Semi-Analytic Galaxy Formation in Massive Neutrino Cosmologies
对中微子质量的限制导致了对它们的宇宙学作用的修正，因为宇宙学中微子背景的存在是标准宇宙学模型的明确预测。在本文中，我们研究的影响，暗物质（DM）和星系的空间分布，耦合$N$体数值模拟与半解析模型（SAM）的星系形成。包括大质量中微子的宇宙学模拟预测DM扰动相对于具有相同初始条件的$Λ$ CDM运行的较慢演化，并且在小和中等尺度上抑制物质功率谱，从而影响星系种群的预测属性。我们明确地表明，这些偏差的大部分是由不同的$σ_8$预测宇宙学，包括一个大规模的中微子背景驱动。我们的结论是，独立的估计$σ_8$是必要的，为了明确地解释这种背景的影响的增长结构。相对于$Λ$ CDM运行，星系性质本身是一个弱的偏差示踪剂，但它们与所有尺度的整体物质分布相结合，可以在不同的宇宙学模型之间解开纠缠。此外，这些偏差相对于修正引力等竞争模型而言是相反的方向，从而削弱了任何可检测到的宇宙学信号。鉴于中微子背景的普遍存在，在未来旨在限制宇宙“黑暗”成分属性的任务中必须考虑到这些影响。
2014-12-18 astro-ph.CO
Semi-analytic galaxy formation in f(R)-gravity cosmologies
在大距离下对广义相对论方程的修正提供了一种可能性，可以在不引入宇宙学常数的情况下解释我们所观测到的宇宙性质。对于这种修正的引力宇宙学有许多建议，但它们对非线性部分结构形成的影响往往还没有准确的了解。在这项工作中，我们采用高分辨率的数值模拟的f（R）-引力模型耦合半解析模型（SAM）的星系形成，以获得详细的预测星系的性质的演变。f（R）-引力模型暗示了“第五种力”的存在，然而这种力在局部被抑制了，从而保持了广义相对论在太阳系尺度上的成功。我们表明，f（R）-重力模型中的暗物质晕具有相对于LCDM场景的修改维里标度的特征，反映了给定质量下更高的暗物质速度弥散。在SAM中通过适当修改质量-温度关系来考虑这种效应。我们发现，在f（R）-引力中预测的星系的统计特性（如恒星质量函数和宇宙恒星形成率）相对于LCDM通常只有很小的差异，小于不同SAM模型结果之间的离散度，这可以被视为其系统不确定性的度量。我们还表明，星系的偏见是不能解开之间的f（R）-引力和标准的宇宙学场景。然而，f（R）-引力在大尺度上对宇宙结构的线性增长率产生了影响，这可以从大星系样本的统计特性中恢复出来。
2013-07-18 astro-ph.CO
The Galaxy Halo Connection in Modified Gravity Cosmologies: Environment Dependence of Galaxy Luminosity function
利用在$z=0$上对$f(R)$和nDGP模型的$N-$体模拟，研究了修正引力模型中星系晕连接和星系密度场的依赖性.由于这些模型所采用的筛选机制，变色龙和Vainshtein，晕聚集在不同的非线性制度的结构形成。我们量化了它们在不同环境下的星系密度场与标准$Λ$ CDM模型的偏差。我们通过（子）Halo Abnormal Matching在Halo中填充星系。我们的主要结果是：2）$f(R)$重力模型预测在低密度的$\sim10\%$环境中星系数量过多，而在高密度的$|f_{R0}| = 10^{-4}$和$10^{-6}$环境中星系数量不足，而$|f_{R0}| = 10^{-5}$预测更多的高密度结构; 3）不同的引力模型预测的星系光度函数（GLF）与环境的依赖性不同，特别是在类空区，我们发现$f(R)$模型在$\sim10\%$附近存在差异，而nDPG模型在低光度星系中更接近于$Λ$ CDM，但在所有环境中高光度星系中$\sim11\%$都存在亏损。我们的结论是，GLF与环境的依赖性可能提供一个测试，以区分重力模型和筛选机制从$Λ$ CDM。我们提供了HOD参数的重力模型在本文中分析。
2019-06-25 astro-ph.CO
Inpainting Galaxy Counts onto N-Body Simulations over Multiple Cosmologies and Astrophysics
本文提出用条件得分模型从N体暗物质密度场直接生成星系分布，以极低计算成本实现与流体动力学模拟统计一致且更精确的星系场仿真。
2024-08-01 astro-ph.CO
Constraining extended cosmologies with GW$\times$LSS cross-correlations
本文利用Multi_CLASS代码研究引力波与星系巡天交叉关联对修正引力及双黑洞本质的约束能力，发现加入星系巡天可使约束提升一个数量级，并能有效检验原初黑洞暗物质假说。
2023-12-01 astro-ph.CO
Marked clustering statistics in $f(R)$ gravity cosmologies
我们使用N体模拟分析了变色龙$f(R)$引力模型的三个变体中晕和星系的两点和标记关联函数，并与基于广义相对论（GR）的基准$Λ$ CDM模型进行了比较。使用晕占据分布处方（HOD），我们填充暗物质晕与星系，其中HOD参数已被调整，使星系数密度和实空间星系两点关联函数的修改后的重力模型中的GR匹配的$1\sim3\%$内。我们测试的想法，因为重力的行为是依赖于环境，标记的关联函数可能会显示一个可测量的模型之间的差异。为此，我们测试基于密度场和牛顿引力势的标记。我们发现，在小于$r\lesssim 20~h^{-1}$ Mpc的尺度上，在不同的模型中测量的星系标记关联函数显示出显着的差异。通过模拟来识别合适的标记，这种方法可以用作宇宙加速膨胀的新探测器。
2018-11-22 astro-ph.CO
The galaxy cluster concentration-mass relation in dark energy cosmologies
我们利用数值模拟不同的暗能量宇宙学来研究星系团中的浓度-质量关系。特别是，我们考虑一个参考λ冷暗物质（LambdaCDM）模型，两个具有动态暗能量的模型，被视为一个精粹标量场[使用Ratra和Peebles（RP）和超重力（SUGRA）势形式]，以及两个扩展的精粹模型，一个具有正耦合，一个具有负耦合（分别为EQp和EQn），其中精粹标量场与引力非最小地相互作用（标量张量理论）。所有的模型进行归一化，以匹配微波微波各向异性探针3（WMAP 3）的CMB数据。[摘要]我们既考虑了完整的集群和组的目录，也考虑了松弛对象的子样本。我们的参考LambdaCDM模型的c-M关系与文献中的结果符合得很好，并且弛豫对象相对于完整样本具有更高的归一化和更小的斜率。对于不同的暗能量模型，我们发现，对于LambdaCDM，RP和SUGRA的c-M关系的归一化与增长因子D+和功率谱归一化σ 8有关，具有较高σ 8 D+值的模型也具有较高的归一化。这个简单的方案不再适用于EQp和EQn，因为在这些模型中，它是一个依赖于时间的有效引力相互作用，其红移的演变取决于耦合的符号。这导致EQp（EQn）模型中预期归一化的降低（增加）。这一结果显示了重力与表征EQ模型的精髓标量场之间的耦合的直接表现，所述EQ模型在背景水平下不可见，但可以在非线性状态下进行研究。
2013-02-10 astro-ph.CO
Hydrodynamical simulations of galaxy clusters in dark energy cosmologies: II. c-M relation
利用流体动力学模拟不同暗能量宇宙学，研究了星系团中的浓度-质量（c-M）关系。特别地，我们考虑了一个参考ΛCDM模型，两个具有逆幂律势的精粹模型（RP和SUGRA），以及两个扩展的精粹模型，一个与引力正耦合，一个与引力负耦合（分别为EQp和EQn）。所有的模型都进行了归一化，以匹配来自WMAP 3的CMB数据。我们用NFW曲线拟合了仅包含暗物质的质量分布和总质量分布，并使用不同的定义从拟合中恢复了每个晕的浓度。我们认为这两个完整的目录的集群和团体和子样本的对象在不同程度的放松。我们发现，浓度的定义本身可以导致其值的差异高达20%，并且当考虑更轻松的对象时，这些差异较小。我们的参考ΛCDM模型的c-M关系与文献中的结果符合得很好，并且弛豫对象相对于完整样本具有更高的归一化和更小的斜率.由于在大质量晕的内部区域有较高的重子浓度，因此重子物理学的引入对高质量系统的影响要比低质量系统大。对于不同的暗能量模型，我们发现对于ΛCDM，RP和SUGRA，c-M关系的归一化与增长因子有关，具有更高的σ8 D+值的模型也具有更高的归一化。这个简单的方案对EQp和EQn不再有效，因为在这些模型中存在一个依赖于时间的有效引力相互作用，其红移演化取决于耦合的符号。这导致EQp（EQn）模型中预期归一化的降低（增加）。[摘要]
2012-10-17 astro-ph.CO
Hydrodynamical simulations of galaxy clusters in dark energy cosmologies: I. general properties
我们研究了暗能量对结构形成的影响，在五个不同的宇宙学模型，即一个和谐的$Λ$ CDM模型，两个模型与动态暗能量，被视为一个精粹标量场（使用RP和SUGRA势的形式）和两个扩展的精粹模型（EQP和EQn），其中的精粹标量场与引力非最小相互作用（标量张量理论）。我们对所有模型采用了物质功率谱$σ_{8}$的归一化来匹配CMB数据。在含有动力学暗能量和精粹的模型中，我们用$w_0\approx-0.9$描述物态方程，仍在观测允许的范围内。对于每一个模型，我们进行了流体动力学模拟的宇宙学盒的$(300 \ {\rm{Mpc}} \ h^{-1})^{3}$，包括重子，并允许冷却和恒星形成。演化中的暗能量和重子物理学的当代存在使我们能够研究不同背景宇宙学和发光物质演化之间的相互作用。由于星系团重子分数可以用来约束其他宇宙学参数，如$Ω_{m}$，我们还分析了暗能量如何影响星系团的重子含量。我们发现，在动力学暗能量模型中，演化的宇宙学背景导致不同的恒星形成速率和不同的星系团形成历史，但重子物理并没有受到相应的影响。我们研究了几个代理的集群质量函数的基础上的X射线观测值，如温度，光度，$M_{gas}$，和$Y_{gas}$。我们的结论是，X射线温度和$M_{gas}$函数是更好的诊断解开不同的暗能量模型之间的结构的生长。[删节]
2012-03-23 astro-ph.CO
Structure formation in warm dark matter cosmologies: Top-Bottom Upside-Down
波动谱上的阻尼和热速度的存在作为温暖的暗物质粒子（如无菌中微子）的特性，从结构形成机制到晕的内部结构，都留下了独特的印记。使用温暖的暗物质模拟，我们探讨了这些影响的结构形成不同的粒子能量，我们发现，结构的形成比原来假设的更复杂，自上而下的崩溃和层次（自下而上）集群在多个尺度上的组合。一个场景相对于另一个场景更突出的程度取决于粒子的能量和局部分析区域的形态和结构。暖暗物质晕中存在的壳层和焦散线是模拟中看到的另一个重要效应。此外，我们讨论了热速度对结构形成的影响，从理论上考虑，以及从模拟分析。我们重新审视的假设时，估计的速度分散的温暖的暗物质粒子，已通过在以前的作品超过十年，我们给出了一个独立的估计速度。我们发现一些不一致的地方在以前发表的结果。暖暗物质粒子质量与其相应的速度色散之间的关系强烈依赖于模型，因此模拟结果对粒子质量的约束很弱。最后，我们回顾了技术上的困难，出现在温暖的暗物质模拟的方法可能的改进。
2015-06-23 astro-ph.CO
Galaxy Cluster Statistics in Modified Gravity Cosmologies
如果宇宙的加速膨胀是由于后期对广义相对论的修正，那么大尺度结构的增长也可能显示出与标准宇宙学的偏差。我们研究了星系团大小的晕的统计分布，作为引力探测的一种手段。我们分析了几个匹配的N体模拟的输出相同的初始条件和膨胀的历史，但使用DGP和f（R）重力与各种参数。从每个模拟中，我们提取的集群质量函数，功率谱，和平均成对的速度在红移1，0.3和0。所有这三个统计数据都显示了引力理论之间的系统差异。平均成对速度提供了一个重要的一致性测试，任何假设偏离广义相对论建议的测量功率谱和集群质量函数。即将进行的微波背景实验，包括西蒙斯天文台和CMB- S4，将通过热Sunyaev-Zeldovich效应探测数万个星系团，用微波背景的透镜探测它们的质量，并可能使用横向透镜效应或运动学Sunyaev-Zeldovich效应测量速度。这些星团测量有望成为修正引力的一个重要探测器。
2022-05-25 astro-ph.CO gr-qc
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
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
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
Modeling Neutrino-Induced Scale-Dependent Galaxy Clustering for Photometric Galaxy Surveys
本文提出中微子诱导的尺度依赖偏置（NISDB）的高效近似方法，通过模拟分析 DESY3 和 LSSTY1 合成数据，发现忽略该效应和中微子质量模型设定错误会导致宇宙学参数偏差，并提出了缓解策略。
2023-11-20 astro-ph.CO
Strongly Coupled Dark Energy Cosmologies yielding large mass Primordial Black Holes
如果强耦合标量场和旋量场（$Φ$和$ψ$）是原初辐射膨胀（SCDEW模型）以来的稳定宇宙分量，那么大的原初黑洞（PBH）的形成将得到增强。特别是，我们表明PBH的形成在特定的时间更容易，即，当希格斯尺度下的$ψ$场获得的渐近质量$m_H$成为主导时，因此典型的BH质量$M_{BH}$取决于$m_H$值。例如，如果$m_H \sim 100\,$ eV $(1$ keV $)$和偶联$β\sim 8.35 (37)$，则PBH与$M_{BH} \simeq 10^7-10^8 $ $(10^3-10^4)\, M_\odot$可以形成。增强PBH形成的机制也导致了在高$k$下评估SCDEW模型的传递函数的技术困难。这个问题的一个尝试性的解决方案只留下了与$Λ$ CDM的微小差异，也是在这些尺度上，对于更大的$m_H$值逐渐消失。我们的结论是，适当的参数选择，SCDEW模型可能是真正的物理基础$Λ$ CDM，克服其微调和重合问题，与额外的奖金产生大BH种子。
2019-04-09 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$的较大晕质量的转移，对于1.5 keV WDM。我们发现，目前的电子散射光学深度和紫外线光度函数的观察是同样兼容的所有（冷和暖）DM模型在这项工作中考虑。我们建议，全球指标，包括红移演化的恒星质量密度和恒星质量晕质量的关系，观察与詹姆斯韦伯太空望远镜，可以用来区分CDM和WDM（1.5千电子伏）宇宙学。
2017-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Structure formation in cosmologies with oscillating dark energy
我们研究了以振荡状态方程为特征的动力学暗能量模型对宇宙结构形成和演化的影响。暗能量的状态方程参数w（z）的红移演化由两个参数表征，描述振荡的振幅和频率。我们考虑六种不同的振荡暗能量模型，每个模型的特征在于一组不同的参数值。在暗能量在感兴趣的尺度上不聚集的共同假设下，我们研究了宇宙结构形成的不同方面。特别是，我们自洽地解决了球形塌陷问题。然后，我们估计几个宇宙学观测的行为，如线性增长因子，集成的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应，质量结构的数量计数，以及物质和宇宙剪切功率谱。我们表明，独立的振幅和频率的暗能量振荡，没有上述观测值显示的振荡行为作为红移的函数。这是因为所述观测量是宇宙历史上膨胀率的某些函数的积分。我们还注意到，相对于基准LambdaCDM宇宙学的期望值的偏差通常很小，并且在大多数情况下，区分振荡的暗能量模型将是困难的。宇宙剪切功率谱和星系团丰度提供了对这一结论的支持，对于某些模型，宇宙剪切功率谱在很宽的角标度范围内显示出\sim 10%的差异，而星系团丰度在$\sim 10-20%$水平上被修改为$z \gtrsim 0.6$，以便将来进行广泛的弱透镜巡天。
2013-01-16 astro-ph.CO
Structure formation in Multiple Dark Matter cosmologies with long-range scalar interactions
冷暗物质（CDM）与扮演宇宙暗能量（DE）角色的经典标量场之间的相互作用可能提供与太阳系边界不冲突的长程暗相互作用。虽然目前可用的观测允许将这种相互作用限制在引力强度的百分之几，但最近的一些研究表明，如果CDM由两种与DE场具有相反耦合的不同粒子组成，那么这种严格的约束可以大大放松，允许长-在背景和线性扰动水平上都不显著影响观测的范围标量引力。在目前的工作中，我们将这种多暗物质的情况下，结构形成的非线性制度的调查，提出了有史以来第一个N体模拟这些宇宙学。我们的研究结果突出了一些特征足迹的长程标量力，只出现在特定的模型，否则实际上无法区分从标准的LCDM方案的背景和线性密度扰动的增长的非线性制度。在这些效应中，在两种CDM物质中形成“镜像”宇宙结构，在k > 1 h/Mpc时抑制非线性物质功率谱，以及坍塌晕的碎裂，代表了可能提供约束这类宇宙学模型的直接方法的特殊特征。
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc
CMB-Galaxy correlation in Unified Dark Matter Scalar Field Cosmologies
本文分析了统一暗物质（UDM）标量场宇宙学中CMB与宇宙大尺度结构（LSS）之间的互相关。我们计算了UDM模型中预测的交叉关联函数，它依赖于统一分量的声速，并将其与六个星系表（NVSS，HEAO，2 MASS，SDSS主星系，亮红星系和类星体）的观测结果进行了比较。我们采样的声速值，并进行似然分析，发现UDM模型是一样可能的LambdaCDM，并与观测值的范围内的c_ \infinity（在后期的声速值）的结构形成依赖。特别地，我们在95%的置信水平下获得c_ \infinity^2 \leq 0.009的上限，这意味着Lambda CDM模型，其中c_ \infinity^2 = 0，是对数据的良好拟合，而后验概率分布在值c_ \infinity^2 =10^（-4）处达到峰值。最后，我们研究的时间依赖性的偏离LambdaCDM通过层析分析使用模拟红移分布，我们发现，最大的偏差是低红移源，这表明未来的低z调查将最适合约束UDM模型。
2011-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Abundances, masses, and weak-lensing mass profiles of galaxy clusters as a function of richness and luminosity in LambdaCDM cosmologies
我们测试的一致性LCDM宇宙学比较预测的平均性能的星系团的观测。我们使用高分辨率的N体模拟宇宙结构的形成和星系形成的半解析模型来计算的丰度，平均密度分布，和质量的星系团的丰富度和光度的函数，我们比较这些预测的观察斯隆数字巡天（SDSS）maxBCG目录中的集群。讨论了质量丰度关系中的散射、由质量丰度关系重建星系团质量函数以及对弱透镜星系团质量分布的拟合。宇宙学参数的预测的影响进行了研究，通过比较结果从银河系模型的基础上千年模拟（MS）和另一个WMAP 1模拟从WMAP 3模拟。我们发现模拟的弱透镜质量分布和观测到的SDSS maxBCG团簇的分布在形状和振幅上吻合得很好。模拟中的质量-丰度关系与观测关系接近，相差不超过30%。MS和WMAP 1模拟产生的星团丰度与观察到的相似，而WMAP 3模拟中的丰度要低2-3倍。模拟和观测之间的星系团丰度、质量和密度振幅的差异可以归因于基础宇宙学参数的差异，特别是功率谱归一化σ_8。预测和观测之间的更好的一致性应该通过归一化$0.722<sigma_8<0.9$（可能更接近上限值）来实现，即在两个模拟集的基础值之间。
2009-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on Cold Dark Matter Accelerating Cosmologies and Cluster Formation
我们讨论了均匀和各向同性的平坦宇宙学的性质，其中目前的加速阶段仅由引力诱导的冷暗物质（CCDM）粒子（$Ω_{m}=1$）的产生提供动力。对于文献中提出的一些物质产生率，我们证明了主要的宇宙学函数，如宇宙的尺度因子、哈勃膨胀率、生长因子和团簇形成率的解析定义。最好的CCDM方案只有一个自由参数，我们的联合分析涉及BAO + CMB + SNe Ia数据产生${\tildeΩ}_{m}= 0.28\pm 0.01$（$1σ$），其中$\tilde{Ω}_{m}$是观测到的物质密度参数。特别是，这意味着该模型没有暗能量，但有效聚集的物质部分与大尺度结构的最新测定结果非常一致。在这种情况下，扰动的增长和星系团的形成也进行了研究。尽管事实上，这两种情况下可能共享相同的哈勃膨胀，我们发现，物质创造宇宙学预测更强的小尺度动力学，这意味着更快的增长速度的扰动相对于通常的$Λ$ CDM宇宙学。这样的结果表明，通过涉及CMB、弱透镜以及大尺度结构的更详细的分析，可能会对CCDM进行一次关键的观测测试，以$Λ$ CDM情景。
2010-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Strong lensing modeling in galaxy clusters as a promising method to test cosmography I. Parametric dark energy models
在本文中，我们探讨五个宇宙学模型的暗能量状态方程参数，$w(z)$，参数化的红移使用强透镜数据在星系团阿贝尔1689。我们约束的$w(z)$功能的参数，通过重建透镜模型下的每一个这些宇宙学与强透镜测量两个星系团：阿贝尔1689和模拟集群，战神，从哈勃前沿领域比较挑战，以验证我们的方法。为了量化宇宙学约束如何由于强透镜建模中的系统效应而产生偏差，我们进行了三次运行，考虑了多个图像位置的以下不确定性：0.25”，0.5”和1.0”。与战神，我们发现，较大的误差减少了估计的宇宙学参数的系统偏差。用真实的数据，我们对$w(z)$的强透镜约束是一致的，来自其他宇宙学探测。我们确认，强透镜宇宙学与星系团是一个很有前途的方法来约束$w(z)$参数化。然而，需要更好地了解星系团及其环境，以改善SL建模，从而估计严格的宇宙学参数的替代宇宙学。
2018-08-14 astro-ph.CO
Galaxy and halo angular clustering in LCDM and Modified Gravity cosmologies
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本文通过N体模拟研究了LCDM和修正引力模型中星系、暗物质和暗物质晕的角聚类，发现0.15 < z < 0.3的红移范围能最大化修正引力信号，并发现第三阶统计量对不同结构形成场景的探测最为敏感。
2026-05-21 astro-ph.CO
Real- and redshift-space halo clustering in $f(R)$ cosmologies
我们提出了两点关联函数统计的质量和晕的变色龙$f(R)$修改的重力方案使用一系列的大体积N体模拟。三个不同的变化$f(R)$被认为是（F4，F5和F6），并在红移范围$z \in [0,1]$的基准$Λ$ CDM模型进行比较。我们发现，除F4外，所有模型的物质聚类都是不可区分的，F4显示出明显更陡的斜率。在$> 20 h^{-1} \mathrm{Mpc}$尺度下，红移与实空间关联函数的比值与所考虑的可行的$f(R)$模型的线性广义相对论（GR）Kaiser公式一致。我们考虑三个晕人口的特点是空间丰度的发光红星系（LRGs）和星系团。F4和F5的红移-空间晕关联函数在中红移和高红移处与$Λ$ CDM显着偏离，因为$f(R)$的晕偏置小于或等于$Λ$ CDM情况的晕偏置。最后，我们引入了一个新的独立于模型的聚类统计量来区分$f(R)$和GR：相对晕聚类比-- $\mathcal{R}$。随着下一代星系红移巡天的到来，将可获得充分减少$\mathcal{R}$散射所需的采样。这将促进一个前瞻性的途径，以获得这类修改后的引力模型在很大程度上独立于模型的宇宙学约束。
2017-01-20 astro-ph.CO
Bounding the Effect of HOD Assumptions on Small-Scale Clustering Constraints
Kansas State University（堪萨斯州立大学）
利用AbacusSummit模拟的LRG星系目录，量化HOD模型假设对小尺度成团约束的影响，发现保守与乐观HOD先验下排除的宇宙学比例差异显著（25% vs 81%），表明强约束需信息性星系-暗晕先验。
2026-06-11 astro-ph.CO
The Bispectrum of f(R) Cosmologies
在本文中，我们分析了一套宇宙学模拟的修改引力作用f（R）模型，宇宙加速是由一个标量场，作为第五种力的所有形式的物质。特别是，我们专注于轻度非线性尺度上的暗物质密度场的双谱。对于具有相同初始功率谱的模型，在最终暗物质功率谱也不同的情况下，暗物质双谱显示出显著的差异。考虑到星系功率谱和双谱对偏差的不同依赖性，双谱测量可以填补星系偏差隐藏功率谱差异的漏洞。或者，初始功率谱的变化也可以隐藏差异。通过构建具有非常相似的最终非线性功率谱的LCDM模型，我们表明双谱中的差异减小（<4%），并且与不完全匹配的功率谱中的差异相当。这些结果表明，双谱主要取决于功率谱，而对f（R）模型的引力信号不太敏感。物质双谱对引力的这种弱依赖性使得它对于打破与星系偏置相关的简并非常有用，甚至对于超越广义相对论的模型也是如此。
2011-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Structure Formation in the Non-linear Regime: Beyond Gaussian Statistics and Standard Cosmologies
本论文研究宇宙大尺度结构在非线性区域的非高斯统计与引力坍缩动力学，通过物质密度PDF、联合PDF协方差预测和波暗物质前向模型，拓展了对修改引力、暗能量及波动性暗物质等非标准宇宙学场景的建模能力。
2024-11-25 astro-ph.CO
Persistent homology of the cosmic web. I: Hierarchical topology in $Λ$CDM cosmologies
使用一组宇宙结构形成的$Λ$ CDM模拟，我们使用最先进的多尺度拓扑数据分析（TDA）工具来研究宇宙网络的不断演化的连通性和不断变化的拓扑结构。我们遵循宇宙网络拓扑结构的贝蒂数曲线的演变和特征持久性图的三个（拓扑）类的结构特征：物质浓度，细丝和隧道，和空隙的发展。贝蒂曲线将特征的突出性指定为密度水平的函数，它们随宇宙时代的演化反映了这些结构特征之间不断变化的网络连接。持久性图量化了拓扑特征的寿命和稳定性。在这项研究中，我们首次建立了持久性图之间的联系，它们显示的特征，以及引力驱动的宇宙结构形成过程。通过跟踪这些图表在宇宙时间内的发展，建立了宇宙网络的多尺度拓扑结构和宇宙结构的层次构建之间的联系。图中尖锐的顶点与结构形成过程中的关键转变密切相关。物质浓度图中的顶点与密度水平相一致，通常情况下，它们从哈勃膨胀中分离并开始坍塌。在这个层次上，许多独立的岛屿合并形成宇宙网络，大量的细丝和隧道出现，建立连接桥梁。顶点的位置趋势具有自相似的特征，这可能与宇宙网的层次结构有关。我们发现，持久性图提供了一个显着更高，更深刻的层次上的结构形成过程中的信息比更全球性的总结统计，如欧拉特征或贝蒂数。
2021-04-23 astro-ph.CO
Cosmic expansion and structure formation in running vacuum cosmologies
研究了真空能量随红移变化的FLRW平坦宇宙模型的动力学性质。这种类型的一个特别好的动机模型是所谓的量子场真空，其中两种项$H^{2}$和常数都出现在有效暗能量密度中，影响着背景和微扰水平上主要宇宙学函数的演化。具体地说，量子真空的函数形式赋予真空能量一个温和的动力学演化，可以观察到现在，并出现动力学暗能量。有趣的是，低能行为非常接近通常的$Λ$ CDM模型，但它绝不是相同的。最后，在量子场真空的框架下，我们推广了大尺度结构的性质，即物质微扰增长、团簇数计数和球坍缩模型。
2015-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
N-body simulations of structure formation in thermal inflation cosmologies
热膨胀模型（具有两个膨胀阶段）可以显示阻尼原始曲率功率谱在小尺度上产生阻尼物质波动。对于一个合理的参数选择，热膨胀模型自然预测银河系和亚银河系尺度上的物质功率谱的抑制，模仿温暖或相互作用的暗物质的影响。这些模型中的物质功率谱也以功率过剩（w.r.t.标准$Λ$ CDM功率谱）刚好低于抑制尺度。通过运行一套N体模拟，我们调查的非线性增长的结构模型的热膨胀。我们测量的非线性物质的功率谱和提取晕统计，如晕质量函数，并比较这些量与标准的$Λ$ CDM模型和其他模型与阻尼物质波动的预测。我们发现，这里考虑的热膨胀模型产生可测量的差异，从$Λ$ CDM在红移$z>5$的物质功率谱，而晕质量函数是明显不同的所有红移。在$z=0$上的热膨胀晕质量函数显示了$\sim 20\%$ w.r. t左右的增强。$Λ$ CDM和阻尼在较低的晕质量，增强的位置取决于模型中的自由参数的值。晕质量函数的增强（w.r.t. $Λ$ CDM）随着红移而增加，在$z=5$处达到$\sim 40\%$。我们还研究了分析的Press-Schechter方法的准确性，使用不同的过滤器来平滑密度场，预测热膨胀的晕统计。我们发现，预测与平滑$k$过滤器同意模拟结果在更广泛的晕质量比文献中常用的其他过滤器的情况下。
2018-12-10 astro-ph.CO
A two-phase scenario for bulge assembly in LCDM cosmologies
我们分析和比较的膨胀的一个样本的L* 螺旋星系的流体动力学模拟在宇宙学的背景下，使用两种不同的代码，P-DEVA和GASOLINE。这些代码以非常不同的方式调节恒星形成，P-DEVA模拟在假设反馈发生在亚网格尺度上的情况下输入低恒星形成效率，而GASOLINE模拟则具有驱动大规模外流的反馈。在所有情况下，显着的膝盖形状的质量聚集轨道，对应于从早期阶段的快速大规模组装到后来的较慢的过渡，分离的模拟凸起内的两个人口的属性。分析的凸起显示了一个重要的早期恒星暴产生的类彗星快速阶段的大规模组装，其次是第二阶段与较低的恒星形成，驱动的各种过程，如磁盘不稳定性和/或合并。根据这两个阶段将z=0时的核球恒星粒子分为老的和年轻的两类，我们发现核球恒星子种群具有不同的运动学、形状、恒星年龄和金属含量。年轻的组分更扁圆，通常更小，更多的旋转支撑，具有更高的金属丰度和更少的α-元素比老的增强。这些结果与当前观测到的凸起状态是一致的，并为一些明显自相矛盾的观测结果提供了解释，例如观测到的凸起年轻化和金属含量梯度。我们的结果表明，L* 星系的凸起通常会有两个凸起种群，可以将其比作经典凸起和伪凸起，差异在于两者的相对比例，这可能会因星系质量和特定质量吸积和合并而变化历史。
2012-11-16 astro-ph.CO
Dark Quest. I. Fast and Accurate Emulation of Halo Clustering Statistics and Its Application to Galaxy Clustering
我们用$2048^3$粒子对基于最大距离切片拉丁超立方体设计的101个平面$w$ CDM宇宙学模型进行了$N$ -体模拟系综。利用在$z=[0,1.48]$范围内多次红移提取的晕星表，我们开发了Dark Emulator，它可以快速准确地计算晕质量函数、晕-物质互相关和晕自相关，作为晕质量、红移、分离和宇宙学模型的函数，基于主成分分析和高斯过程回归的大规模输入输出数据向量。我们评估的性能的仿真器使用的$N$体模拟，不用于训练仿真器的验证集。我们表明，对于典型的晕托管CMASS星系在斯隆数字巡天，模拟器预测的晕物质的交叉相关，相关的星系星系弱透镜，精度优于$2\%$和晕自相关，相关的星系聚类相关，精度优于$4\%$。我们给出了几个模拟器的演示。它可以用来研究晕质量密度分布的性质，如不同宇宙学的质量浓度关系和回溅半径。模拟器的输出可以结合分析处方的晕-星系连接，如晕占领分布在方程的水平，而不是使用模拟目录，作出准确的预测的星系聚类统计，如星系-星系弱透镜和投影关联函数的任何模型内的$w$ CDM宇宙学，在几个CPU秒。
2019-07-26 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
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
Cosmological constraints from galaxy clustering in the presence of massive neutrinos
聚类比定义为平滑后的过密度场的关联函数与方差之比。在不考虑大质量中微子的LCDM宇宙学中，它已经被证明在一系列线性尺度上与偏压和红移空间扭曲无关。因此，它允许直接比较测量（来自红移空间中的星系）和预测（对于真实空间中的物质）。在本文中，我们首先扩展的适用性，包括大规模中微子的宇宙学，通过对模拟数据进行测试的聚类比等属性。然后，我们调查的约束权力的集群比宇宙学参数，如总中微子质量和状态方程的暗能量是自由的。我们分析的联合后验分布的参数，必须满足，在同一时间，在SDSS DR 12中的星系聚类比的测量，和角功率谱的温度和偏振各向异性的CMB测量的普朗克卫星。我们发现，集群比是非常敏感的CDM密度参数，但不是很大，所以总中微子质量。最后，我们预测的约束力的聚类比将实现与即将到来的调查，预测其误差的幅度在欧几里德星系调查。在这种情况下，我们发现，预计将改善约束在95%的水平上的CDM密度的40%和总中微子质量的14%。
2017-12-07 astro-ph.CO
Testing $f(T)$ cosmologies with HII Hubble diagram and CMB distance priors
该研究结合 HII 星系、CMB 距离先验及多种观测基线约束 $f(T)$ 宇宙学，发现 HIIG 数据可缓解 $H_0$ 与 $σ_8$ 张力，联合分析又显著缩小参数不确定范围。
2024-05-10 astro-ph.CO gr-qc
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
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
Matter power spectra in dynamical-Dark Energy cosmologies
我们利用一系列的宇宙学数值模拟来研究气体冷却和恒星形成对大尺度物质分布的影响。模拟遵循五种不同的暗能量模型中宇宙结构的形成：基准$Λ$ CDM宇宙学和四种模型，其中暗能量密度允许有一个非平凡的红移演变。对于每一种宇宙学，我们都有一个只使用暗物质的控制运行，以便直接评估重子过程的影响。我们发现，气体和恒星的功率谱，以及总物质的功率谱，是在定性的协议与以前的工作的结果的框架下的基准模型，虽然存在一些定量的差异。我们使用的晕模型，以调查气体和恒星的反作用的暗物质分布，发现它是非常好的再现增加平均暗物质晕浓度的17%，无论质量。移动到由动态暗能量主导的模型宇宙，事实证明，它们在各种物质成分的功率谱上引入了特定的签名，这在定性上与所考虑的确切宇宙学无关。晕圈模型很好地捕捉到了这种一般形状，然而，暗物质功率谱的更精细的细节只能以对进入模型的成分进行一些轻微的修改为代价来精确地捕捉。重子对暗物质分布的反作用与参考的$Λ$ CDM模型的作用方式几乎相同。尽管如此，平均浓度的增加没有基准模型（只有$\sim 10%$）中那么明显，这与一系列其他线索一致，这些线索指向这样一个事实，即当暗能量显示出动态演化时，恒星形成的效率较低。
2011-09-20 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
Beyond $Λ$CDM constraints from the full shape clustering measurements from BOSS and eBOSS
我们分析了扩展重子振荡光谱巡天（eBOSS）类星体样本的各向异性聚类测量的完整形状，以及重子振荡光谱巡天（BOSS）的组合星系样本。我们得到的约束的宇宙学参数独立的哈勃参数$h$的$Λ$ CDM模型的扩展，专注于宇宙学与自由暗能量状态方程参数$w$。我们结合的聚类约束与最新的CMB数据从普朗克获得的联合约束，这些宇宙学的$w$和额外的扩展参数-它的时间演化$w_{\rm{a}}$，物理曲率密度$ω_{K}$和中微子质量和$\sum m_ν$。在68%的置信限内，我们的联合约束与平坦$Λ$ CDM宇宙学模型是一致的.我们表明，普朗克数据能够将严格的约束的集群振幅今天，$σ_{12}$，在宇宙学与不同的$w$和目前的第一个约束的集群振幅为这样的宇宙学，这被发现是略高于$Λ$ CDM值。此外，我们表明，当我们改变$w$，并允许非平坦的宇宙学和物理曲率密度被使用，普朗克更喜欢一个弯曲的宇宙在$4σ$意义，这是$\sim2σ$高于当使用相对曲率密度$Ω_{\rm{K}}$。最后，当$w$自由变化时，聚簇仅对$\sum m_ν$的上限提供适度的改善（0.021 eV）。
2022-10-13 astro-ph.CO
Halo statistics in non-Gaussian cosmologies: the collapsed fraction, conditional mass function, and halo bias from the path-integral excursion set method
在结构形成的初始条件下表征原始非高斯性（PNG）的水平是测试暴胀和区分不同场景的最有前途的方法之一。PNG在星系和类星体的大规模聚集上的尺度依赖性印记已经被用来对我们观测到的宇宙中PNG的水平进行重大限制。这样的测量依赖于一个精确和可靠的理论，即PNG如何影响星系晕相对于底层物质密度场的偏差。我们改进了以前的工作，采用更一般的分析方法-的路径积分扩展的偏移集形式主义-这是能够占非马尔可夫造成的PNG在随机行走模型，用于识别晕在初始密度场。这种非Markovianity编码信息的环境对晕形成的影响，到目前为止还没有考虑到在分析偏差计算。我们计算的规模依赖和独立的更正晕偏差，一路上提出了一个表达式的条件塌缩分数的第一次，和一个新的表达式的条件晕质量函数。在我们的微扰计算中，我们恢复了Desjacques等人的晕偏结果。（2011），包括其中报告的新的尺度相关校正。然而，我们发现，非马尔可夫动力学从PNG可以导致显着的差异晕偏差时，下一个领先的顺序条款。我们在这里量化这些差异。[删节]
2012-10-22 astro-ph.CO
Hiding neutrino mass in modified gravity cosmologies
宇宙学观测值显示出与中微子质量的依赖性，这是部分退化的扩展模型的引力参数。我们研究和探讨这种退化Horndeski广义标量张量引力理论。使用预测的宇宙微波背景和星系功率谱数据集，我们发现，一个单一的参数在线性制度的有效理论占主导地位的中微子总质量的相关性。对于任何给定的质量，该参数的特定值近似地抵消了在给定红移处由于中微子质量引起的功率抑制。这种简并的抵消程度取决于在不同红移下使用的宇宙学大尺度结构数据。我们约束的有效引力理论的参数和功能，并确定从现在和未来的调查的中微子质量的测定重力的影响。
2017-03-31 astro-ph.CO hep-ph
The Effect of Warm Dark Matter on Early Star Formation Histories of Massive Galaxies: Predictions from the CROC Simulations
几个大质量（$M_{*} > 10^8 M_{\odot}$）、高红移（$z = 8-10$）星系最近被发现含有年龄为数亿年的恒星，将这些星系中恒星形成的开始推回到了$z\sim15$。如此早形成的恒星的存在可能是对小尺度能量被抑制的宇宙学模型（因此，宇宙结构形成较晚）的检验。我们探索年龄最古老的恒星在计算机上的宇宙再电离（CROC）项目的冷暗物质（CDM）和两个温暖的暗物质（WDM）宇宙学与3和6千电子伏粒子的数值模拟。在CDM和3keVWDM下，大质量星系的平均恒星年龄$\sim 5\;{\rm Myr}$存在显著差异，而CDM和6keVWDM下的大质量星系的平均恒星年龄$\sim 5\;{\rm Myr}$在统计上没有区别。然而，即使是这500万年的差异，也远远小于目前观测高红移星系的恒星星族特性的不确定性。所有宇宙学中所有星系的年龄分布都没有产生实质性的巴耳末破裂，尽管尘埃衰减的不确定性是一个潜在的重要因素。最后，我们评估了我们的模拟预测的收敛性，发现单个星系属性的系统不确定性与宇宙学之间的差异相当，这表明这些差异在数值上可能不稳定。
2021-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Generating mock galaxy catalogues for flux-limited samples like the DESI Bright Galaxy Survey
本文提出一种快速HOD拟合方法并应用于AbacusSummit模拟，为DESI亮星系巡天生成多宇宙学模拟星系目录，验证了拟合稳健性且与DESI百分之一巡天观测结果吻合良好。
2024-09-02 astro-ph.CO
Structure formation in dark energy cosmologies described by PADE parameterization
我们研究的印记形成的宇宙结构的一个特定的类的暗能量参数化称为PADE参数化。本文在球形坍缩模型的框架下研究了暗能量如何影响宇宙大尺度结构的生长。暗物质晕的球形坍缩动力学依赖于暗能量模型的性质。我们发现，球形坍缩的性质直接受到暗能量演化的影响。我们获得了两种不同的DE参数化在两种不同的方法：第一个均匀的DE方法，其中暗能量不表现出集群规模和其他的波动，集群DE的情况下，暗能量组件内的过密区域类似于暗物质崩溃的主要参数。使用Sheth-Tormen质量函数，我们调查的丰富的维里化晕的框架下的PADE参数化。具体而言，本分析表明，暗物质晕的数量计数依赖于DE参数化和暗能量的聚类属性的演变。此外，我们表明，在幻影DE组件的扰动增强物质扰动的增长。这个结果是在文献中获得的暗能量参数化，是幻影在所有的红移。但对于处于幻影区且在相对低的红移处进入精粹区的暗能量参数化，我们得到了相同的结果。我们还表明，在参数化研究中，低质量的晕形成之前，大规模的晕。
2019-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Number Counts and Dynamical Vacuum Cosmologies
我们研究非线性结构的形成在一个相互作用的模型中的暗部门的宇宙中的暗能量密度衰减线性哈勃参数，$ρ_Λ \propto H$，导致恒定速率创建冷暗物质。我们推导出所有相关的表达式来计算的质量函数和集群数密度使用Sheth-Torman形式主义，并表明，相互作用过程的影响是增加绑定结构的大质量（$M \gtrsim 10^{14} M_{\odot}h^{-1}$）的数量相比，标准的$Λ$ CDM模型。由于这些模型不能相互简化，原则上可以在未来的调查中测试这种数字计数签名。
2014-12-18 astro-ph.CO gr-qc
High-accuracy emulators for observables in $Λ$CDM, $N_\mathrm{eff}$, $Σm_ν$, and $w$ cosmologies
我们使用仿真框架CosmoPower构建并公开发布宇宙学观测量的神经网络仿真器，包括宇宙微波背景（CMB）温度和偏振功率谱，物质功率谱，距离红移关系，重子声学振荡（BAO）和红移空间畸变（RSD）观测量，以及导出的参数。我们训练我们的仿真器上的爱因斯坦-玻尔兹曼计算获得高精度的数值收敛设置，为广泛的宇宙学模型，包括$Λ$ CDM，$w$ CDM，$Λ$ CDM+ $N_\mathrm{eff}$，和$Λ$ CDM+ $Σm_ν$。我们的CMB仿真器的准确度优于$\ell=10^4$的0.5%，足以进行第四阶段数据分析，我们的$P(k)$仿真器达到了与$k=50 \,\, \mathrm{Mpc}^{-1}$相同的准确度水平，足以进行第三阶段数据分析。我们通过在线存储库CosmoPower Organisation发布模拟器，该存储库将不断更新其他扩展的宇宙学模型。我们的模拟器加速宇宙学数据分析的数量级，使宇宙学参数提取分析，使用当前的调查数据，在笔记本电脑上进行。我们验证我们的仿真器，通过比较他们的类和CAMB和复制宇宙学参数的约束来自普朗克TT，TE，EE和CMB透镜数据，以及从阿塔卡玛宇宙望远镜数据发布4 CMB数据，暗能量调查1年星系透镜和聚类数据，重子振荡光谱调查数据发布12 BAO和RSD数据。
2023-03-02 astro-ph.CO
Imprints of dark energy on cosmic structure formation: II) Non-Universality of the halo mass function
在暗能量宇宙学的背景下研究了晕质量函数的普适性。这种广泛使用的近似假设质量函数可以表示为物质密度Ω_m和均方根线性密度涨落σ的函数，而不依赖于暗能量或红移的性质。为了验证这一假设，我们对不同的宇宙学模型进行了一系列15个高分辨率的N体模拟。这些包括三个LCDM宇宙学最佳拟合WMAP-1，3和5年的数据，和三个玩具模型的特点是一个Ratra-Peebles quintessence潜力与不同的斜率和数量的暗能量密度。这些玩具模型在背景和线性水平上具有非常不同的进化历史，但具有相同的sigma 8值。对于这些模型中的每一个，我们测量的质量函数从目录中的晕识别的模拟使用的朋友圈（FoF）算法。我们发现红移依赖的偏差从一个普遍的行为，远高于数值的不确定性和非随机的起源，这与线性增长因子的研究宇宙学。以球形坍缩为指导，我们证明了这种偏差是由非线性坍缩和维里化过程的宇宙学依赖性引起的。对于实际应用，我们提供了一个拟合公式的质量函数精确到5倍，在所有范围内的宇宙学研究。我们还推导出了FoF连接参数和维里超密度之间的经验关系，它可以解释大多数偏离精确普遍行为的原因。总的来说，这些结果表明，晕质量函数包含独特的宇宙学信息，因为它携带了过去宇宙演化的化石记录。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Formation of galaxies in ΛCDM cosmologies. I. The fine structure of disc galaxies
我们提出了一个详细的分析的全球和精细结构的四个中等质量的盘星系从模拟中获得的$Λ$ CDM方案。这些物体的光度D/T比与晚型螺旋的观测结果一致，运动学特性与观测的塔利-费舍尔关系一致。我们确定在z=0的基础上的轨道参数和星系中的恒星的结合能的不同的动力学组件。通过这种方式，我们认识到一个缓慢旋转的中心集中的球体，和两个光盘组件支持旋转：一个薄盘与恒星在近圆形轨道，和厚盘与薄盘和球体之间的过渡轨道参数。球状部分主要由古老的、贫金属的和α增强的恒星组成。然而，该组分中金属的分布显示出明显的双峰性，低金属量峰可能与典型的凸起有关，而高金属量峰可能与假凸起有关。在我们的模拟中，薄圆盘是最年轻和最富含金属的组成部分。这部分恒星的年龄和颜色的径向分布呈U形：新恒星在内部区域形成，然后通过长期过程迁移。最后，我们还发现了一个厚盘包含约16%的总恒星质量和性能之间的薄盘和球体。它的低金属量恒星与相同金属量的薄盘星相比，α增强。结构参数（例如，刻度高度）表明，这种成分可能是由不同增厚机制的组合产生的，这些机制包括合并驱动的过程，但也包括薄盘的长期内部扰动。[删节]
2012-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionisation in sterile neutrino cosmologies
我们调查的再电离过程中的模型，其中暗物质是一个温暖的基本粒子，如无菌中微子。我们专注于模型是一致的暗物质衰变的解释最近检测到的线在3.5千电子伏的星系和星系团的X射线光谱。在暖暗物质模型中，密度扰动的原始谱在矮星系尺度上有一个截止点。因此，结构的形成开始晚于标准的冷暗物质（CDM）模型，并且很少有物体在截止质量尺度以下形成。为了计算电离光子的数量，我们使用达勒姆半解析模型的星系形成，GALFORM。我们发现，即使是最极端的7千电子伏不育中微子，我们认为是能够重新电离宇宙早到足以兼容的边界上的时代从普朗克重新电离。这一结果也许令人惊讶，因为在无菌中微子模型中高红移星系的快速积累，这也反映在它们的远紫外光度函数在$10>z>7$之间比在CDM中演化得更快。在无菌中微子模型中，电离光子的主要来源系统地比CDM中的质量更大。作为对模型的一致性检验，我们计算了类银河系卫星星系的现今光度函数。考虑到DES调查中最近发现的卫星，对可行的无菌中微子模型提出了强有力的限制。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
