Dark Radiation Confronting LHC in Z' Models
最近的宇宙学数据支持在三个活跃的中微子和光子之外的额外的相对论自由度，通常被称为“暗辐射”。涉及TeV尺度Z'规范玻色子的SM的扩展一般包含超弱相互作用的轻右手中微子，它们可以构成这种暗辐射。在这封信中，我们面对的E6 Z'模型的参数的要求，以考虑目前的暗辐射的证据与已经存在的限制，从寻找新的中性规范玻色子在LHC7。
2012-10-23 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation and interacting scenarios
一个额外的暗辐射成分可以以无菌中微子、轴子或其他可能与暗物质扇区相互作用的非常轻的自由度的形式存在于宇宙中。本文从暗辐射-暗物质耦合模型的现有数据出发，导出了暗辐射丰度、有效速度和粘性参数的宇宙学约束。在考虑相互作用方案时，额外暗辐射物种数量的宇宙学界限不会发生显着变化。我们还发现，暗辐射有效速度的约束退化了一个数量级，而粘度参数的误差是一个因素的两个更大的考虑相互作用的情况下。如果假设非相互作用模型来分析未来的宇宙微波背景数据，但暗辐射和暗物质部分在自然界中相互作用，则有效速度和粘性参数的重建值将偏离其标准的1/3期望，即ceff=0.34（+0.006 -0.003）和cvis=0.29（+0.002 -0.001），对于未来的COrE任务数据为95%CL。
2012-12-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation or Warm Dark Matter from long lived particle decays in the light of Planck
虽然普朗克的数据支持标准ΛCDM模型，但它仍然允许暗辐射的存在，相当于大约一半的额外标准中微子种类。我们提出了一个方案，从热产生的粒子衰变成一个更轻的稳定遗物加标准费米子获得分数的“有效中微子物种”。在寿命远大于1秒时，遗迹粒子和非热中微子成分都对暗辐射有贡献。通过增加稳定粒子与不稳定粒子的质量比，遗迹粒子不再充当暗辐射，而是成为质量为O（1 keV-100 GeV）的暖暗物质的候选者。在这两种情况下，都有可能解决锂的问题。
2013-06-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation and Superheavy Dark Matter from Black Hole Domination
即使在早期宇宙中产生了相对较少的黑洞，随着空间的膨胀，它们在总能量密度中所占的比例也会越来越大。因此，我们有充分的动机去考虑这样一种情形，即早期宇宙包括一个原始黑洞主导总能量密度的时代。在此背景下，我们认为霍金辐射作为一种机制，产生暗辐射和暗物质。如果早期宇宙包括一个黑洞主导的时代，我们发现霍金辐射将产生暗辐射的水平$ΔN_{\rm eff} \sim 0.03-0.2$为每个轻和去耦自旋0，1/2，或1。这个范围非常适合于缓解后期和早期哈勃测定之间的紧张关系，并且在即将到来的CMB实验范围内。暗物质也可能起源于黑洞主导的早期宇宙中的霍金辐射，尽管这样的暗物质候选者必须非常重（$m_{\rm DM} >10^{11}$ GeV），如果他们要避免超过测量的丰度。
2019-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation and small-scale structure problems with decaying particles
虽然标准的ΛCDM模型成功地描述了宇宙的宇宙微波背景辐射和大尺度结构，但它在中微子种类的有效数目（暗辐射）和小尺度结构的数目（过剩问题）方面与观测存在一些矛盾。在这里，我们提出了一个方案，可以通过产生暗物质和暗辐射的晚期衰变的重粒子放松这些紧张局势。由于这种产生机制，暗物质是相当温暖的，从而解决了小尺度结构问题。这种情况在超对称轴子模型中可以很自然地实现，在超对称轴子模型中，由轴子衰变产生的轴子提供暗辐射，而由轴子衰变产生的轴子则形成温暖的暗物质。我们确定了一个满足所有已知宇宙学约束的超对称轴子模型的参数区域。
2012-11-15 astro-ph.CO hep-ph
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
Non-thermal WIMPs as Dark Radiation
人们一直认为，只有轻的物质才能表现为辐射，并解释了普朗克望远镜、WMAP9望远镜、南极望远镜和ATACAMA望远镜最近观测到的暗辐射。在这项工作中，我们将表明，GeV尺度的WIMP可以解释暗辐射以及。如果重WIMP的一部分在热冻结后以非热方式产生，则它们可能会模拟半中微子物质的效应。此外，我们将展示如何BBN，CMB和结构形成的界限可能被规避。
2014-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating primordial black holes
质量范围从$10^{-5}$到$10^9$ g的原始黑洞可能存在于早期宇宙中。通过它们的蒸发机制（在大爆炸核合成之前完成），它们可能释放出超出标准模型的稳定粒子。我们重新考虑了这样的粒子可能构成今天观测到的暗物质的主要部分或一小部分的可能性，更新了暖暗物质约束对这种情况的影响。如果足够轻，来自原始黑洞蒸发的稳定粒子也可能对暗辐射做出重大贡献。我们概括了以前的研究，这个有趣的暗物质和暗辐射的产生机制，包括吸积和熵不守恒的可能数量的影响。我们还详细讨论了标准模型之外的稳定粒子候选者的一些具体例子。
2020-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Common Origin of Warm Dark Matter and Dark Radiation
我们考虑一个宇宙学的情况下，一个相对论性粒子和一个稳定的大质量粒子同时产生的衰变后，大爆炸核合成的粒子，但之前的物质辐射平等。相对论性粒子和大质量粒子分别表现为暗辐射和暖暗物质。由于共同的起源，温暖度和丰度密切相关。我们将导致这种情况的模型称为温暖和相对论衰变产物的共同起源（COWaRD）。我们表明，COWaRD预测的暗辐射量和抑制的大尺度结构，这可以在未来的精密宇宙学观测进行测试之间的相关性。我们证明，COWaRD实现，作为一个例子，在一类超对称轴子模型和未来的观测下一代宇宙微波背景，大尺度结构，21厘米的调查可以揭示的理论结构。
2020-12-18 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmology of Dark Energy Radiation
本研究量化了暗能量辐射的宇宙学特征，发现其辐射丰度可达 $\Omega_{\text{DER}} = 0.03$，并评估了中微子、轴子和暗光子等候选者的直接探测前景及实验约束。
2024-03-26 astro-ph.CO hep-ph
Interacting Scalar Radiation and Dark Matter in Cosmology
我们研究相互作用的标量辐射和暗物质可能的宇宙学效应。在它的去耦之后，标量辐射可以作为中微子自由流动，或者作为完美流体强烈地自相互作用，这在很大程度上取决于它的自耦合的大小。我们得到了自散射率的一般和新颖的结构，并将其与我们宇宙的膨胀率进行了比较。如果它的三线性/立方耦合不为零，标量辐射最终可以被视为理想流体。对CMB可能产生的影响也进行了讨论。当这个标量也介导暗物质粒子之间的相互作用时，大尺度结构的线性物质功率谱可以不同于其他模型进行修改。我们建议使用德拜屏蔽来避免标量辐射与暗物质散射中出现的奇异性。
2016-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Interference pattern in the collision of structures in the BEC dark matter model: comparison with fluids
为了研究薛定谔-泊松方程组驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）暗物质模型中碰撞过程中物质分布的非线性效应，我们研究了结构的正面碰撞，重点研究了碰撞过程中物质密度的干涉斑图形成.我们探讨了用理想气体状态方程模拟的两种流体物质结构的碰撞也形成干涉图样的可能性，并发现了一个否定的结果。考虑到流体是暗物质模型中最常见的特征，我们得出结论，BEC暗物质模型的一个指纹是结构碰撞过程中密度的斑图形成。
2011-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Decay of multiple dark matter particles to dark radiation in different epochs does not alleviate the Hubble tension
衰变的冷暗物质（CDM）被认为是解决哈勃膨胀率和物质聚集之间紧张关系的一种机制。然而，宇宙微波背景（CMB）的偏振测量严重限制了暗物质在重组前的衰变比例，而大尺度结构对CMB各向异性的透镜效应对暗物质在重组后的衰变有很强的限制。总之，这些限制使得用衰减的暗物质来解释哈勃张力不太可能。针对这种情况，我们研究了一个暗物质系综与CDM粒子衰变成自由流动的暗辐射在不同的时代，可以缓解这个问题。我们发现它没有。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting Dark Radiation
我们考虑一类简单的模型，其中暗辐射具有自相互作用，因此不自由流。这种暗辐射没有各向异性应力（或粘度），在CMB角功率谱上留下明显的特征。具体来说，我们研究的可能性，隐藏的规范玻色子和/或手征费米子占中微子物种的有效数量过剩。它们具有规范相互作用，并且由于未破缺的隐藏规范对称性而保持轻，在某些情况下导致Δ N_{\rm eff} \simeq 0.29。
2013-08-13 astro-ph.CO hep-ph
BBN constraints on dark radiation isocurvature
在早期宇宙中，与标准模型完全解耦的暗辐射的存在为相关的暗辐射等曲率模式留下了可能性。我们表明，暗辐射等曲率的存在下，导致空间变化的原始丰度的氦和氘由于空间变化的$N_{\rm eff}$在大爆炸核合成。我们使用的结果来限制存在这样的isocurvature模式的规模下降到$\sim 1$兆个人电脑规模。通过测量不同星系中原始氦氢比和氘氢比的超额方差，在95%的置信度下，我们将星系平均等曲率的方差限制在小于$0.13/Δ\bar{N}_{\rm eff}$。这里，$Δ\bar{N}_{\rm eff}$是由于额外的暗辐射分量而导致的$N_{\rm eff}$的空间平均增加。
2020-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation and dark matter in supersymmetric axion models with high reheating temperature
最近对宇宙微波背景、大尺度结构和大爆炸核合成（BBN）的研究显示出额外辐射的趋势。在超对称强子轴子模型的框架内，我们探讨了两个高再加热温度的情况下，可以解释一致的额外辐射和冷暗物质（CDM），后者驻留在引力子或轴子。在引力子CDM的情况下，来自热介子衰变的轴子在BBN之前已经提供了额外的辐射，而具有宇宙学所需的TeV尺度质量的轴子衰变可以产生额外的熵。在轴子CDM的情况下，宇宙学的约束是尊重轻eV尺度axino和弱尺度引力子衰变成轴子和axino。这些衰变导致后期额外的辐射，可以与早期的贡献共存。最近普朗克卫星探测到的结果是在晚些时候的额外辐射，因此这两种情况都有。进一步的测试是在ADMX上寻找轴子，在LHC上寻找超对称粒子。
2013-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological fluctuations of a random field and radiation fluid
本文将Landau和Lifshitz的随机流体动力学涨落理论推广到具有辐射场和标量场的宇宙学涨落。的粘性压力，参数化的体积和剪切粘度系数，和各自的随机波动的辐射流体相结合的随机和耗散标量演化方程。这导致在一个完整的方程组描述的标量和辐射流体的扰动。这些导出的方程，然后研究，作为一个例子，在温膨胀的背景下。类似的处理方法也适用于其他涉及热涨落或统计涨落的宇宙学早期宇宙情景。
2016-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the dark fluid
宇宙学观测通常是在假设暗区可以分解为暗物质和暗能量两部分的情况下进行拟合的。然而，只要探测器保持纯粹的引力，就没有唯一的分解，观测只能限制一种暗流体;这被称为暗简并。我们使用观察直接约束这种暗流体在一个独立的模型的方式，特别是证明，数据不能拟合的暗流体与一个单一的常数状态方程。通过在尺度因子$a$中选择不同的多项式来参数化暗流体状态方程，并利用当前的运动学数据来约束参数。虽然对暗流体的最简单解释仍然是它由单独的暗物质和宇宙学常数贡献组成，但我们的结果涵盖了其他模型类型，包括统一的暗能量/物质场景。
2009-10-12 astro-ph.CO
Dark sector unifications: dark matter-phantom energy, dark matter -- constant $w$ dark energy, dark matter-dark energy-dark matter
本文提出了一种新的方法，统一的暗物质和暗能量的宇宙流体。介绍了一个模型，其中宇宙流体声速平方被定义为状态方程（EoS）参数的函数。它示出了如何对数的一部分，这个函数的结果在动力学制度以前没有观察到的宇宙流体模型。结果表明，在一个特定的动力学制度的模型表现为统一的暗物质和幻影暗能量。此外，它表明，该模型可以描述暗物质-暗能量统一，其中暗能量渐近行为的暗能量与一个常数EoS参数大于-1。在特定的参数范围内，统一流体模型也再现了类似于$Λ$ CDM模型的全局扩展，其中流体声速对于小的标度因子值为零，并且对于大的标度因子值为小的，甚至为零。最后，它显示了如何该模型可能有助于描述宇宙流体暗物质-暗能量-暗物质统一。得到了产生这种瞬态暗能量行为的模型参数的物理约束。
2019-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy Radiation
我们表明，如果暗能量随时间演化，它的动力学成分可能是由暗辐射浴占主导地位。在目前的限制下，这种辐射的能量密度可能是宇宙微波背景的$\sim 10^4$倍。我们展示了特定的模型，其中滚动标量场产生不同形式的暗辐射，如隐藏的光子，毫荷电粒子，甚至标准模型中微子。我们发现，对晚期宇宙膨胀历史的主导作用取决于一个单一的参数以外的$Λ$ CDM，即今天的暗辐射的温度。对这种修正膨胀率的宇宙学观测可以为这种情况提供一个引人注目的签名。暗辐射本身甚至可以在实验室实验中直接检测到，这表明对暗能量性质的更广泛的实验计划。
2020-12-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Barotropic fluid compatible parametrizations of dark energy
在暗能量模型中，经常使用状态方程参数作为标度因子或红移的函数。本文研究的问题是，文献中提出的参数化是否与暗能量是正压流体相容。这种兼容性的测试是基于声速平方的函数形式，正压流体暗能量直接从状态参数方程的函数得出。声速的平方应该在0和光速的平方之间的要求使用分析和数值方法提供了对模型参数的约束。结果发现，这一基本要求消除了大量的参数化正压流体暗能量模型，并提出了强约束的参数，其他暗能量参数化。
2020-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating Kerr primordial black holes
原始黑洞蒸发产生暗物质和暗辐射的机制非常有趣。我们考虑Kerr黑洞的情况，推广以前在Schwarzschild情况下得到的结果。对于暗物质，结果并没有显著变化，温暖的暗物质的边界也同样适用：特别是，克尔情况不能拯救黑洞统治轻暗物质的场景。对于暗辐射，$ΔN_{eff}$的期望值相对于史瓦西情况没有显著变化，但是对于自旋为2的粒子的增强：然而，在无质量的情况下，只有极端的黑洞才能达到预期的实验灵敏度。
2021-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlation between Dark Matter and Dark Radiation in String Compactifications
弦紧化中的再加热一般是由最轻模量的衰变驱动的，最轻模量的衰变产生标准模型粒子、暗物质和表现为暗辐射的亮隐藏扇区自由度。这种共同的起源使我们能够发现暗物质和暗辐射之间有趣的相关性。通过结合现有的中微子种类有效数N_eff的上界和费米数据中作为暗物质质量m_DM的函数的再加热温度的下界，我们得到了（N_eff，m_DM）平面上的强约束.在这个平面上的大部分允许区域对应于非热的场景与希格斯诺类暗物质。只有当N_eff趋于其标准模型值时，才允许热暗物质。我们表明，上述情况是实现微扰模稳定的模型中，暗辐射的生产是不可避免的，因为大量的封闭弦轴子保持轻，不被吃掉异常U（1）s。
2014-01-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Signatures of Dark Radiation in Neutrino and Dark Matter Detectors
我们认为宇宙的能量预算包括某种形式的相对论或半相对论暗辐射（DR）与非引力相互作用的标准模型（SM）粒子的一般可能性。这种暗辐射可能由SM单线态或中微子的非热高能成分组成。如果这样的DR是在相对较近的时期产生的，它可以携带足够的能量，在旨在寻找相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的印记：暗物质和地下中微子实验。我们分析了这种可能性在一些一般性，假设相互作用的暗辐射是由不稳定粒子的后期衰变，潜在的暗物质的组成部分，并考虑各种可能的暗辐射和SM粒子之间的相互作用。集中在次GeV的能量区域，我们得出的限制不同形式的DR使用最敏感的中微子和暗物质直接探测实验的结果。特别是，对于相互作用的暗辐射携带一个典型的动量$\sim30$ ~MeV $/c$，这两种类型的实验提供了竞争性的限制。这项研究还表明，非标准的中微子发射源（例如，通过暗物质衰变）能够为暗物质直接检测创造一个“中微子底”，该“中微子底”比标准中微子源的预期更接近当前的界限。
2018-04-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Gravitational Waves and Dark Radiation from Dark Phase Transition: Connecting NANOGrav Pulsar Timing Data and Hubble Tension
最近NANOGrav合作报告的脉冲星计时数据可能表明在$f \sim 10^{-8}$ Hz附近存在随机引力波背景。我们探索了从暗扇区相变中产生这种低频引力波的可能性。假设暗区除了引力相互作用外与可见区完全解耦，我们发现一定量的暗辐射应该保留到现在。NANOGrav的数据表明，暗辐射的数量接近目前的上限，这可能有助于缓解所谓的哈勃张力。如果暗辐射的存在在未来的CMB-S4实验中没有得到证实，这将意味着存在新的粒子，它们在O（1-100）MeV的能量尺度上与标准模型扇区发生微弱的相互作用。
2020-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model of light dark matter and dark radiation
我们提出了一个暗物质和暗辐射的模型，基于强耦合的暗${\rm SU}(5)$规范理论与基本和十重态暗夸克。该模型支持轻暗重子，尊重手征对称性，这是电中性的，但具有电磁形状因子，也是一个轻暗轴子。由于暗重子与标准模型粒子的耦合与禁闭尺度的平方成反比，暗重子会变成热的暗物质或冷的暗物质，这取决于暗物质的禁闭时间。对于禁闭尺度$Λ\sim 10-10^3~{\rm GeV}$，质量约为$ 1~{\rm GeV}-1~{\rm MeV}$的暗重子变成自然小磁矩的冷暗物质，并给出正确的残余丰度。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological constraints on axionic dark radiation from axion-photon conversion in the early Universe
轴子在弦论中似乎无处不在，其中一些可能是由重标量衰变产生的非热，有助于暗辐射。研究了在原初磁场存在下，由轴子暗辐射通过轴子-光子转换产生的光子的各种宇宙学效应，导出了轴子-光子耦合与原初磁场结合的严格约束.
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scalar perturbation of the viscosity dark fluid cosmological model
用一个通用的状态方程来模拟统一的暗物质和暗能量（暗流体），并证明了该模型等价于具有含时体粘滞系数的单一流体。本文研究了这种粘性暗流体模型的标量扰动。对于特定的参数选择，我们发现在未来宇宙中可以精确地得到微扰量。数值求解了扰动演化方程，并与$Λ$ CDM模型的结果进行了比较.尽管在宇宙晚期存在显著的数值差异，但该模型的引力势和密度微扰与标准模型具有相似的行为。
2010-01-31 astro-ph.CO
Dark Radiation and Dark Matter in Large Volume Compactifications
我们认为，暗辐射是自然产生的衰减的整体体积模量在大体积的情况下。我们认为隔离和非隔离的情况下，并发现，轴超伙伴的模量产生的模量衰减，它可以解释暗辐射的观察建议，而通过Giudice-Masiero项模量衰减的总衰减率的主要贡献。在隔离的情况下，由模量衰减产生的最轻的超对称粒子自然可以解释观测到的暗物质密度。另一方面，在非隔离的情况下，超对称粒子不是由模衰变产生的，因为软质量是重引力子质量的量级。QCD轴子将是一个可信的暗物质候选者。
2012-11-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
InterACTing dark radiation models after ACT
University of Utah（犹他大学）
ACT DR6数据显著限制了通过相互作用暗辐射缓解哈勃张力的模型。
2025-12-22 astro-ph.CO
Radiation Exposure from the Dark
本研究探讨更重且相互作用更强的暗物质可能使人类暴露于显著辐射剂量，并利用未观测结果约束此类暗物质参数空间，提出非弹性散射候选体可使千分之一人口受影响。
2025-05-23 astro-ph.CO hep-ph physics.space-ph
Radiation and energy release in a background field of axion-like dark matter
我们发现，一个模糊的暗物质背景和银河系中心的mG尺度的磁场可以引起一个非常大的能量释放的辐射。辐射场的频率与振荡的类轴子背景场的频率相同。我们表明，有一个模糊的暗物质部门和电磁部门之间的能量转移，因为所产生的辐射场和银河磁场的存在。与模糊暗物质的能量相比，辐射的能量释放速率非常慢，但与源区的银河系磁场的能量相比，辐射的能量释放速率可能很大。利用这个例子，我们表明，模糊的暗物质与一个大规模的磁场是可能的，以产生丰富的物理。
2017-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Darkon fluid - a model for the dark sector of the Universe?
我们引入暗子作为伽利略无质量自引力流体的流体粒子。该流体表现出与$z=5/3$的各向异性缩放。最小引力耦合动态地产生任一符号的引力质量密度。因此，这种流体可以作为宇宙暗区的模型。它的宇宙学解给出了早期宇宙的减速阶段和晚期宇宙的加速阶段。定常流解是否会导致一个限制势，从而成为一个可能的晕模型？
2012-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unifying dark matter, dark energy and inflation with a fuzzy dark fluid
标量场出现在许多宇宙学模型中，特别是为了解释暗能量和暴胀，但也是为了模拟暗物质。在本文中，我们表明，这是可能的标量场同时取代暗物质，暗能量和通货膨胀假设存在的非最小耦合到重力，墨西哥帽潜力，和自发对称性破缺前的通货膨胀。在暴胀之后，标量场表现得像一种暗流体，模仿暗能量和暗物质，并且具有类似于模糊暗物质的暗物质行为。
2020-07-10 astro-ph.CO hep-th
A dark radiation era prior to the inflationary phase
一个宇宙模型占主导地位的暗辐射，随后一段时间的通货膨胀的开始。这个模型基于Randall-Sundrum II型膜世界。目前的观测数据被用来固定与暗辐射相关的参数。
2009-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective description of dark matter as a viscous fluid
与理想无压流体的标准假设相比，将大尺度下的暗物质视为有效粘性流体，为计算密度和速度功率谱提供了改进的框架。我们将讨论如何通过适当的粗粒化过程使这个框架具体化。我们还回顾了结果表明，它提高了宇宙学扰动理论的收敛性。
2016-09-12 astro-ph.CO
The Unifying Dark Fluid Model
宇宙学的标准模型依赖于两个组成部分的存在，“暗物质“和“暗能量“，它们主导着宇宙的膨胀。没有直接证据证明它们的存在，它们的性质仍然未知。许多替代模型提出了其他的宇宙学方案，特别是暗流体模型，用一种独特的暗成分来取代暗物质和暗能量成分，能够模拟这两种成分的行为。讨论了当前宇宙学对统一暗流体模型的限制，提出了一个基于复标量场的暗流体模型。最后研究了量子修正对标量场势的影响。
2009-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamic aspects of dark energy fluids
在本文中，我们研究了热力学对暗能量流体的限制。得到了暗能量流体的热容和压缩率。热稳定性和机械稳定性要求这些量为正值。我们证明了暗能量流体必须满足稳定性条件，这一要求给具有负常数EoS参数的宇宙流体模型带来了困难。我们还表明，观测约束SN Ia，BAO和$H(z)$数据上的一般暗能量流体与随时间变化的EoS参数是在与热力学的约束相冲突。这一结果表明，暗能量流体模型是非物理的。
2018-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Superheavy Dark Matter in Light of Dark Radiation
如果满足稳定性条件，超重暗物质可以满足观测到的暗物质丰度。在这里，我们提出了一个新的阿贝尔规范对称性${\rm U(1)}_H$，用于超重暗物质作为电子的电磁规范对称性的稳定性。与${\rm U(1)}_H$相关的新规范玻色子有助于作为暗辐射的宇宙中相对论自由度的有效数量，最近已经通过几个实验测量到，例如，普朗克。我们计算了标量粒子通过环中的超重暗物质衰变对暗辐射的贡献。有趣的是，这种情况将由未来的大型强子对撞机在希格斯玻色子的不可见衰变特征中进行探测。
2014-10-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
The Cherenkov radiation in the galaxy halo of dark matter
考虑了由Navarro-Frenk-White和Burkett剖面描述的暗物质星系晕中光折射的影响。计算了具有这些剖面的引力场折射率的切伦科夫辐射功率。结果表明，在X射线范围内，相应的辐射温度具有微开的量级。指出它的探测可能是选择星系中较好的暗物质密度分布的依据。
2013-02-15 astro-ph.CO
Quasi-isotropic expansion for a two-fluid cosmological model containing radiation and string gas
构造了一个包含辐射和弦气体的简单双流体宇宙学模型的准各向同性展开。明确地写出了度量系数、能量密度和速度的第一非平凡阶表达式。研究了它们的小时间和大时间渐近性。结果发现，各向异性分量的度量系数的大时间渐近增长速度比各向同性（迹比例）的组件。
2019-11-10 astro-ph.CO
Cosmological perturbations in the interacting dark sector: Mapping fields and fluids
没有唯一的方法来描述暗能量-暗物质的相互作用，因为我们对暗区的性质和动力学知之甚少。因此，在许多唯象暗物质流体相互作用模型的文献中，相互作用强度$Q_ν$在暗扇区是手工引入的。要求暗区的相互作用强度$Q_ν$必须有场论描述，得到了一种唯一的相互作用强度形式.我们证明了$f(R,χ)$模型的场和流体之间的等价性，其中$f$是$R$和代表暗物质的经典标量场$χ$的任意光滑函数。在一阶微扰，我们表明，一对一的映射之间的\emph{classical}场论描述和现象学流体描述的相互作用的暗能量和暗物质存在\emph{only}这种独特的相互作用形式。然后，我们将文献中考虑的相互作用暗能量模型分为两类的场论描述的基础上。我们介绍了一个新的自治系统和它的稳定性分析一般的相互作用暗扇区。我们发现，暗能量占主导地位的时代发生在一个特定的标量场潜力和一系列的耦合强度比非相互作用系统。
2020-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interacting dark fluid in the universe bounded by event horizon : A non-equilibrium prescription
对以事件视界为边界的宇宙中相互作用的暗流体进行了非平衡热力学分析，根据观测证据，假定目前宇宙中的物质主要由两个暗扇区--暗物质和暗能量组成。在本文的工作中，暗物质是以尘埃的形式存在，暗能量是以理想流体的形式存在，并且在一种情况下暗能量是以常数方程存在，而在另一种情况下则是以全息暗能量模型存在，最后，本文还讨论了暗物质和暗能量的相互作用，以及暗物质和暗能量之间的相互作用。广义热力学第二定律的有效性已在这两种情况下进行了检验。
2014-06-27 astro-ph.CO physics.gen-ph
Field Theories and Fluids for an Interacting Dark Sector
我们认为，相互作用的黑暗部门的流体模型之间的关系，和场理论模型，这种描述的基础。这个问题特别重要，因为有人认为这种相互作用可能有助于缓解目前不同宇宙学数据集之间的一些紧张关系。我们构建一致的场论模型的相互作用的黑暗部门，表现得完全一样的耦合流体的，即使在线性扰动的水平，并可以信任的非线性制度深。作为一个具体的例子，我们专注于狄拉克，Born-Infeld（DBI）场共形耦合到一个quintessence字段的情况下。我们表明，流体线性政权打破之前的场梯度变得很大，这意味着场论是有效的流体非线性政权的大区域内。
2020-03-23 astro-ph.CO
Dark Radiation in extended cosmological scenarios
最近的宇宙学数据提供了一个“黑暗”的相对论背景在高统计意义的证据。然而，根据相对论自由度Neff的数量进行参数化，目前的数据似乎表明比基于三个活跃中微子的标准场景中预期的值更高。这种暗辐射成分的特征不仅在于其丰度，而且还在于其聚集特性，如其有效声速和粘度参数。因此，利用当前和未来的宇宙微波背景辐射数据，研究暗辐射性质与暗能量状态方程或标量谱指数的运行等关键宇宙学参数之间的相关性是至关重要的。我们发现，暗辐射的粘度参数不同于他们的标准值可能会被误解为一个不断发展的暗能量组件或作为一个运行的光谱指数的功率谱的原始波动。
2012-06-01 astro-ph.CO
Testing the effects from dark radiation
在这封信中，暗辐射（DR）的影响进行了测试。在理论上，应用相空间分析方法检验了模型与宇宙历史的一致性，得到了肯定的结果。在观测上，通过使用观测数据（超新星遗产调查），$SNLS$（威尔金森微波各向异性探测器9年结果），$PLANCK$（普朗克首次数据发布），$BAO$（重子声学振荡），$H(z)$（哈勃参数数据）和$BBN$（大爆炸核合成）），发现暗辐射具有消除平坦$ΛCDM$模型中$SNLS$数据与其它数据之间的张力的效果。暗辐射的影响也使得$N_{eff}$的最佳拟合值略大于3.04。
2013-06-27 astro-ph.CO
Spherical Collapse of a Unified Dark Fluid with Constant Adiabatic Sound Speed
在本文中，我们测试了具有恒定绝热声速的统一暗流体（UDF）的球形坍缩。通过选择不同的模型参数$B_s$和$α$，我们证明了UDF和重子的非线性坍缩，它们被认为是宇宙大尺度结构的形成原因。分析结果表明，$α$和$B_s$值越大，结构形成越快，形成时间越早。
2013-02-27 astro-ph.CO
A comparison of perturbations in fluid and scalar field models of dark energy
我们比较了暗能量流体模型和标量场中的扰动。与$Λ$ CDM模型相比，流体模型和一般的经典暗能量模型都抑制了大尺度物质的功率谱，为了检验流体描述暗能量在模拟标量场中的有效性，我们考虑了一种势，它给出了与具有常数状态方程的流体相同的背景演化.我们表明，子哈勃尺度，流体模型有效地模拟了一个标量场模型。在更大的尺度上，暗能量扰动可能起着重要的作用，流体类比打破了，物质密度对比的演化取决于单个标量场模型。
2009-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Gaugessence: a dark energy model with early time radiation-like equation of state
在这项工作中，我们研究了一个新的非阿贝尔规范场的精粹模型，最低限度地耦合到爱因斯坦引力。这种规范理论最近被引入并作为一种暴胀模型进行研究，称为规范暴胀。然而，在这里，我们感兴趣的是在物质和辐射存在的情况下，该模型的晚期宇宙学，以解释目前的时间加速宇宙。在辐射和物质时代，规范场跟踪辐射，基本上就像一个黑暗的辐射扇区。当我们接近较低的红移时，暗分量以暗能量源的形式出现，最终成为宇宙能量预算的主导部分。由于我们的模型的跟踪功能，不同的初始值的解决方案被吸引到一个共同的轨迹。早期暗辐射的存在是我们的模型的一个强有力的预测，它有助于相对论性物种的有效数量，$N_{\rm eff}$，并有自己有趣的观测功能。
2018-08-31 astro-ph.CO
Shearing and geodesic axially symmetric perfect fluids that do not produce gravitational radiation
使用的框架的基础上的1+3形式主义，我们进行了研究的轴对称和反射对称的完美和测地线流体，寻找可能的模型辐射源的引力波。因此，流体必然是剪切的，否则外尔张量的磁性部分消失，导致超坡印廷矢量消失。然而，对于家庭的完美，测地线流体在这里考虑，似乎所有可能的情况下减少共形平坦，剪切-自由，无涡，流体，即弗里德曼-罗伯斯顿-沃克。超坡印廷矢量消失，因此预计不会产生引力辐射。讨论了所得结果的物理意义。
2015-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Classical and quantum cosmology with two perfect fluids: stiff matter and radiation
在这项工作中，均匀和各向同性宇宙的弗里德曼-罗伯逊-沃克研究中存在的两种流体：刚性物质和辐射所描述的舒茨的形式主义。我们得到了经典情况下宇宙的标度因子的行为。对于量子情形，构造了波包，并找到了宇宙的波函数。
2016-07-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The spacetime outside a source of gravitational radiation: The axially symmetric null fluid
本文研究了轴对称和反射对称的引力辐射源的外部。这样一个源的外部充满了由引力辐射发射所固有的耗散过程产生的零流体，从而代表了轴对称和反射对称时空的Vaidya度规的推广。涡度的作用，以及它与引力辐射的存在的关系是证据。球对称的情况下（Vaidya），渐近地，恢复范围内的$1+3$形式主义。
2016-11-03 astro-ph.CO gr-qc
Velocity-dependent interacting dark energy and dark matter with a Lagrangian description of perfect fluids
我们考虑一个宇宙学的情况下，黑暗的部门所描述的两个完美的流体，通过速度依赖的耦合相互作用。这种耦合在暗区产生了由组件的相对速度驱动的相互作用，从而使得背景演化不受相互作用的影响，并且只有扰动的欧拉方程在一阶受到影响。我们得到了这个系统的Schutz-Sorkin拉格朗日公式与理想流体的方程，并推导出相应的稳定性条件，以避免鬼和拉普拉斯不稳定性。作为一个特殊的例子，我们研究了一个模型，其中暗能量的行为作为一个辐射流体在高红移，而它有效地成为一个宇宙学常数在宇宙后期。在这种情况下，我们表明，这两个黑暗的组件的相互作用导致抑制的暗物质集群在晚些时候。我们还认为，这种抑制集群与额外的暗辐射在早期的可能性，可以同时缓解$σ_8$和$H_0$的紧张局势。
2021-02-08 astro-ph.CO gr-qc
