Bayesian comparison of nonstandard cosmologies using type Ia supernovae and BAO data
我们使用最新的Ia型超新星（SNe Ia）观测结果，对标准$Λ$ CDM模型及其扩展模型[ $w$ CDM和$w(z)$ CDM]和一些替代宇宙学进行了统计比较：即Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）模型，度规形式中的幂律$f(R)$方案和真空衰减的示例[ $Λ(t)$ CDM]由于暗物质和暗能量场的相互作用，相对于通常的$a^{-3}$标度，无压物质的稀释被衰减的宇宙学。我们使用\textsc{MultiNest}算法进行贝叶斯模型选择分析。为了获得每个模型的参数的后验分布，我们使用联合光变曲线分析（JLA）SNe Ia编译包含740个事件的间隔$0.01 < z < 1.3$随着当前测量的重子声学振荡（BAO）。用SALT 2光变曲线拟合器分析JLA数据，然后通过计算每个模型的贝叶斯证据和与其他模型相关的$Λ$ CDM宇宙学的贝叶斯因子来进行模型选择。结果表明，单独的JLA数据是无法区分的标准$Λ$ CDM模型从它的一些替代品，但它的结合与当前的测量重子声学振荡显示了区分它们的能力。特别是，与标准情景相比，DGP模型实际上不受BAO和JLA + BAO联合数据集的支持。最后，我们为所考虑的模型提供了一个秩序。
2017-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Cosmography approach to dark energy cosmologies: new constrains using the Hubble diagrams of supernovae, quasars and gamma-ray bursts
在宇宙学方法的框架下，利用超新星、类星体和伽马射线暴的哈勃图数据，研究了DE参数化和$Λ$ CDM宇宙的一致性。使用不同的数据样本组合，包括（{ \it i}）超新星（Pantheon），（{ \it ii}）万神殿+类星体和（{ \it iii}）Pantheon +类星体+伽马射线暴，并在马尔可夫链蒙特卡罗方法的背景下应用数据样本距离模的$χ^2$函数的最小化，我们首先在模型无关宇宙学场景中获得宇宙学参数的约束值。然后，我们调查我们的分析，为不同的一致性$Λ$ CDM宇宙学，$w$ CDM，CPL和帕德参数化。通过比较DE方案和模型无关方法得到的宇宙学参数的数值，我们发现，当我们在分析中涉及类星体和伽马射线暴数据时，协调的$Λ$ CDM模型存在严重的张力。虽然高红移类星体和伽马射线暴可以证伪这个一致性模型，但我们的宇宙学方法的结果表明，其他DE参数化仍然与这些观测结果一致。
2020-08-07 astro-ph.CO gr-qc
A generalized mass-to-horizon relation: a new global approach to entropic cosmologies and its connection to $Λ$CDM
本文提出广义质量-视界关系并导出新的广义熵，证明n=3时熵宇宙学等价于ΛCDM，为宇宙学常数起源提供新支持。
2024-03-26 astro-ph.CO gr-qc
On the road to percent accuracy II: calibration of the non-linear matter power spectrum for arbitrary cosmologies
我们介绍了一个仿真器的方法来预测的非线性物质的功率谱广泛的类超越$Λ$ CDM宇宙学，只使用一套$Λ$ CDM $N$体模拟。通过在模拟中包括一系列适当修改的初始条件，并用分析“晕模型反应”重新调整所得模拟器预测，可以计算标准$Λ$ CDM模型的一般扩展的精确非线性物质功率谱。我们优化仿真器的设计，用标准的{ \sc halofit}工具的非线性预测取代模拟套件。我们回顾了模拟器的性能，从标准的宇宙学以及理论上激发的模型，如$f (R)$重力和大量的中微子人为产生的偏离。对于我们测试过的大多数宇宙学，仿真器可以再现物质功率谱，误差$\lesssim 1\%$深入到高度非线性区域。这项工作表明，一套精心设计的$Λ$ CDM模拟，扩展到标准的宇宙学模型，可以在非线性制度进行测试，而不依赖于昂贵的超越$Λ$ CDM模拟。
2019-09-13 astro-ph.CO
Simulating cosmologies beyond $Λ$CDM with PINOCCHIO
我们提出了一种方法，扩展的能力的PINpointing轨道交叉坍缩HIVERICAL对象（PINOCCHIO）代码，使其能够生成准确的暗物质晕模拟目录中的宇宙模型的线性增长因子和增长率取决于规模。这种宇宙学包括，除其他外，模型与大量的中微子和某些类别的修改引力理论。我们通过比较PINOCCHIO与N体模拟的晕属性来验证代码，重点是大质量中微子的宇宙学：$νΛ$ CDM。我们分析了晕质量函数，晕两点关联函数，晕功率谱和晕密度场的矩，表明PINOCCHIO再现了模拟结果与原始代码（$\sim5-10\%$）具有相同的精度水平。我们证明了在PINOCCHIO的无质量和大质量中微子宇宙学中晕的丰度与模拟结果非常吻合，并指出PINOCCHIO可以再现影响晕质量函数的$Ω_ν-σ_8$简并度。我们表明，从PINOCCHIO的晕的聚类特性准确地匹配那些从模拟在真实和红移空间，在后一种情况下，到$k=0.3~h~{\rm Mpc}^{-1}$。最后，我们指出，从模拟晕密度场的一阶矩是精确地再现PINOCCHIO。我们强调，PINOCCHIO生成模拟晕目录所需的计算时间是数量级低于N体模拟所需的时间。这使得该工具非常适合标准$Λ$ CDM模型中的协方差矩阵研究等应用，也适用于具有大质量中微子的宇宙学或一些修改的引力理论。
2016-10-24 astro-ph.CO
Strongly Coupled Cosmologies
包括从CDM到DE的能量转移的模型在文献中被广泛考虑，即允许DE具有显著的高Z密度。强耦合宇宙学假设DE和CDM之间存在更大的耦合，以及存在非耦合的暖DM分量，因为CDM的作用主要限于辐射时代。这使我们能够保持小尺度的波动，即使温暖的粒子，可能是一个无菌中微子，是相当轻的，O（100 eV）。线性理论和数值模拟表明，这些宇宙学同意超星系尺度上的LCDM;例如，CMB光谱基本相同。同时，模拟表明，它们显着缓解了与MW卫星和矮星核心的性质有关的问题。SC宇宙学也为早期黑洞的形成开辟了新的视角，并可能导致统一的DE和暴胀标量场。
2014-11-25 astro-ph.CO
Beyond $j=1$: Observational Constraints on Almost-$Λ$CDM Cosmologies
University of Cape Town（开普敦大学）；Duy Tan University（越南科技大学）；North-West University（西北大学）；South African Astronomical Observatory（南非天文台）
研究通过考虑三种近似\(\Lambda\)CDM宇宙学闭合，利用马尔可夫链蒙特卡罗分析多种观测数据，在不假设暗能量状态方程参数化的情况下，直接从观测重建宇宙膨胀历史，结果表明这些模型与标准暗能量模型有竞争力，证明了模型无关宇宙学的作用。
2026-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Aemulus $ν$: Precision halo mass functions in w$ν$CDM cosmologies
针对w$\nu$CDM宇宙学，基于Aemulus $\nu$模拟套件构建了星系团尺度晕质量函数仿真器，利用高斯过程回归实现高精度预测，为LSST和Euclid等巡天提供关键工具。
2025-03-28 astro-ph.CO
An emulator for the Lyman-$α$ forest in beyond-$Λ$CDM cosmologies
解释观测的莱曼- $α$森林通量功率谱需要少量昂贵的模拟之间的插值。我们提出了一个高斯过程仿真器建模的1D通量功率谱的小尺度线性物质功率谱的振幅和斜率的函数，和感兴趣的时代（$2 < z < 4$）的星系际介质的状态。这种参数化使扩展的宇宙学模型中的通量功率谱的预测，没有明确包括在训练集中，消除了需要构建定制的仿真器的一些扩展到$Λ$ CDM。我们的模拟器是适当的宇宙学中的线性物质功率谱被描述为百分比水平的准确性，只是一个振幅和斜率跨越时代的利益，并在该制度探测的eBOSS/DESI数据。我们证明了这一点的大规模中微子宇宙学，模拟器是能够预测的通量功率谱在$Σm_ν=0.3$ eV中微子宇宙学次百分之准确度，不包括大规模中微子的训练模拟。需要更多的参数来描述具有线性幂的尖锐特征的模型，例如温暖或轻的轴子暗物质。这项工作将促进即将到来的DESI数据与宇宙微波背景的观测相结合，以获得中微子质量和其他扩展$Λ$ CDM宇宙学的约束。
2021-05-14 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
Evolution of spherical overdensities in holographic dark energy models
本文研究了平坦FRW暗能量宇宙中的球形坍缩模型。我们考虑全息暗能量（HDE）模型作为一个动态的暗能量场景与一个缓慢的时变状态方程（EoS）参数$w_{\rm de}$，以评估的暗能量组件在宇宙中的结构形成的影响.我们首先计算了HDE模型的幻影和精华行为的线性区域中密度扰动的演化，并将结果与标准Einstein-de Sitter（EdS）和$Λ$ CDM模型进行了比较。然后，我们计算了球形塌陷模型中两个特征参数的演化，即，线性密度阈值$δ_{\rm c}$和维里过密度参数$Δ_{\rm vir}$。我们发现，在HDE宇宙学的增长因子$g(a)$和线性超密度参数$δ_{\rm c}$落后于$Λ$ CDM宇宙的值，而维里超密度$Δ_{\rm vir}$是更大的HDE模型比$Λ$ CDM模型。我们还表明，在维里化和转向时间的球形扰动的半径之间的比率是小于在$Λ$ CDM宇宙中预测的HDE宇宙。因此，在HDE模型中，结构的生长比在$Λ$ CDM宇宙学中更早开始，在这种情况下，可以形成更集中的物体。结果表明，非零表面压力导致较小的维里半径和较大的维里超密度$Δ_{\rm vir}$。我们比较了HDE宇宙学中的晕的预测数，发现在一般情况下，这个值小于$Λ$ CDM模型在更高的红移，我们比较了不同的质量函数处方。最后，我们比较了HDE模型的结果与观测。
2015-01-26 astro-ph.CO gr-qc
Using SPTpol, Planck 2015, and non-CMB data to constrain tilted spatially-flat and untilted non-flat $Λ$CDM, XCDM, and $ϕ$CDM dark energy inflation cosmologies
我们使用六个倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦暗能量宇宙学模型分析南极望远镜偏振（SPTpol）宇宙微波背景（CMB）数据，单独和结合普朗克2015 CMB数据和非CMB数据，即万神殿Ia型超新星的视星等，收集的重子声学振荡数据点，哈勃参数测量和增长率。虽然最适合普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学模型不能提供与SPTpol数据的良好拟合，但由于$χ^2$超过了预期值，考虑到不确定性，在每个模型中，SPTpol数据和普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学参数约束在很大程度上是相互一致的。当较小的角标度SPTpol数据单独与普朗克数据或与普朗克CMB和非CMB数据联合使用来约束非倾斜的非平坦模型时，空间闭合模型仍然优于其相应的平坦极限。当与普朗克数据结合使用时，非CMB数据（特别是来自六个实验的重子声学振荡测量）比SPTpol数据具有更大的约束力。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
The virialization density of peaks with general density profiles under spherical collapse
我们计算的非线性维里化密度，$Δ_c$，从一个任意的初始和最终的密度分布的峰值下的球形塌陷晕。这与$Δ_c$的标准计算相反，该标准计算假定了顶帽轮廓。给出我们的形式主义，一旦提供初始峰的密度轮廓的形状和维里化晕的轮廓的形状，就可以计算非线性晕密度。我们解决了$Δ_c$的Einstein de-Sitter和$Λ$ CDM宇宙中的晕。作为例子，我们考虑幂律的初始配置文件，以及球形平均峰值轮廓计算的高斯随机场的统计。我们发现，根据所使用的配置文件，$Δ_c$是小的几个因素，多达10的因素相比，由标准计算（$\approx 200$）给出的密度。使用我们的研究结果，我们表明，通过过密度阈值识别晕晕的算法，从宇宙学模拟测量的晕质量函数可以增强在所有晕质量的几个因素。当使用数值模拟来评估晕质量函数的分析模型的有效性时，这种差异可能是重要的。
2013-11-21 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
Hierarchical Clustering in $Λ$CDM Cosmologies via Persistence Energy
本研究运用拓扑数据分析中的LITE方法将持续图嵌入向量空间，分析了星系团、纤维和空洞等宇宙网结构的演化，发现持续能量与红移值存在相关性，揭示了持续同调与宇宙演化之间的联系。
2024-01-08 astro-ph.CO cs.CG math.AT
New measures to test modified gravity cosmologies
观测到的宇宙加速膨胀可以用暗能量或宇宙学尺度上广义相对论（GR）的崩溃来解释。当后一种情况下，一个修改的重力情景，被认为是，它往往是假设的背景演变是相同的$Λ$ CDM模型，但密度扰动演变不同。在本文中，我们研究了更一般的类修改的重力，其中的背景和扰动的演变偏离那些在$Λ$ CDM模型。我们引入了两个相图，$α{\rm-}fσ_8$和$H{\rm-}fσ_8$图; $H$是膨胀率，$fσ_8$是宇宙的增长率和密度涨落的归一化的组合，密度涨落直接受红移空间畸变的约束，$α$是表征重力偏离GR的参数，可以用引力透镜探测。我们考虑几个具体的例子Horndeski的理论，这是一个一般的标量张量理论，并演示如何偏离$Λ$ CDM模型出现在$α{\rm-}fσ_8$和$H{\rm-}fσ_8$图。预测的偏差将有助于未来的大尺度结构观测，以排除一些修改的重力模型。
2020-07-01 astro-ph.CO gr-qc
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
Early Structure Formation in $Λ$PBH Cosmologies
冷暗物质（CDM）可以由原始黑洞（PBH）组成，除了或代替更正统的弱相互作用大质量粒子暗物质（PDM）。我们研究的第一个结构的形成，在这样的$Λ$ PBH宇宙学使用$N$体模拟从深辐射时代发展到红移99。当PBH只是CDM的一小部分时，它们被PDM覆盖，形成孤立的晕。另一方面，当PBH占CDM的大部分时，晕也可以通过许多PBH的聚集而生长。我们发现，晕质量函数是很好的模拟通过泊松统计假设随机初始条件。我们量化的结构形成引起的非线性速度，发现它们太小，显着影响CMB的限制。一个主要的挑战是如何最好地外推我们的结果，以降低红移相关的一些观测限制。
2019-07-18 astro-ph.CO
Discerning Dark Energy Models with High-Redshift Standard Candles
在Ia型超新星成功地将宇宙学限制在较低的红移$(z\lesssim2)$之后，人们一直在努力确定是否可以在较高的红移处找到类似的有用的标准烛光。{In本工作确定了恒定暗能量$Λ$ CDM宇宙学和暗能量状态方程$(z\gtrsim2)$是高红移标准烛光的红移函数的宇宙学之间可能存在的最大幅度差异。我们讨论了一些流行的参数化的$w(z)$与两个自由参数，$w_z$ CDM宇宙学，包括Chevallier-Polarski-Linder及其推广，$n$ CPL，以及Jassal-Bagla-Padmanabhan参数化。对于这些参数化，我们计算并找到$Δμ$的极值，$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学的距离模之间的差异作为红移的函数，给出68\%的似然约束的参数$P=(Ω_{m,0}, w_0, w_a)$。参数的约束使用宇宙微波背景，重子声学振荡，Ia型超新星的数据，使用CosmoMC。我们发现，没有一个测试的宇宙学可以偏离超过0.05兆，从基准$Λ$ CDM宇宙学在高红移，这意味着高红移标准蜡烛将不会帮助辨别之间的$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学。相反，这意味着如果发现高红移标准烛光与高红移下的$Λ$ CDM不一致，那么这不仅对$Λ$ CDM而且对整个$w_z$ CDM宇宙学家族都是一个问题。
2017-06-26 astro-ph.CO
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
Strongly Coupled Dark Energy Cosmologies: preserving LCDM success and easing low scale problems I - Linear theory revisited
在这第一篇论文中，我们讨论了一类新模型的线性理论和背景演变，我们将其称为SCDEW：强耦合DE加上WDM。在这些模型中，WDM主导了今天的物质密度;像重子一样，WDM是非耦合的。暗能量是一个标量场$Φ$ ;它与辅助CDM的耦合是一个基本的模型特征，后者今天的密度是$\ll 1\, \%$。事实上，这种耦合允许宇宙结构的形成，尽管WDM粒子质量非常低（$\sim 100$ eV）。SCDEW模型产生的宇宙微波背景和线性大尺度特征与$Λ$ CDM基本上无法区分，但由于WDM质量非常低，它们极大地缓解了小尺度上的$Λ$ CDM问题，正如II相关论文中的数值模拟所证实的那样。此外，SCDEW宇宙学显着缓解的巧合和微调问题的$Λ$ CDM，并通过使用场论的方法，我们还概述了可能的联系与通货膨胀模型。我们还讨论了一个可能的衰落的耦合在低的红移，防止非线性的CDM组件，导致计算问题。然而，对于SCDEW模型，（可能的）低- $z$耦合抑制、其机制及其后果仍然是未解决的问题-不一定是问题。的耦合强度和WDM粒子质量，虽然是额外的参数，相对于$Λ$ CDM，被发现基本上是先验约束，这样，如果SCDEW是基本的宇宙学，我们预计大多数数据也适合$Λ$ CDM预测。
2015-10-08 astro-ph.CO
Efficient simulations of large scale structure in modified gravity cosmologies with comoving Lagrangian acceleration
我们实现了适应的COLA方法，一个混合方案，结合拉格朗日微扰理论与N体方法，在变色龙和变色龙修改的重力模型模型的非线性崩溃。通过在线性化的Klein-Gordon方程中加入抑制因子，有效地模拟了引力屏蔽。调整后的COLA方法的基准，相对于N体代码的$Λ$ CDM方案和修改后的重力理论。发现它在暗物质功率谱的估计中表现良好，与$k\sim2.5$ h/Mpc的一致性为1%。红移空间畸变被证明是有效地通过洛伦兹参数化与速度色散拟合的数据建模。我们发现COLA在预测晕质量函数方面表现不太好，但在我们模拟的$1σ$不确定性范围内，在相对于$Λ$ CDM的修正重力模型引起的质量函数的相对变化方面具有一致性。结果表明，COLA，提出使准确和有效的，非线性预测$Λ$ CDM，可以有效地应用于更广泛的宇宙学场景，有趣的属性，其中聚类行为需要了解即将到来的调查，如LSST，DESI，欧几里得和WFIRST。
2017-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Fluctuations in strongly coupled cosmologies
在早期宇宙中，由耦合的CDM和标量场$Φ$组成的对偶分量，如果它们的耦合$β> \sqrt{3}/2$具有吸引子解，则它们在辐射占优时期是宇宙能量的一个稳定部分。沿着吸引子，这两个分量都扩展了$\propto a^{-4}$，并具有早期密度参数$Ω_{d} = 1/ (4β^2)$和$Ω_c= 2, Ω_d$（分别为field和CDM）。在以前的论文中，它表明，如果进一步的组件，扩大$\propto a^{-3}$，打破这种固定的膨胀在$z \sim 3$ - $5 \times 10^3$，宇宙成分逐渐获得密度与观察一致。本文首先考虑该部件是热的情况。然而，它的主要主题是波动演化的分析：然后确定出视界模式;它们进入视界的数值评估以及耦合$β$的Meszaros效应的依赖性;最后，我们计算：（i）传递函数和线性谱函数;（ii）CMB $C_l$谱。两者都接近标准的$Λ$ CDM模型;特别是，前者可以降低到比银河系更小的尺度，尽管它的主要DM组件是由质量为$<1$ keV的粒子组成的。先前耦合的CDM分量（其当前密度参数是$\cal O$ $(10^{-3})$）表现出更宽的波动$δρ/ρ$，但近似为与$β$无关的$δρ$值。我们讨论如何低尺度的这些宇宙学的功能可能会缓解相当多的问题，$Λ$ CDM不容易解决。
2014-01-30 astro-ph.CO
Turnaround radius in $Λ$CDM, and dark matter cosmologies II: the role of dynamical friction
本文是Del Popolo，Chan和Mota（2020）的论文的扩展，以考虑动态摩擦的影响。我们展示了动力学摩擦如何改变坍缩阈值$δ_c$和回转半径$R_t$。我们发现数值之间的关系的周转半径，$R_{\rm t}$，和质量，$M_{\rm t}$，在$Λ$ CDM，在暗能量的情况下，并在$f(R)$修改的重力模型。动力学摩擦产生不同于标准球形坍缩的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系。特别是，动力摩擦放大了Del Popolo，Chan和Mota（2020）已经研究过的切变和涡度的影响。比较了$Λ$ CDM模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系、暗能量模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系和修正的引力模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系，发现$Λ$ CDM模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系与暗能量模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系相似，与$f(R)$模型的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系存在微小差异。剪切、旋转和动力学摩擦的影响在星系尺度上特别明显，导致了$\simeq 60\%$级标准球形坍缩的$R_{\rm t}-M_{\rm t}$关系式之间的差异。最后，我们展示了$R_{\rm t}-M_{\rm t}$的新值如何影响状态方程的$w$参数的约束。
2021-04-24 astro-ph.CO
A New Statistical Model for Population III Supernova Rates: Discriminating Between $Λ$CDM and WDM Cosmologies
随着新的观测设施即将投入使用，发现和描述来自第一批恒星的超新星将为宇宙黑暗时代的结束开辟另一个观测窗口。基于早期恒星形成的半解析合并树模型，我们限制了星族III超新星的速率。我们发现，我们的方法再现人口III超新星率的大规模宇宙学模拟非常好。我们的计算效率高的模型使我们能够调查一个大的参数空间，并探索广泛的不同的情况下，人口III恒星形成。我们的计算表明，第一次超新星的观测可以用来区分冷和暖暗物质模型，并限制后者相应的粒子质量。我们的预测还可用于优化调查策略，目标是最大限度地提高超新星检测率。
2016-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Searching for sterile neutrinos in dynamical dark energy cosmologies
利用最近的宇宙学观测，我们研究了暗能量的性质如何改变宇宙学对无菌中微子参数的限制。我们考虑最简单的动力学暗能量模型，$w$ CDM模型和全息暗能量（HDE）模型，进行分析。在这项工作中使用的宇宙学观测包括普朗克2015 CMB温度和偏振数据，重子声振荡数据，Ia型超新星数据，哈勃常数直接测量数据和普朗克CMB透镜数据。从这些数据组合的约束条件出发，我们发现$Λ$ CDM宇宙学的$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.2675$和$N_{\rm eff}<3.5718$分别为$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.2675$ eV和$N_{\rm eff}<3.5718$，$w$ CDM宇宙学的$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.5313$和$N_{\rm eff}<3.5008$分别为$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.5313$ eV和$N_{\rm eff}<3.5008$，HDE宇宙学的$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.1989$和$m_{ν,{\rm{sterile}}}^{\rm{eff}}<0.1989$ eV和$N_{\rm eff}<3.6701$.因此，在不增加结构增长测量的情况下，只能导出$m_{ν,…
2018-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the road to percent accuracy V: the non-linear power spectrum beyond $Λ$CDM with massive neutrinos and baryonic feedback
在即将进行的星系巡天中，为了确保在使用非线性结构信息时对宇宙学和重力的无偏约束，在建立功率谱模型时需要有100级的准确度。这就要求框架能够准确地捕捉相关的物理效应，同时允许偏离$Λ$ CDM。大质量中微子和重子物理学是这类效应中最相关的两个。我们提出了一个大质量中微子和超越$Λ$ CDM宇宙学的晕模型反应框架的集成。集成的晕模型反应，结合HMCode 2020模拟的伪功率谱，然后与$N$体模拟，包括大质量中微子和$f(R)$修改重力进行比较。我们发现，该框架是4%的准确度下降到至少$k\approx 3 \, h/{\rm Mpc}$的修改重力的$|f_{\rm R0}|\leq 10^{-5}$和总中微子质量$M_ν\equiv \sum m_ν\leq 0.15$ eV。我们还发现，该框架是4%的一致性与EuclidEmulator 2以及Brachet模拟器的\B{most of the considered} $νw$ CDM宇宙学下降到至少$k \approx 3 \, h$ /Mpc。最后，我们比较对流体动力学模拟采用HMCode 2020的重子反馈模型顶部的晕模型反应。对于$νΛ$ CDM宇宙学，我们发现$M_ν\leq 0.48$ eV的准确度为2%，至少为$k\approx 5h$ /Mpc。当与使用$M_ν= 0.06$ eV的$νw$ CDM流体动力学模拟进行…
2021-09-25 astro-ph.CO
Constraints on non-flat cosmologies with massive neutrinos after Planck 2015
我们研究了两个暗能量宇宙学模型（即，$Λ$ CDM和$ϕ$ CDM模型），其中大质量中微子在空间平坦和非平坦的情况下假设两种不同的中微子质量等级，其中在$ϕ$ CDM模型中，标量场具有逆幂律势$V(ϕ)\propto ϕ^{-α}$（$α>0$）。利用Planck 2015的宇宙微波背景数据、6dFGS、SDSS-MGS、BOSS-LOWZ和BOSS CMASS-DR 11的重子声学振荡数据、JLA汇编的Ia型超新星视星等观测数据以及哈勃空间望远镜$H_0$先验数据，对模型参数进行了约束。我们首先确定约束假设三种简并的大质量中微子。在空间平坦（非平坦）的$Λ$ CDM模型中，中微子质量之和在95%置信水平（CL）下被限定为$Σm_ν < 0.165 (0.299)$ eV。相应地，在平坦（非平坦）$ϕ$ CDM模型中，我们发现$Σm_ν < 0.164 (0.301)$ eV在95% CL处。包含空间曲率作为自由参数导致$Σm_ν$和其他参数的置信区域显著加宽。在中微子总质量由最重中微子质量本征态支配的情况下，我们可以得到与简并中微子质量情况下类似的结论。另外，研究结果还表明，在空间平坦的情况下，基于两种不同中微子质量等级的$Σm_ν$的上界对于$Λ$ CDM和$ϕ$ CDM模型都没有显著的差异，而在非平坦的情况下，相应的差异更大.
2016-07-19 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
Viability of general relativity and modified gravity cosmologies using high-redshift cosmic probes
Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本研究通过高红移宇宙探针分析，发现F(Q)、非平坦ΛCDM和ωCDM模型在数据支持下表现良好，而F(R)模型被排除，ΛCDM仍是首选模型。
2025-12-04 astro-ph.CO
Cosmic chronometers, Pantheon+ supernovae, and quasars favor coasting cosmologies over the flat $Λ$CDM model
本研究利用宇宙计时钟、Pantheon+超新星和标准化类星体数据，对比测试滑行宇宙学模型与平直$\Lambda$CDM模型，发现平直滑行模型更受数据支持，同时指出相关数据集需优化误差估计，且平直$\Lambda$CDM模型存在微调巧合问题。
2024-12-20 astro-ph.CO
Linear Growth of Matter Perturbations Probed by Redshift-Space Distortions in Interacting $Λ(t)$CDM Cosmologies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）；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）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文通过红移空间畸变探测相互作用Λ(t)CDM宇宙学中物质扰动的线性增长，研究了暗能量相互作用对S_8参数的约束。
2026-02-11 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
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
Universal subhalo accretion in cold and warm dark matter cosmologies
通过观测暗晕的角入射模式，可以研究大尺度结构对主晕的影响。特别是，由于温暖和寒冷的暗物质宇宙学预测不同的丰度和内部性质的晕在质量函数的低质量端，这是有趣的，以检查是否有差异，这些低质量的晕是如何吸积。吸积事件被定义为晕成为子结构的时刻，即当它穿过其宿主的维里半径时。我们量化的剪切张量的宇宙网络在每个点和检查，相对于其本征向量，这样的吸积事件发生在冷（$Λ$ CDM）和温暖（1千电子伏无菌中微子WDM）暗物质宇宙模型。我们发现，CDM和WDM的subhalos优先吸积沿主轴的剪切张量对应的最弱的崩溃方向。光束强度受宿主和次晕质量以及吸积事件发生时的红移调制。尽管在高红移处，最大质量的主晕和次晕最强，但我们发现优先下降总是与最弱坍缩的轴对齐，因此我们说它具有普适性。我们比较了在WDM宇宙学中的光束强度与在$Λ$ CDM场景中发现的光束强度。虽然主要的发现保持不变，但在所有红移中，WDM模型中最大质量宿主晕的吸积似乎比$Λ$ CDM宇宙学中的吸积更多。
2017-09-04 astro-ph.CO
Fast simulation mapping: from standard to modified gravity cosmologies using the bias assignment method
本文利用偏差分配方法（BAM）从ΛCDM暗物质场快速生成修正引力暗晕星表，在功率谱和双谱上均达到高精度，证明非局域偏差可有效建模修正引力效应并节省计算成本。
2024-05-16 astro-ph.CO
The spherical collapse model in time varying vacuum cosmologies
我们在平坦FLRW宇宙学模型的框架下研究了宇宙结构的维里化，其中真空能量密度随时间演化。特别是，我们的分析集中在球形物质扰动的研究，因为它们从背景膨胀中解耦，“转身”，最终崩溃。在真空能量是哈勃率$Λ=Λ(H)$的运行函数的情况下，我们推广了球形坍缩模型。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$Λ(H)$是二次函数$Λ(H)=n_0+n_2\,H^2$，具有$n_0\neq 0$。我们的团队先前使用最新的高质量宇宙学数据对该模型进行了研究，以限制其自由参数，以及预测的团簇形成速率。事实证明，相应的哈勃膨胀历史类似于传统的$Λ$ CDM宇宙学。我们使用这个$Λ(t)$ CDM框架来说明球形坍缩模型的性质（维里密度，坍缩因子等）取决于所考虑的真空能量的选择（均匀的或集群的）。特别地，如果真空能量的分布是聚集的，则在特定条件下，我们可以相对于均匀真空能量的情况产生更集中的结构。
2010-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Einstein Telescope standard siren simulations for $f(Q)$ cosmologies
本文通过爱因斯坦望远镜标准汽笛模拟研究 $f(Q)$ 宇宙学中的模型效应与额外摩擦效应，发现部分 $f(Q)$ 模型需要更多数据，而 $f(Q)_{PE}$ 和 $f(Q)_{HT}$ 模型可被现有或未来观测排除。
2025-03-13 astro-ph.CO gr-qc
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
Maps of CMB lensing deflection from N-body simulations in Coupled Dark Energy Cosmologies
为了模拟宇宙微波背景辐射的弱透镜效应，我们利用耦合暗能量宇宙学模拟（CoDECS）进行了射线追踪，得到了透镜势和偏转角图。构造的地图反映了N体宇宙结构的范围从角分到度尺度。我们调查的透镜图案的变化，由于DE动力学，其特征在于不同的背景和扰动行为作为DE场和CDM之间的相互作用的结果。我们研究了三个不同背景和扰动演化的模型的结果，目的是分离它们在透镜观测量中的印记。研究的方案包括一个参考LCDM宇宙学，一个标准的耦合DE（CDE）的情况下，和一个“弹跳”的CDE的情况下。对于标准的cDE的情况下，我们发现，在透镜势的差异，结果从两个影响：增强增长的线性CDM密度波动相对于LCDM的情况下，和修改的非线性动力学的塌陷结构引起的DE-CDM相互作用。因此，CMB透镜突出了宇宙膨胀中的DE影响，即使在退化的情况下，线性物质密度扰动的振幅，通过σ_8参数化，在标准cDE和LCDM宇宙学中是相同的。对于弹跳的情况下，我们发现，透镜密度对比度和物质丰度的两个相反的行为导致了一个反直觉的效果，使透镜信号的功率比LCDM方案低10%。此外，我们分别比较了CDM和重子在CoDECS中的行为，以隔离来自与DE分量耦合的影响。我们发现，在反弹的情况下，重子显示出相反的趋势，相对于CDM，由于耦合后者与DE组件。[删节]
2013-08-06 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
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
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
Separate universe approach to evaluate nonlinear matter power spectrum for non-flat $Λ$CDM model
宇宙的空间曲率（$Ω_K$）是最基本的物理量之一，可以与早期宇宙物理学联系起来。本文提出了一种计算“非平坦”$Λ$ CDM模型的非线性物质功率谱$P(k)$的近似方法，该方法采用分离宇宙（SU）模型，即曲率对结构形成的影响与长波长密度涨落的影响等效（$δ_{\rm b}$）在“平坦”$Λ$ CDM模型中的局部体积中，通过非平坦和平坦模型中背景宇宙学参数和红移之间的特定映射。通过利用$P(k)$对$δ_{\rm b}$（相当于$Ω_K$）的归一化响应（它描述了非零$Ω_K$如何改变$P(k)$作为$k$的函数）很好地近似于对平坦模型中哈勃参数$h$的响应这一事实，我们的方法允许人们通过拟合公式或仿真器将平坦宇宙学的$P(k)$预测推广到非平坦宇宙学。我们使用$N$体模拟的非平坦$Λ$ CDM模型与$|Ω_K|\leq 0.1$表明，我们的方法可以预测$P(k)$的非平坦模型高达$k \simeq 6\,h{\rm Mpc}^{-1}$的红移范围$z\simeq [0,1.5]$，分数精度在$\sim 1$ %，大致对应于弱透镜宇宙学与即将到来的调查的要求。我们发现，仿真器，那些建立在平坦的宇宙学，如欧几里德仿真器，可以预测非平坦的$P(k)$与最少的退化。
2022-06-03 astro-ph.CO
Mass Function Predictions Beyond LCDM
晕的质量分布，由晕质量函数指定，是几个宇宙学探测器的关键输入。$N$ -体模拟的规模现在是这样的，在大多数情况下，结果不再需要受到几何学的限制，但仍然受到各种系统不确定性的影响。我们调查和讨论这些差异的原因。量化误差源，并适当补偿他们，我们进行了高统计研究暗物质晕67 $N$体模拟调查的质量函数及其演变的参考$Λ$ CDM宇宙学和一组$w$ CDM宇宙学。对于参考$Λ$ CDM宇宙学（接近WMAP 5），我们量化了作为红移函数的质量函数形式的普适性的破坏，发现红移$z=0$和$z=2$之间的普适性形式的演化高达10%。对于宇宙学非常接近这个参考，我们提供了一个拟合公式，我们的结果（不断发展）$Λ$ CDM质量函数的质量范围为$6\cdot 10^{11}-3\cdot 10^{15}$ M $_{\odot}$的估计精度约为2%。$w$ CDM宇宙学的集合取自Coyote宇宙模拟套件。该套件的质量函数（包括$Λ$ CDM宇宙学和其他具有$w\simeq-1$的宇宙学）由参考$Λ$ CDM情况的拟合公式描述，精确度为10%，但具有明显的系统偏差。我们认为，作为一个结果，拟合公式的基础上的普遍形式的质量函数可能有有限的效用，在高精度的宇宙学应用。
2011-03-18 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 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
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
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
Enabling matter power spectrum emulation in beyond-$Λ$CDM cosmologies with COLA
我们比较和验证COLA（COmoving拉格朗日加速度）模拟对现有的仿真器在文献中，即Beclid和欧几里得仿真器2。我们的分析集中在非线性响应函数上，即，给定宇宙学中的非线性暗物质功率谱与预定义的参考宇宙学之间的比值，本文选择该参考宇宙学作为Euclid Emulator 2参考宇宙学。我们改变三个宇宙学参数，总物质密度，原始标量扰动的振幅和光谱指数。通过比较COLA非线性响应函数与在红移范围$0 \leq z \leq 3$内从每个模拟器计算的响应函数，我们发现，只要物质功率谱与参考宇宙学的偏差不太大，COLA方法与这两个模拟器在$k \sim 1 \ h$ /Mpc尺度下的响应函数是非常一致的。我们通过改变中微子质量的总和为三个不同的值，$0.0$ eV，$0.058$ eV和$0.15$ eV，验证了在我们的COLA模拟中实现的大质量中微子。我们表明，在这项工作中使用的所有三个非线性处方同意在$1\%$水平在$k \leq 1 \ h$ /Mpc。然后，我们介绍了有效场理论的暗能量在我们的COLA模拟使用PDMATHAMT-体规范方法。我们考虑了两种不同的修正引力模型，在这些模型中，结构的增长在小尺度上被增强或抑制，并表明在这些模型中，相对于修正引力参数的变化的响应函数弱依赖于宇宙学参数。
2022-09-01 astro-ph.CO
The e-MANTIS emulator: fast and accurate predictions of the halo mass function in $f(R)$CDM and $w$CDM cosmologies
本文提出e-MANTIS模拟器，通过超万次N体模拟和B样条分解结合高斯过程，实现对$f(R)$CDM和$w$CDM宇宙学中暗晕质量函数的快速准确预测，并给出误差估计。
2024-10-07 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
