Filamentary Infall of Cold Gas and Escape of Lyman Alpha and Hydrogen Ionizing Radiation from an Interacting High-Redshift Galaxy
我们目前的观测一个特殊的莱曼α发射星系在红移3.344，发现在一个深，盲光谱调查微弱莱曼α发射器与麦哲伦II望远镜在哈勃超深场（HUDF）。该星系表现出复杂的莱曼α发射，包括一个扩展的，不对称的组成部分，部分抑制阻尼莱曼α吸收，和两个空间拉长，狭窄的发射功能。存档的HST ACS成像显示了恒星成分潮汐破坏的证据。这个V=27的星系似乎给了我们前所未有的见解，在高红移结构的形成中的两个基本阶段：气体流入普通星系，和逃逸到星系际介质的电离辐射。中性氢，部分落在一个狭窄的灯丝的形式，似乎发出荧光莱曼α光子引起的恒星电离通量逃离扰动星系。下落的物质可能代表一次冷吸积或相互作用触发的流入。观测到的莱曼α辐射所需的电离光子的速率与观测到的恒星星族产生的光子的速率是一致的，大约50%的电离光子从邻近的星系逃逸并遇到了下落的气体。星系的观测特性支持星系间的相互作用促进莱曼α和电离辐射逃逸的观点。我们认为，像目前的对象的星系可能是常见的高红移。因此，这个星系可能是一个较晚的例子，相互作用的矮星系人口显着贡献的宇宙再电离。
2011-05-24 astro-ph.CO
Direct detection of self-interacting dark matter
自相互作用的暗物质为无碰撞的暗物质提供了一个有趣的替代方案，因为它能够保持冷暗物质模型的大规模成功，同时似乎解决了小规模的挑战。我们在这里提出的第一个研究的预期暗物质检测信号考虑到不同的自散射模型。我们表明，模型与常数和速度相关的横截面，这是一致的观测约束，导致不同的签名的速度分布，因为非热化的功能，发现在冷暗物质分布热化通过粒子散射。根据模型，自相互作用可以导致在高能量下的反冲率降低10%，对应于与冷暗物质情况相比，可以导致大于300 km/s的反冲的最小速度。在较低的能量，这些差异小于5%的所有模型。年调制信号的振幅最多可以增加25%，最大振幅的一天相对于冷暗物质的预期可以偏移大约两周。此外，调制信号的相位反转的确切日期在不同模型之间也可以相差大约一周。在一般情况下，模型与速度相关的截面峰值在典型的速度矮星系只会导致微小的变化，而允许恒定的截面模型导致显着的变化。我们的结论是，不同的自我相互作用的暗物质的情况下，可能会区分彼此通过直接检测信号的细节。此外，基于零检测的对暗物质的固有特性的详细约束应考虑自散射的可能性以及对检测器信号的结果影响。
2013-01-03 astro-ph.CO
Cosmological evolution of matter with interacting dust fluids
本文将宇宙物质分为束缚晕与非束缚粒子，通过二者在吸积过程中的能量、动量交换框架，结合扩展 Press-Schechter 与 N 体结果分析物质密度及大尺度结构演化。
2024-05-25 astro-ph.CO
Constraining Self-Interacting Dark Matter with the Milky Way's dwarf spheroidals
自我相互作用的暗物质是一个有吸引力的替代冷暗物质的范例，只有当它能够大大减少中心密度的矮大小的晕，而保持密度和形状的集群大小的晕在目前的限制。考虑到后者表面上的严格性质，近十年来，人们一直认为SIDM只有在自散射的截面强烈依赖于速度时才是可行的。然而，最近有人提出，每单位质量的恒定截面σ_T/m~ 0.1cm ^2/g足以实现所需的效果。我们明确调查这一说法使用高分辨率宇宙学模拟银河大小的晕，并发现，类似于冷暗物质的情况下，这样的截面产生大量的subhaloes，这是不一致的经典矮椭球体的运动学，特别是与推断的天炉座和雕塑家的质量分布的斜率。如果在矮球尺度下σ_T/m~ 1cm ^2/g，这个问题就解决了。由于这个值可能与几个星系团的晕形状不一致，我们的结果只为速度无关的自相互作用暗物质模型留下了一个小窗口，可以作为冷暗物质的独特替代品。
2013-01-04 astro-ph.CO
Constraints on self-interacting Bose-Einstein condensate dark matter using large-scale observables
利用宇宙微波背景（CMB）、重子声学振荡（BAO）、生长因子测量和Ia型超新星（SNIa）距离，得到了自相互作用玻色-爱因斯坦凝聚（SIBEC）暗物质（DM）宇宙历史的约束条件.四种情况被认为是，一个纯粹的SIBEC-DM，和三个SIBEC-DM是从不同的初始状态，这是冷，暖，或具有恒定的状态方程的一些过渡的最终产品。使用流体近似的自相互作用的标量场，它被发现，在最简单的情况下，纯粹的SIBEC-DM的自相互作用解决尖核问题所必需的，与核心半径的低质量晕的顺序$R_c\gtrsim 1\text{kpc}$，被排除在$2.4σ$，或$98.5\%$的信心。然而，引入跃迁会放松这种约束，但跃迁最好是在物质辐射相等之后，并且初始阶段是冷的。
2022-01-07 astro-ph.CO
IWDM: The fate of an interacting non-cold dark matter $-$ vacuum scenario
本文利用普朗克CMB、重子声学振荡和Ia型超新星数据，研究相互作用非冷暗物质与真空场景，发现暗物质状态方程非零值以超过68%置信水平受偏好，提示需进一步探索非冷暗物质。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc
Observational evidences of the Yukawa Potential Interacting Dark Matter
最近在星系和星系团中的观测表明，暗物质密度分布呈现核状结构，这与无碰撞冷暗物质的数值模拟结果相矛盾。另一方面，已经表明，冷暗物质粒子通过汤川势相互作用可以自然地解释矮星系的核心。本文利用汤川势相互作用的暗物质模型，分别在星系和星系团尺度上导出了两个简单的标度关系式，它们与观测结果吻合得很好。此外，在我们的模型中，力载体和暗物质粒子的质量可以受到观测数据的约束。
2013-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating the "hidden giant" in cold and self-interacting dark matter models
我们进行了一系列的受控N体模拟研究最近发现的Antlia 2星系在冷暗物质（CDM）和自相互作用暗物质（SIDM）的情况下的实现。我们的模拟包含六个基准模型，其中我们改变初始晕浓度和自散射截面。我们采用动机良好的初始恒星和晕质量，我们的基准轨道有一个小的近心。在银河系潮汐场中演化后，模拟星系经历了显著的质量损失，其恒星分布也相应扩大。这些潮汐效应是更突出的，如果初始晕浓度较低，如果自散射截面较大。结果表明，在CDM中，如果晕浓度较低，恒星分布较弥散，则类Antlia 2星系可以形成，而在SIDM中，这些条件可以放宽。我们还发现，所有的模拟星系预测大致相同的恒星速度色散后，恒星粒子的选择标准。这对利用潮汐扰动系统测试暗物质模型具有重要意义。
2020-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
How Cold is Cold Dark Matter?
如果冷暗物质由粒子组成，那么根据定义，这些粒子必须是非相互作用的和非相对论的。然而，在大多数冷暗物质模型中，暗物质粒子从早期宇宙的相互作用中继承了非零的速度色散，这种速度随着宇宙膨胀而红移，但肯定保持非零。在这篇文章中，我们将模型无关的约束条件的暗物质的温度质量比，其平方根决定的暗物质速度色散。我们只假设当星系尺度还没有进入视界时，暗物质粒子在非相对论性时动力学解耦，并且它们的动量分布从那时起一直是麦克斯韦分布。在这些假设下，利用宇宙微波背景和物质功率谱观测，我们对今天冷暗物质的温度质量比设定了上限（远离坍缩结构）。这些限制意味着，目前的冷暗物质的速度色散必须小于54米/秒。冷的暗物质必须非常冷。
2014-03-31 astro-ph.CO
Testing models of vacuum energy interacting with cold dark matter
我们测试了真空能量与冷暗物质相互作用的模型，并试图利用当前的观测来探测与$Λ$ CDM模型的可能偏差。我们关注两个特定的模型，$Q=3βHρ_Λ$和$Q=3βHρ_c$。数据组合来自普朗克2013年数据、重子声学振荡测量、Ia型超新星数据、哈勃常数测量、红移空间畸变数据和星系弱透镜数据。对于$Q=3βHρ_c$模型，我们发现它可以被所有的数据组合紧密约束，而对于$Q=3βHρ_Λ$模型，参数之间仍然存在显著的退化。耦合常数的最严格约束是$1σ$水平的$β=-0.026^{+0.036}_{-0.053}$（对于$Q=3βHρ_Λ$）和$β=-0.00045\pm0.00069$（对于$Q=3βHρ_c$）。对于所有的拟合结果，我们发现零相互作用$β=0$总是与数据一致。我们的工作完成了最近Planck 2015论文中关于相互作用暗能量模型的讨论。考虑到这项工作与普朗克2015年的结果，据信，没有证据的模型超出标准的$Λ$ CDM模型从可能的相互作用的角度来看。
2016-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Updated constraints on decaying cold dark matter
本文更新了以暗辐射（DR）为衰变产物的简单衰变冷暗物质（DCDM）模型的约束条件。我们考虑了两种不同的寿命机制，即短寿命和长寿命，并使用普朗克（2018）的最新CMB数据来推断衰变参数的新约束，并与之前的普朗克数据（2015）推断的约束进行比较。我们在此表明，最新的CMB数据约束的DCDM的分数的两倍，在长寿命的制度，导致我们目前最好的2 $σ$上限的$f_{\rm dcdm}<2.44\%$。在短寿命的制度，我们得到一个稍微宽松的2 $σ$上限的$f_{\rm dcdm}<13.1\%$相比，以前的CMB数据。如果我们包括来自BOSS DR-12的重子声振荡数据，则长寿命和短寿命区域中的约束分别放松到$f_{\rm dcdm}<2.62\%$和$f_{\rm dcdm}<1.49\%$。我们还研究了这个模型如何影响哈勃和$σ_8$的紧张局势，我们发现，每个衰变制度可以稍微缓解不同的紧张局势之一。因此，该模型不能同时适应这两种紧张局势，对每一种紧张局势的改进都不显著。我们进一步改进以前的工作，通过彻底分析短寿命DCDM的辐射密度的影响，并推导出短寿命DCDM和校正，$ΔN_{\rm eff}$，有效数量的无质量中微子物种之间的映射。
2021-05-12 astro-ph.CO
Dynamical and observational analysis of interacting models
我们研究了暗区中一类相互作用模型的动力学行为，其中冷暗物质和暗能量之间的唯象耦合是宇宙尺度因子的幂律。从数值模拟中，我们发现，在这种背景下，暗能量总是占主导地位的当前组成的宇宙。这种行为可以大大缓解重合问题。利用当前Ia型超新星、重子声振荡和宇宙微波背景数据，进行了联合统计分析，得到了这类模型自由参数的约束条件.
2017-09-01 astro-ph.CO
Sloshing of Galaxy Cluster Core Plasma in the Presence of Self-Interacting Dark Matter
在松弛星系团的核心中，冷气体的“晃动”是一种普遍的现象，在这些系统的X射线观测中存在螺旋形的“冷锋”就是证明。在模拟中，这些冷气体流很容易通过星团核心与小的子星团的相互作用形成，这是由于冷气体与暗物质（DM）的分离，由于它们的碰撞性明显不同。在这项工作中，我们使用数值模拟研究的影响，增加DM碰撞晃动冷锋在冷核心集群。对于孤立的团簇，通过自相互作用形成平坦的DM核心导致核心气体的适度绝热膨胀和冷却。在合并模拟中，冷锋的形成方式与以前的模拟相同，但核心区域的平坦势使气体能够在初始阶段膨胀到更大的半径。在下沉时，子星系团的DM质量通过碰撞而减少，从而减少了它对核心的影响。因此，晃动气体移动较慢，相对于DM截面为零的模拟，抑制了流体不稳定性的增长。这也抑制了湍流混合和否则将导致的熵的增加。对于横截面$σ/m > 1$的值，亚团簇不会作为自重力结构持续超过两个核心通道。此外，在晃动期间，X射线发射率和热Sunyaev-Zeldovich效应信号中的峰值之间的分离可能会对DM自相互作用产生约束。
2019-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cold and fuzzy dark sector
本文提出模糊暗区（FDS）作为相互作用的多组分暗物质候选，通过超轻阿贝尔-希格斯模型研究其宇宙学印记与星系晕多样性，并讨论了原初产生及标准模型通道。
2025-09-18 astro-ph.CO hep-ph
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
An Interpretable AI Framework to Disentangle Self-Interacting and Cold Dark Matter in Galaxy Clusters: The CKAN Approach
本研究提出可解释的卷积Kolmogorov-Arnold网络（CKAN），用于在星系团中区分自相互作用暗物质与冷暗物质，通过分析偏移和加热区域验证物理一致性，并估计最小截面阈值，且对JWST和Euclid噪声稳健。
2025-09-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Search for sterile neutrinos in a universe of vacuum energy interacting with cold dark matter
利用最新的观测资料，研究了真空能量与冷暗物质相互作用的宇宙中，不育中微子的宇宙学约束。我们专注于两个特定的相互作用模型，$Q=βHρ_{\rm v}$和$Q=βHρ_{\rm c}$。为了克服相互作用暗能量中的大尺度不稳定性问题，我们采用相互作用暗能量的参数化后弗里德曼（PPF）方法进行微扰演化的计算.在这项工作中使用的观测数据集包括普朗克2015年的温度和偏振数据，重子声振荡测量，Ia型超新星数据，哈勃常数直接测量，星系弱透镜数据，红移空间畸变数据和普朗克透镜数据。利用全数据组合，我们得到了$Q=βHρ_{\rm v}$模型的$N_{\rm eff}<3.522$和$m_{ν,{\rm sterile}}^{\rm eff}<0.576$ eV，以及$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$N_{\rm eff}=3.204^{+0.049}_{-0.135}$和$m_{ν,{\rm sterile}}^{\rm eff}=0.410^{+0.150}_{-0.330}$ eV.后者表明在1.17 $σ$能级上存在$ΔN_{\rm eff}>0$，在1.24 $σ$能级上存在非零质量的无菌中微子。此外，对于$Q=βHρ_{\rm v}$模型，我们发现$β=0$与当前数据一致，而对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型，我们发现$β>0$是在多于1个$σ$水平上得到的。
2018-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring neutrino mass and mass hierarchy in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter
本文研究了真空能量与冷暗物质相互作用中中微子总质量的限制。我们关注两种典型的交互形式，即，$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$。为了避免相互作用暗能量宇宙学中大尺度不稳定性的出现，我们采用参数化后Friedmann方法计算暗能量的微扰演化。我们采用的观测数据，包括普朗克宇宙微波背景温度和偏振数据，重子声振荡数据，JLA样本的Ia型超新星观测，哈勃常数的直接测量，和红移空间畸变数据。我们发现，与$Λ$ CDM模型相比，$Q=βHρ_{\rm c}$模型对$\sum m_ν$的约束要宽松得多，而$Q=βHρ_Λ$模型对$\sum m_ν$的约束则稍紧.考虑中微子可能的质量等级，发现$\sum m_ν$的最小上限出现在简并等级的情况下。通过比较$χ^2_{\rm min}$的值，我们发现，正常的层次结构的情况下，是优于倒置的。特别地，我们发现在$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的差异$Δχ^2_{\rm min} \equiv χ^2_{\rm IH; min}-χ^2_{\rm NH; min}> 2$。此外，我们发现$β=0$与$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的当前观察结果一致，并且在$Q=βHρ_Λ$模型中，$β< 0$比$1σ$更受青睐。
2018-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interacting galaxies on FIRE-2: The connection between enhanced star formation and interstellar gas content
我们提出了一套全面的高分辨率（秒差距尺度），理想化的（非宇宙学）星系合并模拟（24轮，恒星质量比~2.5：1），以研究相互作用引起的恒星形成和星际介质（ISM）在各种温度密度制度的演变之间的联系。我们使用GIZMO代码和第二版的“真实环境中的反馈”模型（FIRE-2），该模型捕获了ISM的多阶段结构。我们的模拟旨在代表本地宇宙中的星系合并。在这项工作中，我们专注于“星系对周期”之间的第一次和第二次近心轴通道。我们分裂的ISM分为四个制度：热，温暖，冷，冷密集，热，电离，原子和分子的气体在真实星系中观察到的阶段的动机。我们发现，平均而言，相互作用提高了这对恒星的形成率（约30%，合并套件样本平均值），并提高了它们的冷致密气体含量（约18%）。这伴随着热气体的减少（~11%），冷气体的变化可以忽略不计（~4%的增加），以及热气体的大幅增加（~400%）。密度超过1000 cm ^3的冷密气体（冷超密区）的数量显著增加（约240%），但仅占冷密气体预算的0.15%（平均）。
2019-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weighing neutrinos in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter: application of the parameterized post-Friedmann approach
利用当前的宇宙学观测，我们在真空能量与冷暗物质相互作用的情况下，对中微子质量进行了约束。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题，我们采用参数化后Friedmann（PPF）方法计算了$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$模型的微扰演化.目前用于这项工作的观测数据集包括普朗克（宇宙微波背景），BSH（重子声振荡，Ia型超新星和哈勃常数）和LSS（红移空间扭曲和弱透镜）。根据约束结果，我们发现$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$β>0$大于$1σ$能级，这表明冷暗物质衰变为真空能量;而$Q=βHρ_Λ$模型的$β=0$与$1σ$能级的当前数据一致.以$Λ$ CDM模型为基准模型，我们发现最新的BAO BOSS DR 12数据和哈勃常数测量值$H_{0} = 73.00 \pm 1.75$ km~s $^{-1}$ ~Mpc $^{-1}$导致了一个较小的上限$\sum m_ν<0.11$ eV（$2σ$）.对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型，我们从Planck+BSH得到了$\sum m_ν<0.20$ eV（$2σ$）.对于$Q=βHρ_Λ$模型，$\sum m_ν<0.10$ eV（$2σ$）和$\sum m_ν<0.14$ eV（$2σ$）分别从Planck+BSH和Planck+BSH+LSS导出。我们发现，这些较小的上限$\sum m_ν$或多或少…
2017-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fast simulations of gas sloshing and cold front formation
我们提出了一个简化和快速的方法来模拟小合并之间的星系团。而不是以下的暗物质晕直接由N体方法的演变，我们采用了刚性的潜力近似的两个集群。这些模拟是在更大质量的星系团的静止框架中运行的，并以优化的方式解释了由此产生的惯性加速度。我们测试这种方法的可靠性进行一对一的比较，我们的模拟和水力+N体的研究轻微合并引起的气体晃动。我们发现，刚性潜在的近似再现晃动相关的功能，以及除了两个文物：外面的冷锋的温度稍微高估，冷锋的向外运动被延迟了通常200万年。我们讨论这两个文物的原因。
2011-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on neutrino mass in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter after Planck 2018
本文利用最新的宇宙学观测资料，研究了真空能量与冷暗物质（简称I $Λ$ CDM）相互作用对中微子总质量的限制.我们考虑了四种典型的交互形式，即，在I $Λ$ CDM场景中，$Q=βH ρ_{\rm de}$、$Q=βH ρ_{\rm c}$、$Q=βH_{0} ρ_{\rm de}$和$Q=βH_{0} ρ_{\rm c}$。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题，我们采用扩展的相互作用暗能量参数化后Friedmann方法计算了这些模型中暗能量的微扰演化.这项工作中使用的观测数据包括普朗克2018年数据发布的宇宙微波背景（CMB）测量，重子声振荡（BAO）数据，Ia型超新星（SN）观测（Pantheon汇编），以及哈勃太空望远镜2019年哈勃常数$H_{0}$的本地距离阶梯测量。我们发现，与$Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型相比，四个I $Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型中对$\sum m_ν$的约束更宽松.当考虑中微子的三个质量等级时，对$\sum m_ν$的约束在简并等级情况下是最紧的，而在反等级情况下是宽松的。此外，在4个I $Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型中，CMB+BAO+SN+ $H_{0}$数据组合的耦合参数$β$值大于CMB+BAO+SN数据组合的耦合参数$β$值，且在1个以上的$σ$水平上，CMB+BAO+SN+ $H_{0}$…
2020-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From Resonant to Broadband Searches for WISPy Cold Dark Matter
暗物质可能由光、相互作用非常弱的玻色子组成，在早期宇宙中以非热的方式产生。这种极弱相互作用的细长粒子（WISP）的突出例子是轴子和隐藏光子。对这些粒子的直接探测实验是基于将这些粒子转换为光子。这可以在谐振腔中完成，其特征在于谐振增强，或者通过使用允许宽带搜索的适当形状的反射表面来完成。在这篇文章中，我们想阐明这两种设置之间的关系，并研究从共振到宽带搜索的过渡。然后，这允许确定非共振腔搜索比所生成的光子的波长大得多的腔的灵敏度。
2013-08-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Central densities of dark matter halos in FIRE-2 simulations of low-mass galaxies with cold dark matter and self-interacting dark matter
本研究利用FIRE-2模拟比较冷暗物质与自相互作用暗物质模型，发现SIDM诱导的核从中心恒密度区到外缘下降的过渡更快，密度轮廓斜率变化可区分两种核形成机制。
2025-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the cold nature of dark matter
本研究探讨非冷暗物质与暗能量的相互作用场景（含幻影、精质特性），通过 CMB 等数据约束发现：无法排除对非冷暗物质的轻微偏好，部分数据集支持 95%CL 以上的相互作用，且幻影区域可缓解 $S_8$ 张力，为小尺度问题提供新方向。
2025-04-16 astro-ph.CO gr-qc
Clarifying the effects of interacting dark energy on linear and nonlinear structure formation processes
我们提出了一个详细的数值研究的影响，宇宙模型具有直接相互作用的暗能量组件，驱动宇宙的加速膨胀和冷暗物质可以对结构形成的线性和非线性阶段。通过一系列无碰撞N体模拟，我们研究了这些宇宙学模型特征的每个不同效应的影响-其中包括第五种力，粒子质量的时间变化和速度依赖的加速度-分别对密度扰动的增长和一系列与线性和非线性宇宙结构相关的可观测量，作为物质功率谱、重子与冷暗物质之间的引力偏差、晕质量函数和晕密度分布。我们应用和比较文献中以前采用的不同数值方法进行分析，并解决Li & Barrow（2010 b）最近在一项类似研究中声称的与Baldi等人（2010）的第一个结果有关的部分差异。我们的研究结果充分证实了Baldi等人（2010）的结论，并表明当暗能量与冷暗物质相互作用的线性和非线性效应被适当地解开时，速度依赖加速度是作用于非线性尺度的主导效应，尤其是降低冷暗物质晕浓度的最重要机制。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Theoretical and observational bounds on some interacting vacuum energy scenarios
相互作用的暗物质-暗能量模型的动力学的特点是通过一个相互作用率函数量化这些暗扇区之间的能量流。在大多数相互作用函数中，考虑了膨胀率哈勃函数，有时有人认为，由于相互作用函数是局部性质，包含哈勃函数可能会影响整体动力学。这是本文的出发点，我们考虑一个非常简单的真空能量与冷暗物质相互作用的宇宙方案，其特征是各种相互作用函数，这些相互作用函数来源于一个通用的相互作用函数：$Q= Γρ_{c}^{α}ρ_{x}^{1-α-β}(ρ_{c}+ρ_{x})^β$，其中$ρ_c$，$ρ_x$分别是冷暗物质密度和真空能量密度; $α$、$β$是实数，$Γ$是耦合参数，维数等于哈勃速率的维数。我们研究了四种不同的相互作用的宇宙场景，并从理论和观测上对它们进行了约束。我们的分析清楚地表明，相互作用模型应谨慎处理。
2021-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Partially Acoustic Dark Matter, Interacting Dark Radiation, and Large Scale Structure
无碰撞的冷暗物质的标准范例与大尺度的测量存在矛盾。特别是，从宇宙微波背景中推断的哈勃率$H_0$和物质密度扰动$σ_8$的最佳拟合值似乎与直接测量的结果不一致。我们表明，这两个问题都可以解决的框架中，暗物质由两个不同的组件，一个主导组件和次主导组件。主要成分是冷的和无碰撞的。次级成分也是冷的，但与暗辐射强烈相互作用，暗辐射本身形成紧密耦合的流体。在次优势分量的密度扰动的增长被抑制暗声振荡，由于其耦合到暗辐射，解决了$σ_8$问题，而紧耦合的暗辐射的存在改善了$H_0$问题。暗物质和暗辐射的次主导成分继续保持热平衡，直到晚期，抑制了暗盘的形成。我们提出了一个简单的模型，自然实现这种情况下，两个组成部分的暗物质热WIMP的例子。我们的方案可以通过未来的第四阶段实验进行测试，旨在探测CMB和大尺度结构。
2017-08-09 astro-ph.CO hep-ph
Interacting dark sector from the trace-free Einstein equations: cosmological perturbations with no instability
在无痕迹的爱因斯坦引力中，物质的应力-能量张量不一定是守恒的，因此该理论为相互作用的暗能量模型提供了一个自然的框架，其中暗能量具有恒定的状态方程$w=-1$。我们推导了这类相互作用的暗能量模型中线性宇宙学扰动的运动方程，着重于标量部分。然后，我们考虑一个特定的模型，其中的能量动量转移潜力是成比例的冷暗物质的能量密度，这种转移潜力的影响，诱导一个有效的状态方程$w_{\rm eff}\neq0$冷暗物质。我们详细分析了超哈勃尺度上辐射支配期间扰动的演化，发现影响大类相互作用暗能量模型的众所周知的大尺度不稳定性在这个模型中不存在。为了避免梯度不稳定性，能量必须从暗物质流向暗能量。最后，我们证明了具有$w=-1$的相互作用暗能量模型等价于一类广义暗物质模型。
2022-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hints against the cold and collisionless nature of dark matter from the galaxy velocity function
观测到的矮星系数量作为旋转速度的函数，明显小于宇宙学标准模型的预测。这种差异不能简单地通过假设强重子反馈过程来解决，因为它们会违反星系的最大圆速度（$v_{\rm max}$）和重子质量之间的观测关系。一种推测性的但又诱人的可能性是，观测和理论之间的不匹配指向了非冷或非碰撞的暗物质（DM）的存在。在本文中，我们研究了温暖的，混合（即温暖加冷），和自相互作用DM方案的矮星系的丰度和观测到的HI线宽和最大圆速度之间的关系的影响。这两种效应都有可能缓解观测到的星系丰度与理论丰度之间的明显不匹配，这是$v_{\rm max}$的函数。对于温暖和混合DM的情况下，我们表明，差异消失，即使是从莱曼- $α$森林逃避严格的界限的温热模型。自相互作用DM方案也可以提供一个解决方案，只要它们导致扩展（$\gtrsim 1.5$ kpc）暗物质核心的密度分布的矮星系。只有具有速度相关截面的模型才能在不违反其他观测约束的情况下在更大尺度上产生这样的核心。
2017-06-28 astro-ph.CO hep-ph
The interacting vacuum and tensions: a comparison of theoretical models
本文首次推导相互作用真空暗能量的协变规范不变扰动形式，比较三种耦合模型，探究其能否同时缓解 H₀ 和 σ₈ 张力，并发现观测数据将各模型约束至接近 ΛCDM 极限。
2024-06-12 astro-ph.CO gr-qc
Theory of interacting vector dark energy and fluid
本研究提出仅影响扰动的新型相互作用项，构建含G₃项的Proca矢量暗能量与流体暗物质相互作用理论，分析其动力学与无鬼条件，发现修正的有效引力耦合未导致物质过密度降低。
2024-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes from CDM Isocurvature Perturbations
我们表明，原始的黑洞可以产生从大的等曲率扰动的冷暗物质的崩溃。我们开发了一种新的程序来计算所产生的黑洞丰度通过研究匹配扰动的物质只有宇宙，我们用我们的程序来翻译观测约束黑洞丰度到模型无关的约束冷暗物质等曲率扰动在很宽的尺度范围内。对原始扰动典型振幅的约束在小尺度上比线性减弱稍慢。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc
An interacting model for the cosmological dark sector
本文讨论了一个新的宇宙学暗区相互作用模型，其中冷暗物质的衰减稀释率为$a^{-3}f(a)$，其中f（a）是宇宙尺度因子$a$的任意函数.从热力学的角度，我们证明了f（a）与粒子产生过程的熵源成正比。为了研究这类相互作用模型的宇宙学结果，我们将f（a）展开成幂级数，得到了可行的宇宙学解。最后，我们使用当前的观测数据对相互作用函数f（a）进行约束。
2012-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$w_d=-1$ in interacting quintessence model
考虑了一个由精粹标量场与冷暗物质相互作用组成的模型。讨论了达到$w_d=-1$所需的条件。它表明，取决于潜在的精髓考虑，达到幻影分界线提出了一些限制暗能量和暗物质之间的相互作用。这也可能决定在$w_d=-1$暗物质与暗能量密度的比率。
2010-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vortices and Angular Momentum in Bose-Einstein-Condensed Cold Dark Matter Halos
如果冷的暗物质基本粒子形成玻色-爱因斯坦凝聚体，它们的超流性可能将它们与其他形式的冷暗物质区分开来，包括量子涡旋的产生。我们在这里证明，这样的旋涡是有利的强耦合凝聚，而这不是轴子的情况下，这通常被认为是形成一个玻色-爱因斯坦凝聚体，但实际上是非相互作用。
2010-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
