Clarifying spherical collapse in coupled dark energy cosmologies
球形坍缩模型常被用来跟踪超密度到非线性区域的演化。我们描述了正确的方法，用于耦合暗能量宇宙学，第五种力，不同于重力和介导的暗能量标量场，影响崩溃。我们直接从非线性流体动力学纳维-斯托克斯方程中推导出球形坍缩描述。通过与相应的相对论方程的比较，我们指出了在球坍缩图象中应如何考虑第五种力，并澄清了在球坍缩图象中考虑非均匀标量场时所出现的问题.然后，我们应用我们的方法的情况下，耦合的quintessence，其中第五力之间的冷暗物质粒子的行为，并不断增长的中微子quintessence，其中第五力之间的中微子行为。此外，我们回顾这种方法时，适用于标准的宇宙学和应用我们的分析，以最小耦合quintessence和检查过去的结果，早期的暗能量parametriations。
2010-11-12 astro-ph.CO
Spherical collapse model in dark energy cosmologies
我们研究了几种暗能量场景的球形坍缩模型，使用完全非线性微分方程的密度对比度的演化均匀球形超密度牛顿流体动力学。虽然在数学上等价于基于微扰半径的微分方程的更常见的方法，但这种方法具有实质性的概念和数值优势。其中最重要的是在早期没有奇点出现，这避免了数值问题，特别是在应用于具有动力学和早期暗能量的宇宙学时，并且时间反演对称性的假设可以很容易地在不严格满足的地方被放弃。我们使用这种方法来推导表征球塌缩模型的两个参数，即~的线性密度阈值的崩溃$δ_\mathrm{c}$和维里超密度$Δ_\mathrm{V}$，为各种各样的暗能量模型，并重新考虑这些参数的宇宙学与早期暗能量。我们发现，独立的模型正在调查中，$δ_\mathrm{c}$和$Δ_\mathrm{V}$总是非常接近的标准$Λ$ CDM模型获得的值，认为丰度和非线性结构内的平均密度是相当不敏感的暗能量宇宙学之间的差异。关于早期的暗能量，我们因此得出了一个不同于以前的一些论文的结论，包括我们小组的一篇论文，我们解释了为什么。
2010-05-03 astro-ph.CO
Massive Milky Way Satellites in Cold and Warm Dark Matter: Dependence on Cosmology
我们调查的索赔，最大的subhaloes在高分辨率无耗散冷暗物质（CDM）模拟银河系的动态不一致的观测最明亮的卫星。我们发现，这种不一致性主要是由于在产生过早形成的卫星的不一致模拟中采用了较大的σ_8和n_s值，因此过于密集。我们发现观测和模拟之间的紧张关系，采用与WMAP 9一致的参数，大大减少了卫星CDM的敏感测试。我们发现通过Lactea II晕是非典型的晕在WMAP 3宇宙学中，我们归因于其形成时代比其质量的平均值的差异。我们还探讨了温暖的暗物质（WDM）宇宙学的1- 4千电子伏的热遗迹。在1千电子伏的宇宙学subhaloes有圆速度在kpc尺度~ 60%低于他们的CDM同行，但减少了只有10%，在4千电子伏的宇宙学。由于银河系卫星和莱曼-α森林数量的限制，排除了< 2-3 keV的遗迹质量，因此WDM在降低大质量卫星的密度方面作用较小。由于银河系的质量和形成时代的不确定性，需要减少与重子效应或WDM的卫星密度减轻。
2013-10-01 astro-ph.CO
Growth of matter perturbations in clustered holographic dark energy cosmologies
我们研究全息暗能量宇宙学中物质涨落的增长。首先，我们使用一个整体的统计分析，涉及最新的观测数据，以放置宇宙学参数的约束。然后，我们在微扰水平上测试全息暗能量模型的有效性范围，并从和谐$Λ$宇宙学的变体。具体来说，我们提供了一种新的分析方法，以便首次推导出物质扰动的增长指数。考虑均匀全息暗能量，我们发现增长指数为$γ\approx \frac{4}{7}$，它比通常的$Λ$宇宙学的增长指数$γ^{(Λ)}\approx \frac{6}{11}$稍大（$\sim 4.8\%$）。最后，如果我们允许在全息暗能量模型中的聚类，那么增长指数的渐近值是根据有效声速$c_{\rm eff}^2$给出的，即$γ\approx \frac{3(1-c_{\rm eff}^2)}{7}$。
2015-11-17 astro-ph.CO
Reionization and Galaxy Formation in Warm Dark Matter Cosmologies
我们比较模型的结果从一个半解析（合并树为基础）框架的高红移（z ~ 5-20）星系形成对再电离指标，包括普朗克电子散射光学厚度和电离光子发射率，揭示了再电离的历史和来源冷（CDM）和暖暗物质（WDM;粒子质量的$m_x = 1.5,3$和5 keV）宇宙学。该模型包含了恒星形成、超新星反馈、气体和恒星质量的合并/吸积/喷射驱动演化以及紫外背景（UVB）对低质量星系气体成分光蒸发的影响等关键过程。我们发现，在光（1.5 keV）WDM模型中的再电离开始的延迟可以通过电离光子逃逸分数的更陡的红移演化和更快的质量组装来补偿，导致在所有考虑的DM模型中，再电离结束在可比的红移（z~5.5）。我们发现大部分的再电离光子来自星系的晕质量$M_h < 10^9 M_\odot$和紫外的大小$ -15 < M_{UV} < -10$在CDM。随着$m_x$的降低，低质量晕的逐步抑制导致再电离人口向$M_h > 10^9 M_\odot$和$ -17 < M_{UV} < -13$的较大晕质量的转移，对于1.5 keV WDM。我们发现，目前的电子散射光学深度和紫外线光度函数的观察是同样兼容的所有（冷和暖）DM模型在这项工作中考虑。我们建议，全球指标，包括红移演化的恒星质量密度和恒星质量晕质量的关系，观察与詹姆斯韦伯太空望远镜，可以用来区分CDM和WDM（1.5千电子伏）宇宙学。
2017-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Semi-analytic galaxy formation in early dark energy cosmologies
我们研究了早期暗能量（EDE）宇宙学对星系性质的影响，通过耦合高分辨率数值模拟与星系形成和演化的半解析模型（SAM）。EDE模型的特征在于暗能量的非零高红移贡献，产生更早的结构生长和大尺度结构演化的修改。它们可以被看作是非标准暗能量模型的典型代表，在非标准暗能量模型中，只修改了膨胀历史，因此对星系形成的影响是间接的。我们发现，在EDE宇宙学的预测空间密度的星系是增强在所有尺度上相对于标准的LCDM方案，和相应的宇宙恒星形成历史和恒星质量密度增加在高红移。我们将这些结果与一组理论预测进行比较，这些预测是用应用于我们的参考LCDM模拟的替代SAM获得的，从而粗略地测量了模型的系统不确定性。我们发现，EDE宇宙学引起的星系性质的修改是相同的数量级内SAM的变化为一个标准的LCDM实现（除非考虑极端的EDE模型），这表明很难使用这样的预测单独解开不同的宇宙学场景之间。然而，当宿主暗物质晕的基本性质的独立信息被包括在内时，SAM对星系偏差的预测可能会提供关于膨胀历史和状态方程演化的重要线索。
2012-07-06 astro-ph.CO
Gravitational lensing in WDM cosmologies: The cross section for giant arcs
宇宙暗区的性质仍然是现代宇宙学的突出问题之一，寻找新的观测探测器指导下一代观测设施的发展。线索来自于ΛCDM的预测和引力透镜星系的观测之间的紧张关系。先前的研究表明，ΛCDM中的星系团不足以重现观测到的透镜弧数量。这项工作的目的是约束温暖的暗物质宇宙学的手段，从这些替代模型得出的星系团的透镜效率。研究了两个模拟星系团在冷暗物质和暖暗物质宇宙学中的透镜特性。结果表明，即使CDM集群更集中，并包含更多的子结构，WDM集群有略高的透镜效率比他们的CDM同行。关键的区别是，WDM集群有更多的扩展和更大规模的subhaloes比CDM类似物。这些巨大的子结构显著地拉伸了临界线和焦散线，因此它们提高了宿主晕的透镜效应。尽管由于WDM簇中大量子结构的贡献而增加了透镜效率，但这不足以解决弧统计问题。
2014-04-07 astro-ph.CO
Late time interacting cosmologies and the Hubble constant tension
在这篇手稿中，我们重新评估了相互作用的暗物质-暗能量模型在解决哈勃常数张力方面的潜力。这些模型已经被提出，但也被质疑作为$H_0$问题的可能解决方案。在这里，我们将根据宇宙学观测来研究几种相互作用的场景，重点关注超新星数据校准所发挥的重要作用。为了重新评估相互作用的暗物质-暗能量的情况下，在缓解哈勃常数的紧张局势的能力，我们系统地面对他们的理论预测使用前超新星Ia绝对星等$M_B$，这已被认为是更强大的，当然比使用前的哈勃常数$H_0$较少的争议。虽然一些数据组合并没有显示出任何偏好的相互作用的黑暗部门，并在其中一些情况下，集群$σ_8$紧张的星系，相互作用的宇宙学与暗能量状态方程$w<-1$是首选的规范$Λ$ CDM图片，即使与CMB数据单独也提供了$σ_8$的值与弱透镜调查的完美协议。未来的宇宙学调查将通过精确测量暗能量状态方程及其假定的红移演化来测试这些奇异的暗能量宇宙学。
2022-07-19 astro-ph.CO
An analytical approximation of the luminosity distance in flat cosmologies with dark energy
本文给出了一个在含有尘埃和宇宙学常数的空间平坦宇宙学中光度距离的解析近似公式。我们还给出了所谓的Dyer-Roeder距离（空束情况）和从红移$z=z_1$到$z=z_2$的广义角直径距离的近似公式，这些公式在分析引力透镜效应时特别有用。我们的公式是广泛适用的密度参数和红移的范围内具有足够小的不确定性。特别地，在密度参数$0.3 \lid Ω_{\rmn m} \lid 1$和红移$0.03 \lid z \lid 1000$的范围内，我们公式计算的光度距离的相对误差总是小于\cite{wu}最近的工作.
2011-11-29 astro-ph.CO
Early galaxy formation in warm dark matter cosmologies
我们提出了一个高红移（$z \geq 7$）星系形成的框架，跟踪他们的暗物质（DM）和重子组装在四个宇宙学：冷暗物质（CDM）和暖暗物质（WDM）与粒子质量的$m_x =$ 1.5，3和5 ${\rm keV}$。我们使用相同的天体物理参数调节恒星的形成和反馈，选择匹配不断变化的紫外线光度函数（UV LF）的当前观测。我们发现CDM和$m_x \geq 3 {\rm keV}$ WDM中的可观测星系（使用当前和即将到来的仪器）的组装导致相似的晕质光比（M/L），恒星质量密度（SMD）和UV LF。然而，在$1.5 {\rm keV}$ WDM模型中，对小尺度结构的抑制导致了一个明显的延迟和随后更快的恒星组装。因此，在$m_x \leq 2 {\rm keV}$ WDM宇宙学的星系大会的特点是：（一）缺乏小质量的晕托管微弱的星系;（二）年轻，更紫外线明亮的恒星人口，对于一个给定的恒星质量。较高的M/L比（效果ii）部分补偿了小质量晕的缺乏（效果i），使所得的紫外线LF更接近CDM比从简单的估计晕丰度。我们发现SMD的红移演化是对DM性质的一个强有力的探测。对于詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），积分到$M_{UV} =-16.5$的极限，SMD在$m_x = 1.5 {\rm keV}$ WDM中演化为$\log$（SMD）$\propto -0.63 (1+z)$，而在CDM中演化…
2015-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining super-critical string/brane cosmologies with astrophysical data
我们讨论了非常规的暗能量模型与高红移超新星、遥远星系和重子振荡的数据的拟合。这些模型是基于膜宇宙学或刘维尔弦，其中弛豫暗能量是由一个滚动的量子场（Q-宇宙学）。这种宇宙学的特点是可能存在有效的四维负能量尘埃和/或暗物质的奇异尺度。我们发现了当前时代负能量尘埃的证据，以及对能量密度的外来标度（a^{-delta}）贡献的证据，delta = 4，这可能是由于暗物质与Q宇宙学模型中的介子耦合。我们的结论是，Q-宇宙学适合的数据同样很好的LambdaCDM模型的参数范围内，一般预期从理论上考虑。
2009-09-28 astro-ph.CO
Cosmic voids in coupled dark energy cosmologies: the impact of halo bias
在这项工作中，我们分析了标准和耦合暗能量宇宙学中的宇宙空洞的性质。利用大规模数值模拟，我们研究了暗能量耦合对宇宙空洞的填充因子、尺寸分布和堆积轮廓的影响。我们发现，用于识别空隙的密度场的示踪剂的偏见强烈影响的性质的空隙目录，因此，使用所确定的空隙作为探针，以区分耦合暗能量模型从标准的$Λ$ CDM宇宙学的可能性。事实上，一方面，耦合暗能量模型的特点是与参考标准宇宙学相比，在冷暗物质分布中有过多的大空洞，这是由于它们在低红移下对线性扰动的归一化更高。具体而言，这些模型分别在$z=0, 0.55, 1$处呈现出具有$R_{eff}>20, 15, 12$ Mpc h^{-1}的过量大空隙。另一方面，我们没有发现任何显着的差异，在塌陷的暗物质晕分布中检测到的空的属性。这些结果意味着示踪偏差有显着的影响，使用宇宙空洞目录探测宇宙学的可能性。
2015-06-29 astro-ph.CO
Halo Counts-in-cells for Cosmological Models with Different Dark Energy
我们研究了在暗能量宇宙模拟（DEUS）中描述暗物质晕的细胞计数概率分布函数。我们描述了线性和非线性尺度上的红移之间的测量$z=0$到$z=4$。引力准平衡分布（GQED），负二项分布（NBD），泊松对数正态分布（PLN），和泊松对数正态分布与偏置参数（PLNB）的最佳拟合进行了比较模拟。在一定的红移和标度范围内，拟合结果相当一致。为了区分$Λ$暗能量和RPCDM（quintessence）和$w$ CDM（phantom）暗能量，我们提出了一种新的方法，即比较细胞内计数概率分布函数的模型参数.我们发现，在不同的暗能量宇宙学中，红移$0.65<z<4$之间的$2-25h^{-1}$ Mpc尺度上的晕计数的平均值和方差显示出显着的百分比差异。在$15-25h^{-1}$ Mpc尺度上，NBD中的$g$参数、PLN中的$ω$参数、PLNB中的$b$和$C_b$参数在不同的暗能量宇宙学中显示出比在较小尺度上更大的百分比差异。在$2-6h^{-1}$ Mpc尺度上，GQED中的峰度和$b$参数在不同的暗能量宇宙学中显示出比在更大尺度上更大的百分比差异。对于在DEUS模拟中探索的宇宙学，相对于$Λ$ CDM，RPCDM和$w$ CDM暗能量宇宙学的这些统计之间的百分比差异通常随着红移从几个百分比增加到$z=4$的显著更大的百分比。将我们的方法应用于模拟和星系调查可以提供一种有用的方法来区分暗能…
2020-01-17 astro-ph.CO
The Void Size Function in Dynamical Dark Energy Cosmologies
我们测试的空洞大小分布函数的理论描述对直接估计从晕目录的DEMNUNI套件的大型宇宙学模拟。除了标准的$Λ$ CDM，我们考虑的暗能量状态方程的$w=-1$，对应于流行的Chevallier-Polarski-Linder参数化的四个组合的偏差：$w_0=-0.9;-1.1$，$w_a=-0.3;0.3$。理论上的空隙尺寸函数模型，依赖于Sheth和范德Weygaert双势垒偏移集形式主义，提供了一个准确的描述的模拟测量考虑不同的暗能量模型，在统计误差。该模型对于任何孔隙形成阈值$δ_\mathrm{v}$都保持准确。它的鲁棒性与模拟的一致性表明，理论空洞尺寸函数可以应用到实际数据作为一个敏感的工具，以限制暗能量。
2019-12-17 astro-ph.CO
Mass accretion rates and multi-scale halo environment in cold and warm dark matter cosmologies
我们研究了冷和暖暗物质（CDM和WDM）宇宙学模拟中暗晕质量吸积的演化环境依赖性。后者使我们能够探测在WDM半模质量以下的尺度上的晕生长的性质，这形成了非线性无碰撞动力学的极端制度，并提供了一个很好的测试平台，有关分层增长的想法。作为环境代用指标，我们使用局部晕中心物质密度$δ$和潮汐各向异性$α$，以及大尺度晕偏差$b_1$。我们的分析，同时再现已知的趋势，环境依赖的吸积在CDM，以及吸积在CDM和WDM之间的比较，揭示了几个有趣的新功能。正如预期的偏移集模型，WDM晕有较高的特定吸积率，占主导地位的吸积扩散质量，相比CDM晕。对于低质量WDM晕，我们发现，环境依赖的扩散质量吸积以及吸积合并几乎完全解释了$α$。对于其他情况，$δ$至少起着相当的作用。我们检测到，第一次，一个显着的和不断发展的装配偏差，由于扩散质量吸积低质量CDM和WDM晕（后不包括回溅对象），与$z=0$强度高于几乎所有已知的次要变量，并在很大程度上解释了$α$。我们的研究结果限制了半解析合并树算法，这反过来又会影响基于它们的星系演化模型的预测。
2022-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和一个耦合的暗物质-暗能量（CDE）模型，这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型，我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性：这些包括他们的人口规模，体积，形状和平均密度。我们发现，后者的属性有潜力作为宇宙学的探针，特别是暗能量，平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设，这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙，或更早开始空疏散，在替代模型作为一个直接后果的动态标量场，这也导致了更大的空隙合并率。此外，两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力，作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
Skewness of matter distribution in clustering dark energy cosmologies
本文计算了动态暗能量宇宙学中物质分布的偏度（三阶矩$S_3$）。我们特别注意暗能量扰动对这个量的影响。在这个量上确实有一个明显的暗能量扰动的信号。通过适当地允许暗能量扰动，我们表明它们对$S_3$的影响足够强（一个因子$\sim 3$更大），可以很容易地区分成簇和非成簇的暗能量宇宙学。这表明宇宙密度场的高阶统计对暗能量模型的研究是有用的，并且有可能排除成簇的暗能量宇宙学。
2019-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Semi-analytic galaxy formation in coupled dark energy cosmologies
在标准宇宙学模型（$Λ$ CDM）的可能替代方案中，耦合暗能量模型假设暗能量（DE）被视为动态标量场，可能与暗物质（DM）相互作用，产生只有DM粒子才能感受到的“第五种力”。在本文中，我们研究的影响，这些宇宙学的星系人口的统计特性相结合的高分辨率数值模拟与半解析模型（SAM）的星系形成和演化。在参考SAM中实现了新的功能，以便使其在这些宇宙学模拟上自洽地运行和校准。它们包括一个适当的修改的质量温度关系和DM晕的重子分数，由于不同的维里标度和引力偏置，分别。我们的研究结果表明，我们的耦合DE SAM的预测没有显着不同的理论预测与标准SAM应用到参考$Λ$ CDM模拟，这意味着星系的统计特性，这些替代宇宙学模型提供了一个弱探针。另一方面，我们表明，星系的偏差和星系成对的速度分布是敏感的耦合DE模型：这意味着这些探针可能会成功地应用到解纠缠之间的精髓，$f(R)$重力和耦合DE模型。
2015-05-11 astro-ph.CO
The nonlinear evolution of large scale structures in Growing Neutrino cosmologies
我们提出了增长中微子场景的第一个N体模拟的结果，最近在Baldi等人（2011）中讨论过。我们的研究结果第一次表明，如何中微子块形成的背景下，不断增长的中微子宇宙学预计将脉动的结果，暗能量的快速振荡的标量场。我们还首次计算了中微子晕的真实统计分布，并确定了它们对冷暗物质结构的影响。
2011-10-10 astro-ph.CO
DUCA: Dynamic Universe Cosmological Analysis. I. The halo mass function in dynamical dark energy cosmologies
针对动态暗能量宇宙学下暗晕质量函数建模需求，提出以转向时刻减速参数构建HMF的方法，经N体模拟校准实现亚百分比系统精度，满足未来巡天精度要求。
2025-04-10 astro-ph.CO
Large-Scale Structure Topology in Non-Standard Cosmologies: Impact of Dark Sector Physics
即使我们对宇宙学参数的测量有所改进，宇宙暗区的物理性质在很大程度上仍然是一个谜。暗区模型的许多影响在非常大的尺度上最为突出，将依赖于未来的星系调查来阐明。本文利用流体动力学模拟和宇宙学亏格统计，比较了几种宇宙学模型中大尺度暗物质分布的拓扑性质。对于ΛCDM、Quintessence和暖暗物质模型，在1到20 Mpc/h的尺度范围内，从z = 11到z = 0计算亏格曲线。的曲线进行了分析，在其厄米谱描述的权力包含在非高斯变形的宇宙密度场。我们发现，ΛCDM和ΛWDM模型产生几乎相同的亏格曲线，表明在结构形成上没有拓扑差异。的Quintessence模型，这只是在其膨胀的历史不同，产生显着差异的强度和红移演化的非高斯模式与较高的集群丰度和较低的空隙丰度。这些效应对宇宙方差具有鲁棒性，并且与调整ΛCDM模型的参数所产生的效应有特征性的不同。鉴于模型的简单性和相似性，检测这些差异是理解非标准宇宙学对大尺度结构影响的一个有希望的途径。
2017-02-10 astro-ph.CO
Cold dark matter halos in Multi-coupled Dark Energy cosmologies: structural and statistical properties
最近提出的多重耦合暗能量（McDE）方案-其特征是两种不同的冷暗物质（CDM）粒子种类与暗能量标量场具有相反的耦合-在宇宙结构的小尺度动力学中引入了许多新的特征，最明显的是同时存在吸引力和排斥力。这种小尺度的特征有望在非线性宇宙结构上留下可能可观察到的足迹，这可能提供一种直接的方法来测试这种情况。为了揭示这样的足迹，我们已经进行了第一套高分辨率的N体模拟的McDE宇宙学，覆盖耦合范围$|β|\leq 1$。我们发现，对应于第五力弱于标准重力的耦合值，对结构形成的影响是非常温和的，从而显示出一种新型的屏蔽机制的远程标量相互作用。相反，对于第五力可比或强于标准重力的一些影响出现在CDM晕的统计和结构特性。坍塌的结构开始分裂成成对的较小物体，它们在不同的轨道上移动，这提供了违反弱等效原理的直接证据。因此，不同质量的晕的相对丰度被显著修改。对于足够大的耦合值，预期的集群数量被强烈抑制，这可能会缓解目前的紧张局势之间的CMB和集群为基础的宇宙学约束。最后，晕的内部结构也被修改，与一个显着的抑制内过密度，和一个渐进的隔离的两个CDM物种。
2014-03-10 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
High-precision spectra for dynamical Dark Energy cosmologies from constant-w models
鉴于即将到来的观测，即那些旨在提供宇宙剪切断层扫描的观测，用任何可接受的DE状态方程w（a）跨越整个宇宙学函数空间似乎是必要的。在本文中，我表明，这一责任可以减轻，并适当地使用恒定w宇宙学的结果可能是足够的。更详细地说，我在这里“指定”了六个宇宙学，旨在跨越状态方程w（a）= w_o + w_a（1-a）的空间，使w_o和w_a的值与WMAP 5和WMAP 7释放一致，并运行N体模拟，以计算它们在不同红移z处的非线性涨落谱。这样的光谱，然后比较与合适的辅助模型，其特征在于常数w。对于每个z，需要不同的辅助模型。在k ~ 2-3 h Mpc^{-1}范围内，指定模型与辅助模型的光谱偏差保持在1%以内。一般来说，z越大，差异越小，并且在w_o和w_a平面上呈现出特定的趋势。本文除了旨在简化各种模型的谱的计算外，还指出了DE状态方程今后研究的一个特殊危险，因为在w_0 - w_a平面上相当远的模型很容易被混淆。
2010-06-04 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
The mass density contrast in perturbed Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker cosmologies
本文研究平坦FLRW宇宙学球对称微扰中质量密度对比的演化，纳入暗物质与暗能量，并证明无暗能量时结果与Bonnor的牛顿宇宙学方程一致。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc
The galaxy population in cold and warm dark matter cosmologies
我们使用一对高分辨率的N体模拟实现两个暗物质模型，即标准的冷暗物质（CDM）宇宙演化和温暖的暗物质（WDM）的替代品，其中的暗物质粒子是一个1.5 keV的热遗迹。我们将这些模拟与GALFORM半解析星系形成模型相结合，以探讨由此产生的星系种群之间的差异。我们使用GALFORM模型的CDM和WDM的变种，导致在相同的z=0星系恒星质量函数的建设。我们发现，大多数研究的星系属性在这两个模型中具有相同的值，这表明两种暗物质方案都与当前的观测数据同样匹配。即使在低密度区域，CDM和WDM之间的结构形成差异预计是最明显的，星系的性质也只是略有不同。我们发现的局部宇宙中唯一显着的差异是在“局部星系”的星系群中，即模拟银河系类似物周围半径为1至8Mpc的区域。在这样的区域中，我们的WDM模型提供了一个更好的匹配，以观察到的本地星系数计数，是五倍以上的可能性比CDM模型预测子区域内，是空的观察到的本地虚空。因此，一个高度完整的本地体积普查和未来的调查空洞区域可以提供限制的性质暗物质。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploiting flux ratio anomalies to probe warm dark matter in future large scale surveys
强引力透镜类星体中的通量比异常构成了一种独特的方式来探测非发光暗物质晕的丰度，从而探测暗物质的性质。在本文中，我们确定双成像类星体作为一个统计上有效的探测暗物质，因为他们是20倍以上丰富的四倍成像类星体。使用N体模拟，包括现实的重子反馈，我们测量的冷（CDM）和暖暗物质（WDM）宇宙学的双成像类星体的通量比的全部分布。通过这种方法，我们折叠在两个关键的系统-类星体的变化和视线结构。我们发现，WDM宇宙学预测的累积分布函数的通量比相对于CDM的差异约为6%，与CDM预测更多的小比率。最后，我们估计，~600双成像类星体将需要观察，以便能够明确区分CDM和这里研究的两个WDM模型。这样的样本量将很容易达到未来的大规模调查，如欧几里得。在准备这项调查的数据，我们需要辨别的规模的不确定性建模透镜星系及其子结构的模拟，再加上观察到的透镜类星体的选择功能的深刻理解。
2019-12-04 astro-ph.CO
The Impact of Coupled Dark Energy Cosmologies on the High-Redshift Intergalactic Medium
我们提出了一个分析的高分辨率流体动力学N体模拟耦合暗能量宇宙学的重点是在高红移星系际介质（IGM）的透射莱曼α通量的统计特性。在这些模型中，扩散宇宙网的增长与标准LCDM情况不同：密度分布偏向于欠密度区域，物质功率谱通常较大（以尺度依赖的方式）。这些差异在莱曼α通量中也是明显的，并且在z=2-4处，对于高透射率区域和耦合参数β= 0.08（β= 0.2）的值，通量概率分布函数（pdf）中的差异大于5%（10%）。当β= 0.08（β= 0.2）时，通量功率谱也受到~2%（~ 5-10%）量级的影响，并与红移有关。我们推断的行为的磁通PDF和磁通功率的合理范围内的耦合和本约束，使用目前的高，低分辨率的数据集。我们发现一个上限β< 0.15（在2 σ置信水平），这是获得仅使用IGM数据，并与其他大尺度结构探针推断的竞争力。
2011-01-31 astro-ph.CO
On the Cosmic Web Elongation in Fuzzy Dark Matter Cosmologies: Effects on Density Profiles, Shapes and Alignments of Halos
模糊暗物质（FDM）方案近年来受到越来越多的关注，这是由于香草λ冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型的小尺度挑战以及缺乏任何候选粒子的实验证据。在这项研究中，我们使用宇宙学$N$体模拟研究高红移暗物质晕和它们的响应小尺度上的原始密度扰动的FDM类功率谱截止。我们研究晕的密度分布，形状和排列在FDM类宇宙学（后两个第一次），通过提供拟合和量化偏离$Λ$ CDM作为粒子质量$m$的函数。与$Λ$ CDM相比，FDM样晕的浓度较低，在$m$依赖性晕质量处达到峰值，因此打破了$Λ$ CDM中密度分布的近似普遍性。在$Λ$ CDM的$N$ -体模拟中，中间到主要和次要到主要形状参数曲线随椭球半径单调增加。在类FDM宇宙学中，单调性被打破，晕在维里半径周围比$Λ$ CDM对应物更长，而在靠近中心的地方更短。最后，内在的对齐相关性，源于变形的初始球形坍缩晕在周围的重力潮汐场，成为更强的减少$m$。在$z\sim 4$中，我们发现$m=10^{-22}$ eV模型和$Λ$ CDM中各向同性线性排列幅度$D_{\text{iso}}$之间的分数差异具有$6.4 σ$显著性。在高$z$宇宙中，这种类似于FDM的印记在维里化晕的内部性质上是非常明显的。
2023-01-19 astro-ph.CO
Cosmic Web Dissection in Fuzzy Dark Matter Cosmologies
本文利用NEXUS+分析类FDM的N体模拟，量化节点、纤维、壁和空洞的统计差异，提出以过密度PDF约束FDM。
2023-08-16 astro-ph.CO
Adiabatic perturbations in coupled scalar field cosmologies
我们提出了一个全面的和规范不变的治疗周围的宇宙标度解的两个典型的标量场耦合通过一个共同的潜力在早期宇宙中，在中微子，光子和重子的存在下，但不包括冷暗物质的扰动。这种设置是相关的标量场模型的暗物质耦合到一个quintessence场的宇宙微扰分析。我们把强限制的形状的共同潜力，并采用矩阵特征系统的方法来确定在这样的模型中占主导地位的扰动模式。类似的情况下，标准的冷暗物质耦合到quintessence最近的结果，我们表明，绝热扰动模式的稳定性可以是这一类的标量场暗物质模型的问题，但只有特定的选择的共同潜力。对于指数耦合势，一种在许多情况下自然产生的相当常见的形状，这个问题可以避免。我们明确地计算在这种情况下的主导扰动模式。
2014-07-01 astro-ph.CO
Coupled DM heating in SCDEW cosmologies
强耦合暗能量加暖暗物质（SCDEW）宇宙学承认，自暴胀再加热以来，耦合暗物质和暖暗物质的$\sim 1\, \%$是稳定存在的。耦合DM波动，因此增长到非线性，即使在早期的辐射膨胀。这种早期非线性阶段在此通过顶帽密度增强的演变来建模，当耦合DM密度对比度仅为25-26并且DM密度增强为总密度的$ \sim 10\, \%$时，达到早期维里平衡。然而，在维里平衡所需的时间内，维里平衡条件继续改变，使得“维里化”的团块经历完全蒸发。在这里，我们概述了DM粒子处理overdentities保留一小部分的维里动量。虽然完全非相对论性，但由此产生的速度（适度）影响更大尺度上的波动动力学，稍后进入视界。
2017-10-11 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型，$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM），和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区：一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和耦合暗物质-暗能量（CDE）模型。使用这些模型的$N$体模拟，我们得到了几个措施的空隙统计和属性，包括分布的空隙体积，椭圆率，prolateness，和平均密度。我们发现，来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布，在当今的宇宙，这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现，分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$，表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是，我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地，平均而言，空隙在精粹模型下趋于最空，而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明，这是标量场存在于两种替代模型，导致空的空洞形成，而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
Turnaround radius in $Λ$CDM, and dark matter cosmologies with shear and vorticity
我们确定的周转半径，$R_{\rm t}$，和质量，$M_{\rm t}$之间的关系，在$Λ$ CDM，并在暗能量的情况下，使用扩展的球形塌缩模型考虑到剪切和涡的影响。我们发现一个更一般的公式比通常在文献中描述的，显示了$R_{\rm t}$从剪切和涡的依赖。$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系不同于不考虑剪切和旋转的关系，特别是在星系尺度上，不同于文献中给出的结果$\simeq 30\%$。这对状态方程的$w$参数的约束有影响。我们比较的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$的$Λ$ CDM，不同的暗能量模型中得到的$f(R)$修改的重力（MG）的情况下获得的关系。$Λ$ CDM中的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系，以及暗能量场景等同于$f(R)$理论的预测。那么，$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系就不是检验爱因斯坦广义相对论之外的引力理论的好探针。
2021-04-24 astro-ph.CO
Predictions for the sky-averaged depth of the 21cm absorption signal at high redshift in cosmologies with and without non-baryonic cold dark matter
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）
研究预测高红移宇宙中无非重子冷暗物质时21厘米吸收信号比有暗物质时大约2倍，提示可能需要扩展引力理论替代暗物质解释。
2018-08-07 astro-ph.CO hep-ph
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
Asymmetric dark matter annihilation as a test of non-standard cosmologies
我们表明，如果化学退耦发生在非标准大爆炸前核合成宇宙相和标准辐射主导相之间，那么非对称暗物质少数成分的遗迹丰度可能对宇宙的膨胀率以及非标准大爆炸前核合成宇宙相和标准辐射主导相之间的转变温度非常敏感。在此转变之前发生。特别是，由于非对称暗物质的湮灭截面通常大于标准宇宙学中对称暗物质的湮灭截面，因此非标准宇宙学中少数组分相对于多数组分的遗迹密度的降低可以通过湮灭截面的增加来补偿，因此与普遍认为的相反，可能比标准宇宙学中对称的暗物质的大。
2014-02-10 astro-ph.CO hep-ph
Forecasts for warm dark matter from weakly lensed Type Ia supernovae
我们研究了在所有的暗物质都是暖的情况下，从宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）观测的预期数据中对热暖暗物质（WDM）粒子的质量进行约束的可能性。为此，我们考虑基于暖暗物质的大尺度结构对超新星Ia视星等的透镜效应。我们使用HALOFIT作为非线性物质的功率谱和PDF的方差。我们进行了Fisher矩阵分析，得到了$m_{\rm WDM}>0.167$ keV的下界。
2019-05-18 astro-ph.CO
Disentangling interacting dark energy cosmologies with the three-point correlation function
我们研究了利用三点关联函数（3PCF）约束耦合暗能量（cDE）宇宙学的可能性。利用CoDECS的N体模拟，我们研究了各种模型的冷暗物质（CDM）晕的统计特性，包括一个基准$Λ$ CDM方案和五个模型，其中暗能量（DE）和CDM相互作用。我们在不同的尺度（$2<r\,[$ Mpc \h $]<40$）和红移（$0\leq z\leq2$）下测量晕3PCF，$ζ(θ)$和还原的3PCF，$Q(θ)$。在所有的cDE模型中，$Q(θ)$在小尺度（所有红移）和低红移（所有尺度）下都是平坦的，而在增加红移和尺度时，它会建立特征性的V形各向异性。相对于$Λ$ CDM预测，cDE模型显示垂直（伸长）构型的晕圈3PCF值较低（较高）。该效应也是尺度依赖性的，$Λ$ CDM和cDE模型之间的差异在大尺度下增加。我们利用这些测量来估计晕偏差，这与从两点关联函数（2PCF）计算的结果相当一致。使用2PCF和3PCF的主要优点是打破了偏置$-σ_{8}$简并性。此外，我们发现，我们的偏差估计是近似独立的DE耦合的假设强度。这项研究表明了高阶聚类分析的力量，在区分不同的宇宙学场景，目前和即将到来的星系调查，如BOSS和欧几里得。
2014-08-05 astro-ph.CO
The growth of fluctuations in Chaplygin gas cosmologies: A nonlinear Jeans scale for unified dark matter
统一的暗物质宇宙学经济地将缺失的物质和能量结合在单一流体中。在这些模型中，标准Chaplygin气体具有理论依据，但如果直接对均匀流体施加线性扰动，则在解释大尺度结构方面面临问题。然而，早期形成的小晕的集群组件是足够的（和必要的）的层次聚类进行CDM类组件在标准的情况下，与其余的均匀的组件作为暗能量。我们研究这种可能性。线性分析表明，一个临界的Press-Schecter阈值崩溃一般只能达到广义Chaubergin气体模型，模仿$Λ$ CDM，或超光速声速发生。但标准的Chaobergin气体情况被证明是边缘的，在线性区域中超密度达到一阶。这激发了非线性分析。一个简单的下落模型表明，坍缩确实是可能的1~kpc和以上的扰动，因为，与标准气体，压力随着密度的增加而减少，允许线性稳定系统的崩溃。这表明，从结构形成的角度来看，基于标准查伯金气体的宇宙学场景可能并不排除，正如人们经常假设的那样。另一方面，一个“非线性的牛仔尺度”，收缩的规模$R \gtrsim {\rm kpc}$，这可能是相关的CDM的小规模的问题，预测的增长。最后，集群Chaubergin气体宇宙学的背景动力学检查和面对观测数据集。如果聚集分数大于$90 \%$，则发现$H_0$比$Λ$ CDM稍大，这是可行的（在1-sigma）。
2022-10-11 astro-ph.CO
Spherical collapse model with shear and angular momentum in dark energy cosmologies
我们研究，第一次，如何剪切和角动量修改典型参数的球形坍缩模型，在暗能量占主导地位的宇宙。特别地，我们研究了几种暗能量模型的线性密度阈值$δ_\mathrm{c}$和维里超密度$Δ_\mathrm{V}$，以及它对累积质量函数的影响。球形坍缩的方程是Pace等人（2010）获得的方程，他们使用来自牛顿流体力学的密度对比演化的完全非线性微分方程，并假设暗能量仅存在于背景水平。由于引入了剪切和旋转项，球形坍塌模型的参数现在是质量相关的。本文的结果表明，正如预期的那样，在球形塌缩模型中考虑的新条款反对星系尺度上的扰动崩溃，从而导致相对于非旋转的情况下，更高的线性过密度参数值。我们发现一个类似的效果也为维里密度参数。对于质量函数，我们发现它的高质量尾部被抑制，而低质量尾部受到轻微影响，除了在某些情况下，例如Chaubergin气体的情况。
2012-12-19 astro-ph.CO
Non-linear Structure Formation in Planck+DESI Favoured Interacting Dark Energy Cosmologies
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Durham University（杜伦大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）
通过自洽的N体模拟，研究CMB和DESI观测支持的相互作用暗能量模型在准线性和非线性尺度上的效应，发现其对功率谱、密度场形态和晕丰度有显著影响，标准ΛCDM校准方法无法捕捉。
2026-06-11 astro-ph.CO
Standard Perturbation Theory for Interacting Dark Sector cosmologies I: Breakdown of Einstein de Sitter kernels
Universidade Federal da Bahia（巴伊亚联邦大学）；Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia（巴伊亚联邦教育、科学与技术学院）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本文发展了不依赖爱因斯坦-德西特近似的一阶标准扰动理论框架，揭示了弱相互作用导致扰动核时间依赖性增强，从而破坏了传统ΛCDM分析中的爱因斯坦-德西特近似，对暗物质领域模型的非线性修正进行了系统性研究。
2026-03-12 astro-ph.CO
Simulations of structure formation in interacting dark energy cosmologies
支持暗能量成分主导宇宙并推动其目前加速膨胀的证据在过去十年的宇宙学观测中逐渐增加。如果这种暗能量是由动态标量场给出的，它也可能与宇宙中的其他物质场直接相互作用，特别是与冷的暗物质。这种相互作用会在宇宙学背景演化和宇宙结构的生长上留下新的特征，比如大质量粒子之间的额外长程第五力，或者暗物质粒子质量随时间的变化。我们在这里回顾了这些新的物理效应在N体代码GADGET-2中的实现，并且我们讨论了一系列高分辨率N体模拟的结果，用于选定的相互作用暗能量模型家族，如Baldi等人所述。[20]。有趣的是，我们发现，与以前的索赔相比，暗物质晕的内部过密度在这些模型中相对于LCDM减少，并始终晕浓度显示出逐渐减少增加耦合。此外，耦合诱导的偏置冷暗物质和重子的超密度，决定了其宇宙学值以下的晕重子分数的减少。这些结果在小尺度上缓解了天体物理观测和LCDM模型预测之间的紧张关系，从而为耦合暗能量模型作为宇宙学常数的替代方案开辟了新的空间。
2009-06-29 astro-ph.CO
Gravitational potential evolution in Unified Dark Matter Scalar Field Cosmologies: an analytical approach
研究了一类特殊的由标量场拉格朗日函数描述的非绝热统一暗物质模型的引力势φ的时间演化.这些模型预测了与LambdaCDM中相同的背景演化，并且具有非零的声速。我们提供了一个非常准确的近似披，有效的重组时代后，在第一类贝塞尔函数的形式。这种近似可能是有用的统一暗物质标量场模型的未来更深入的分析。
2011-03-01 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing cosmologies with dark matter and dark energy
我们回顾了物质反弹的情况下，物质的内容是暗物质和暗能量。这些宇宙学预言了一个几乎标度不变的功率谱，对于标量扰动和小的张量-标量比，它具有轻微的红色倾斜。重要的是，这些模型预测了标量指数的正向运行，与最简单的暴胀和爆炸模型的预测相反，因此可能会被未来的观测所证伪。我们还审查如何反弹宇宙时空可以出现在理论中，无论是爱因斯坦方程修改或违反零能量条件的物质场包括在内。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strongly Coupled Dark Energy Cosmologies: preserving LCDM success and easing low scale problems II - Cosmological simulations
在这第二篇论文中，我们提出了第一个Nbody宇宙学模拟强耦合暗能量模型（SCDEW），一类模型，阐明了理论问题的性质有关的暗能量。SCDEW模型假设暗能量（DE）和辅助冷暗物质（CDM）成分之间存在强耦合，同时存在非耦合的暖暗物质成分。CDM和DE之间的强耦合使我们能够保持小尺度的波动，即使温暖的粒子是相当轻（$\approx 100$ eV）。我们的大规模模拟表明，对于$10^{11}<M/M_\odot<10^{14}$，SCDEW晕表现出类似于标准的Lambda冷暗物质（LCDM）模型的数密度和分布，即使它们具有较低的浓度参数。星系晕（$M\sim 10^{12} M_{\odot} $）的高分辨率模拟显示，$\sim 60\%$的子结构比它的LCDM对应，但相同的尖状密度轮廓。在银河系卫星（$M\sim 10^{9} M_{\odot}$）的尺度上，SCDEW的晕与LCDM有很大的不同。由于WDM组件的高热速度，它们几乎没有任何子结构，并呈现强烈的核心暗物质密度分布。这些密度核心延伸了数百秒差距，与银河系卫星的观测结果非常一致。强耦合模式，由于它们能够匹配大尺度和小尺度上的观测结果，可能是简单LCDM模式的有效替代方案。
2015-10-08 astro-ph.CO
Halo bias in mixed dark matter cosmologies
冷暗物质晕的大尺度分布通常被认为是物质大尺度分布的轨迹。在具有多种物质涨落的宇宙中，例如大质量中微子，晕场与物质涨落之间的关系可能更加复杂。我们开发了一种方法，用于计算的偏差因子相关的波动在晕数密度的质量密度的波动中的存在下的多个波动的组件的能量密度。在大质量中微子的存在下，我们发现一个小的，但明显的特点，在晕偏置附近的中微子自由流标度。中微子的特征是一个小的阶跃，其振幅随着晕质量和中微子质量密度的增加而增加。尺度依赖的晕偏置减少了对小尺度晕功率谱的抑制，因此应该减弱星系自功率谱和关联函数对中微子质量的约束。另一方面，偏置的特征本身就是一个可以独立研究的大质量中微子的新特征。
2014-10-31 astro-ph.CO
Axion cold dark matter in non-standard cosmologies
本文研究了大爆炸核合成前两种具有非标准热历史的宇宙学场景中冷暗物质轴子的参数空间：低温再加热（LTR）宇宙学和动能宇宙学。如果Peccei-Quinn对称性在暴胀过程中破裂，我们发现LTR宇宙学中允许的参数空间比标准宇宙学中更多，而在Kination宇宙学中更少。相反，如果Peccei-Quinn对称性在暴胀后破缺，Peccei-Quinn标度将比LTR宇宙学中的标准标度高出几个数量级，而比Kination宇宙学中的标准标度低。我们表明，轴子速度色散可以用来区分这些非标准的宇宙学。因此，轴子冷暗物质可能是大爆炸核合成之前宇宙历史的一个很好的探测器。
2009-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Lyman-$α$ forest and non-linear structure characterization in Fuzzy Dark Matter cosmologies
模糊暗物质（FDM）代表了标准冷暗物质（CDM）流体的另一种有趣的描述，能够解释GeV扇区中暗物质粒子的直接检测的缺乏，并减轻宇宙大尺度结构形成中的小尺度张力。在文献中，FDM模型的宇宙学模拟是通过非常昂贵的高分辨率网格模拟单个晕或通过N体模拟，包括更大的宇宙体积，但诉诸FDM非线性动力学中的显着近似，以减少其计算成本。随着新的N体宇宙流体动力学代码AX-GADGET的使用，我们现在不仅能够克服这样的数值问题，而且还结合了一个完全一致的治疗FDM动力学与气体粒子和重子物理过程的存在，以量化FDM对特定的天体物理观测的影响。特别是，在本文中，我们执行和分析几个流体动力学模拟，以限制FDM质量量化FDM对莱曼- $α$森林观测的影响，在文献中获得的第一次在N体设置没有近似FDM动力学。我们还研究了统计性质的晕，利用大的可用样本，提取信息FDM如何影响的丰度，形状和密度分布的暗物质晕。
2018-09-27 astro-ph.CO
Local Group star formation in warm and self-interacting dark matter cosmologies
暗物质的性质可以影响暗物质晕的坍缩时间，因此可以在诸如矮星系的恒星星族年龄和恒星形成历史等可观测数据中留下印记。本文利用EAGLE星系形成程序对冷暗物质（CDM）、无菌中微子暖暗物质（WDM）和自相互作用暗物质（SIDM）模型中的局域群模拟（LG）体积进行了高分辨率的流体动力学模拟，研究了星系形成时间随暗物质模型的变化。我们能够在不同的模拟中识别相同的晕，因为它们具有相同的初始密度场相位。我们发现星系的恒星质量系统地依赖于分辨率，并且在给定的暗物质质量的晕中可以相差多达两倍。SIDM中恒星星族的演化与CDM基本相同，但在WDM中，早期恒星形成被抑制。与CDM模型相比，WDM模型中LG晕通过原子冷却开始形成恒星的时间延迟了$\sim$ 2亿年。为了利用这些观测数据来区分不同的暗物质模型，有必要测量古老星族的恒星年龄，精确度要超过1亿年，并通过再电离的红移--以及潜在的其他重子过程--来解决简并问题。
2020-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter Halo Merger Histories Beyond Cold Dark Matter: I - Methods and Application to Warm Dark Matter
我们描述了一种方法来准确地计算晕质量函数，祖质量函数，合并率和合并树在非冷暗物质宇宙中使用的广义扩展Press-Schechter形式主义的自洽处理。我们的方法允许快速探索的subhalo人口的星系晕在暗物质模型与各种不同的粒子属性或宇宙滚动，截断，或更复杂的功率谱。我们做了详细的比较，解析推导的质量函数和合并的历史与最近的温暖暗物质宇宙学N体模拟，并找到很好的协议。我们表明，一旦吸积的平滑分布的物质占，粗粒度的统计数据，如质量吸积历史的晕可以几乎无法区分冷，暖暗物质的情况下。然而，晕质量函数和祖质量函数显着不同，与温暖的暗物质的情况下，被强烈抑制以下的自由流动尺度的暗物质。我们证明了使用正确的解决方案的漂移集障碍首次穿越分布在温暖的暗物质的重要性-如果一个平坦的障碍的解决方案，而不是使用的截断晕质量函数慢得多，导致高估的低质量晕的数量。
2012-10-07 astro-ph.CO
