包括在内，我们的结论与讨论可能的进一步收益从使用氘/Ar混合物。
2012-04-15 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Instrumentation, acquisition and analysis of the Phase II SIMPLE dark matter search signals
我描述了新的仪器的简单暗物质搜索实验，并在第二阶段的项目测量的第一阶段，它的使用在识别，验证和拒绝非WIMP背景。除了固有的声学背景的歧视，通过分析信号参数的α和中子引起的事件之间的歧视提供了证据。第二阶段测量的第一阶段结果的分析产生14个事件与周围的中子场，符合MCNP模拟，其中包括所有材料的放射性分析和全面的测量屏蔽。
2011-01-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Accretions of Various Types of Dark Energies onto Morris-Thorne Wormhole
本文研究了暗能量在Morris-Thorne虫洞中的吸积。对于像暗能量这样的精华，虫洞的质量减少，而像暗能量这样的幻影，虫洞的质量增加。我们假设了两种类型的暗能量，如可变的修正的Chaubergin气体（VMCG）和广义宇宙Chaubergin气体（GCCG）。我们发现在这两种情况下的虫洞质量的表达。我们已经发现了虫洞在宇宙晚期的质量，这是有限的。对于我们选择的参数和函数$B(a)$，这些模型只产生精华暗能量（而不是幻影），因此虫洞质量在宇宙演化过程中减少。接下来，我们假设了5种已知的暗能量模型的参数化。这些模型产生了典型和虚幻的情景。因此，如果这些暗能量吸积到虫洞上，那么在宇宙的整个演化过程中，对于精粹阶段，虫洞质量减小到一定值（有限值），然后再次增加到无穷大。我们还用图表显示了这些结果。
2013-12-28 astro-ph.CO gr-qc
How to embed any likelihood into SBI: Application to Planck + Stage IV galaxy surveys and Dynamical Dark Energy
GRAPPA Institute, Institute for Theoretical Physics Amsterdam, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）
针对部分显式似然难以整合到SBI框架的问题，提出利用收敛MCMC样本构建有效模拟器的方法，结合Planck CMB似然与第四阶段巡天模拟器，提升动态暗能量检测精度且无需玻尔兹曼求解器。
2025-11-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Black hole remnants are not too fast to be dark matter
我们评论最近声称，在霍金蒸发的最后阶段的反冲给黑洞残余物大的速度，使他们作为一个暗物质候选人不可能。我们指出，由于宇宙膨胀，这样大的速度在蒸发的最后阶段是不紧张的冷暗物质的范例，只要他们在足够早的时间达到。特别是，预测的反冲速度是鲁棒性与观测兼容，如果残留物形成之前的时代大爆炸核合成，这是一个要求，这是已经施加的物理核合成本身。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of Supercooling on Direct Searches for Dark Matter and Gravitational Wave Backgrounds
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Universität Zürich（苏黎世大学）；SISSA International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；Università degli Studi di Roma la Sapienza（罗马第一大学）
本文研究了超冷却对暗物质直接探测和引力波背景的影响，发现暗物质生产阶段的超冷却效应可改变WIMP类候选者的参数空间，并促进冻结入候选者接近实验范围。
2025-12-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dynamics of a scalar field, with a double exponential potential, interacting with dark matter
我们研究了暗物质与暗能量之间的相互作用，暗能量由具有双指数有效势的标量场描述。我们发现的条件下，这种标量场驱动的解决方案是一个晚时间吸引子。我们观察到一个现实的宇宙演化，其中包括辐射，物质和暗能量，分别占主导地位的顺序阶段。
2015-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Complete Cosmic History with a dynamical Lambda(H) term
在当前的主流宇宙学中，物质和时空从奇点出现，并经历了四个不同的时期：早期暴胀、辐射、暗物质和晚期暴胀（由暗能量驱动）。在辐射和暗物质占主导地位的阶段，宇宙正在减速，而早期和晚期的暴胀则处于加速阶段。加速阶段之间可能的联系仍然未知，更有趣的是，为目前加速阶段（λ真空）提供动力的最佳暗能量候选者受到宇宙学常数和巧合之谜的困扰。在这里，我们提出了一个替代的解决方案，这样的问题的基础上，一大类的时间依赖的真空能量密度模型的形式的幂级数的哈勃率，λ = λ（H）。提出的一类λ（H）衰变真空模型提供了：（i）一种新的暴胀机制（不同于通常的暴胀子模型）;（ii）一种优雅退出的自然机制，这对整个模型类都是普适的;（iii）当前宇宙的加速膨胀;（iv）当前温和的动力学暗能量;（v）最后的de Sitter阶段。值得注意的是，我们这类模型的晚期宇宙膨胀历史非常接近和谐的LambdaCDM模型，但最重要的是，它通过辐射和物质主导的时代，在初始和最终的de Sitter阶段之间建立了必要的平滑联系。
2013-09-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified holographic Ricci dark energy coupled to interacting relativistic and non-relativistic dark matter in the nonflat universe
在非平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙中考虑了与相互作用的相对论和非相对论暗物质耦合的修正的全息Ricci暗能量.通过对减速参数的考察，可以发现在相互作用全息Ricci暗能量模型中宇宙从减速到加速的过渡时间与$Λ$冷暗物质模型中宇宙从减速到加速的过渡时间接近。修正的全息Ricci暗能量态参数的演化以及暗物质和暗能量密度的演化表明，从最近到未来，暗能量都占据主导地位。通过研究状态发现者诊断和总压的演化，可以发现该模型可以解释宇宙从辐射阶段到加速膨胀阶段的过渡。根据$Om$诊断，很容易发现，当相互作用较弱，相对论性暗物质在总暗物质中的比例较小时，该模型是类幻影的。通过我们的研究，我们发现相互作用和相对论性暗物质的比例对宇宙的演化都有很大的影响。
2014-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
DESI-Like Hubble Expansion From Staged Symmetry Breaking: Constraints on Renormalizable Models
Vanderbilt University（范德堡大学）；Fisk University（菲斯克大学）；Space Research Organisation Netherlands (SRON)（荷兰空间研究所）
本文提出了一种基于分阶段对称破缺的暗物质模型，通过时间依赖的状态方程和规范不变性，产生自相互作用的暗物质候选者，以解释ΛCDM与小尺度结构观测之间的矛盾。
2026-09-28 astro-ph.CO hep-th
Quantum Yang-Mills Condensate Dark Energy Models
本文综述了量子Yang-Mills凝聚（YMC）暗能量模型。由于有效杨米尔斯拉格朗日量完全由量子场论确定，因此模型中除了能量尺度之外没有可调参数。在该模型中，YMC暗能量的状态方程（EOS）$w_y > -1$和$w_y < -1$都可以自然地实现。通过研究模型中各组分的演化，我们发现，在宇宙形成的早期，暗能量跟踪辐射的演化，即$w_y \to 1/3$。而在后期阶段，$w_y$与$w_y = -1$一起自然地运行到临界状态，宇宙从物质主导过渡到暗能量主导的阶段只是在最近的$z \sim 0.3$。这些性质与初始条件的选择无关，避免了宇宙符合问题。我们还发现，如果考虑YMC与尘埃物质之间可能的相互作用，可能存在晚期吸引子解。在这种情况下，YMC的EOS必须从$w_y>0$演化到$w_y < -1$，这是由观察略有建议。同时，吸引子解中的总状态方程为$w_{tot} = -1$，宇宙是后期的德西特膨胀，自然避免了宇宙大撕裂。这些特征都独立于相互作用的形式。
2009-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fast likelihood-free inference in the LSS Stage IV era
针对LSS第四阶段巡天数据传统MCMC分析面临的挑战，首次将MNRE应用于其测光探针，通过数据预压缩等策略实现宇宙学参数后验恢复，速度提升10-60倍，且在非高斯场景下性能不受影响，为约束宇宙学模型提供强大框架。
2024-11-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Effective phantom dark energy in scalar-tensor gravity
我们重新讨论标量张量引力中有效暗能量的幻影行为问题。主要关注的是定义模型的函数的属性。我们发现，目前的幻影行为的模型可以与所有的约束一致，但这些功能之一必须有相当人为的形状，和初始数据必须强烈微调。此外，体模阶段必须是最近在$z\lesssim 1$开始的。所有这些都不利于标量张量引力中的有效幻影行为。
2012-04-02 astro-ph.CO gr-qc
Precision Calculation of Dark Radiation from Spinning Primordial Black Holes and Early Matter Dominated Eras
我们提出了精确的计算暗辐射的形式引力子来自霍金蒸发的旋转原始黑洞（PBH）在早期宇宙。我们的计算采用了一个仔细的治疗扩展自旋分布的人口的PBH，PBH再加热温度，和相对论自由度的数量。我们将我们的精度结果与文献中现有的结果进行比较，并显示了BBN和CMB暗辐射的当前界限对PBH的限制，以及CMB第4阶段实验的预计灵敏度。作为一个应用程序，我们认为PBH的情况下形成的早期物质主导时代（EMDE）。我们计算引力子生产从各种PBH自旋分布相关的EMDE，并发现PBH在整个质量范围内的$10^9\,$ g将受到约束的测量从CMB阶段4的实验，假设PBH来支配宇宙之前霍金蒸发。我们还发现，对于PBH与单色自旋$a^*>0.81$，所有PBH质量范围内的$10^{-1}\,{\rm g} < M_{\rm BH} <10^9\,$ g将探测CMB阶段4实验。
2021-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
New Cosmic Accelerating Scenario without Dark Energy
我们提出了一个替代的，非奇异的，基于引力诱导粒子产生的宇宙场景。该模型试图回避标准模型（$Λ$ CDM）的符合和宇宙学常数问题，并将宇宙的早期和晚期时间加速阶段联系起来。我们的时空从一个纯粹的初始德西特阶段出现，从而为视界问题提供了一个自然的解决方案。随后，由于无质量粒子的产生引起的不稳定性，宇宙平稳地演化到标准辐射主导的时代，从而结束了共形不变性所要求的辐射的产生。接下来，随着宇宙进入冷暗物质主导的时代，辐射变得次主导。最后，与冷暗物质（CCDM模型）粒子的产生相关的负压加速了膨胀，并将宇宙推向最后的德西特阶段。CCDM模型的晚期宇宙膨胀历史与标准的$Λ$ CDM模型完全相同，但是没有暗能量。这个完整的场景完全由两个极端的能量密度决定，或者等价地，由$ρ_I/ρ_f=(H_I/H_f)^{2} \sim 10^{122}$连接的相关的德西特哈勃尺度，一个与宇宙学常数问题无关的结果。我们还研究了在最后加速阶段物质扰动的线性增长。发现CCDM生长指数可以写成$Λ$生长指数$γ_Λ \simeq 6/11$的函数。在这个框架中，我们还比较了观察到的集群的增长率与当前CCDM模型预测的增长率。执行一个$χ^{2}$统计检验，我们表明，CCDM模型提供的增长率，以及与所观察到的增长率的结构相匹配。
2012-11-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Extended Metastable Dark Energy
假设当前的假真空能量密度是原始暴胀阶段的残余，重新审视了亚稳态暗能量的情况。零温度标量场势在这里描述了一个偶数幂级数高达六阶，这取决于3个自由参数：标量场的质量（$m$），无量纲（$λ$）指定的标准自相互作用项，和一个自由截止质量尺度（$M$）量化所有可能的偏差从退化的假真空状态。当前的$Λ$ CDM模型是假真空的非常长的衰变时间的结果，虽然有限，但远远大于宇宙的当前年龄。这个结果仍然有效的任意组合的$m/M$比，可以分析确定的薄壁近似和数值计算超出此限制。与文献中的许多说法不同，真空优势可能是暂时的。衰变时间的有限性表明，在这种情况下，观测到的宇宙的最终阶段将不会由德西特类型的宇宙学驱动。
2020-08-29 astro-ph.CO gr-qc
Accretion of Dark Energy onto Higher Dimensional Charged BTZ Black Hole
本文研究了$(n+2)$维荷电BTZ黑洞（BH）的吸积.得到了临界点和平方声速。计算了BTZ BH的质量，并观察到BTZ BH的质量与加速FRW宇宙中吸积到BH上的暗能量的能量密度的平方根有关。我们假设修正的查伯金气体（MCG）作为暗能量的候选者，并将其吸积到BH上，得到了BTZ BH质量的表达式。由于在我们的MCG解中，这个模型只产生了精华暗能量（而不是幻影），因此BTZ BH的质量在整个加速宇宙的演化过程中不断增加。接下来，我们假设了5种已知的暗能量模型的参数化。这些模型生成精华和幻影场景，即，幻影穿越模型因此，如果这些暗能量吸积到BTZ BH上，那么在整个宇宙演化过程中，BH质量在精华阶段增加到一定值（有限值），然后在幻影阶段减少到一定的有限值。我们已经用图表显示了这些结果。
2014-09-15 astro-ph.CO gr-qc physics.gen-ph
Testing Primordial Black Holes as Dark Matter in Supergravity from Gravitational Waves
我们探讨了一类简单的超引力模型的引力波（GW）现象学，它可以解释和统一膨胀和原始黑洞（PBH）作为暗物质（DM）。我们的（修改后的）超引力模型自然会导致一个两个领域的吸引子型双通货膨胀，其第一阶段是由Starobinsky标量和第二阶段是由另一个标量属于超引力多重驱动。在我们的超重力模型中PBH的形成是有效的，与所有的观测约束兼容，并预测一个随机的GW背景。我们计算了PBH引起的GW功率谱，并表明GW信号可以在未来的天基GW干涉仪（如LISA，DECIGO，TAIJI和TianQin项目）的灵敏度曲线内检测到，从而显示了超重力在GW物理学中的预测能力及其兼容性。
2021-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark-to-black super-accretion as a spin-imprinting mechanism for supermassive Kerr black holes
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本研究提出暗物质到黑洞的超吸积机制，可先抹去克尔黑洞初始自旋，再将其重置为仅由玻色子质量和最终黑洞质量决定的特征值，解决高红移超大质量黑洞的自旋演化难题。
2026-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dark energy, Dirac's scalar field and the cosmological constant problem
给出了在Weyl-Cartan时空中Dirac标量场作用下的共形引力理论的场方程在极早期宇宙中的解。在这个理论中，暗能量（用一个有效的宇宙学常数来描述）是狄拉克标量场$β$的函数。这些解描述了在膨胀的第一指数阶段$β$的指数下降。这些解决方案之一有一个限制，在大的时间，可以提供一种方法来解决基本的宇宙学常数问题的结果，在早期宇宙的领域动态的暗能量的恒定值。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation and Early Dark Energy with a Stage II Hydrogen Intensity Mapping Experiment
本白皮书设想了一个革命性的后DESI，后LSST暗能量计划的基础上的强度映射的红移21厘米发射线从中性氢在射频。强度测绘计划具有独特的能力，可以将光学计划测量的宇宙体积扩大四倍，为$z \sim 6$提供膨胀历史的测量，打开一个窗口，探索超越协调$Λ$ CDM模型的物理，并显着提高标准宇宙学参数的精度。此外，通过与光学巡天和宇宙微波背景测量的相互关联，将有力地增强对暗能量和新物理学的表征。拟议的强度测绘仪器获得的丰富的数据集将同时在探索快速无线电瞬变的时域物理和射电暴，可能在现场“多信使”与其他天文台的巧合是有用的。这一方案促成的核心暗能量/暴胀科学进展如下：（一）用单一仪器测量宇宙在$z=0.3-6$上的膨胀历史，将测量范围深入到加速前时代，为新物理学提供了一个未经探索的窗口;（二）测量宇宙在同一红移范围内的结构增长率;（iii）观察或限制原初功率谱中暴胀遗迹的存在，将现有的限制提高一个数量级;（iv）以前所未有的精度观察或限制原初非高斯性，将对几个关键数字的限制提高一个数量级。因此，对巨大的、大部分尚未探索的宇宙空间的详细测绘，将为真空能量和早期宇宙物理学的基本问题提供前所未有的信息。
2019-07-31 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Final Analysis and Results of the Phase II SIMPLE Dark Matter Search
我们报告的第二阶段SIMPLE测量的最终结果，包括两个运行阶段的15个过热液滴探测器，第二阶段包括改进的中子屏蔽。分析包括一个完善的信号分析，和修订的成核效率的基础上重新分析以前报道的单色中子辐照。在35 GeV/c^2的WIMP-质子相互作用的自旋相关部分，综合结果得到的等值线最小值为σ_{p} = 4.2 x 10^-3 pb，这是迄今为止从直接搜索实验中得到的最严格的结果，也是第一次与以前仅间接获得的结果重叠。在与自旋无关的扇区，在35 GeV/c^2处达到了最小值3.6 x 10^-6 pb，排除轮廓挑战了目前感兴趣的最近CoGeNT区域。
2012-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Mirror magnetic field and its impact on dark matter distribution in galaxies
得到了宇宙演化不同阶段的镜像磁场值。我们考虑辐射主导时代和后复合时代的磁场产生。我们还估计了它在发电机放大过程中的银河低标度值。本文讨论了镜像磁场对星系中镜像物质分布的可能影响。该模型可以通过假设普通粒子和镜像粒子之间存在动力学混合来推广。
2019-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Reconciling Hubble Constant Discrepancy from Holographic Dark Energy
全息暗能量（HDE）描述了宇宙红外区的真空能量，其总能量达到避免坍缩成黑洞的极限。HDE预测，暗能量状态方程从大于$-1$状态过渡到小于$-1$状态，加速宇宙的速度在早期较慢，在晚期较快。我们提出HDE作为一种新的{ \it物理}分辨率的哈勃常数之间的差异宇宙微波背景（CMB）和本地测量。利用Planck CMB和星系重子声振荡（BAO）数据，我们拟合了哈勃常数的HDE预测值为$H_0^{}\!=\, 71.54\pm1.78\,\mathrm{km\,s^{-1} Mpc^{-1}}$，与LMC造父变星标准（R19）在$1.4σ$水平上的局域$H_0^{}$测量值一致.结合Planck+BAO+R19，我们找到了HDE参数$c=0.51\pm0.02$和$H_0^{}\! = 73.12\pm 1.14\,\mathrm{km \,s^{-1} Mpc^{-1}}$，它们在所有红移下都能拟合宇宙学数据。未来的CMB和大规模结构调查将进一步测试全息场景。
2020-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Warm dark energy
受最近一些沼泽地事件的启发，我们研究了Anber和Sorbo在原初暴胀背景下提出的一种机制在宇宙晚期加速中的实现，在这种机制中，由于轴子场与U（1）规范场的耦合提供了额外的摩擦，轴子场可以在陡峭的势能中缓慢滚动。我们首先研究了这一机制在N = 2的超引力模型中的实现，这些模型是由Calabi-Yau流形上的弦紧化产生的。然后，我们研究了物质支配和轴子支配之间的过渡，并表明，确实产生的规范场的反作用可以充分减缓轴子的运动，从而产生目前的加速时代。最后，我们研究了从暴胀前的物质或辐射支配到原始暴胀的过渡。在我们可以用数值方法探索的范围内，演化的特征是，在较慢的滚动阶段中，会出现较快的轴子滚动阶段（以及随之而来的规范场放大的爆发），其模式是围绕稳态Anber和Sorbo解“振荡”，但似乎并没有放松。
2019-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Energy-Momentum portal to dark matter and emergent gravity
我们提出了一个新的方案，其中暗物质属于一个隐蔽的部门耦合到标准模型通过能量-动量张量。我们的模型是由重力{ \it出现}从一个隐藏的部门，引力子被确定的领域在隐蔽的部门的动力学项的建设的动机。假设隐蔽部分的较轻粒子是宇宙的暗成分，我们表明，尽管理论的耦合被抑制，但由于宇宙早期热浴的温度很高，我们可以产生足够大的量。
2021-01-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Magnetized LambdaCDM inhomogeneities and the cosmic dark ages
在磁化LambdaCDM方案的扰动方程的精确解。它们适用于黑暗时代，更具体地说，在重子从光子的拖曳中释放出来之后。磁化增长率的物质扰动的增长指数得到的一致性范式和假设下，暗能量不集群的红移窗口范围从时代的再电离阶段的暗能量占主导地位。从这个分析中得出的约束是定性互补和定量竞争的边界所产生的扭曲图案的分析磁化绝热模式的温度和偏振各向异性的宇宙微波背景。
2011-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Halo formation and evolution in scalar field dark matter and cold dark matter: New insights from the fluid approach
本文通过三维宇宙学流体模拟比较SFDM-TF与CDM晕的形成演化，阐明二者两阶段过程及压力机制，并解释既往差异。
2023-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
