Abundance of cosmic voids in EFT of dark energy
Rikkyo University（立教大学）；Hyogo University of Teacher Education（兵库教育大学）
本文研究了暗能量有效场论中空洞的演化，探讨了引力修改如何影响空洞形成的标准密度对比，并展示了空洞丰度的尺度依赖性修改。
2026-03-24 astro-ph.CO gr-qc
"Dark energy" in the Local Void
1998年宇宙加速膨胀的意外发现使宇宙充满了一种令人尴尬的身份不明的“暗能量“，或宇宙学常数，没有任何物理意义。虽然这种标准宇宙学似乎在全球范围内运作良好，但对我们银河系外邻居的运动学和其他性质的改进知识表明需要更好的理论。我们调查是否最近建议的排斥引力的情况下，可以解释的一些功能是无法解释的标准模型。通过简单的动力学考虑，我们发现局域空洞可以容纳大约相当于一个典型超星系团质量的反物质（$\sim5\times10^{15}\,M_\odot$），从而恢复了物质-反物质对称性。这个“暗斥力”产生的反重力场可以解释局部片远离局部空洞的异常运动，以及附近星系的其他几个性质，这些性质似乎需要比标准模型预期的更快的空洞疏散和结构形成。在全球宇宙学水平上，隐藏在空隙中的反物质的引力排斥可以提供足够的势能来驱动宇宙膨胀及其加速，而不需要初始的“爆炸”和暗能量。此外，与均匀渗透的暗能量相比，这些暗排斥子的离散分布也可以解释暗流和其他最近观察到的宇宙过度不均匀性和各向异性。
2012-01-18 astro-ph.CO gr-qc
Two-point correlation function of density perturbations in a large void universe
本文研究了不采用哥白尼原理的球对称空宇宙模型中密度扰动的两点关联函数。首先，我们用非线性微扰理论的方法求解了非均匀宇宙模型中的微扰方程，得到了密度涨落。从所得到的解决方案，我们计算的两点关联函数，并表明它有一个局部各向异性在偏离中心的位置不同于均匀和各向同性的宇宙。这种各向异性是由球形空洞偏心区域的潮汐力引起的。由于均匀宇宙和各向同性宇宙中不存在潮汐力，我们可以通过观察两点星系关联函数的统计畸变来检验非均匀宇宙。
2013-06-21 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Dark Energy Properties Hidden in the Dark Matter Halos and Voids
在本文中，我们分析了基于GR的N体模拟的晕和空洞的性质进行了红移z= 0.0和z= 0.8之间的差异动力学暗能量模型（即PL和CPL）相对于LCDM。分析晕表明，PL和CPL这两个模型的行为都类似于LCDM，尽管晕的速度色散对动力学暗能量模型更敏感。此外，开发了一个空洞探测器，从模拟数据中提取空洞的属性。空隙的进一步统计模型证实，PL模型产生更大的空隙。总之，我们的新模拟表明，在区分暗能量模型方面，空洞属性优于晕属性。因此，研究结果表明，在未来的研究中，更多地利用空洞的性质来区分动力学暗能量模型。
2020-11-08 astro-ph.CO
Effects of dark matter pressure on the ellipticity of cosmic voids
Shiraz University（设拉子大学）
本研究利用伪等温密度轮廓的暗物质状态方程，计算了暗物质压力下的密度扰动增长、传递函数和功率谱，发现暗物质压力使宇宙空洞更接近球形。
2019-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The effect of dark energy on the void-halo perpendicular alignments
Seoul National University（首尔大学）
通过模拟不同暗能量状态方程下的宇宙学，发现暗能量加速膨胀越强，空洞表面星系晕的垂直排列越显著，并建立双线性模型描述该效应，提出其可作为暗能量动力学性质的独立探针。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc
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
The dark matter of galaxy voids
观察到的空洞与底层的暗物质分布有什么关系？为了研究星系调查中确定的空隙内所含的暗物质的空间分布，我们应用Halo职业分布模型，代表稀疏和密集采样的星系调查的高分辨率N体模拟。我们将这些星系空洞与在晕分布、低分辨率暗物质和高分辨率暗物质中发现的空洞进行比较。我们发现，在密集采样调查中的所有尺度的空洞-以及稀疏调查中的中到大尺度空洞-都与暗物质具有相同的欠密度，但它们的半径要大20%左右，密度剖面略浅，中心偏移约0.4 Rv rms。然而，在空洞到空洞的比较，我们发现，形状估计是不太稳健的抽样，最大的空洞在稀疏抽样调查遭受破碎在其边缘。我们发现星系巡天中的空洞总是对应于暗物质的低密度，尽管中心可能会偏移。当考虑到这种偏移，我们恢复星系和暗物质之间几乎相同的径向密度分布。在这项工作中使用的所有模拟目录都可以在http://www.cosmicvoids.net上找到。
2014-01-03 astro-ph.CO
Void or Dark Energy?
对于Ia超新星的观测结果，有两种可能的解释：一种是嵌入在物质主导的爱因斯坦-德西特时空中的非线性低密度空洞，另一种是$Λ$ CDM模型中的暗能量。这两种选择都面临着哥白尼式的微调问题。一个情况下，避免引入未检测到的暗能量的空的情况。
2009-11-24 astro-ph.CO
Dark Matter-Dark Energy Interaction and the Shape of Cosmic Voids
Shiraz University（设拉子大学）；Biruni Observatory, School of Science, Shiraz University（设拉子大学理学院比鲁尼天文台）
本研究利用观测数据约束的动力学暗能量模型，结合线性密度扰动理论，发现暗物质与暗能量相互作用会增大宇宙空洞的椭圆率。
2020-10-21 astro-ph.CO
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
Voids and overdensities of coupled Dark Energy
我们研究了动态暗能量的成团特性，即使在暗能量和暗物质之间可能存在耦合的情况下。我们发现，在物质的不均匀性，暗能量migth形式的空洞，以及过密度取决于它的背景能量密度的演变。因此，与预期相反，如果允许与暗物质耦合，则发现暗能量波动会受到轻微抑制。当考虑密度对比和尺度典型的超星系团，空洞和超空洞，扰动幅度范围从$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-6})$到$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-4})$表明一个几乎均匀的暗能量组件。
2009-03-03 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
Non-comoving baryons and cold dark matter in cosmic voids
我们研究了由重子和冷暗物质（CDM）组成的宇宙空洞的完全相对论演化，由$Λ$ CDM背景中的两个非共动尘埃源表示。为了这个目的，我们考虑爱因斯坦场方程的数值解的流体流表示适应球对称和多个组件。我们提出了一个简单的例子，探讨了这种混合物的两个尘埃的局部膨胀和哈勃流的帧依赖性，揭示了源之间的相对速度产生一个显着不同的演变相比，两个源在一个共同的4-速度（这减少到Lemaitre-Tolman-Bondi模型）。特别是，显着的修改出现的密度对比深度和空隙大小，以及在周围的过密度的幅度。我们表明，一个适当的框架依赖的演化模型，包括初始条件从奇特的速度和大规模的密度对比观测可能有助于理解本地值之间的差异$H_0$和推断的CMB。
2019-01-30 astro-ph.CO gr-qc
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
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
Topology and Dark Energy: Testing Gravity in Voids
修正引力作为对抗暗物质和暗能量（DE）的后盾已经引起了人们的兴趣。作为一种可能的修改，引力子可以变得有质量，这引入了一个新的标量场-这里具有伽利略型对称性。该领域可以导致一个非平凡的状态方程（EOS）的DE这是密度和规模依赖。Ia型超新星和普朗克之间的紧张关系可以减少。在空洞中的标量场显着改变的状态方程的DE，诱导一个很快可观察到的引力滑移之间的两个度量的潜力，并开发一个拓扑缺陷（域壁）由于一个非平凡的真空结构的字段。
2013-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
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
Can decaying modes save void models for acceleration?
Ia型超新星（SNe）出人意料的暗淡，显然是由于某种形式的暗能量或修正的引力驱动的加速膨胀，导致人们试图仅使用重子和冷暗物质的广义相对论来解释观测结果，但放弃了哈勃尺度上均匀性的标准假设。特别是，如果我们生活在哈勃尺度空洞的中心附近，SN数据就可以得到解释。然而，这种空洞模型已被证明是不一致的各种观察，假设空洞由一个纯粹的增长模式。在这里，它表明，今天的模型具有显着的衰减模式的贡献，可以排除预期的宇宙微波背景光谱失真的基础上。这基本上填补了试图排除空洞模型的为数不多的漏洞之一，并加强了哈勃尺度均匀性的证据。
2011-12-01 astro-ph.CO gr-qc
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
Analytic formulae for the off-center CMB anisotropy in a general spherically symmetric universe
局域空洞模型最近引起了相当大的关注，因为它可以解释目前宇宙的明显加速膨胀，而不会引入暗能量。然而，为了证明这个模型作为标准$Λ$ CDM宇宙学的替代方案，除了SNIa的距离-红移关系外，还应该用各种观测来检验这个模型，例如CMB温度各向异性。为此，我们推导出适用于任何球对称宇宙模型的CMB温度各向异性的偶极矩和四极矩的解析公式，并可用于严格比较这种模型与CMB温度各向异性观测结果的后果。我们检查，我们的公式是一致的数值研究先前所取得的CMB温度各向异性的空隙模型。我们还更新了约束条件的位置的观察员在空洞模型中应用我们的解析偶极子公式与最新的WMAP数据。
2010-07-09 astro-ph.CO
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web And Dark Energy
本研究利用宇宙网中空洞与密度墙的差异膨胀产生的反作用效应，在不修改基础物理的前提下解释暗能量演化，并调和局部与CMB观测的哈勃常数差异。
2025-03-26 astro-ph.CO gr-qc
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
Constraining decaying dark matter models with gravitational lensing and cosmic voids
本研究针对暗物质衰变参数空间缺乏约束的问题，改进了暗物质衰变模拟方法，结合宇宙空洞演化与弱引力透镜信号分析，指出未来弱引力透镜巡天可成为探测暗物质唯象参数的新手段。
2025-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing the spherical evolution of cosmic voids
我们研究了$Λ$ CDM中空洞的球形演化模型，其中空洞的演化受暗能量的支配，其时间早于整个宇宙或超密度.我们发现，暗能量的存在抑制了特有的速度的增长，导致空壳交叉发生在逐渐晚的时代作为$Ω_Λ$增加。我们应用球形模型来演化N体模拟空隙的初始条件，并比较所得的最终空隙轮廓。我们发现，该模型是成功的跟踪半径大于$30 h^{-1} \rm Mpc$的空洞的演变，这意味着空洞的配置文件可以用来约束暗能量。我们发现，初始的特殊速度的空洞发挥了重要作用，在塑造他们的演变。在演化模型中排除了奇异速度，推迟了壳层穿越的时间。
2016-08-11 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
The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
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
Voids as Alternatives to Dark Energy and the Propagation of Gamma Rays through the Universe
我们测试了一个空洞的宇宙TeV能量的伽马射线的不透明度已经获得了银河系外的背景光在宇宙中使用一个简单的模型和观察到的恒星形成率的历史约束。我们发现虚空宇宙比Lambda-CDM宇宙具有更大的不透明度，这与BL-Lac天体的观测结果不一致。我们认为，虽然这种区分两种宇宙学的方法包含不确定性，但它避免了任何关于微调的争论。
2011-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Analytic formulae for CMB anisotropy in LTB cosmology
局域空洞模型最近引起了相当大的关注，因为它可以解释目前宇宙的明显加速膨胀，而不引入暗能量。然而，为了证明这个模型是标准$Λ$ CDM模型（FLRW宇宙加上暗能量）的替代宇宙学模型，人们必须通过各种观测来测试这个模型，比如CMB温度各向异性，而不是SNIa的距离-红移关系。为了这个目的，我们推导出一些解析公式，可以用来严格比较这个模型的结果与CMB各向异性的观测，并放置在空洞模型中的观察员的位置上的限制。
2010-04-09 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
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
D-Foam Phenomenology: Dark Energy, the Velocity of Light and a Possible D-Void
在时空泡沫的D膜模型中，存在对暗能量的贡献，其依赖于D膜速度和D粒子缺陷的密度。后者也可能使光子的速度与其能量呈线性关系，从而与天体物理学探测光速的普遍性建立了现象学联系。具体来说，宇宙学的暗能量密度测量在目前的时代可能与从附近活动星系核传播的高能光子的明显延迟。然而，“D-泡沫现象学”这个新兴领域可能会因D-粒子密度对宇宙学时代的依赖而变得复杂。红移z ~ 1处D粒子密度的降低--“D空隙”--将增加暗能量，同时抑制真空折射率，从而可能使活动星系核的测量结果与费米卫星测量到的从GRB 090510传播的高能光子相对较小的延迟相一致。
2009-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
SNe observations in a meatball universe with a local void
我们研究宇宙不均匀性对观测结果解释的影响。我们建立了一个没有暗能量的非均匀宇宙模型，它可以面对超新星数据，但与哥白尼原理相当兼容。我们的模型结合了一个相对较小的局部空洞，在低红移时给出明显的加速度，而在高红移时给出相当大的透镜效应（变暗）的肉丸模型。这两个元素共同关注空隙对数据的不同影响，使模型能够模拟一致性模型。
2009-11-26 astro-ph.CO gr-qc
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
