Gravitational particle creation for dark matter and reheating
纯引力暗物质（PGDM）与标准模型粒子之间的相互作用仅限于引力作用，近年来人们对其进行了讨论。由于PGDM的弱相互作用，它可能主要由引力粒子产生产生，在动力学驱动暴胀和某些势驱动暴胀之后的再加热中起重要作用，而没有随后的暴胀子振荡阶段。因此，我们考虑了引力再加热模型的可能性，它同时也可以解释目前的PGDM密度。我们考虑一个模型，其中两个大质量标量场被纳入标准模型除了通货膨胀部门。我们证明了引力粒子的产生优于热产生-冻结过程-并且它实际上可以解释重新加热和目前暗物质的丰度，如果其中一个标量粒子在膨胀$\sim10^{13}$ GeV期间与哈勃参数一样重，并且最终通过足够弱的耦合衰变成辐射，另一个是稳定的PGDM，其质量为$10^3$ GeV量级。
2019-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CCDM Model with Spatial Curvature and The Breaking of "Dark Degeneracy"
在爱因斯坦场方程的背景下，冷暗物质（CCDM）的产生导致了负的创造压力，这可以用来解释宇宙的加速膨胀。最近的研究表明，这种模型的膨胀动力学不能与协调$Λ$ CDM模型区分开来，甚至在更高阶的密度扰动演化中也是如此，导致了所谓的“暗简并”。然而，取决于CDM创建速率的形式，当与$Λ$ CDM相比时，包括空间曲率导致CCDM的不同行为，即使在背景水平。用一个简单的形式的创造率，即，$Γ\propto\frac{1}{H}$，我们表明，这个模型可以区分从$Λ$ CDM，提供宇宙有一定的空间曲率。然而，从观测上看，目前CMB对空间平坦度的限制表明，两种模型都没有明显的优势，至少在背景水平上是如此。
2015-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Is Dark Energy an Effective Manifestation of Non-equilibrium Thermodynamics? -- Insights from DESI
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Presidency University（总统大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Durban University of Technology（德班理工大学）；National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；Universidad Católica del Norte（北天主教学会大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文探讨了在DESI DR2-BAO发布后，通过考虑三种独立演化的物质成分（辐射、物质和暗物质）以及暗物质的绝热物质创造过程，研究了暗能量和修正引力理论的替代方法，发现模型I和II能够模拟ΛCDM行为，并通过观测数据验证了物质创造的存在。
2026-06-05 astro-ph.CO gr-qc
Can particle creation phenomena replace dark energy?
以引力场为代价的粒子创造可能足以解释宇宙的演化历史，而根本不需要暗能量。利马等人在最近的一项工作中研究了这种现象，假设粒子的产生是以宇宙晚期的引力能量为代价的。然而，该模型不满足WMAP约束的物质辐射平等。在这里，我们提出了一个模型，在相同的框架，它完全符合SNIa数据在低红移以及早期的综合萨克斯-沃尔夫效应的物质辐射平等确定的WMAP在高红移。这样一个模型，需要存在近26%的原始物质的重子和CDM的形式。
2011-08-30 astro-ph.CO
Is the continuous matter creation cosmology an alternative to $Λ$CDM?
物质创造宇宙学被重新访问，包括重子和暗物质粒子的演化。创造过程只影响暗物质而不影响重子。$Λ$ CDM模型的动力学只有在满足两个条件时才能再现：1）熵密度产生率和粒子密度变化率相等; 2）与产生过程相关的（负）压力恒定。然而，物质创造模型预测目前的暗物质与重子的比例比在大质量X射线星系团中观察到的要大得多，这对模型来说是一个潜在的困难。在线性区域，完全相对论的处理表明重子不受创造过程的影响，但这不是暗物质的情况。这两种成分在早期阶段一起演化，但后来暗物质密度对比度降低，因为背景趋于恒定值。这种行为产生了一个负增长因子，与观测结果不一致，这是这个宇宙学的另一个问题。
2014-05-26 astro-ph.CO
Gravitational induced particle production through a nonminimal curvature-matter coupling
我们认为引力诱导粒子生产的可能性，通过一个非最小曲率物质耦合的机制。这个引力理论的一个有趣的特征是能量-动量张量的散度不为零。作为我们研究的第一步，我们重新制定的等效标量张量理论的模型，有两个任意的潜力。通过使用开放的热力学系统的形式主义，我们解释的能量平衡方程在这个引力理论从热力学的角度来看，描述不可逆的物质创造过程。粒子数的创建率，创建的压力，和熵产生率的明确获得的标量场和它的潜力，以及物质的拉格朗日函数的函数。得到了新生成粒子的温度演化规律。宇宙学意义的模型进行了简要的调查，它表明，晚时间宇宙加速可能是由于粒子的创建过程。此外，还表明，由于曲率-物质耦合，在宇宙演化过程中也产生了大量的共动熵。
2015-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
From Cosmic Inflation and Matter Creation to Dark Matter -- Journey of the Inflaton?
本文提出了暴胀子从宇宙暴胀和物质创生演化至今成为暗物质的情景，通过引入山顶势能模型解释了暴胀结束机制，其预测与CMB限制一致，并为当今暗物质丰度提供了合理解释。
2023-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy and Dark Matter like intrinsic curvature in extended gravity. Viability through gravitational waves
在这篇简短的评论中，我们讨论了一个中间步骤，即通过考虑引力的扩展理论来扩展标准广义相对论的图景。在这幅织锦中，要解的方程不是广义相对论的标准爱因斯坦场方程，而是这种扩展理论的扩展爱因斯坦场方程。建立标准广义相对论的质能和时空曲率之间的传统关系，在这个新的图景中得到了修正，至少在线性近似下，时空曲率的变化产生了质能。暗宇宙、暗能量、暗物质和先锋异常的各种问题，原则上都可以通过这种方法得到解决，而对引力扩展理论的最终认可可以从一致的引力波天文学的实现中得到。我们还利用真空涨落的放大过程讨论了早期宇宙的质能和时空曲率的量子化，真空涨落的放大过程与残余引力波的原始产生有关。未来对这种残余引力波的探测将是对引力相互作用的量子特征而非经典特征的最终认可。
2012-11-06 astro-ph.CO gr-qc
Matter creation, adiabaticity and phantom behavior
本文提出统一物质创生与热力学的宇宙学框架，通过绝热条件确定粒子创生率，实现幻影式膨胀，避免奇异物理，解释宇宙加速膨胀，为暗能量热力学起源提供新视角。
2025-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Quantum Structure of Spacetime and Its Entropy in a Cyclic Universe with Negative Curvature II: Data Analysis and Results
在本文的第一部分中，我们证明了Friedmann方程和吉布斯-迪昂关系确定了哈勃函数的一种一般形式，称为模型E，它预言了一种动态的暗能量和暗物质，其状态方程分别为w_0=-1和w_M=0。我们将暗能量和暗物质等同于空间。广义相对论断言空间是引力场。我们提出空间具有特定的量子结构：纠缠的空间量子形成暗能量，非纠缠的空间量子形成暗物质。我们分别从量子熵的概率分布p和q确定暗物质和暗能量是由Fisher信息度规产生的引力场。这个时空量子结构模型确定了暗能量和暗物质动力学项的具体形式，并预言了一个新的“剩余”物质项的存在，其状态方程为w_r=-1/3。该项在具有负曲率k=-1的哈勃函数中扮演曲率项的角色。它与Robertson-Walker度规中的曲率项的一致性预示了一个正的当前曲率密度Ω_{c，0}，它对宇宙学参数施加了约束。在这项工作中，我们测试这些预测适合哈勃数据和角直径距离数据。拟合证实了所有的预测，并支持我们的时空量子结构模型。
2018-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Irreversible thermodynamic description of interacting dark energy - dark matter cosmological models
本文在开放系统的不可逆热力学框架下研究了暗能量和暗物质之间的相互作用。我们将暗能量和暗物质看作是均匀平坦各向同性Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙中相互作用的两组分（标量场和“普通”暗物质）宇宙流体。开放系统的热力学与引力场方程一起应用于双组分宇宙流体，导致了基本暗能量-暗物质相互作用理论的推广，其中衰变（创建）压力被明确地认为是宇宙流体应力-能量张量的一部分。具体模型描述相干振荡标量波，导致高粒子生产在振荡周期的开始，和模型与恒定的势能标量场被认为是。进一步，得到了考虑暗能量-暗物质相互作用的引力场方程的精确解和数值解。
2013-01-28 astro-ph.CO gr-qc
New accelerating cosmology without dark energy: The particle creation approach and the reduced relativistic gas
本文提出一种无需暗能量的新型平直加速宇宙学，以约化相对论气体（RRG）的负产生压强为驱动力，构建双参数（α, b）模型，其动力学接近ΛCDM且可基于观测数据约束，或能缓解标准宇宙学难题。
2025-02-19 astro-ph.CO
Constraints on primordial curvature perturbations from primordial black hole dark matter and secondary gravitational waves
原初黑洞和次级引力波可以用来探测早期的小尺度物理。对于视界再入后产生的次级引力波，我们导出了源的时间积分的解析公式，得到了诱导引力波能量密度随时间变化的解析性质。通过对原初曲率扰动的功率谱提出分段幂律参数化，利用原初黑洞暗物质的观测约束，得到了功率谱的上界，并讨论了未来天基引力波天线对模型的检验.
2019-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Non-vacuum relativistic extensions of MOND using metric theories of gravity with curvature-matter couplings and their applications to the accelerated expansion of the Universe without dark components
我们讨论的优势，使用度量理论的重力曲率物质耦合，以构建一个相对论性的概括的最简单的版本的修正牛顿动力学（MOND），其中塔利-费舍尔标度是有效的各种各样的天体物理对象。我们表明，这些建议是有效的，在最弱的扰动阶的轨道的大质量和无质量的粒子（光子）。这些结构可以分为局部和非局部曲率物质耦合引力度规理论。使用最简单的两个本地建设在FLRW宇宙的尘埃，我们表明，有没有必要引入暗物质和暗能量组件到弗里德曼方程，以占Ia型超新星观测的加速宇宙在目前的时代。
2021-01-19 astro-ph.CO gr-qc
Holographic Dark Energy with Curvature
在本文中，我们考虑了一个非平坦几何中的暗能量的全息模型，其中长度尺度是哈勃半径。该模型包含的可能性，以减轻宇宙符合问题，并纳入一个机制，以获得从减速到加速膨胀制度的过渡。我们推导出一个解析形式的哈勃参数在一个非平坦的宇宙，并使用它，我们执行贝叶斯分析这个模型使用SNIa，BAO和CMB数据。我们从这个分析中发现，数据支持一个小的值为$Ω_k$，但足够高，仍然产生宇宙学的后果。
2010-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Role of Spatial Curvature in a Dark Energy Interacting Model
本文研究暗能量-暗物质相互作用模型中空间曲率的影响，利用多种观测数据发现曲率影响哈勃常数和结构增长参数，缓解早期与晚期宇宙观测张力，并暗示宇宙可能是开放的。
2025-01-25 astro-ph.CO gr-qc
Accelerating scaling solutions from dark matter particle creation
Presidency University（普雷西登西大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Durban University of Technology（德班理工大学）；National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；Universidad Católica del Norte（北天主教学会大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Brainware University（布兰韦尔大学）
研究无压暗物质通过绝热粒子产生与重子流体相互作用的宇宙学动力学，发现仅当相互作用由暗物质密度控制且能量从暗物质流向第二流体时，才出现加速标度吸引子，无需暗能量。
2026-06-05 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Irreversible thermodynamic description of dark matter and radiation creation during inflationary reheating
利用开放系统的不可逆热力学，研究了宇宙早期暴胀末期再加热阶段的物质生成过程。宇宙的物质内容被假设为由暴胀标量场组成，通过它的衰变，分别产生相对论性物质和无压暗物质。在再加热的早期阶段，暴胀标量场将其能量传递给新产生的物质粒子，场能量降低到接近零。将物质产生的热力学描述与引力场方程相结合，得到了再加热过程中不可逆物质产生的一般方程。本文还介绍了一般再热方程组的无量纲形式。用解析和数值方法分析了不同暴胀标量场势的作用，得到了再加热过程中物质和标量场密度以及宇宙学参数的演化.通常，相对论物质和暗物质的能量密度值在宇宙被重新加热到重新加热温度时达到最大值，重新加热温度是根据标量场衰变宽度、标量场粒子质量和宇宙学参数确定的。一个有趣的结果是，粒子产生导致宇宙在再加热阶段加速，减速参数显示出复杂的动力学。一旦标量场的能量密度相对于物质密度变得可以忽略不计，宇宙的膨胀就会减速，暴胀在重新加热后会优雅地退出。
2017-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic curvature on large-scale structures with homogeneous dark energy
本研究基于广义相对论一阶微扰理论分析宇宙曲率对结构形成的影响，结合多种天文观测数据发现曲率放宽了部分参数约束，并间接证明了动态暗能量与宇宙曲率间的非简并性。
2025-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Primordial dark matter from curvature induced symmetry breaking
我们证明了绝热暗物质可以通过暴胀过程中的引力致对称破缺产生。我们研究了一个$Z_2$对称标量单线态，它只通过引力耦合到其他场，当非最小耦合$ξ$为负时，在暴胀过程中时空曲率破坏了它的对称性。我们发现，对称性破缺导致绝热暗物质的形成与观察到的丰度为单重态质量$m\sim{\rm MeV}$和$|ξ|\sim 1$。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting the Matter Creation Process: Observational Constraints on Gravitationally Induced Dark Energy and the Hubble Tension
SISSA-International School for Advanced Studies（国际高等研究学院）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Institute of Space Sciences (ICE,CSIC)（空间科学研究所）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）；ENEA, Nuclear Department（意大利国家新能源与可再生能源署核能部）；Sapienza University of Rome（罗马智慧大学）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本文通过分析引力诱导粒子创造过程，探讨其作为非平衡机制对晚期宇宙加速的影响，发现其能有效模拟动态暗能量，并缓解哈勃张力。
2026-04-27 astro-ph.CO
Constraints from observational data for a running cosmological constant and warm dark matter with curvature
空间曲率的引入可以改变物质扰动的演化，影响大尺度结构的形成。我们量化的非零空间曲率的影响，在LSS的形成与运行真空能量密度和温暖的暗物质组件的宇宙学模型。构造并分析了密度扰动的演化及其功率谱的修正形状。
2020-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational consequences of a dark interaction model
我们研究了一个包含暗能量衰变和暗物质粒子产生的模型。我们通过对场方程的积分，求出了宇宙演化过程改变加速膨胀的跃迁红移，并讨论了光度距离、声振荡和状态探测器参数。
2010-09-09 astro-ph.CO gr-qc
Probing interaction and spatial curvature in the holographic dark energy model
在本文中，我们放置在全息暗能量模型的相互作用和空间曲率的观测约束。我们考虑全息暗能量与物质之间的三种唯象相互作用，即，相互作用项$Q$与暗能量（$ρ_Λ$）、物质（$ρ_{m}$）和物质加暗能量（$ρ_m+ρ_Λ$）的能量密度成比例。为了探讨全息暗能量模型中的相互作用和空间曲率，我们使用了最新的观测数据，包括Ia型超新星（SNIa）的组成数据、威尔金森微波各向异性探测器（WMAP 5）5年观测给出的宇宙微波背景（CMB）的位移参数和斯隆数字巡天（SDSS）的重子声学振荡（BAO）测量.结果表明，全息暗能量模型中的相互作用和空间曲率都很小。此外，有趣的是发现在全息暗能量模型中，唯象相互作用与空间曲率之间存在着显著的简并。
2009-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The cosmological dark sector as a scalar $σ$-meson field
先前对膨胀时空中QCD真空的量子场估计导致暗能量分量与哈勃参数成线性比例，这给出了观测到的宇宙学项的正确数字。在这里，我们表明，这种行为也出现在经典水平，作为一个低能量，有效的$σ$模型的手征对称性破缺的结果。暗区由$σ$凝聚体及其涨落统一描述，引起衰减的暗能量和非相对论性暗粒子的均匀产生。创造率和未来的渐近de Sitter视界都由$σ$质量尺度决定。
2017-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Virialisation-induced curvature as a physical explanation for dark energy
暗能量和冷暗物质主导的宇宙学模型（LambdaCDM）的几何结构通常被假设为由Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度规给出，即它假设在共运动的空间部分中是均匀的。均匀性假设在（i）小距离尺度和（ii）最近的时期最强烈地失败，这意味着FLRW近似在这些尺度上最有可能失败。我们使用维里化分数来量化（i）和（ii），它们在观测的过去光锥上彼此近似一致。随着时间的增加，在大约相同的红移（sim 1-3）下，维里化分数增加到10%以上，在该红移下，Omega_Lambda增长到10%以上（大约1.8）。因此，代替非零的Omega_Lambda，我们提出了一个近似的，广义相对论修正的物质主导（Omega_m =1，Omega_Lambda=0），均匀度规（爱因斯坦德西特，EdS）。由此推断出一个低红移的有效物质密度参数Omega_m^eff（0）= 0.26 pm 0.05。在红移0 < z < 3的范围内，维里化校正的EdS模型的距离模量近似匹配LambdaCDM距离模量。这种粗略的近似假设是“旧物理学”（广义相对论），而不是“新物理学”。因此，在更详细的计算之前，我们通过一种新的方法来量化维里化和平均曲率演化之间的关系，加强了“暗能量“应该被认为是在空主导的宇宙中出现的平均曲率的人工制品的主张。
2013-09-19 astro-ph.CO gr-qc
The effect of dark matter discreteness on light propagation
该研究针对非模糊粒子暗物质曲率尖峰突破几何光学近似的问题，提出后几何光学近似方法，发现光子穿过暗物质会获引力诱导质量，角直径距离可能存在较大修正，可为暗物质粒子质量设上限。
2025-09-08 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational reheating and superheavy Dark Matter creation after inflation with non-minimal coupling
本文讨论了超重粒子$χ$在暴胀情形下的引力创生，暴胀子$φ$和Ricci曲率$ξφ^2 R/2$之间存在非最小耦合。我们发现，对于大常数$ξ>> 1$，可以有大量的生产粒子$χ$的质量大大超过膨胀哈勃率$H_{infl}$，高达$(a~few) \times ξH_{infl}$，即使他们是共形耦合到重力。我们讨论了两个方案，涉及这些引力产生的粒子$χ$。在第一种情况下，暴胀子与物质扇区只有引力相互作用，粒子$χ$重新加热宇宙。在这幅图中，暴胀子的衰变只归因于宇宙膨胀，并有效地贡献了暗辐射，其可以是可观测的大小。现有的限制暗辐射导致的再加热温度的上限。在第二种情况下，粒子$χ$构成暗物质，如果基本上稳定的话。在这种情况下，他们的典型质量应该在大一统尺度的范围内。
2020-09-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Crystal Defects: A Portal To Dark Matter Detection
我们建议使用常用的高能物理固态探测器中的缺陷产生能量损失作为统计识别背景中的暗物质信号的工具。我们用密度泛函理论和分子动力学方法模拟了缺陷产生过程中的能量损失，并计算了相应的预期暗物质光谱。我们表明，在声子介导的固态探测器，由于缺陷创建卷积与预期的暗物质相互作用信号的能量损失的结果在一个显着的变化，在预期的光谱为常见的探测器材料。随着$\sim$ 10 eV阈值低质量暗物质搜索的最新进展，预期暗物质光谱的这种变化可以用作暗物质与原子核相互作用的直接签名。
2020-02-11 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Cosmological solutions with gravitational particle production and non-zero curvature
在具有非零空间曲率的均匀各向同性宇宙中，我们考虑引力粒子产生在宇宙动力学中的作用。我们表明，在这样的背景下，宇宙的动力学的特征在于一个单一的非线性微分方程，这是显着依赖于粒子的创建速度，其解决方案可以在早期的曲率效应占主导地位。对于不同的粒子产生率，我们应用奇异性测试，以找到背景动力学的解析解。我们描述了开放和封闭宇宙的宇宙学解决方案的行为。我们还展示了如何曲率的影响可以产生的存在下，第二个完美的流体与适当的状态方程。通过将该结果与临界点的分析相结合，我们发现我们的考虑可以与前通货膨胀时代联系起来。具体来说，我们发现，为负的空间曲率的米尔恩时空的小变化导致德西特宇宙。
2017-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fuzzy Dark Matter Less-complex Wormhole Structures in Higher-Order Curvature Gravity
在高阶曲率引力中，研究耦合各向异性物质的模糊暗物质虫洞解，推导形状函数并分析稳定性，发现其活跃引力质量与径向距离成反比，稳定结构存在于冷暗物质晕和星系核球周围。
2025-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Search for dark Higgs inflaton with curvature couplings at LHC experiments
我们分析了曲率修正的暗Higgs暴胀模型，并探讨了通过LHC粒子物理实验检验其预言的可能性。我们表明，具有曲率修正的暗希格斯暴胀模型受到当前宇宙学观测的强烈支持。这个模型的宇宙学预言，包括暗Higgs耦合常数的量子修正和再加热温度估计的不确定性，导致暗Higgs质量为$m_ϕ=0.919 \pm$ 0.211 GeV，混合角为$θ=1.492 \pm$ 0.045（CL为68%）。在13 TeV LHC上，在积分亮度光度为3ab $^{-1}$的条件下，对FASER和MAPP-1实验在95% CL宇宙学置信区间内对暗Higgs暴胀子质量和混合角的探测范围进行了评估，假设探测效率为100%.我们的结论是，暗希格斯暴胀模型与曲率修正是一个引人注目的暴胀的情况下，粒子物理理论的基础上，目前的宇宙学测量，在LHC的黑暗希格斯玻色子搜索留下印记青睐。
2021-10-18 astro-ph.CO hep-ph
A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified $Λ$CDM Framework
暗能量和暗物质构成了可观测宇宙的95%。然而，这两种现象的物理本质仍然是一个谜。爱因斯坦提出了一个早已被遗忘的解决方案：引力排斥的负质量，它驱动宇宙膨胀，不能合并成发光结构。然而，当代的宇宙学结果是基于宇宙只包含正质量的合理假设而得出的。通过重新考虑这个假设，我建立了一个玩具模型，它表明这两种黑暗现象可以统一为一个单一的负质量流体。该模型是一个修正的$Λ$ CDM宇宙学模型，并指出连续产生的负质量可以类似于宇宙学常数，可以使星系的自转曲线变平。该模型导致一个周期性的宇宙与时变哈勃参数，可能提供与当前的紧张局势，在宇宙学测量中出现的兼容性。在科学文献中第一个负质量物质的三维N体模拟中，这种奇异的物质在星系周围自然形成了延伸到几个星系半径的晕。这些光环不是尖的。因此，所提出的宇宙学模型能够从第一性原理预测星系中观测到的暗物质的分布。该模型做出了几个可检验的预测，似乎有可能与来自遥远超新星、宇宙微波背景和星系团的观测证据相一致。这些发现可能意味着负质量是我们宇宙的一个真实和物理方面，或者可能意味着存在一个替代理论，在某种程度上可以用有效负质量来建模。这两种情况都导致了一个令人惊讶的结论，即黑暗宇宙的令人信服的谜团可能是由于一个简单的符号错误。
2018-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Newtonian Perturbations on Models with Matter Creation
冷暗物质（CCDM）的产生可以宏观地用负压来描述，因此，该机制能够加速宇宙，而不需要额外的暗能量成分。在这个框架中，我们讨论的扰动的演变，考虑新牛顿的方法，其中，与标准的牛顿宇宙学，流体压力考虑，甚至在均匀和各向同性的背景方程（利马，Zanchin和Brandenberger，MNRAS { \bf 291}，L1，1997）。密度对比度的演变计算的线性近似和比较预测的$Λ$ CDM模型。CCDM和$Λ$ CDM预测在扰动水平之间的差异进行量化，通过使用三种不同的统计方法，即：一个简单的$χ^{2}$ -分析在相关的空间参数，贝叶斯统计推断，最后，一个Kolmogorov-Smirnov检验。我们发现，在某些情况下，这里分析的CCDM方案预测的整体动力学（包括哈勃流和物质波动场），完全恢复了传统的宇宙和谐模型。我们的基本结论是，这样一个减少的黑暗部门提供了一个可行的替代描述加速$Λ$ CDM宇宙学。
2011-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evidence for cosmological particle creation?
对线性物质功率谱、Ia型超新星距离测量和宇宙微波背景各向异性谱中第一个峰的位置的联合分析表明，在95%的置信水平下，宇宙学上的晚期暗物质产生。
2016-05-03 astro-ph.CO
Scalar field power-law cosmology with spatial curvature and dark energy-dark matter interaction
利用WMAP 5 +BAO+SNIa组合数据集和WMAP 5数据集的观测数据，研究了尺度因子是时间的幂函数的晚期闭合宇宙. WMAP 5数据给出了幂律指数，$α= 1.01$与以前研究的$H(z)$数据一致，而组合数据给出了$α=0.985$。考虑标量场暗能量和尘埃流体在幂律宇宙中的演化，我们得到了场势、场解和状态方程参数。除了非相互作用的情况，暗物质衰变为暗能量也是允许的。在标量场势中，运动学膨胀项对尘埃项和曲率项的支配作用的时间尺度约为5.3 ~ 5.5 Gyr。相互作用的影响是略微降低标量势的高度和略微向右移动势曲线到稍后的时间。发现相互作用拉格朗日项的质量势函数是指数衰减函数。
2012-08-13 astro-ph.CO
Searching for low mass dark matter via phonon creation in superfluid 4He
我们考虑暗物质粒子从超流液体$^4$ He的散射，这已被提出作为其直接检测的目标。专注于暗物质质量低于1兆电子伏，我们证明了从求和规则参数的重要性，生产的能量为$ω\lesssim 1$兆电子伏的单声子。我们进一步证明了在低压下液态$^4$ He中声子的反常色散[即，$d^2ω(q)/dq^2>0$，其中$q$和$ω(q)$是声子动量和能量]具有重要的结果，即单个声子将在相对短的距离内衰减成以原始声子的方向为中心的较低能量声子簇。因此，在这一制度的实验挑战是检测一个淋浴的低能量声子，而不仅仅是一个单一的声子。从这种簇射中声子分布的额外信息可以增强对暗物质质量的测定。
2021-06-17 astro-ph.CO cond-mat.other cond-mat.supr-con
Curvature-matter couplings in modified gravity: from linear models to conformally invariant theories
在这一过程中，我们审查修改后的引力理论与任意函数的标量曲率和物质的拉格朗日密度之间的曲率物质耦合。这种显式的非最小耦合导致能量-动量张量的非零协变导数，这意味着非测地线运动，从而导致额外力的出现。在这里，我们探索的物理和宇宙学意义的能量-动量张量的不守恒，通过使用开放系统的不可逆热力学在物质的存在下创建/湮灭的形式主义。粒子的产生率，压力，和共动熵的表达得到的协变制定和详细讨论。与引力场方程一起应用，开放系统的热力学导致了标准$Λ$ CDM宇宙学范式的推广，其中粒子产生速率和压力被有效地认为是宇宙学流体能量动量张量的组成部分。此外，我们还通过假设一个形式为$L_m\tilde{R}^2$的耦合项，简要介绍了共形二次Weyl引力中曲率与几何的耦合，其中$L_m$是普通物质的拉格朗日量，$\tilde{R}$是Weyl标量.耦合明确满足理论的共形不变性的要求。用辅助标量场和外尔标量表示$\tilde{R}^2$，引力作用量可以在里奇标量中线性化，从而在黎曼空间中导出共形不变的$f\left(R,L_m\right)$型理论，其中物质拉格朗日量与几何非极小耦合。
2022-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
EDGE: Dark matter core creation depends on the timing of star formation
本研究通过EDGE矮星系模拟发现，低质量矮星系中暗物质核形成除受恒星-晕质量比影响外，还取决于恒星形成相对再电离的时机，再电离后恒星形成占比与z=0时中心暗物质密度几乎完全相关，并给出拟合公式。
2024-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark matter and radiation production during warm inflation in a curved Universe-an irreversible thermodynamic approach
我们利用具有物质产生/湮没的开放系统的不可逆热力学，在暖暴胀模型的框架下研究了由于标量场衰变而产生的暗物质粒子。我们考虑了在均匀各向同性的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中，标量场、辐射和暗物质作为相互作用的三组分宇宙流体，并考虑了曲率项.将开放系统热力学和引力场方程应用于三组分宇宙流体，推广了基本的标量场-辐射相互作用模型，它是暖暴胀模型的理论基础。此外，衰变（创建）压力描述的物质生产被明确认为是宇宙学流体能量动量张量的一部分。一个特定的理论模型，描述相干振荡标量波，被认为是。特别是，我们调查的曲率项在早期宇宙的动力学演化的作用，通过考虑数值解的引力场方程。我们的结果表明，尽管宇宙在暴胀时代结束时变得平坦，但曲率项（如果存在的话）可能仍然在宇宙演化的最初阶段发挥重要作用。
2023-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational constraints on the cosmological expansion rate and spatial curvature
过去几十年的观测表明，宇宙的膨胀正在加速。在宇宙学的标准模型中，这种加速膨胀被归因于以宇宙学常数形式存在的暗能量。然而，我们可以想象，暗能量呈现出温和的动力学（因此它的能量密度随时间而变化，而不是具有一个恒定的值），或者宇宙的加速膨胀是由暗能量以外的某种机制引起的。在这项工作中，我将调查这两种可能性，通过使用观测数据的动态暗能量以及宇宙学模型没有暗能量的简单模型的参数的约束。我发现，这些数据有利于标准模型，而留下一些空间的动态暗能量。标准模型还认为宇宙在大的空间尺度上是平坦的。用于测试暗能量动力学的相同观测数据可以用来约束宇宙的大尺度曲率，这些数据通常有利于空间平坦性，在某些数据组合中对空间曲率有一定的偏好。
2021-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Source for QCD Axion Dark Matter Production: Curvature Induced
İstinye University（伊斯坦耶大学）；Tel-Aviv University（特拉维夫大学）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；The University of Osaka（大阪大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；Universität Hamburg（汉堡大学）；Universitat de València-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）；Khon Kaen University（孔敬大学）
本文提出通过曲率扰动与快速滚动背景场的乘积生成QCD轴子暗物质的新机制，并探讨其在暗物质参数空间中的应用及实验验证可能性。
2026-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Creation of Viscous Dark Energy by the Hubble Flow: Comparison with SNe Ia Master Sample Binned Data
ENEA（意大利国家原子能机构）
该研究通过哈勃流创造粘性暗能量，发现其状态方程参数具有phantom特性，与Ia型超新星主样本数据比较验证了模型的预测。
2026-08-17 astro-ph.CO
Constraints on dark energy dynamics and spatial curvature from Hubble parameter and baryon acoustic oscillation data
我们使用所有可用的重子声学振荡距离测量和哈勃参数数据来约束宇宙学常数$Λ$，动力学暗能量和空间曲率在简单的宇宙学模型。我们发现，共识空间平坦的$Λ$ CDM模型提供了一个合理的拟合数据，但根据哈勃常数先验和宇宙学模型，它可以是一个多一点的$σ$远离最佳拟合模型，这可能有利于温和的暗能量动力学或非平坦的空间超曲面。
2018-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing flatness of the universe with probes of cosmic distances and growth
当使用距离测量来探测空间曲率时，曲率和距离-红移关系中的暗能量之间的几何简并通常需要对暗能量演化做出强有力的假设，或者在更独立于模型的方法中牺牲精度。测量线性增长的微扰的红移演化可以打破几何简并性，提供精确且与模型无关的曲率约束。未来的超新星、宇宙微波背景辐射和星团数据有可能测量出精确度为σ（Omega_K）=0.002的曲率，而不需要指定特定的暗能量现象。结合距离测量，在低红移的增长函数的演变提供了最强的曲率约束，如果高红移宇宙是很好地近似为纯粹的物质占主导地位。然而，在早期的暗能量或大质量中微子的存在下，曲率的精度由于额外的简并而降低，并且相对于重组的生长函数的精确归一化对于获得精确的约束是重要的。距离和增长的曲率限制与文献中提出的曲率估计的其他方法相比是有利的，提供了更高的准确性或更大的自由度，不受暗能量建模假设的影响，并且由于使用了独立的数据集而具有互补性。模型无关的曲率估计是至关重要的测试膨胀和获得无偏约束的暗能量参数。
2009-08-03 astro-ph.CO
Testing the consistency between cosmological data: the impact of spatial curvature and the dark energy EoS
对现有宇宙学数据的联合分析结果引发了一场关于可能探测到非零空间曲率的重要辩论。如果得到证实，这样的结果将意味着我们目前对宇宙演化的理解发生变化，并产生重要的理论和观测后果。在本文中，我们将讨论与目前可用的数据集进行联合分析的合法性，并探讨其对非平坦宇宙和标准宇宙学模型扩展的影响。本文利用一个强张力估计器对宇宙微波背景、Ia型超新星、重子声振荡和宇宙计时器的最新观测数据之间的物理一致性进行了定量分析。我们考虑$Λ$ CDM宇宙学和两个暗能量模型的平坦和非平坦的情况下，恒定和变化的暗能量EoS参数。本研究使我们能够更好地了解这些数据集之间可能存在的不一致是否足以使其联合分析的结果产生误导，以及这些结果与空间曲率和暗能量参数化的实际依赖性。
2021-04-27 astro-ph.CO
Constraining the primordial curvature perturbation using dark matter substructure
我们通过对暗物质亚结构的观测来研究原初曲率的扰动。假设曲率扰动在波数k>1 Mpc^{-1}时的谱中有一个凸起，我们用半解析的方法跟踪了主晕和次晕的演化。考虑到可能的不确定性，在评估的潮汐剥离对subhalo增长的影响，我们发现了一个新的强大的约束曲率扰动与颠簸从我们的银河系中观测到的矮球状星系的数量和恒星流的观测。对于k~ 10 ^3 Mpc^{-1}，凸块振幅的上限为O（10^{-7}）。此外，我们发现，这是至关重要的间接检测的暗物质信号的升压因子，是高达O（10^4），由于在当前的观测范围内允许的颠簸。
2022-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the birth of the universe and origin of cosmic dark flow
我们总结了最近的三个努力，以限制宇宙创生的前几个时刻之前和期间的通货膨胀。我们考虑两种方法来解释轻微的下降的宇宙微波背景功率谱的多极范围内的$\ell= 10-30$从{ \it普朗克}和{ \it WMAP}数据。我们表明，这种下降可能是一个巨大的粒子，耦合到暴胀场共振创建的结果。对于最佳拟合模型，共振粒子产生的时期以波数$k_* \sim 0.00011 \pm 0.0004 $（$h$ Mpc $^{-1}$）重新进入视界。这些特征的幅度和位置对应于在暴胀期间产生大量质量为$\sim 15/λ^{3/2} $ $m_{pl}$的简并费米子种类，其中$λ$是暴胀子场和所产生的费米子种类之间的耦合常数。或者，人们可以将这种下降的存在解释为由于通货膨胀产生潜力的跳跃。我们表明，这样的跳跃也可以解决从M理论景观预测过大的暗流。最后，我们总结了我们的努力，从一个新的分析Ia型超新星距离红移关系的宇宙暗流量化的约束。
2015-08-05 astro-ph.CO
Tau neutrinos from ultracompact dark matter minihalos and constraints on the primordial curvature perturbations
中微子的观测和研究为揭示暗物质粒子的性质提供了一种间接的途径。对于μ介子中微子的探测，主要问题是大气背景，这是由大气中的宇宙射线与原子之间的相互作用引起的。与μ介子中微子相比，τ中微子具有更小的大气背景，特别是向下的方向。除了经典的中微子源外，暗物质粒子也可以湮灭为中微子，是潜在的高能天体物理源。由于暗物质粒子的湮灭率与粒子数密度的平方成正比，因此在暗物质晕中心附近，湮灭率较大，特别是对于一种新的暗物质结构--超致密暗物质微晕（UCMHs）.在以前的工作中，我们已经研究了由于暗物质湮灭引起的UCMH中的μ介子中微子通量。此外，由于UCMH的形成与小尺度的原初密度扰动有关，我们得到了对小尺度原初曲率扰动幅度的限制，即$1 \lesssim k \lesssim 10^{7} ~\rm Mpc^{-1}$ .在这项工作中，我们专注于下行的τ中微子从UCMH由于暗物质湮灭。通过与τ中微子通量本底的比较，得到了对UCMH质量分数的限制。然后利用UCMH质量分数的限制，得到了对原始曲率扰动幅度的限制，并将其推广到尺度$k \sim 10^{8} ~ \rm Mpc^{-1}$上.
2017-11-03 astro-ph.CO
The dark side of curvature
几何测试，如哈勃参数H（z）和角直径距离d_A（z）的组合，原则上可以以直接的、与模型无关的方式打破暗能量状态方程参数w（z）和空间曲率Ω_k之间的简并性。在实践中，对这些量的限制可以从现实的实验中获得，例如那些由重子声学振荡（BAO）星系巡天结合CMB数据提供的限制，可以解决宇宙之间的混淆暗能量状态方程参数和曲率只有统计和参数化模型内的w（z）。结合H（z）和d_A（z）的测量直到z = 2附近足够高的红移，并采用暗能量状态方程的红移演化参数化是解决w（z）-Omega_k简并度的关键。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
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
Dark sector interactions and the curvature of the Universe in light of Planck's 2018 data
利用最新的宇宙微波背景（CMB）、Ia型超新星（SNe）和SH0ES哈勃参数测量结果，研究了一类相互作用暗能量（iDE）模型的观测可行性.我们的分析探讨了非零空间曲率的假设，相互作用参数$α$和当前的膨胀率$H_0$之间的相关性，并更新了\cite{micol}中报道的结果。最初，假设一个空间平坦的宇宙，结果表明，我们的联合分析的最佳拟合显然有利于积极的相互作用，即，从暗物质到暗能量的能量通量，具有$α\approx 0.2$，而非相互作用的情况下，$α= 0$，被排除了超过$3σ$的置信水平。另一方面，考虑到一个非零的空间曲率，我们发现一个轻微的偏好为负值的曲率参数，这似乎放松的参数$α$和$H_0$之间的相关性，以及$H_0$和规范化的物质功率谱的尺度为8 $h^{-1}$百万分之一秒（$σ_8$）。最后，我们讨论了在联合分析中考虑SH $0$ ES先验对$H_0$的影响，发现这样的选择并没有显著改变标准宇宙学预测，但对iDE模型的结果有显着的影响。
2021-02-19 astro-ph.CO
Virialization-induced curvature versus dark energy
和谐模型成功地解释了许多可观察到的现象，但代价是引入了一种未知来源的外来来源：暗能量。暗能量的优势发生在最近的时代，当我们预计大多数宇宙学结构已经形成，因此，当强迫均匀FLRW度量到数据上引起的误差预计是最重要的。我们提出了一种方法来量化宇宙学参数的演化偏离均匀性的影响。利用Einstein-de Sitter模型中的多尺度分割方法和数值模拟估计的维里化分数，通过FLRW度规的相对论修正，我们得到了红移0 < z < 3范围内观测上真实的距离模.
2013-11-21 astro-ph.CO
