The Role of Anisotropy in the Void Models without Dark Energy
虚空模型为没有暗能量的宇宙“加速膨胀”提供了一种可能的解释。为了使传统的空洞模型更现实，我们允许的空隙，我们周围的一个undersense区域，是各向异性的，并考虑在观察员对着的立体角的距离红移关系的平均值。我们首先表明，在采取平均的光学标量方程（距离方程）的形式，我们得到的有效距离方程与Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙的Dyer-Roeder-like扩展。然后，我们数值求解方程比较与Ia型超新星的观测数据。我们发现各向异性允许更小的空洞尺寸和更大的Ω_m。
2009-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Measurement of Void Bias Using Separate Universe Simulations
宇宙空洞是宇宙大尺度结构的有偏示踪剂。分离全域模拟（SUS）通过实现峰值-背景分裂（PBS）来实现这种偏置关系的精确测量。在这项工作中，我们应用SUS技术来测量空偏参数。我们证实，PBS的论点工程以及undersense示踪剂。空隙尺寸分布的响应取决于空隙半径。对于大于（小于）分布峰值处的尺寸的空隙，空隙丰度对长波长模式负（正）响应。SUS的线性偏差与大尺度上的互功率谱测量结果一致。使用SUS，我们已经检测到的二次空隙偏差的第一次在模拟中。我们发现，$ b_2 $是负的，当$ b_1 $的大小是小的，它变成正的，并迅速增加时，$ |b_1| $增加。我们比较的结果从晕密度场与那些从暗物质分布中确定的空隙，并发现，结果是定性相似的，但偏见一般转移到较大的空隙尺寸。
2020-01-21 astro-ph.CO
Galaxy correlations and the BAO in a void universe: structure formation as a test of the Copernican Principle
对于暗能量问题，一个建议的解决方案是空洞模型，其中加速膨胀被哈勃尺度的不均匀性所取代。在这些模型中，密度扰动生长在径向不均匀的背景。这种大尺度的不均匀性使球形的重子声学振荡特征变形为椭球，这意味着星系关联函数中的凸点在径向和横向关联函数中出现在不同的尺度上。我们计算这些第一次，曲率梯度不耦合的标量模式的矢量和张量模式的近似下。径向和横向的关联函数是非常不同的协调模式，即使模式具有相同的平均BAO规模。这意味着，如果空隙模型被微调以满足平均BAO数据，则在关联函数中有足够的额外信息来区分空隙模型与一致性模型。我们希望这些新的功能，以保持完整的微扰方程求解时，这意味着径向和横向星系关联函数可以作为一个强大的测试哥白尼原理。
2013-03-21 astro-ph.CO gr-qc
Age Problem in Lemaitre-Tolman-Bondi Void Models
众所周知，我们可以通过考虑一个不均匀和/或各向异性的宇宙（这违反了宇宙学原理）来解释当前的宇宙加速，而不需要调用暗能量或修正的引力。这类模型中最著名的是所谓的Lemartre-Tolman-Bondi（LTB）空洞模型，在这个模型中，宇宙是球对称的，径向不均匀的，我们生活在一个以我们的位置为中心的局部密度不足的空洞中。在目前的工作中，我们测试了各种LTB空洞模型与一些老高红移天体（OHRO）。显然，宇宙不可能比它的组成部分更年轻。我们发现，一个非常大的$r_0$（表征的空隙的大小），需要容纳这些OHRO在LTB空隙模型。在这个异常大的$r_0$和从其他观测（如SNIa、CMB等）推断出的小得多的$r_0$之间存在着严重的矛盾。然而，如果我们转而考虑类星体APM 08279+5255在红移$z=3.91$处的最低极限1.7\，Gyr，这种紧张可能会大大缓解。
2015-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Voids as Alternatives to Dark Energy and the Propagation of Gamma Rays through the Universe
我们测试了一个空洞的宇宙TeV能量的伽马射线的不透明度已经获得了银河系外的背景光在宇宙中使用一个简单的模型和观察到的恒星形成率的历史约束。我们发现虚空宇宙比Lambda-CDM宇宙具有更大的不透明度，这与BL-Lac天体的观测结果不一致。我们认为，虽然这种区分两种宇宙学的方法包含不确定性，但它避免了任何关于微调的争论。
2011-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evolution of linear perturbations in Lemaître-Tolman-Bondi void models
研究了具有真实宇宙学初始条件的LTB空洞模型中线性扰动的演化。LTB模型中的线性微扰理论比标准弗里德曼宇宙中的复杂得多，因为不均匀的背景导致规范不变的微扰在一阶耦合。如Clarkson等人（2009）所示，演化受到需要数值积分的线性偏微分方程系统的约束。我们提出了一个新的数值方案，使用有限元方法来解决这个方程系统，并产生标量初始条件的基础上高斯随机场的潜在的功率谱的Barrant势。球谐分解后，初始涨落在时间上传播，每个规范不变变量的角功率谱的估计作为红移的函数计算。这允许以统计方式分析耦合强度。我们发现显着的耦合高达$25\%$的大而深的空隙的Gpc规模所需的，以适应距离红移关系的SNe。
2015-03-27 astro-ph.CO gr-qc
CMB sky for an off-center observer in a local void I: framework for forecasts
宇宙不是完全均匀的，大尺度结构形成了过密区域和空洞。在本文中，我们考虑的可能性，我们占据了一个特殊的位置在我们的宇宙中，靠近一个局部欠密区域的中心，我们作为一个LTB空隙嵌入均匀和各向同性的宇宙模型。由偏心观测者在这个空洞中测量的CMB天空在统计上不是各向同性的。除了非随机CMB各向异性由于几何形状的模型，我们还观察到一个透镜状失真的CMB各向异性。在这篇文章中，我们提出了一个框架来预测的精度，我们可以测量的振幅的CMB温度各向异性的透镜状变形。为了说明的目的，我们将这种方法应用到一对夫妇的大规模的空隙模型不同的物质密度分布，我们表明，从普朗克卫星的CMB温度数据是潜在的能够检测到这里选择的大空隙的效果。一个配套文件将致力于不同的现实空洞模型的系统探索。
2019-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic voids and the kinetic analysis. III. Hubble tension and structure formation in the late Universe
本文采用 Vlasov 动力学自洽场方法，引入含宇宙学常数排斥项的修正引力势，研究晚期宇宙结构形成，给出半周期引力结构的形成判据与尺度预测，并解释哈勃张力及局域纤维结构的确定性形成机制。
2023-09-21 astro-ph.CO gr-qc
Voids and Halos in Voids statistics as a probe of the Expansion History of the Universe
本研究利用游走集理论统计宇宙空洞及空洞内暗物质晕的数密度，比较标准ΛCDM与重建模型，发现红移1.0-2.5范围内数密度可区分宇宙学模型，最大差异在z≈1.9。
2023-09-13 astro-ph.CO
The sparkling Universe: the coherent motions of cosmic voids
我们使用$Λ$ CDM数值模拟计算宇宙空洞的整体运动，考虑空洞内部的暗物质的平均速度和周围壳层中的晕。我们发现这两个措施的重合值范围$\sim$ 300 - 400公里/秒，不远处的预期平均奇特的速度集团和星系团。当分析成对的相对速度的空隙的分布，我们发现一个显着的双峰行为与过量的系统接近和后退的空隙一致。我们确定这种双峰性的起源存在于空隙大尺度环境中，因为一旦空隙被分类为空隙中的空隙（R型）或空隙中的云（S型），R型被发现相互后退，而S型相互接近。这些系统的相对速度的大小占超过100公里/秒，达到大相干长度高达200小时$^{-1}$兆秒差距。我们使用了斯隆数字巡天数据发布7（SDSS-DR7）的空洞样本和从线性理论推断的奇特速度场，发现与模拟预测完全一致的结果。因此，它们的相对运动暗示了一个闪烁的宇宙的场景，根据它们的局部环境，有接近和后退的空洞。
2015-10-02 astro-ph.CO
The sparkling Universe: Clustering of voids and void clumps
我们使用数值模拟和斯隆数字巡天的主要星系样本分析了宇宙空洞的聚类。我们考虑到分类的空隙分为两种类型，类似于不同的演化模式：那些具有上升的综合密度分布（空中空模式，或R型）和空壳（空云模式，或S型）。结果表明，相同类型的孔洞比全样本具有更强的聚集性。我们使用的相关性分析来定义空隙团块，协会与至少两个空隙分开的距离最多的平均空隙分离。为了研究空洞团簇的空间构型，计算了空洞团簇的最小生成树，分析了空洞团簇的多重数、最大长度和伸长参数。我们进一步研究了更小的球体的动力学，它包含了每个团块中的所有空隙。虽然根据其成员空洞类型的整体密度是不同的，这些球的体积运动显着低于随机放置的球具有相同的半径分布。此外，两两空穴运动的相干性并不强烈地依赖于空穴是否属于同一块。空隙团块对于分析空隙周围的大尺度流动是有用的，因为嵌入在大的欠密区域中的空隙大多处于空隙中的空隙状态，较大区域的膨胀产生空隙的分离。类似地，过密区域周围的空隙形成了塌陷的团块，这反映在大多数接近的空隙的相对速度上。
2017-03-30 astro-ph.CO
Scaling Relations in the Network of Voids: Implications for Local Universe Dynamics and Inferring the Metric of Space
宇宙中物质的大规模分布形成了一个由团簇、细丝和包围着大空洞的墙组成的网络。空隙又可以被描述为蜂窝系统，其中空隙/单元限定动态不同的区域。已经观察到由各种物理和生物过程产生的细胞系统密切遵循与其几何形状、拓扑结构和动力学相关的标度律。宇宙学空洞是已知的最大的细胞系统，这些标度律从未被研究过。使用宇宙学的N体模拟，我们提出了一个网络的空隙的标度关系的研究，扩展其有效性超过30个数量级的规模相对于其他已知的细胞系统。标度关系使我们能够从空洞的几何形状和拓扑结构中间接测量空洞的动力学状态。利用我们的结果，我们将狮子座支线上观察到的“局部速度异常”解释为我们宇宙后院塌陷空洞的结果。此外，空洞的几何形状和连通性直接取决于空间的曲率。在这里，我们提出了一个独立的和新颖的度量空间的尺度关系，并讨论其在未来的星系调查的使用。
2020-08-31 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型，$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM），和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区：一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和耦合暗物质-暗能量（CDE）模型。使用这些模型的$N$体模拟，我们得到了几个措施的空隙统计和属性，包括分布的空隙体积，椭圆率，prolateness，和平均密度。我们发现，来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布，在当今的宇宙，这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现，分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$，表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是，我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地，平均而言，空隙在精粹模型下趋于最空，而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明，这是标量场存在于两种替代模型，导致空的空洞形成，而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
Cosmic voids and filaments from quantum gravity
利用计算机模拟，我们研究了一个典型的量子宇宙的几何形状，即在可能的暴胀时期之前人们可能期望的几何形状。我们显示它使用的坐标定义的四个经典的标量场满足拉普拉斯方程与非平凡的边界条件。场的结构揭示了宇宙网的结构，与当今宇宙中观察到的结构惊人地相似。暴胀可能使这些结构与我们的宇宙有关。
2021-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ringing the universe with cosmic emptiness: void properties through a combined analysis of stacked weak gravitational and Doppler lensing
宇宙空洞的一个重要方面是，这些密度不足的区域提供了有关我们宇宙性质的补充信息。与致密区不同，空洞被物质所避开，也较少受到重子过程的污染。理解宇宙空洞性质的第一步是正确推断它们的质量分布。在文献中，已经实施了各种技术。在本文中，我们回顾了他们，并实现了一种新的技术，是基于多普勒透镜。我们使用相对论性的$N$体代码，\textsc{Gevolution}，产生宇宙学质量扰动，并实现三维射线追踪技术，它遵循射线束的演化。我们专注于宇宙空洞的各种属性（例如，空洞尺寸函数，2点关联函数，和空洞的密度分布），并比较其普遍趋势的结果。我们表明，当弱透镜与多普勒透镜相结合，我们得到更严格的约束比单独弱透镜。我们还获得了更好的协议之间的密度分布推断从透镜效应和密度分布推断晕示踪剂的空隙的中心部分。简要讨论了该结果对正在进行的和未来的低红移光谱巡天的意义。
2022-05-01 astro-ph.CO
Cosmic voids and the kinetic analysis. II. Link to Hubble tension
本文基于动力学 Vlasov 处理和包含宇宙常数的修正引力势，分析了局部宇宙中空洞及引力结构的形成机制，预测了与全局哈勃流不同的局部哈勃流，为哈勃冲突提供了新视角。
2023-03-11 astro-ph.CO gr-qc
Large scale structure simulations of inhomogeneous LTB void models
本文对非均匀Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）宇宙模型中的大尺度结构演化进行了数值模拟。我们遵循的引力坍缩的一个大的欠密区域（空），否则平坦的物质为主的爱因斯坦-deSitter模型。我们观察到如何（背景）密度对比度在中心的空隙增长的顺序之一，并表明，密度和速度分布遵循精确的非线性LTB的解决方案，但最极端的空隙的全部爱因斯坦方程。这一结果似乎与先前的主张相矛盾，即完全相对论代码需要正确处理大尺度结构的非线性演化，以及具有显式膨胀项的局部牛顿动力学是不够的。我们还发现，（局部）物质密度对比度与比例因子以类似于开放宇宙的方式增长，其中物质密度OmegaM（r）的值对应于空隙内的适当位置。
2011-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Effect of Dark Energy Perturbation on Cosmic Voids Formation
本文介绍了暗能量扰动对宇宙空洞形成和丰度的影响。我们认为暗能量是一种具有负压的流体，其特征在于恒定的状态方程w和声速$c^2_s$。通过求解暗物质和暗能量流体的流体方程，我们量化了暗能量扰动对顶帽空洞尺寸的影响。我们还探讨了基于偏移集理论的空洞的尺寸分布的影响。我们确认，暗能量扰动可以忽略不计的影响大小演变的空隙; $c^2_s = 0$变化的大小只有0.1%相比，均匀的暗能量模型。我们还证实，当w < -1时，暗能量扰动抑制了空隙尺寸，当$w > -1$时，增加了空隙尺寸（Basse等人，2011）。与对尺寸的影响可以忽略不计相比，我们发现，在大于10 Mpc/h的尺度上的尺寸分布函数高度依赖于暗能量扰动;与均匀暗能量模型相比，对于具有$w = -0.9$和$c^2_s = 0$的模型，半径为30 Mpc的大空隙的数量增加了25%，而对于具有$w = -1.3$和$c^2_s = 0$的模型，它们的丰度减少了20%。
2018-05-11 astro-ph.CO
The central region of a void: an analytical solution
我们提供了一个精确的分析方程的空心中心区域。我们表明，中心密度是唯一确定的初始扰动的振幅。我们的研究结果表明，N体模拟有点高估了空洞的空虚：他们中的大多数应该有中心欠密度$δ_c > -73\%$，并应该有几乎没有空洞与$δ_c < -88\%$。空洞的中心区域是一个开放的弗里德曼“宇宙”的一部分，它的演化与宇宙的演化有很大的不同：有一个很长的阶段，曲率项占主导地位，这阻止了空洞内星系团和大质量星系的形成。空隙中心的密度分布应该非常平坦。我们讨论了N体模拟得到的一些空洞模型，并提出了一些改进的方法。我们还表明，暗能量使空洞不那么欠密。
2021-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Redshift Drift in LTB Void Universes
我们研究红移漂移，即，在LTB解中宇宙学红移的时间导数，其中观测者被假定位于对称中心。这个解经常被当作一个反哥白尼宇宙模型来研究，用来解释宇宙体积膨胀的加速，而不引入暗能量的概念。红移漂移被认为是LTB宇宙模型与含暗能量的哥白尼宇宙模型的决定性区别之一。在所有已知的LTB宇宙模型中，红移漂移都是负的，而在含有暗能量的哥白尼模型中，红移漂移在$z \lesssim 2$区域是正的.然而，还没有关于这个问题的详细研究。在本文中，我们证明了在LTB空洞模型的情况下，偏心源的红移漂移总是负的。我们还表明，红移漂移可以是积极的一个非常大的驼峰型不均匀性。我们的结果表明，我们可以通过观测红移漂移来确定我们是否生活在没有暗能量的大空洞中心附近。
2010-10-01 astro-ph.CO
The stability of voids in the Local Universe: The role of the cosmological constant
Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Laboratory（宇宙学与天体物理学中心，阿利哈尼扬国家实验室）；Yerevan State University（埃里温国立大学）；SIA, Sapienza University of Rome（罗马智慧大学）；Keldysh Institute of Applied Mathematics of RAS（俄罗斯科学院凯尔迪什应用数学研究所）
采用Vlasov动力学形式研究宇宙空洞的演化与稳定性，考虑引力及宇宙学常数的排斥效应，证明Λ排斥在维持空洞稳定性中的关键作用，并解释哈勃张力。
2026-06-26 astro-ph.CO
Cosmic voids: a novel probe to shed light on our Universe
宇宙空洞是宇宙中密度较低的区域，是提取宇宙学信息的有希望的实验室。由于其独特的低密度特性，空洞对中微子和暗能量等扩散成分非常敏感，并且代表了研究重力修改的理想环境，预计这种修改的效果将更加突出。强大的空洞相关观测，包括例如红移空间畸变（RSD）和空洞周围的弱透镜，是追踪和测试新物理的一种有前途的方法。对宇宙大尺度结构的宇宙学分析主要依赖于高密度区域。目前和即将进行的调查旨在优化从这些区域提取宇宙学信息，但留下未开发的空白。具有成像能力的密集、大面积光谱测量是充分利用空隙能量的理想选择。除了有助于阐明暗能量、修正引力和中微子的性质外，这项调查还将提供一张详细的低密度区域地图，为观察和研究迄今为止尚未被探索的星系群提供前所未有的机会。
2019-03-12 astro-ph.CO
Low-Density Structures in the Local Universe. II. Nearby Cosmic Voids
我们提出的球形体积不包含亮度比麦哲伦云在本地超星系团及其附近的星系的搜索结果。在距我们40 Mpc的范围内，发现了89个直径在24 - 12 Mpc的宇宙空洞，其中没有绝对星等大于M_K <-18.4的星系。给出了这些空洞的列表和天空分布图。结果发现，93%的球形空隙重叠，形成三个更多的扩展的球形空隙（hypervoids）。其中最大的是HV 1，有56个初始球形细胞，呈马蹄形延伸，包围着局部体积和室女星系团。武仙座-天鹰座区域的局部空洞（Tully，1988）是距离HV 1最近的部分。另一个超空洞HV 2在波江座中包含22个球形空洞，第三个致密超空洞HV 3在牧夫座中包含6个球形细胞。这些空洞的总体积约占本地宇宙的30%。在2906个矮星系中排除了原始样本（n = 10502）在搜索球形体积，只有68个位于我们发现的空隙。它们具有较晚的形态类型（85%为Ir、Im、BCD、Sm），绝对星等M_B为-13.0 ~-16.7，中等的恒星形成率（log SSFR ~ -10 M_sun/（yr*L_sun）），单位光度的气体储量是正常环境中矮星系的2 ~ 3倍。空洞的矮人口显示出一定的倾向，位于宇宙空洞表面附近的浅处。
2013-02-12 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和一个耦合的暗物质-暗能量（CDE）模型，这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型，我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性：这些包括他们的人口规模，体积，形状和平均密度。我们发现，后者的属性有潜力作为宇宙学的探针，特别是暗能量，平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设，这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙，或更早开始空疏散，在替代模型作为一个直接后果的动态标量场，这也导致了更大的空隙合并率。此外，两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力，作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
A Bayesian catalog of 100 high-significance voids in the Local Universe
Sorbonne Université（索邦大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究通过贝叶斯方法从局部宇宙的大尺度结构模拟中提取100个高显著性空洞目录，结合后验聚类分析和概率分布评估，为星系演化等应用提供密度环境模板。
2025-07-09 astro-ph.CO
A local Universe catalogue of structures and voids dynamically identified using Cosmic-Flows4++ZOA peculiar velocities
Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
基于CF4++ZOA本动速度数据，使用V-web算法在红移z=0.1内识别出37个空洞和42个节点，空洞有效半径13-38 h⁻¹Mpc，节点体积10⁴-3.3×10⁵ h⁻³ Mpc³。
2026-06-12 astro-ph.CO
Testing the local-void alternative to dark energy using galaxy pairs
我们可能生活在宇宙中的一个特殊地方，靠近一个巨大的、径向不均匀的空洞的中心，这一可能性最近引起了人们的注意，它被认为是暗能量或修正引力的替代品，可以解释加速膨胀的宇宙。我们发现，星系对的方向分布可以用来检验哥白尼原理，即我们不在宇宙的中心或特殊区域。目前流行的空洞模型不能同时拟合最新的Ia型超新星、宇宙微波背景数据和星系对的方位分布。我们的研究结果排除了在$4σ$置信水平下的空洞模型作为宇宙加速的起源，并支持哥白尼原理。
2013-04-16 astro-ph.CO
Cluster-Void Degeneracy Breaking: Dark Energy, Planck and the Largest Cluster & Void
结合星系团和空洞丰度打破了平均物质密度$Ω_{\rm m}$和功率谱归一化$σ_8$之间的简并性。在第一个空洞，我们约束$Ω_{\rm m} = 0.21 \pm 0.10$和$σ_8 = 0.95 \pm 0.21$一个平坦的$Λ$ CDM宇宙，使用极值统计上声称的最大的集群和空洞。普朗克一致的结果检测到暗能量与两个对象，独立于其他暗能量探针。重力空隙研究还提供了尺度、密度和非线性方面的互补性，这对检验修正重力模型特别有意义。
2016-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Merging Tree Algorithm of Growing Voids in Self Similar and CDM Models
观测研究表明，空洞是当今宇宙大尺度结构的显著特征。尽管它们从原始密度扰动中出现，演化模式与暗物质晕不同，但N体模拟和理论模型表明，空洞也会合并在一起形成大的空洞结构。在这项研究中，继Sheth & van de Weygaert（2004）之后，我们采用Lacey & Cole（1993）给出的晕合并算法，在Einstein de Sitter（EdS）宇宙中建立了生长空洞的层次空洞演化的解析近似描述。要做到这一点，我们考虑到一般的体积分布的空隙，其中包括两个主要的空隙过程：合并和崩溃。我们表明，体积分布函数可以减少到一个简单的形式，通过忽略崩溃的空隙贡献，因为崩溃过程是可以忽略的大尺寸的空隙。因此，空隙体积分数仅对增长的空隙有贡献。该算法成为类似的晕合并算法。基于这种不断增长的空洞分布，我们得到的空洞合并算法中，我们定义和制定空洞合并和吸收率，以及空洞的大小和红移的生存概率和失败率方面的自相似和目前青睐的暗能量主导的冷暗物质模型在EdS宇宙。
2013-09-26 astro-ph.CO
The sparkling Universe: a scenario for cosmic void motions
我们使用数值模拟和观测数据对宇宙空洞的全球运动进行了统计研究。我们分析了它们与大规模质量流的关系以及驱动这些运动的物理效应。我们分析的体积运动的空隙，定义的平均速度的光晕在周围的壳在数值模拟中，并在斯隆数字巡天数据发布7星系。我们发现空洞的平均体积速度接近400公里/秒，相当于那些晕（~ 500-600公里/秒），这取决于空洞的大小和大规模的环境。从统计学上看，小的空洞比大的空洞移动得更快，并且相对较高密度环境中的空洞比那些放置在大的欠密度区域中的空洞具有更高的体积速度。此外，我们分析了平均质量密度周围的空隙发现，正如预期的那样，大规模的overdensities（underdensities）沿（相反）的空隙运动方向，这表明空隙运动响应的推拉机制。这与主要由大规模过密区域的拉力控制的大规模集群运动形成对比。我们的分析表明，它们的相对运动是如何产生的大规模密度波动的空隙成对速度。与线性理论一致，嵌入在低（高）密度区域的空隙相互后退（吸引），提供了理解空隙运动的双峰行为的一般机制。为了比较理论结果和观测结果，我们用线性理论推导了SDSS中的空洞运动，发现估计的观测空洞运动与模拟结果基本一致。关于大规模的流动，我们的研究结果表明，星系和星系系统的流动远离空中心的额外的，更相关的，贡献的空体运动的总速度。
2016-06-22 astro-ph.CO
The structure of cosmic voids in a LCDM Universe
欧拉宇宙学代码特别适合于正确描述低密度区域。这一特性使得这类代码成为研究宇宙空洞形成和演化的绝佳工具。按照这样的想法，我们提出了一个欧拉自适应网格细化（AMR）流体动力学和N体模拟，与通常的做法相反，已被设计为细化计算网格中的undergense区域的模拟量的结果。因此，由于数值技术的欧拉特征和AMR方法的高数值分辨率的使用的组合效应，空隙区域被更好地描述。为了分析这个模拟的结果，我们已经构建了一个新的空洞发现者最适合找到AMR模拟中的空洞层次。该算法从具有最小密度和最高速度发散的单元开始识别空隙，然后扩展欠密体积直到到达空隙壁，由密度梯度的陡度定义。在红移z=0时，在一个同动边长为100 Mpc/h的宇宙学盒子中，我们发现了数百个大小高达17 Mpc/h的空洞，典型的密度对比度为-0.8，它们显示出复杂的形态和复杂的嵌套结构层次。分析其质量密度分布导致的结论是，一个普遍的密度分布可以适用于任何大小，密度，形态和红移的空隙。
2013-06-12 astro-ph.CO
The sizes of mini-voids in the local universe: an argument in favor of a warm dark matter model?
使用高分辨率的模拟内的冷和暖暗物质模型，我们研究了小尺度结构的演变在本地体积，一个球的8兆秒差距半径周围的本地组。我们比较观察到的光谱的微型空洞的局部体积与微型空洞的模拟确定的光谱。我们表明，\LWDM模型可以很容易地解释所观察到的光谱的微小空洞和存在的低质量星系中观察到的本地体积，提供的所有晕的圆速度大于20公里/秒的主机星系。相反，在LCDM模型中，模拟的微空洞的分布反映了观测到的最大圆速度大于35 km/s的晕。这一假设与我们本宇宙中圆周速度低至20 km/s的星系的观测结果相矛盾。LWDM模型的一个潜在问题可能是气体可以有效地光蒸发的晕的后期形成。因此，恒星的形成受到抑制，低质量的晕可能根本没有任何星系。
2009-07-10 astro-ph.CO
Cosmic voids and BAO with relative baryon-CDM perturbations
我们研究了在纯引力宇宙学模拟中各种大尺度结构示踪物的统计特性，包括重子和冷暗物质（CDM），初始化为两种不同的传递函数，并模拟为两种不同的流体。这使我们能够研究重子CDM相对扰动对这些统计的影响。特别是，我们专注于宇宙空洞的统计，以及对物质和晕实空间2点关联函数和重子声学振荡（BAO）峰。我们发现空穴尺寸函数的影响最大在1-2%的水平，并且在更高的红移下影响更重要，而空穴密度分布和空穴偏差大致不受影响。我们没有检测到一个相当大的影响，相对重子CDM扰动的实空间的关联函数的物质和晕或BAO峰，这是符合从以前的作品的结果。我们的结果意味着，这将是很难使用空洞或实空间关联函数来约束重子CDM相对微扰，但我们也可能不必将它们包括在模型中，用于分析未来的宇宙学调查数据。
2022-03-08 astro-ph.CO
Average luminosity distance in inhomogeneous universes
本文研究了由非均匀性引起的距离模的修正问题，该修正是从给定的观测者出发，在所有方向上平均的。的不均匀性被建模为质量补偿空隙在随机或规则晶格内的瑞士奶酪宇宙。空隙半径低于300兆秒差距被认为是，这是支持目前的红移调查和最近观察到的印记，这些空隙留下的CMB有限。通过数值射线追踪进行的所有方向的平均是非微扰的，包括空洞内的超新星。沿某一方向排列的空隙产生累积的引力透镜校正，该校正随空隙的数量而增加。即使在非随机化的简单立方空隙晶格中，这种校正也会被所有方向上的平均值所破坏。在低红移时，平均修正不为零，而是随着特殊的速度和红移而衰减。它的上限由最大平均校正提供，该最大平均校正假设不同空隙之间没有随机取消。它是由一个线性扰动公式，并考虑的空隙，是20%的校正对应的最大特有的速度。在随机和简单的立方空隙晶格计算的平均校正严重阻尼低于预测的最大后一个单一的空隙直径。这可以追溯到来自不同空洞的正面和背面的校正之间的抵消。所有这一切都意味着空洞无法模仿暗能量的效应，除非它们的半径和奇特速度比目前观察到的大得多。所得到的结果允许一个容易地预测的红移以上的方向平均波动在哈勃图低于所需的精度，并建议一种方法来提取背景哈勃常数从低的红移数据，而不需要纠正特殊的速度。
2010-03-25 astro-ph.CO
Catalogues of voids as antihalos in the local Universe
最近提出的一种算法识别模拟中的空洞作为与晕相关的区域时，初始的过密度场被否定。我们将这种方法应用于真实的宇宙，通过运行一套约束模拟的2 M ++体积与初始条件推断的BORG算法，以及相应的倒置集。我们的101个倒置和未倒置的模拟，跨越BORG后，每个识别~ 150，000“空反晕”的质量超过$4.38\times10^{11} \: \mathrm{M_\odot}$（100个粒子）在$z=0$在一个半径为155 Mpc/h的全天空球体周围的银河系。我们计算的尺寸函数，体积填充率，椭圆率，中心密度，比角动量，集群和堆叠的密度分布的空洞，并互相关与VIDE上相同的模拟产生的。我们公开了我们的反光晕和VIDE目录。
2022-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic voids and the kinetic analysis. IV. Hubble tension and the cosmological constant
本文用Vlasov动力学方法研究晚期宇宙结构形成，通过引入含宇宙学常数斥力项的引力势解决哈勃张力，并解释空洞与墙结构的形成机制。
2025-01-23 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of the Local Universe: cosmic velocity flows and voids
在星系的特殊速度中可以获得大量有价值的信息。特殊的速度调查最近允许发现LCDM的潜在问题。然而，通过距离测量直接观察它们仍然是一项艰巨的任务。考虑这个问题的另一种方法是使用轨道重建方法，假设星系的质量与光的分配。我们在这里给这个程序的两个应用程序的研究大规模的整体流动和动力学的空洞在本地宇宙。我们集中我们的研究使用的Monge-Ampere-Kantorovitch重建技术。利用2 MASS星系红移巡天重建的奇异速度，并与NGB-3 k奇异速度表进行比较，研究了这些奇异速度的细节。更具体地说，我们估计的限制，特殊的速度放在宇宙学。包含在重建的星系轨道中的动力学信息也使我们能够在模拟和红移目录中更好地定义和识别空洞。我们提出了这种新技术，以及如何空洞可能给我们的宇宙学与当前和未来的调查额外的限制。
2009-12-02 astro-ph.CO
An Historical View: The Discovery of Voids in the Galaxy Distribution
在1978年发表的两篇论文中，星系大尺度分布中的空洞首次被认为是一种天体物理现象。我们发表了第一个（Gregory and Thompson，1978），Joeveer，Einasto and Tago（1978）发表了第二个。空洞的发现改变了公认的宇宙大尺度结构的观点。在旧的图像中，宇宙充满了场星系，偶尔可以在丰富的星系团或超星系团的位置发现密度增强。在新的图片中，空洞散布在复杂的超星系团结构之间，形成了所谓的宇宙网。发现空洞的关键观测先决条件是广角红移测量，显示为一个锥形图，延伸到足够远的距离，以显示宇宙的公平样本（即，远超本超星系团）。1978年空洞发现的最初影响被西方的理论宇宙学家推迟了好几年，他们不太确定细丝和空洞是如何从一个看起来均匀的宇宙中出现的。几年后，结构形成的理论模型可以解释这一现象，新的空洞和超星系团范式被广泛接受。
2011-09-06 astro-ph.CO physics.hist-ph
Evolution of linear perturbations in spherically symmetric dust spacetimes
我们目前的结果，从一个数值代码实现了一种新的方法来解决主方程描述的线性扰动的演化在球对称，但不均匀的背景。这种方法可以用来模拟一些物理感兴趣的配置，如相对论修正的结构形成，引力波的透镜和宇宙学空洞模型中的扰动演化。本文着重于后一个问题，即结构的形成在哈勃规模的空白在线性制度。这比均匀和各向同性背景的线性扰动要复杂得多，因为非均匀背景导致密度扰动和时空几何的旋转模式以及引力波之间的耦合。以前对这个问题的分析忽略了这种耦合，希望这种近似不会影响这种模型中结构形成的整体动力学。我们表明，对于一个千兆秒差距的空隙，密度对比度的演变是很好的近似由以前研究的解耦的演变，只有非常大的规模模式。然而，在$10\%$以上的水平上，空洞内引力势的演化是不准确的，在小尺度上甚至更糟。
2014-08-11 astro-ph.CO gr-qc
Are magnetic fields in cosmic voids primordial?
Center for Astroparticle Physics, Universit\' e de Gen\` e ve, 24 quai Ernest Ansermet, 1211 Gen\` e ve 4, Switzerland
本文提出经典电动力学机制，利用星系磁场偶极分量在宇宙空洞中产生白噪声谱磁场，以解释TeV耀变体缺乏GeV晕，并可能无需原初磁场。
2026-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Halo Void (Dust) Model of Large Scale Structure
在大尺度结构的晕模型中，所有的物质都包含在暗物质晕中。这个简单而强大的框架已被广泛应用于多个数据集，并丰富了我们对宇宙中物质分布的理解。在这项工作中，我们扩展了这一假设，允许物质不仅停留在晕内，而且停留在宇宙空洞内，以及介于晕和空洞之间（我们称之为“尘埃”）。这个假设导致了额外的贡献（1Void，2 Void，Halo-Void等）。对晕和空洞的关联函数、光谱和剖面的预测。虽然晕模型只能预测晕的数量，晕空模型扩展了那些空统计和晕空互相关。我们提供了Halo Void（Dust）模型的所有新成分的配方，例如空隙丰度，线性偏差和密度分布，并在N体模拟中测试它们的有效性。将空洞和尘埃包括在计算中可将1Halo项和2 Halo项之间的转换提高$\sim 6\%$。它还消除了在大尺度项的归一化中包括低质量结构的需要，表明晕和空洞是互补的宇宙结构，可以有效地描述宇宙大尺度上的物质分布。
2021-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on Cosmology and Gravity from the Dynamics of Voids
宇宙主要由大而相对空的领域组成，称为宇宙空洞，而其物质含量主要分布在它们的边界上。它们内部的剩余物质，无论是暗物质还是发光物质，都会被吸引到这些边界上，并导致空隙膨胀得更快，并随着时间的推移变得更空。利用斯隆数字巡天中发现的以空洞为中心的星系分布，并对这些星系的统计运动采用最小假设，我们限制了当今宇宙中的平均物质含量$Ω_\mathrm{m}=0.281\pm0.031$，以及中等红移$\bar{z}=0.57$处结构$f/b=0.417\pm0.089$的线性增长率，其中$b$是星系偏差（$68\%$ C.L.）。这些值源自于对空星系互相关联函数$\varepsilon = 1.003\pm0.012$中各向异性畸变的一个高水平测量，并且在该大小的一半的额外系统不确定性内，对数据的自举和模拟目录的一致性检验是稳健的。他们超越（和补充）现有的限制，通过解锁宇宙学信息在较小的尺度上通过一个精确的模型，非线性集群和动态空洞环境。因此，我们的分析提供了一个强有力的探索偏离爱因斯坦的广义相对论在低密度制度，这在很大程度上仍然是未经测试的。我们在手头的数据中没有发现这种偏差的证据。
2016-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with voids
该研究结合解析结果与大型N体模拟，探究宇宙空洞的宇宙学信息含量，验证标准ΛCDM模型中存在与观测相符的大型空洞，为宇宙学参数测量和模型检验提供新路径。
2025-03-20 astro-ph.CO
Hubble Diagram Dispersion From Large-Scale Structure
我们考虑宇宙中的大结构对哈勃图的影响。这个问题是处理非线性考虑瑞士奶酪模型的宇宙中，密度不足的空隙表示为负弯曲的时空区域。光度距离和红移的精确表达式被用来研究结构对天体物理源星等的非线性影响。据发现，我们认为，在观察员和源之间的干预空隙，产生的变化，在表观震级小于0.012。然而，在z~0.5以下的红移下，空洞内的源会受到相当大的影响。通过对许多随机产生的空隙分布的可观测量进行平均，我们发现这些结构的存在具有在平均值周围引入色散的效果，其本身可以取代背景值。在非均匀宇宙中的观测者，他们沿着许多不同的视线对可观测量取平均值，如果不考虑这些影响，可能会引入系统偏差，并低估误差。利用模拟的大尺度结构的数据对这些影响的潜在规模进行了估计。
2009-06-18 astro-ph.CO gr-qc
A spherical hydrodynamical model of cosmic voids in ΛCDM and beyond
Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN-Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
本文提出了一种球形流体动力学模型，用于研究ΛCDM及更广泛背景下的宇宙空洞演化，探讨了暗能量参数对空洞统计的影响。
2026-02-19 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of density and velocity profiles of matter in large voids
我们分析了导致星系分布中大空洞形成的宇宙学扰动的演化。我们假设扰动是球形的，宇宙的所有组成部分--辐射、物质和暗能量--都是具有理想流体能量-动量张量的连续介质，它们只在引力作用下相互作用。由守恒方程和Einstein方程得到了各分量在宇宙背景参考系中的微扰演化方程，并用改进的Euler方法进行了积分。初始条件设定在辐射主导期演化的早期阶段，此时扰动尺度远大于粒子视界。结果显示了不同过密度壳层的球形空穴中物质的密度和速度分布是如何形成的。
2016-09-30 astro-ph.CO
Cosmic voids and the kinetic analysis. V. Hubble tension, the cosmological constant and aperiodic filaments
Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Laboratory（阿利哈尼扬国家实验室宇宙学与天体物理中心）；Yerevan State University（埃里温国立大学）；Sapienza Universita di Roma（罗马智慧大学）；Keldysh Institute of Applied Mathematics of RAS（俄罗斯科学院凯尔迪什应用数学研究所）
本文通过Vlasov动力学方法研究局部宇宙结构，揭示哈勃张力源于局部与全球流动的非重合哈勃参数，并提出非周期性结构的形成机制。
2025-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes from Primordial Voids
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分校，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）
研究通过原初空洞的非线性反弹机制，揭示了原初黑洞形成的新途径，并探讨其对暗物质丰度和宇宙学信号的影响。
2025-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Supernovae as seen by off-center observers in a local void
非均匀宇宙模型被提出来作为宇宙膨胀明显加速的另一种解释，它不需要暗能量。在最简单的一类非均匀模型中，我们生活在一个巨大的球对称空间中。几项研究表明，这样的模型可以与许多观测结果相一致，特别是Ia型超新星的红移-光度距离关系，只要空洞的大小是Gpc，并且我们住在中心附近。这种情况挑战了哥白尼的原则，即我们在宇宙中没有占据特殊的位置。我们使用第一年的斯隆数字巡天II超新星搜索数据集以及宪法超新星数据集，把约束的观察者的位置在空洞模型中，利用偏离中心的观察者将观察到各向异性的宇宙。我们首先表明，一个球对称的空隙可以很好地适合超新星数据的中心观察员，但这两个数据集更喜欢非常不同的空隙。然后，我们继续表明，观察者可以从中心位移至少15%的空尺度半径，并且仍然可以对超新星数据进行可接受的拟合。然而，当与观测到的宇宙微波背景的偶极各向异性相结合时，我们发现这些数据迫使观测者位于空隙尺度半径的1%以内。基于这些结果，我们得出结论，我们的位置在空洞内需要相当大的微调，以适应超新星的数据，强烈不赞成从哥白尼原理的角度来看，该模型。
2010-05-18 astro-ph.CO
Towards understanding the structure of voids in the cosmic web
我们的目标是观察不同尺度的密度波如何结合在一起，在不同尺度的星系系统之间形成空洞。我们对尺寸为100和256 Mpc/h的立方体中的结构形成进行了数值模拟，分辨率为256^3和512^3粒子和细胞。为了了解各种规模的密度扰动的作用，我们削减功率谱的规模从8到128 Mpc/h，在所有系列相同的初始随机实现。我们发现，小晕和短丝形成整个模拟箱，如果扰动只有8兆秒差距/小时的规模存在。宇宙网中的大的多尺度空洞现象需要存在一个扩展的原始密度扰动谱。空洞现象是由于两个过程的作用：中尺度和大尺度密度扰动的同步，以及中尺度和大尺度密度扰动负截面的共同作用抑制低密度区的星系形成，使其密度小于平均密度，从而在演化过程中密度降低。
2011-12-11 astro-ph.CO
Evidence for a sign change of the ISW effect in the very recent universe? hot voids and cold overdensities at $z<0.03$
Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学理论天体物理研究所）；Instituto de Astronomía Teórica y Experimental, CONICET-UNC（CONICET-科尔多瓦大学理论与实验天文学研究所）；Observatorio Astronómico de Córdoba, UNC（科尔多瓦天文台，科尔多瓦大学）
通过分析$z<0.03$的局部空洞和星系纤维中的CMB温度异常，发现与标准模拟相比存在显著偏差，暗示近期宇宙中可能存在负的ISW效应，且振幅远超预期，可能指向非标准暗能量模型。
2026-05-28 astro-ph.CO
Probing cosmology and gravity with redshift-space distortions around voids
在宇宙的大尺度结构中，宇宙空洞会影响其附近物体的特殊运动。虽然这些运动很难直接观测到，但它们周围的示踪剂在红移空间中的聚集模式以独特的方式受到影响。这允许研究空隙周围的密度和速度之间的相互作用，这完全由重力定律决定。借助$N$体模拟和导出的模拟星系表，我们计算了红移空间中用分水岭算法识别的空洞周围的平均密度涨落，并将结果与广义相对论和$Λ$ CDM模型的预期结果进行了比较。我们发现线性理论在描述空洞的动力学方面非常有效。采用贝叶斯推理框架，我们探索我们的模型参数的完整后验，并预测通过Alcock-Paczynski效应的结构和几何失真的增长率的测量可达到的精度。当考虑特殊速度时，后者的系统误差从$\sim15\%$减小到$\sim5\%$。星系巡天中相对参数的不确定性与探测$1h^{-3}{\rm Gpc}^3$体积的SDSS MAIN（CMASS）样本的数密度相当，分别产生$σ_{f/b}\left/(f/b)\right.\sim2\%$（$20\%$）和$σ_{D_AH}/D_AH\sim0.2\%$（$2\%$）。在这个精度水平上，线性理论模型成为系统论主导，参数偏差超过这些值。然而，所提出的方法是高度模型独立的，其可行性在于宇宙的统计各向同性的基本假设。
2015-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Signatures of the Primordial Universe from Its Emptiness: Measurement of Baryon Acoustic Oscillations from Minima of the Density Field
来自宇宙原始波动的声波印刻在大尺度结构中，称为重子声学振荡（BAO），可以用作测量宇宙尺度的标准标尺。这些振荡已经在星系的分布中被探测到。在这里，我们建议从密度场的波谷（最小值）测量BAO。基于两组准确的模拟晕目录，在种子初始条件下，有和没有BAO，我们证明了BAO信号不能从经典的不相交的空隙的聚类，但可以清楚地检测到重叠的空隙。后者表示密度场的所有波谷的估计。我们使用Delaunay三角剖分从四面体约束的空外接球中心计算它们。我们的理论模型是基于一个前所未有的大套详细的模拟空目录非常好地证实了观测数据。我们使用最大的最近公开可用的样本从SDSS-III BOSS DR 11的明亮的红色星系首次揭开了一个>3 $σ$ BAO检测从观测的空隙。由于空洞是近各向同性膨胀的区域，它们的中心代表了宇宙中最安静的地方，记住宇宙的起源，并提供了一个新的有希望的窗口，在分析宇宙学大尺度结构从星系调查。
2016-04-28 astro-ph.CO
