Spherical collapse of non-top-hat profiles in the presence of dark energy with arbitrary sound speed
本文研究了在任意声速的暗能量存在下非大礼帽物质涨落的球形坍缩。该模型描述了一个系统的偏微分方程求解使用伪谱方法与配置点。该方法可以重现已知的解析解在线性政权的精度优于$10^{-6}\%$和更好的$10^{-2}\%$的维里化阈值通常的球形崩溃模型。我们展示了非线性暗能量涨落对物质轮廓、物质特有速度和引力势的影响。我们还表明，幻影暗能量模型与低声速可以开发周围的物质晕，即负能量密度的病理行为。还计算了崩塌的维里化阈值密度对暗能量声速的依赖性，证实并扩展了均匀和聚集暗能量极限的先前结果。
2022-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Adiabatic Duality: Duality of cosmological models with varying slow-roll parameter and sound speed
在文献中已经提出了数千种早期宇宙的宇宙学模型，其中许多模型声称能够产生观测数据所支持的标度不变功率谱。因此，思考它们之间是否存在某些关系是很有趣的，例如，二元关系。本文在广义相对论框架下研究了不同慢滚参数$ε$和声速$c_s$的宇宙学模型之间的对偶关系，即“绝热对偶”。几个对偶关系制定解析和数值验证。我们证明了具有不同$ε$和常数$c_s$的模型在标量谱指数上可以是对偶的，但在张量谱指数上不是对偶的。另一方面，允许$ε$和$c_s$都变化可以使模型在标量和张量谱指数上都是对偶的。
2021-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamics of minimally coupled dark energy in spherical halos of dark matter
本文分析了膨胀宇宙中引力束缚系统形成后期暗物质球晕中标量场暗能量的演化。在暗物质晕中心的典型暗能量的动力学强烈地依赖于有效声速$c_s$（以光速为单位）的值。如果是$c_s\sim1$（经典标量场），那么引力束缚系统中的暗能量只受到轻微的扰动，其密度实际上与宇宙学背景中的密度相同。相反，具有小声速值的暗能量（$c_s<0.1$）在晕的线性、非线性、反转、坍缩、维里化以及后来的演化过程中都是重要的动力学成分。通过与大尺度引力束缚系统观测数据的比较，可以利用暗能量的这些性质来约束有效声速$c_s$的值。
2016-02-25 astro-ph.CO
Non-adiabatic Chaplygin gas
状态方程为p = -A/ρ^α的广义Chaobergin气体分裂为状态方程为p_Λ = - ρ_Λ的无压物质和暗能量组分的相互作用混合物，这意味着存在非绝热压力扰动。我们证明了介质的有效（非绝热）声速cs的平方正比于暗能量扰动与暗物质扰动的比值。因为，正如在α= -1/2的特殊情况下明确证明的那样，与暗物质在与结构形成相关的尺度上的扰动相比，暗能量扰动可以忽略不计，我们发现|c_s^2| << 1.因此，没有振荡或不稳定性，困扰以前的绝热Chaubergin气体模型。
2013-10-14 astro-ph.CO
Spherical collapse in quintessence models with zero speed of sound
研究了具有可忽略声速的质点存在时的球形坍缩模型。这种情况对于w<-1是特别有动机的，因为它是稳定性所要求的。由于压力梯度可以忽略不计，因此在坍缩过程中，精粹会跟随着暗物质。球形超密度宇宙表现为一个独立的封闭FLRW宇宙，因此可以精确地研究它的演化。我们推导了坍缩的临界密度，并利用扩展的Press-Schechter理论研究了精粹的聚集对暗物质质量函数的影响。这种效应主要是由线性暗物质增长函数的修正所决定的。对总质量函数产生更大的影响，其中包括精华过密度。事实上，在这里，精粹与重子和暗物质一起构成了维里化物体的第三个组成部分，并以~（1+w）Omega_Q / Omega_m的比例贡献了总的晕质量。这给出了一个独特的修改的总质量函数在低红移。
2010-02-26 astro-ph.CO gr-qc
Brane motion in a compact space: adiabatic perturbations of brane-bulk coupled fluids
本文研究膜在紧致空间中运动时，与体流体耦合的膜流体绝热扰动的传播，发现非耗散情形下的有效声速可能超光速，对膜世界宇宙学有重要影响。
2023-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic perturbations in multi-component perfect fluids
研究了具有非绝热声速的多个耦合理想流体模型中非绝热扰动的演化。而不是分裂的熵扰动成相对和内在的部分，我们引入了一组对称量，这也支配非绝热的压力扰动模型与能量转移。我们写的规范不变方程的变量，确定在大尺度上的非绝热压力扰动和变化率的共动曲率扰动。分析了几种特殊模型的非绝热压力扰动的演化。
2011-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Heavy fields, reduced speeds of sound and decoupling during inflation
我们讨论和澄清有效的单场论的有效性，通过整合出重度的自由度的制度，绝热扰动传播的抑制声速的通货膨胀。我们通过构造表明，在暴胀背景下，声速仍然受到抑制，慢卷持续足够长的时间，这确实是可能的。在这类模型中，重场影响绝热模式的演变的方式是一致的物理低和高能量的自由度去耦。我们强调等曲率模式的有效质量和传播的高能量模式的本征频率之间的区别。至关重要的是，我们发现，定义高频模式的质量间隙随着转向的强度而增加，即使天真的重（等曲率）和轻（曲率）模式变得更强耦合。绝热性始终保持不变，导出的有效场论保持在弱耦合状态，满足了对所得原始功率谱的所有当前观测约束。此外，这些模型允许一个显著大的等边非高斯性。
2012-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Confronting the sound speed of dark energy with future cluster surveys
未来的星系团巡天将观测数十万个星系团。我们在这项工作中考虑了如何利用这些观测来约束暗能量参数：特别是状态方程参数w和非绝热声速cs ^[2]。我们证明，结合从普朗克的宇宙微波背景（CMB）的观测，集群调查，如在欧空局欧几里得项目将能够确定一个与时间无关的w与subpercent的精度。同样，如果暗能量的声视界落在星系团巡天探测到的长度尺度内，那么c_s^2就可以被固定在一个数量级内。在这项工作的过程中，我们还调查的过程中，暗能量维里化的存在下，一个任意的声速。我们发现，暗能量集群和维里化可以导致暗能量贡献的总集群质量在大约0.1%的水平在最大。
2012-05-02 astro-ph.CO
The effective speed of sound in cosmological perturbation theory
St. Stephen’s College, University of Delhi（德里大学圣斯蒂芬学院）
在多场/流体宇宙学系统中引入有效声速新定义，其具有规范不变性且依赖背景，能量化微扰。此定义推广了单场情况，还推导相关方程，证明大尺度下初态绝热微扰保持绝热。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spherical top-hat Collapse of a Viscous Unified Dark Fluid
在本文中，我们测试了具有恒定绝热声速的粘性统一暗流体（VUDF）的球形坍缩，并显示了VUDF，重子和暗物质的非线性坍缩，这是重要的形成我们的宇宙的大尺度结构。通过改变模型参数$α$和$ζ_{0}$的取值，讨论了它们对VUDF模型非线性崩溃的影响，并与$ΛCDM$模型的结果进行了比较。分析结果表明，在球形顶帽型塌缩框架内，$α$值越大，$ζ_{0}$值越小，结构形成越早、越快;当体粘滞系数$ζ_{0}$小于$10^{-3}$时，其它塌缩曲线与$Λ CDM$模型曲线基本一致。
2014-05-08 astro-ph.CO
Unified dark fluid with fast transition: including entropic perturbations
本文研究了一个具有快跃迁和熵扰动的统一暗流体模型。当考虑熵扰动时，有效声速被指定为附加的自由模型参数，当熵扰动为零时，有效声速将减小到绝热声速。为了分析统一模型的可行性，我们计算了具有熵扰动的平方Jeans波数。进一步，我们利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，从Ia超新星Union 2.1、重子声学振荡和WMAP 7年观测数据给出的全部宇宙微波背景信息出发，对统一暗流体模型进行了全局拟合。受约束的结果有利于小的有效声速。通过与$Λ$ CDM模型的比较，发现宇宙观测并不支持统一暗流体模型的快速跃迁现象。
2013-11-30 astro-ph.CO
Hints of dark energy anisotropic stress using Machine Learning
最近对普朗克数据和高红移类星体的分析表明，它可能偏离平坦的$Λ$冷暗物质模型（$Λ$ CDM），其中$Λ$是宇宙学常数。在这里，我们使用机器学习的方法来调查任何可能的偏离$Λ$ CDM在低和高的红移，通过使用最新的宇宙学数据。具体来说，我们应用遗传算法来探索暗能量（DE）的性质，在一个独立的模式，通过重建其状态方程$w(z)$，物质密度扰动的增长指数$γ(z)$，线性DE各向异性应力$η_\textrm{DE}(z)$和DE扰动的绝热声速$c_\textrm{s,DE}^2(z)$。我们发现在高红移处$\sim2σ$偏离-1，在$z=0.1$处绝热声速在$\sim2.5σ$水平为负，在低红移处各向异性应力偏离1，在高红移处各向异性应力偏离$\sim2σ$。这些结果暗示了在DE声速中存在非绝热分量或存在DE各向异性应力，从而暗示了可能偏离$Λ$ CDM模型。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlating features in the primordial spectra
在绝热模式的有效理论中，每当背景暴胀轨道偏离测地线时，与暴胀子耦合的重场都会降低声音的声速。这可能导致原始光谱中的特征。我们计算相应的双谱，并表明，如果一个不同的声速诱导功率谱的功能，双谱的变化是由一个简单的公式，涉及功率谱及其衍生物的变化。以这种方式，我们提供了一个独特的可辨别的签名的变化声速的绝热模式在膨胀过程中，表明重场的影响。我们发现，在等边极限的双谱峰的功能，特别是在压缩极限，我们发现相当大的增强完全符合单场的一致性关系。从基础有效理论的角度来看，我们的结果推广到各种各样的暴胀模型的特征来源于背景量的时间变化。这种相关特征的积极检测将是暴胀子作为嵌入在UV可完成的理论中的单个光标量自由度的性质的明确证明。
2013-05-30 astro-ph.CO hep-th
Primordial black holes from sound speed resonance in the inflaton-curvaton mixed scenario
在暴胀子和曲率子混合的早期宇宙模型中，研究了原初黑洞形成的声速共振机制。在这种情况下，总的原始密度扰动可以由暴胀子和曲率场的涨落贡献，其中暴胀子涨落导致标准绝热扰动，而曲率涨落的声速被假设为在暴胀期间振荡。由于SSR机制的窄共振效应，我们获得了在小尺度下增强的原始密度扰动，并且在大尺度下保持了近似的尺度不变，这是PBH形成的必要条件。最后，我们发现，具有特定的质谱PBH可以产生足够的丰度的暗物质的混合方案。
2019-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation with multiple sound speeds: a model of multiple DBI type actions and non-Gaussianities
在这封信中，我们研究绝热和等曲率扰动的框架内的膨胀与多声速参与。我们认为这种情况可以通过一些具有任意动力学形式的广义标量场来实现。这些标量分别有自己的声速，因此场涨落的传播是独立的。具体来说，我们研究了由两个DBI类型的动作构造的模型。我们发现扰动冻结的临界长度尺度对应于最大声视界。此外，如果一个场的质量项比另一个场的质量项轻得多，熵扰动可能相当大，因此可能引起声视界外的增长。在三次阶上，我们发现当熵扰动能够转化为曲率扰动时，局部型的非高斯性可能很大。我们还近似地计算了等边型非高斯性。
2009-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Model-independent approach to effective sound speed in multi-field inflation
对于任何满足爱因斯坦方程的物理系统，共动曲率扰动满足一个涉及动量相关有效声速的方程，该方程对任何具有明确定义的能量-应力张量的系统都有效，包括多场暴胀模型。我们推导出一个通用的模型无关公式的有效声速的共动绝热扰动，有效的一个通用的场空间度量，没有假设任何近似整合出熵扰动，但表示动量依赖的有效声速的组件的总能量应力张量。作为一个应用程序，我们研究了一些两个领域之间的动力学耦合的模型，识别有效理论的单曲率模式，并表明动量相关的有效声速完全占曲率扰动的功率谱的预测。我们的结果表明，动量相关的有效声速是一个方便的计划，用于描述所有的暴胀模型，承认一个单场有效的理论，包括熵扰动的影响，目前在多场系统。
2022-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Symmetry restoration for TDiff scalar fields
本文通过引入附加矢量场恢复TDiff标量场的完全微分同胚对称性，分析了势主导与动能主导区间的动力学行为，并推导了非绝热完美流体的有效声速表达式及耦合函数的物理条件。
2024-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Dirac-Born-Infeld realization of sound speed resonance mechanism for primordial black holes
在特定的Dirac Born Infeld（DBI）暴胀模型下，给出了原初黑洞（PBH）形成的声速共振（SSR）机制的具体实现.我们采用微扰的方法从唯象的角度构造了一个包含非振荡阶段和振荡阶段的DBI暴胀模型，并给出了一种特定形式的翘曲因子和势能.我们表明，连续的，但非光滑的连接两个阶段之间的声速不会产生明显的影响SSR的现象，因此，我们的模型产生相同的PBH质谱SSR的原始预测。此外，我们还证明了在非共振区域，Mukhanov-Sasaki方程绝热性的破坏并不影响哈勃穿越后的共动曲率扰动。利用观测数据，我们推导出参数空间上的各种宇宙学约束。我们的分析表明，预测的张量标量比通常是小的，而原始的非高斯振幅可以满足宇宙微波背景的界限，此外，在我们的情况下，由于小的声速变化，软违反了单场慢卷暴胀的一致性关系。
2020-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
