Constraining $F(R)$ bouncing cosmologies with primordial black holes
原始黑洞（PBH）物理现象学和相关的PBH丰度约束，可以用来探索早期宇宙的物理。在这项工作中，我们调查PBH的形成过程中的标准辐射主导的时代，通过研究早期的F（R）修改的重力相位的影响，引入了一个弹跳行为，以避免初始时空奇异性问题。特别是，我们计算的能量密度功率谱在地平线交叉的时间，然后我们提取的PBH丰度的峰值理论的上下文中作为我们的$F(R)$重力反弹模型在手的参数$α$的函数。有趣的是，我们发现，为了避免从大爆炸核合成（BBN）之前的早期PBH主导的时代GW过度生产，$α$应该位于范围$α\leq 10^{-19}M^2_\mathrm{Pl}$内。这个约束可以被转换为对热大爆炸（HBB）阶段开始时的能量标度的约束，$H_\mathrm{RD}\sim \sqrtα/2$可以被重铸为$H_\mathrm{RD}< 10^{-10}M_\mathrm{Pl}$。
2022-11-15 astro-ph.CO gr-qc
Consequences of Modified Cosmologies in DM abundance and PeV IceCube signals
为了解释IceCube合作组最近观测到的具有能量$\sim PeV$的高能天体物理中微子流和宇宙中DM的残余丰度，我们考虑了最小四维算符$\sim y_{αχ}\overline{L_{L_α}}\, H\, χ$ .假设宇宙学背景按照$f({\cal T})$宇宙学演化，其中${\cal T}$是标量挠率。
2019-03-24 astro-ph.CO
Constraining dark energy cosmologies with spatial curvature using Supernovae JWST forecasting
针对哈勃常数张力与ΛCDM模型的平直性偏离问题，研究利用JWST预测的高红移Ia型超新星数据扩展距离阶梯法，结合现有超新星星表提升了空间曲率暗能量模型中物质密度参数的约束精度。
2024-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Tension in the Void: Cosmic Rulers Strain Inhomogeneous Cosmologies
提出了替代暗能量的非均匀Lemaître-Tolman-Bondi（LTB）模型的新约束，重点关注具有空间独立大爆炸和重子分数的绝热剖面。根据渐近值计算了早期的重子声学振荡（BAO）标度，然后根据背景度规的测地线将BAO标度投影到不同的红移。此外，一个独立的模型的方法来约束当地的膨胀率使用超新星光度的先验。利用最新的WiggleZ合作组BAO观测数据和哈勃空间望远镜的局域膨胀率，结合Union-II Ia型超新星观测数据和宇宙微波背景声学峰的位置和高度，采用Markov链蒙特卡罗方法研究了Ω {out}=1和Ω {out} \leq 1的绝热GBH物质剖面所描述的宇宙学.在较高红移处添加BAO数据大大增加了它们的约束能力，并代表了此类模型的一个新缺点，产生了局部密度参数Ω_{in}>0.2的值，与使用超新星发现的值Ω_{in}<0.15相差3σ。这种情况并没有改善，如果渐近平坦性假设下降，贝叶斯分析表明，约束GBH模型被排除在高置信度。我们强调，这些都是纯粹的几何探针，只是最近才成为足够的约束，独立地排除了整个类的绝热LTB模型。
2012-08-17 astro-ph.CO
Constraining dark matter sub-structure with the dynamics of astrophysical systems
某些天体物理动力学系统的测量精度允许限制令人难以置信的小引力摄动的存在。特别是，太阳系内部的动力学（行星、地月）首次为证明地球附近黑暗子结构的丰度、质量和大小提供了可能性。我们发现，采用标准的暗物质密度，它的局部分布可以由亚太阳质量晕，目前没有可测量的动力学后果，无论小晕分数。另一方面，也可以排除线质量密度高于$λ_{\rm st}> 10^{-10} \Msun/\AU$（大约是地球质量沿着SS的直径一直延伸到柯伊伯带）的暗流的存在。此外，我们还回顾了MW矮球状星系内宽双星的动力学。这类双星的动力学似乎与暗子结构的存在是相容的，因此它们的存在并不像以前所声称的那样是暗物质假说的一个尖锐的判别式。然而，在某些区域，来自不同天体物理系统的约束可能会揭示子结构质量函数截止尺度。
2013-02-07 astro-ph.CO
Relativistic bias in neutrino cosmologies
晕和星系是潜在的暗物质结构的示踪物。虽然在一个主要由暗物质组成的简单宇宙中，它们的偏差是很好理解的，但在大质量中微子存在的情况下，这种关系变得更加复杂。事实上，大质量中微子在结构形成过程中引入了丰富的动力学，导致了尺度依赖的偏置。我们从广义相对论的角度，采用一个简单的球形坍缩模型来研究这个过程。除了广义相对论的大尺度特征外，我们还发现了中微子自由流尺度的特征签名。尺度依赖的晕偏置反对由于中微子自由流的物质分布的抑制，并导致晕功率谱的百分之几的修正。它不仅对中微子质量的总和敏感，而且对单个质量敏感。精确的中微子偏置模型是未来数据分析的重要组成部分，在约束中微子质量方面起着重要作用。
2018-12-21 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass in dynamical dark energy cosmologies with the logarithm parametrization and the oscillating parametrization
本文利用主流观测数据全局拟合了对数与振荡参数化的动力学暗能量模型，发现其拟合效果与CPL模型相当，且动力学暗能量会显著改变中微子质量的限制，使其约束比CPL模型更宽松。
2023-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraining cosmology with the velocity function of low-mass galaxies
场星系每单位旋转速度的数量密度，称为速度函数，是一个有趣的统计测量探测结构形成的最小尺度。在本文中，我们指出，速度函数是敏感的关键宇宙学参数，如振幅的原始扰动（$σ_8$）或总物质密度（$Ω_{\rm m}$）的小的变化。利用目前的数据和保守的重子效应的假设，我们表明，所观察到的速度函数的局部体积有利于宇宙学的张力与普朗克测量，但在协议的最新发现弱透镜调查。虽然目前的系统观测和真实的旋转速度之间的关系是潜在的重要性，即将到来的数据，从HI调查以及新的见解，从流体动力学模拟将大大改善这种情况在不久的将来。
2018-01-17 astro-ph.CO
Constraining broad photon spectrum injections from exotic and astrophysical sources
本文研究宇宙不同时期幂律型宽光子谱注入的演化，利用多种宇宙学探针约束其参数空间，并通过衰变粒子模型推广到模型无关的红移幂律注入，为天体物理与奇异源研究提供基准。
2023-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Testing halo models for constraining astrophysical feedback with multi-probe modeling: I. 3D Power spectra and mass fractions
University of Arizona（亚利桑那大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）
本文通过多探针建模检验现有暗物质模型，评估其在高精度宇宙参数推断中的适用性，发现模型在再现功率谱精度上存在差异，需进一步优化以解释多波段数据。
2026-03-28 astro-ph.CO
Constraining dark matter-dark energy interaction with gas mass fraction in galaxy clusters
最近的观测证据表明，目前的宇宙加速激发了人们对替代宇宙学的新兴趣，例如在暗区（暗物质和暗能量）相互作用的场景。一般来说，这样的模型包含一个未知的负压暗分量，与无压的暗物质和/或重子耦合，导致宇宙的演化与标准$Λ$ CDM模型预测的宇宙演化截然不同。在这项工作中，我们使用最新的星系团气体质量分数与红移数据（42个X射线发光，动态弛豫的星系团，跨越红移范围0.063 < z < 1.063）（Allen et al. 2008）对表征暗物质/暗能量耦合的参数$ε$设置界限，以测试这种情况下的观测可行性。结果与其他宇宙学数据一致，并且通常具有约束力。虽然与时间无关的宇宙学常数（$Λ$ CDM模型）与这些星系团数据很好地吻合，但仍不能排除相互作用的暗能量成分。
2009-10-21 astro-ph.CO
Disentangling interacting dark energy cosmologies with the three-point correlation function
我们研究了利用三点关联函数（3PCF）约束耦合暗能量（cDE）宇宙学的可能性。利用CoDECS的N体模拟，我们研究了各种模型的冷暗物质（CDM）晕的统计特性，包括一个基准$Λ$ CDM方案和五个模型，其中暗能量（DE）和CDM相互作用。我们在不同的尺度（$2<r\,[$ Mpc \h $]<40$）和红移（$0\leq z\leq2$）下测量晕3PCF，$ζ(θ)$和还原的3PCF，$Q(θ)$。在所有的cDE模型中，$Q(θ)$在小尺度（所有红移）和低红移（所有尺度）下都是平坦的，而在增加红移和尺度时，它会建立特征性的V形各向异性。相对于$Λ$ CDM预测，cDE模型显示垂直（伸长）构型的晕圈3PCF值较低（较高）。该效应也是尺度依赖性的，$Λ$ CDM和cDE模型之间的差异在大尺度下增加。我们利用这些测量来估计晕偏差，这与从两点关联函数（2PCF）计算的结果相当一致。使用2PCF和3PCF的主要优点是打破了偏置$-σ_{8}$简并性。此外，我们发现，我们的偏差估计是近似独立的DE耦合的假设强度。这项研究表明了高阶聚类分析的力量，在区分不同的宇宙学场景，目前和即将到来的星系调查，如BOSS和欧几里得。
2014-08-05 astro-ph.CO
Constraining the Noncommutative Spectral Action via Astrophysical Observations
非对易谱作用量扩展了我们熟悉的对易空间概念，使用了几乎对易空间上的谱三元组中编码的数据。通过改变一个相当简单的作用，人们可以在这种情况下导出粒子物理学的所有标准模型，以及爱因斯坦-希尔伯特引力的修正版本。因此，非对易几何提供了一种与曲率耦合的粒子物理学的几何解释。在这封信中，我们使用脉冲星定时的观测，假设没有观察到偏离广义相对论，以限制这个理论的引力部分。因此，我们直接约束非对易几何，一个潜在的大统一理论的物理学，通过天体物理观测。虽然耦合常数的界限仍然相当弱，但它们与其他设置中广义相对论的偏差的现有界限相当，并且可能受到未来观测的进一步限制。
2010-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining matter-bounce scenario from scalar-induced vector perturbations
本文研究物质反弹宇宙学中由标量涨落非线性诱导的次级矢量扰动，发现其振幅在满足宇宙微波背景观测时过大，威胁模型可行性。
2025-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Non-linear Structure Formation in Planck+DESI Favoured Interacting Dark Energy Cosmologies
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Durham University（杜伦大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）
通过自洽的N体模拟，研究CMB和DESI观测支持的相互作用暗能量模型在准线性和非线性尺度上的效应，发现其对功率谱、密度场形态和晕丰度有显著影响，标准ΛCDM校准方法无法捕捉。
2026-06-11 astro-ph.CO
Exploring Alternative Cosmologies with the LSST: Simulated Forecasts and Current Observational Constraints
本文利用LSST模拟超新星数据及现有观测数据评估多种动态暗能量模型，发现LSST能提供更严格的参数约束，且除Pantheon+外各数据集均显示超过2-sigma显著性偏离LCDM模型，强调了探索替代宇宙学的必要性。
2024-06-10 astro-ph.CO
Cosmic Web Dissection in Fuzzy Dark Matter Cosmologies
本文利用NEXUS+分析类FDM的N体模拟，量化节点、纤维、壁和空洞的统计差异，提出以过密度PDF约束FDM。
2023-08-16 astro-ph.CO
Euclid: constraining dark energy coupled to electromagnetism using astrophysical and laboratory data
在物理上真实的基于标量场的动态暗能量模型（包括，例如，quintessence），人们自然期望标量场耦合到模型的其余自由度。特别是，耦合到电磁部门导致的时间（红移）依赖的精细结构常数和弱等效原理的违反。在这里，我们扩展了以前的欧几里德预测约束暗能量模型，这个扩大（但物理上更现实）的参数空间，并预测如何以及欧几里德，连同高分辨率的光谱数据和本地实验，可以约束这些模型。我们的分析结合了模拟欧几里得数据产品与天体物理测量的精细结构常数，$α$，和当地的实验约束，并包括参数和非参数的方法。对于$α$的天体物理测量，我们考虑了目前可用的数据和一个模拟的数据集，该数据集代表了极大望远镜的测量，预计将在21世纪30年代可用。我们的参数分析表明，在后一种情况下，天体物理和本地数据的列入提高了欧几里得暗能量的品质因数之间的$8\%$和$26\%$，这取决于正确的基准模型，与改进是更大的零的情况下，基准耦合到电磁扇区消失。根据目前的天体物理学数据，这些改进会更小。此外，我们说明了如何基于遗传算法的重建提供了一个零测试的耦合的存在。我们的研究结果突出了补充调查的重要性，如欧几里德与外部数据产品，以准确地测试更广泛的参数空间的物理动机的范例。
2021-05-20 astro-ph.CO
Constraining Cosmological and Astrophysical Parameters with the Cosmic Star Formation History
Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）
本文利用恒星形成率密度作为补充探针，结合BBN数据和BAO数据，提高了对H0和暗能量方程状态参数w的约束精度，并展示了SFRD在不同暗能量场景中的鲁棒性。
2026-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining astrophysical observables of Galaxy and Supermassive Black Hole Binary Mergers using Pulsar Timing Arrays
利用星系-恒星质量函数、偶分数、合并时标和黑洞-宿主星系关系等天体物理观测量，提出了一个描述宇宙中超大质量黑洞双星合并速率的解析模型.构造观测先验，计算出引力波背景（GWB）的特征光谱$h_c$在频率为$f=1/{\rm yr}$时的允许范围为$10^{-16}<h_c<10^{-15}$.我们利用我们的参数化来解决脉冲星定时阵列（PTA）观测的天体物理推断问题。我们模拟了一系列的上限和检测，并使用嵌套抽样算法来探索参数空间。证实以前的结果，我们发现，目前的PTA非检测不放置任何可观的显着限制，但是，无论是未来的上限或检测将显着提高我们的SMBHB人口的知识。如果在$h_c(f=1/{\rm yr})=10^{-17}$的水平上没有检测到GWB，我们目前对星系和SMBHB合并的理解在$5σ$的水平上是不利的，这表明严重的双星失速，高估SMBH -宿主星系关系，以及合并SMBHB的极端动力学特性。相反，未来对平方公里阵列（SKA）型阵列的探测将允许限制宇宙中SMBHB合并率的正常化，星系配对和SMBHB合并之间的时间，SMBH -宿主星系关系的正常化和动态二元属性，包括它们的离心率和恒星环境的密度。
2019-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining constant and tomographic coupled dark energy with low-redshift and high-redshift probes
本文首次对耦合暗能量进行层析分析，结合CMB、弱引力透镜和星系成团等低高红移数据，未发现非零耦合证据，但表明层析耦合允许更大β值，并证明3x2pt分析可有效约束低红移耦合强度。
2023-04-12 astro-ph.CO
Discerning Dark Energy Models with High-Redshift Standard Candles
在Ia型超新星成功地将宇宙学限制在较低的红移$(z\lesssim2)$之后，人们一直在努力确定是否可以在较高的红移处找到类似的有用的标准烛光。{In本工作确定了恒定暗能量$Λ$ CDM宇宙学和暗能量状态方程$(z\gtrsim2)$是高红移标准烛光的红移函数的宇宙学之间可能存在的最大幅度差异。我们讨论了一些流行的参数化的$w(z)$与两个自由参数，$w_z$ CDM宇宙学，包括Chevallier-Polarski-Linder及其推广，$n$ CPL，以及Jassal-Bagla-Padmanabhan参数化。对于这些参数化，我们计算并找到$Δμ$的极值，$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学的距离模之间的差异作为红移的函数，给出68\%的似然约束的参数$P=(Ω_{m,0}, w_0, w_a)$。参数的约束使用宇宙微波背景，重子声学振荡，Ia型超新星的数据，使用CosmoMC。我们发现，没有一个测试的宇宙学可以偏离超过0.05兆，从基准$Λ$ CDM宇宙学在高红移，这意味着高红移标准蜡烛将不会帮助辨别之间的$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学。相反，这意味着如果发现高红移标准烛光与高红移下的$Λ$ CDM不一致，那么这不仅对$Λ$ CDM而且对整个$w_z$ CDM宇宙学家族都是一个问题。
2017-06-26 astro-ph.CO
Lyman-$α$ forest and non-linear structure characterization in Fuzzy Dark Matter cosmologies
模糊暗物质（FDM）代表了标准冷暗物质（CDM）流体的另一种有趣的描述，能够解释GeV扇区中暗物质粒子的直接检测的缺乏，并减轻宇宙大尺度结构形成中的小尺度张力。在文献中，FDM模型的宇宙学模拟是通过非常昂贵的高分辨率网格模拟单个晕或通过N体模拟，包括更大的宇宙体积，但诉诸FDM非线性动力学中的显着近似，以减少其计算成本。随着新的N体宇宙流体动力学代码AX-GADGET的使用，我们现在不仅能够克服这样的数值问题，而且还结合了一个完全一致的治疗FDM动力学与气体粒子和重子物理过程的存在，以量化FDM对特定的天体物理观测的影响。特别是，在本文中，我们执行和分析几个流体动力学模拟，以限制FDM质量量化FDM对莱曼- $α$森林观测的影响，在文献中获得的第一次在N体设置没有近似FDM动力学。我们还研究了统计性质的晕，利用大的可用样本，提取信息FDM如何影响的丰度，形状和密度分布的暗物质晕。
2018-09-27 astro-ph.CO
Constraining the astrophysical origin of intergalactic magnetic fields
本研究利用Fermi LAT和H.E.S.S.观测数据，通过耀变体电磁级联现象约束星系际磁场（IGMF）的起源，发现强空间填充原初磁场比例须至少为0.67，并设定了不同耀变体活动时间下原初IGMF的下限。
2024-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Warm Dark Matter with high-$z$ supernova lensing
我们提出了一种新的方法来约束温暖的暗物质（WDM）粒子质量，$m_χ$，基于多重成像，遥远的超新星（SN）产生的强透镜干预宇宙学物质波动的计数。计数对WDM粒子质量非常敏感，此处假定为$m_χ=1, 1.5, 2$ keV。我们使用Das & Ostriker开发的分析方法来计算透镜平面上冷暗物质（CDM）收敛（$κ$）的概率密度函数;这种方法已经过广泛的数值模拟测试。我们已经将这种方法推广到WDM的情况下，测试后，对WDM $N$体模拟。利用观测到的宇宙恒星形成历史，我们计算了一个遥远的SN在不同宇宙学中经历强透镜事件的概率。未来100平方度调查达到$z \approx 4$（$z \approx 3$）需要至少2年（5年）的观测时间，以在2 $σ$处将WDM（$m_χ=1$ keV）模型与标准CDM情景分离。我们的方法不受任何天体物理不确定性（如重子物理效应）的影响，原则上，它不需要任何特定的专门调查策略，因为它可能是未来SN调查的副产品。
2014-06-13 astro-ph.CO
Constraining Dark Energy through the Stability of Cosmic Structures
对于一般的暗能量状态方程，我们估计的最大可能半径的大规模结构，不稳定的宇宙膨胀的加速。与已知的稳定结构的比较约束状态方程。通过积累更多的天体物理学数据和更好地了解束缚宇宙结构的动力学，可以加强约束的鲁棒性。
2014-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Constraining Sterile Neutrino Cosmology with Terrestrial Oscillation Experiments
我们探讨了地面中微子振荡实验和天体物理/宇宙学测量在探测不育中微子存在方面的互补性。我们发现，即将到来的加速器中微子实验将不会改善约束的时候，他们是可操作的，但反应堆实验已经可以探测参数空间超出了普朗克的范围。我们强调宇宙学实验和反应堆反中微子实验之间的紧张关系，并列举了解决这种紧张关系的几种可能性。
2019-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Exploring the effect of different cosmologies on the Epoch of Reionization 21-cm signal with POLAR
本文用 GADGET-4 与 POLAR 模拟不同 $H_0$、$σ_8$ 宇宙学下的再电离过程，结合 JWST 紫外光度函数和 LOFAR 红移范围的 21-cm 功率谱，指出现有上限难以排除模型，多观测量联合可增强约束。
2025-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulations of structure formation in interacting dark energy cosmologies
支持暗能量成分主导宇宙并推动其目前加速膨胀的证据在过去十年的宇宙学观测中逐渐增加。如果这种暗能量是由动态标量场给出的，它也可能与宇宙中的其他物质场直接相互作用，特别是与冷的暗物质。这种相互作用会在宇宙学背景演化和宇宙结构的生长上留下新的特征，比如大质量粒子之间的额外长程第五力，或者暗物质粒子质量随时间的变化。我们在这里回顾了这些新的物理效应在N体代码GADGET-2中的实现，并且我们讨论了一系列高分辨率N体模拟的结果，用于选定的相互作用暗能量模型家族，如Baldi等人所述。[20]。有趣的是，我们发现，与以前的索赔相比，暗物质晕的内部过密度在这些模型中相对于LCDM减少，并始终晕浓度显示出逐渐减少增加耦合。此外，耦合诱导的偏置冷暗物质和重子的超密度，决定了其宇宙学值以下的晕重子分数的减少。这些结果在小尺度上缓解了天体物理观测和LCDM模型预测之间的紧张关系，从而为耦合暗能量模型作为宇宙学常数的替代方案开辟了新的空间。
2009-06-29 astro-ph.CO
Cosmology from large-scale structure: Constraining $Λ$CDM with BOSS
我们重新分析各向异性星系聚类测量重子振荡光谱调查（BOSS），证明使用完整的形状信息提供了宇宙学的约束，可与其他低红移探测。我们发现$Ω_\mathrm{m} = 0.317^{+0.015}_{-0.019}$，$σ_8 = 0.710\pm 0.049$，和$h = 0.704\pm 0.024$平坦的$Λ$ CDM宇宙学使用$Ω_\mathrm{c}h^2$，$100θ_\mathrm{MC}$，$\ln 10^{10} A_{s}$，和$n_{s}$的无信息先验，和$Ω_\mathrm{b}h^2$的先验比当前的约束宽得多。我们量化了普朗克2018年来自宇宙微波背景辐射和BOSS的约束之间的一致性，发现这两个数据集在使用贝叶斯因子和先验不敏感可疑统计的平坦$Λ$ CDM宇宙学中是一致的。结合两个低红移探测器，我们共同分析了集群的BOSS星系与弱透镜测量的千度调查（KV 450）。BOSS和KV 450的组合将测量提高了45%，限制了$σ_8 = 0.702\pm 0.029$和$S_8 = σ_8\sqrt{Ω_\mathrm{m}/0.3} = 0.728\pm 0.026$。在整个5D参数空间中，支持描述星系团、透镜和宇宙微波背景的单一宇宙学的几率是$7\pm2$。可疑的统计数据表明，组合的低红移探测器和宇宙微波背景测量之间存在$2.1\pm0.3σ$紧张关系。
2019-12-20 astro-ph.CO
PeV IceCube signals and Dark Matter relic abundance in modified cosmologies
IceCube实验发现了能量为PeV量级的高能天体物理中微子通量，为天体粒子物理学开辟了新的场景。解释这种现象的一种可能性是考虑暗物质（DM）衰变的最小模型，即四维算子$\sim y_{αχ}\overline{L_{L_α}}\, H\, χ$，它也能够产生宇宙中DM的正确丰度。假设宇宙学背景是按照标准宇宙学模型演化的，那么得到正确的DM遗迹丰度（$Γ_χ\sim 10^{-58}$）所需的DM衰变率$Γ_χ\sim |y_{αχ}|^2$与解释冰立方数据（$Γ_χ\sim 10^{-25}$）所需的DM衰变率相差很多个数量级，这使得四维算子不适用。在本文中，我们表明，假设早期宇宙演化是由一个修改的宇宙学，DM衰变率之间的差异可以调和，冰立方中微子率和遗迹密度可以在一个极小模型解释。
2018-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the astrophysics and cosmology from 21cm tomography using deep learning with the SKA
未来的平方公里阵列（SKA）调查预计将产生来自再电离时代（EoR）的21厘米宇宙尺度地图的巨大数据集。我们评估了利用机器学习技术的可行性，即卷积神经网络（CNN），从半数值模拟的21厘米地图中同时估计天体物理学和宇宙学参数。我们进一步使用详细的SKA天线分布，热噪声和前景清理的配方将模拟的21 cm地图转换为类似SKA的模拟地图。我们成功地设计了两个CNN架构（类似VGGNet和ResNet），它们都能够有效地同时提取三个天体物理参数，即光子逃逸分数（f $_{\rm esc}$），电离发射率功率对晕质量的依赖性（$C_{\rm ion}$）和电离发射率红移演化指数（$D_{\rm ion}$）和三个宇宙学参数，即物质密度参数（$Ω_{m}$），无量纲哈勃常数（$h$），和物质波动幅度（$σ_{8}$），从21厘米地图在几个红移。在SKA噪声存在的情况下，我们设计的CNN仍然能够以很高的精度（$R^{2} > 92\%$）恢复这些天体物理和宇宙学参数，提高到$R^{2} > 99\%$的低红移和低中性分数值。我们的研究结果表明，未来的21厘米观测可以发挥关键作用，打破模型之间的简并和严格约束的天体物理和宇宙学参数，只使用很少的频率通道。
2020-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
LISA bright sirens as a tiebreaker among cosmologies in tension
Universidade do Estado do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德州大学）；Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）
本文利用LISA亮标准汽笛模拟数据，比较三种宇宙学模型与真实数据的张力，发现其能有效区分Pantheon+SH0ES模型，但对Planck 2018和Union3无法区分。
2026-09-29 astro-ph.CO
Constraining the star formation rate with the extragalactic background light
目前河外背景光（EBL）的紫外、可见和红外光谱是宇宙演化过程中多种天体物理过程的综合结果。相关的过程包括恒星形成、恒星演化、宇宙尘埃的光吸收和发射。这些过程的性质是已知的，具有不确定性，这有助于EBL光谱精度。在本文中，我们开发了一个数值模型的EBL光谱，同时保持明确的依赖于所涉及的天体物理参数。我们通过使用最新的EBL强度上界和下界建立的似然函数，在参数空间中构造了一个马尔可夫链。用马尔可夫链蒙特卡罗方法建立的后验分布用于确定模型的各个参数的允许范围。因此，恒星形成率倍增因子被限制在$68\%$ C.L.的范围$1.01 < C_{\mbox{sfr}} < 1.69$内。该方法还导致在分子云的寿命，半径，尘埃粒子密度和不透明度的界限，否则有很大的模糊性。结果表明，该模型和强度边界之间有一个合理的协议，而天体物理参数的最佳拟合模型是接近他们的估计文献。
2018-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Dynamical Dark Energy Models through the Abundance of High-Redshift Supermassive Black Holes
计算了不同动力学暗能量（DDE）宇宙学中z=6时星系中心大质量黑洞（BH）的数密度，并与现有观测下限进行了比较，得出了暗能量状态方程参数w演化的约束条件.我们的方法只假设结构形成的规范方案从过度密集的区域的崩溃的暗物质占主导地位的原始密度场在逐渐扩大的规模;黑洞吸积和合并率已被最大化的计算，以获得强大的约束w和它的回望时间导数w_a。我们的结果提供了独立的约束条件，与超新星、宇宙微波背景和重子声振荡相结合得到的约束条件是互补的;后者涉及w_0和w_a的组合，使得状态参数w_a的时间演化高度不受约束，BH丰度主要提供了w_a的上限，对w_0的依赖性很弱。结合现有的约束条件，我们的结果显着限制了DDE参数空间的允许区域，排除了DDE模型不能提供足够大的宇宙时间和快速增长因子来建立观测到的BH丰度;特别是，模型具有-1.2 \leq w_0 \leq -1和正红移演化w_a > 0.8 -与之前的约束完全一致-我们对BH丰度的独立限制强烈反对。这些参数范围对应于“Quintom”DDE模型，w交叉从较大值开始。
2011-11-16 astro-ph.CO
Constraining fuzzy dark matter with the 21-cm power spectrum from Cosmic Dawn and Reionization
Guangxi University（广西大学）；Tsinghua University（清华大学）
本研究通过模拟和预测，探讨了模糊暗物质对21厘米信号的影响，并评估了SKA1-Low对其参数的约束能力，发现天体物理过程与FDM效应存在简并。
2026-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early galaxy formation in warm dark matter cosmologies
我们提出了一个高红移（$z \geq 7$）星系形成的框架，跟踪他们的暗物质（DM）和重子组装在四个宇宙学：冷暗物质（CDM）和暖暗物质（WDM）与粒子质量的$m_x =$ 1.5，3和5 ${\rm keV}$。我们使用相同的天体物理参数调节恒星的形成和反馈，选择匹配不断变化的紫外线光度函数（UV LF）的当前观测。我们发现CDM和$m_x \geq 3 {\rm keV}$ WDM中的可观测星系（使用当前和即将到来的仪器）的组装导致相似的晕质光比（M/L），恒星质量密度（SMD）和UV LF。然而，在$1.5 {\rm keV}$ WDM模型中，对小尺度结构的抑制导致了一个明显的延迟和随后更快的恒星组装。因此，在$m_x \leq 2 {\rm keV}$ WDM宇宙学的星系大会的特点是：（一）缺乏小质量的晕托管微弱的星系;（二）年轻，更紫外线明亮的恒星人口，对于一个给定的恒星质量。较高的M/L比（效果ii）部分补偿了小质量晕的缺乏（效果i），使所得的紫外线LF更接近CDM比从简单的估计晕丰度。我们发现SMD的红移演化是对DM性质的一个强有力的探测。对于詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），积分到$M_{UV} =-16.5$的极限，SMD在$m_x = 1.5 {\rm keV}$ WDM中演化为$\log$（SMD）$\propto -0.63 (1+z)$，而在CDM中演化…
2015-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astrophysical implications of the Asymptotic Safety Scenario in Quantum Gravity
近年来，人们发现引力的高能行为可以由（无量纲）牛顿常数的紫外非高斯不动点来控制，因此它在高能时的行为是{ \it反屏蔽}。这一现象有几个天体物理学意义。特别是在这篇文章中，最近的工作重整化群改进的宇宙学的基础上的重整化群轨道的量子爱因斯坦引力与现实的参数值将进行审查。我们会争辩说，量子效应可以解释当前宇宙在无质量部分的全部熵，并引起暴胀膨胀阶段。此外，对黑洞蒸发的最终状态的预测是一个普朗克大小的残余物，它是在无限的时间形成的。
2009-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Using SPTpol, Planck 2015, and non-CMB data to constrain tilted spatially-flat and untilted non-flat $Λ$CDM, XCDM, and $ϕ$CDM dark energy inflation cosmologies
我们使用六个倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦暗能量宇宙学模型分析南极望远镜偏振（SPTpol）宇宙微波背景（CMB）数据，单独和结合普朗克2015 CMB数据和非CMB数据，即万神殿Ia型超新星的视星等，收集的重子声学振荡数据点，哈勃参数测量和增长率。虽然最适合普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学模型不能提供与SPTpol数据的良好拟合，但由于$χ^2$超过了预期值，考虑到不确定性，在每个模型中，SPTpol数据和普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学参数约束在很大程度上是相互一致的。当较小的角标度SPTpol数据单独与普朗克数据或与普朗克CMB和非CMB数据联合使用来约束非倾斜的非平坦模型时，空间闭合模型仍然优于其相应的平坦极限。当与普朗克数据结合使用时，非CMB数据（特别是来自六个实验的重子声学振荡测量）比SPTpol数据具有更大的约束力。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining dark matter-neutrino interactions with IceCube-170922A
天体物理学上的中微子从它们的源头经过星系团和我们银河系的暗物质晕，长距离地传播到地球。中微子与暗物质的相互作用可能会影响中微子的通量。最近对高能中微子IceCube-170922 A的多信使观测，在中微子能量为290 TeV时，给出了中微子与暗物质相互作用的稳定的$σ/M_{dm} \lesssim 5.1\times 10^{-23} {\rm cm}^2 /$ GeV上限，抑制率可达90%.结合CMB和LSS在不同中微子能量下的约束，我们可以约束暗物质-中微子相互作用的模型。
2019-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Observable Predictions for Massive-Neutrino Cosmologies with Model-Independent Dark Energy
我们研究了宇宙加速情形下的中微子质量和的界限，其中暗能量（DE）的状态方程$w(z)$是以模型无关的方式构造的，使用允许穿过幻影势垒$w(z)=-1$的主成分（PC）的基础。我们发现，额外的自由提供给$w(z)$意味着DE可以撤销在低红移的大质量中微子引起的背景膨胀的变化。这有两个重要的结果：（1）它导致中微子质量之和的上限（$M_ν < 0.33 - 0.55$ eV，95\%C. L.）显著增加;取决于数据集和PC的数量）相比，选择一个特定的参数化$w(z)$的研究;（2）它导致$\sim1σ$偏离$Λ$ CDM的光度距离和哈勃膨胀率在较高的红移（$z \gtrsim 2$），其中DE的贡献是次显性的，有很少的约束数据。因此，第二点意味着在低红移时，剪切功率谱和物质功率谱也存在可观察到的偏差，因为在整个宇宙时间内物质的聚集取决于膨胀率。这提供了一个令人信服的情况下，追求高$z$ BAO和SN测量作为一种方式，解开中微子和暗能量的影响。最后，我们发现给予暗能量分量的额外自由度具有相对于$Λ$ CDM降低$S_8$的效果。
2019-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes and their Mass Spectra: The Effects of Mergers and Accretion within Stasis Cosmologies
本文研究并合与吸积对原初黑洞质量谱的影响，发现吸积在宽谱情况下显著缩短或消除静态时期，从而约束静态宇宙学的出现。
2025-10-08 astro-ph.CO hep-ph
The Astrophysical Uncertainties Of Dark Matter Direct Detection Experiments
在暗物质直接探测实验中，研究了弹性、动量依赖和非弹性散射暗物质三种情况下天体物理不确定性对排斥限的影响。我们发现，不同的暗物质银河逃逸速度和太阳的圆周速度可以导致显着的变化，光（$\lesssim10$ GeV）的弹性和非弹性散射暗物质的排斥限制。我们还计算的限制，使用100个速度分布提取的通过Lactea II和GHALO N体模拟，并发现，麦克斯韦-玻尔兹曼分布具有相同的天体物理参数通常设置较少的约束限制。对于质量为$\gtrsim50$ GeV的天体物理参数和速度分布形式的变化，弹性和动量相关的极限仍然是稳健的。
2011-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the Initial Mass function in the Epoch of Reionization from Astrophysical and Cosmological data
利用JWST光度函数等多类数据构建半经验再电离模型，通过贝叶斯推断约束恒星初始质量函数，发现其斜率在-2.8至-2.3之间且小质量端受抑，并缓解了JWST大质量星系与标准宇宙学的矛盾。
2024-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
DGP and DGPish cosmologies from $f(Q)$ actions
在这项工作中，我们探索和测试新配方的宇宙学场景$f(Q)$理论。在这些设置中，非度量标量（$Q$）是重力的主要来源，弗里德曼方程被修改为考虑相关的自由度。这项工作的重点首先是推导，然后对两个这样的（新的）精确的宇宙学模型的理论和观测分析，他们都显示了一个非标准的行为，其中一个额外的参数编码非度量效应的行为在一个筛选的宇宙学常数的方式。其中一个新的背景演化与众所周知的DGP宇宙学模型相同，而另一个与前者相当相似，尽管它的起源纯粹是现象学的。我们使用马尔可夫链蒙特卡洛方法结合标准的统计技术进行观测天体物理测试依赖于背景数据，特别是这些是Ia型超新星光度和直接哈勃数据（从宇宙钟），随着宇宙微波背景位移和重子声学振荡数据。此外，我们计算一些宇宙学参数和其他鉴别器，目的是根据它们的理论和观测特征来完善我们对这些模型的了解，这使得我们可以更好地与（一致性）$Λ$ CDM设置进行比较。我们的结论是，这些情况下没有显示签名表明偏离$Λ$ CDM行为。
2021-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting $f(R,T)$ cosmologies
该研究综述$f(R,T)$宇宙学模型，推导最小耦合模型的约束关系并结合观测数据限定可行参数范围，同时指出非最小耦合情形无可行宇宙学、辐射成分存在异常相互作用，最终认为该理论无法作为暗能量的修正引力替代方案。
2024-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Constraining symmetron dark energy using atom interferometry
对称场是暗能量标量场最有希望的候选者之一。在所有可行的候选场论中，筛选机制的实现与现有的广义相对论的测试是一致的。屏蔽效应在量子理论中只对大块物体的薄外层有影响，在那里，在致密的材料中，场的对称性被恢复，并且不存在力。对于原子等点状颗粒，筛分的深度大于颗粒的尺寸，使得筛分机制无效，并且在原子测试颗粒上充分表现出微扰力。因此，使用原子干涉术的额外力测量比基于体质量的测量灵敏得多，并且确实对表征某些区域中的介子场的参数施加了最严格的约束。然而，在实验室测量和天体物理观测之间没有明确的直接联系，其中的约束在参数空间中相隔10个数量级。在本文中，我们提出了一个封闭形式的表达式为现实的原子实验的介子加速度。通过数值模拟的地面第五力实验，使用原子干涉验证的表达式。因此，我们显示的连接原子测量约束的天体物理的。我们还估计可达到的变色龙约束从以前提出的实验在空间中的变色龙理论的测试。原子对量子理论的约束将进一步提高数量级。
2019-11-01 astro-ph.CO physics.atom-ph
Constraining Millicharged dark matter with Gravitational positivity bounds
本文利用引力正性约束，结合宇宙学与天体物理观测上界，严格约束了具有无质量暗光子的毫电荷费米子暗物质模型参数空间，并发现当暗物质质量低于太阳核心温度时，大部分参数区域被排除。
2025-01-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Self-annihilating dark matter and the CMB: reionizing the Universe and constraining cross sections
我总结了最近的进展，在确定自湮灭的WIMP暗物质的重组历史的修改的影响，在时间早于天体物理对象的形成。根据质量和自湮灭截面，WIMP DM可以在z > 6处再现相当数量的总自由电子丰度;如已知的，这影响CMB温度和偏振相关谱，并且可以用于在粒子质量与截面平面中设置严格的边界。WMAP 5的数据已经强烈反对能够解释最近宇宙正电子和电子异常的DM湮灭的区域，而原则上普朗克任务有可能看到由该区域的候选者产生的信号，或者来自热湮灭截面<sv>=3e-26 cm 3/s和质量低于50 GeV的WIMP。
2009-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Cosmological Phase Transitions with Chinese Pulsar Timing Array Data Release 1
本文利用CPTA最新数据约束一阶宇宙学相变，发现其约束力度介于NANOGrav的12.5年与15年数据之间，并扩展至相变与超大质量双黑洞的混合场景，表明CPTA在探测基础物理方面具有巨大潜力。
2023-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift Space Distortions corner interacting Dark Energy
本文利用红移空间畸变测量等多种宇宙学数据约束相互作用暗能量模型，发现这些观测具有强约束力，使参数回归 $Λ$CDM 标准值，几乎排除了所研究的 IDE 模型。
2024-09-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraining interacting dark energy models with black hole superradiance
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学物理科学学院）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, & School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术学院、物理科学与技术学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）
本文提出利用黑洞超辐射作为新型天文探测手段，约束暗能量-暗物质相互作用模型，通过两种场景探讨DE-DM耦合强度限制，建立黑洞物理与宇宙学的新协同。
2026-04-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraining holographic inflation with WMAP
在最近提出的一类模型中，早期宇宙是强耦合的，并由三维、弱耦合、超重整化的量子场论全息地描述。这种情况下导致标量扰动的功率谱，不同于通常的经验LCDM形式和单场，慢卷膨胀的通用模型的预测。该谱的特征在于两个参数：振幅和与对偶理论的耦合常数相关的参数g。我们估计这些参数，使用WMAP和其他天体物理数据。我们计算贝叶斯证据的全息模型和标准的LCDM，并发现他们的差异并不显着，虽然LCDM提供了一个更好的适合的数据。然而，普朗克似乎将允许对这种全息场景进行明确的测试。
2011-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining dark energy with the integrated Sachs-Wolfe effect
利用ISW效应在有效场论框架下约束动力学暗能量，结合多种星系与CMB数据，将可行参数空间缩减约70%，结果与ΛCDM一致。
2024-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
