Halo Models of Large Scale Structure and Reliability of Cosmological N-Body Simulations
本文对宇宙大尺度结构的晕模型进行了批判性的研究，着重于将晕定义为冷暗物质的平滑分布。这个定义基本上是基于宇宙学N体模拟的结果。通过仔细分析晕模型和N体模拟的标准假设，并考虑到以前的宇宙网结构的自相似性的研究，我们得出结论，N体宇宙学模拟是不完全可靠的范围内出现晕的尺度。因此，要对晕有一个一致的定义，就必须要么把它们定义为具有颗粒状而不是光滑结构的任意大小的实体，要么用小尺度重子物理学来定义它们的大小。
2013-06-05 astro-ph.CO
Newtonian kinematical backreaction in cosmological $N$-body simulations with Delaunay Tesselation: "zero test" and scale dependence
不均匀性的反作用描述了不均匀结构对宇宙平均性质的影响。我们调查这种方法通过测试的一致性宇宙学$N$体模拟的非线性结构的演变。使用Delaunay镶嵌场估计（DTFE），我们计算的运动学的反作用$Q$从模拟不同的尺度，以衡量有多少$N$体模拟应纠正这种效果。这是创建完全相对论性和非均匀$N$体模拟的第一步。在本文中，我们比较了DTFE中可用的插值技术，并说明了$Q$作为长度尺度的函数的统计依赖性。
2016-04-03 astro-ph.CO
Cosmological constraints to dark matter with two- and many-body decays
我们提出了一个研究宇宙学意义的一般暗物质衰变。我们考虑两体和多体衰变的情况。在两体情况下，大质量粒子可能具有相对论性的反冲速度，因此具有动力学状态方程。这对宇宙的膨胀历史有影响。我们使用最近的观测数据从宇宙微波背景，重子声学振荡和超新星Ia型获得的暗物质粒子的寿命的限制。我们发现，对于能量分裂超过40%的暗物质粒子能量转移到无质量，相对论性粒子在两体的情况下，或超过50%的多体的情况下，寿命小于宇宙的年龄被排除在95%以上的置信度。当能量分裂下降到10%时，寿命被限制在大约一半以上。
2015-10-22 astro-ph.CO
The $\texttt{Abacus}$ Cosmological $N$-body Code
我们提出了$\texttt{Abacus}$，一个快速和准确的宇宙学$N$体代码的基础上的一个新的方法计算重力位从静态多极网格。该方法分析分离的近场和远场的力量，减少前者直接$1/r^2$求和和后者的离散卷积多极。该方法在Summit超级计算机的每个节点上实现每秒7000万次粒子更新，同时保持$10^{-5}$的中值分数力误差。我们表示的模拟时间步作为一个事件驱动的“流水线”，将异步事件，如完成协处理器的工作，输入/输出，和网络通信。$\texttt{Abacus}$已被用于产生迄今为止最大的$N$身体模拟套件，即60万亿个粒子的$\texttt{AbacusSummit}$套件（Maksimova等人，2021），并纳入对飞行晕发现。$\texttt{Abacus}$使得能够产生下一代宇宙学调查所需的体积和分辨率的模拟目录。
2021-10-21 astro-ph.CO
StePS: A Multi-GPU Cosmological N-body Code for Compactified Simulations
我们提出了多GPU实现的STEPS（立体投影宇宙学模拟）算法与MPI-OpenMP-CUDA混合并行化和接近理想的横向扩展到多个计算节点。我们的新的放大宇宙学直接N体模拟方法模拟无限的宇宙，具有前所未有的动态范围为一定数量的内存，与传统的周期性模拟相比，其基本的几何形状和拓扑结构相匹配的观测。通过使用球形几何结构而不是周期性边界条件，并随着半径逐渐降低质量分辨率，我们的代码能够在四天内在三个计算节点上运行直径为几千兆秒差距的模拟，每个节点具有四个GTX 1080 Ti GPU，中心质量分辨率为$\sim 10^{9}M_{\odot}$。该代码还可以用于运行非常快速的模拟，具有合理的分辨率，以拟合宇宙学参数。这些模拟对于大型调查的预测需求是有用的。StepPS代码可供研究社区公开使用。
2019-03-21 astro-ph.CO
Extracting cosmological parameters from N-body simulations using machine learning techniques
我们利用从Quijote模拟套件中拍摄的快照，包括2000个模拟，其中5个宇宙学参数已经改变（$Ω_m$，$Ω_b$，$h$，$n_s$和$σ_8$），以研究使用机器学习技术确定它们的可能性。特别是，我们证明了卷积神经网络可以用于从N体模拟中准确提取$Ω_m$和$σ_8$，并且这些参数也可以从使用随机森林回归器和深度神经网络从同一套模拟中获得的非线性物质功率谱中找到。我们表明，功率谱提供了竞争力的结果相比，使用模拟的准确性，我们也可以估计的标量谱指数$n_s$从功率谱，在较低的精度。
2021-10-11 astro-ph.CO
CONCEPT - The COsmological $N$-body CodE in PyThon
CO $N$ CEPT（Cosmological $N$ -body CodE in PyThon）是一个免费的开源代码，用于在具有分布式内存的大规模并行计算机上进行宇宙学$N$ -body模拟。无碰撞的暗物质是唯一实现的粒子种类。重力可以使用PP、PM或P $^{3}$ M算法计算。CO $N$ CEPT的目标是使宇宙学$N$ -物体模拟-对于宇宙学家和源代码开发人员来说都是愉快的。这是用户指南。源代码和其他文档可以在https://github.com/jmd-dk/concept/上找到
2015-10-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Toy Models for Galaxy Formation versus Simulations
我们描述了简单有用的玩具模型的星系形成在其最活跃的阶段，在z > 1的关键过程，并测试的近似表达式对典型的行为在一套高分辨率的大规模星系在z = 4-1的水文宇宙学模拟。我们特别讨论了（a）基于EPS近似的从宇宙网到星系晕的总质量流入率，（b）重子流到内星系的渗透，（c）盘的大小，（d）在质量守恒和普遍的恒星形成定律下星系中隐含的稳态气体含量和恒星形成率（SFR）的演化，（e）利用能量守恒和自调节的Q ~ 1剧烈盘不稳定性导出的盘内向中心凸起和黑洞的流入速率;（f）盘和凸起的隐含定态。玩具模型为模拟星系的行为提供了有用的近似值。我们发现：（a）流入速率与质量和（1+z）^5/2成正比，（b）在z = 4-2时，对内晕的穿透率约为50%，（c）盘半径约为维里半径的5%，（d）星系达到稳定状态，SFR随吸积速率进入星系，（e）有强烈的气体流入通过盘，与SFR相当，遵循ESTA的预测，和（f）星系接近一个稳定的状态，与隆起的质量与盘质量相当，其中SFR的气体排出，流出和盘流入由新的吸积补充。考虑到与模拟的一致性，这些玩具模型对于以简单的术语理解复杂的现象和进行粗略的预测是有用的。
2013-05-14 astro-ph.CO
Quantifying resolution in cosmological N-body simulations using self-similarity
我们证明，在无标度模拟的自相似性测试提供了一个很好的工具，以量化的分辨率在小尺度的宇宙学N体模拟。分析两点关联函数测量模拟使用ABACUS，我们展示了如何观察到的自相似性的偏差揭示了收敛的时间和距离尺度的范围。虽然收敛良好的尺度显示精度低于1%，但我们的结果表明，在较小的力软化长度下，空间分辨率基本上取决于质量分辨率。在以后的时间里，收敛的下限截止尺度在共动单位中演变为$a^{-1/2}$（$a$是尺度因子），这与它是由两体碰撞性设定的假设一致。我们的研究结果的一个推论是，N体模拟，特别是在高红移，包含一个显着的空间范围内，集群出现收敛的时间步长和力软化，但实际上并没有收敛到物理连续的结果。开发的方法可以应用于确定任何聚类统计的分辨率，并扩展到推断非无标度模拟的分辨率限制。
2021-02-19 astro-ph.CO
Inner structure of dark matter halos at high $z$ in cosmological models with non-power-law primordial spectra
本文研究了三个非幂律原初谱宇宙学模型中暗物质晕的密度分布，发现其仍接近Navarro-Frenk-White分布，且最内层斜率随$z$的演化可用于区分宇宙学模型。
2024-11-12 astro-ph.CO
Relativistic rotation curve for cosmological structures
本文利用宇宙学背景下球形结构的广义相对论精确模型，提出了一种计算这种宇宙学结构中测试粒子测地线的算法，以获得恒星或星系的速度分布。这样得到的旋转曲线是基于密度分布的，与任何质量定义无关，而质量定义在广义相对论中并不唯一。然后，它示出，这种广义相对论旋转曲线的玩具模型和NFW密度分布几乎相同的相应的牛顿的，虽然广义相对论的质量可能是完全不同的。
2014-08-24 astro-ph.CO gr-qc
Modified gravity with an exponential function of curvature
分析了标量曲率的指数函数在修正引力中的作用。提出了两种模型。一个玩具模型，符合当地和宇宙学的限制，并给予适当的定性描述的宇宙演化。该模型包含一个鞍物质占主导地位的临界点，可以向后期的德西特吸引子。提出了初始条件，表明该模型具有可接受的物质时代，并给出了宇宙演化的近似定性行为。第二个可行的模型，行为非常接近$Λ$ CDM在早期的时间，可以满足本地和宇宙学的约束。它在$R\rightarrow \infty$处表现为$R-2Λ$，在$R\rightarrow 0$处趋于零，包含平坦时空解。该模型给出了可行的宇宙学轨迹，作为第一个模型，连接的物质占主导地位的点晚时间德西特吸引子。在这个模型中的主要密度参数的宇宙演化与当前的观测结果是一致的状态方程非常接近$-1$。
2020-06-04 astro-ph.CO gr-qc
Second-order cosmological perturbation theory and initial conditions for $N$-body simulations
我们使用规范不变的宇宙学扰动理论来计算位移场，为$N$体模拟设置初始条件。在同步共动规范中使用一阶和二阶完全相对论性微扰理论，使我们能够超越牛顿预言，并计算相对论性修正。我们使用Einstein-de Sitter模型，在我们的解中包括增长和衰减模。我们的结果的影响应通过实施的宇宙学$N$体模拟的特色位移进行评估。
2015-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Constraining cosmological parameters from N-body simulations with Bayesian Neural Networks
在本文中，我们使用的Quijote模拟，以提取宇宙学参数通过贝叶斯神经网络。这类模型具有显著的不确定性估计能力，这是精确宇宙学时代的终极目标之一。我们证明了BNN的优势，从模拟中提取更复杂的输出分布和非高斯信息。
2021-12-22 astro-ph.CO stat.ML
The optimal gravitational softening length for cosmological N-body simulations
引力软化长度是正确建立宇宙学$N$ -体模拟的关键参数之一。在本文中，我们进行了大量的高分辨率的$N$体模拟，以修正由Power等人（P03）提出的最佳软化方案。结果表明，P03最优方案效果较好，但过于保守。使用比P03更小的软化长度可以获得更高的空间分辨率和数值收敛的结果的圆形速度和密度剖面。然而，使用过小的软化长度高估了暗物质晕最内部区域的物质密度。我们经验性地探索了基于P03形式的更好的最优软化方案，并且发现小的修改效果良好。这项工作将有助于建立宇宙学模拟。
2019-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmological constant puzzle: Vacuum energies from QCD to dark energy
宇宙的加速膨胀指向一个小的正真空能量密度和负真空压力。爱因斯坦的广义相对论方程中的宇宙学常数是一个强有力的候选者。从天体物理学中提取的真空暗能量密度比从标准模型粒子物理学中的希格斯势中预期的值小10^56倍。然而，暗能量尺度接近轻中微子质量的可能值范围。我们调查这个物理在一个简单的玩具模型中的手征的中微子被视为一个类似伊辛的“自旋”自由度类推。
2012-10-11 astro-ph.CO hep-ph
FlowPM: Distributed TensorFlow Implementation of the FastPM Cosmological N-body Solver
我们提出了FlowPM，一个粒子网格（PM）宇宙学N体代码，在网格TensorFlow中实现GPU加速，分布式和可微模拟。我们实现和验证了一种新的多重网格计划的多分辨率金字塔的基础上，有效地计算大规模的力量在分布式平台上的准确性。我们探索了大型超级计算机上模拟的缩放，并将其与相应的基于Python的PM代码进行了比较，发现在wallclock时间方面平均加速了10倍。我们还演示了如何使用这种新的工具，可以有效地解决大规模的宇宙学推理问题，特别是重建的宇宙学领域的前向模型贝叶斯框架与混合PM和神经网络前向模型。我们提供了这些示例的框架代码，整个代码可以在https://github.com/modichirag/flowpm上公开获得。
2020-10-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
CUBE: An Information-optimized parallel Cosmological $N$-body Algorithm
宇宙大尺度结构$N$ -体模拟是超级计算中计算量小、存储量大的问题。大量的存储器通常由存储多于足够的粒子相空间信息的低效方式支配。我们提出了一个新的并行，信息优化，粒子网格为基础的$N$体代码CUBE，其中的信息效率和内存效率提高了近一个数量级。这是通过存储粒子的相对相空间坐标，而不是全局值，并在固定点的格式为1字节轻。剩余的信息由互补的密度和速度场（在存储空间中可以忽略不计）以及粒子的适当排序（没有额外的存储）给出。我们的数值实验表明，这种信息优化的$N$体算法提供了精确的结果内的误差的粒子网格算法。这种存储器与计算比率的显著降低打破了在多核和异构计算系统上扩展和加速大型宇宙学$N$体模拟的瓶颈。
2018-07-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
General Relativistic Cosmological N-body Simulations I: time integration
这是一系列论文中的第一篇，致力于将完全广义相对论性的$N$ -体模拟应用于晚期宇宙学。本文的目的是提出一个数值相对论方案，离散方法和时间积分算法的组合，提供令人满意的稳定的发展。更准确地说，我们表明，它是能够通过鲁棒性测试，并遵循标量线性模式周围的一个不断扩大的均匀和各向同性的时空。最重要的是，它是能够发展典型的宇宙学初始条件的同动尺度下降到十分之一的megaparsecs与控制约束和能量动量守恒违反所有的方式下降到制度的强不均匀性。
2019-10-28 astro-ph.CO gr-qc
2HOT: An Improved Parallel Hashed Oct-Tree N-Body Algorithm for Cosmological Simulation
我们报告在过去的二十年中，我们的自适应树码N-体方法（HOT）的改进。描述了宇宙学N体问题的数学和计算方法，其性能和可扩展性测量到256 k（$2^{18}$）处理器。我们目前的误差分析和科学应用的结果，从一系列超过10个69亿（$4096^3$）粒子宇宙学模拟，占$4 \times 10^{20}$浮点运算。这些结果包括使用普朗克卫星宇宙学标准模型的新约束的第一次模拟。我们的模拟为准确性和科学吞吐量设定了新的标准，同时达到或超过了最新一代混合TreePM N-body方法的计算效率。
2013-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.DC
The Generation of Vorticity in Cosmological N-body Simulations
理想流体的聚集不会导致涡的产生。正是暗物质的无碰撞性质，导致了速度色散和壳层穿越，这是宇宙学涡度产生的起源。本文用相对论N体程序$\textit{gevolution}$研究了宇宙大尺度结构形成过程中涡度的产生。我们测试了几种方法来计算涡度功率谱，我们研究了它的收敛性与我们的模拟的质量和网格分辨率。我们确定的功率谱，大尺度上的谱指数，峰值位置的振幅和它们的时间演化。我们还比较了从我们的模拟中提取的涡度与矢量扰动的度量。我们的结果是伴随着决议的研究，并与文献中以前的研究进行比较。
2018-09-11 astro-ph.CO gr-qc
Quadratic genetic modifications: a streamlined route to cosmological simulations with controlled merger history
最近的工作研究了一个星系的历史和它的可观察到的属性之间的相互作用，使用“基因改造”宇宙学变焦模拟。该方法系统地产生替代的历史晕，同时保持其宇宙学环境固定。迄今为止的应用程序改变了初始条件的线性特性，如指定区域的平均过密度;我们扩展了配方，包括二次功能，如局部方差，这决定了整体的重要性，顺利吸积相对于合并星系的历史。我们引入了一个有效的算法，这类新的修改，并证明了它的能力，以控制一个区域的方差在一维玩具模型。这项工作的成果是双重的：（一）澄清的遗传修饰的配方和（二）二次修改的概念证明，导致即将实施的宇宙学模拟的方式。
2017-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecast for the Planck precision on the tensor to scalar ratio and other cosmological parameters
普朗克卫星现在正以前所未有的精度测量主要的背景CMB各向异性。宇宙的标准模型（包括暴胀）提供了分析宇宙微波背景和其他数据的背景。对于r（与原始B模式偏振相关的张量与标量比）的普朗克性能将取决于数据分析的质量。Ginsburg Landau的通货膨胀方法可以从CMB数据中获得很高的收益。四度双井暴胀子势与当前CMB+LSS数据非常吻合。我们评估普朗克精度恢复宇宙学参数在一个合理的玩具模型的残差系统的影响，仪器和天体物理起源的基础上公开可用的信息。我们使用和测试两个相关的模型：LambdaCDMR模型，即由r增加的标准LambdaCDM模型，以及LambdaCDMrT模型，其中标量光谱指数，n_s，和r通过来自双阱暴胀子势的理论“香蕉形”曲线r = r（n_s）而关联。在后一种情况下，在MCMC数据分析中将r = r（n_s）作为硬约束。我们考虑到普朗克在70，100和143 GHz通道的白噪声灵敏度，以及系统误差和前景的残差。前景残差转而只影响对B模式敏感的宇宙学参数。对于LambdaCDMr和LambdaCDMrT模型，在残差存在下r的最佳值变为约r simeq 0.04。我们通过最敏感的HFI-143通道计算B模式检测概率。在前景残差等于我们的玩具模型的30%的水平上，r的CL检测只有68%是非常可能的。对于95%CL检测，前景残留的水平应降低到所采用的玩具模型（ABRIDGED…
2010-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
pmwd: A Differentiable Cosmological Particle-Mesh $N$-body Library
大尺度结构的形成，星系、类星体和暗物质在宇宙尺度上的演化和分布，都需要数值模拟。可微模拟提供了宇宙学参数的梯度，这可以加速从观测数据的统计分析中提取物理信息。深度学习革命不仅带来了无数强大的神经网络，还带来了包括自动微分（AD）工具和GPU等计算加速器在内的突破，从而促进了对宇宙的可微模拟的前向建模。由于AD需要保存整个前向演化历史以反向传播梯度，当前可微宇宙学模拟受到内存的限制。利用伴随方法，通过逆时间积分重构演化历史，开发了一个低内存开销的可微宇宙学粒子网格（PM）模拟库pmwd（particle-mesh with derivatives）.基于强大的AD库JAX，pmwd是完全可区分的，并且在GPU上具有高性能。
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining Self-Interacting Dark Matter with Dwarf Spheroidal Galaxies and High-resolution Cosmological $N$-body Simulations
利用高分辨率的宇宙学$N$-体模拟研究了冷暗物质和自相互作用暗物质模型下的暗物质晕密度结构。我们量化subhalo的中心密度在150 pc从每个subhalo的中心在经典的矮球状和ultrafeak矮规模的银河系大小的晕。通过与观测结果的比较，我们发现$σ/m<3\ \rm{cm^{2}g^{-1}}$的自相互作用散射截面是有利的。由于宿主潮汐和自相互作用的共同作用，具有小近心的暗晕中心密度在冷模型和自相互作用模型之间存在明显差异，表明具有小近心的Milky Way卫星是未来大型光谱测量进一步约束暗物质性质的理想场所。
2021-12-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistical Mechanics of the Cosmological Many-body Problem and its Relation to Galaxy Clustering
宇宙学的多体问题实际上是一个膨胀宇宙中引力相互作用质量的无限系统。尽管相互作用具有长程性质，但统计力学的分析理论描述了适用于许多宇宙学的准平衡条件下产生的空间和速度分布函数。这一理论的结果与观测到的星系分布非常吻合。进一步的结果，如热力学提供了深入了解这个系统的物理性质，包括其稳健性合并，其过渡从一个巨正则系综的集合与负比热的微正则系综。
2009-02-04 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
Cosmological homogeneity scale estimates are dressed
我们调查数计数统计作为过渡到均匀的物质分布在宇宙中的措施，并分析如何这样的统计可能是“打扮”的假设调查选择功能。由于估计的调查选择功能-这在理想情况下占所观察到的分布的选择偏差-是部分退化与估计的基本分布的星系，能够识别正确的调查选择功能的重要性，获得可靠的估计聚类统计。现有的星系目录的选择功能的数据建模类似的红移分布和平均密度的观测星系。建议的估计选择功能，为即将到来的调查，另外使用的角分布的星系生成的角选择功能，而不是使用角的完整性估计。我们认为，这种选择函数的建模可能会低估现有星表所探测的尺度上的同质性偏差。我们调查的影响，传统上应用的方法估计的调查选择功能在玩具模型设置中的球体统计数字计数。示例密度分布是渐近均匀的，而非线性密度波动是区域性的。我们发现，密度振荡与周期相媲美的特征尺度的调查被抑制时，调用传统的估计调查选择功能，导致数量计数统计，偏向于同质性。对于我们的具体玩具模型，最大密度对比度为1，密度振荡周期的大小与调查半径相当，我们发现均匀性尺度被低估了约40%，然而，这个定量结果取决于模型设置。
2020-11-02 astro-ph.CO gr-qc
CUBE -- Towards an Optimal Scaling of Cosmological N-body Simulations
N体模拟是物理宇宙学中理解宇宙大尺度结构（LSS）形成的重要工具。高分辨率的大尺度模拟对于探索宇宙的亚结构和确定中微子质量等基本物理参数具有重要意义。然而，传统的基于粒子网格（PM）的算法使用大量的内存，这限制了模拟的可扩展性。因此，我们设计了一个两级PM算法CUBE对最佳性能的内存消耗减少。通过使用定点压缩技术，CUBE将每个N体粒子的内存消耗减少到6字节，比传统的基于PM的算法低一个数量级。我们在基于Intel Cascade Lake的超级计算机上将CUBE扩展到512个节点（20，480个核心），弱扩展效率为$\simeq$ 95\%。这个尺度测试是在“宇宙- $π$“中进行的--这是一个宇宙学LSS模拟，使用$\simeq$ 4. 4万亿个粒子，追踪宇宙在$\simeq$ 137亿年中的演化。据我们所知，Cosmo- $π$是迄今为止完成的最大的宇宙学N体模拟。我们相信，CUBE具有巨大的潜力，可以在exascale超级计算机上进行更大规模的模拟。
2020-03-09 astro-ph.CO cs.DC physics.comp-ph
An alternative method to generate pre-initial conditions for cosmological $N$-body simulations
目前，网格和玻璃方法是产生均匀颗粒分布（即，前初始条件）的宇宙学$N$体模拟。在这篇文章中，我们介绍了一种替代方法，称为容量约束Voronoi曲面细分（CCVT），它起源于计算机图形学。作为几何平衡态，CCVT粒子构型满足两个约束：（i）与每个粒子相关联的Voronoi胞的体积相等;（ii）每个粒子处于其Voronoi胞的质心位置。我们发现CCVT组态是均匀的和各向同性的，完全遵循最小功率谱$P(k)\propto k^4$，并且在引力相互作用下是相当稳定的。在制作CCVT的过程中加入周期性边界条件是很自然的，因此，我们可以通过平铺小的周期性CCVT来获得更大的CCVT。当应用CCVT预初始条件的宇宙学$N$体模拟，我们表明，它起到良好的网格和玻璃方案。CCVT方法将有助于研究宇宙学模拟中预初始条件的数值收敛性。它也可以用来设置预初始条件的光滑粒子流体动力学模拟。
2018-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.comp-ph
Newtonian N-body simulations are compatible with cosmological perturbation theory
与最近文献中的说法相反，在LambdaCDM背景下对无碰撞暗物质的牛顿N体模拟与广义相对论兼容，并且在线性水平上不会因广义相对论效应而失效。这一判决基于四个事实。(1)线性化的爱因斯坦方程和守恒律系统在规范不变表述中是适定的，并且具有物理意义。(2)将广义相对论与微扰论中给定阶的牛顿近似进行比较，只在可观测量的水平上有意义。(3)在广义相对论中描述尘埃流体的观测量的动力学和它的牛顿近似在线性水平上一致。对于光锥上可观测量的任何分歧都是众所周知的，其中最主要的是引力透镜。(4)哈勃参数的大波动只对引力透镜效应有显著贡献。因此，这些波动与牛顿N体模拟并不冲突，超出了使用射线追踪技术已经仔细考虑的范围。
2012-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
gevolution: a cosmological N-body code based on General Relativity
我们提出了一个新的N体编码gevolution，用于描述宇宙中大尺度结构的演化。我们的代码是基于弱场展开的广义相对论和计算所有六个度规自由度的泊松规范。N体粒子是通过求解测地线方程而演化的，我们用正则动量来表示测地线方程，这样它对相对论粒子也是有效的。我们验证的代码，考虑史瓦西解，在牛顿极限，通过比较与牛顿N体代码Gadget-2和RAMSES。然后，我们进行了一个具有大量中微子的宇宙中的大尺度结构的模拟，在那里我们研究了中微子剪切应力引起的引力滑移。该代码可以扩展到包括不同种类的暗能量或修改的重力模型，并超越通常采用的准静态近似。我们的代码是公开的。
2016-08-04 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
Testing a quintessence model with Yukawa interaction from cosmological observations and N-body simulations
我们考虑了暗能量和暗物质之间的汤川相互作用的精粹模型，并利用最近的宇宙学数据，包括普朗克2015年更新的宇宙微波背景（CMB）测量，Kilo Degree Survey（KiDS）的弱引力透镜测量和红移空间扭曲来约束这个模型。我们发现，在暗区的相互作用是兼容的观察。与Planck 2013年的结果相比，更新后的Planck数据可以显着改善约束，而KiDS数据的约束能力低于Planck。汤川相互作用模型被发现是适度的青睐普朗克和能够减轻弱透镜测量和CMB测量之间的不一致，如以前从标准的λ冷暗物质模型推断。对汤川相互作用模型进行了N体模拟。我们发现，使用晕密度分布是合理的，以改善约束显着在未来。
2019-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The detection of relativistic corrections in cosmological N-body simulations
研究在宇宙学N体模拟中探测相对论修正的可行性，通过分析开普勒问题中的虚假近日点偏移，确定能探测相对论效应的参数窗口。
2023-05-20 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
