Interacting quintessence cosmology from Noether symmetries: comparing theoretical predictions with observational data
本文在标量-张量引力下利用Noether对称性方法求解非平坦相互作用精质宇宙学模型，所得解可解释宇宙加速膨胀并与Pantheon超新星、伽马射线暴及哈勃参数观测数据相符。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessence and phantom cosmology with non-minimal derivative coupling
我们调查宇宙学的情况下，与非最小的衍生物之间的耦合的标量场和曲率，检查的精髓和幻影的情况下，零和恒定的电位。一般来说，我们发现宇宙从一个德西特解过渡到另一个，由耦合参数决定。此外，根据参数的选择，在不需要物质的情况下，我们可以得到一个大爆炸，一个没有开始的膨胀宇宙，一个宇宙学的转折，一个永远收缩的宇宙，一个大挤压，一个大撕裂的避免和一个宇宙学的反弹。这种行为的多样性揭示了当前场景的能力。
2010-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Noether symmetry of F(T) cosmology with quintessence and phantom scalar fields
本文研究了包含物质和暗能量的$F(T)$宇宙学的Noether对称性。在这个模型中，暗能量由一个具有势的正则标量场表示。考虑了暗能量的两种特殊情况，包括幻影能量和精粹。得到了两种暗能量模型的$F(T)\sim T^{3/4},$和标量势$V(ϕ)\simϕ^2$，并讨论了该模型的量子图像.一些天体物理的影响也进行了讨论。
2012-09-28 astro-ph.CO physics.gen-ph
Tachyonic (phantom) power-law cosmology
研究了含有尘埃物质的快子标量场驱动的晚期宇宙。宇宙膨胀模型采用幂律膨胀和后期的幻影幂律膨胀，即$z \lesssim 0.45$。采用WMAP 7及其组合数据对模型进行约束。对于精粹和快子情形，势的形式和场解是不同的。幂律宇宙学模型（由quintessence或tachyonic场驱动）预测的状态方程参数与观测值不匹配，因此幂律模型被排除在quintessence和tachyonic场之外。相反，幻影幂律模型预测的状态方程参数值与观测数据对quintessence和tachyonic两种情况，即$w_{ϕ, 0} = -1.49^{+11.64}_{-4.08}$（WMAP 7 +BAO+ $H_0$）和$ w_{ϕ, 0} = -1.51^{+3.89}_{-6.72} $（WMAP 7）都是一致的。体模幂律指数$β$必须小于约-6，使得$-2 < w_{ϕ, 0} < -1$。重建了幻影幂律速子势。我们发现，无量纲潜在的斜率变量$Γ$目前约为1.5。在极限$Ω_{{\rm m}, 0} \rightarrow 0$中，快子电位降至$V= V_0ϕ^{-2}$。
2013-11-09 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology With Axionic-quintessence Coupled with Dark Matter
我们研究了用轴子场与宇宙能量收支中的暗物质部分相耦合来解释晚时加速的可能性。轴子场起源于IIB型弦论的拉蒙-拉蒙扇区。我们研究宇宙的背景演化以及线性区域中物质微扰的增长。随后，我们使用的观测数据从Sn-Ia，BAO测量，测量的哈勃参数以及观测数据的增长的物质扰动来约束我们的模型。我们的结果表明，在现有的观测数据下，耦合轴子模型允许对宇宙学常数有较大的偏离。
2013-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$ω=-1$ crossing in quintessence models in Lyra's geometry
我们研究天琴座几何中引力扩展理论的精髓模型的宇宙学。通过分析天琴座几何中精粹标量与内禀位移场之间可能的相互作用，得到了四类精粹模型的修正Friedmann方程的封闭形式解.虽然几何位移场的存在保证了有效的状态方程$ω$的精髓位移混合物跨越宇宙学常数边界的可能性，在天琴座的几何与稳定的扰动模式的可靠的精髓方案仍然是那些在其中$-1 \leq ω\leq 1$。
2012-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Non-Canonical Dark Energy Parameter Evolution in a Canonical Quintessence Cosmology
本研究基于具有希格斯势形式的精质宇宙学模型，利用朗伯W函数给出暗能量参数演化的解析解，揭示大爆炸前后的宇宙演化特征，为大爆炸起源提供自然解释，为动力学宇宙研究提供参考。
2024-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical system analysis at background and perturbation levels: Quintessence in severe disadvantage comparing to $Λ$CDM
本文首次对$Λ$ CDM宇宙学和指数势的经典情形的背景方程和微扰方程进行了动力学系统分析。在前一种情况下，扰动并不改变背景方程的晚期吸引子的稳定性，系统仍然导致暗能量占主导地位的德西特解，已经从正确的暗物质时代与$γ\approx6/11$。然而，在quintessence的情况下，扰动的加入改变了背景演化的稳定性和性质，并且唯一的条件稳定点要么呈现出不受观测支持的指数增长的物质聚集，要么呈现出拉普拉斯不稳定性，因此在物理上不感兴趣。这一结果是与$Λ$ CDM范式相比，精粹宇宙学的一个严重缺点.
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of Cosmological Parameters and Fundamental Constants in a Flat Quintessence Cosmology: A Dynamical Alternative to ΛCDM
本文为平坦精质宇宙学（暗能量势为希格斯势）提供宇宙学参数与基本常数的精确解析演化模板（SCP模板），基于修正beta函数形式，旨在替代现有参数化方法，用于定量判断暗能量是否动态，并可作为动力学宇宙学的基准模板。
2023-05-16 astro-ph.CO
Bounce inflation in $f(T)$ Cosmology: A unified inflaton-quintessence field
在$f(T)$引力框架下研究了一个优美地退出Friedmann-Robertson-Walker（FRW）减速宇宙的反弹暴胀模型，其中$T$是远程平行中的挠率标量.我们研究了宇宙的热演化，该模型预测了一个超冷宇宙在预收缩阶段，这是一致的慢卷模型的要求，而它执行一个再加热期的收缩结束时的最高温度略低于大统一理论（GUT）的温度。然而，它与热大爆炸后期的辐射温度相匹配。由于有效引力扇区的状态方程表明，我们的宇宙是由远平行引力自加速的。我们假设物质分量是一个正则标量场。我们得到了由$f(T)$理论诱导的标量场势。该模型的功率谱几乎是尺度不变的。此外，我们表明，该模型统一的暴胀和quintessence领域在一个单一的模型。此外，我们重新审视了$f(T)$反弹宇宙学中的原始波动，以研究在预收缩阶段产生的波动。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The alternative scalar field dark sector of the Universe: Cosmological inflation, quintessence and ekpyrotic model in the framework of scalar-tensor cosmology
University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）
论文研究标量-张量宇宙学框架下暗区的标量场描述，涵盖暴胀有效场论、精质暗能量及火劫循环模型，并利用观测诊断和DESI数据探讨暗能量时间演化。
2026-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
PBH remnants as dark matter produced in thermal, matter and runaway-quintessence post-inflationary scenarios
本文研究了由大密度扰动产生的小型原始黑洞的宇宙学。迷你PBH在早期宇宙中迅速蒸发，我们假设留下了稳定的残余物。PBH残余物可以构成宇宙的整个暗物质，其残余质量范围很广。我们建立暴胀模型，在$α$ -吸引子的框架下，利用指数函数，其中PBH产生的物质，辐射和动能统治时代。这些暴胀模型的优点是光谱指数采用了普朗克2018年数据的有利值。从失控暴胀子模型产生的PBH具有独特的和非常有吸引力的功能，自动再加热宇宙。在这些模型中，PBH是在活化阶段产生的，它们的迅速蒸发有效地产生了所需的熵。这种失控模型是非常经济的，对早期宇宙宇宙学有着有趣的影响，也可能产生wCDM晚期宇宙学。
2019-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An improved model of redshift-space distortions around voids: application to quintessence dark energy
利用宇宙空洞来探测宇宙结构的增长率，从而探测暗能量的本质，在依赖于屏蔽机制的修正引力理论的背景下特别有趣。在这项工作中，我们改进了暗物质密度场中空洞周围的红移空间畸变的建模，从而减少了宇宙学参数推导中的系统误差。我们还展示了如何特定类型的空隙可以用来更好地探测的增长率，使用灵活的空隙探测器。我们应用我们的结果来测试一个典型类型的暗能量与LCDM模型，并发现一个很好的协议与基准宇宙学后，实施分析校正周围的空隙的径向速度分布。我们还概述了暗能量的特征印记周围的空隙的暗物质的速度分布。
2017-07-25 astro-ph.CO gr-qc
The quintessence field as a perfect cosmic fluid of constant pressure
研究了等价于非正压理想恒压流体的经典标量场的宇宙学。符合问题可以通过这样一个精粹状态方程来缓解，该方程在大红移处的零平台和红移接近零时的负一平台之间进行插值。精粹场既不是一个统一的暗物质，也不是宇宙学常数和冷暗物质的混合物，因为精粹密度对比在亚视界尺度上单调衰减，而精粹扰动的平方声速并不为零。这个精髓所扮演的角色是动态的暗能量。尽管这种聚集效应会发生剧烈的衰减，但它在早期阶段会显著影响非相对论物质密度扰动的增长速率。
2013-04-21 astro-ph.CO
KiDS-1000 Cosmology: machine learning -- accelerated constraints on Interacting Dark Energy with COSMOPOWER
我们从Kilo-Degree Survey和$\it{Planck}$ 2018宇宙微波背景数据的公共$\sim$ 1000 deg $^2$宇宙剪切测量中获得了对具有纯动量交换的耦合精粹模型的约束。我们将此模型与$Λ$ CDM进行了比较，发现了相似的$χ^2$和对数证据值。我们加速参数估计源宇宙功率谱的神经网络仿真器COSMOPOWER。我们强调这种基于仿真器的方法，以减少未来类似的分析，特别是从第四阶段调查的计算运行时间的必要性。作为一个例子，我们提出了MCMC预测相同的耦合的精粹模型的$\it{Euclid}$类调查，揭示耦合的精粹参数和重子反馈和内在的对齐参数之间的简并，但也突出了约束功率第四阶段调查将实现大幅增加。使用COSMOPOWER可以在几个小时内获得轮廓，而使用玻尔兹曼代码则需要几个月。
2022-02-24 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Scalar Field Dominated Cosmology with Woods-Saxon Like Potential
本文提出类Woods-Saxon势的精质标量场模型解释晚期宇宙加速，经超新星与哈勃数据约束，其参数与Planck结果吻合且具有稳定吸引子。
2024-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Spherical collapse in coupled quintessence with a $Λ$CDM background
在这项工作中，我们研究的增长的冷暗物质密度扰动的非线性制度上的共形耦合的quintessence模型，其中的背景设计模仿$Λ$ CDM宇宙学。分析了过密区域的球形坍缩。我们强调的作用，耦合的整体动力学，跟踪整个宇宙历史的密度对比度的演变和计算微扰参数，如临界密度对比度。我们发现，耦合的影响，延迟的崩溃，由于缓慢增长的物质微扰。我们接着使用Press-Schechter和Sheth-Tormen质量函数计算簇数计数。在这两种情况下，暗能量场和暗物质之间的能量转移抑制了低红移物体的数量，并增加了高红移物体的数量。最后，我们计算了未来eROSITA任务和当前南极望远镜调查的预期集群数量计数。
2020-01-02 astro-ph.CO gr-qc
Hydrodynamical simulations of coupled and uncoupled quintessence models I: Halo properties and the cosmic web
我们提出了一系列的绝热流体动力学模拟的几个quintessence模型（包括一个自由和相互作用的标量场）的结果相比，一个标准的\LCDM \宇宙学。对于每一个，我们使用$2\times1024^3$粒子在一个$250$ \hMpc \周期盒假设WMAP 7宇宙学。在这项工作中，我们专注于$z=0$宇宙网络中的晕的属性。根据速度剪切张量的特征值，该网络被分为\emph{voids}，\emph{sheets}，\emph{filaments}和\emph{knots}，这是一个很好的代理底层的过密度分布。我们发现，根据其周围环境分类的对象的属性显示了对基本宇宙学的实质性依赖;例如，当考虑完整的晕圈样本时，虽然$V_{\rm max}$显示不同模型之间的平均偏差为$\approx5$ %，但是比较根据其环境分类的对象，偏差的大小可以大到$20$的百分之。我们还发现，晕自旋参数正相关的耦合，而晕浓度表现出相反的行为。此外，在研究不同环境下的浓度-质量关系时，我们发现在所有的宇宙学中，低密度区域具有较大的归一化和较浅的斜率。虽然发现这种行为是所有模型的特征，但最佳拟合关系的差异在（耦合）暗能量中得到增强，从而为这类模型提供了更清晰的预测。
2014-01-20 astro-ph.CO
Interacting Tsallis agegraphic dark energy in DGP Braneworld Cosmology
本文研究了DGP膜世界方案中含有暗能量与暗物质相互作用项的Tsallis年龄图暗能量。为此，我们假设一些初始条件，以获得暗能量密度，减速，暗能量EoS和总EoS参数。然后，我们分析了状态参数，$ω'{}_{DE}-ω_{DE}$图，和经典的稳定性特征的模型。结果表明，减速参数提供了从减速阶段到加速阶段的相变。$ω_{DE}$图显示的是幻象行为，而$ω_{tot}$图则显示了宇宙演化过程中的精华和幻象。在图表之后，Statefinder分析显示了过去和现在模型的精髓行为。然而，在随后的时代，它趋向于$ΛCDM$。$ω'{}_{DE}-ω_{DE}$图根据时期类型和$b^{2}$、$δ$和$m$的不同值指示解冻或冻结区域。通过声速的平方，我们可以看到，对于选定的$b^{2}$、$δ$和$m$值，模型在过去是稳定的，在当前时间是稳定的或不稳定的，在未来是不稳定的。为了测试这个模型，我们使用了最近的哈勃数据。我们还采用赤池信息准则（AIC）和贝叶斯信息准则（BIC）来比较模型与$ΛCDM$作为参考模型。此外，我们使用$H-z$图测试模型，我们看到了未来时间的转折点。从$ω_{tot}$图的最佳拟合值得到的结果强调了宇宙在当前时间处于精华区域。它将进入幻象阶段，然后在未来接近$Λ$状态。但是，$ω_{DE}$始终停留在体模区域。这种模式在当今进步的时代是不稳定的。
2022-03-01 astro-ph.CO gr-qc
Interacting quintessence from a variational approach Part I: algebraic couplings
我们提出了一种新的方法来建立模型的精髓与暗物质或重子物质相互作用。我们使用相对论流体的变分方法，实现在拉格朗日水平上的物质场的有效描述。通过考虑一个混合动力学自由度的单一函数，直接在作用中引入耦合。由此产生的引力场方程是通过对自变量的变分而导出的。新的有趣的现象学可以在小尺度上获得，在小尺度上可以实现标量场的新屏蔽机制，在大尺度上可以找到一个原始的和丰富的相互作用的精髓模型。其中两个模型的背景宇宙学的详细研究使用动力系统技术。我们发现了各种有趣的结果：例如，这些模型包含暗能量主导的晚时间吸引子和标度解，都与早期的时间物质主导的时代和可能的暴胀起源。总的来说，这种新的方法为未来深入研究新的相互作用的精髓模型提供了起点。
2015-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology with Mimetic Matter
我们认为最近提出的模仿暗物质的最小扩展，并表明，通过引入一个潜在的模仿非动力学标量场，我们可以模仿几乎任何正常物质的引力特性。特别是拟物质可以提供暴胀子、精华，甚至可以导致一个跳跃的非奇异宇宙。我们还研究了由于模拟物质引起的宇宙学扰动的行为。我们证明了简单的拟暴胀可以产生红倾斜标量扰动，这在很大程度上增强了重力波。
2014-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting quintessence from a variational approach Part II: derivative couplings
我们考虑一个原始的变分方法，用于建立新的模型的精髓与暗物质或重子物质相互作用。耦合引入拉格朗日水平使用相对论流体的变分制剂，其中的相互作用项一般取决于动力学自由度的理论和它们的时空导数。从作用量导出场方程后，我们考虑在宇宙学中的应用。两个简单的模型进行了研究，使用动力系统技术显示在这个框架中产生的有趣的现象。我们发现这些模型包含了暗能量主导的晚期吸引子和早期物质主导的时期，并且还得到了一个可能的动力学穿越幻影势垒。这里提出的公式和结果完成并扩展了在本工作的第一部分中暴露的分析，其中只考虑代数耦合，没有时空导数。
2015-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational constraints on varying neutrino-mass cosmology
我们考虑了精髓的一般模型，并研究了质量与场相关的大质量中微子物质对物质功率谱的影响。在最小耦合中微子物质的情况下，我们研究了跟踪模型与逆幂律和双指数势的效果。我们提出了详细的调查与陡峭的指数势，非最小耦合到大量的中微子物质的标度场，我们从观测数据中得到依赖于场的中微子质量的约束。
2016-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lorentz Invariance Violation induced time delays in GRBs in different cosmological models
洛伦兹不变性破坏（LIV）表现为标准相对论色散关系的能量相关修正，近年来引起了人们的广泛关注。Ellis等人先前研究了伽马射线暴样本中不同能带中的能量依赖时间偏移，并假设标准宇宙学模型，他们发现了一个弱的LIV时间延迟红移依赖性的迹象。超越了$Λ$ CDM宇宙学，我们扩展了这一分析，同时考虑了暗能量的四种替代模型（具有常数和变量状态方程的精髓，Chaubergin气体和膜世界宇宙学）。事实证明，Ellis等人注意到的效应也存在于这些模型中，并且对于具有可变状态方程的精华来说是最强的。
2010-08-16 astro-ph.CO
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述，即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟，讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕，晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现，在所有宇宙学中，对于一系列红移，晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域，避免晕自旋的非线性干扰，但非常相似的宇宙学之间的排列趋势，这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现，在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来，这样的发现可以提供线索，将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说，晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 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
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
High-redshift star formation rate up to z~8.3 derived from gamma-ray bursts and influence of background cosmology
高红移恒星形成率（SFR）即使用现代方法也很难直接测量。长持续时间的伽马射线暴（GRB）由于其高亮度，可以在可见宇宙的边缘被探测到。长伽马射线暴的Eksar模型表明，它们可以追踪恒星形成的历史。因此，长伽马射线暴可能是测量高红移SFR的有用工具。观测表明，长伽马射线暴更倾向于在低金属含量的环境中形成。在不同的背景宇宙学模型（包括$Λ$ CDM、quintessence、quintessence with a time-varying equation of state和brane-world model）下，研究了追踪恒星形成历史和宇宙金属丰度演化的Swift伽玛暴的高红移SFR（z~8.3）。我们使用最新的Swift伽玛暴，包括两个最高的$z$伽玛暴，$z=6.7$的GRB 080913和$z=8.3$的GRB 090423。我们发现，在$z>4$的SFR表现出陡峭的衰减与$\sim -5.0$在$Λ$ CDM的斜率。在其他三个模型中，高红移SFR与$Λ$ CDM模型略有不同，也表现出陡峭的衰减。
2010-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
