Imperfect dark matter with higher derivatives
Cosmology, Gravity, and Astroparticle Physics Group, Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（宇宙学、引力与天体物理组，宇宙理论物理中心，基础科学研究院）
本文提出一种具有高阶导数的作用量，描述非理想流体的能量动量张量，通过高阶导数耦合可避免caustic奇点，解决仿真实体暗物质的路径问题。
2026-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Viscous dark fluid universe
本文研究了由无压重子物质和粘性流体组成的宇宙的宇宙学扰动动力学，粘性流体代表了暗区的统一模型。在均匀各向同性背景下，该混合气体的\textit{total}能量密度表现为广义Chaubergin气体。这种能量密度的扰动本质上是非绝热的，并且是源相对熵扰动。由此得到的重子物质功率谱与2dFGRS和SDSS（DR7）数据一致。联合统计分析，也使用哈勃函数和超新星Ia数据，表明，与其他研究不同，存在一个最大的概率分布为负的减速参数的现值$q_0 \approx - 0.53$。此外，虽然以前的描述的基础上推广Chaubergin气体模型是不兼容的物质功率谱数据，因为他们需要太多的无压物质的量，这里提出的统一模型有利于物质的内容，这是重子物质丰度的大爆炸核合成建议的顺序。
2010-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
When scalar field is kinetically coupled to the Einstein tensor
我们研究了具有与爱因斯坦张量耦合的动力学项的标量场的宇宙演化。我们发现，在没有其他物质源或只存在无压物质的情况下，标量表现为无压物质，标量的声速为零。这些性质使标量场成为冷暗物质的候选者。通过考虑标量势，我们发现标量场可能同时扮演暗物质和暗能量的角色。在这种情况下，标量的状态方程可以穿过幻影分界线，但这会导致声速在穿过分界线时变得超光速，因此在物理上是禁止的。最后，如果动力学项耦合到多个爱因斯坦张量，我们发现无论势是否平坦，状态方程总是近似等于-1，因此标量也可能是暴胀子的候选者。
2013-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New initial condition of the new agegraphic dark energy model
初始条件$Ω_{\rm de}(z_{\rm ini})=n^2(1+z_{\rm ini})^{-2}/4$在求解新年龄暗能量（NADE）$Ω_{\rm de}$的密度微分方程时得到了广泛的应用，使NADE模型成为一个单参数的暗能量宇宙学模型。但是，我们发现这个初始条件只适用于只有暗能量和无压物质的平坦宇宙。事实上，为了从现有的观测数据中获得更多的信息，如宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡（BAO），我们需要考虑辐射的贡献。对于这种情况，上述初始条件变得无效。为了克服这一不足，我们研究了暗能量在物质主导和辐射主导时期的演化，并在$z_{\rm ini}=2000$得到了一个新的初始条件$Ω_{\rm de}(z_{\rm ini})=\frac{n^2(1+z_{\rm ini})^{-2}}{4}(1+\sqrt{F(z_{\rm ini})})^2$，其中$F(z)\equiv\frac{Ω_{r0}(1+z)}{Ω_{m0}+Ω_{r0}(1+z)}$和$Ω_{r0}$及$Ω_{m0}$分别为辐射和无压物质的电流密度参数.修正后的初始条件适用于标准Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙中具有暗能量、无压物质、辐射甚至空间曲率的$Ω_{\rm de}$微分方程，并能保持NADE模型为单参数模型.利用修正后的初始条件和Ia型超新星、CMB和BAO的…
2013-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Fine-tuning challenges for the matter bounce scenario
一个具有长时间收缩的弹跳宇宙，在此期间，当宇宙学上可观察到的尺度离开哈勃视界时，平均密度是无压的（与物质的状态方程相同），被提出来作为产生绝热标量扰动的近尺度不变谱的解释。这种情况的一个众所周知的问题是，除非被抑制，否则与各向异性相关的能量密度比无压物质增长得更快，因此类物质相是不稳定的。以前的模型在类物质相之后引入了一个ekpyrotic相，以防止各向异性产生混乱的mixmaster行为。然而，在这项工作中，我们指出，除非首先抑制各向异性，否则类物质相将永远不会开始，并且抑制各向异性需要非凡的指数微调。
2016-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the dark matter equation of state
星系和星系团的主要组成部分的性质仍然未知。虽然天体物理学界支持冷暗物质（CDM）范式作为当前宇宙学模型中的线索因素，但尚未进行直接的CDM探测。Faber和Visser 2006提出了一种测量暗物质状态方程的简单方法，该方法结合了运动学和引力透镜数据，以测试广泛采用的无压暗物质假设。在此基础上，我们利用改进的方法首次测量了暗物质的状态方程。我们发现，在误差范围内，状态方程参数的值与无压暗物质的值是一致的。然而，测量值低于预期，因为通常用透镜确定的质量大于通过运动学方法获得的质量。我们已经使用模拟测试了我们的技术，我们还分析了可能导致结果无效或模拟的错误来源。根据这一结果，我们现在可以认为，要理解暗物质的本质，需要进行完整的广义相对论分析。
2011-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Classical and Loop Quantum Cosmology of Interacting Dark Energy: A Dynamical System Analysis with Superfluid Dark Matter and Dust Matter
Integral University（因蒂格拉尔大学）；L. N. Gumilyov Eurasian National University（列·尼·古米廖夫欧亚国立大学）；Symbiosis Institute of Technology, Nagpur Campus, Symbiosis International (Deemed University)（萨姆比亚斯理工学院那格浦尔校区，萨姆比亚斯国际（认定）大学）
通过动力学系统分析，研究经典引力和圈量子宇宙学中相互作用暗能量与暗物质的宇宙学动力学，发现超流暗物质模型仅存在鞍点，圈量子修正消除经典吸引子。
2026-10-19 gr-qc
The impact of the eccentricity on the collapse of an ellipsoid into a black hole
本文研究均匀无压椭球引力坍缩，发现最小尺寸与初始偏心率呈幂律关系，并估算了直接形成黑洞所需的初始偏心率。
2025-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmology with Ricci-type dark energy
我们考虑了无压物质和全息暗能量的宇宙学底层的动力学，其截止长度与里奇尺度成正比。的物质扰动的稳定性要求，挑选出一个模型与固定的关系，目前的物质分数$Ω_{m0}$和现值$ω_{0}$的状态方程参数的暗能量。该模型具有与$Λ$ CDM模型相同数量的自由参数，但它没有$Λ$ CDM限制。我们讨论了背景观测值和上述稳定性保证参数组合之间的一致性。
2014-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic acceleration in dust only Universe via energy-momentum powered gravity
我们提出了一个修正的引力理论，通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中加入$f(T_{μν}T^{μν})$项来构建，并详细阐述了一个特殊的情况$f(T_{μν}T^{μν})=α(T_{μν}T^{μν})^η$，其中$α$和$η$是实常数，被称为能量-动量动力引力（EMPG）。我们寻找可行的宇宙学所产生的EMPG，特别是在宇宙的后期加速膨胀的背景下。我们调查的EMPG参数$(α,η)$的范围内的理论和观测的理由，导致宇宙的后期加速与无压物质，同时保持标准的广义相对论的成功在早期。我们发现，$η=0$对应于$Λ$ CDM模型，而$η\neq 0$导致一个$w$ CDM型模型。然而，EMPG模型的基本物理学是完全不同的，因为EMPG宇宙中的能量仅来自无压物质。此外，无压物质的能量是不守恒的，也就是说，一般来说，它不会随着宇宙的膨胀而稀释为$ρ\propto a^{-3}$。最后，我们约束的EMPG为基础的宇宙学的参数与最近汇编的28哈勃参数测量，发现这个模型描述了类似的宇宙演化的$Λ$ CDM模型。我们简要地讨论了EMPG可以与Starobinsky引力统一来描述宇宙的完整历史，包括暴胀时代。
2018-02-08 astro-ph.CO gr-qc
Stellar Instability from Parametric Resonance
在本文中，我们研究恒星配置的稳定性，其中的内部解决方案是由一个封闭的FLRW几何来源于一个充电的无压流体和辐射。相互作用的真空分量和共形耦合的质量标量场也被包括在内。给出无压流体与真空分量之间能量传递的一个简单因子，我们得到有界内部振动解。我们表明，在适当的域的参数空间的内部动态是非常不稳定的，使KAM环面的断裂导致破坏性的喷射质量。对于这样的配置，内部解渐近匹配外部Reissner-Nordström-de Sitter时空。
2023-01-03 gr-qc
Dark matter as a ghost free conformal extension of Einstein theory
我们讨论了最近提出的模拟暗物质理论的无鬼模型。这个理论被证明是爱因斯坦广义相对论的保形推广。暗物质起源于测量出它的局部外尔不变性作为一个额外的自由度，它描述了一个无压理想流体的潜在流动。对于一个积极的能量密度的这种流体的理论是免费的鬼不稳定性，这给了强烈的偏好，以稳定的配置与一个积极的标量曲率和跟踪的物质应力张量。在这个模型中固有的测地线流的焦散引起的不稳定性，作为爱因斯坦理论的另一种共形扩展的动机，基于广义Proca向量场。这个场的一个潜在部分改变了宇宙学中的暴胀阶段，而它在后暴胀时期的旋转部分可能模拟了暗物质的旋转流动。
2013-11-13 astro-ph.CO gr-qc 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
Holographic Principle in the Closed Universe : a Resolution with Negative Pressure Matter
一个包含无压尘埃的封闭宇宙，更一般地说，是压力与密度之比w在（1/3，- 1/3）范围内的完美流体物质，违反了根据费歇尔-苏斯金德建议应用的全息原理。我们首先对一类二流体解，然后对一般的多流体解证明，如果封闭宇宙也包含w <-1/3的物质，并且如果它的总密度的当前值足够接近临界密度，那么它将服从全息原理。这种物质有可能通过某种形式的“精粹”来实现，这是最近研究得很多的。
1999-04-15 astro-ph gr-qc hep-th
Is interacting vacuum viable?
我们研究了无压物质和相互作用的真空成分混合的暗能量的渐近动力学。我们发现，唯一的动力学兼容目前的观测数据有利于渐近消失的物质真空能量相互作用的模型中，暗能量是由一个广义Chaubergin气体宇宙学模拟
2018-04-19 gr-qc
Scalar field dark matter and dark energy: a hybrid model for the dark sector
本文提出一个由两个相互作用标量场驱动的暗区混合模型，利用混合暴胀势将暗物质描述为无压流体并与轻标量场耦合，从而统一解释暗物质和暗能量的共同起源及其宇宙学观测特征。
2023-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phase-space analysis of the cosmological 3-fluid problem: Families of attractors and repellers
我们进行相空间分析的宇宙学3流体问题组成的正压流体的状态方程参数$γ-1$，无压暗物质流体，加上标量场$ϕ$（代表暗能量）耦合到指数势$V=V_0\exp{(-κλϕ)}$。除了潜在的动力学标度的解决方案，这是不是唯一的晚时间吸引子，只要他们存在的$λ^2\geq 3\ga$，我们得到新的吸引子，暗能量和暗物质共存，最终的密度是共享的方式独立于$γ>1$的值。无压正压流体（$γ=1$）的情况下，有一个单参数家庭的吸引子，所有组件共存。新的单参数物质家族--暗物质鞍点和动力学物质排斥体存在。我们调查的稳定性的10个临界点的线性化和/或李雅普诺夫定理和本文中制定的定理的变体。一个解决方案与两个过渡期的加速和两个过渡期的减速推导。
2013-09-02 gr-qc
Holographic dark energy and cosmic coincidence
在这封信中，我们证明了任何无压暗物质与全息暗能量的相互作用，其红外截止由哈勃尺度设置，意味着两个组件的能量密度的恒定比例，从而解决了重合问题。得到了状态方程参数随相互作用强度的变化关系。对于全息束缚的可变饱和度，能量密度比变得依赖于时间，这与从减速膨胀到加速膨胀的过渡是相容的。
2005-09-26 astro-ph gr-qc hep-th
Dark matter as integration constant in Horava-Lifshitz gravity
在Horava最近提出的非相对论引力理论中，哈密顿约束不是在空间每个点上满足的局部方程，而是在整个空间上积分的方程。整体哈密顿约束比局部哈密顿约束的限制更少，并且允许比广义相对论更丰富的解集。我们表明，一个组件，表现得像无压灰尘出现作为一个“积分常数”的动力学方程和动量约束方程。因此，霍拉瓦-利夫希茨引力的红外极限的经典解可以模拟广义相对论加上冷暗物质。
2009-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interacting HDE and NADE in Brans-Dicke Chameleon Cosmology
受我们[1]最近工作的启发，我们将这一工作推广到无压暗物质和全息暗能量不单独守恒而是相互作用的情况。研究了具有变色龙标量场的Brans-Dicke理论中相互作用全息暗能量的宇宙学应用。我们发现，在这个模型中，可以构建幻影穿越，如果模型参数选择适当的。我们还对新的年龄暗能量模型进行了研究，计算了一些相关的宇宙学参数及其演化。
2010-12-21 gr-qc hep-th
Unified description of dark energy and dark matter within the generalized hybrid metric-Palatini theory of gravity
广义混合度规-Palatini引力理论采用两个相互作用的标量场的标量-张量表示。我们表明，在适当选择的相互作用势，标量场的行为像暗能量，诱导宇宙的后期加速膨胀，而其他标量场的行为像无压暗物质，与普通重子物质一起，占主导地位的中间阶段的宇宙演化。这种对暗能量和暗物质的统一描述产生了可行的宇宙学解决方案，重现了宇宙演化的主要特征。
2020-06-05 gr-qc
Non-singular models of universes in teleparallel theories
不同的宇宙模型被认为是在远程平行理论的背景下。假设宇宙中充满了状态方程为$P=-ρ-f(ρ)$的流体，对不同的远程平行理论和不同的状态方程，我们研究了它的动力学。两个特殊的情况下进行了详细研究：在第一个，我们考虑一个功能$f$与两个零（两个德西特解决方案），模仿一个巨大的宇宙学常数在早期和无压流体在晚期。在第二部分中，我们考虑了具有小宇宙学常数的圈量子宇宙学的无压流体（$P=0\Leftrightarrow f(ρ)=-ρ$），这意味着存在一个de Sitter解和一个反de Sitter解。在这两种情况下，我们得到一个非奇异宇宙，它在早期处于暴胀阶段，在离开这个阶段后，它通过一个物质主导的阶段，最后在晚期以加速的方式膨胀。
2013-01-22 gr-qc
Cosmological Inhomogeneities with Bose-Einstein Condensate Dark Matter
当暗物质是一个经过玻色-爱因斯坦凝聚的标量场时，我们考虑了宇宙学扰动对暗物质能量密度的增长。我们在牛顿引力和广义相对论的框架内研究这些不均匀性，牛顿引力的计算和结果更加透明。我们采取的方向是推导解析表达式，可以在小压力极限下获得。在整个过程中，我们将我们的结果与标准宇宙学的结果进行比较，其中暗物质被假设为无压的，使用我们的分析表达式来展示精确的差异。我们发现，与标准宇宙学相比，玻色-爱因斯坦凝聚体暗物质导致了一个比例因子，引力势和密度对比度以更快的速度增加。
2012-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalized entropy formalism and a new holographic dark energy model
最近，Rényi和Tsallis广义熵已被广泛用于研究各种宇宙学和引力设置。在这里，我们使用一种特殊类型的广义熵，推广的Rényi和Tsallis熵，与全息原理，我们建立了一个新的模型全息暗能量。在此基础上，考虑了一个由无压组分填充的平坦FRW宇宙和新得到的暗能量模型，研究了宇宙的演化，得到了满意的结果和行为。在我们的模型中，哈勃视界起着红外截止的作用，宇宙组分之间没有相互作用。我们的结果表明，广义熵形式主义可能会打开一个新的窗口，变得更加熟悉时空的性质和它的属性。
2018-02-21 gr-qc hep-th
Voids of dark energy
我们研究了动态暗能量分量的成团性质。在无压流体和光标量场的宇宙混合物中，我们遵循球形物质扰动的线性演化。我们发现，标量场倾向于形成欠密度响应的引力坍缩的物质。我们彻底调查这些空洞的各种初始条件，解释其形成背后的物理学，并考虑可能的观测影响。对暗能量空洞的探测将清楚地排除宇宙学常数是目前加速的主要来源。
2007-11-15 astro-ph gr-qc
The plane symmetric Einstein-dust system with positive cosmological constant
将具有正宇宙学常数的爱因斯坦方程耦合到平面对称的无压理想流体物质中。在适当的初始条件下，证明了所得到的爱因斯坦-尘埃系统在未来时间方向上存在整体经典解。同时也得到了一些后期渐近性质。
2007-09-25 gr-qc
Note on Quantum Newtonian Cosmology
众所周知，对于无压物质，牛顿宇宙学和相对论宇宙学是等价的。我们表明，这种等价性打破了量子水平。此外，我们还发现了量子牛顿宇宙学与（2+1）维量子宇宙学相联系的一些情况。得到了牛顿宇宙波函数的两个精确解。
2005-04-15 gr-qc
Interacting holographic dark energy
我们表明，从减速到加速宇宙膨胀的过渡出现作为一个纯粹的相互作用现象，如果无压暗物质耦合到全息暗能量，其红外截止尺度是由哈勃长度。在一个空间平坦的宇宙中，两个分量的能量密度之比在这个过渡过程中保持不变，而对于非零的空间曲率，它会发生缓慢的变化。重合问题是动态的，并重新制定的相互作用率。早期的物质时代被恢复，因为在高红移时，暗能量本身的行为就像物质一样。一个简单的模型，这种动力学显示，以适应超新星Ia数据。恒定的背景能量密度比简化了具有非绝热特征的微扰分析。
2007-09-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Late time acceleration in Brans Dicke Cosmology
在这项工作中，我们已经调查的可能性，有一个晚的时间加速阶段的宇宙，建议最近的超新星观测，在背景下的Brans Dicke（BD）理论与对称性破缺的潜力和物质场。我们发现，一个完美的流体物质场（无压和压力）不能支持这种加速，但耗散压力的流体可以驱动这种后期的加速。我们还计算了模型中的一些宇宙学参数，以与观测结果相匹配。
2001-03-13 astro-ph gr-qc
Revisiting Agegraphic Dark Energy in Brans-Dicke Cosmology
在Brans-Dicke（BD）理论的背景下，研究了一个充满年龄暗能量（ADE）的空间均匀各向同性Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙，ADE与无压暗物质相互作用.我们考虑原始和新类型的年龄暗能量（NADE），并进一步假设相互作用项的符号可以在宇宙的历史变化。得到了BD理论中变号相互作用ADE和NADE的状态参数方程、减速参数方程和演化方程。我们发现，在这两个模型中，状态方程参数，$w_D$，不能越过幻影线，虽然他们可以预测宇宙从早期的减速阶段到后期的时间加速的演化，与观测兼容。我们还调查了这些模型的声音稳定性，并发现，这两个模型不能显示不同的模型参数的稳定信号。
2018-08-07 gr-qc
