Nonlinear power spectrum in clustering and smooth dark energy models beyond the BAO scale
我们研究了聚类和光滑本质的非线性效应。我们提出了数值和近似的半解析表达式的非线性功率谱的聚类和光滑的暗能量模型超出了重子声学振荡（BAO）的规模。这种近似是由Anselmi $\&$ Pietroni的再确认方法的扩展激发的（J Cosmol Astro-Part Phys 12：13，2012. \url{arXiv:1205.2235}）对具有演化状态方程的暗能量模型的计算。该方案的结果使我们能够预测的非线性功率谱在温和的非线性政权高达几个百分比的精度相比，其他可用的工具来计算非线性功率谱的发展暗能量模型。
2019-03-20 astro-ph.CO gr-qc
A new recipe for $Λ$CDM
众所周知，正则标量场只能描述暗物质或暗能量，但不能同时描述两者。我们证明了一个非正则的标量场可以描述暗物质和暗能量的统一设置。我们考虑正则拉格朗日量${\cal L} \propto X^α- V(ϕ)$的最简单的扩展，其中$α\geq 1$和$V$是一个足够平坦的潜力。在这种情况下，拉格朗日量中的动力学项表现得就像一种理想流体，而势项则模仿宇宙学常数。对于非常大的值，$α\gg 1$，动力学项的状态方程下降到零，宇宙的膨胀率模仿$Λ$ CDM。在这个模型中的声速，以及相关的引力聚集，是敏感的值的$α$。对于非常大的值的$α$，我们的模型的聚类特性类似于冷暗物质（CDM）。但是对于较小的$α$值，小尺度上的引力聚集被抑制，我们的模型具有类似于暖暗物质（WDM）的性质。因此，我们的非正则模型有一个有趣的新性质：当背景宇宙像$Λ$ CDM一样膨胀时，它的聚集性质可以类似于冷或暖暗物质的聚集性质。
2016-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ruling out Initially Clustered Primordial Black Holes as Dark Matter
结合微透镜和莱曼- $α$森林的约束，我们提供了一个简单的参数，表明大空间集群的恒星质量的原始黑洞在形成时，如一个诱导的存在下，大的非高斯，被排除。因此，不可能通过提高初始聚集度来逃避现有的限制，这些限制阻止恒星质量的原始黑洞成为暗物质的主要组成部分。
2022-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Dark Matter Clustering with Redshift Space Distortions
大尺度结构的生长速率可以探测暗物质是否以重力强度聚集或偏离重力强度，例如由于自相互作用。在星系红移巡天中，通过测量红移空间的扭曲来测量星系的增长率，限制了星系团的强度及其对红移的依赖性。我们比较这些影响的增长，从高红移偏差（如早期的暗能量）或修改重力，并给出一个简单的，高度准确的分析处方。当前的观测可以将暗物质聚集强度限制为标准的F_{cl} =0.99 \pm 0.02，如果所有其他参数保持固定，但存在大量的协方差。未来的星系红移巡天可能会限制一个不断演化的聚集强度到28%，边缘化超过其他参数，或4%，如果暗能量参数保持固定，而适合暗物质的增长。通过结合宇宙学和天体物理学探测，可以对暗物质的性质进行更严格的限制。
2013-04-12 astro-ph.CO
Can observational growth rate data favour the clustering dark energy models?
在通常使用的假设下，成团的对象可以很好地描述了一个球形的顶帽物质密度轮廓，我们调查的宇宙增长指数的演变在集群暗能量（CDE）的情况下，在亚视界尺度。我们发现，生长指数$γ(z)$的演变强烈依赖于状态方程（EoS）参数和暗能量（DE）组件的聚类属性。执行一个$χ^2$分析，我们发现，CDE模型有一个更好的适合观测的增长率数据点的一致性$Λ$ CDM模型。最后，我们确定$γ(z)$使用指数参数化，并证明在CDE模型的增长指数与宇宙红移呈现出很大的变化。特别地，它小于（大于）最近（目前）$Λ$ CDM模型$γ_Λ\simeq0.55$的理论值。
2014-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Revealing the non-adiabatic nature of dark energy perturbations from galaxy clustering data
我们研究结构的形成，使用相对论性宇宙学线性微扰理论中存在的内在和相对（相对于物质）的非绝热暗能量扰动。对于不同的暗能量模型，我们评估了非绝热性对物质生长的影响，促进了与生长速率数据的比较。研究的暗能量模型导致$f σ_{8}(z)$观测演化中暗能量扰动的（非）绝热性质的特殊特征。我们发现，非绝热DE模型变得接近退化相对于$Λ$ CDM模型在一阶线性扰动。这将避免使用当前可用的数据来识别暗能量的非绝热性质。因此，这些证据表明，新的探测器是必要的，以揭示非绝热功能的暗能量部门。
2017-07-11 astro-ph.CO gr-qc
The Clustering Evolution of Primordial Black Holes
原始黑洞可能构成宇宙中暗物质的重要组成部分，并负责LIGO/Virgo合作观察到的黑洞合并的引力波信号。原始黑洞的空间聚集可能会影响它们的合并率，并对它们的质量和丰度的约束产生重大影响。我们提供了一些原始的黑洞空间集群演化的分析处理，比较我们的结果与一些现有的N体数值模拟和讨论的影响黑洞合并率。如果原始黑洞对暗物质的一小部分有贡献，那么原始黑洞聚集就不相关了。另一方面，对于一个大的贡献的暗物质，我们认为，集群可能会增加后期的宇宙合并率与LIGO/室女座探测率兼容的水平。对于形成于原始时期的黑洞双星的早期宇宙合并率，成团可以克服LIGO/Virgo约束，但不能回避它们。
2020-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Degeneracy between nonadiabatic dark energy models and $Λ$CDM: ISW effect and the cross correlation of CMB with galaxy clustering data
正如最近在参考文献[物理学]中指出的那样。修订版本\ D { \bf 96}，8，083502（2017）]，非绝热动力学暗能量模型中线性物质扰动的演化与标准$Λ$ CDM场景几乎不可区分（准简并）。在这项工作中，我们将这种分析扩展到CMB观测量，特别是集成的萨克斯-沃尔夫效应及其与大尺度结构的互相关。我们发现，这一功能仍然存在的CMB相关的可观察到的加强，新的探针和分析是必要的，以揭示非绝热功能的暗能量部门。
2018-03-27 astro-ph.CO gr-qc
Clustering in the Phase Space of Dark Matter Haloes. II. Stable Clustering and Dark Matter Annihilation
我们提出了一个模型的粒子相空间平均密度（$P^2SAD$）在星系晕的结构，最近推出的一种新的措施的集群的暗物质。我们的模型是基于相空间中的稳定聚类假设，球形塌陷模型，和潮汐破坏的子结构，这是校准对宝瓶座模拟。使用这个模型，我们可以预测的行为$P^2SAD$的数值未解决的制度，下到通用WIMP模型的去耦质量限制。这种预测可以用来估计对暗物质小尺度结构敏感的信号。例如，暗物质湮灭率可以通过一种方便的方法来估计，对于任意的速度依赖的横截面，使用物理空间中的零分离的限制$P^2SAD$。我们说明了我们的方法，通过计算全球和本地的subhalo湮灭提升到平滑的暗物质分布在银河大小的晕。两种情况下被认为是，一个截面是速度无关的，一个近似Sommercant增强模型。我们发现，全球的提升是$\sim10-30$，这是在目前的估计低端（削弱大的河外信号的预期），而在太阳半径的提升是低于百分之水平。我们公开了计算$P^2SAD$的代码，它可用于估计探测暗物质晕纳米结构的各种观测值。
2014-06-04 astro-ph.CO
Effects of tidal gravitational fields in clustering dark energy models
我们扩展了Reischke等人以前的工作，2016年通过研究潮汐剪切对扩展球形坍缩模型框架内的集群暗能量模型的影响并使用Zel'dovich近似。在以前的工作集群暗能量，我们假设一个消失的有效声速描述的扰动暗能量模型。为了自洽，我们的处理仅在线性尺度上有效，因为我们不打算引入任何启发式模型。这种方法使得线性过密度$δ_{\rm c}$依赖于质量，类似于光滑暗能量的情况，它的影响在小质量和红移时占主导地位。潮汐剪切的影响的顺序的百分比或更少，无论模型，并保留了一个众所周知的功能集群暗能量：当暗能量扰动包括在内，模型更好地类似于$Λ$ CDM演变的扰动。我们还表明，对晕的共动数密度的影响是小的，定性和定量的协议与以前发现的光滑暗能量模型。
2016-12-09 astro-ph.CO
Cosmological hydrodynamical simulations of clustering dark energy with Nefertiti
The University of Tokyo（东京大学）；Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（巴黎天文台，PSL大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Université Paris-Cité（巴黎西岱大学）；Max–Planck–Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；École Polytechnique（巴黎综合理工学院）
本文首次利用Nefertiti数值流体动力学代码模拟了非线性聚类暗能量，展示了暗能量扰动在小尺度上非线性发展，贡献约10%的总密度扰动，为引力透镜和动态探测提供信号。
2026-03-17 astro-ph.CO
LIGO/Virgo black holes and dark matter: The effect of spatial clustering
我们讨论了在LIGO质量范围内确定二元黑洞合并率的聚类效应。而对于泊松初始分布，并假设孤立的双星，允许的原始黑洞（PBH）的比例暗物质（DM）是百分之几，我们表明，如果PBH是集群，这个约束可以放松。更确切地说，我们表明，对于大集群的合并率可以下降，PBH的分数增加，引入退化的理论参数与给定的合并率相一致，并允许所有的DM的形式的恒星质量PBH。然而，这种简并可以通过观察合并率随红移的演化来打破。对于一个简单的聚类模型，我们认为，LIGO投影的灵敏度可以解开，通过观察随机背景的引力波，不同的集群分布具有相同的合并率。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations and clustering mechanisms in multifield dark energy
Bu-Ali Sina University（布阿利西纳大学）；Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙高等科学研究委员会理论物理研究所）；Department of Physics, Case Western Reserve University（凯斯西储大学物理系）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究具有弯曲场空间几何的双场暗能量的宇宙学特征，通过数值求解方程评估有效单场描述有效性，考察三种暗能量聚集机制及其在物质功率谱等上的印记，确立多场暗能量为可检验的Quintessence扩展。
2026-07-28 astro-ph.CO
Structure formation in a non-canonical scalar field model of clustering dark energy
Research Institute for Astronomy and Astrophysics of Maragha, University of Maragheh（马拉盖天文与天体物理研究所，马拉盖大学）；University of Kurdistan（库尔德斯坦大学）
本文研究指数势非正则标量场暗能量模型，通过动力学分析、线性扰动与球对称坍缩计算结构增长及晕数密度，证明其可同时描述宇宙背景演化和结构形成。
2025-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Clustering dark energy imprints on cosmological observables of the gravitational field
本文使用N体代码“$k$-evolution”研究聚集暗能量对ISW-RS效应、弱引力透镜等引力场宇宙学观测量的影响，发现ISW-RS信号是约束暗能量聚集特性最具前景的探针。
2023-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
$k$-evolution: a relativistic N-body code for clustering dark energy
本文介绍了基于$\ extit{gevolution}$的相对论性$N$体代码$k$-evolution，通过有效场理论方法纳入聚集暗能量（特别是声速远小于1的$k$-essence），并在简化设置下对比现有模拟展示了暗物质与引力非线性对功率谱的影响及暗能量聚集对大质量晕的作用。
2023-05-20 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
Fingerprinting Dark Energy II: weak lensing and galaxy clustering tests
暗能量的表征是宇宙学的中心任务。为了超越一个宇宙学常数，我们至少需要引入一个状态方程和一个声速，并考虑涉及微扰的观测测试。如果暗能量在可观测尺度上不是完全均匀的，则泊松方程被修改，并且暗物质聚集直接受到影响。然后，人们可以用暗物质作为探测器来寻找暗能量聚集的观测效应。本文利用一般暗能量宇宙学中微扰方程的解析近似解分析了未来十年大尺度观测在约束状态方程和声速方面的性能。我们发现，层析弱透镜和星系红移调查可以约束的暗能量的声速，只有当后者是小的，$c_{s}\lesssim0.01$的顺序（在$c$的单位）。对于更大的声速，误差增长到100%或更多。我们的结论是，大尺度结构的观测包含很少的信息，在正则标量场模型的扰动与声速为1。然而，他们能够探测到“冷”暗能量的存在，即具有非相对论性声速的暗能量。
2010-07-13 astro-ph.CO
Top-Hat Spherical Collapse with Clustering Dark Energy. I. Radius Evolution and Critical Contrast Density
理解暗能量对结构形成的影响是目前宇宙学的一个主要挑战，因为它可以区分其他退化的可行模型。在这项工作中，我们考虑了顶帽球坍缩（SC）模型与暗能量，它可以部分（或全部）集群，根据一个自由参数$γ$。正如我们将展示的，必须相应地考虑{ \it缺乏}能量守恒。我们确定SC模型的特征量，如临界对比密度和半径的演变，特别强调它们对聚类参数$γ$的依赖。
2019-06-11 astro-ph.CO
How clustering dark energy affects matter perturbations
宇宙结构形成的速率在均匀和聚集的暗能量模型中是不同的。暗能量聚集的程度取决于其有效声速$c^{2}_{\rm eff}$的大小，对于$c_{\rm eff}=0$暗能量簇，其方式与暗物质相似，而对于$c_{\rm eff}=1$，其保持（近似）均匀。本文考虑了暗能量分量的两个不同的状态方程$w_{\rm d}=const$和$w_{\rm d}=w_0+w_1\left(\frac{z}{1+z}\right)$，并以$c_{\rm eff}$为自由参数，利用现有的SnIa、重子声振荡、CMB位移参数等数据，尝试约束暗能量的有效声速（{ \em Planck}和{ \em WMAP}），哈勃参数，大爆炸核合成和结构$fσ_{8}(z)$的生长速率。首先，我们在假设$c_{\rm eff}=const$的条件下导出了支配暗物质和暗能量成团的方程的最一般形式。最后，进行总体似然分析，我们发现，似然函数的峰值在$c_{\rm eff}=0$，但暗能量声速是退化的宇宙学参数，即$Ω_{\rm m}$和$w_{\rm d}$。
2015-08-01 astro-ph.CO
The clustering of dark sirens' invisible host galaxies
针对暗siren方法依赖的星系星表不完备问题，提出利用大尺度结构聚类信息的星表补全新方法，其表现优于传统的齐次和乘性补全，为高信息度暗siren分析奠基。
2024-07-09 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of dark matter in interacting tachyon dark energy with $Λ$CDM background
标量场暗能量的非正则描述之一是快子。本文研究了共形耦合快子场暗能量模型中暗物质过密度的动力学。该模型被调整为在背景水平上模拟$Λ$ CDM宇宙学。采用暗物质过密度的半解析球形坍缩模型研究了暗物质的非线性演化。研究了能量收支中的非最小耦合对暗物质成团的影响。观察到在非最小耦合的存在下，物质过密度的增长率更高。在相互作用的情况下，崩溃的临界密度被抑制。利用Press-Schechter和Sheth- Tormen晕质量函数进一步研究了暗物质晕或星系团沿红移的计数。当允许相互作用时，观察到暗物质晕的数量受到抑制。比较了本模型和$Λ$ CDM模型的簇数计数。与$Λ$ CDM相比，本模型允许相互作用产生的星系团数量要少得多，但没有相互作用的星系团数量计数略高于$Λ$ CDM星系团计数。
2020-09-01 astro-ph.CO
Robust constraints on dark energy and gravity from galaxy clustering data
星系团的数据提供了一个强有力的探测暗能量。我们研究了宇宙尺度膨胀历史的约束条件x_h（z）=H（z）s（s表示拖曳时期的声视界）和尺度角直径距离x_d（z）=D_A（z）/s如何依赖于分析星系团数据的方法。我们发现，与只利用P_g^{obs}（k）中的重子声学振荡（BAO）信息相比，利用观测到的星系功率谱，P_g ^{obs}（k），x_h（z）和x_d（z）得到了更精确的测量，并且它们之间的相关性显著降低。使用P_g^{obs}（k）的{x_h（z），x_d（z）}给出的DETF暗能量FoM比仅使用BAO的{x_h（z），x_d（z）}大约大2倍;这提供了一种稳健的保守方法，可以超越仅从星系聚类数据中提取暗能量信息的BAO。我们发现，在15，000（deg）^2范围内，第四阶段星系红移巡天（0.7<z<2）可以高精度地测量{x_h（z），x_d（z），f_g（z）G（z）\tilde{P}_0^{1/2} /s^4}（其中f_g（z）和G（z）分别是大尺度结构的线性增长率和因子，\tilde{P}_0是P_g^{obs}（k）的无量纲归一化），当包括红移空间失真信息时。f_g（z）G（z）\tilde{P}_0^{1/2} /s^4的测量提供了一个强有力的引力检验，并且在假设广义相对论的情况下，大大增强了暗能量FoM。
2012-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Probing dark energy using anisotropies in the clustering of post-EoR HI distribution
本文提出将再电离后HI 21-cm信号的各向异性作为暗能量探针，利用其BAO特征测量哈勃参数和角直径距离，并验证了含负宇宙学常数的quintessence暗能量模型与未来观测相符。
2024-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Cluster Probes of Dark Energy Clustering
奇怪的是，星系团的丰度对典型的早期暗能量不敏感。早期的暗能量的声速等于光速，不能从一个与$z<2$的膨胀历史相当但早期的暗能量密度可以忽略不计的精粹模型中区分出来，尽管早期的增长率不同。然而，早期的冷暗能量，其声速比光速小得多，可以给出可检测的特征。将星系团丰度与宇宙微波背景功率谱相结合，可以确定早期的暗能量分数为0. 3%，并在99%的置信度下区分0. 1和1的真实声速。我们项目的约束早期暗能量的欧几里得星系团调查，以及暗能量调查，使用当前和预计的普朗克CMB数据，并评估集群质量系统学的影响。我们还量化了暗能量扰动的重要性，以及在穿越$w=-1$过程中声速的作用。
2013-05-30 astro-ph.CO
Clustering dark energy and halo abundances
在标准范式中，暗能量被视为驱动宇宙加速膨胀的均匀流体，而不会对星系和星系团等坍缩物体的质量做出贡献。星系团的丰度-通过各种渠道测量-已被广泛用于限制功率谱的归一化：它是一个重要的探测器，因为它使我们能够测试标准的$Λ$ CDM模型是否确实可以准确地描述数十亿年来的结构演变。因此，普朗克卫星通过Sunyaev-Zel'dovich效应探测到的星系团比根据主CMB各向异性所预期的要少，这是非常重要的。可以调和这些观察结果的最简单的概括之一是考虑允许暗能量聚集的模型，即，使其声速可以变化。然而，在这种情况下，计算星系团丰度的标准方法需要进行调整，以考虑暗能量的贡献。特别是，我们研究的情况下，集群暗能量-一个暗能量流体可以忽略不计的声速-与红移相关的状态方程。我们仔细研究了如何晕质量函数在这种情况下修改，突出了在文献中没有考虑过的校正。我们解决的增长函数，崩溃阈值，维里化密度的修改，也在崩溃和质量函数归一化的共动规模的变化。结果表明，团簇暗能量对晕丰度的影响在10%~ 30%之间，这取决于晕的质量，并且在红移为1时，团簇数被修正约30%.
2017-11-21 astro-ph.CO gr-qc
In-depth analysis of the clustering of dark matter particles around primordial black holes I: density profiles
原始黑洞可能是在宇宙热历史的早期阶段，在宇宙暴胀之后产生的。如果是这样的话，暗物质以基本粒子的形式可以随后在这些物体周围吸积，特别是当它在原始等离子体中自由地获得非相对论性和进一步的流时。一个暗物质微型尖峰在每个黑洞周围逐渐形成，其密度比宇宙学上的大几个数量级。我们改进了以前的工作，仔细检查作为黑洞质量，暗物质粒子质量和温度的动力学解耦的函数的小尖峰径向轮廓的计算。我们确定了一个相空间的贡献，已被忽视，并导致最终结果的变化。我们还推导出互补的分析公式，使用方便的渐近制度，这使我们能够带来奇特的幂律行为，我们提供试探性的物理解释。
2021-09-02 astro-ph.CO hep-ph
The large-scale clustering of massive dark matter haloes
初始高斯密度场峰值的统计特性可以用来解释大质量暗物质晕的丰度和聚集。我讨论了最近的一些理论结果有关的集群和红移的演变。从峰值模型的预测是定性一致的高质量晕，这也显示了一些证据的依赖于晕质量M在固定的峰高的线性偏差的测量。峰值的方法还预测了一个独特的规模依赖性的偏见晕在整个重子声学功能，测量将提供强有力的支持，其有效性。对于在z=0.3处塌陷的2-sigma密度峰值，这种残余的尺度依赖性偏差处于5- 10%的水平，因此应该在结构形成的非常大的模拟范围内。
2010-05-06 astro-ph.CO
Neutrino clustering around spherical dark matter halos
冷的暗物质晕形成于残余中微子的平滑分布背景中--至少其中一些是大质量的，并且在晚期是非相对论性的。我们计算了宇宙学背景下球形坍缩冷暗物质晕周围大质量中微子的积累。我们确定的物理范围内的“中微子晕”的球形塌缩模型，这是大的相比，与维里半径的暗物质，和条件下，中微子达到冷暗物质晕将保持绑定到晕在晚些时候。我们计算了几个中微子质量等级的孤立球晕的中微子总质量和束缚中微子质量，并提供了这些量的冷暗物质晕质量和单个中微子种类的质量方面的拟合公式。
2014-06-04 astro-ph.CO
Universal clustering of dark matter in phase space
我们最近介绍了一种新的统计措施的暗物质在相空间中的聚类，粒子相空间平均密度（$P^2SAD$）。在两篇论文系列中，我们研究了银河大小的宝瓶座晕中$P^2SAD$的结构，构建了一个物理模型来描述它，并说明了它作为预测暗物质晕纳米结构敏感信号的强大工具的潜力。在这封信中，我们报告了一个显着的普适性的集群的暗物质在相空间中测量的$P^2SAD$内的subhaloes的主机晕跨越不同的环境覆盖范围从矮大小到集群大小的晕（$10^{10}-10^{15}$ M $_\odot$）。仿真结果表明，$P^2SAD$的普适性持有超过7个数量级，在一个2D相空间，覆盖超过3个数量级的距离/速度，与一个简单的函数形式，可以描述我们的模型。证明了$P^2SAD$的普适性，我们可以精确地预测小尺度下暗物质的非线性功率谱，一直到冷暗物质粒子的退耦质量极限。作为一个应用，我们计算的subhalo助推的湮灭暗物质在很宽的范围内的主机晕质量。
2016-01-28 astro-ph.CO
A graph model for the clustering of dark matter halos
本研究利用网络理论分析暗物质晕层级聚集的拓扑特征，发现其树图呈指数为-2的幂律度分布且具无标度与自相似性，并提出包含优先连接核的随机图模型以重现其结构与拓扑性质。
2023-11-09 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech hep-ph
Weak lensing and dark energy: the impact of dark energy on nonlinear dark matter clustering
我们研究了非线性物质功率谱的双能级暗能量修正对未来弱透镜探测的暗能量状态方程约束的影响。我们明确地表明，一个穷人的近似（关闭> 10%）的非线性校正导致> 1西格玛偏差的暗能量状态方程的确定。因此，未来的弱透镜巡天必须将暗能量修正纳入非线性物质的功率谱，精确到100能级，以避免在测量中引入显著的偏差。对于WMAP 5宇宙学，更精确的功率谱对暗能量属性更敏感，导致暗能量状态方程约束的两倍改进。我们将从未来的弱透镜效应和超新星巡天中探索对暗能量的补充约束。一个基于空间的，类似JDEM的调查测量状态方程在五个独立的红移箱~ 10%，而这提高到~5%的宽场地基调查，如LSST。这些限制取决于我们将弱透镜系统的不确定性控制在低于百分之一水平的能力。
2010-01-25 astro-ph.CO
Investigating clustering dark energy with 3d weak cosmic shear
随着观测证据越来越多地巩固了宇宙学常数是宇宙加速膨胀的来源的情况下，未来的实验是否可以检测到偏离这一标准情景的问题，如果是这样，有多好，这是紧迫的。假设一个暗能量成分不同于一个宇宙学常数，可观察到的效应一般包括由流体（静止坐标系）的声速描述的引力聚集。我们采用三维弱宇宙剪切，一个建议的方法，利用完整的三维信息固有的宇宙剪切场，探索未来的调查，以检测暗能量集群和签名的大尺度上的物质功率谱的增强幅度的能力。为此，我们提出了适当的数值方法，方便三维弱宇宙剪切计算。我们发现，可能的限制很大程度上取决于暗能量状态方程w。如果w不是非常接近-1，那么结合欧几里得和普朗克的数据，将声速的平方限制在一个数量级内似乎是可能的。
2012-08-24 astro-ph.CO
The clustering of massive Primordial Black Holes as Dark Matter: measuring their mass distribution with Advanced LIGO
高级LIGO最近探测到的引力波（GW）来自一个二元黑洞系统的合并，这对大质量原始黑洞（PBH）的合并速率设置了新的限制，这些黑洞可能是宇宙中暗物质的重要组成部分，甚至是全部。aligo为确定这种大规模PBH的分布和聚集开辟了道路。如果PBH星系团的密度与在超暗矮星系中观察到的密度相似，我们发现合并率与aLIGO的预期相当。大质量PBH暗物质预测了数千个矮星系的存在，这些矮星系由于气体吸积到PBH上而不太可能形成恒星，这可能会为丢失的卫星和太大而不能倒的问题提供解决方案。最后，我们研究了使用aLIGO和未来的GW天线测量PBH的丰度和质量分布的可能性，测量范围为[5 - 200] Msun至10%的精度。
2016-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-th
Spherical collapse of dark energy with an arbitrary sound speed
我们考虑一种通用类型的暗能量流体，其特征在于一个恒定的状态方程参数w和声速cs，并研究了暗能量集群的宇宙结构形成的影响，使用球形坍缩模型。在此过程中，我们还详细讨论了线性区域中暗能量扰动的演化。我们发现，有限的声速引入到图片中必然会导致尺度依赖的暗能量集群，这反过来又影响了动力学的球形坍缩的尺度依赖的方式。与其他更传统的流体一样，我们可以为暗能量聚集定义一个金斯尺度，从而为通过引力相互作用感受到暗能量聚集效应的暗物质定义一个金斯质量M_J。对于质量M >> M_J的束缚天体（晕），暗能量成团效应最大。对于那些M << M_J的星系，暗能量成分是有效均匀的，它在这些结构形成中的作用被简化为它对哈勃膨胀率的影响。为了定量计算维里密度和线性外推的阈值密度，我们使用了一个准线性的方法，预计是有效的周围的牛仔裤质量。我们发现，在给定w和c_s的情况下，这些量与晕质量M之间存在一个有趣的依赖关系。这种依赖性对于位于M ~ M_J附近的质量是最强的。观察到这种M依赖性将是暗能量是动态的一个信号，也是对它的聚集性质的一个巨大飞跃。
2012-04-27 astro-ph.CO
On the Clustering of Compact Galaxy Pairs in Dark Matter Haloes
我们用晕占据分布（HOD）模型分析了光度选择星系对的聚类。我们测量了三个体积有限的样本中星系和星系对的角两点自关联函数$ω(θ)$，并建立了一个HOD模型来模拟它们的聚类。我们的结果成功地拟合这些HOD模型，我们看到分离的“1-halo”和“2-halo”的集群条款的单个星系和星系对。我们的聚类测量和HOD模型拟合的单星系样本与以前的结果是一致的。我们发现星系对通常比单个星系有更大的聚类幅度，并且在HOD拟合过程中计算的量，例如，星系对的有效晕质量$M_{eff}$和线性偏差$b_{g}$也较大。我们发现星系对的中心分数明显高于单个星系，这证实了星系对是在更大质量的暗物质晕中心形成的。我们还模拟了星系对关联函数对红移、星系类型和光度的聚类依赖性。我们发现早早对（明亮的星系对）集群更强烈的晚对（昏暗的星系对），和集群不依赖于两个星系之间的光度对比的紧凑组。
2014-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Strategy to Measure the Dark Energy Equation of State using the HII galaxy Hubble Relation & X-ray AGN Clustering: Preliminary Results
我们探讨了使用其他宇宙示踪剂对暗能量状态方程设置严格约束的可能性，例如：（a）使用HII星系的哈勃关系，它可以在比目前SNIa样品更高的红移（z~3.5）处观察到，以及（b）使用X射线选择的活动星系核的聚类的大尺度结构，它具有在z~1处的红移分布峰值。我们使用广泛的蒙特卡罗模拟来定义使用高红移（z~2）哈勃关系恢复暗能量状态方程的最佳策略，但也考虑了引力透镜的影响，对于如此高的红移，引力透镜可以显着影响推导出的宇宙学约束。基于“品质因数”分析，我们提供了减少宇宙学解空间所需的2<z<3.5示踪剂的数量的估计，目前由宪法SNIa集提供，通过所需的因子。我们发现，这是更有效地增加示踪剂的数量比减少他们的个人的不确定性。最后，我们提出了一个框架，把约束的暗能量状态方程通过使用联合似然的X射线活动星系核集群和哈勃关系宇宙学分析。使用2XMM巡天的X射线活动星系核聚类和组成SNIa集合的哈勃关系进行的初步联合分析提供：Omega_m= 0.31+-0.01和w=-1.06+-0.05。我们还发现，联合SNIa-2XMM分析提供了显着更严格的宇宙学约束，增加了一个因素~2，相对于联合SNIa-BAO分析的品质因数。
2011-06-22 astro-ph.CO gr-qc
Tightening geometric and dynamical constraints on dark energy and gravity: galaxy clustering, intrinsic alignment and kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
传统上，在星系巡天中，对宇宙生长和膨胀历史的宇宙学约束是通过测量大尺度星系密度场中的红移空间畸变和重子声学振荡获得的。在本文中，我们研究如何以及可以改善宇宙学约束的星系密度场与速度和潮汐场的组合，这是通过观察动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）和星系的内在排列（IA）的影响，分别。为了说明，我们考虑斯巴鲁Prime Focus摄谱仪的深星系调查，其调查足迹与Hyper Suprime-Cam和CMB-S4实验的成像调查完全重叠。我们发现，增加的kSZ和IA效应显着改善宇宙学约束，特别是当我们采用非平坦的冷暗物质模型，允许时间变化的暗能量状态方程和偏离的引力定律从广义相对论。在此模型下，我们实现了$31\%$改进的增长指数$γ$和$>35\%$改进的曲率参数以外的其他参数，相比传统的星系团的情况下，只有分析。作为另一个例子，我们还考虑了由{ \it Euclid}卫星进行的宽星系巡天，其中星系的形状更嘈杂，但巡天体积要大得多。我们证明，当采用上述模型，聚类分析结合kSZ和IA从深调查可以实现更严格的宇宙学约束比聚类分析从广泛的调查。
2022-08-04 astro-ph.CO gr-qc
Perturbations in Tachyon Dark Energy and their Effect on Matter Clustering
非正则标量快子场是暗能量的一个可行的候选者，并且已经被发现与观测数据吻合得很好。背景数据本身不能完全排除这个模型和其他模型之间的简并性。为了进一步约束的参数，除了距离测量，我们研究的快子标量场的扰动，以及它们如何影响物质集群。在这项研究中，我们考虑了两种快子势，一种是平方反比势，另一种是指数势。我们研究了引力势、物质密度衬度和暗能量密度衬度的演化，并与$ΛCDM $模型的演化进行了比较。虽然与物质扰动相比，亚哈勃尺度下的暗能量扰动可以忽略不计，但它们在哈勃和超哈勃尺度（$λ_p > 1000$ Mpc）下却不能被忽略。我们还研究了物质的生长函数和生长速率的演化，发现相对于$ΛCDM$模型的生长速率，在暗能量主导时代，生长速率被显著抑制.通过计算$fσ_8(z)$，将这些模型与红移空间畸变增长率数据进行了比较。对于$ΛCDM$模型，生长率数据和普朗克-2015（普朗克-2018）宇宙微波背景辐射数据之间存在$2.9σ$（$2.26σ$）张力。我们提出了这些模型的自由参数的限制，并表明在快子标量场的扰动减少这种紧张局势之间的不同数据集。
2020-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Clustering in growing neutrino cosmologies
我们发现，增长的中微子模型，其中不断增长的中微子质量停止暗能量标量场的动力学演化，导致大量的中微子聚集在超星系团的规模。非线性的中微子团在红移z ~ 1处形成，并可能部分地拖拽成团的暗物质。如果被观测到，大尺度非线性结构可能是一种新的吸引力的迹象，这种吸引力比引力更强，并由“宇宙子”暗能量标量场介导。
2009-01-09 astro-ph.CO
The AIDA-TNG project. Abundance, radial distribution, and clustering properties of halos in alternative dark matter models
Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文台）；INFN - Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）
AIDA-TNG项目研究了替代暗物质模型对暗物质晕丰度、径向分布和聚类特性的影响，发现需广义Navarro-Frenk-White模型描述子晕分布，且温暖暗物质模型呈现更陡的卫星分布。
2026-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effects of shear and rotation on the spherical collapse model for clustering dark energy
在球形坍缩模型的框架下，研究了剪切项和旋转项对成团暗能量模型中暗物质流体的影响。我们评估，对于不同的状态方程，这些条款上的线性密度阈值参数，$δ_{\rm c}$，和维里密度，$Δ_{\rm V}$的影响。评估它们对$δ_{\rm c}$的影响，使我们能够推断质量函数上发生的修改。由于模糊的定义中的晕质量的情况下，集群暗能量，我们考虑两种不同的情况：第一种是经典的质量是暗物质晕，而第二个是由暗物质和暗能量的质量之和。如前所述，球形坍缩模型成为质量依赖和两个额外的条款反对的扰动，特别是在银河系尺度上的崩溃，相对于球形非旋转模型，而集群规模的剪切和旋转的影响变得可以忽略不计。$δ_{\rm c}$和$Δ_{\rm V}$的值高于标准球形模型。关于附加的非线性项对质量函数的影响，我们评估了晕的数密度。正如预期的那样，主要的差异出现在高质量和红移。特别是，quintessence（幻影）模型预测更多（更少）的对象相对于$Λ$ CDM模型和质量校正由于贡献的暗能量组件具有可忽略不计的影响的结构的总数。
2014-09-25 astro-ph.CO
3\%-accurate predictions for the clustering of dark matter, haloes and subhaloes, over a wide range of cosmologies and scales
根据宇宙学预测天体的空间分布是利用未来星系巡天的一个基本要素。在本文中，我们表明，一套专门设计的重力模拟与宇宙学重新缩放算法可以提供高精度的暗物质，晕和subhaloes的聚类。具体地说，只有3 $N$体模拟，我们获得的暗物质的功率谱在$z=0$和$z=1$优于3\%的精度，基本上所有目前可行的值的8个宇宙学参数，包括大质量中微子和动态暗能量，并在整个范围内的尺度探索，0.03 < $k/h^{-1}Mpc$ < 5。对于质量选择的晕和根据其峰值最大圆速度选择的亚晕，该精度保持在相同的水平。作为这些预测的初步应用，我们成功地约束$Ω_{\rm m}$，$σ_8$，和散射在subhalo丰度匹配采用投影关联函数的模拟SDSS星系。
2020-09-22 astro-ph.CO
Dark Energy and Modified Gravity in the Effective Field Theory of Large-Scale Structure
我们开发了一种方法来计算超出一般的暗能量和修改后的重力模型的暗物质扰动的线性制度的可观测量。我们通过结合暗能量的有效场论和大尺度结构的有效场论方法来实现这一点。特别是，我们参数化的线性和非线性效应的暗能量对暗物质集群的拉格朗日条款介绍了在同伴的文件，专注于Horndeski理论和假设的准静态近似。暗物质的欧拉方程来源于牛顿势，由修正的引力引起的新的非线性顶点，以及在纯暗物质的情况下，由有效应力张量的发散形式的短尺度物理效应。有效流体在物质连续性和欧拉方程的解中引入了一个反项，它允许在轻度非线性尺度上控制聚类统计的扩展。我们使用这种设置来计算单圈暗物质功率谱。
2020-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On Observables in a Dark Matter-Clustering Quintessence System
我们考虑一个系统，其中暗物质动力学是丰富的存在下的聚类quintessence的近似系统被有效地减少到一个自由度。我们研究了相应的可观的单圈顺序，然后指出之间的相似之处，减少系统的功率谱和非等时纯暗物质的行为。然后，我们专注于一个循环的总密度功率谱的IR限制作为诊断工具的一致性关系打破。不像非等时间的情况下，减少系统仍然服从一致性关系，我们说明了这一点，明确验证1环IR取消。一个更一般的设置，通过放松的假设消失的声速，也进行了分析。在这种和类似的情况下，额外的动力学的存在，典型的暗能量和修改后的引力模型，意味着人们可能不再计量的压缩贡献的观测，如暗物质双谱。我们展示了这些影响如何传播到有偏见的示踪剂。
2019-02-02 astro-ph.CO
Simulation studies of dark energy clustering induced by the formation of dark matter halos
在本文中，我们提出了一个模拟方法内的两个组件的球形坍缩模型来研究与暗物质晕的形成相关的暗能量扰动。考虑到它的快速和缓慢的增长被认为是通过施加合适的初始条件和各向同性维里化的球形坍缩过程的暗物质晕的现实质量吸积的历史。暗能量分量被视为由两个重要参数描述的理想流体，状态方程参数$w$和声速$c_s$。分析了$w>-1$的精髓模型。我们采用牛顿规范来描述时空的扰动主要是由一个暗物质晕的形成。研究发现，暗能量密度扰动$δ_{DE}$依赖于$w$和$c_s$，其行为与具有$δ_{DE}\approx -(1+w)Φ/c_s^2$的暗物质晕的引力势$Φ$密切相关.对于$w>-1$，在暗物质晕形成的整个过程中，从线性到非线性和维里化阶段，暗能量扰动与$δ_{DE}>0$呈现出成簇行为。$δ_{DE}$的值随晕质量的增加而增加。对于质量为$M\sim 10^{15} M_{\odot}$、$δ_{DE}\sim 10^{-5}$的簇，其在$c_s^2 \in [0.5, 1]$的维里化区域内，并且其可以达到具有$c_s^2=0.00001$的$δ_{DE}=O(1)$。对于标量场暗能量模型，我们发现通过适当的建模$w$和$c_s$，可以很好地用流体方法分析暗物质晕非线性形成过程中的扰动行为，从而证明了即使考虑到非线性暗物质结构形成阶段的扰动，流体描述对暗能量的有效性.
2011-12-19 astro-ph.CO
Clustering of dark matter in the cosmic web as a probe of massive neutrinos
本研究利用相对论性N-body代码gevolution，分析了含大质量中微子宇宙学模型中暗物质晕的最近邻统计量和球面接触函数，发现其普适行为可有效限制总中微子质量。
2024-07-25 astro-ph.CO
Clustering and redshift-space distortions in interacting dark energy cosmologies
我们在耦合暗能量（cDE）宇宙学的框架下研究宇宙大尺度结构（LSS）的空间性质。使用公共晕目录从CoDECS模拟-最大的一套N体实验，迄今为止这样的宇宙学场景-我们估计冷暗物质（CDM）晕的聚类和偏置函数，无论是在真实的和红移空间。此外，我们调查的暗能量（DE）耦合的几何和动力学红移空间扭曲的影响，量化的差异相对于协调LambdaCDM模型。在z~0处，即使为了与最新的宇宙微波背景（CMB）数据相一致而对cDE模型进行了散射归一化处理，其CDM晕的空间性质也与LambdaCDM非常相似。在较高的红移，我们发现，DE耦合产生了显着的规模依赖的抑制晕集群和偏置功能。这种效应强烈依赖于耦合强度，在尺度r<5-10 Mpc/h时不退化为σ 8。此外，我们发现，耦合DE强烈影响的线性失真参数，β，和成对的奇特的速度色散，sigma 12。虽然在这项工作中考虑的模型被认为是所有与目前可用的观测数据一致，下一代的星系调查将能够把强大的约束DE和CDM利用红移空间聚类各向异性的形状之间的耦合水平。
2012-02-21 astro-ph.CO
The Clustering of Little Red Dots from Ultra-Strongly Self-Interacting Dark Matter
University of California, Santa Cruz (UCSC)（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics (SCIPP)（圣克鲁兹粒子物理研究所）
本文基于超强自相互作用暗物质模型，预测了小红点在红移 z≈5 时的有效聚类偏差参数，为理解其形成机制提供了理论依据。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
High-resolution cosmological simulations of primordial dark matter clustering under long-range and fractional forces
RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences（理化学研究所交叉理论数学科学中心）
本研究通过高分辨率模拟发现，原初暗物质在长程和分数力作用下形成更密集的暗物质晕，但有效康普顿波长尺度上的标量场波动会改变后续聚类行为。
2025-11-28 astro-ph.CO
The WiggleZ Dark Energy Survey: small-scale clustering of Lyman Break Galaxies at z < 1
WiggleZ暗能量巡天是一个对中等红移紫外选择发射线星系的大尺度结构巡天，计划覆盖1000平方度，跨越宽的红移范围0.2 < z < 1.0。该调查的主要科学目标是测量星系团模式中的重子声学振荡（BAO），其红移明显高于以往的研究。BAO可以作为一个标准的宇宙学标尺来约束暗能量模型。基于数据集的前20%，我们提出了关于WiggleZ目标的小规模聚类的初步结果，以及调查预测。WiggleZ星系群的聚类长度r_0 = 4.40 +/- 0.12 Mpc/h，明显大于z=0的紫外选择样本，斜率gamma = 1.92 +/- 0.08。该聚类长度与z=3的Lyman Break Galvanism相当，具有相似的UV光度。计划于2010年完成的全面巡天将绘制有效体积V_eff ~ 1 Gpc ^[3]（在尺度k = 0.15 h/Mpc下进行评估），并将测量角直径距离和三个红移箱中的哈勃膨胀率，精度约为5%。我们将确定一个恒定的暗能量状态方程参数w的值，其精度高于使用完全独立的技术进行的现有超新星观测。WiggleZ和超新星的测量位于w和物质密度Ω_m平面上高度互补的方向上。使用WiggleZ、超新星和CMB数据集的完全组合的预测是边缘化误差σ（w）= 0.07，提供了对暗能量的性质的稳健和精确的测量，包括对系统误差的交叉检查。
2009-02-25 astro-ph.CO
Clustering of HI galaxies in HIPASS and ALFALFA
我们调查的集群HI选定的星系在ALPLEFA调查和HIPASS获得的结果进行比较。测量的角度关联函数和推断的3D聚类与直接的空间相关测量的结果进行比较。我们能够测量集群较小的角尺度和较低的HI质量比以前可能的星系。我们计算预期的聚类暗物质使用的红移分布的HIPASS和ALOFA，并表明ALOFA样品是有点反偏置的暗物质比HIPASS样品。
2011-01-26 astro-ph.CO
An algorithm for the direct reconstruction of the dark matter correlation function from weak lensing and galaxy clustering
在宇宙学尺度上的物质成团是研究宇宙的物理起源和组成的一个必要的探针。迄今为止，大多数的直接研究集中在剪切弱透镜相关，但也有可能提取的暗物质集群相结合的星系集群和星系-星系-透镜测量。在这项研究中，我们开发了一种方法，可以限制暗物质的关联函数从星系集群和星系-星系-透镜测量，通过专注于星系和物质的密度场之间的相关系数。为了生成用于测试目的的模拟星系目录，我们使用Halo Occupation Distribution方法应用于N体模拟的大型集合，以模拟预先存在的SDSS亮红星系样本观测。使用这个模拟目录，我们表明，直接比较透镜测量的多余表面质量密度和其相应的星系集群数量是不理想的。我们开发了一个新的统计，抑制小规模的贡献，这些观察，并表明，这个新的统计导致的互相关系数，是在百分之几的团结下降到5兆秒差距/小时。此外，星系和物质场之间的残余不相干性可以使用尺度依赖偏差的理论模型来解释，给我们一个最终的估计值，它的无偏性在1%以内。我们还对其他可能影响分析的物理效应进行了全面的研究，例如红移空间扭曲和星系聚类和弱透镜观测之间的径向窗口差异。我们将该方法应用于一系列宇宙学模型，并展示了我们的新统计量的可行性，以区分宇宙学模型。
2010-07-23 astro-ph.CO
Mixed Dark Matter and Galaxy Clustering: The Importance of Relative Perturbations
Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）
本研究建立混合暗物质微扰模型，纳入组分间相对扰动对星系偏差的贡献，评估DESI和PFS巡天对混合暗物质的灵敏度，发现忽略相对扰动会显著影响热暗物质分数的约束。
2026-08-28 astro-ph.CO
Nonlinear effects of dark energy clustering beyond the acoustic scales
我们扩展了Anselmi & Pietroni（2012）的重算方法，以计算以消失的声速为特征的精髓模型中的总密度功率谱。对于标准的$Λ$ CDM宇宙学，这种再确认方案允许预测的精度在百分之几的水平超出了存在声振荡的尺度范围，因此可以与其他常见的数值工具相媲美。此外，我们的理论方法表明一个近似的，但有价值的和简单的标准的quintessence模型和模型的功率谱之间的关系，其中标量场扰动出现在所有尺度。这反过来又提供了一个受过教育的猜测，预测非线性增长的模型与通用的声速，特别是有价值的，因为没有数值结果尚未提供。
2014-02-18 astro-ph.CO
