Searching for a signature of turnaround in galaxy clusters with convolutional neural networks
本研究利用卷积神经网络和 N-body 模拟评估了从星系投影观测中测量星系团 turnaround 半径的可行性，发现其与中心质量强相关，但单星系团推断仍具挑战，需依赖 stacking 等统计方法。
2025-11-03 astro-ph.CO
Does spatial flatness forbid the turnaround epoch of collapsing structures?
宇宙学观测分析经常假设宇宙在空间上是平坦的。我们的目标是非微扰检查的条件下，一个平坦或接近平坦的膨胀的尘埃宇宙，包括LCDM模型，如果解释为严格平坦，禁止结构的引力坍缩。我们量化空间曲率转向。我们使用的哈密顿约束，以确定逐点所需的条件，在一个完全平坦的空间域的超密度达到其周转时期。我们说明了这一点与平面对称的，精确的，宇宙学的爱因斯坦方程的解决方案，扩展早期的工作。更一般地说，对于一个标准的初始功率谱，我们使用相对论Zel'dovich近似实现的“inhomog”，以数值估计有多少正的空间曲率是必要的周转，以允许在典型的时期/长度尺度在几乎EdS和几乎LCDM模型与非均匀曲率。我们发现，在空间精确平坦、无旋、膨胀的尘埃宇宙中，相对论禁止点态引力坍缩。在这里考虑的空间平坦的平面对称模型，煎饼崩溃被排除在逐点和平均域。在准EdS或LCDM模型中，坍缩区域中的每区域平均曲率在转向之前几乎总是强正的，扩张归一化曲率泛函达到$Ω_{\cal R}^{\cal D} \sim -5$。我们分析表明，一个特殊的情况下，使$Ω_{\cal R}^{\cal D} = -5$完全（如果使用EdS膨胀率归一化）在周转。将LCDM解释为字面上的3-Ricci平坦将禁止结构形成。相对论宇宙学和严格平坦的LCDM模型之间的区别是基本的原则，但我们发现，几何效应是弱的。
2019-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Turnaround density evolution encodes cosmology in simulations
本研究针对宇宙学模拟中turnaround密度与球塌缩模型预测的偏移问题，通过球度筛选暗物质晕样本消除偏移，证实turnaround密度演化可作为独立的宇宙学探针。
2023-04-27 astro-ph.CO
Maximum turnaround radius in $f(R)$ gravity
目前宇宙流体的加速行为与引力作用相反，而在小尺度下则以标准引力为主。因此，存在一种\emph{point}，其中效应被抵消，称为\emph{turnaround radius}，$r_{\text{ta}}$。通过构造，它提供了所观测宇宙的最大结构尺寸的界限。一旦给出了$r_{\text{ta}}$的上界，即$R_{\text{TA,max}}$，人们就可以检验宇宙学模型是否保证了结构的形成。在这里，我们专注于$f(R)$重力，而不强加\emph{a priori} $f(R)$的形式。因此，我们在$f(R)$模型的框架内提供了一个解析表达式的周转半径。为了弄清楚这一点，我们在两种不同的情况下计算转向半径：1）在静态和球对称时空的假设下，以及2）通过使用宇宙学微扰理论。因此，我们找到了一个标准，使大尺度结构是稳定的$f(R)$模型，限制类的$f(R)$理论作为合适的替代暗能量。特别地，我们得到了对于常曲率，生存条件变为$R_{\text{dS}}f'(R_{\text{dS}}) \leq 5.48 Λ\Rightarrow f'(R_{\text{dS}}) \leq 1.37$，其中$Λ$和$R_{\text{dS}}$分别是观测到的宇宙学常数和Ricci曲率。该规定排除了未通过上述$R_{\text{TA,max}}$限值的模型。
2018-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Forecasting F(Q) cosmology with $Λ$CDM background using standard sirens
利用即将到来的地面和空间的引力波观测站的预测约束的对称Telepallel重力模式与$Λ$ CDM的背景。贝叶斯分析诉诸于生成的模拟目录显示，LIGO预计无法区分这个模型从$Λ$ CDM，而LISA和ET将，与ET优于LISA。我们还表明，低红移事件的青睐，以提高质量的约束。
2022-10-19 astro-ph.CO gr-qc
New astrophysical bounds on ultralight axionlike particles
受到普通冷暗物质（CDM）的预测和星系尺度观测之间的紧张关系的影响，质量为$10^{-22}~{\rm eV}$量级的超轻类轴子粒子（ULALP）被提出作为另一个CDM候选者。我们认为冷和碰撞的ULALP产生于早期宇宙的真空重新排列机制，构成了大部分的CDM。ULALP流体通常由经典场方程描述。然而，我们表明，像QCD轴子，ULALP热化引力自相互作用，并形成一个玻色-爱因斯坦凝聚体，量子现象。像QCD轴子一样，ULALP解释了暗物质焦散环的观测证据，因为它们热化并进入它们可用的最低能量状态。这是回转球体上的刚性旋转。通过研究ULALP对银盘星的加热效应以及银盘IRAS图中三角形特征观测到的焦散环厚度，我们分别得到了$10^{-23}$和$10^{-20}~{\rm eV}$阶ULALP质量的下限.
2017-03-01 astro-ph.CO
$\mathbf{Ω_1Ω_2}$-$\mathbfΛ$CDM: A promising phenomenological extension of the standard model of cosmology
Plaksha University（普拉克斯哈大学）
Ω₁Ω₂-ΛCDM模型通过引入额外项扩展标准宇宙学模型，改进宇宙学一致性。
2026-02-19 astro-ph.CO gr-qc
$Λ$CDM cosmology with a quiescent anisotropy in a higher dimensional steady state universe
在这项工作中，它遵循了一系列的研究高维稳态宇宙的想法，并准备Tekin Dereli教授的Festschrift，我们展示了动态的内部（不可观测）空间的外部（可观测）空间的可能各向异性的演变的影响。我们在数学上得到了与标准$Λ$ CDM模型完全相同的外空间Friedmann方程，但有一些显著的物理差异。特别地，高维负宇宙学常数扮演四维正宇宙学常数和膨胀各向异性的角色，即，外部空间的剪切标量模拟了一个负的宇宙学常数; 2当允许在标准$Λ$ CDM模型的顶部时，它将模拟一种刚性流体。后一个功能给我们的机会来操纵CMB四极温度波动，这表明一个可能的答案，它的观察值低于标准的$Λ$ CDM模型预测的事实。
2021-12-28 astro-ph.CO gr-qc
Transition dynamics in the $Λ_{\rm s}$CDM model: Implications for bound cosmic structures
本文探讨了$Λ_{\rm s}$CDM模型中AdS到dS真空突变对束缚宇宙结构的影响，利用球塌缩模型发现转变时机改变结构位力化物质超密度，且突变奇点不会导致束缚系统解离，支持了该模型的可行性。
2024-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constraints on dark energy parametrizations after DESI 2024: Persistent deviation from standard $Λ$CDM cosmology
本研究基于DESI 2024 BAO、CMB及多种SNIa数据，验证了超越CPL的BA和Padé暗能量参数化，发现标准ΛCDM模型中wΛ=-1.0的偏离在这些参数化中持续存在。
2025-04-04 astro-ph.CO gr-qc
$Λ$CDM Model Against Gravity-Thermodynamics Conjecture: Observational Constraints After DESI 2024
本研究基于Tsallis熵-面积关系的引力-热力学猜想，结合DESI 2024等多组观测数据，通过Tsallis宇宙学框架分析$\Lambda$CDM模型的潜在偏离，验证了模型合理性并对比了两种宇宙学模型。
2025-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Null test for interactions in the dark sector
由于在自然界中没有已知的对称性可以阻止暗能量（DE）和冷暗物质（CDM）成分之间的非最小耦合，这种可能性构成了标准宇宙学的替代方案，其理论和观测结果非常有趣。在本文中，我们提出了一个新的零测试的基础上的CDM和DE能量密度之间的比率的时间依赖性的标准演化的黑暗部门，在标准的$Λ$ CDM的情况下，规模必然为$a^{-3}$。我们使用Ia型超新星，宇宙计时器和角重子声学振荡的最新测量，使用模型无关的机器学习技术，即线性模型形式主义和高斯过程，重建膨胀历史。我们发现，虽然在$3σ$水平的标准演化是一致的数据，$Λ$ CDM模型的一些偏差被发现在低红移，这可能与当前的紧张局势之间的本地和全球的决定$H_0$。
2018-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Tests of $Λ$CDM and Conformal Gravity using GRB and Quasars as Standard Candles out to $z \sim 8$
我们比较了共形引力（CG）（Mannheim 2006）和$Λ$ CDM的宇宙学。CG宇宙学在宇宙学尺度上有排斥物质和辐射，同时在局部尺度上保持吸引引力。Mannheim（2003）发现，对于红移为$z<1$的超新星数据，CG与$Λ$ CDM一致。我们用伽玛暴和类星体作为标准烛光，在红移范围$0<z<8$内对比这些模型。我们发现CG在高红移处显著偏离$Λ$ CDM，而$Λ$ CDM更有利于用$Δχ^2=48$的数据。曼海姆的模型有一个有界的暗能量的贡献，但我们确定了一个$λ$微调问题和宇宙巧合的问题。
2017-11-28 astro-ph.CO
A model independent approach to the study of $f(R)$ cosmologies with expansion histories close to $Λ$CDM
我们提出了一个新的框架来研究$f(R)$引力的宇宙学，它完全避免了使用重建程序。这使我们能够很容易地获得一个定性的感觉有多少$Λ$ CDM模型不同于其他$f(R)$理论的引力在线性微扰理论的水平，共享相同的背景动力学的理论。这是通过使用标准模型独立的宇宙学参数，以开发一个新的动力系统制定的$f(R)$重力是免费的限制，必须首先指定的功能形式的$f(R)$。通过考虑一组有代表性的轨迹，这是无法区分的$Λ$ CDM，我们使用纯粹的定性参数，以确定这些模型偏离标准模型的程度，包括分析的线性增长率的密度波动，也是否遭受多尔戈夫-川崎不稳定性。我们发现，如果一个要求，晚时间$f(R)$宇宙学是观测接近的$Λ$ CDM模型，有一个更高的风险，它遭受多尔戈夫-川崎不稳定性。相反，人们越是试图构建一个物理上可行的晚期$f(R)$宇宙学，它就越有可能在观测上不同于$Λ$ CDM模型。
2021-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Discerning Dark Energy Models with High-Redshift Standard Candles
在Ia型超新星成功地将宇宙学限制在较低的红移$(z\lesssim2)$之后，人们一直在努力确定是否可以在较高的红移处找到类似的有用的标准烛光。{In本工作确定了恒定暗能量$Λ$ CDM宇宙学和暗能量状态方程$(z\gtrsim2)$是高红移标准烛光的红移函数的宇宙学之间可能存在的最大幅度差异。我们讨论了一些流行的参数化的$w(z)$与两个自由参数，$w_z$ CDM宇宙学，包括Chevallier-Polarski-Linder及其推广，$n$ CPL，以及Jassal-Bagla-Padmanabhan参数化。对于这些参数化，我们计算并找到$Δμ$的极值，$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学的距离模之间的差异作为红移的函数，给出68\%的似然约束的参数$P=(Ω_{m,0}, w_0, w_a)$。参数的约束使用宇宙微波背景，重子声学振荡，Ia型超新星的数据，使用CosmoMC。我们发现，没有一个测试的宇宙学可以偏离超过0.05兆，从基准$Λ$ CDM宇宙学在高红移，这意味着高红移标准蜡烛将不会帮助辨别之间的$w_z$ CDM宇宙学和基准$Λ$ CDM宇宙学。相反，这意味着如果发现高红移标准烛光与高红移下的$Λ$ CDM不一致，那么这不仅对$Λ$ CDM而且对整个$w_z$ CDM宇宙学家族都是一个问题。
2017-06-26 astro-ph.CO
Matter growth in extended $Λ$CDM cosmology
在已有的$Λ$ CDM模型的标量张量扩展的基础上，我们发展了一种有效的流体方法来求解物质生长函数。这种扩展的$Λ$ CDM（以下简称$e_ΦΛ$ CDM）宇宙学考虑到了与标准模型的偏差，这两种偏差都是通过修改的背景展开，并通过包含几何各向异性应力以及几何暗能量等价物的扰动。背景动力学由哈勃速率的显式解析表达式控制，其中标准模型的修改以单个常数参数给出[1]。为了关闭系统的流体动力学扰动方程，我们引入了两个唯象参数，通过该参数，各向异性应力与宇宙底层的总能量密度扰动和有效双组分系统中的相对扰动有关。我们量化的影响偏离标准背景，各向异性应力和非零扰动的有效暗能量分量的物质增长率函数$f σ_8$和面对最近的红移空间失真（RSD）测量的结果。
2019-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Lambda CDM-model in quantum field theory on curved spacetime and Dark Radiation
在宇宙学的标准模型中，宇宙被描述为罗伯逊-沃克时空，而它的物质/能量含量被描述为一个完美的流体，其中三个成分对应于物质/尘埃，辐射和宇宙学常数。另一方面，在粒子物理学中，物质和辐射是用闵可夫斯基时空上的量子场论来描述的。我们统一这些看似不同的理论框架，通过分析标准模型的宇宙学从第一原理内的量子场论弯曲的时空：假设宇宙是均匀的，各向同性的大尺度上，我们指定一类量子态的期望值的能量密度是定性和定量的标准完美流体形式的潜在修正。定性地，这些校正取决于标准Lambda CDM模型中不存在的新参数，并且可以解释例如暗辐射（N_eff>3.046）的现象，其具有明显偏离其他潜在暗辐射源（例如无菌中微子）的特征签名。量化，我们发现，我们的更基本的模型可以完美地匹配观测数据，这样我们就达到了一个自然的和基本的扩展的Lambda CDM模型。
2013-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background Induced by Dipolar Dark Matter
在以前的工作[L。Blanchet和A. Le Tiec，Phys.Rev.D80，023524（2009）]，由星系尺度下的暗物质的现象学激发，引入了偶极暗物质（DDM）模型。在宇宙学微扰的线性阶，DDM的动力学被证明是相同的标准冷暗物质（CDM）。本文研究了宇宙学扰动理论中的二阶DDM模型。我们发现DDM流体的内能在偶极场中用二次项修正了CDM产生的曲率扰动。这种修正导致了一种新的类型的非高斯曲率扰动的双谱相对于标准CDM。留下未指定的偶极子场的原始振幅，这在原则上可以确定由一个更基本的描述DDM，我们发现，与通常的模型的原始非高斯性，非高斯性DDM诱导随时间增加后，辐射物质平等的超哈勃尺度。与标准CDM相比，DDM模型的这种独特特征因此可以在CMB和非高斯性的大尺度结构探测器中提供特定的签名。
2013-02-19 astro-ph.CO gr-qc
Tuning Goodness-of-Fit Tests
随着现代精密宇宙学测量继续显示出与标准$Λ$ -冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型的广泛特征的一致性，我们越来越有动力寻找与标准模型的预测可能无法用标准方法检测到的小偏差。虽然对$Λ$ CDM的扩展和修改的搜索迄今为止没有发现超越标准模型宇宙学的令人信服的证据，但与$Λ$ CDM相比的模型列表绝不是完整的，并且通常由标准玻尔兹曼代码的易于编码的修改所支配。此外，标准的拟合优度方法，如朴素的$χ^2$检验，不能对无效$Λ$ CDM假设施加强大的压力，因为现代数据集具有比$Λ$ CDM多几个数量级的自由度。在这里，我们提出了一种调整拟合优度测试的方法，以检测潜在的次显性额外的$Λ$ CDM信号存在于数据中，通过压缩观察的方式，最大限度地增加额外的$Λ$ CDM信号变化的噪声和$Λ$ CDM变化。该方法基于数据的Karhunen-Loève变换，被调整为对调整模型的特定类型的变化特性最敏感;但是，与直接模型比较不同，该测试对仅部分模仿调整模型的特征也敏感。作为其使用的一个例子，我们应用这种方法的背景下，一个非标准的原始功率谱相比，$2015$ $Planck$ CMB温度和偏振功率谱。我们发现了额外的$Λ$ CDM物理学的微弱证据，可以想象，这是由于2015年普朗克极化释放中的已知系统学。
2017-05-09 astro-ph.CO
Observational constraints on soft dark energy and soft dark matter: challenging $Λ$CDM
软宇宙学是标准宇宙学的扩展，允许暗区中的尺度依赖状态方程（EoS）参数，这是凝聚态物理中软材料的属性之一，可能会内在地或有效地产生。我们使用宇宙微波背景（CMB），重子声振荡（BAO），超新星Ia型（SNIa）和红移空间畸变（RSD）探测器的数据，以施加观测约束软暗能量和软暗物质。我们研究了三个简单的模型，对应于$Λ$ CDM方案的最小扩展，即我们认为，在大尺度上的暗扇区的EoS的$Λ$ CDM模型（尘埃暗物质和宇宙学常数分别），而在中间尺度上的暗能量或暗物质或两者，可能有不同的EoS根据常数“软”参数$s_{de}$和$s_{dm}$。观测对抗表明，几乎所有的数据集的软参数偏离其$Λ$ CDM值，在一个突出的方式为软暗能量和软暗物质温和，因此数据有利于软宇宙学。最后，进行贝叶斯证据分析，我们发现，检查模型肯定是首选的$Λ$ CDM宇宙学。
2022-12-06 astro-ph.CO gr-qc
The Planck legacy - Reinforcing the case for a standard model of cosmology: $Λ$CDM
我们简要回顾了普朗克2015年发布的主要结果，描述了数据的新校准，显示了温度和首次偏振，宇宙学参数和透镜势的地图。此外，我们提出了银河系前景的两极分化的预测。未来的卫星实验将面临的挑战是以高精度去除前景，以便能够测量小于0.01的张量标量比。
2016-05-05 astro-ph.CO
Structure formation in a $Λ$ $viscous$ CDM universe
暗物质作为耗散成分的可能性代表了标准观点的一种选择，其中冷暗物质（CDM）粒子在大尺度上表现为理想流体。通过在暗物质的描述中加入一个物理机制，比如粘性，我们构建了一个更现实的宇宙模型。此外，标准CDM模型的已知小尺度病理学消失或变得不那么严重。我们研究了$Λ$类CDM模型的成簇性质，其中暗物质被描述为一种大体积粘性流体。给出了线性功率谱、非线性球“顶帽”坍缩和质量函数。我们使用这样的结构形成工具的分析，以放置在暗物质的粘度的大小的上限。
2014-10-12 astro-ph.CO
Dark matter halo dynamics in 2D Vlasov Simulations: a self-similar approach
本研究通过二维 Vlasov 模拟验证暗物质晕的自相似动力学，发现粒子弛豫后轨迹与 FG 模型吻合，密度分布指数接近预测值，并分析了导致偏离的因素。
2025-01-13 astro-ph.CO
Viscous Cold Dark Matter in agreement with observations
我们讨论了体粘滞宇宙模型。由于体粘滞压力是负的，原则上可以构建具有后期加速膨胀的可行粘性宇宙学场景。在讨论了一些基于体积粘性效应的替代模型后，我们将重点讨论与标准$Λ$ CDM非常相似的模型。我们认为，$Λ$ { \rm v}CDM模型，其中我们分配一个非常小的（虽然可察觉的）体积粘度的暗物质是在协议与现有的宇宙学观测。因此，我们的工作与粘性冷暗物质（{ \rm v}CDM）的概念。在扰动水平下，与标准CDM结构相比，{ \rm v}CDM结构的生长受到轻微抑制。考虑到$Λ$ CDM模型的小规模问题与过度聚集有关，我们的提议似乎指出了解决标准宇宙学模型中CDM范式严重缺陷的可能方向。
2013-06-21 astro-ph.CO
$Λ_{\rm s}$CDM cosmology: Alleviating major cosmological tensions by predicting standard neutrino properties
本研究对$Λ_{\rm s}$CDM模型进行双参数扩展，通过分析多组宇宙学数据，验证了无需偏离标准中微子性质，仅靠后期镜像AdS-dS跃迁即可有效缓解$H_0$与$S_8$宇宙学张力，且中微子质量上限符合振荡实验结果。
2025-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revealing Limitation in the Standard Cosmological Model: A Redshift-Dependent Hubble Constant from Fast Radio Bursts
利用快速射电暴和机器学习方法揭示ΛCDM模型中哈勃常数的红移依赖性，表明模型存在不足。
2025-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Emperor's New Arc: gigaparsec patterns abound in a $Λ$CDM universe
利用FLAMINGO-10K超大型ΛCDM宇宙学模拟，证明“巨弧”等大尺度图样在标准模型中常见且可预期，其显著超密度实为算法伪影，从而反驳了相关观测对宇宙学原理的挑战。
2025-02-05 astro-ph.CO
Beyond the standard $Λ$CDM cosmology: the observed structure of DM halos and the shape of the power spectrum
观测天文学的最新进展允许研究各种暗物质（DM）占主导地位的对象，从矮球状（dSph）星系到跨越$10^{6} M_{\odot}$到$10^{15} M_{\odot}$质量范围的星系团。为了分析这个潜水员收集的对象的数据，我们使用了一个简单的玩具模型的球形DM晕形成，最初提出的皮布尔斯。这个模型引入了晕形成的历元或红移的概念。利用这一概念，我们分析了选定的样品DM占主导地位的对象，我们发现的经验之间的相关性维里质量，$M_{vir}$，晕和基本参数的核心，即平均DM密度，压力和熵。这些相关性是所有这些物体相似进化的自然结果。它主要是由引力相互作用驱动的，这意味着晕的形成过程和内部结构具有高度的自相似性。我们证实了CDM-样的形状的小规模和大规模的功率谱。然而，我们的重建所观察到的对象的演化历史不同于期望的标准$Λ$ CDM宇宙学，需要一个多组分的DM或一个更复杂的原始功率谱的密度扰动与显着过剩的权力在星系团的尺度和更大。我们证明了一个模型与适当的组合的重DM粒子（CDM）和DM粒子与大阻尼尺度（HDM）可以提供一个成功的描述的观测数据在广泛的质量。
2017-03-27 astro-ph.CO
$Λ$CDM as a Noether Symmetry in Cosmology
宇宙学的标准$Λ$ CDM模型被表述为一个简单的修正引力耦合到一个具有非平凡隐非线性Noether对称性的单标量场（“暗子”）。在建设的主要成分是使用形式主义的非黎曼时空体积元素。相关的诺特守恒电流产生的应力能量张量由两个附加部分组成-动态生成的暗能量和暗物质组件之间不相互作用。诺特对称性破缺通过一个额外的标量“暗子”势自然地引入了暗能量和暗物质之间的相互作用。$Λ$ CDM模型和目前的“暗子”Noether对称性之间的对应关系表现为线性顺序w.r.t.引力物质扰动
2020-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the road to percent accuracy II: calibration of the non-linear matter power spectrum for arbitrary cosmologies
我们介绍了一个仿真器的方法来预测的非线性物质的功率谱广泛的类超越$Λ$ CDM宇宙学，只使用一套$Λ$ CDM $N$体模拟。通过在模拟中包括一系列适当修改的初始条件，并用分析“晕模型反应”重新调整所得模拟器预测，可以计算标准$Λ$ CDM模型的一般扩展的精确非线性物质功率谱。我们优化仿真器的设计，用标准的{ \sc halofit}工具的非线性预测取代模拟套件。我们回顾了模拟器的性能，从标准的宇宙学以及理论上激发的模型，如$f (R)$重力和大量的中微子人为产生的偏离。对于我们测试过的大多数宇宙学，仿真器可以再现物质功率谱，误差$\lesssim 1\%$深入到高度非线性区域。这项工作表明，一套精心设计的$Λ$ CDM模拟，扩展到标准的宇宙学模型，可以在非线性制度进行测试，而不依赖于昂贵的超越$Λ$ CDM模拟。
2019-09-13 astro-ph.CO
Examining a new form of non-standard dark matter using DESI DR2 data
Ningbo University（宁波大学）；Northeastern University（东北大学）
本文提出一种非标准暗物质模型，通过DESI DR2数据约束不同暗物质模型，发现负的暗物质方程状态偏好，并指出非标准暗物质模型在避免能量条件违反方面更具优势。
2025-10-15 astro-ph.CO
Constraints on power law cosmology from cosmic chronometer, standard ruler, and standard candle data
在本文中，我调查如何以及简单的幂律扩展适合观测数据相比，标准的$Λ$ CDM模式。我分析了一个数据集组成的宇宙天文钟，标准尺，标准蜡烛测量，发现$Λ$ CDM模型提供了一个更好的适合这些数据的大多数组合比幂律的Ancket。
2021-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Test of the Standard Cosmological Model with Geometry and Growth
我们进行一般测试的$Λ{\rm CDM}$和$w {\rm CDM}$宇宙学模型的膨胀历史的几何结构上的增长的限制进行比较。具体来说，我们将总物质能量密度$Ω_M$和（对于$w {\rm CDM}$）暗能量状态方程$w$分成两个参数：一个参数捕获几何形状，另一个参数捕获生长。我们约束我们的分裂模型使用当前的宇宙学数据，包括Ia型超新星，重子声振荡，红移空间扭曲，引力透镜，和宇宙微波背景（CMB）各向异性。我们专注于两项任务：（i）约束由参数$ΔΩ_M \equiv Ω_M^{\rm grow}-Ω_M^{\rm geom}$和$Δw \equiv w^{\rm grow}-w^{\rm geom}$捕获的与标准模型的偏差，以及（ii）研究CMB和弱透镜效应之间的$S_8$张力是否可以转化为几何和生长之间的张力，即$ΔΩ_M \neq 0$、$Δw \neq 0$。在分离的$Λ{\rm CDM}$和$w {\rm CDM}$病例中，我们结合所有数据的结果与$ΔΩ_M = 0$和$Δw = 0$一致。如果我们忽略BAO/RSD数据并约束分裂的$w {\rm CDM}$宇宙学，我们发现数据在$3.6σ$显著性上更倾向于$Δw<0$，在$4.2σ$证据上更倾向于$ΔΩ_M>0$。我们还发现，对于CMB和弱透镜，$ΔΩ_M$和$S_8$是相关的，CMB显示出稍强的相关性。在我们的扩展模型中，…
2021-11-24 astro-ph.CO
Cosmological tensions and $\mathcal{Q}_{\rm CDM}$ as an alternative to $Λ$CDM
本文提出Q_CDM模型作为ΛCDM的替代方案，通过场论方法描述 quintessence 场与暗物质的相互作用，并研究其对哈勃张力和S8异常的缓解作用。
2025-03-12 astro-ph.CO
Non-standard baryon-dark matter interactions
在总结了冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND）范式在不同恒星系统中各自的优点后，我们研究了在螺旋星系中，重子物质和暗物质之间的非标准相互作用是否可以在河外尺度上重现CDM的成功，同时使重子物质有效地服从MOND场方程。
2009-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
A non-parametric consistency test of the $Λ$CDM model with Planck CMB data
非参数重建方法，如高斯过程（GP）回归，提供了一种独立于模型的方法来估计一个潜在的功能和它的不确定性，从噪声数据。我们演示了如何GP重建可以被用来作为一个给定的数据集和一个特定的模型之间的一致性测试，通过寻找结构的数据的残差相对于模型的最佳拟合。应用这种形式主义的普朗克温度和偏振功率谱测量，我们测试他们的全球一致性的基础$Λ$ CDM模型的预测。我们的结果没有显示出任何严重的不一致，贷款进一步支持的解释基础$Λ$ CDM模型作为宇宙学的黄金标准。
2017-09-28 astro-ph.CO
Test $Λ$CDM model with High Redshift data from Baryon Acoustic Oscillations
重子声学振荡（BAO）为研究宇宙膨胀提供了一个标准标尺。最近在SDSS DR 9和DR 11中对BAO的观测在几个不同的红移处测量了$H(z)$。有人认为，暗能量的行为可以通过增加高红移的哈勃参数数据，如SDSS DR 11在z = 2.34时测量的$H(z) = 222\pm7$ km/sec/Mpc，得到更有效的约束。本文结合最近的哈勃常数观测数据和普朗克+WP的宇宙微波背景（CMB）测量数据，研究了这些BAO数据在平坦$Λ$ CDM模型中的意义。我们对这些数据集进行了详细的数据分析，发现最近在SDSS DR 9和DR 11中观测到的BAO与标准$Λ$ CDM模型框架下的Planck + WP观测存在相当大的张力。拟合结果表明，对张力的主要贡献来自于在$z=2.34$红移处的哈勃参数测量。但是，一旦通过结合SDSS和Planck+WP的数据集进行联合数据分析，就没有可见的张力。因此，为了了解暗能量是否会演化，我们需要在高红移下对哈勃参数进行更多独立的测量。
2014-12-31 astro-ph.CO
Constraints on the $Λ$CDM model with redshift tomography
最近公布的普朗克数据支持标准$Λ$ CDM模型中较低的哈勃常数值和较高的分数物质密度值，这与一些低红移测量结果不一致。在这种宇宙学的背景下，我们检查的一致性估计值的哈勃常数和分数物质密度与红移层析。使用SNe Ia，Hubble参数，BAO和CMB数据，这是分为三个箱，我们发现没有任何张力的统计证据，在三个红移箱，虽然存在一个$σ$的哈勃常数在高红移箱的偏差在中间的红移。
2014-07-22 astro-ph.CO
Distinct distributions of elliptical and disk galaxies across the Local Supercluster as a $Λ$CDM prediction
利用SIBELIUS DARK约束模拟证明，本地宇宙中椭圆星系和盘星系在超星系平面附近的不同分布是ΛCDM模型和标准星系形成理论的直接预测，而非异常现象。
2023-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining f(Q) Cosmology with Standard Sirens
本文研究了两个基于$f(Q)$引力的宇宙学模型。我们求助于模拟目录的标准警报（SS）事件，看看数据从未来的引力波（GW）观测站将能够区分这些模型从$Λ$ CDM。第一个模型是最通用的$f(Q)$公式，它复制了$Λ$ CDM背景，偏差仅出现在微扰水平。与$Λ$ CDM相比，它有一个额外的自由参数$α$，当设置为零时，它会回落到$Λ$ CDM。我们表明，LIGO-Virgo是无法约束$α$，由于高误差和低红移的测量，而LISA和ET将，与ET优于LISA。LISA和LIGO-Virgo的星表都显示出不可忽略的统计波动，我们考虑了三个代表性的星表（最好，中位数和最差），而对于ET，只考虑了一个星表，因为事件的数量足够大，统计波动可以忽略不计。最好的LISA星表是具有更多低红移事件的星表，而最差的LISA星表具有更少的低红移事件。此外，如果我们要观察一个坏的LISA目录，我们可以依靠LIGO-Virgo的数据来提高约束的质量，使其更接近中等的LISA目录。第二个模型试图通过使用函数$f(Q)$的特定形式来代替暗能量。我们研究这个模型诉诸动力系统技术，以显示可行的宇宙学在参数空间中的区域。使用模型选择标准，我们表明，没有多少SS事件本身，能够告诉这个模型和$Λ$ CDM分开。然后，我们表明，如果我们添加当前Ia型超新星（SnIa）的数据，在这个模型中出现的紧张局势相比，由SS事件设置的约束。
2023-03-22 astro-ph.CO
The Evolution of Active Galactic Nuclei in Warm Dark Matter Cosmology
最近对高红移z>4的低光度活动星系核（在2-10 keV能带，LX < 10^44 erg/s）丰度的测量给基于活动星系核相互作用驱动的冷暗物质（CDM）模型提出了严峻的挑战。使用半解析模型的星系形成，我们调查如何这样的观测适合在一个温暖的暗物质（WDM）的星系形成的情况下，并比较结果与标准CDM方案中获得的恒星反馈的不同效率。根据我们以前在WDM宇宙学中对星系形成的探索，我们假设一个光谱作为参考情况，与标准的CDM情况相比，该光谱被抑制在~ 0.2$ Mpc的截止尺度之下，对应于（对于热遗迹WDM粒子）质量m_X=0.75 keV。我们用这样的WDM谱运行我们的基准半解析模型，导出了从z~6到现在的AGN在很宽的光度范围内（2-10 keV X射线波段10^43<LX/erg/s < 10^46）的光度函数，并与最近的观测和CDM情况下的结果进行了比较。当与标准CDM情况相比时，我们得到的假设WDM光谱的光度分布的特征在于在低红移下具有类似的行为，并且在z>3的微弱幅度下具有更平坦的斜率，这提供了对当前观测的极好拟合。我们讨论了这样的结果与CDM模型相比，最大化的反馈效率，以及如何未来的深AGN调查将允许更好地区分反馈和宇宙学效应之间的相互作用驱动的模型AGN燃料的演化AGN。
2013-03-06 astro-ph.CO
Estimating CDM Particle Trajectories in the Mildly Non-Linear Regime of Structure Formation. Implications for the Density Field in Real and Redshift Space
我们从拉格朗日微扰理论出发，得到了CDM粒子轨迹的近似解。这些估计的CDM轨迹的结果在真实的和红移空间的密度近似，以及动量密度比标准的欧拉和拉格朗日微扰理论给出的更好。对于真实空间密度，我们发现我们提出的近似与非线性密度具有良好的互相关（>95%），其尺度几乎比非线性尺度小两倍，比使用线性理论获得的相应尺度小六倍。这允许一个数量级或更多的速度在扫描的宇宙学参数空间与N体模拟的尺度相关的重子声学振荡。我们的方法可能的应用前景包括重子声峰重建，建立模拟星系目录，动量场重建。
2013-01-02 astro-ph.CO
Testing Dark Energy models vs $Λ$CDM Cosmology by Supernovae and Gamma Ray Bursts
提出了一种利用伽马射线暴和超新星组合样本约束宇宙学状态方程的新方法。采用Chevallier-Polarski-Linder参数化方法对状态方程进行参数化，以寻求实现暗能量模型减速/加速相变的现实途径。结果表明，用SNeIa标定的伽玛暴至少可以作为鉴别宇宙学模型与$Λ$ CDM在高红移时的距离指标。此外，GRB +SNeIa组合的红移-距离图更好地显示了通常被称为现今观测到的加速度“信号”的红移$z\sim 0.5$附近斜率的变化。这一特征可以用更标准的方式来解释，即星系团中的红色序列。
2009-06-26 astro-ph.CO
Revealing the late-time transition of $H_{0}$: relieve the Hubble crisis
从局域距离阶梯测量的哈勃常数$H_0$与从宇宙微波背景测量的哈勃常数之间的差异是对标准$Λ$ CDM模型的最严重挑战。人们提出了各种模型来解决或缓解这一问题，但至今没有给出满意的解决方案。在这里，我们报告了$H_{0}$的后期跃迁，即，通过对哈勃参数$H(z)$数据的高斯过程（GP）分析，发现$H_0$从宇宙时间早期到晚期呈现由低值到高值的变化。这一发现有效地减少了70%的哈勃危机。我们的结果也是一致的下降趋势，$H_0$测量使用时间延迟宇宙学透镜类星体在1 $σ$的置信水平，并支持哈勃危机产生的新物理超出标准的$Λ$ CDM模型的想法。另外，在$Λ$ CDM模型和$w$ CDM模型中，不存在$H_{0}$的跃迁行为。
2022-09-23 astro-ph.CO
Analytical growth functions for cosmic structures in a $Λ$CDM Universe
宇宙学流体方程描述了冷暗物质（CDM）的早期引力动力学，暴露于暗能量的均匀分量，宇宙学常数$Λ$。流体方程的微扰预测通常假设$Λ$对CDM的影响可以通过线性密度波动的精细增长模式$D$来封装。在这里，我们解决了，任意高扰动阶，非线性流体方程与{ \it Answer}的流体变量在增加的权力$D$。我们表明，$Λ$开始填充的解决方案，在这个严格的$D$ -扩展在第五阶开始。通过应用适当的重定技术，我们重铸这些解决方案，以一个标准的微扰系列，而不是$D$，但基本上是初始引力势作为簿记参数内的扩展。然后，利用标准微扰理论中的二阶和三阶精细增长函数，确定了单圈精度的物质功率谱以及首阶对物质双谱的贡献。我们发现，采用我们改进的增长函数的影响，总功率和双谱的精度低于百分之一，在后期。然而，对于功率谱，我们发现一个特征的尺度依赖的抑制，这是相当相似的大规模中微子宇宙学中观察到的。因此，我们建议使用我们改进的增长函数，以减少分析相关管道中数据的理论不确定性。
2022-08-25 astro-ph.CO
Cosmic Structures in CDM and SIDM
Institute of Physics, National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学物理研究所）
本综述概述ΛCDM模型的小尺度观测差异问题，介绍自相互作用暗物质（SIDM）框架的理论基础、解决方案、最新进展及星系团对暗物质自相互作用截面的观测约束。
2026-08-14 astro-ph.CO
Investigating the dynamical models of cosmology with recent observations and upcoming gravitational-wave data
我们探讨和比较的能力，最近的观测标准的宇宙学探测器和未来的观测引力波（GW）的标准海妖约束宇宙学参数。它是在两个典型的宇宙学动力学模型的框架下进行的，具有$ω(z) = ω_0 +ω_a*z/(1+z)$的$ω_0ω_a$ CDM模型和具有$ρ_X\proptoρ_ma^ξ$的$ξ$指数模型，其中$ω(z)$是暗能量状态方程，$ρ_X$和$ρ_m$分别是暗能量和物质的能量密度。在宇宙学分析中，使用的数据集包括标准宇宙学探测器的最新观测，即，Ia型超新星（SNe Ia），重子声振荡（BAO）和宇宙微波背景（CMB），以及模拟GW标准警报器样本与1000合并中子星事件预计从第三代探测器。在$ω_0ω_a$ CDM和$ξ$ -index模型的情况下，结果表明，模拟GW样本可以减少哈勃常数$H_0$的不确定性约50%，相对于联合SNe+BAO+CMB样本，SNe+BAO+CMB样本在限制其他参数方面表现出更好的性能。此外，贝叶斯证据被应用到比较的动力学模型与$Λ$ CDM模型。从SNe+BAO+CMB样本计算的贝叶斯证据表明，$Λ$ CDM模型是支持度最高的模型，而且$ω_0ω_a$ CDM模型比$ξ$ -index模型更具竞争力。
2022-04-14 astro-ph.CO
Towards Accurate Modelling of Galaxy Clustering on Small Scales: Testing the Standard $Λ\mathrm{CDM}$ + Halo Model
用晕模型解释星系的小尺度成团现象可以阐明星系与暗物质晕之间的联系。不幸的是，建模通常不够准确，无法在统计上排除模型。因此，很难使用小尺度编码的信息来测试宇宙学模型或探测星系-晕连接的微妙特征。在本文中，我们试图推动晕模型的"准确"的制度，完全数值模拟为基础的方法和统计和系统误差的仔细治疗。通过我们的前向建模方法，我们可以将聚类统计纳入传统的两点统计之外。我们使用这种建模方法来测试标准的$Λ\mathrm{CDM}$+晕模型对SDSS DR 7星系的聚类。具体地说，我们使用投影关联函数，群多重性函数和星系数密度作为约束条件。我们发现，虽然模型分别拟合每个统计量，但它很难同时拟合它们。添加组统计量会导致对模型进行更严格的测试，并对模型参数进行更严格的约束。我们探讨了不同的晕定义和宇宙学模型的影响，发现改变宇宙学有显着的差异。我们尝试的最成功的模型（普朗克宇宙学与Mvir晕）匹配的低光度星系的集群，但表现出2.3 $σ$张力与发光星系的集群，从而提供了证据，"标准"晕模型需要扩展。这项工作打开了大门，增加有趣的自由光环模型，并包括额外的聚类统计作为约束。
2018-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter Casts Light on the Early Universe
我们展示了如何知识的冷暗物质（CDM）密度可以使用，结合测量的参数的情况下，超越标准模型（BSM）的物理，提供有关宇宙的演化大爆炸核合成（BBN）之前的信息。作为非标准演化的例子，我们考虑具有可能衰变为BSM粒子的标量场的模型和精华模型。我们说明了我们的计算使用各种超对称模型的代表类的BSM的情况下，CDM密度大于或小于观测到的密度时，早期宇宙被假定为辐射为主。在一个衰减的标量场的情况下，我们展示了如何CDM密度可以约束初始标量密度和再加热温度后，它在BSM的情况下，将产生过密的暗物质在标准辐射主导的宇宙学，以及如何衰减的标量场到BSM粒子可以被约束的情况下，否则会产生undersense CDM。我们还展示了如何早期演变的精髓领域可以限制在BSM方案。
2018-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Interpreting Cosmic Birefringence and DESI Data with Evolving Axion in $Λ$CDM
针对宇宙观测与标准$\Lambda$CDM模型的矛盾，提出基于动力学轴子场的统一框架，可同时解释宇宙双折射与暗能量状态方程偏离，参数自然且契合观测数据。
2025-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Status of Neutrino Cosmology: Standard $Λ$CDM, Extensions, and Tensions
该研究结合近期观测数据检验ΛCDM及其扩展模型，推导中微子质量总和约束，发现正常质量顺序偏好及部分热化惰性中微子的3.3σ证据，还探讨了哈勃张力的缓解。
2025-02-11 astro-ph.CO hep-ph
Probing New Physics with High-Redshift Quasars: Axions and Non-standard Cosmology
本研究针对高红移类星体哈勃图与ΛCDM模型的3σ偏差，探究新物理解释，发现含星系际介质轴子-光子转换的BSM模型或可缓解偏差，而wCDM等非标准宇宙学模型无法缓解。
2024-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Finding new signature effects on galactic dynamics to constrain Bose-Einstein-condensed cold dark matter
如果宇宙学冷暗物质（CDM）由足够轻的玻色子组成，它们的相空间密度超过1，它们将构成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这种BEC-CDM作为量子流体的性质可以动态地将其与CDM的标准形式区分开来，后者涉及纯引力相互作用的非相对论粒子的无碰撞气体。我们总结了一些BEC-CDM的动力学性质，可能会导致可观察到的签名在星系晕和粒子质量和自相互作用耦合强度，结果与观察到的星系的比较，目前的一些界限。
2014-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
