Quintessential Cosmological Tensions
根据最近的数据，出现了几个宇宙学的紧张局势，最明显的是在参数$H_0$和$σ_8$的推论。我们探讨缓解这两个紧张局势的可能性{ \it同时}通过阿尔布雷希特Skordis的“精髓”的潜力。该场可以减小声音视界$r_s^*$的大小，同时在物质密度波动主导今天的能量密度预算之前抑制物质密度波动的功率。有趣的是，这组丰富的动力学完全由一个自由参数控制，这个自由参数是普朗克单位的$\mathcal{O}(10)$。我们发现，$H_0$的推断值可以增加，而$σ_8$的推断值可以减少，无论是由$\approx 1σ$相比，$Λ$ CDM的情况。然而，最终该模型是不利的普朗克和BAO数据单独相比，标准的$Λ$ CDM模型，一个$Δχ^2 \approx +6$。当包括大尺度结构和超新星数据时，$Δχ^2 \approx +1$。我们注意到，在历史上，很多注意力都集中在将三个角标度$θ_D$、$θ_{EQ}$和$θ_s^*$保持为其$Λ$ CDM值上。我们的工作提出了一个例子，虽然这样做确实保持了一个相对较好的适合CMB数据的数量增加的超相对论性的物种，它是先验不足以保持这样的适合在更一般的模型空间。
2022-07-21 astro-ph.CO hep-th
Unified early and late Universe cosmology through dissipative effects in steep quintessential inflation potential models
通过利用一类陡峭的指数型的潜力，这是最近被用来描述典型的通货膨胀，我们展示了如何一个统一的图片为通货膨胀，暗能量和暗物质可以出现完全通过耗散效应。耗散提供了一种方法来扩展这些势的更大类的适用性，在这个意义上，导致一致的早期宇宙暴胀图片和生产与普朗克遗留数据一致的观测值。同样，耗散效应导致暗物质的产生具有一致的丰度，并且在宇宙的最近时间，驱动标量经典场的势能再次占主导地位，基本上模仿了今天的宇宙学常数，所有宇宙学参数与观测结果一致。早期和晚期的宇宙都是相互联系的，并且在这两者之间没有kination时期。
2019-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential $α$-attractor inflation: forecasts for Stage IV galaxy surveys
$α$ -吸引子经典暴胀的单场模型提供了宇宙加速早期和晚期两个时期的统一图景，暴胀和暗能量都由一个单一的标量自由度描述，该自由度滚下一个失控的势。这些理论上动机良好的模型具有与现有宇宙学数据一致的独特观测预测。我们表明，下一代的大尺度结构调查，即使没有其他宇宙学数据集被认为是，将强烈约束这些模型的参数空间，并测试他们对标准的宇宙学模型和更传统的非典型的通货膨胀。特别是，我们期望$\mathcal{O}(10^{-5}\mathrm{-}10^{-4})$约束的暗能量状态方程及其时间导数，$w_0$和$w_a$的现值。我们还预测了一个以上的数量级更严格的约束的光谱指数的原始曲率扰动$n_s$相比，标准模型的期望。这表明了即将到来的大尺度结构的通货膨胀和那些旨在测量张量标量比$r$通过观测$B$模式极化的宇宙微波背景的探测器之间的强大的协同作用。
2021-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential α-attractors, updated
Leinweber Institute for Theoretical Physics at Stanford（斯坦福莱因韦伯理论物理研究所）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）
本文更新经典α吸引子模型，使其单一场可描述暴胀与演化暗能量，适配暗辐射约束与ACT偏好的高ns值，还研究了适配DESI DR2的幻影假象型模型。
2026-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential Implications of the presence of AdS in the Dark Energy sector
Centre for Theoretical Physics, Jamia Millia Islamia（贾米亚米利亚伊斯兰大学理论物理中心）；Malaviya National Institute Of Technology Jaipur（马拉维耶国家技术学院斋浦尔分校）
研究通过引入反德西特空间概念，探讨暗能量领域中负宇宙学常数对CPL参数空间的影响，并关联宇宙寿命与量子引力问题。
2026-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Palatini $R^2$ Quintessential Inflation
我们在Palatini $R^2$引力中构造了一个典型的暴胀模型，该模型采用一个具有简单指数势的标量场，并以非最小耦合耦合到引力。在早期，场充当暴胀子，而后来它成为当前的暗能量。结合标量扇区和理想流体，我们研究了模型从暴胀到暗能量占主导地位的宇宙学演化。我们在爱因斯坦框架中解释了结果，其中流体和场之间出现耦合，在物质主导的时代将能量从前者输送到后者。我们在参数空间上进行数值扫描，并找到与膨胀CMB数据和后期行为的观测一致的点。最终的暗能量密度来自于模型参数之间的相互作用，而不需要对$Λ$ CDM中的宇宙学常数进行极端的微调。
2022-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential power-law cosmology: dark energy equation of state
研究了标度因子为宇宙时间的幂次方的幂律宇宙学$a \propto t^{\a}$。我们回顾并讨论了从各种类型的观察中获得的$\a$的价值。从$z < 0.5$出发，考虑宇宙晚期暗能量占主导地位的时代，利用宇宙微波背景辐射（WMAP 7）、重子声振荡（BAO）和哈勃观测数据的观测推导结果，求出了幂指数$\a$等宇宙学变量。发现$\a$是$0.99 \pm 0.02$（WMAP 7 +BAO+ $H_0$）和$0.99 \pm 0.04$（WMAP 7）。这些值并不排除在1 $σ$加速的可能性，因此一般来说，幂律宇宙学是可行的。在考虑正则标量场暗能量与幂律宇宙学的情况下，我们导出了标量场势、标量场精确解和状态方程参数。我们发现，包含动力学正则标量场的幂律宇宙学方案预言了当前的状态方程参数$w_{ϕ, 0} = -0.449 \pm 0.030 $，而使用WMAP 7数据的$w$ CDM（模型无关，$w$常数）允许$w_{ϕ, 0}$的最大（+1 $σ$）值为-0.70，超出了预测范围。然而，在改变$w_ϕ$的情况下，从典型幂律宇宙学预测的$w_{ϕ, 0}$值允许在1 $σ$不确定度内。
2013-07-17 astro-ph.CO
Lorentzian Quintessential Inflation
从慢滚参数$ε$具有作为e折叠数$N$的函数的洛伦兹形式的假设出发，得到了一个成功的典型暴胀模型.这种形式对应于暴胀时期和暗能量时期的真空能量。该形式满足在暴胀时期结束时从$ε$的小值攀升到$1$的条件。在宇宙晚期，$ε$再次变小，这导致了暗能量时代。模型预测的观测值符合最新的普朗克数据：$r \sim 10^{-3}, n_s \approx 0.965$。自然地，一个大的无量纲因子出现了，它以指数方式放大暴胀尺度，以指数方式抑制暗能量尺度，产生了一种{ \it{cosmological see saw mechanism} }。我们发现相应的标量典型暴胀势有两个平坦的区域-一个暴胀和一个作为暗能量与慢滚行为。
2020-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessential interpretation of the evolving dark energy in light of DESI
本文用精质标量场解释DESI所支持的$w_0w_a$CDM演化暗能量信号，并探讨其对Swampland猜想、宇宙双折射和宇宙命运的意义。
2024-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining disformal couplings with Redshift Space Distortion
我们研究了一个标量场与暗物质非形式耦合的精粹模型。背景模拟了LCDM宇宙学演化，而精粹势没有指定。在大尺度上的宇宙学结构的增长率中可以看到由于典型质量而产生的非形式效应。非形式参数对总物质扰动的演化没有明显的影响。使用红移空间畸变数据研究共形参数和典型质量的分析，以找到可能解释众所周知的σ-8张力的最佳拟合值。
2023-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Cold Dark Matter in non-Standard Cosmologies, PAMELA, ATIC and Fermi LAT
我们考虑两个非标准的宇宙学模型，根据该模型，宇宙在标量场晚期衰变后被重新加热到一个较低的重新加热温度，或者在跟踪经典模型的背景下被经典场的动能所支配。在这两种情况下，我们计算的遗迹密度的\emph{Weakly Interacting Massive Particles}（WIMPs），并表明，它可以提高其在标准宇宙学的价值。通过调整低再加热或典型方案的参数，宇宙中冷的暗物质丰度可以与大的湮灭截面乘以WIMP速度的值相兼容。利用这些值，并假设WIMP主要湮灭为$e^+e^-$、$μ^+μ^-$或$τ^+τ^-$，我们计算了$e^\pm$宇宙线的感生通量，并拟合了PAMELA和ATIC或Fermi LAT的当前数据。我们实现了相当好的拟合，特别是PAMELA和费米-LAT数据结合的宇宙微波背景产生的限制，只要WIMP湮灭主要是$μ^+μ^-$的边缘履行。在这两种非标准温度下，到传统辐射主导时代所需的转变温度都低于约$0.7 \GeV$。在低再加热的情况下，一个可观的非热贡献的WIMP遗迹密度也是必要的。
2010-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the runaway dilaton and quintessential dark energy
暗能量是宇宙中最奇怪和最神秘的东西之一，它往往会增加宇宙的膨胀速度。暗能量的两种常见形式是宇宙学常数，均匀填充空间的恒定能量密度，以及标量场，如精粹或模量，其能量密度可以随时间变化。我们探讨一个特定的动态暗能量模型，由标量场驱动的精粹。我们提出了一个模型，$|ϕ(a)|/m_P \equiv α_1 \ln t+ α_2 t^n=α\ln a+ β\, a^{2ζ}$，其中$a$是标度因子和$α$和$ζ$的模型的参数的形式。这种对$ϕ$的唯象分析可以被许多有效弦理论和四维弦引力模型中标量介子场的一般解所激发。使用当前的数据，包括Ia型超新星的汇编，我们施加观测约束的斜率参数，如$α$和$ζ$，然后讨论我们的结果的关系，分析约束的各种宇宙学参数，包括暗能量状态方程。合理的约束施加在模型参数，如$α$和$ζ$以及暗能量/暗物质耦合使用结构形成的结果。这个模型的约束，包括宇宙学常数限制在$1σ$误差条。
2010-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modeling small dark energy scale with quintessential pseudoscalar boson
同类粒子间的民主性是研究超对称粒子和非超对称粒子的质量和相互作用的一个有用范式。这个简单的想法预言了无质量粒子的存在。我们试图利用这些无质量的赝标量粒子作为产生宇宙学暗能量（DE）的潜力。为了达到极浅的DE势，要求赝标玻色子不耦合到QCD反常。因此，我们考虑两个赝标量，一个耦合到QCD反常（即QCD轴子），另一个不耦合到QCD反常。为了得到这两个赝标量，我们引入了两个近似的整体U（1）对称性来实现它们作为自发破缺U（1）的赝Goldstone玻色子。这些全局对称性是由受引力支配的离散对称性决定的。具体地说，我们考虑一个S2（L）× S2（R）× Z（10 R）的例子，并试图根据两个观测到的基本质量标度，大统一标度M（G）和电弱标度v（ew）来获得DE标度。
2014-01-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological searches for a non-cold dark matter component
我们探讨了一个扩展的宇宙学的情况下，暗物质是一个混合物的冷和额外的非冷的物种。非冷暗物质粒子的质量和温度是从大量的宇宙学测量中提取出来的。其中，我们认为层析弱透镜数据和银河系矮卫星星系计数。我们还研究了这些情况下，在缓解现有的紧张局势之间的本地测量和宇宙微波背景（CMB）估计的$S_8$参数，与$S_8=σ_8\sqrt{Ω_m}$，和哈勃常数$H_0$。原则上，质量为$m_X\sim$ ~keV的次主导非冷暗物质粒子可以实现上述目标。然而，当从弱透镜观测和银河系矮卫星星系计数中提取时，其温度和质量的优选范围是不同的，因为这两种测量需要不同尺度的物质功率谱的支持。因此，同时解决CMB弱透镜张力和小尺度危机的标准冷暗物质图片通过只有一个非冷暗物质组件似乎是具有挑战性的。
2020-12-09 astro-ph.CO
Cosmological perturbations: non-cold relics without the Boltzmann hierarchy
我们提出了一个制定的宇宙学扰动理论的玻尔兹曼层次结构，演变的中微子相空间分布的积分，可以很容易地评估与快速傅立叶变换所取代。这些积分的同时评估相结合的系统的其余部分（暗物质，光子，重子）的微分方程，然后解决了一个迭代方案，收敛速度快。这个公式对于大质量中微子特别有效，因为大质量中微子的有效相空间是三维的而不是二维的，对于三种不同的中微子质量本征态更是如此。因此，它有可能大大加快宇宙微扰计算的计算时间。这种方法也适用于其他非冷碰撞遗迹的模型。
2022-01-26 astro-ph.CO
Quintessential early dark energy
提出由单一标量场及修正陡指数势统一早期与晚期暗能量的模型，并用多类宇宙学数据比较四种势，结果 H0 改善有限且数据总体更偏好 ΛCDM。
2025-05-05 astro-ph.CO gr-qc
Strong Gravitational Lensing by Sgr A* and M87* Black Holes embedded in Dark Matter Halo exhibiting string cloud and quintessential field
本文研究带暗物质晕黑洞的强引力透镜，数值比较普适旋转曲线与冷暗物质模型，并以 M87*、Sgr A* 说明其可与 Schwarzschild 黑洞定量区分。
2023-11-02 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Simulations of Multi-Component Cold Dark Matter
暗物质的性质是未知的。许多暗物质候选者都是量子混合粒子，但这种性质从未在宇宙学中得到解释。在这里，我们通过广泛的$N$ -体宇宙学模拟从第一性原理探索这种可能性，并证明了双组分暗物质模型与所有尺度的观测数据一致。在模拟中发现的暗物质晕中心的子结构的大量减少和密度分布的平坦化可以同时解决现代宇宙学的几个突出难题。该模型分享了“为什么是现在？“对所有自交互模型进行微调警告。对直接和间接探测暗物质的实验进行了预测。
2015-02-12 astro-ph.CO
Cosmological perturbations for two cold fluids in $Λ$CDM
我们宇宙的宇宙大尺度结构由重子和冷暗物质（CDM）组成。然而，人们习惯于把这两种成分看作压力为零的单一物质流体，这只有在足够大的尺度和足够晚的时代才是合理的。在这里，我们超越了单流体近似和发展的扰动理论的两个引力耦合流体，同时仍然假设消失的压力。我们主要研究$D$（或$D_+$）的幂微扰展开，即具有宇宙学常数$Λ$的$Λ$ CDM宇宙中物质的线性结构生长.我们特别导出（1）两种流体密度的显式递推关系，（2）拉格朗日坐标方法中的全阶互补结果，以及（3）宇宙大尺度结构半经典方法中的相关分量波函数。在我们的姊妹论文（Hahn et al. 2020）中，我们应用这些新的理论结果为宇宙学流体动力学模拟生成新的高阶初始条件。
2020-12-03 astro-ph.CO
Tracking Quintessence, WIMP Relic Density, PAMELA and Fermi LAT
研究了在经典跟踪模型中早期kination支配时代的产生，计算了弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的遗迹密度，并表明它可以相对于标准宇宙学中的值得到增强.通过调整典型场景的参数，宇宙中的冷暗物质丰度可以与大的湮灭截面乘以WIMP速度的值相兼容。使用这些值，并假设WIMP主要湮灭为$μ^+μ^-$，我们计算了$e^\pm$宇宙射线的感生通量，并拟合了目前的PAMELA和费米-LAT数据。我们获得了相当好的拟合，并在一定程度上满足了宇宙微波背景辐射的限制。
2010-01-17 astro-ph.CO hep-ph
Nonlinear velocity power spectrum: modeling the cosmological dependence on the Hubble constant and cold dark matter density
Université de Genève（日内瓦大学）；Universitat de Barcelona (ICCUB)（巴塞罗那大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文针对ΛCDM宇宙学k<1/Mpc的情况，提出速度功率谱的半解析模型，建模h和Ω_cdm的依赖关系，精度优于2.5%，发现非线性尺度上速度功率谱与Ω_cdm无关，模型的Python实现已公开。
2026-08-18 astro-ph.CO
Tracing the cosmological evolution of stars and cold gas with CMB spectral surveys
在LCDM宇宙学的背景下，对星系演化的完整描述需要测量整个宇宙时间内的平均恒星形成率（SFR）和冷气丰度。从CO阶梯的排放痕迹冷气体，和[CII]精细结构的排放在158微米的痕迹SFR。强度测绘是以红移为函数，而不是以单个星系为单位，来测量发射谱线的累积表面亮度。CMB光谱畸变仪器对CO和[CII]红移发射强度的平均值和各向异性都很敏感。大尺度各向异性与平均表面亮度和线亮度加权偏差的乘积成比例。这种偏差提供了星系演化与其宇宙学背景之间的联系，并且是强度映射的独特资产。交叉相关与星系红移调查允许明确的测量红移线的亮度，尽管残留的连续污染和闯入者。通过互相关测量谱线亮度也避免了宇宙方差，并提出了新的观测策略。银河系的前景发射比预期的信号大$\sim 10^3$倍，这对仪器的校准和稳定性提出了严格的要求。在一系列假设下，波段的线性组合足以清除连续谱污染，残差对仪器噪声产生适度的惩罚。对于PIXIE，$2 σ$对CO和[CII]发射的灵敏度从低红移的$\sim 5 \times 10^{-2}$ kJy/sr标度到通过再电离的~2 kJy/sr。
2017-03-22 astro-ph.CO
Crossing the phantom divide with a classical Dirac field
本文考虑一个具有宇宙学常数的空间平坦Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学模型，该模型包含一个刚性流体和一个经典Dirac场.所提出的宇宙学方案描述了有效的暗物质和暗能量成分的演化，在有效的多流体配置的帮助下，再现了典型的行为。我们找到了有效的暗能量分量穿过幻影鸿沟的比例因子的值。我们介绍的模型可以看作是一个修正的$Λ$ CDM模型，它的特征是一组参数，这些参数可能受到迄今为止可用的天体物理观测的约束。
2011-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Viscous Cold Dark Matter in agreement with observations
我们讨论了体粘滞宇宙模型。由于体粘滞压力是负的，原则上可以构建具有后期加速膨胀的可行粘性宇宙学场景。在讨论了一些基于体积粘性效应的替代模型后，我们将重点讨论与标准$Λ$ CDM非常相似的模型。我们认为，$Λ$ { \rm v}CDM模型，其中我们分配一个非常小的（虽然可察觉的）体积粘度的暗物质是在协议与现有的宇宙学观测。因此，我们的工作与粘性冷暗物质（{ \rm v}CDM）的概念。在扰动水平下，与标准CDM结构相比，{ \rm v}CDM结构的生长受到轻微抑制。考虑到$Λ$ CDM模型的小规模问题与过度聚集有关，我们的提议似乎指出了解决标准宇宙学模型中CDM范式严重缺陷的可能方向。
2013-06-21 astro-ph.CO
Update constraints on neutrino mass and mass hierarchy in light of dark energy models
结合来自普朗克卫星的宇宙微波背景辐射（CMB）数据、重子声学振荡（BAO）测量数据和Ia型超新星（SNe Ia）数据，我们得到了三种暗能量模型的总中微子质量$M_ν$与简并中微子质量近似的界限：宇宙学常数（$Λ$ CDM）模型、唯象涌现暗能量（PEDE）模型和模型独立的经典参数化（HBK）模型。中微子质量之和$M_ν$的界限依赖于暗能量（DE）模型。在HBK模型中，我们证实了以前的一些工作的结论，即暗能量的本质先验倾向于收紧对$M_ν$的宇宙学约束。另一方面，PEDE模型导致较大的$M_ν$和非零的下限。此外，我们还探讨了三种不同中微子等级与暗能量模型之间的关系。
2020-10-16 astro-ph.CO
A general approach for testing non-cold dark matter at small cosmological scales
我们提出了一个一般的方法建模的小尺度抑制在线性物质的功率谱引起的非冷暗物质的存在。我们表明，新的参数化准确地描述了各种各样的非热的情况下，不需要单独测试他们中的每一个。我们讨论了第一个天体物理约束其自由参数，我们概述了追求一个完整的统计数据分析的下一步。
2017-12-13 astro-ph.CO hep-ph
Rapid and accurate numerical evolution of linear cosmological perturbations with non-cold relics
本研究提出用卷积积分方程替代玻尔兹曼层级，结合NUFFT算法实现非冷遗迹宇宙学微扰的高效精确数值演化，开发的CLASSIER代码精度与收敛玻尔兹曼解相当且速度更快，为小尺度非冷遗迹研究提供新工具。
2025-09-02 astro-ph.CO
Late time transitions in the quintessence field and the $H_0$ tension
我们考虑一个从类物质态到宇宙学常数态的过渡态的精粹场。我们的目标是缓解目前哈勃率测量中的紧张局势，我们评估适当扩大的$Λ$ CDM模型，以包括我们的精华领域对宇宙学观测。该模型不涉及我们提出的范围。这个结果使我们能够排除一类典型的模型作为解决哈勃常数测量中的张力。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc
The Phase-Space Structure of Cold Dark Matter in the Universe
本文介绍了一种新的方法，它能以前所未有的高空间分辨率计算宇宙学N体模拟中的密度、速度等场。它是基于在六维相空间的三维流形表示冷暗物质的镶嵌。通过在位形空间上投影网格来计算密度场、速度场和其它场。这种技术的应用，宇宙学N体模拟在Lambda CDM宇宙学揭示了一个更复杂的宇宙网络，然后点图或自适应SPH。此外，该方法允许唯一地定义物理空隙并直接识别和研究焦散表面。
2013-02-01 astro-ph.CO
Tracking Quintessence and Cold Dark Matter Candidates
我们研究的背景下，一个反幂律势和哈勃诱导的质量项的精粹场的精粹模型的驱动为主的阶段的产生。动能的存在与精粹场和正压指数的振荡演化有关。我们发现，在相当大的区域的参数空间，跟踪缩放的解决方案可以达到足够早，以减轻重合问题。来自核合成、暴胀尺度、当前宇宙加速和暗能量密度参数的其他观测约束也可以满足。这种修改后的运动为主的阶段对冷暗物质候选者的热丰度的影响进行了研究。我们发现：（i）相对于标准范例，WIMP的残余丰度的增强，关键地取决于冻结温度和在精华场的演化中遇到极值的温度之间的等级，以及（ii）e-WIMP的残余丰度使其现值接近精华场的演化的最早极值发生的温度，并且，因此，引力子和轴子都是天然冷暗物质的候选者。在不稳定引力子的情况下，引力子约束可以满足初始温度的值远远高于标准宇宙学所要求的值。
2010-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Dark Energy, the Swampland and the Equivalence Principle
最近有人争论说，弦论不承认德西特真空。这意味着，当前宇宙的加速膨胀不是由宇宙学常数（或真空能量）驱动的，而是由其他方式驱动的，比如典型的标量场。这样的标量场通常被期望耦合到至少一些物质种类，诸如暗物质。宇宙学观测已经强烈地限制了这种暗物质耦合。我们认为，有一些有趣的情况下进行探索，如耦合功能，具有最低限度的有限字段值。在这些理论中，暗物质粒子之间的有效引力耦合随时间增长，并与观测到的宇宙微波背景辐射和大尺度结构的各向异性相一致。我们认为，这样的耦合也可能有助于缓解沼泽地的构造和典型的潜力的属性之间的紧张关系。在中等或小尺度的非线性制度，预计在黑暗部门的等效原理的违反观测签名。
2019-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Simulating cosmological supercooling with a cold atom system
我们进行分析的过冷状态的模拟早期宇宙相变的基础上的一维，两个组件的玻色气体。我们证明，在组件之间的相对相位的热波动是相对论热系统的特征。此外，我们证明了两种不同的方法的亚稳态的衰变的等价性：特别是一个非微扰热瞬子计算和随机Gross-Pitaevskii模拟。
2020-09-10 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas hep-th
The Structure of Cold Dark Matter Halos: Recent Insights from High Resolution Simulations
我们回顾了最近的高分辨率宇宙学结构形成模拟，即通过Lactea I和II和GHALO项目的结果。这些模拟在宇宙学框架内研究银河系大小物体的形成。我们讨论了在红移z = 0的冷暗物质晕的一般性质，并专注于新的见解晕的结构，我们得到了前所未有的高分辨率在这些模拟。
2009-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark energy, $α$-attractors, and large-scale structure surveys
在过去的几年里，已经发现了一个大家族的宇宙吸引子模型，它可以成功地匹配最新的与暴胀相关的观测数据。这些模型中的许多也可以描述一个小的宇宙学常数$Λ$，它提供了宇宙学加速的现阶段的最自然的描述。本文研究了具有动力学暗能量的$α$ -吸引子模型，其中包含宇宙学常数$Λ$作为自由参数。主要是，$Λ> 0$模型收敛到渐近状态方程$w=-1$。然而，有一些模型与$w\neq -1$，这是兼容的，目前的观察。在最简单的$Λ= 0$模型中，有张量与标量之比$r=\frac{12α}{N^2}$和渐近状态方程$w=-1+\frac{2}{9α}$（通常与当前值不同）。例如，在具有$α= 7/3$的七盘M理论相关模型中，发现$r \sim 10^{-2}$，并且渐近状态方程是$w \sim -0.9$。未来的观测，包括大尺度结构调查以及B模式探测器将测试这些，以及这里提出的更一般的模型。我们还讨论了引力再加热模型的典型通货膨胀，并认为它的调查可能是有趣的，从暴胀宇宙学的角度来看。这样的模型需要更大数量的$e$ -折叠，因此预测的光谱指数$n_{s}$可以超过更传统的模型中的值约$0.006$。这表明了一种区分传统暴胀模型和典型暴胀模型的方法，即使它们预测的是$w = -1$。
2018-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Orbiting Circum-galactic Gas as a Signature of Cosmological Accretion
我们使用宇宙学SPH模拟研究冷气体吸积到一对分辨率良好的星系晕的运动学特征。冷气流和富含气体的合并产生了冷气体的环星系成分，这些气体通常以高角动量围绕星系晕轨道运行，然后落入星系中形成盘。这种宇宙吸积的特征应该可以通过背景物体吸收线研究来观察，这些特征与星系的系统速度相差约100 km/s。吸积气体通常与中央盘共同旋转，形成一个扭曲的、延伸的冷流盘，这样观测到的速度偏移与星系旋转的方向相同，出现在避开星系两极的视线中。这种预测提供了一种方法来观察区分吸积气体流出气体：吸积气体将显示大的单侧速度偏移的吸收线研究，而径向/双锥形流出不会（除了可能在特殊的极投影）。这种旋转签名已经看到在中间红移星系吸收体对的研究，我们认为，这些意见可能是第一个提供间接的观测证据冷吸积到星系晕。冷模晕气体的比角动量通常比暗物质大3-5倍。相关的冷模式磁盘配置可能与扩展HI/XUV磁盘周围的星系在本地宇宙。在低红移的明亮星系周围，随着冷模吸积的消失，具有扩展冷流盘和相关偏移吸收线气体的星系比例应该会减少。
2011-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological consequences of a scalar field with oscillating equation of state. III. Unifying inflation with dark energy and small tensor-to-scalar ratio
研究了Tián [ \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.063531}{Phys. Rev. D {\bf 101}, 063531 (2020)} ]提出的振荡暗能量模型的暴胀效应，该模型旨在解决多重加速宇宙（MAU）的宇宙学符合问题.我们指出，通货膨胀的动力学属于慢卷通货膨胀。标量扰动和张量标量比$r$的光谱指数被证明是与当前的\textit{Planck}测量一致。特别是，该模型预测的$r\sim10^{-7}$远低于观察限。这一结果促使我们探索一般MAU中$r$的微小性。我们提出了一个典型的推广的原始模型和证明$r<0.01$一般。到目前为止，原始引力波的零探测为MAU提供了间接证据。暴胀结束后，标量场不再是局部极小值，而是向无穷远滚动，同时其状态方程以大于$1/3$的平均值振荡。在这个框架中，我们证明了在暴胀结束时引力粒子的产生能够重新加热宇宙。
2021-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Simulating cosmological supercooling with a cold atom system II
我们进行了分析的过冷状态的早期宇宙相变的基础上的一个一维的，两个组件的玻色气体与时间相关的相互作用的模拟。我们证明了该系统的行为方式相同的热，相对论玻色气体进行一级相变。我们提出了一种方法来准备在亚稳相的系统的状态作为一个模拟在早期宇宙的过冷。虽然我们表明，在系统中的参数共振可以抑制热阻尼，我们发现，在我们的模型中的理论估计的热阻尼太弱，抑制现实的实验参数的共振。然而，我们建议在实验中研究有效阻尼率的实验是值得的。
2021-04-15 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas hep-th
Cold dark matter protohalo structure around collapse: Lagrangian cosmological perturbation theory versus Vlasov simulations
本文用最高 10 阶 LPT 与 ColDICE 高分辨率 Vlasov 模拟比较多正弦波冷暗物质原晕在壳穿越前后的结构，验证高阶 LPT 对密度、速度、焦散和涡量的预测能力及局限。
2023-08-15 astro-ph.CO gr-qc
2021-$H_0$ Odyssey: Closed, Phantom and Interacting Dark Energy Cosmologies
最新的宇宙学数据分析表明，\textit{(a)}一个封闭的宇宙是首选的普朗克数据在超过$99\%$ CL，和\textit{(b)}相互作用的情况下提供了一个非常令人信服的解决方案，哈勃常数张力。鉴于这两个最近的吸引力的情况下，我们认为在这里的相互作用的暗物质-暗能量模型与非零空间曲率组件和自由变化的暗能量状态方程的精华和幻影制度。当只考虑宇宙微波背景数据时，一个幻影和封闭的宇宙可以完美地缓解哈勃张力，而不需要暗区之间的耦合。考虑到其他可能的宇宙学观测结果，这个非常有吸引力的方案作为当前宇宙学紧张局势的整体解决方案的可行性受到了损害，要么破坏了它对$H_0$问题的有效性，如超新星Ia数据的情况，要么在空间曲率的首选值上引入了强烈的分歧，如重子声学振荡的情况。
2021-10-11 astro-ph.CO gr-qc
Axions : Theory and Cosmological Role
本文综述了轴子宇宙学的最新进展。主题包括：轴子冷暗物质、轴子的拓扑缺陷、轴子等曲率微扰及其非高斯性和超对称轴子模型中的轴子/轴子宇宙学。
2013-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Degeneracy between warm and coupled cold dark matter: A clarifying note
Wei等人[PRD 88，043510（2013）]提出了在背景膨胀和密度扰动水平增长时，暖暗物质（WDM）、修正引力和耦合冷暗物质（CDM）宇宙学之间存在宇宙学简并性，即，相应的宇宙学数据将无法区分这种情况。在这里，我们将集中在一个温暖的暗物质加上宇宙学常数（$Λ$）和耦合标量场-CDM方案之间的特定的不相容性。尽管Wei等人的陈述对于非常特定的条件是正确的，但我们对这个问题进行了更完整的讨论，并更详细地表明这些模型确实是可区分的。我们发现，简并打破耦合模型留下一个特定的签名在红移空间失真的数据，这是不存在的非耦合温暖的暗物质宇宙学。此外，我们补充我们的要求，提供的原因表明，即使在非线性水平上的这种明显的等效性也预计打破。
2016-03-12 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmological Supersymmetron
最近，一个超对称模型的暗能量耦合到冷暗物质，超光子，已被提出。在没有冷暗物质的情况下，超介子场收敛到一个超对称的最小值，宇宙学常数为零。当冷暗物质存在时，超介子演化到一个依赖于物质的最小值，在这个最小值中，它的能量密度不会消失，并可能导致宇宙现在的加速。超引力子产生了一种短距离的第五种力，它逃避了引力测试。由于与暗物质的强烈耦合，它可能导致结构形成上的可观测特征。我们调查的领域的宇宙学演化，专注于线性扰动和球形崩溃，并发现，可观察到的结构形成的修改确实可以存在。不幸的是，我们发现，当微扰的增长率与观测一致时，需要一个额外的宇宙学常数来解释暗能量。在这种情况下，对大尺度结构的影响仍然存在于非线性水平，使用球形塌陷方法进行研究。
2011-12-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion as a Cold Dark Matter candidate
在这里，我们一般证明，作为一个相干振荡标量场的轴子作为一个冷暗物质在几乎所有的宇宙学相关的尺度。证明是在线性扰动阶下进行的。与以往基于解的证明相比，本文将轴子中的方程与冷暗物质中的方程进行了比较，从而扩大了证明的有效范围。偏离纯无压介质出现在非常小的尺度，其中轴子揭示了一个特殊的状态方程。我们的分析是在存在宇宙学常数的情况下进行的，并且我们的结论在存在其他流体和场分量的情况下是有效的。
2009-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
More on cold dark matter from q-theory
我们认为快速振荡的$q$ -场的宇宙学背景下的一部分，并发现其能量密度的行为以同样的方式作为一个冷暗物质的组成部分，即成比例的宇宙尺度因子的倒数立方。
2018-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性，冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数，这样的信息约束冷暗物质（CDM）的性质。我们称这种方法为修正的暗物质（MDM）。特别是，我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数，我们提供了一个理论上的理由，我们的MDM质量配置文件，并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明，CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
An approach to cold dark matter deviation and the $H_{0}$ tension problem by using machine learning
在这项工作中，两个不同的模型，一个与宇宙学常数$Λ$，重子和暗物质（与$ω_{dm} \neq 0$），和另一个与$X$暗能量（与$ω_{de} \neq -1$），重子和暗物质（与$ω_{dm} \neq 0$），进行了研究和比较。使用贝叶斯机器学习分析，两个模型的自由参数的约束条件，获得三个红移范围：$z\in [0,2]$，$z\in [0,2.5]$，和$z\in [0,5]$，分别。对于前两个红移范围，已经存在膨胀率$H(z)$的高质量观测，它们被用于验证拟合结果。此外，扩展范围的$z\in [0,5]$提供了模型参数的预测，验证时，可靠的更高的红移$H(z)$数据。这个学习过程，基于从每个模型的背景动力学产生的膨胀率数据，表明，在宇宙学尺度上，有一个偏离冷暗物质范式，$ω_{dm} \neq 0$，所有三个红移范围。结果表明，这种方法可能有资格作为解决$H_{0}$张力问题。事实上，它暗示了如何在具有相互作用暗能量的宇宙学模型中有效地解决（或至少缓解）这个问题。
2021-04-02 astro-ph.CO gr-qc
Probing Bardeen-Kiselev black hole with cosmological constant caused by Einstein equations coupled with nonlinear electrodynamics using quasinormal modes and greybody bounds
本文通过计算带宇宙学常数的Bardeen-Kiselev黑洞在电磁和引力扰动下的准正规频率及灰体因子，揭示其与RN-dSQ黑洞的响应差异，并发现quintessence对衰减、振荡和透射系数的影响。
2023-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Cold Dark Matter Isocurvature Perturbations: Cosmological Constraints and Applications
在本文中，我们提出的限制冷暗物质（CDM）等曲率贡献的宇宙学扰动。利用Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP 7）7年观测数据、斯隆数字巡天（SDSS）亮红星系（LRG）的物质功率谱和“联盟2”Ia型超新星（SNIa）样本，采用马尔可夫链蒙特卡罗方法（MCMC）对宇宙学参数进行了全局分析.我们发现，绝热和等曲率模式的相关混合物是温和的更好地拟合到当前的数据比纯绝热的，与最小的$χ^2$给出的似然分析减少了3.5。我们还得到了一个严格的限制，CDM等曲率贡献的分数，这应该是小于14.6%，在95%的置信水平。随着等曲率模的出现，绝热谱指数n_s^{ \rm adi}=0.972 \pm 0.014~（1\，σ），等曲率谱的倾斜度可能较大，即最佳拟合值为n_s^{ \rm iso}=3.020。最后讨论了CDM等曲率扰动对WMAP归一化先验、位移参数R、声学尺度l_A和z_{*}的影响。通过对混合初始条件的拟合，我们发现与纯绝热条件下的结果相比，R、lA和z_{*}的平均值分别可以改变约2.9σ、2.8σ和1.5σ。
2010-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Diffuse neutrino supernova background as a cosmological test
未来对弥散中微子超新星背景的探测和测量将揭示宇宙中超新星事件的速率，恒星形成速率和每个超新星的中微子光谱。关于这些测量将告诉我们宇宙的膨胀历史，人们说得很少。本文的目的是表明，弥漫超新星中微子背景的检测将是一个补充工具的研究和可能的宇宙学模型的歧视。特别是，我们研究了三种不同的宇宙学模型：$Λ$冷暗物质模型，Logotropic宇宙和一个散装粘性物质占主导地位的宇宙。通过拟合每个模型的自由参数与超新星Ia探测器，我们发现，$Λ$ -冷暗物质模型和Logotropic模型的最佳拟合参数计算的预测事件数是相同的，而大体积粘性物质占主导地位的宇宙学模型预测$\sim 3$倍的事件。我们表明，目前的限制设置的超级神冈上的弥漫超新星中微子背景通量给互补约束的自由参数的大体积粘性物质为主的宇宙。此外，这个极限意味着，在$Λ$冷暗物质模型中，宇宙应该以$H_0 > 21.5 ~\rm{Km/sec/Mpc}$膨胀，而与暗物质$Ω_m$的含量无关。
2017-06-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
