The Classical and Loop Quantum Cosmology Phase Space of Interacting Dark Energy and Superfluid Dark Matter
本文详细研究了由两种耦合流体组成的宇宙学系统的相空间，即暗能量流体与超流暗物质流体的耦合。假设暗物质流体具有超流状态方程，因此它不是无压的，我们的目标是找到这种非平凡状态方程对耦合系统相空间的影响。我们将使用两个理论背景，即经典宇宙学和圈量子宇宙学。在经典的情况下，我们研究了不动点的存在性和稳定性，正如我们将要展示的，没有德西特不动点发生，但是物质和辐射支配不动点发生，这是双曲的和不稳定的。我们还表明，存在有限的初始条件，奇异的解决方案发生在相空间。关于圈量子宇宙学的情况下，我们证明了稳定的德西特不动点存在，对于一些值的自由参数的理论，有趣的是，对于相同的值，奇异的解决方案对应的一般组的初始条件发生。据我们所知，这种特征在圈量子宇宙学框架中并不经常发生。我们还表明，非奇异的解决方案对应的一组一般的初始条件发生，但这些发生时，暗物质超流体具有负压，所以它是一个相当物理上没有吸引力的情况。
2019-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting viscous entropy-corrected holographic scalar field models of dark energy with time-varying G in modified FRW cosmology
本文在修正的FRW宇宙学框架下研究了熵修正的全息暗能量（HDE）模型。我们考虑一个充满粘性熵修正的HDE（ECHDE）与暗物质相互作用的非平坦宇宙。我们还考虑了变引力常量G的情况。我们得到了相互作用粘性ECHDE的状态方程和减速参数。此外，我们还根据时变G的相互作用粘性ECHDE模型的演化行为，重建了quintessence、tachyon、K-essence和Tachyon标量场模型的势和动力学。
2011-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards physical cosmology: geometrical interpretation of Dark Energy, Dark Matter and Inflation without fundamental sources
我们概述了构建一个物理的，完全相对论性的宇宙学的关键步骤，我们的目标是跟踪暗能量和暗物质回到空间的物理性质。不均匀性对宇宙有效演化历史的影响被编码在反作用项中，并通过空间平均几何不变量表示。这些是不存在的，并解释为失踪的黑暗基本来源在标准模型。在非均匀情况下，它们可以被解释为一个新兴的标量场（形态子）的能量。这些平均不变量消失的同质几何，其中的变形子是在一个不稳定的平衡态。如果这种状态被扰动，变形子可以作为早期宇宙中的经典暴胀子，其不平衡的能量可以模拟晚期宇宙中的暗源，根据空间尺度分别作为暗能量或暗物质。我们提出了一系列定性结论性的论点，并概述了与观测解释有关的定量性质的开放性问题。
2010-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy Cosmology with the Alternative Cosmic Microwave Background Data
最近，在Liu和Li（L&L）的一系列工作中，他们声称在原始原始WMAP时序数据（TOD）中，航天器姿态和辐射计输出时间戳之间存在$-25.6\,$ ms的时序偏差。L&L重新处理了WMAP的数据，而上述的时间延迟已经被纠正，他们获得了一个替代的CMB地图，其中四极下降到接近零。在目前的工作中，我们试图看到的含义，暗能量宇宙学，如果L&L是正确的。虽然L&L声称WMAP管道中有一个错误，导致显着不同的宇宙学参数，一个有趣的问题自然出现，即，如何鲁棒性是目前的暗能量宇宙学相对于系统误差和错误？因此，在这项工作中，我们采用替代的CMB数据的L&L作为一个稻草人研究的稳健性的暗能量预测。
2011-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modern Cosmology: Assumptions and Limits
物理宇宙学试图通过它的起源和演化来理解整个宇宙。宇宙学中的观测和实验情况不允许我们纯粹根据经验方法进行。我们研究在什么意义上我们的宇宙学假设实际上已经形成了我们目前的宇宙学世界观，随之而来的不可避免的限制。宇宙学和其他科学和知识的分支一样，是人类想象的产物，反映了当时流行的信仰体系。这个争论中的问题值得进一步的哲学讨论。用怀特海的话来说，“哲学，在其功能之一，是宇宙学的批评家”。（Whitehead，1925）
2012-06-25 astro-ph.CO gr-qc physics.hist-ph
Machian gravity and a cosmology without dark matter and dark energy
宇宙学的标准模型基于广义相对论，要求宇宙95%以上由暗物质和暗能量组成，迄今为止还没有直接的观测证据。这些暗成分的概念基础是基于引力场的强度和物质密度之间的固定关系。过去提出了替代模型来解释宇宙中没有暗成分的观测结果。虽然他们有自己的优点和缺点。本文提出了一个新的基于马赫原理的宇宙学模型。它提供了一个类似于标准宇宙学模型的宇宙学，没有任何特殊的暗物质或暗能量。我们表明，该理论自然地提供了一些几何条款，表现得像暗物质和暗能量和暗辐射。暗辐射的存在为宇宙学提供了新的观测特征。结果表明，该理论得到了大爆炸核合成和宇宙微波背景观测数据的支持，并对宇宙中过量的有效中微子种类和较高的氦质量分数提供了解释.我们还使用Planck+WP数据计算了我们模型的最佳拟合宇宙学参数。
2015-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Renormalization group approaches to Quantum Gravity and Tensions in Modern Cosmology
本文基于量子引力的渐近安全框架，探讨牛顿常数与宇宙学常数随系统能量密度变化的唯象特征，分析了该跑动耦合现象对SNIa光曲线距离测量及强、弱引力透镜测量的天体物理与宇宙学影响。
2024-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Spectre of Underdetermination in Modern Cosmology
本文结合近几十年宇宙学进展，重新审视20世纪50年代关于其科学地位的辩论，分析其向现代物理学基石的转变，指出奇异能量成分微观本质的永久性不确定性是当前深层挑战，并探讨未来解决该问题的前景。
2025-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonflat time-variable dark energy cosmology
将时变暗能量标量场$Φ$模型（$Φ$ CDM）推广到非平坦空间.我们表明，即使在空间曲率占主导地位的时代的标量场的解决方案是一个依赖于时间的不动点或吸引子，标量场的能量密度的增长相对于空间曲率的能量密度。这是第一个在非平坦几何中物理上一致和完整的动态暗能量模型的例子。
2013-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
MOND cosmology from entropic force
我们利用熵引力方法导出了在星系尺度上与原MOND唯一对应的MOND宇宙学。它继承了MOND的主要优点，即它将重子物质和非重子暗物质还原为重子物质。我们首次获得了MOND中的临界参数，即，在宇宙尺度上的跃迁加速度$a_c$。因此，我们解决了长期存在的重合问题$a_c\sim cH_{0}$。更有趣的是，像年龄图形暗能量这样的术语自然出现了。在这个MOND宇宙学框架中，我们只需要重子物质来描述标准宇宙学中的暗物质和暗能量。
2012-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Search for sterile neutrinos in holographic dark energy cosmology: Reconciling Planck observation with the local measurement of the Hubble constant
我们利用最新的观测数据在全息暗能量宇宙学中寻找不育中微子。为了进行分析，我们使用了当前的宇宙学观测，包括宇宙微波背景温度功率谱数据从普朗克任务，重子声学振荡测量，Ia型超新星数据，红移空间畸变测量，剪切弱透镜观测数据，普朗克透镜测量，以及最新的直接测量$H_0$。结果表明，与$Λ$ CDM宇宙学相比，含无菌中微子的全息暗能量宇宙学能更好地缓解普朗克观测与直接测量$H_0$之间的紧张关系.一旦我们将$H_0$测量纳入整体拟合中，我们发现可以给出全息暗能量宇宙学中存在无菌中微子的暗示。在全数据组合的约束下，我们得到了$N_{\rm eff}= 3.76\pm0.26$和$m_{ν,\rm sterile}^{\rm eff}< 0.215\,\rm eV$，表明在全息暗能量宇宙学中对$ΔN_{\rm eff}>0$的探测是在$2.75σ$水平上进行的，目前的观测更倾向于无质量或很轻的无菌中微子.
2017-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Focused Review of Quintom Cosmology: From Quintom Dark Energy to Quintom Bounce
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Key Laboratory for Research in Galaxies and Cosmology, School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学院星系与宇宙学重点实验室，中国科学技术大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Theoretical Physics Division, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所理论物理部）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）
本文回顾了 Quintom 宇宙学，重点讨论了 Quintom 跳跃和循环宇宙，探讨了动态黑暗能量理论及其在宇宙学中的应用。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy and Cosmology
理解宇宙加速的可能理论解释空间是现代宇宙学的一个核心挑战。这份简短的文件概述了解决这一问题的方法的选定方面，重点是对广义相对论的修改可能是加速的原因，正如在ICHEP 2012会议上的全体会议上所提出的那样。
2012-12-27 astro-ph.CO gr-qc
Round Table Discussion at the Workshop "New Directions in Modern Cosmology"
由Theo Nieuwenhuizen，Rudy Schild，Francesco Sylos Labini和Ruth Durrer组织的“现代宇宙学的新方向”研讨会于2010年9月27日至10月1日在荷兰莱顿的洛伦兹中心举行。最后一次圆桌讨论会由Theo Nieuwenhuizen和Rudy Schild主持。这些科目是：0）数据传播; 1）反作用; 2）$N$ -体模拟; 3）中微子作为暗物质; 4）引力流体力学; 5）非均匀宇宙中重子的缺失和透镜效应; 6）最后几点。
2011-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Interacting Holographic Generalized Chaplygin Gas in compact Kaluza-Klein cosmology
在紧致Kaluza-Klein宇宙学框架下研究了相互作用广义Chaubergin气体模型的全息暗能量对应。得到了修正的全息暗能量和状态方程参数的演化，利用密度参数的现有观测值，形成了容纳暗能量的稳定组态。我们注意到暗能量和幻影场之间的联系，并表明暗能量可能是从过去的幻影状态演变而来的。
2013-03-11 astro-ph.CO gr-qc
Challenges in Cosmology from the Big Bang to Dark Energy, Dark Matter and Galaxy Formation
我回顾了大爆炸宇宙学的现状，重点是暗物质，暗能量和星系形成的当前问题。这些主题激发了实验宇宙学的许多当前目标，其范围从针对暗能量和暗物质的性质到探测第一批恒星和星系的时代。
2016-12-20 astro-ph.CO
Scalar overproduction in standard cosmology and predictivity of non-thermal dark matter
稳定标量在早期宇宙中可以大量产生，即使它们与其他场没有耦合。我们研究生产的标量期间和之后（高规模）的通货膨胀，并获得强有力的限制其质量规模。量子引力诱导的普朗克抑制算符对暗遗迹的丰度有重要影响。除非相应的威尔逊系数非常小，否则它们通常会导致暗态的过度产生。在没有量子引力理论的情况下，这种效应是无法控制的，这就给许多非热暗物质模型的预测性带来了问题。这些考虑可能对弦论的构造有重要的意义，因为那里有大量的标量场。
2022-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accelerating Cosmology Driven by Gravitational Production of Dark Matter Particles: Constraints from SNe Ia and H(z) data
利用Ia型超新星和观测的H（z）数据，对不含暗能量的平坦加速模型的自由参数进行了约束.在这个修正的爱因斯坦-德西特宇宙学中，目前的加速阶段不是真空占主导地位，而是引力诱导的冷暗物质粒子产生的结果。该模型在低红移时呈现出从减速到加速的转变，并且能够将冷暗物质图像与最新的哈勃常数H_0测量值、超新星观测值（Constitution样本）和H（z）数据相协调。
2011-03-25 astro-ph.CO gr-qc
Dark Energy Interacting with Dark Matter in Classical Einstein and Loop Quantum Cosmology
在经典爱因斯坦宇宙学和圈量子宇宙学的背景下，研究了暗能量与冷暗物质相互作用的宇宙学模型。我们考虑两种类型的相互作用的模型。在前一个模型中，相互作用是两个暗扇区密度的线性组合，而在后一个模型中，具有恒定传输速率的相互作用仅取决于冷暗物质的密度。结果表明，在两种相互作用模型下，圈量子宇宙学的动力学结果都不同于经典爱因斯坦宇宙学的动力学结果。此外，相互作用的形式显着影响的动力学结果在这两种宇宙学。
2010-04-25 astro-ph.CO
R\' enyi Holographic Dark Energy in Higher Dimension Cosmology
Rényi全息暗能量（RHDE）对应是在高维宇宙学即Kaluza-Klein（KK）宇宙学中讨论的。相互作用和非相互作用的宇宙学场景被认为在这里。研究发现，非相互作用模型自然会导致宇宙的晚期加速，而不像4 $D$中的标准全息暗能量模型，它需要相互作用来适应宇宙的晚期加速。相互作用模型产生了一个加速宇宙在晚些时候，虽然未能达到估计的减速参数的现值。不同的宇宙学相关参数的演变进行了估计。在这里，我们认为两个诊断测试，即状态发现和$Om$诊断研究的非相互作用模型，这是更有利于在最近的宇宙学观测。讨论了宇宙学模型的经典稳定性
2021-01-11 astro-ph.CO gr-qc
The Big Bang, Modern Cosmology and the Fate of the Universe: Impacts upon Culture
在过去的一个世纪里，宇宙学的发现已经完全改变了我们对自己在宇宙中位置的看法。新的观测有可能在迄今无法想象的尺度上探索自然，因此正在改变基础科学的性质。也许没有其他科学领域有同等的能力完全改变我们对我们所生活的世界的看法。
2010-02-10 astro-ph.CO gr-qc physics.pop-ph
Interactions and Instabilities in Cosmology's Dark Sector
我考虑的是暗能量和暗物质之间的耦合。我描述了如何存在的绝热制度，其中的暗能量场瞬间跟踪其有效潜力的最小值，打开了大门的灾难性的不稳定性。这种{ \it绝热不稳定性}紧密地约束了广泛的一类相互作用的暗扇区模型。这次演讲是在DPF-2009会议上提出的，并将出现在会议记录中。
2009-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holographic, new agegraphic and ghost dark energy models in fractal cosmology
我们在分形宇宙学的框架下研究了全息、新年龄和鬼暗能量模型。我们考虑一个充满暗能量和暗物质的分形FRW宇宙。得到了所选暗能量模型在紫外波段的状态方程参数，并讨论了它们的意义。
2012-01-07 astro-ph.CO physics.gen-ph
Inhomogeneous cosmology in the cosmic rest frame without dark stuff
我们在宇宙静止系中研究了具有各向同性但非均匀度规的爱因斯坦方程。这些方程是在宇宙晚期微扰求解的。在没有使用宇宙学常数或暗物质的情况下，首阶和次首阶的结果与观测结果一致。
2016-02-22 astro-ph.CO
The role of cosmology in modern physics
本文的主题是现代宇宙学与基础物理学之间的关系，特别是作为引力理论的广义相对论，及其在宇宙学中的独特应用，以及结构的形成和统计。它总结了引力度规理论的表述和广义相对论的唯一性的论点。它讨论了弗里德曼-勒梅特宇宙学的结构中的对称性论点，以及采用广义相对论作为引力理论时与暗物质存在有关的假设。一个大的部分是致力于$Λ$ CDM作为结构形成的标准模型和参数，导致其建设，并对作用统计和宇宙学作为一门经验科学的科学推理问题。文章最后展望了宇宙学当前和未来的发展。
2017-01-16 astro-ph.CO physics.hist-ph
Constraints on Tsallis Cosmology from Big Bang Nucleosynthesis and Dark Matter Freeze-out
我们认为Tsallis宇宙学作为一种方法，热力学引力和推导出的Tsallis参数的约束是$β<2$通过使用来自形成的原始轻元素，氦，氘和锂，从大爆炸核合成（BBN）的观测数据，它只允许一个非常微小的偏差从广义相对论（GR）。其次，我们考虑了Tsallis宇宙学时代的热暗物质（DM）冻结机制，并从观测到的DM遗迹丰度导出Tsallis参数的界限为$1-β< 10^{-5}$。
2021-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter: The evidence from astronomy, astrophysics and cosmology
暗物质已经被引入来解释许多独立的引力效应在不同的天文尺度上，在星系，星系群，星系团，超星系团，甚至整个视界。这篇综述描述了暗物质积累的天文学、天体物理学和宇宙学证据。它是写在一个非专业水平，并打算为观众很少或只有部分知识的天体物理学或宇宙学。
2010-10-18 astro-ph.CO
$Λ$CDM as a Noether Symmetry in Cosmology
宇宙学的标准$Λ$ CDM模型被表述为一个简单的修正引力耦合到一个具有非平凡隐非线性Noether对称性的单标量场（“暗子”）。在建设的主要成分是使用形式主义的非黎曼时空体积元素。相关的诺特守恒电流产生的应力能量张量由两个附加部分组成-动态生成的暗能量和暗物质组件之间不相互作用。诺特对称性破缺通过一个额外的标量“暗子”势自然地引入了暗能量和暗物质之间的相互作用。$Λ$ CDM模型和目前的“暗子”Noether对称性之间的对应关系表现为线性顺序w.r.t.引力物质扰动
2020-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Introduction to Big Bang Nucleosynthesis and Modern Cosmology
原始核合成仍然是现代宇宙学的支柱之一。它是许多宇宙学模型最终必须依赖的试验场。在宇宙膨胀的最初几分钟里，这是我们在重要的辐射主导时期对宇宙的唯一探测。本章回顾了时空、宇宙学和大爆炸核合成的基本方程。我们还总结了目前的状态，观测约束的原始丰度以及关键的核反应和它们的不确定性。我们总结了在大爆炸期间哪些核测量是最关键的。我们还回顾了各种宇宙学模型及其限制。特别是，我们分析了大爆炸核合成放置在基本常数的可能的时间变化的约束，随着暗物质和暗能量，长寿命的超对称粒子，重力波和原始磁场的性质和起源的约束。
2017-06-09 astro-ph.CO
Light Higgsino Dark Matter from Non-thermal Cosmology
我们研究的情况下，higgsino暗物质的背景下，一个非标准的宇宙学与大爆炸核合成之前的一段时间的物质统治。如果物质主导通过再加热到低于higgsino热冻结温度的温度而结束，那么它会改变暗物质遗迹的丰度。我们进行了一个独立的模型分析的希格西诺暗物质生产在这样的情况下。我们表明，轻higgsino型暗物质是可能的再加热温度接近1 GeV。我们研究的影响，暗物质间接检测和对撞机物理在这种情况下。我们表明，费米-LAT数据排除了非热希格斯玻色子的质量低于300 GeV。未来从费米-LAT和CTA进行的间接暗物质搜索将能够基本上覆盖整个参数空间。与热的情况相反，来自100 TeV对撞机的对撞机信号可以完全测试非热higgsino。在本文的第二部分中，我们讨论了这种非热宇宙学的动机从弦论的角度与后期衰减的KKLT和LVS模量稳定机制的模量。我们描述了嵌入暗物质希格西诺在这些情况下的影响。
2016-11-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Baryogenesis, Dark Matter, and Flavor Structure in Non-thermal Moduli Cosmology
在弦论的推动下，早期宇宙中标量/模量场的出现，自然导致了非热“模量宇宙学”。这样的宇宙学提供了一个一致的框架，在这个框架中，辐射、重子和暗物质的产生可以发生，同时保持成功的大爆炸核合成，避免宇宙学模量问题。我们提出了一个相对经济的建设与模宇宙学，建立在各种字符串启发组件（如超对称性，离散对称性，格林-施瓦茨异常取消）。我们同时讨论了粒子物理学和宇宙学的一系列突出问题，包括费米子质量等级和味之谜，中微子质量的微小性，重子生成和暗物质。基于离散的$\mathrm{Z}_{12}^{R}$对称性和反常的$\mathrm{U}(1)_A$，我们的方案避免了最小超对称标准模型中常见的问题，即$μ$ -问题和由于4、5维算符引起的质子过快衰变.该模型与$\mathrm{SU}(5)$ Grand Unification兼容。狄拉克中微子质量的小是通过要求消除混合引力规范反常而自动建立的。模场的衰变为重子数和暗物质丰度提供了一个共同的起源，解释了观测到的宇宙符合$Ω_{B} \sim Ω_{DM}$。
2019-05-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Baryonic Dark Matter in Cosmology
本文是对非重子暗物质研究现状的宽带综述。首先回顾了暗物质存在的证据，然后讨论了暗物质如何从小尺度到大尺度分布，最后讨论了暗物质的性质：暗物质候选者及其探测。最后，我讨论了$Λ$ CDM模型的一些局限性，特别强调了范式的小规模问题。
2013-05-01 astro-ph.CO
Can a negative-mass cosmology explain dark matter and dark energy?
Farnes（2018）最近的一项研究提出了另一种宇宙学模型，其中暗物质和暗能量都被一种负质量的流体所取代。本文提出了一个批判性的审查，该模型。一些问题和差异的意见被确定。例如，银河系暗物质晕的预测形状和密度是不正确的。此外，晕的质量必须小于重子分量的质量，否则它们将变得引力不稳定。也许这个理论中最具挑战性的问题是存在一个大尺度版本的“失控”效应，这将导致所有星系以接近光速的速度随机移动。在广义相对论中，关于负质量的其他更一般的问题也被讨论，例如时间旅行悖论的可能性。
2019-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A Realistic Cosmology Without Cold Dark Matter
我们提出了一个新的框架统一冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND），以解决各自的问题，在银河系尺度和大尺度结构的形成。在我们的框架中，暗物质在大尺度上成团，但在银河系尺度上却不是。这种暗物质行为的环境依赖性是由一个矢量场控制的，这也产生了星系中的MOND效应。我们发现，在这个框架中，只有一个单一的质量尺度需要被引入到CDM，MOND和暗能量的现象。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Thermal Fluctuations of Dark Matter in Bouncing Cosmology
我们研究了在弹跳宇宙学中产生的暗物质粒子的统计性质，特别是其热涨落的演化。通过对超视界模运动方程的显式推导和求解，我们完全确定了一般弹跳背景下暗物质的热扰动演化。我们还证明了超视界模的演化是稳定的，不会破坏一般的弹跳宇宙的背景演化，直到普朗克尺度。在标准暴胀场景中，如WIMP（-less）奇迹，暗物质的超视界热扰动并不存在，而在一般的弹跳宇宙场景中，这种暗物质的超视界热扰动对于检验和区分这两种场景具有重要意义。
2016-08-22 astro-ph.CO
Dark Matter in Astrophysics/Cosmology
这些课堂讲稿的目的是从天体物理学/宇宙学的角度介绍暗物质。我们从宇宙学的快速概述开始，包括宇宙的演化，它的热历史和结构形成。然后，我们从星系、星系团、宇宙微波背景辐射的各向异性和大尺度结构的观测结果中，探讨了暗物质的观测证据。为了探测暗物质，我们需要知道它是如何分布的，特别是在银河系中，所以接下来我们将概述数值模拟和观测的相关结果。最后，我们通过观察天体物理学和宇宙学观测可以告诉我们关于暗物质的性质来得出结论，重点是两个特殊的情况：温暖和自我相互作用的暗物质。
2021-11-10 astro-ph.CO hep-ph
Ultralight Dark Matter: Undergraduate Physics in Modern Cosmology
Truman State University（特鲁曼州立大学）
本文通过大学物理知识探讨超轻暗物质的理论与实验特性，提供教学资源以将前沿研究引入课堂。
2026-03-13 astro-ph.CO hep-ph physics.ed-ph
Modern Cosmology, an Amuse-Gueule
这篇文章是面向更广泛读者的非技术性入门读物，我在其中描绘了现代宇宙学的大致图景。我首先回顾了大爆炸的证据，包括我们宇宙的膨胀、宇宙微波背景和轻元素的原始丰度。接下来，我将讨论如何通过宇宙学的和谐模型很好地解释这些和其他宇宙学观测，特别强调宇宙能量收支的组成，包括可见物质、暗物质和暗能量。这为我们简要概述宇宙的历史奠定了基础，从它存在的最早时刻一直到晚期及以后的加速膨胀。最后，我总结了该领域的现状，包括它目前面临的挑战，如哈勃望远镜的紧张局势，并展望了未来几年和几十年等待我们的光明未来。文本是由一个广泛的参考书目作为指导读者谁希望深入研究补充。
2022-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter in Cosmology
本文从宇宙学和天体物理学的角度综述了暗物质领域的主要理论和实验成果。我们重新审视它从第一次调查的地方天体物理物质，到严格的约束，从最后一次发布的宇宙尺度的数据来的物质属性。为了更接近和证明暗物质的想法，我们将讨论测量暗物质特性的方法和工具，在某些情况下，还将讨论为暗物质提供最直接证据的方法组合，例如子弹星系团。
2014-11-13 astro-ph.CO
Cosmology of axion dark matter
本文综述轴子暗物质宇宙学，涵盖早期宇宙产生机制、轴子质量预言、宇宙学界限及直接与间接探测，为当前搜寻提供关键背景。
2024-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Axion cold dark matter in non-standard cosmologies
本文研究了大爆炸核合成前两种具有非标准热历史的宇宙学场景中冷暗物质轴子的参数空间：低温再加热（LTR）宇宙学和动能宇宙学。如果Peccei-Quinn对称性在暴胀过程中破裂，我们发现LTR宇宙学中允许的参数空间比标准宇宙学中更多，而在Kination宇宙学中更少。相反，如果Peccei-Quinn对称性在暴胀后破缺，Peccei-Quinn标度将比LTR宇宙学中的标准标度高出几个数量级，而比Kination宇宙学中的标准标度低。我们表明，轴子速度色散可以用来区分这些非标准的宇宙学。因此，轴子冷暗物质可能是大爆炸核合成之前宇宙历史的一个很好的探测器。
2009-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Cosmology and Dark Matter
希格斯真空稳定性对宇宙学有重要影响。特别是，我们认为，如果希格斯真空是亚稳态的，那么暗物质不能包含一个质量小于$10^{15}{\rm g}$在我们过去的整个光锥黑洞。除了是微观黑洞的破坏者之外，希格斯真空衰变也可能是暴胀期间原始黑洞的来源。
2018-09-01 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmology of Composite Inelastic Dark Matter
复合暗物质是实现非弹性暗物质的自然设置-O（100 keV）质量分裂来自组成费米子的自旋-自旋相互作用。在模型中，各组分在轴向U（1）规范对称性下带电，也与标准模型夸克耦合，暗物质从标准模型核非弹性散射，可以解释DAMA/LIBRA年度调制信号。本文描述了复合非弹性暗物质模型的最小实现的早期宇宙学，其中暗物质是由轻夸克和重夸克组成的介子。组成夸克合成为暗介子和重子的过程中，产生的暗物质强子会根据系统中的相对质量标度产生几种不同的性质。
2010-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Dark MaGICC: the effect of Dark Energy on galaxy formation. Cosmology does matter
我们提出了Dark MaGICC项目，旨在通过流体动力学宇宙学模拟研究暗能量（DE）模型对星系形成的影响。Dark MaGICC包括四个动态暗能量场景，具有时变状态方程，其中一个具有自相互作用的Ratra-Peebles模型。在每一种情况下，我们模拟三个星系的高分辨率使用平滑粒子流体动力学（SPH）。重子物理模型与MaGICC项目中使用的重子物理模型相同，我们只改变了背景宇宙学。我们发现，暗能量参数化有一个令人惊讶的重要影响星系的演化和星系的结构特性在z=0，在与纯Nbody模拟的预测形成鲜明对比。不同的背景演化可以（取决于DE状态方程的行为）增强或淬灭恒星形成相对于LCDM模型，在一个类似的水平上的变化的恒星反馈参数化，具有强烈的影响最终的星系旋转曲线。虽然整体恒星反馈仍然是塑造星系的驱动力，我们表明，暗能量参数化的影响比以前认为的起着更大的作用，特别是在较低的红移。因此，必须考虑暗能量参数化对星系形成的影响，特别是在精确宇宙学时代。
2014-01-14 astro-ph.CO
Bulk viscous cosmology: unified dark matter
引入体粘滞系数来模拟统一的暗物质。粘性统一模型假设宇宙中充满了具有体积粘性的单一流体。我们回顾了粘性宇宙学的一般框架。哈勃参数与体粘滞系数有直接关系。对于体粘滞系数的具体形式，可以得到与红移有标度关系的哈勃参数。我们讨论了两个粘性模型和宇宙学的演变，他们导致。使用SNe Ia数据，可以拟合粘度模型。我们在这里简要回顾一下拟合方法。
2010-12-14 astro-ph.CO
Intragroup dark matter distribution in small groups of halos in a LCDM cosmology
我们研究了LCDM宇宙学中类星系大小的小团暗物质晕中团内暗物质的分布。这些星系群是使用物理标准来识别的，可能是小星系群的适当代表。我们量化了组内暗物质的数量并描述了其分布。我们发现，紧密的协会晕，以及那些中间和松散的群体，有相当平坦的群内暗物质的配置文件与对数斜率的伽玛~0和~-0.2$，分别。因此，这些晕系统的群内暗物质并不像星系晕那样具有尖突的趋势。在中等和松散的星系晕星协中，群内物质往往小于群总质量的50%，而在紧凑的星协中，群半径内的物质则小于20%。
2014-10-08 astro-ph.CO
Dark matter in $R+R^2$ cosmology
考虑了在$R^2$ -修正重力法中生产大体积稳定文物的问题。结果表明，大质量粒子的宇宙学演化和动力学与传统宇宙学有很大不同。结果适用于最轻的超对称粒子，有人认为，他们是可行的候选人的成分的暗物质，如果他们的质量约为1000 TeV。
2019-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric dark matter in braneworld cosmology
我们研究了膜世界膨胀时期对非对称暗物质遗迹密度的影响。我们发现，在早期宇宙的兰德尔Sundrum II（RSII）模型预测的膨胀率增强导致早期粒子冻结和增强的遗物密度。Okada和Seto（2004）在对称暗物质模型中观察到了这种效应，这里我们将他们的结果推广到非对称暗物质的情况。我们还讨论了膜世界场景中增强的非对称湮灭率及其对间接探测实验的影响。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Anomaly mediated SUSY breaking scenarios in the light of cosmology and in the dark (matter)
反常中介是一种流行的和动机良好的超对称性破缺方案。不同的可能的详细实现这一设置的研究和积极寻找在对撞机。除了来自味道，低能物理和直接对撞机搜索的限制外，这些模型通常受到再现宇宙中暗物质密度观测的要求的限制。我们重新分析这些界限，特别是我们专注于暗物质的界限都考虑到标准的宇宙学模型和替代宇宙学的情况。这些场景不会改变可观测的宇宙学，但遗迹暗物质密度边界强烈依赖于它们。我们认为标准宇宙学暗物质界限排除的基准点很少，并建议放松暗物质的约束是必要的，以避免太强的（宇宙学）模型依赖于这些模型获得的限制。我们还简要讨论了现象学的影响，特别是在大型强子对撞机。
2011-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Superheavy dark matter in $R+R^2$ cosmology with conformal anomaly
在$R^2$修正引力中，考虑了由于共形反常导致标量子主导衰变为一对规范玻色子的情况下的宇宙演化和粒子产生。结果表明，在热化过程中，超重暗物质的耦合强度典型的大统一超对称性可以创建。如果这种暗物质的质量接近$10^{12}$ GeV，那么它将具有适当的宇宙学密度。
2020-08-10 astro-ph.CO hep-ph
Comment on "Is Dark Matter with Long-Range Interactions a Solution to All Small-Scale Problems of ΛCDM Cosmology?"
In Phys. Rev. Lett. 109（2012）231301，van den Aarssen等人试图通过引入暗物质粒子和MeV质量矢量玻色子之间的相互作用来解决冷暗物质场景中的所有小尺度结构问题。此外，后者与普通中微子耦合，为此需要中微子-矢量玻色子耦合常数10^{-5} < g_nu < 0.1。我们表明，这种暗物质的情况下，受到大爆炸核合成的限制性约束。
2013-09-04 astro-ph.CO hep-ph
Right-handed Neutrino Dark Matter, Neutrino Masses, and non-Standard Cosmology in a 2HDM
本文在双希格斯玻色子模型中研究了弱尺度右手中微子的暗物质现象。直接探测实验中的预期信号与通常的自旋无关和自旋相关分类不同，因为与夸克的散射取决于暗物质的自旋。暗物质遗迹密度是由热冻结和非标准宇宙学的存在所决定的，在非标准宇宙学中，阿贝尔规范对称性是暗物质产生机制的关键。我们表明，这样的对称性使我们能够同时解决中微子质量和一般两个希格斯双重模型的建设存在的味道问题。最后，我们勾勒出参数空间的区域，服从碰撞器，微扰么正性和直接检测约束。
2020-12-16 astro-ph.CO hep-ph
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
Shedding Light on Dark Matter and Neutrino Interactions from Cosmology
在$\rmΛ$ CDM宇宙学中，暗物质（DM）和中微子被假定为不相互作用。然而，也有可能存在DM-中微子相互作用的情况，导致DM与中微子的散射和DM湮灭为中微子。我们通过利用普朗克2018年数据集（高-l TT+TE+EE，低-l TT，低-l EE）根据宇宙学数据调查了这种情况的可行性，并根据相同的情况约束这些过程。我们还讨论了一个存在DM-中微子相互作用的可行粒子DM模型，并将得到的约束映射到模型的参数空间。
2021-09-15 astro-ph.CO hep-ph
