Massive gravitons dark matter scenario revisited
我们重新审视了大质量引力子暗物质方案（MGCDM），这是最近被认为是替代暗能量模型。当引入本机和有效的状态方程（EoS），它表明，有没有幻影阶段的演化向遥远的过去。我们还指出，过去的加速相是由大质量引力子和冷暗物质之间的相互作用引起的。
2011-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Early massive clusters and the bouncing coupled dark energy
宇宙中质量最大的天体在不同时期的丰度是宇宙背景演化和密度扰动增长历史的一个非常敏感的探针，并可以提供一个强有力的工具来区分宇宙学常数和动态暗能量场。特别是，最近在高红移星系团的非常大的检测吸引了显着的兴趣，作为一个可能的指示标准LCDM模型的失败。为了在非高斯场景或相互作用的暗能量模型的背景下解释这种探测，已经进行了几次尝试，表明这两种替代宇宙学都预测了在高红移时大质量星系团的数量密度增加，可能会缓解紧张局势。然而，迄今为止提出的所有模型也都高估了大质量星系团在当前时期的丰度，因此与低红移晕质量函数的观测界限形成对比。在本文中，我们提出了第一次一类新的相互作用的暗能量模型，同时考虑到一个增强的数量密度的大规模集群在高红移和标准集群丰度在目前的时间和标准功率谱归一化在CMB。这类新模型的关键特征是暗能量标量场在相对较近的时期在宇宙学常数势垒上的“反弹”。我们提出的背景和线性扰动演化的模型，表明标准的密度扰动振幅恢复在CMB和在目前的时间，我们证明了通过大N体模拟，我们的方案预测在高红移的大质量集群的数量增加，而不影响目前的晕丰度。（节录）
2011-10-26 astro-ph.CO
Large-Scale Structure Formation with Massive Neutrinos and Dynamical Dark Energy
在接下来的十年里，对宇宙大尺度结构的宇宙学测量将对动力学暗能量和大质量中微子的综合效应敏感。物质功率谱是这些信息的关键储存库。我们扩展了高阶微扰方法计算的功率谱，调查这些影响在准线性尺度。通过与N体模拟的比较，我们建立了包含动力学暗能量和大质量中微子的时间重整化群（Time-RG）微扰处理的有效性机制。我们还量化的标准（SPT），重整化（RPT）和拉格朗日恢复（LPT）微扰理论的准确性没有大量的中微子。我们发现，一个近似，忽略中微子集群作为一个源的非线性物质集群预测的重子声学振荡（BAO）的峰值位置为0.25%的准确性红移1 < z < 3，证明使用LPT的BAO重建在即将到来的调查。我们发布了一个修改后的公共Copter代码，其中包括本文中讨论的额外物理。
2014-04-28 astro-ph.CO
On the average density profile of dark-matter halos in the inner regions of massive early-type galaxies
我们研究了39个红移z < 0.3的大质量早型透镜星系的样本，以确定最内层区域平均暗物质密度分布的斜率。我们保持强透镜和恒星星族合成模型尽可能简单的测量星系总质量和发光质量。通过将星系的爱因斯坦半径和暗物质投影质量的值与星系的有效发光半径和质量的值进行重新标度，我们合并了样本中所有星系的数据。我们发现，在有效半径值的0.3和0.9倍之间，暗物质投影密度分布的平均对数斜率为-1.0 +/-0.2（即，近似等温）或-0.7 +/-0.5（即，浅于等温），如果，分别，一个恒定的Chabrier或更重，Salpeter-like恒星IMF被采用。这些结果提供了积极的证据的影响的重子分量的星系暗物质晕的收缩，相比的预测暗物质-只有宇宙学模拟，并打开一个新的方式来测试模型的结构形成和演化的标准LCDM宇宙学方案。
2012-02-16 astro-ph.CO
The Slow Growth of Massive Galaxies in Rapidly Growing Dark Matter Halos
在冷暗物质宇宙学中，最大质量的暗物质晕被预测在z<1时经历快速增长。虽然人们期望大质量星系也会通过合并迅速增长，但最近的观测研究得出结论，最大质量星系的恒星质量在z<1时仅增长30%。我们利用观测到的空间密度和牧夫座星系中z<1的红星系的聚集来确定这些星系如何填充暗物质晕。在质量最大的暗物质晕中，中央星系的恒星质量与晕质量的三分之一次方成正比，大部分恒星质量都存在于卫星星系中。因此，质量最大的星系成长缓慢，即使它们位于快速成长的暗物质晕中。
2010-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Early Black Hole Formation by Accretion of Gas and Dark Matter
我们提出了一个模型，在早期的暗物质晕中形成质量为10000 Msun的中等质量黑洞（IMBHs）。我们对吸积的原始恒星进行了详细的恒星演化计算，包括暗物质粒子的湮灭能。我们一直跟踪恒星核心的演化直到引力坍缩。我们表明，非常大质量的恒星，大到10000 Msun，可以形成在早期的暗物质晕。这类恒星非常明亮，Log L/Lsun > 8.2。它们在引力作用下坍缩形成IMBH。这些黑洞可能是早期超大质量黑洞形成的种子。
2009-09-07 astro-ph.CO
Ultralight vector dark matter, anisotropies and cosmological adiabatic modes
本文研究超轻矢量暗物质在Bianchi I型各向异性宇宙中的背景演化，提出矢量场产生并衰减各向异性的模型，给出同步与牛顿规范下线性标量扰动方程，并强调绝热初始条件需计入剪切张量。
2024-04-19 astro-ph.CO
Probing the interaction between dark matter and dark energy in the presence of massive neutrinos
我们考虑了在暗区存在大质量中微子的相互作用的可能性，并研究了观测约束的三种不同的情况下，使用最新的CMB各向异性数据结合Ia型超新星，重子声学振荡，哈勃参数测量的大质量中微子。当在相互作用的暗扇区方案中除了中微子的标准模型预测之外还引入一个不育中微子时，我们发现表征暗物质和暗能量之间相互作用的耦合参数在2 $σ$置信水平下是非零的。此外，我们还发现含不育中微子的相互作用模型是一个很有希望缓解当前对哈勃常数的紧张的模型。我们没有发现证据的耦合在黑暗的部门时，一个不育中微子的可能性被丢弃。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc
On dark atoms, massive dark photons and millicharged sub-components
我们提出了一个简单的模型，两个暗物质物种具有相反的毫电荷，可以形成电中性的束缚态，通过交换一个大质量的暗光子。如果束缚态的形成在低温下被抑制，那么在后期仍然存在一部分次主导的毫荷电粒子，这可能会在宇宙黎明时的21 cm吸收剖面中产生有趣的特征。另一方面，占主导地位的中性成分可以与普通物质发生偶极相互作用，导致直接检测实验中的非标准信号。我们确定的参数区域预测的一个水平的电离分数和研究的限制，从实验室搜索暗物质散射和暗光子衰变。
2020-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Massive graviton dark matter with environment dependent mass: A natural explanation of the dark matter-baryon ratio
我们提出了一个方案，可以自然地解释观察到的暗物质重子比的背景下，变色龙场的双度规理论。我们引入两个额外的引力自由度，大质量引力子和变色龙场，分别对应于暗物质和暗能量。变色龙场被假设为与暗物质非最小耦合，即，大质量引力子，通过引力子质量项。我们发现，由于变色龙场的能量转移，暗物质-重子比动态地调整到观测值。结果表明，该模型可以解释观测到的暗物质-重子比，而与它们的初始丰度无关。
2017-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Three Hundred: The existence of massive dark matter-deficient satellite galaxies in cosmological simulations
基于324个星系团的流体模拟，发现缺乏暗物质的大质量卫星星系是多次近心点潮汐剥离暗物质的自然产物，无需奇异形成机制。
2024-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Massive gravitons as dark matter and gravitational waves
在双度规引力的背景下，我们考虑了大质量引力子是暗物质的可行候选者的可能性。我们首先导出了大质量引力子的能量动量张量，并证明了它确实表现出暗物质流体的能量动量张量。然后，我们讨论的生产机制和目前丰富的大质量引力子作为暗物质。由于普通物质场所耦合的度规是双引力的两个质量本征态的线性组合，因此大质量引力子（即暗物质粒子）的产生不可避免地伴随着无质量引力子（即引力波）的产生。因此，在这种情况下，我们宇宙中暗物质的一些信息被编码在引力波中。例如，如果LIGO探测到膨胀后预热产生的引力波，那么质量为$\sim 0.01$ GeV的大质量引力子就是暗物质的候选者。
2016-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Too big to fail? The puzzling darkness of massive Milky Way subhaloes
我们表明，无耗散LCDM模拟预测，银河系中大多数最大质量的subhalo密度太大，无法容纳任何明亮的卫星（L_V > 10^5 L_sun）。这些暗的次晕在下沉时的圆速度为30-70 km/s，下沉质量为[0.2-4] x 10^10 M_sun。除非银河系是一个统计异常，这意味着星系形成成为有效的随机在这些质量。这与星系光度和晕圈速度（或晕圈质量）之间的单调关系形成鲜明对比。我们表明，至少有两个（通常是四个）这些大规模的黑暗subhaloes预计将产生一个更大的暗物质湮灭流量比天龙座。如果矮卫星中的重子反馈或不同的暗物质物理学能在0.3 - 1千秒差距的尺度上使大质量次晕的中心密度降低一个数量级，那么就有可能绕过这些结论。
2011-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strongly-interacting massive particle and dark photon in the era of intensity frontier
强相互作用大质量粒子（SIMP）是暗物质（DM）的一个有趣的候选者，因为它的自相互作用截面可以自然地强到足以解决小尺度结构形成的天体物理问题。通过假设一个非线性凝聚，提出了一个简单的模型，其中复合SIMP来自“强相互作用”U（1）$_{\rm d}$规范理论.在原始模型中，DM遗迹丰度由$3\to2$湮灭过程通过Wess-Zumino-Witten项确定。在这封信中，我们讨论了DM遗迹丰度也是通过超荷规范玻色子和暗U（1）$_{\rm d}$规范玻色子（暗光子）之间的动力学混合的半湮灭过程自然确定的。在不久的将来，可以通过LDMX式的丢失动量实验发现暗光子。
2020-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Analytic expressions for the background evolution of massive neutrinos and dark matter particles
给出了大质量中微子和一般暗物质粒子（费米子和玻色子）的密度、压强、平均数密度和赝压强的精确解析表达式。然后，我们专注于大规模的中微子，我们比较我们的解析表达式与数值实现类玻尔兹曼代码。我们发现，我们的修改，包括精确的解析表达式是在协议，以更好地比$10^{-4}\%$与默认的CLASS实现中的CMB功率谱的估计，我们的修改没有对代码的性能产生影响。我们还提供了几个具体的限制，我们的表达式在相对论制度，而且在晚些时候的中微子状态方程。
2019-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Condensate of Massive Graviton and Dark Matter
我们在无重影的双引力理论中研究相干振荡的大质量引力子。这种相干场可以解释为大质量引力子的凝聚。我们首先定义了弯曲时空中相干质量引力子的有效能量动量张量。然后，我们研究了宇宙的背景动力学和宇宙结构的形成，包括相干的大质量引力子的影响。我们发现大质量引力子的凝聚体表现为宇宙中的一种暗物质成分。从几何的观点来看，凝聚体被视为时空各向异性。因此，在我们的假设中，暗物质是由时空的微小变形产生的。我们还讨论了时空各向异性的产生，并发现一个原始起源的河外磁场可以产生足够的暗物质。
2018-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on dark energy from the abundance of massive galaxies
这篇会议论文简要总结了Menci et al.（2020）和Menci et al.（2022）对动态暗能量模型的约束。动力学暗能量（DDE）模型已被提出来解决标准$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM）场景中出现的几个观测紧张局势。不同的DDE模型，参数化的状态方程参数$w_0$和它的时间导数$w_a$的本地值的不同组合，预测不同的大质量星系在早期宇宙的最大丰度。我们利用观测到的z>=4.5的大质量星系的丰度来约束DDE模型。为此，我们考虑了四个独立的探测：（i）CANDELS巡天在z~6观测到的恒星质量函数，（ii）由z~5观测到的亚毫米级大质量恒星形成星系估算的质量晕体密度，（iii）SPT巡天在z~7观测到的最大质量星系的稀有性，（iv）由观测到的质量晕体密度。（iv）从JWST早期观测中推断的z~10处大质量（M>10^10.5 Msun）星系的丰度。我们的探针排除了DDE参数空间的主要部分，这是允许由其他现有的探针。特别是，早期的JWST结果，如果得到证实，在2 $σ$置信水平下，与标准$Λ$ CDM情景存在紧张关系。
2023-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Vector Coherent Oscillation Dark Matter
我们建立了一个隐藏的大质量矢量玻色子暗物质模型，作为一个均匀的相干振荡在整个宇宙中没有任何危险的不稳定性。我们利用一种特殊形式的矢量玻色子耦合到一个标量场通过规范动力学函数。通过观测暗物质等曲率扰动中的统计各向异性，可以将这种情况与其他暗物质模型区分开来。
2023-03-07 astro-ph.CO hep-ph
A rumble in the dark: signatures of self-interacting dark matter in Super-Massive Black Hole dynamics and galaxy density profiles
首次探讨了流体动力学宇宙学模拟中自相互作用暗物质（SIDM）对大质量星系中暗物质（DM）和重子分布的影响，包括显式重子物理处理.一种新的实现超大质量黑洞（SMBH）的形成和演化的使用，在Tremmel等人。(2015，2016），允许明确遵循星系中心的SMBH动力学。选择高SIDM恒定横截面，$σ$ =10 $\rm cm^2/gr$，以放大与CDM模型的差异。类似银河系的星系在SIDM中形成的DM密度分布比在CDM中形成的DM密度分布更浅，差异已经达到20 kpc尺度。这表明，即使对于最大质量的螺旋，SIDM的影响也超过了重子引起的绝热收缩。引人注目的是，SMBHs的动态在SIDM和参考CDM情况下不同。在SIDM和CDM运行中，大质量螺旋中的SMBH都沉到了宿主星系的中心，而在较小质量的星系中，SIDM运行中大约有80个$\%$的SMBH人口偏离了中心，而在CDM运行中，$\sim$ 90个$\%$的SMBH已经到达了宿主星系的中心。SMBH被发现在距离SIDM星系中心$\sim$ 9千秒差距的地方。这种差异是由于SIDM星系中DM密度较CDM低而导致的动力学摩擦时间尺度增加，从而导致“核心失速”。这项试点工作突出了在一个完整的流体动力学背景下，不同的DM模型相结合的SMBH物理模拟的重要性，研究它们对星系形成的影响。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Vector Portal Pseudo-Goldstone Dark Matter
我们提出了一个模型的伪戈德斯通暗物质，通过一个光矢量介质的基础上自发打破$SU(2)$暗部门。暗物质质量是由暗$SU(2)$对称性的显式破缺引起的。剩余的全球$U(1)$对称性阻止了暗物质衰变。这个模型的行为进行了研究的假设下，观察到的暗物质遗迹丰度是由于热冻结。我们认为自相互作用的小尺度结构异常的目标和相互作用的可能性与标准模型通过矢量介体。
2022-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Slow Galaxy Growth within Rapidly Growing Dark Matter Halos
在冷暗物质宇宙学中，质量最大的暗物质晕在红移z=1和z=0之间经历快速增长，对应于过去70亿年的宇宙时间。因此有一种期望，即最大质量星系的恒星质量也将通过在这个红移范围内的合并而迅速增长。虽然有一些大质量星系在低红移下合并的例子，但最近的观测表明，大质量星系的恒星质量自z=1以来只增长了30%。一些文献声称，大质量星系的缓慢增长与CDM范式相反，尽管情况不一定如此。为了确定为什么大质量星系没有快速增长，我们模拟了星系如何填充暗物质晕。为此，我们在NOAO深宽视场巡天的Bootes场中测量了红移z<1星系的空间密度和空间聚类。然后，我们使用晕占据分布（HOD）形式主义的观测建模。我们发现最大星系的恒星质量与暗物质晕质量的三分之一次方成正比。在质量最大的暗物质晕中，我们还发现恒星质量主要分布在“卫星”星系中。因此，大型星系的恒星质量预计会相对缓慢地增加，即使它们位于快速增长的暗物质晕中。
2009-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Milgrom's Law and Lambda's Shadow: How Massive Gravity Connects Galactic and Cosmic Dynamics
大质量引力为宇宙学的暗能量问题提供了一个自然的解决方案，也是解决暗物质问题的候选者。我证明，假设合理的标度关系，大规模的重力可以提供米尔格罗姆的重力定律（或“修改后的牛顿动力学”），这是已知的，以消除粒子暗物质从银河系动力学的需要。米尔格罗姆定律伴随着一个特征加速度，米尔格罗姆常数，它在观测上被限制为$a_0\approx1.1\times10^{-10}$ m/s $^2$。在这里给出的推导中，这个常数自然来自于像$a_0\propto c\sqrtΛ\propto c H_0\sqrt{3Ω_Λ}$这样的引力子的宇宙学所需质量，其中$Λ$、$H_0$和$Ω_Λ$分别是宇宙学常数、哈勃常数和第三宇宙学参数。我的推导表明，大质量引力可能是暗物质和暗能量背后的机制。
2015-06-02 astro-ph.CO hep-ph
LARgE Survey -- II. The Dark Matter Halos and the Progenitors and Descendants of Ultra-Massive Passive Galaxies at Cosmic Noon
我们使用一个27.6度$^2$巡天来测量$gzK_s$选择的静止星系在$z\sim1.6$的聚集，重点是超大质量的静止星系。我们发现，$z\sim1.6$超大质量被动演化星系（UMPEGs），其中有$K_s(AB)<19.75$（恒星质量的$M_{stars}$ $>\sim 10^{11.4}M_{\odot}$和平均$<$ $M_{stars}$ $>$ = $10^{11.5}M_{\odot}$），集群比任何其他已知的星系人口在高红移。将它们的相关长度$r_0 = 29.77 \pm 2.75$ $ h^{-1}$ Mpc与Millennium XXL N体模拟中的暗物质晕集群进行比较，表明这些$z\sim1.6$ UMPEG存在于质量为$M_{h}\sim10^{14.1}h^{-1}M_{\odot}$的暗物质晕中。这种非常巨大的$z\sim1.6$晕与PDMATHAMY大质量星系团的祖先有关，如室女座和后发座星系团。考虑到它们极端的恒星质量和缺乏具有可比质量的同伴，我们推测这些UMPEG可能是它们（原）星系团的已经淬火的中心大质量星系。我们的结论是，只有少量的进一步增长，在他们的恒星质量，$z\sim1.6$ UMPEG可能是一些大质量的中央星系的祖先，今天的大质量星系团观察到已经非常巨大，静止的宇宙恒星形成的高峰期附近。
2020-02-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dipolar Dark Matter with Massive Bigravity
由于暗能量和宇宙学常数的问题，大质量引力理论已经发展成为引力的可行的红外修正。另一方面，修正的引力理论和修正的暗物质理论是为了解决银河系尺度下的标准冷暗物质问题而发展起来的。在这里，我们建议采用无幽灵的大质量双引力理论的框架来重新表述星系尺度下的暗物质问题。我们研究了一种有前途的暗物质替代品，称为偶极暗物质（DDM），其中两种不同种类的暗物质分别耦合到双引力的两个度量，并通过内部矢量场连接在一起。我们表明，这个模型成功地再现了星系尺度（MOND）的引力极化机制的结果，暗物质的现象。该模型在引力场中是安全的，但由于物质场和矢量场与度规的特殊耦合，在暗物质场中存在退耦极限中的幽灵。然而，通过适当选择模型参数，有可能将鬼的质量推到强耦合尺度之外。未来工作中需要解决的关键问题是幽灵的确切质量以及该模型的宇宙学含义。
2015-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Can Massive Gravitons be an Alternative to Dark Energy?
在这项工作中，我们探讨了M. 1998年的维瑟。在他的方法中，维瑟打算通过在爱因斯坦场方程中增加一个双度规张量来考虑引力子的质量。我们的研究表明，一个一致的宇宙学模型来自维瑟的方法。最有趣的特征是加速膨胀阶段自然地从宇宙学模型中出现，并且我们不需要假设任何类型的暗能量来解释遥远的Ia型超新星（SNIa）的当前观测数据。
2010-08-24 astro-ph.CO gr-qc
Constraint on Vector Coherent Oscillation Dark Matter with Kinetic Function
如果矢量玻色子通过非平凡的动力学函数与暴胀子耦合，则在暴胀过程中可以形成空间均匀的矢量凝聚。这种大质量矢量玻色子的相干振荡是暗物质的候选者。在本文中，我们考虑的情况下，矢量玻色子能量密度增加的暴胀过程中，曲率/等曲率扰动给出了严格的约束。
2020-05-31 astro-ph.CO hep-ph
Massive neutrinos and interacting dark matter look alike through the lens of lensing
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）
研究指出大规模中微子对宇宙微波背景辐射引力透镜功率谱的抑制效应可通过暗物质-重子相互作用模拟，可能影响中微子质量的测定。
2026-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutron Star Collapse From Accretion: a Probe of Massive Dark Matter Particles
本文研究大质量暗物质粒子在中子星内通过动量相关散射被捕获并热化、最终导致中子星坍缩为黑洞的过程，并利用暗物质密集区老年中子星的观测对大质量暗物质参数给出强约束。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Size Evolution of Early-Type Galaxies and Massive Compact Objects as the Dark Matter
早型星系从z ~ 2到0的剧烈尺度演化对星系形成理论提出了新的挑战，这可能无法用标准图像来解释。结果表明，如果非重子冷暗物质是由质量尺度为~10^5 M_sun的致密天体组成，则可以解释其尺寸演化。这种形式的暗物质与目前可用的观测结果相一致，或者仅受到目前可用观测结果的微弱约束。致密暗天体的动能通过动力学摩擦传递给恒星，有效半径附近的恒星被推向更大的半径，导致纯粹的尺寸演化。这种情况有几个很好的性质来解释观测结果，包括尺寸演化的普遍性和更高密度星系的更快消失。
2009-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Massive Black Holes from Dissipative Dark Matter
我们发现，一个次主导的组成部分类似的耗散暗物质的标准模型可以形成许多中等质量的黑洞种子在第一个结构的形成时期。我们还观察到，在这个物质扇区的存在下，黑洞将以比普通情况快得多的速度增长。这些事实可以解释观测到的大量超大质量黑洞喂养高红移类星体的现象。这种情况将对暗子结构和引力波的产生有趣的观测结果。
2017-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The bias of the submillimetre galaxy population: SMGs are poor tracers of the most massive structures in the z ~ 2 Universe
人们经常声称，超密度的（甚至个别明亮的）亚毫米选择星系（SMG）追踪宇宙中最大质量的暗物质结构的组装。我们通过对莫斯科大剧院宇宙学模拟的模拟SMG目录进行细胞计数分析来测试这一说法，以研究SMG协会如何追踪底层暗物质结构。我们发现，SMG表现出相对复杂的偏见：一些地区的高SMG超密度不足的暗物质质量，和一些地区的高暗物质过密度不包含SMG。由于它们的稀有性，泊松噪声在固定的暗物质过密度下导致SMG过密度的散射。因此，亮度较低、数量较多的星系（即莱曼破裂星系类似物）组成的丰富星系团比SMG更好地追踪最高的暗物质过密度。即使平均而言，SMG星协也是最显著的暗物质过密度的相对较差的示踪剂，因为“缩小”：在z < ~2.5时，居住在最高暗物质过密度中的最大质量星系已经停止了它们的恒星形成，因此不再是SMG。在给定的红移下，在10%最大质量的超密度中，只有约25%包含至少一个SMG，并且不到百分之几包含一个以上的SMG。
2015-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on massive sterile plus active neutrino species in non minimal cosmologies
宇宙学测量受到活动和无活动大质量中微子的能量密度的影响。我们在这里扩展到非最小宇宙学的当前宇宙学数据的最近分析。几种可能的情况下进行检查：一个恒定的w \neq -1暗能量状态方程，一个非平坦的宇宙，一个随时间变化的暗能量组件和耦合的暗物质暗能量宇宙或修改的重力的情况。当只考虑宇宙学数据时，在95%CL下允许有~0.5 eV无菌物质的（3+2）大质量中微子模型。该方案已被证明可以使反应器、LSND和MiniBooNE阳性信号与来自其他搜索的空结果相一致。大爆炸核合成边界可能会损害（3+2）模型的可行性，如果两个不育物种是完全热化状态去耦。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
The M-sigma Relation of Super Massive Black Holes from the Scalar Field Dark Matter
在标量场或玻色-爱因斯坦凝聚体暗物质模型下，我们解释了星系中超大质量黑洞的质量与其球的速度色散之间的M-σ关系.中心黑洞的引力改变了星系中心标量场的边界条件。由于暗物质的波动性质，即使黑洞比凸起轻得多，也会显著改变星系晕的轮廓。结果是，黑洞越重，凸起就越紧密，因此速度色散也就越大。数值研究证实了这一趋势。用暗物质粒子质量$m\simeq 5\times 10^{-22} eV$很好地再现了M-σ关系。
2015-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-th
An upper limit to the central density of dark matter haloes from consistency with the presence of massive central black holes
我们研究了星系中心大质量黑洞的生长速率，这些黑洞是由周围晕圈中的暗物质吸积而来的。通过只考虑由于轨道上的暗物质粒子与中心黑洞的结合而产生的吸积，我们得到了吸积率的一个确定的下限。我们发现，一个失控的吸积制度发生在一个时间尺度上，这取决于三个特征参数的问题：黑洞的初始质量，体积密度和速度分散的暗物质粒子在其附近。吸积率的分析处理产生的结果意味着，对于最大的黑洞质量推断类星体的研究（$>10^{9} M_{\odot}$），失控制度将达到的时间尺度是短于中心暗物质密度超过$250 M_{\odot}$ pc $^{-3}$的问题的晕的寿命。由于达到失控吸积会强烈扭曲宿主暗物质晕，在这个质量范围内的类星体黑洞的推论导致其宿主晕中心暗物质密度的上限为$ρ_{0} < 250 M_{\odot} $ pc $^{-3}$。这个极限与假设的中心黑洞质量成反比。然而，考虑到宇宙学研究所暗示的暗物质分布在银河系中具有普遍性，我们得到了这种结构中暗物质中心密度的严格上限。
2010-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
If dark matter is fuzzy, the first stars form in massive pancakes
模糊暗物质（FDM）是对标准冷暗物质（CDM）模型的一种修正，它是由低质量星系中的小尺度差异引起的。由超轻（质量$\sim 10^{-22}$ eV）轴子组成，具有kpc尺度的德布罗意波长，这是一类候选者之一，预测第一个坍缩物体形成相对大质量的暗物质晕。这意味着第一批恒星和星系的形成历史将非常不同，可能会对这些模型产生很大的限制。在这里，我们数值模拟FDM宇宙学中第一批恒星的形成，在一个代表性的体积崩溃后，一直到原始的原恒星形成，包括原始的非平衡化学网络和冷却的第一次。我们发现了两个新的结果：首先，大规模的坍缩导致了一个非常薄而扁平的气体“薄饼”; 2其次，尽管宇宙学非常不同，这个薄饼碎片直到它形成与CDM中的那些无法区分的原恒星物体。结合起来，这些结果表明，在这个模型中的第一代恒星也可能是大质量的，并且由于片形态，不会自我调节，导致大规模的Pop III星暴。我们估计在这个扩展结构中形成的第一批恒星的总数超过2000万年，使用一个简单的模型来解释来自恒星的电离反馈，并且应该可以用JWST观察到。这些预测提供了FDM和类似暗物质候选者的潜在吸烟枪签名。
2022-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Holographic dark energy in a universe with spatial curvature and massive neutrinos: a full Markov Chain Monte Carlo exploration
本文报道了基于马尔可夫链蒙特卡罗整体拟合技术，用空间曲率和大质量中微子约束全息暗能量模型的结果。宇宙观测数据包括WMAP 7年的温度和偏振数据、Union 2.1样品的Ia型超新星数据、SDSS DR 7和WiggleZ暗能量巡天的重子声振荡数据以及HST最新的$H_0$测量数据。为了处理暗能量的微扰，我们采用了参数化后Friedmann方法。我们发现，对于没有空间曲率和大质量中微子的最简单全息暗能量模型，唯象参数$c<1$在大于$4σ$的置信水平.空间曲率的引入增大了误差条，导致$c<1$仅在大约$2.5σ$范围内;相反，大质量中微子的引入对$c$没有显著影响。我们还发现，对于具有空间曲率但没有大质量中微子的全息暗能量模型，当前分数曲率密度$Ω_{k0}$的$3σ$误差棒仍为$10^{-2}$的量级;对于具有大质量中微子但没有空间曲率的模型，中微子总质量的$2σ$上界为$\sum m_ν < 0.48$ eV.此外，全息暗能量模型中空间曲率与大质量中微子之间存在明显的简并，这使得$\sum m_ν$的上界扩大了2倍以上。此外，我们证明，利用完整的WMAP数据可以给全息暗能量模型更好的约束，与使用WMAP "距离先验“的情况相比。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Coupled and uncoupled early dark energy, massive neutrinos and the cosmological tensions
某些宇宙学模型在复合前时期的特定窗口中具有不可忽略的暗能量部分，能够非常有效地缓解哈勃张力，同时保持对用于构建宇宙逆距离阶梯的数据的良好描述。社区中有一个关于这些模型是否增强了物质波动的力量的激烈讨论，导致{ \it de facto}与大尺度结构测量的紧张关系恶化。我们在几个早期的暗能量（EDE）模型的背景下解决这个关键问题，在某些情况下也考虑了暗能量和暗物质之间的耦合，以及大质量中微子的影响。我们使用普朗克2018年的可能性，万神殿汇编中的Ia型超新星和重子声学振荡的数据来拟合它们。我们发现，超轻轴子类（XNUMX）EDE实际上可以减轻$H_0$紧张不增加$σ_{12}$的值相对于那些发现在$Λ$ CDM，而指数势的EDE不具有任何影响的紧张局势。暗区的耦合倾向于增强物质的聚集，并且数据限制了大量中微子的影响，因为它们质量总和的上限太接近标准模型中获得的上限。我们发现，在最好的情况下，即在100，哈勃张力减少到$\sim 2σ$。
2022-10-24 astro-ph.CO gr-qc
Pulsar timing residual induced by ultralight vector dark matter
我们研究质量在$10^{-23}\,\mathrm{eV}$周围的超轻矢量暗物质。在星系尺度上相干振荡的矢量场引起时空度规的振荡，其频率约为nHz，这可以通过脉冲星定时阵列检测到。我们发现矢量暗物质产生的脉冲星定时信号与标量暗物质不同，具有非平凡的角度依赖性，其最大振幅是标量暗物质的3倍。
2020-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Two-Parameter Matching Scheme for Massive Galaxies and Dark Matter Haloes
Halo Absolute Matching被用来建立星系和暗物质晕之间的单参数映射，假设晕质量和星系光度（或恒星质量）单调相关。虽然这种方法已经相当成功，但已知星系必须至少用两个参数来描述，这可以从大质量早型星系所在的双参数基本平面中看出。在本文中，我们推导出一个连接之间的初始暗物质密度扰动在早期宇宙和现今维里化的暗物质晕假设简单的球形坍缩结合质量和能量守恒。我们发现，$z = 0$晕浓度，或替代内斜率的晕密度分布$α$，是单调和正相关的崩溃红移的晕。这是定性的研究结果的一些以前的作品的基础上数值模拟，我们比较我们的结果。然后，我们描述了如何晕的质量和浓度（或内斜率$α$）可以作为两个晕参数结合两个参数的早期类型的星系，以创建一个改进的丰度匹配计划。
2015-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Massive Photon and Dark Energy
我们研究了大质量电动力学的宇宙学，并探讨了大质量光子能否解释暗能量的可能性。该作用量由引力的标量-矢量-张量理论给出，该理论是通过大质量Stueckelberg QED与引力的非最小耦合得到的，并且通过特别注意光子质量的作用来研究其宇宙学后果。我们发现，该理论允许宇宙学演化的辐射和物质占主导地位的时代是由一个长期的几乎恒定的暗能量，密切模仿$Λ$ CDM模型和电流加速的主要来源是由非零光子质量由关系$Λ\sim m^2$。详细的数值分析表明，$\sim 10^{-34}$ eV量级的非零光子质量与目前的观测结果是一致的。这个量级远小于目前对光子质量的最严格限制，即$m \leq 10^{-27}$ eV的量级。
2016-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multiscalar-metric gravity: cosmological constant screening and emergence of massive-graviton dark components
本文提出多标量度规引力框架，通过Weyl标度增强屏蔽宇宙学常数，并利用引力Higgs机制涌现大质量引力子作为暗分量，构建了基于自发破缺WTR的有效引力理论。
2022-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Super cuspy dark matter halos of massive galaxies due to baryon-driven contraction
Leibniz-Institute for Astrophysics（莱布尼茨天体物理研究所）；Cambridge University Press（剑桥大学出版社）
该研究通过baryon驱动收缩解释了大质量星系中超尖锐暗物质晕的形成，提出新的方法推导暗物质晕并验证其重要性。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Production of Purely Gravitational Dark Matter: The Case of Fermion and Vector Boson
我们考虑粒子暗物质模型的最简单的可能性，其中暗物质只有引力与标准模型部门的相互作用。即使在这样的情况下，我们也知道，在膨胀的宇宙中产生的引力粒子可能会导致一个正确的遗迹丰度，这取决于膨胀尺度和暗物质粒子的质量。本文对费米子和矢量暗物质的引力粒子产生进行了全面系统的分析，并强调比哈勃参数重得多但比暴胀子轻的粒子也可以大量产生。
2019-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting Vectorial Dark Matter in a SM-like Dark Sector
提出精确复制标准模型结构的 $SU(2)_D \times U(1)_D$ 暗规范–希格斯区，证明暗规范玻色子 ${\cal W}^{(p,m)}$ 可作为自相互作用矢量暗物质，并系统分析其约束与直接探测前景。
2023-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Signature of polarized ultralight vector dark matter in pulsar timing arrays
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
极轻矢量暗物质通过其极化特性在脉冲星计时阵列中产生独特方向依赖性的计时残差，其四极子性质使Hellings-Downs曲线更明显，为区分暗物质与引力波提供了新的观测手段。
2025-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Vector dark matter from split SU(2) gauge bosons
我们提出了一个具有奇异暗SU（2）规范群的矢量暗物质模型。引入两个希格斯三重态自发打破对称性。所有的暗规范玻色子都变得有质量，最轻的玻色子是可行的矢量DM候选者。它的稳定性由一个剩余的Z_2对称性保证。我们研究了Higgs测量数据、暗物质遗迹密度以及直接和间接探测实验对参数空间的约束。我们发现许多参数点满足所有的约束条件，他们可以在未来的实验中进一步测试。类似的方法可以用来从任意SO（N）规范群构造矢量暗物质模型。
2021-05-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Parametric Resonance Production of Ultralight Vector Dark Matter
比$10^{-22}$ eV重的矢量玻色子可能是具有独特实验特征的可行的暗物质候选者。超轻暗物质通常需要一个非热的起源，以达到观察到的密度，同时在后期仍然表现得像一种无压流体。我们表明，这样的生产机制自然发生的矢量，其质量来源于一个黑暗的希格斯粒子。如果暗希格斯粒子在暴胀后具有较大的场值，那么希格斯场中的能量可以通过参量共振有效地转移到矢量中。计算由此产生的丰度和光谱需要仔细处理的横向和纵向分量，其动态是由不同的微分方程。我们详细研究了这些方程，发现矢量的质量可能低至$10 ^{ - 18 }$ eV，而占主导地位的暗物质丰度。这就为宇宙学上可行的矢量暗物质开辟了广阔的质量范围，进一步激发了他们的实验研究。
2019-03-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing the Dark Matter density with gravitational waves from super-massive binary black holes
本文提出超大质量双黑洞引力波频谱在nHz处的抑制效应可用于限制暗物质密度，进而约束星系中心间接探测信号，并有望通过精确频谱实现暗物质密度剖面层析成像以探测粒子物理效应。
2023-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark aspects of massive spinor electrodynamics
我们研究了挠率不为零时的大质量旋量电动力学宇宙学。在挠率和矢量场之间引入了一个非极小相互作用，它们之间的耦合常数在经典宇宙学中起着重要的作用。结果表明，质量的矢量场和扭转合谋产生暗能量和无压暗物质，并为一般值的耦合常数，理论有效地提供了一个相互作用的模型，它们之间的额外的能量密度的形式$\sim 1/a^6$。演化方程模拟$Λ$ CDM行为直到$1/a^3$项，并且附加项表示与$Λ$ CDM的偏差。我们表明，偏差是兼容的观测数据，如果它是非常小的。我们发现，非最小相互作用产生了一个与矢量场质量平方成正比的有效宇宙学常数，在当前观测极限内的光子质量可能是暗能量的来源.
2014-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Planckian Interacting Massive Particles as Dark Matter
根据目前对Higgs质量和顶夸克汤川耦合的测量，标准模型在普朗克尺度下是自洽的。因此，新物理学可能只是通过普朗克压制的高维算子与标准模型耦合。在这种情况下，WIMP奇迹是一种海市蜃楼，而奥卡姆剃刀所规定的最小性将表明暗物质与普朗克尺度有关，无论如何，量子引力都将在普朗克尺度上显现出来。假设在这个框架内，暗物质是一个普朗克相互作用的大质量粒子，我们表明，最自然的质量大于$0.01\,\textrm{M}_p$已经排除了在CMB张量模式的情况下。这也表明，我们预计张量模式的CMB将很快观察到这种类型的最小暗物质模型。最后，我们触及的KK引力子模式作为一个可能的实现这种情况下的UV完整的模型，以及进一步的潜在签名和特殊性质的这种类型的暗物质候选人。因此，这种范式导致了量子引力、原初暴胀物理学和暗物质本质之间的微妙联系。
2017-12-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter via Massive (bi-)Gravity
在这项工作中，我们调查的相对论模型的存在下，暗物质的背景下，双度规引力，在这里使用的复制修改后的牛顿动力学（MOND）在银河系尺度。为此，我们考虑两种不同种类的暗物质粒子，分别耦合到两个度量的双引力。这两个扇区被链接在一起\textit{via}，一个内部$U(1)$向量场，以及一些由这两个度量构建的有效复合度量。在可能的模型中，只有某些类别的动力学和相互作用项是允许的，而不调用鬼自由度。沿着这些路线，我们探索的理论中允许的动力学项的数量，并指出在以前的模型中的鬼的存在。最后，我们提出了一个有前途的类鬼的候选理论，可以提供MOND现象在银河系尺度，同时再现标准冷暗物质（CDM）模型在宇宙学尺度。
2015-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Universal Density and Velocity Distributions of Dark Matter around Massive Black Holes
本文研究大质量黑洞周围暗物质尖峰的重分布，基于多种 Hernquist 与幂律暗晕拟合密度关系，并用 Maxwell-Boltzmann 分布评估 s/p 波湮灭遗迹密度。
2025-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
