Scalar field deformations of Lambda-CDM cosmology
本文讨论了非相对论性物质和标量场$ϕ$,该场具有单调递减的势,并且与引力最小耦合.场方程被重新表述为一个三维动力系统上的一个扩展的紧凑的状态空间,补充宇宙图。动力系统分析提供了描述可能的渐近行为的全局动力学结果。它表明,一个应该施加\emph{global and asymptotic}的限制$λ=-V^{-1}\,dV/dϕ$获得可行的宇宙学模型,连续变形$Λ$ CDM宇宙学。特别是,我们介绍了一个正则化的逆幂律势作为一个简单的具体例子。
2015-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Kinematics of Milky Way Satellites in a Lambda Cold Dark Matter Universe
我们调查的subhalos的Lambda CDM星系晕是否有潜力与银河系卫星,特别是那些高质量的光度和运动学数据:天炉座,狮子座I,雕刻家,六分仪,船底座的观测属性一致。我们比较了球形模型与各向同性速度色散张量的观测,圆形平均星计数,视线速度色散曲线和视线速度分布。我们确定内的六个高分辨率的暗物质晕的宝瓶座项目的球平均电位结果非常适合每个五个星系的subhalos。特别是,我们简单的一个积分模型再现了内部区域的观测结果,证明这些数据与Lambda-CDM的预期完全一致,并且不需要核心暗物质分布。对于五颗卫星中的四颗,拟合需要适度尖化的{ \it恒星}密度剖面。然而,狮子座I的恒星计数数据确实需要恒星计数的核心分布。目前的数据表明,这五颗卫星可能由Lambda CDM subhalos承载,最大圆周速度在10至30公里/秒之间。
2010-03-22 astro-ph.CO
Lambda-CDM and the WMAP power spectrum beam profile sensitivity
我们首先讨论了WMAP CMB功率谱对系统误差的敏感性,通过从WMAP数据计算原始CMB功率谱。我们发现,功率谱是令人惊讶的敏感的WMAP辐射计波束轮廓,甚至在第一个声学峰值的位置上~1度尺度。虽然WMAP波束轮廓的核心在W处只有12.6arcmin的FWHM,但由于旁瓣的存在,波束有一个很长的幂律拖尾,即使在第一个峰值位置也会产生显著的影响。然后,我们测试的形式所使用的WMAP小组是基于木星的观测光束剖面。我们把在WMAP各波段观测到的射电源束剖面进行叠加,发现它们在Q、V、W上的剖面比木星的剖面宽。我们现在已经检查了这不是由于我们的样本中的任何爱丁顿或其他偏差,通过显示当射电源选择在1.4GHz时获得相同的结果,并且当我们的方法在模拟中使用时,我们的方法恢复了木星光束。最后,我们表明,在WMAP光束轮廓的不确定性允许的位置,以及第一个峰值的振幅被改变,以及如何这可以允许更简单的宇宙学比标准的λ-CDM,以适应CMB数据。
2010-06-07 astro-ph.CO
Dynamical models for the Sculptor dwarf spheroidal in a Lambda CDM universe
玉夫座矮球状星系包含两个不同的恒星星族:一个富含金属,另一个缺乏金属。几位作者认为,为了使这两个群体处于相同的引力势中,暗物质晕必须有一个类似于恒星计数剖面中观察到的核心。这就排除了仅由暗物质模拟的Lambda冷暗物质(Lambda-CDM)宇宙学模型预测的晕和次晕的尖状Navarro-Frenk-White(NFW)密度分布。我们提出了一个新的理论框架,以自洽的方式分析恒星计数和速度观测,该框架基于平衡球形系统分布函数的可分离模型f(E,J)=g(J)h(E)。我们使用这种机器来分析现有的光度和运动学数据的两个恒星星族在雕塑。我们发现,与以前的一些索赔,数据是一致的人口在NFW暗物质潜力与结构参数的范围内预期在λ-CDM的平衡。我们的解决方案给出了一个最大的圆速度为20和35公里/秒之间的雕塑。我们讨论了为什么以前的一些作者得出了不同的结论。
2016-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Origin of the Hubble Sequence in Lambda-CDM Cosmology
Galform半解析星系形成模型被用来探索机制主要负责在本地宇宙中看到的三种类型的星系:凸起,凸起+磁盘和磁盘,确定与视觉形态类型E,S 0/a-Sbc,和Sc-Scd,分别。通过选择适当的参数,Galform模型可以精确地再现观测到的按视觉形态分裂的星系的局部K_s带光度函数(LF)。成功的一组模型参数被用来填充千年模拟与940万个星系和它们的暗物质晕。由此产生的目录,然后用来探索星系的演变,通过宇宙历史。该模型的预测与最近的观测结果,包括星系合并率,恒星形成率和椭圆星系的看似反层次的演变。然而,该模型还预测了椭圆星系LF的显着演化,但没有观察到。这种差异提出了一种可能性,即使用颜色和形态标准选择的z~1星系样本可能被实际上不是椭圆星系的星系所污染。
2009-12-02 astro-ph.CO
Analytical solutions of accreting black holes immersed in a Lambda-CDM model
在Schwarzschild度规的测试流体模型中,考虑到两种流体的宇宙学演化,以封闭形式计算了嵌入在充满暗能量和冷暗物质的宇宙中黑洞质量的演化.结果准确地描述了吸积如何从物质主导的渐近切换到λ主导的制度。在早期,黑洞的质量由于暗物质的吸积而增加,而在后期,质量的增加随着暗能量的吸积而停止。因此,在这个简单的精确模型中,以前分析的非物理行为得到了改善。
2010-08-25 astro-ph.CO gr-qc
Predicting Merger-Induced Gas Motions in Lambda-CDM Galaxy Clusters
在分级结构形成模型中,星系团是通过一系列的合并和连续的质量吸积形成的,这产生了显着的随机气体运动,特别是在它们的外围,那里的物质正在积极地吸积。内部气体运动提供的非热压力影响了X射线发射的团内等离子体的热力学结构,并在X射线和Sunyaev-Zeldovich效应观测的物理解释中引入了偏差。然而,我们对星系团中气体运动的性质知之甚少。计划于2015年发射的ASTRO-H X射线飞行任务将配备一个热量计,能够测量星系团中速度低于100公里/秒的气体运动。在这项工作中,我们使用星系团形成的流体动力学模拟来预测Lambda-CDM模型中预期的合并引起的气体运动水平。我们发现,气体速度的色散是更大的质量集群,但表现出大的散射。我们发现,大的气体运动的系统形态上的干扰,而早期形成,放松的群体显示出较小的水平的气体运动。通过分析模拟的ASTRO-H观测的模拟集群,我们表明,这样的观测可以准确地测量气体速度分散到附近的放松星系团的郊区。另一方面,ASTRO-H对合并星系团的分析需要进行多成分光谱拟合,并通过测量个别子星系团内气体的特殊速度和速度分散,对星系团的子结构进行独特的研究。
2013-10-01 astro-ph.CO
AGNs as main contributors to the UV ionizing emissivity at high redshifts: predictions from a Lambda-CDM model with linked AGN/galaxy evolution
本文基于一个在CDM宇宙学方案下的星系形成和演化的半解析模型,研究了活动星系核对宇宙电离历史的贡献。该模型将黑洞的生长和随之而来的活动星系核活动与星系间的相互作用联系起来。在该模型中,我们已经包括了一个自洽的物理描述电离紫外光子逃逸,这是基于爆炸波模型的活动星系核反馈,我们在以前的论文中开发的各种红移和光度的活动星系核中的氢柱密度的分布解释,由于吸收的主机星系气体。该模型预测的活动星系核的紫外光度函数与观测结果吻合得很好,特别是在低和中等红移(z=3)。在较高的红移(z>5)下,模型倾向于高估微弱光度下的数据。在数据和模型中的关键偏差进行了讨论,以解释这种明显的差异。预测的氢光电离率作为红移的函数被发现是一致的,从观测得出的。所有这一切都表明,要重新考虑活动星系核作为宇宙电离历史主要驱动力的作用。
2012-06-13 astro-ph.CO
A dynamical systems study of the inhomogeneous Lambda-CDM model
我们考虑具有正的宇宙学常数$Λ$的球对称非均匀尘埃模型,由Lemaitre-Tolman-Bondi度规给出。这些配置提供了一个简单的,但有用的推广的Lambda-CDM模型描述冷暗物质(CDM)和一个Lambda项,这似乎适合目前的宇宙学观测。这些模型的动力学可以完全描述标量演化方程,可以给出一个适当的动力学系统的形式与4维相空间,其临界点和不变子空间进行检查和分类。各种配置的相空间演化的详细研究,通过两个2维子空间:一个投影到不变的齐次子空间与Lambda CDM解决方案与FLRW度量,和一个投影到一个子空间所产生的适当定义的波动,传达不均匀性的影响。我们研究的情况下,与永久的膨胀,弹跳和游荡的行为,以及配置与“混合”的运动模式,如在一个不断扩大的背景塌陷区。在所有情况下,相空间轨迹出现和收敛到稳定的过去和未来的吸引子在定性类似的方式,在FLRW限制的情况下。然而,我们可以确定在这两个投影的相空间中的各种定性功能缺席的FLRW限制,可以是有用的玩具模型的天体物理和宇宙学的不均匀性的建设。
2011-02-02 astro-ph.CO gr-qc
The other side of Bulge Formation in a Lambda-CDM cosmology: Bulgeless Galaxies in the Local Universe
我们研究的物理性质,形成的历史,和环境的星系没有一个显着的“经典”的球状组成部分,预测的半解析模型的星系形成和演化。这项工作是对De Lucia等人的分析的补充,(2011),在那里我们专注于在Lambda-CDM宇宙学中负责凸起组装的各种物理机制的相对贡献。我们发现,无球星系的比例是恒星质量的一个强递减函数:它们在M* > 10^12 Msun的星系中所占比例可以忽略不计,但在M* < 10^10 Msun时占主导地位。我们发现一个明确的二分法,在这个星系的人口,低质量的暗物质晕,和卫星星系的大规模集团/集群的中心星系之间。我们发现,无球星系是相对年轻的系统,它们的大部分质量聚集在低红移,但它们也可以容纳非常古老的恒星星族。由于星系星系合并被认为会导致形成一个球状组成部分,在我们的模型中,这些星系形成优先在低质量的晕,主机的卫星星系的数量很少。我们表明,所采用的星系合并模型是确定无凸星系的实际数量的一个关键因素。我们的结果表明,这些星系在理论模型中并不罕见:在z~0处,没有经典凸起的星系(但通常包括具有等效伪凸起的星系)占10^11 < M*/Msun < 10^12的星系的14%。
2011-05-11 astro-ph.CO
Inhomogeneous post-inflationary Lambda-CDM cosmology as a moduli space expansion
我们将大尺度晚期宇宙模型化为由宇宙学常数和完美尘埃流体驱动的Lambda-CDM宇宙学。我们的目标是找到新的解决方案,在物质和Lambda时代符合暴胀的初始条件,即在遥远的过去,在物质时代的宇宙学倾向于一个平坦的FLRW解决方案。我们确定的模量自由度,参数化的平坦的拉姆达尘埃FLRW的解决方案,然后促进这些模量缓慢变化的空间坐标的函数,并展示了如何解决爱因斯坦方程的同向梯度扩展,控制的宇宙学常数长度尺度。我们的初始条件确保了近似仍然处于物质时代的遥远过去和λ支配的遥远未来的控制之下。该解决方案是完全非微扰的度量变形的振幅,我们明确地构建它的四阶导数。一个未来以λ为主导的一般λ尘埃宇宙的特征是在未来共形边界上定义了一个3度规和一个应力张量(具有正迹)。具有暴胀初始条件的新宇宙学的特征仅在于边界3度规,应力张量完全根据该度规局部确定。
2010-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Beasts in Lambda-CDM Zoo
本文综述了最近天文学上在高红移z =(5 - 10)处发现的超大质量黑洞(类星体)、γ爆发、超新星和尘埃。早期宇宙如此密集的人口与其可能起源的传统机制不一致。来自当代宇宙的类似数据也与自然预期相冲突,也被考虑在内。提出了两种可能的机制,其中至少有一种可以潜在地解决所有这些问题。作为最后一个模型的副产品,可能会产生大量的宇宙学反物质。
2016-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Challenges for Lambda-CDM and MOND
Lambda-CDM宇宙学模型很好地描述了大尺度下的宇宙。然而,在我们的全球理解中仍然存在一些沉重的云,特别是在星系尺度上,我们在这里回顾。虽然其中一些云可能会通过对模型进行小的补偿性调整而消失,例如改变暗物质粒子的质量或更好地解释重子物理学,但其他云应该被视为强有力的迹象,表明暗区的物理学至少比目前假设的要丰富和复杂得多,而且我们对引力和动力学的理解也可能起作用。例如,经验上经过充分检验的星系MOND现象学,无论其最终解释如何,都应该在任何星系形成和动力学模型中得到理解。然而,目前Lambda-CDM的替代方案带来了许多未解决的问题和挑战。
2013-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy: is it `just' Einstein's Cosmological Constant Lambda?
宇宙学常数λ是爱因斯坦在1917年提出的一个概念,从那时起就以不同的变体和化身伴随着我们,包括更广泛的暗能量概念。目前的观测结果与λ值相一致,λ值相当于当前宇宙临界密度的70%。在过去的60亿年里,这导致了宇宙膨胀的加速,这一发现获得了2011年诺贝尔物理学奖。再加上宇宙的平坦性和30%的物质(5%重子物质和25%冷暗物质),这就形成了所谓的Lambda-CDM标准模型,它在大约30年的时间里经受住了许多观测测试。然而,目前有迹象表明,在λ清洁发展机制中,哈勃常数和块状因子的不同值存在不一致(“紧张”)。此外,暗能量的时间变化和与广义相对论的轻微偏差还没有被排除。几个大项目正在进行中,以进一步测试Lambda-CDM,并估计宇宙学参数到亚百分比水平。如果Lambda-CDM仍然是标准模型,那么球又回到了理论家的法庭上,解释Lambda的物理意义。拉姆达是宇宙几何的改变,还是真空的能量?又或者是某种不同的东西,体现了一种未知的更高层次的理论?
2020-09-21 astro-ph.CO physics.pop-ph
Cuspy No More: How Outflows Affect the Central Dark Matter and Baryon Distribution in Lambda CDM Galaxies
我们研究的内部暗物质(DM)的演化和重子密度分布的一个新的模拟场星系的样本使用完全宇宙学,Lambda CDM,高分辨率SPH + N体模拟。这些模拟包括明确的H2和金属冷却,恒星形成(SF)和超新星(SNe)驱动的气体流出。从高红移开始,爆发性SF之后的快速、重复的气体流出将能量转移到DM分量,并显着拉平了目前恒星质量在10^4.5 - 10^9.8 M太阳范围内的星系的原始“尖形”中心DM质量轮廓。在z=0时,我们星系DM密度剖面的中心斜率(在距离中心0.3 ~ 0.7千秒差距之间测量)与rhoDM propto r^alpha很好地拟合,其中alpha \simeq为-0.5 + 0.35 log_10(Mstar/10^8 Msolar),其中Mstar为星系的恒星质量,4 < log_10 Mstar < 9.4。这些值意味着DM配置文件平坦比DM-只有模拟和推断的东西和小东西调查的星系中的密切一致。只有在非常小的晕,其中z=0的恒星形成转化为恒星的原始重子丰度小于~ 0.03%,流出不平坦的原始尖形DM轮廓的半径解决了我们的模拟。在每个模拟星系的内部500 pc范围内测量的质量(DM和重子)在恒星质量的四个数量级上几乎保持不变,M星为10^9 Msolar。这一发现与对微弱的本星系群矮星和场星系的估计是一致的。这些结果解决了CDM模型所面临的突出问题之一,即尖锐的DM配…
2012-02-07 astro-ph.CO
The Lambda CDM-model in quantum field theory on curved spacetime and Dark Radiation
在宇宙学的标准模型中,宇宙被描述为罗伯逊-沃克时空,而它的物质/能量含量被描述为一个完美的流体,其中三个成分对应于物质/尘埃,辐射和宇宙学常数。另一方面,在粒子物理学中,物质和辐射是用闵可夫斯基时空上的量子场论来描述的。我们统一这些看似不同的理论框架,通过分析标准模型的宇宙学从第一原理内的量子场论弯曲的时空:假设宇宙是均匀的,各向同性的大尺度上,我们指定一类量子态的期望值的能量密度是定性和定量的标准完美流体形式的潜在修正。定性地,这些校正取决于标准Lambda CDM模型中不存在的新参数,并且可以解释例如暗辐射(N_eff>3.046)的现象,其具有明显偏离其他潜在暗辐射源(例如无菌中微子)的特征签名。量化,我们发现,我们的更基本的模型可以完美地匹配观测数据,这样我们就达到了一个自然的和基本的扩展的Lambda CDM模型。
2013-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Abell 2744: Too much substructure for Lambda CDM?
Jauzac等人(2016)在Abell 2744中发现的大质量子结构由于其数量和靠近星团中心而对冷暗物质范式提出了挑战。我们使用一个最大的N体模拟,千年XXL,调查的大样本的大量暗物质晕的子结构。考虑了一系列影响与观测结果比较的影响,扩展了Jauzac等人(2016)进行的初步评估。模拟中有数十个总质量与Abell 2744相当或大于Abell 2744的晕。然而,我们没有发现质量子结构(> 5 10^13 Msun)的数量和分布与阿贝尔2744的观测结果接近的晕。极值统计的应用表明,我们需要模拟至少十倍于千禧XXL体积的物质,才能找到一个内部结构与阿贝尔2744相似的暗物质晕。解释星系团中大质量子结构的分布是等级模型需要解决的一个新障碍,这一障碍不会因为对重子物理学的诉求或对暗物质粒子性质的不确定性而减弱。
2017-02-02 astro-ph.CO
Testing Lambda CDM cosmology at turnaround: where to look for violations of the bound?
在$Λ$ CDM宇宙学中,结构的形成在暗能量支配宇宙的质量/能量预算后不久就停止了。这种效应的一个表现是,在这样的宇宙学中,转向半径有一个上限。最近,一个新的,本地的,以宇宙学常数的形式存在的暗能量的测试提出了基于这个周转界限。在设计一个通过高精度测定质量和转向半径来挑战$Λ$ CDM宇宙学的实验之前,我们必须回答两个重要的问题:第一,当转向尺度结构被预测到足够接近它们的最大尺寸时,可以观察到可能的边界破坏。第二,这是最好的质量规模的目标,为可能违反的界限。使用Press-Schechter形式主义,我们发现转向结构在实践中已经停止形成,因此,结构的转向半径必须非常接近今天的最大值。我们还发现,质量规模的$\sim 10^{13} M_\odot$的特点转向结构,开始形成一个统计上重要的数字密度今天。这种质量尺度也区分了具有不同宇宙学演化的转向结构:较小的结构不再在转向尺度内重新调整其质量分布,它们从更高的值逐渐接近其最终丰度,并且它们足够常见,在某些时期,经历了与可比质量结构的重大合并;较大的结构表现出相反的行为。我们称之为过渡质量规模,我们认为这是最佳的上述目的。作为一个必然的结果,我们解释了不同的吸积行为的小和大的结构中观察到的已经进行了数值模拟。
2015-11-26 astro-ph.CO
Galaxy Properties from the Ultra-violet to the Far-Infrared: Lambda-CDM models confront observations
我们结合一个半解析模型的星系形成简单的分析配方描述的吸收和再发射的星光的尘埃在星际介质的星系。我们使用由此产生的模型来预测星系计数和光度函数从远紫外到亚毫米,从红移5到现在,并与广泛的汇编观测比较。我们发现,为了重现在高红移的休息紫外和光学光度函数,我们必须假设一个不断发展的归一化的尘埃-金属比,这意味着一个给定的热光度(或金属柱密度)的星系必须比他们当地的同行少熄灭。在我们的最佳拟合模型中,我们发现从静止框架1500埃到250微米的观测结果非常吻合。在较长的波长,最引人注目的是在亚毫米,我们的模型低估了一个很大的因素,明亮的星系的数量。该模型再现观察到的总红外光度函数相当不错。我们展示了不同的模型成分的结果,包括尘埃衰减配方,尘埃排放模板和宇宙学的各个方面。我们使用我们的模型来预测集成的河外背景光(EBL),并与观测动机的EBL模型和其他可用的观测约束进行比较。
2012-03-05 astro-ph.CO
Late time solutions for inhomogeneous Lambda-CDM cosmology, their characterization and observation
假设均匀各向同性的Lambda-CDM宇宙学允许从超新星等大尺度结构观测中推断出Lambda、空间曲率和暗物质密度。本文的目的是扩展这一点,允许观测测量或约束不均匀性和各向异性。我们得到的一般非均匀各向异性的Lambda-CDM的解决方案,这是局部渐近的扩展de Sitter的解决方案作为一个后期的时间扩展使用Starobinsky的方法(类似于“全息重整化”技术在AdS/CFT)连同一系列的recremation。暗物质被模拟为完美的尘埃流体。在扩展中的条款系统地描述非均匀和各向异性变形的扩展FLRW解决方案,并给出作为一个空间导数扩展的数据表征的解决方案-一个3度量和扰动的3度量。主导项描述了由宇宙学常数设定的尺度上的不均匀性和各向异性,近似于今天的视界尺度。展开式中的高阶项描述了较短的尺度变化。我们计算的光度距离红移的关系,并认为,与当前和未来的观测比较将允许部分重建的表征数据。我们还评论平滑这些解决方案注意到,几何流(如里奇流)的特征数据提供了一个典型的平均方法。
2010-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bullet Clusters in the MareNostrum Universe
我们估计预期的分布之间的暗物质和气体核心模拟集群的位移。我们使用MareNostrum宇宙,最大的非辐射,SPH Lambda CDM宇宙学模拟之一。我们发现,在质量大于10^{14} Msun的星系团中,预计有1%到2%的星系团会出现暗物质和气体之间的投影二维位移,等于或大于子弹星系团中观察到的位移。当乘以因子(1+z)^{-1/2}时,红移0<z<0.5之间的二维位移分布大致相同。我们的结论是,暗物质和气体之间的分离观察到的子弹状集群可以很容易地发现在一个Lambda CDM宇宙。此外,我们发现,位移分布是不是很敏感的功率谱的归一化。即将进行的调查可能会将这些暗物质和气体之间的位移测量扩展到数百个集群的大样本中,为Lambda CDM提供潜在的测试。
2010-10-04 astro-ph.CO
Catching the Cosmic Sign Flip: Background and Growth Tests of Smooth Sign Switching Lambda_s CDM
Center for AstroPhysical Surveys, National Center for Supercomputing Applications(国家超级计算应用中心天体物理调查中心);Department of Astronomy, University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文系)
研究利用DESI的BAO测量等数据,通过平滑双曲正切参数化推广符号切换宇宙学常数模型,来约束转变红移和平滑度参数,结果表明当前数据无法区分急剧与平滑转变,也不能直接约束中微子质量总和。
2026-07-09 astro-ph.CO
The offsets between galaxies and their dark matter in Lambda-CDM
我们使用“演化和组装的银河系及其环境”(EAGLE)套件的流体动力学宇宙学模拟测量恒星和星系的暗物质组件的中心之间的偏移。我们发现,绝大多数(>95%)的模拟星系显示的偏移小于重力软化长度的模拟(普卢默等效$ε= 700$ pc),无论是场星系和卫星星系团和集团。我们也没有发现暗物质沿着星系运动方向的系统性尾随或领先。偏移与从麦克斯韦分布中随机抽取的一致,其中$σ\leq 196$ pc。由于天体物理效应产生的$1.62^{+0.47}_{-0.49}$ kpc偏移最近在阿贝尔3827中观察到的没有可行的类似物,观测结果是在紧张局势与碰撞冷暗物质模型假设在我们的模拟。
2015-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Perturbations of the Lambda-CDM model in a dynamical systems perspective
$Λ$ CDM模型的观测成功和简单性,以及明确的解析扰动,为任何替代宇宙学设定了标准。因此,它可以作为一个比较的基础,并作为一个测试案例的方法,可以扩展和应用到其他宇宙学模型。在本文中,我们介绍动力系统和方法来描述线性标量和张量扰动的$Λ$ CDM模型,作为教学的例子,显示全球说明权力的动力系统的背景下,宇宙学扰动。我们还研究了剪切张量和外尔张量的渐近性质,并讨论了作为爱因斯坦场方程近似的微扰的有效性。此外,我们给出了一个新的线性增长率近似值$f(z) = \frac{d\ln δ}{d\ln a} = Ω^{\frac{6}{11}}_m - \frac{1}{70}(1-Ω_m)^{\frac{5}{2}}$,其中$z$是宇宙学红移值$Ω_m=Ω_m(z)$,而$a$是背景标度因子,并证明了它比文献中以前的结果要精确得多.
2019-09-20 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Distinguish the $f(T)$ model from $Λ$CDM model with Gravitational Wave observations
另外,无论是电磁(EM)观测还是引力波(GW)观测都不能有效区分$f(T)$模型和$Λ$ CDM模型。为了打破这种退化,我们模拟GW测量的基础上即将到来的观测设施,明确的爱因斯坦望远镜。将模拟得到的GW数据与Pantheon、H(z)、BAO和CMBR等实际EM数据进行交叉验证,结果表明两者具有较好的一致性。无论如何,EM数据本身具有$H_0$张力问题,正如我们将看到的,该张力问题在可区分问题中起着关键作用。结果表明,在$2σ$区域,GW $+$ BAO $+$ CMBR数据可以区分$f(T)$理论和$Λ$ CDM模型.
2021-08-12 astro-ph.CO
The Dominance of Metal-Rich Streams in Stellar Halos: A Comparison Between Substructure in M31 and Lambda-CDM Models
对仙女座星系(M31)进行的广泛的光度测量和光谱测量发现了遍布M31恒星晕的潮汐碎片特征。我们目前的恒星运动学和金属丰度领域确定的子结构,从我们正在进行的SPLASH调查的M31红巨星支星与DEIMOS摄谱仪的凯克II 10米望远镜。径向速度标准用于隔离运动学冷子结构的成员。的子结构被证明是富含金属的相对于其余的动态热恒星星族在字段中,他们被发现。我们计算的平均金属丰度和平均表面亮度的各种运动学组件在每个字段中,并表明,平均而言,较高的表面亮度功能往往是更丰富的金属比较低的表面亮度功能。通过在宇宙学背景下吸积恒星晕形成的模拟被用来说明所观察到的趋势可以解释为所观察到的矮星系质量-金属丰度关系的自然结果。一个显着的传播在金属丰度在给定的表面亮度的数据,我们表明,这是由于时间的影响,即在时间的变化,因为吸积的潮汐流的祖到主机晕。我们表明,在这个理论框架中的α-增强和潮汐流的表面亮度之间的关系是预期的,这是由不同的时间吸积的祖卫星到主机晕。因此,测量的α-富集,金属丰度,和潮汐碎片的表面亮度,可以用来重建亮度和时间的吸积到主机晕的潮汐流的祖先。
2009-08-07 astro-ph.CO
Current constraints on the cosmic growth history
我们目前的宇宙生长历史与最近的宇宙学数据的限制,允许偏离λ CDM可能会出现,如果宇宙加速是由于修改GR或不均匀的暗能量。我们结合措施的宇宙膨胀的历史,从1a型超新星,重子声学振荡和CMB,从最近的星系,CMB和弱透镜调查的结构增长的限制,以及ISW星系的互相关。从λ CDM的偏差参数化的泊松方程和两个牛顿势之间的关系的唯象修改。我们发现,在CMB形成时存在的修改通过它们对测量良好的CMB声峰的影响而受到严格约束。相比之下,对生长历史的后期修改的约束(如果修改与宇宙加速的开始有关,可能会出现这种情况)要弱得多,但在95%的置信水平下与Lambda CDM保持一致。对于这些后期的修改,我们发现,在大尺度和小尺度上的演化差异可以提供一个有趣的签名,通过它来搜索修改后的生长历史与未来的宽角度覆盖,大尺度结构调查。
2010-04-26 astro-ph.CO
Cosmological dynamics of viable f(R) theories of gravity
对广义相对论的Hu-Sawicki修正的动力学进行了完整的分析。特别是,完整的相空间的情况下,模型参数取为n=1,c1=1,几个稳定的deSitter平衡点连同一个不稳定的“类物质”点被确定。我们发现,如果宇宙学参数被选择采取他们的Lambda CDM值今天,这将导致在宇宙中,直到非常低的红移,是由一个状态方程参数等于t1/3,导致膨胀历史非常不同的Lambda CDM。我们证明,这个问题可以通过选择在高红移的λ CDM初始条件和积分方程到目前的一天来解决。
2015-10-31 astro-ph.CO gr-qc
The baryonic mass assembly of low-mass halos in a Lambda-CDM Universe
我们分析了在宇宙学数值模拟中在红移z = 0处发现的低质量晕(Mvir ~ 10^10.3 - 10^12.3 M_sun)的暗、气体和恒星质量组装历史。我们的研究结果表明,在一个给定的现代质量仓的晕,气体的重子分数维里半径内不随时间的变化显着,从~0.8的较小的晕到~0.5的最大的。大多数重子实际上并不位于星系中,而是位于晕内气体中;对于质量更大的晕,晕内气体与星系的质量比在所有红移z下都大致相同,但对于质量最小的晕,它随着z的增加而强烈增加。前一种晕中的晕内气体随着时间的推移而变热,在z = 0时占主导地位,而在后一种晕中,它在所有时期都是冷的。在我们的模拟中,多相ISM和热反馈模型在延迟低质量星系的恒星质量增长的方向工作。
2014-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological test with the QSO Hubble diagram
利用类星体紫外光和X射线光度之间的非线性关系,最近在红移0<z<6.5的范围内构造了一个哈勃图(HD)。Ia型SN HD已经提供了一个高精度的宇宙学模型测试,但事实上,类星体的分布远远超出了超新星的范围(z<1.8),原则上为我们提供了一个重要的补充诊断,它在z上的显著更大的杠杆作用可以对距离与红移的关系施加更严格的限制。因此,在本文中,我们对九个不同的宇宙学模型进行了独立的测试,其中六个是膨胀的,而三个是静态的。其中许多是不利的其他种类的观察(包括上述Ia型SNe)。我们希望研究QSO HD是否证实或拒绝这些早期的结论。我们发现其中的四个模型(Einstein-de Sitter宇宙、Milne宇宙、简单疲劳光的静态宇宙和等离子体疲劳光的静态宇宙)在>99% C. L.准稳态模型在>95% C.L.时被排除。剩下的四个模型(Lambda CDM/wCDM、R_h=ct宇宙、Friedmann开放宇宙和静态宇宙(线性哈勃定律))都通过了检验。然而,只有Lambda-CDM/wCDM和$R_{\rm h}=ct$也通过了Alcock-Paczynski(AP)测试。Lambda CDM/wCDM的优化参数为Omega_m=0.20^{+0.24}-0.20}和w_{de} =-1.2 ^{+1.6}-infinity}(暗能量状态方程)。结合AP试验,这些值变为Omega_m=0.3…
2016-02-22 astro-ph.CO
Discrimination between Lambda-CDM, quintessence, and modified gravity models using wide area surveys
在过去十年左右的时间里,对超新星、大尺度结构(LSS)和宇宙微波背景(CMB)的观测已经证实了所谓的暗能量的存在--这是宇宙加速膨胀的原因。他们还测量了它的密度以及其他宇宙学参数的值,根据协和$Λ$ CDM模型与百分之几的不确定性。下一代的调查应该允许约束这个模型更好的精度,或区分LCDM和替代模型,如修改后的重力和(相互作用)-quintessence模型。在这项工作中,我们参数化均匀和各向异性组件的物质密度的背景下,相互作用的暗能量模型的目标之间的区别f(R)修改的重力和它的概括,和相互作用的暗能量模型,我们还提出了一个唯象描述的能量动量守恒方程的粒子物理学的启发。它基于粒子/场之间最简单的相互作用是弹性散射和衰变的事实。这里提出的参数化的增长率仍然是一般的,可以用来约束其他相互作用。作为应用的一个例子,我们提出了一个数量级估计的精度测量这些参数使用欧几里得和普朗克调查数据,并留下一个更好的估计,以专门的工作。
2012-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Angular momentum evolution for galaxies in a Lambda-CDM scenario
星系形成在当前的宇宙学范式中是一个非常复杂的过程,其中流入,流出,相互作用和合并是常见的事件。这些过程可以重新分配重子的角动量含量。最近的观测结果表明,盘形成守恒角动量,而椭圆星系,虽然失去角动量,确定星系的特定角动量和恒星质量之间的相关性。这些观测结果提供了严格的限制,星系形成模型在一个层次聚类的情况下。我们的目的是分析特定的角动量含量的光盘和隆起组件作为维里质量,恒星质量和红移的函数。我们还估计了模拟星系的大小,并与观测结果进行了对比。我们使用宇宙流体动力学模拟,包括一个有效的,物理动机的超新星反馈,这是能够调节恒星形成的晕不同的质量。我们分析了宇宙学模拟中星系样本的形态和形成历史,通过对所分析的系统及其祖先进行膨胀盘分解。我们估计的角动量内容的恒星和气体盘,恒星的隆起和重子总数。与最近的观测结果相一致,我们模拟的星系有光盘和球状体组件的特定角动量内容确定与恒星和暗物质质量具有相同的斜率的相关性,虽然球状体组件偏移了一个固定的分数。节录。
2015-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the Possibility of Interacting Quintessence Model as an Alternative to the $Λ$CDM Model
本研究针对通用参数化的精质暗能量模型,分析四种相互作用形式下的模型表现,通过贝叶斯模型比较发现相互作用精质模型相比标准ΛCDM模型具有中等程度的观测支持证据,为暗能量模型提供了替代可能。
2023-07-22 astro-ph.CO
Technically natural dark energy from Lorentz breaking
我们构建了一个暗能量模型,它对宇宙加速有一个技术上自然的小贡献,即这个贡献在理论中没有得到其他尺度的修正。建议的加速机制一般出现在低能量极限的引力理论与违反洛伦兹不变性,包含一个导数耦合标量场θ。后者可能是全球对称性破缺的戈德斯通场。我们称之为Theta-CDM的模型是一个有效的有效场论,其截止值比普朗克尺度低几个数量级。此外,它可以在Horava引力的背景下紫外线完成。我们讨论了模型的观测预测。即使在没有宇宙学常数项的情况下,宇宙的膨胀历史也基本上与Lambda-CDM的膨胀历史没有区别。这两种理论之间的差异出现在宇宙学扰动的水平上。我们发现,在Theta-CDM的物质功率谱增强在subhorizon尺度相比,Lambda-CDM。这个性质可以用来区分Lambda-CDM模型与当前的宇宙学数据。
2012-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Looking beyond lambda
本文指出 ΛCDM 在解释多类宇宙学观测时面临张力,主张超越对 w=-1 的简单检验,结合新设施、新数据和暗能量工作组探索更复杂的暗 sector 物理。
2025-08-30 astro-ph.CO
Gauge-Invariant Tensor Perturbations Induced from Baryon-CDM Relative Velocity and the B-mode Polarization of the CMB
在二阶时,标量扰动可以对度规产生无迹和横向扰动,称为诱导引力波(IGW)。IGW的明显规范依赖性模糊了随机引力波信号的解释。为了阐明规范的依赖性,我们研究了IGW明显规范不变的标量扰动,即重子和冷暗物质之间的相对速度。从这个相对速度扰动出发,我们计算了无量纲引力波功率谱和相应的期望的宇宙微波背景B模偏振角功率谱。虽然这种影响小得无法观测,但计算表明了使用可观测量来消除规范模糊性的重要性,以及不传播引力波的张量扰动的可观测后果。
2021-11-08 astro-ph.CO
Controlled Tension Forecasting: Quantifying Cross-Probe Biases in $ω_0ω_a$CDM
Department of Physics, Institute for Basic Science, Sungkyunkwan University(成均馆大学物理系,基础科学研究院)
本文提出受控张力预测框架,用于量化跨探针偏差对暗能量参数的影响,以识别潜在的虚假动态暗能量信号。
2026-07-28 astro-ph.CO
Probing cosmic acceleration by strong gravitational lensing systems
近年来,人们利用Ia型超新星(SNe Ia)得到了一些关于宇宙加速的不同结论,但对内禀光度演化的假设却截然相反。本文利用强引力透镜系统来探测宇宙加速。由于强引力透镜理论已经确定,爱因斯坦半径由稳定的宇宙几何决定。我们利用152个强引力透镜系统,结合30个哈勃参数$H(z)$和11个重子声学振荡(BAO)测量,研究了两个宇宙学模型:$Λ$ CDM模型和幂律模型.贝叶斯证据的引入,使一对一的宇宙学模型之间的比较。基于平坦$Λ$ CDM的Bayes因子$\ln B$与幂律和$R_{h}=ct$模型的Bayes因子$\ln B$是$\ln B>5$,我们发现平坦$Λ$ CDM得到数据集组合的强支持.也就是说,一个加速宇宙学与非幂律膨胀是我们的计算首选。
2019-01-26 astro-ph.CO
Cosmology from gravitational lens time delays and Planck data
在平坦的λ-CDM宇宙学假设下,普朗克卫星最近的数据指向一个哈勃常数,这个常数与引力透镜时间延迟和局部距离阶梯测量的常数处于紧张状态。这种差异可能是由于某些测量中的未知系统不确定性造成的。更有趣的是--如果排除了系统论--解决张力将需要偏离平坦的Lambda-CDM宇宙学,例如引入适度的空间曲率,或者非平凡的暗能量状态方程。为了开始解决这些问题,我们在这里提出了一个分析的引力透镜RXJ 1131 -1231,是在一个特定的方面进行了改进:我们研究的系统误差的问题,由一个假设的透镜模型密度分布。我们使用更灵活的引力透镜模型与重子和暗物质的组件,并发现,精美的哈勃空间望远镜的图像与爱因斯坦环中的数千个强度像素和透镜的恒星速度色散包含足够的信息来约束这些更灵活的模型。对于单个系统,时延距离的总不确定度为6.6%。我们继续将我们改进的时延距离测量与WMAP 9和普朗克后验相结合。在一个开放的Lambda CDM模型中,RXJ 1131 -1231的数据与Planck的数据相结合支持一个平坦的宇宙,Omega_k = 0.00+0.01/-0.02(68%CI)。在平坦wCDM模型中,RXJ 1131 -1231和Planck的组合产生w = -1.52+0.19/-0.20(68%CI)。
2014-05-23 astro-ph.CO
CDM Accelerating Cosmology as an Alternative to LCDM model
在广义相对论框架下提出了一种新的仅由重子加冷暗物质驱动的加速宇宙学。在这个模型中,宇宙目前的加速阶段是由负压驱动的,描述了冷暗物质粒子的引力诱导粒子产生。这种情况下,只有一个自由参数和微分方程的比例因子的演变是完全相同的$Λ$ CDM模型。对于一个空间平坦的宇宙,如暴胀($Ω_{dm}+Ω_{baryon}=1$)所预测的那样,发现有效观测到的物质密度参数是$Ω_{meff} = 1- α$,其中$α$是指定CDM粒子产生速率的常数参数。基于Union数据(2008)的超新星检验需要$α\sim 0.71$,以使$Ω_{meff} \sim 0.29$独立于弱引力透镜、大尺度结构和其他补充观测。
2009-11-30 astro-ph.CO
The abundance of (not just) dark matter haloes
利用GIMIC计划的一对高分辨率宇宙学模拟,研究了Lambda CDM宇宙学中重子对结构和子结构丰度的影响。两个模拟都使用相同的初始条件,但是一个只包含暗物质,另一个也包含重子。我们发现,与纯暗物质模拟相比,气体压力、再电离、超新星反馈、剥离和截断吸积系统地降低了总质量和结构丰度,使其低于~10^12太阳质量。考虑到这一点,并采取适当的检测阈值降低了观测到的星系的丰度与最大圆周速度低于100公里/秒,显着减少报告之间的差异Lambda CDM和测量的HI速度函数的ALCAFA调查。我们还表明,恒星质量在10^5 ~ 10^7太阳质量之间的星系,其恒星质量与总质量的比值增加了约2倍,这是根据(次)晕质量函数与观测星系质量函数的丰度匹配推断出来的。此外,我们发现,低质量的subhaloes的一个重要部分是完全没有恒星。考虑到10^10太阳质量以下的暗晕的存在,进一步减少了可观测天体的丰度,并导致在10^9 - 10^10太阳质量的晕中星系的恒星与总质量比的推断增加了2 - 10倍。这在很大程度上调和的丰度匹配结果与个别矮星系的运动学在λ-CDM。我们提出了近似修正的对象的质量来自纯暗物质计算占重子效应。
2013-04-24 astro-ph.CO
Mergers in Lambda-CDM: Uncertainties in Theoretical Predictions and Interpretations of the Merger Rate
不同的方法导致预测星系合并率的数量级变化。我们研究并量化了主要的不确定性。不同的晕合并率和subhalo的“破坏”率同意在一个因素~2给予适当的照顾的定义。然而,如果(子)晕质量没有被适当地定义或分辨率不足,主要的合并率可以显着抑制。星系合并率的主要差异是由于重子物理学。没有反馈的流体动力学模拟和与观测到的星系质量函数不一致的旧模型在合并率中传播了5倍的偏差。然而,如果模型匹配的星系质量函数,中央星系的属性是足够收敛,合并率的差异很小。但是卫星重子物理的变化也有戏剧性的影响。在大多数半解析模型(SAM)中,卫星“过度淬火”的已知问题,即SAM卫星过于有效地剥离气体,可能导致低质量,富含气体的星系合并率的数量级低估。将卫星属性固定到观测值往往会预测更高的合并率,但具有因子2的经验不确定性。质量比定义的选择很重要:在低质量时,大多数真正的主要合并(在重子/动力学星系质量中)在恒星或光度质量比中看起来都是次要的合并。使用这些标准的观察和模型可能会低估主要的合并率的因素~5。轨道参数和气体分数也引入因子3的合并形成的隆起量的差异,即使是固定的质量比遇到。
2010-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mergers and Bulge Formation in Lambda-CDM: Which Mergers Matter?
我们使用一套半经验模型来预测星系合并率和贡献的合并质量,红移和质量比的函数隆起增长。该模型使用经验晕占领的限制,以确定合并,连同高分辨率的模拟,以量化合并与不同的属性有助于隆起人口。我们发现很好的协议与各种观测约束,并提供拟合函数的合并率和贡献的膨胀增长。我们得出了几个有力的结论。(1)主要的合并决定了L * 凸起和球状体质量密度的形成和组装,次要合并贡献约30%。(2)这与质量有关:在较低质量的系统中,凸起的形成主要是由更多的小合并所决定的。在较高的质量,凸起形成在L * 附近的主要合并,但随后组装在次要的合并。(3)次要/主要的贡献也是形态依赖的:较高的B/T系统形成在更多的主要合并,较低的B/T系统形成在原位从次要合并。(4)低质量的星系,富含气体,需要更多的主要合并,以达到相同的B/T作为高质量的系统。(5)绝对的合并率随着星系质量的增加而增加。(6)预测率同意与观察,但表明,一些形态选择的样品包括污染的小合并。(7)预测的速率与膨胀质量随宇宙时间的综合增长一致,但有2个因子的不确定性-一半的膨胀质量密度可能来自非合并。我们考虑了约1000种模型变化,并量化了由此产生的不确定性。关于主要/次要贡献的膨胀增长的结论是非常强大的,绝对合并率有系统的因素~2的不确定性。
2010-02-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Morphology of galaxies with quiescent recent assembly history in a Lambda-CDM universe
标准的星盘形成假设是气体冷却并流入暗物质晕的中心,保持特定的角动量。重大的合并已被证明能够破坏或高度扰动盘组件。最近,被吸积形成星系的物质的排列被指出是决定星系形态的关键因素。然而,在一个分层的情况下,星系形成是一个复杂的过程,结合这些过程和其他非线性的方式,使星系形态的起源仍然是完全理解。我们的目标是探索不同形态的星系形成历史的差异,但最近的合并历史,以确定哪些机制发挥了重要作用。我们分析了当小合并可以被认为是相关的,以确定星系形态。我们还分别研究了圆盘和中心球分量的比角动量含量。我们使用了宇宙学流体动力学模拟,其中包括一个有效的,物理动机的超新星反馈,能够调节不同质量的晕中的恒星形成。我们分析了宇宙学模拟的15个星系样本的形态和形成历史。我们对选定的星系和它们的祖先系统进行了椭球盘分解。合并系统的角动量方向以及它们的相对质量进行了估计,以分析所发挥的作用的方向和次要的合并在确定的形态。我们发现,光盘形成的特定的角动量守恒按照经典的光盘形成模型。恒星中心椭球体的比角动量与暗物质晕角动量相关,并决定幂律。删节
2014-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational energy as dark energy: Towards concordance cosmology without Lambda
我简要地概述了一个新的物理解释的平均宇宙学参数的非均匀宇宙与反反应。在局部几何形状和引力能量的变化之间的理想各向同性的观察员在绑定结构和各向同性的观察员在体积平均位置的空隙中起着至关重要的作用。模型宇宙与观测数据的吻合表明了一种新的和谐宇宙学的可能性,其中暗能量被揭示为对引力能量梯度的错误识别,当空洞在晚期增长时,引力能量梯度变得重要。
2009-12-29 astro-ph.CO gr-qc
Scalar-Induced Gravitational Waves in a $Λ$CDM Cosmology
我们重新考虑了在空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker时空中标量扰动引起的引力波,重点是物质和$Λ$主导的时代。在物质支配期间,亚视界模式不是自由的,并且通常应用的对张量扰动的导数的近似是有缺陷的。我们分析表明,这导致了显着高估的能量密度谱。此外,我们还证明了在存在宇宙学常数的情况下会出现规范依赖的非振荡张量扰动。作为对解析计算的补充,我们数值计算了类普朗克$Λ$ CDM宇宙学中相应的现今谱,发现在共形牛顿规范中物质与$Λ$支配之间的跃迁过程中出现了非振荡生长模.
2023-03-30 astro-ph.CO gr-qc
Testing a Dilaton Gravity Model using Nucleosynthesis
大爆炸核合成(BBN)是目前Lambda CDM宇宙学的最严格证据之一,也是宇宙微波背景(CMB)辐射的最严格证据。在这项工作中,我们的主要目的是提出我们的计算结果有关的原始丰度的轻元素,在高维稳态宇宙模型的背景下,在介子引力。结果表明,在某些情况下,轻元素(原始D,3 He,4 He,T,7 Li)的丰度存在显著差异,并根据天体物理观测结果,对一个特殊的强子引力模型和Lambda-CDM模型进行了比较.
2014-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supernova tests of the timescape cosmology
时间逃逸宇宙学被认为是暗能量均匀宇宙学的一个可行的替代方案。它实现了宇宙加速作为一个明显的效果,出现在校准平均宇宙学参数的空间曲率和引力能量梯度的存在下,随着不均匀性的增长,在后期时代的增长大。最近,Kwan,Francis和Lewis [arXiv:0902.4249]声称,与标准的Lambda CDM模型相比,时间逃逸模型对联盟和宪法超新星的汇编提供了相对较差的拟合。我们认为这一结论是超新星光变曲线拟合中的系统性问题,以及未能排除统计均匀性尺度z < 0.033以下的数据的结果。利用所有现有的超新星数据集(Gold 07,Union,Constitution,MLCS 17,MLCS 31,SDSS-II,CSP,Union 2),并在统计同质性尺度上进行切割,我们表明,SALT/SALT-II拟合器减少的数据提供了贝叶斯证据,有利于空间平坦的Lambda CDM模型,而不是时间逃逸模型,而用MLCS 2k 2拟合器减少的数据给出了贝叶斯证据,其有利于时间逃逸模型而不是Lambda CDM模型。我们讨论的问题的灭绝和变红的尘埃,和内在的颜色变化的超新星不相关的衰变时间,以及可能的影响,这些系统学将在一个场景中符合timescape模型。
2010-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Lensing Corrections in Flat LambdaCDM Cosmology
我们计算了在平坦的λ CDM宇宙学中行进的光线遇到完全凝聚质量区时的偏转角,其量级为(m/r_0)^2和m/r_0* λ r_0^2。我们使用瑞士奶酪模型的不均匀性,并发现最显着的爱因斯坦角的修正发生,而不是因为非线性项,而是因为凝聚质量是嵌入在一个背景宇宙学。瑞士奶酪模型预测的偏转角减少约2%的弱透镜星系后,丰富的集群A1689,并且对于z \approx 1处的类似富簇,减少可以高达~5%。由星系引起的弱透镜偏转角同样可以减少约4%。我们发现,最低阶的修正,其中λ出现是成比例的m/r_0* \sqrt{Lambda r_0^2},并可能导致多达0.02%的增加,通过一个丰富的集群光的偏转角。质量的最低阶非线性修正与m/r_0* \sqrt{m/r_0}成正比,对于星系的弱透镜效应,它能使偏转角增加~0.005%。
2010-06-16 astro-ph.CO gr-qc
Stress testing the dark energy equation of state imprint on supernova data
这项工作确定了基于Ia型超新星的标准Lambda-CDM分析可以识别与红移相关的暗能量状态方程w(z)形式的宇宙学常数的偏差的程度。我们引入并应用一种新的随机曲线生成器来模拟来自约束族的w(z)实例,这些约束族与宇宙学常数的区别越来越大。在产生了一系列对应于每个w(z)曲线的Ia型超新星的模拟目录之后,我们进行了标准的Lambda-CDM分析,以估计Ia型超新星的绝对星等、现今物质密度和状态方程参数的相应后验密度。使用后验密度之间的Kullback-Leibler发散作为差异度量,我们证明了标准Ia型超新星宇宙学分析对暗能量状态方程的广泛红移依赖性的敏感性有限。此外,我们报告说,较大的红移依赖偏离宇宙学常数不一定表现出与λ CDM模型的可检测的不兼容性。我们的研究结果表明,超越标准模型的物理可能只是隐藏在普通的视线。
2019-07-06 astro-ph.CO astro-ph.IM stat.AP
The MOND phenomenology
Lambda-CDM宇宙学模型成功地再现了关于大尺度宇宙的各种独立观测集。然而,这个模型目前,实际上在原则上,无法预测的引力场的星系,从它观察到的重子单独。事实上,引力场应该取决于粒子暗物质分布对重子物质分布的相对贡献,而它本身又取决于星系的个体组装历史和环境,包括许多复杂的反馈机制。然而,在过去的30年里,米尔格罗姆的公式,在MOND范式的核心,一直成功地预测单独从重子的旋转曲线,并已恢复到各种星系尺度上的观测测试。我们发现,少数个别星系的旋转曲线,已被声称是高度有问题的Milgrom的公式,如Holmberg II或NGC 3109的预测,实际上是假警报。我们认为,事实上,它实际上是可以预测的引力场的星系单独从重子提出了一个挑战,目前的Lambda CDM模型,并可能表明我们的引力和动力学的理解崩溃,和/或实际的拉格朗日暗扇区是非常不同的,比目前假设的更丰富。另一方面,很明显,任何替代方案也必须在大规模上复制Lambda-CDM模式的成功,该模式经过了充分的测试,其本身对任何此类替代方案提出了挑战。
2013-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on a $ϕ$CDM model from strong gravitational lensing and updated Hubble parameter measurements
我们用逆幂律势约束标量场暗能量模型,即,$V(ϕ)\propto ϕ^{-α}$($α>0$),从一组最近的宇宙学观测,通过汇编更新的样本哈勃参数测量,包括30个独立的数据点。我们的结果表明,更新后的样本的$H(z)$数据与HST先验的$H_0$的约束力强于SCP Union2和Union2.1编译。最近的一个强引力透镜系统的样本也被用来限制模型,即使结果并不显著。通过对强引力透镜数据与更严格的更新哈勃参数测量和SCP Union 2的Ia型超新星数据的联合分析表明,目前的观测仍然不能区分暗能量是一个与时间无关的宇宙学常数还是一个随时间变化的动力学分量。
2015-01-18 astro-ph.CO gr-qc
Angular Momentum and Vortex Formation in Bose-Einstein-Condensed Cold Dark Matter Haloes
粒子物理学标准模型的扩展预测了非常轻的玻色子,范围从QCD轴子的10 ^{-5} eV到超轻粒子的10 ^{-33} eV,这可能是宇宙中的冷暗物质(CDM)。如果是这样,它们的相空间密度必须足够高,以形成玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。BEC-CDM动力学的流体性质不同于标准的无碰撞CDM(sCDM),因此星系晕的观测可能会区分它们。sCDM在小尺度上的星系观测中存在问题,BEC-CDM可以在大范围的粒子质量m和自相互作用强度g下克服这些问题。对于半径为R、质量为M的星系尺度上的量子相干性,德布罗意波长λ_deB <~R,要求m>~m_H \cong 10 ^{-25}(R/100千秒差距)^{-1/2}(M/10 ^{1/2} M_solar)^{-1/2} eV,否则lambda_deB <<R,但自相互作用平衡重力,要求m>> m_H和g>> g_H \cong 2 x 10 ^{-64}(R/100 kpc)(M/10 ^{12} M_solar)^{-1} eV cm ^3。在这里,我们研究的角动量的影响,很大程度上被忽视。自旋参数λ \cong 0.05是由大尺度结构的潮汐扭矩,就像sCDM。由于实验室BEC如果旋转得足够快,就会产生量子涡旋,因此我们要问,这种角动量是否足以在BEC晕中形成涡旋,从而影响它们的结构,并产生潜在的可观察到的后果。最小角动量L_{QM} …
2012-02-28 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
Multi-Scale Perturbation Theory II: Solutions and Leading-Order Bispectrum in the $Λ$CDM Universe
双参数微扰理论(英语:Two-parameter perturbation theory,简称2 PPT)是一个包含小尺度非线性结构对宇宙大尺度性质的相对论引力效应的理论框架。本文利用2 PPT框架计算和研究了空间平坦$Λ$ CDM宇宙学中物质的双谱。这是通过运用牛顿微扰理论来模拟准非线性结构的引力场,然后将它们作为大尺度宇宙学扰动的源项来实现的。我们发现,我们的方法再现了一些预期的相对论效应从二阶宇宙学扰动理论,但不是全部。因此,这项工作提供了第一步部署的形式主义,可以同时模拟弱引力场的线性和非线性结构的现实模型的宇宙。
2021-08-24 astro-ph.CO gr-qc