Maps of CMB lensing deflection from N-body simulations in Coupled Dark Energy Cosmologies
为了模拟宇宙微波背景辐射的弱透镜效应，我们利用耦合暗能量宇宙学模拟（CoDECS）进行了射线追踪，得到了透镜势和偏转角图。构造的地图反映了N体宇宙结构的范围从角分到度尺度。我们调查的透镜图案的变化，由于DE动力学，其特征在于不同的背景和扰动行为作为DE场和CDM之间的相互作用的结果。我们研究了三个不同背景和扰动演化的模型的结果，目的是分离它们在透镜观测量中的印记。研究的方案包括一个参考LCDM宇宙学，一个标准的耦合DE（CDE）的情况下，和一个“弹跳”的CDE的情况下。对于标准的cDE的情况下，我们发现，在透镜势的差异，结果从两个影响：增强增长的线性CDM密度波动相对于LCDM的情况下，和修改的非线性动力学的塌陷结构引起的DE-CDM相互作用。因此，CMB透镜突出了宇宙膨胀中的DE影响，即使在退化的情况下，线性物质密度扰动的振幅，通过σ_8参数化，在标准cDE和LCDM宇宙学中是相同的。对于弹跳的情况下，我们发现，透镜密度对比度和物质丰度的两个相反的行为导致了一个反直觉的效果，使透镜信号的功率比LCDM方案低10%。此外，我们分别比较了CDM和重子在CoDECS中的行为，以隔离来自与DE分量耦合的影响。我们发现，在反弹的情况下，重子显示出相反的趋势，相对于CDM，由于耦合后者与DE组件。[删节]
2013-08-06 astro-ph.CO
A two-phase scenario for bulge assembly in LCDM cosmologies
我们分析和比较的膨胀的一个样本的L* 螺旋星系的流体动力学模拟在宇宙学的背景下，使用两种不同的代码，P-DEVA和GASOLINE。这些代码以非常不同的方式调节恒星形成，P-DEVA模拟在假设反馈发生在亚网格尺度上的情况下输入低恒星形成效率，而GASOLINE模拟则具有驱动大规模外流的反馈。在所有情况下，显着的膝盖形状的质量聚集轨道，对应于从早期阶段的快速大规模组装到后来的较慢的过渡，分离的模拟凸起内的两个人口的属性。分析的凸起显示了一个重要的早期恒星暴产生的类彗星快速阶段的大规模组装，其次是第二阶段与较低的恒星形成，驱动的各种过程，如磁盘不稳定性和/或合并。根据这两个阶段将z=0时的核球恒星粒子分为老的和年轻的两类，我们发现核球恒星子种群具有不同的运动学、形状、恒星年龄和金属含量。年轻的组分更扁圆，通常更小，更多的旋转支撑，具有更高的金属丰度和更少的α-元素比老的增强。这些结果与当前观测到的凸起状态是一致的，并为一些明显自相矛盾的观测结果提供了解释，例如观测到的凸起年轻化和金属含量梯度。我们的结果表明，L* 星系的凸起通常会有两个凸起种群，可以将其比作经典凸起和伪凸起，差异在于两者的相对比例，这可能会因星系质量和特定质量吸积和合并而变化历史。
2012-11-16 astro-ph.CO
Exploring Alternative Cosmologies with the LSST: Simulated Forecasts and Current Observational Constraints
本文利用LSST模拟超新星数据及现有观测数据评估多种动态暗能量模型，发现LSST能提供更严格的参数约束，且除Pantheon+外各数据集均显示超过2-sigma显著性偏离LCDM模型，强调了探索替代宇宙学的必要性。
2024-06-10 astro-ph.CO
Mass Function Predictions Beyond LCDM
晕的质量分布，由晕质量函数指定，是几个宇宙学探测器的关键输入。$N$ -体模拟的规模现在是这样的，在大多数情况下，结果不再需要受到几何学的限制，但仍然受到各种系统不确定性的影响。我们调查和讨论这些差异的原因。量化误差源，并适当补偿他们，我们进行了高统计研究暗物质晕67 $N$体模拟调查的质量函数及其演变的参考$Λ$ CDM宇宙学和一组$w$ CDM宇宙学。对于参考$Λ$ CDM宇宙学（接近WMAP 5），我们量化了作为红移函数的质量函数形式的普适性的破坏，发现红移$z=0$和$z=2$之间的普适性形式的演化高达10%。对于宇宙学非常接近这个参考，我们提供了一个拟合公式，我们的结果（不断发展）$Λ$ CDM质量函数的质量范围为$6\cdot 10^{11}-3\cdot 10^{15}$ M $_{\odot}$的估计精度约为2%。$w$ CDM宇宙学的集合取自Coyote宇宙模拟套件。该套件的质量函数（包括$Λ$ CDM宇宙学和其他具有$w\simeq-1$的宇宙学）由参考$Λ$ CDM情况的拟合公式描述，精确度为10%，但具有明显的系统偏差。我们认为，作为一个结果，拟合公式的基础上的普遍形式的质量函数可能有有限的效用，在高精度的宇宙学应用。
2011-03-18 astro-ph.CO
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述，即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟，讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕，晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现，在所有宇宙学中，对于一系列红移，晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域，避免晕自旋的非线性干扰，但非常相似的宇宙学之间的排列趋势，这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现，在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来，这样的发现可以提供线索，将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说，晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 astro-ph.CO
Hydrodynamical simulations of coupled and uncoupled quintessence models II: Galaxy clusters
我们使用一系列绝热SPH模拟，在相互作用和非相互作用的经典宇宙学模型的背景下研究星系团（和大星系团）的$z=0$性质。首先，我们研究了群体和集群的平均属性，量化它们在LCDM，非耦合暗能量（\ude）和耦合暗能量（\cde）宇宙学的差异。特别是，我们专注于径向分布的气体密度，温度和压力，我们还研究了如何标准的流体动力学平衡假设在精髓宇宙学。虽然我们能够确认以前的结果重子的分布，我们也发现，主要的差异（与差异高达$20\%$）可以看到在集群的压力分布。然后，我们将注意力转移到单个结构上，将精粹宇宙学中的每个光环映射到它的对应物\LCDM。我们能够确定一系列小的相关性之间的耦合在黑暗的部门和晕自旋，三轴性和维里化比。当看暗物质晕的自旋和维里化时，我们发现第五力场景与\LCDM有一个微弱的（$5\%$）但系统的偏差。
2014-01-21 astro-ph.CO
A comparison of the R_h=ct and LCDM cosmologies using the Cosmic Distance Duality Relation
宇宙距离对偶（CDD）关系（基于埃瑟林顿互易定理）在各种各样的宇宙学测量中起着至关重要的作用。试图从观测上证实它的结果喜忧参半，尽管普遍的共识似乎是数据确实支持它在自然界中的存在。过去的方法的一个共同的局限性是它们依赖于特定的宇宙学模型，或者依赖于到Ia型超新星的光度距离的测量，这引入了对假设宇宙学的依赖，尽管信仰相反。证明CDD实际上在自然界中实现是至关重要的，因为它的违反需要奇异的新物理学。在本文中，我们研究的CDD使用观察到的角尺寸紧凑类星体核心和高斯过程重建的HII星系哈勃图-没有预先假设任何特定的背景宇宙学。这样做，我们确认在一个非常高的置信水平，角直径和光度的距离确实满足CDD。然后，我们利用这一结果对两个相互竞争的宇宙学模型--R_h=ct宇宙和LCDM--进行了比较检验，证明了这一结果的潜在力量，并表明R_h=ct受到CDD数据的支持，其似然率为~82.3%，而标准模型为~17.7%。
2018-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Strongly Coupled Cosmologies
包括从CDM到DE的能量转移的模型在文献中被广泛考虑，即允许DE具有显著的高Z密度。强耦合宇宙学假设DE和CDM之间存在更大的耦合，以及存在非耦合的暖DM分量，因为CDM的作用主要限于辐射时代。这使我们能够保持小尺度的波动，即使温暖的粒子，可能是一个无菌中微子，是相当轻的，O（100 eV）。线性理论和数值模拟表明，这些宇宙学同意超星系尺度上的LCDM;例如，CMB光谱基本相同。同时，模拟表明，它们显着缓解了与MW卫星和矮星核心的性质有关的问题。SC宇宙学也为早期黑洞的形成开辟了新的视角，并可能导致统一的DE和暴胀标量场。
2014-11-25 astro-ph.CO
Constraints on Holographic cosmologies from strong lensing systems
我们使用强引力透镜（SGL）系统，把一组全息暗能量模型的额外限制。文献中的数据（红移和速度色散）用于获得爱因斯坦半径，并将其与模型预测进行比较。我们发现，LCDM是最适合的数据。虽然初步的统计分析似乎表明，两个全息模型研究显示有趣的协议与观察，严格的测试导致我们的结果，没有全息模型是竞争力的LCDM。这些结果突出了强透镜测量的重要性，为替代宇宙学模型提供了额外的观测约束，这对于照亮黑暗的宇宙是必要的。
2013-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Galaxy and halo angular clustering in LCDM and Modified Gravity cosmologies
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本文通过N体模拟研究了LCDM和修正引力模型中星系、暗物质和暗物质晕的角聚类，发现0.15 < z < 0.3的红移范围能最大化修正引力信号，并发现第三阶统计量对不同结构形成场景的探测最为敏感。
2026-05-21 astro-ph.CO
Late time interacting cosmologies and the Hubble constant tension
在这篇手稿中，我们重新评估了相互作用的暗物质-暗能量模型在解决哈勃常数张力方面的潜力。这些模型已经被提出，但也被质疑作为$H_0$问题的可能解决方案。在这里，我们将根据宇宙学观测来研究几种相互作用的场景，重点关注超新星数据校准所发挥的重要作用。为了重新评估相互作用的暗物质-暗能量的情况下，在缓解哈勃常数的紧张局势的能力，我们系统地面对他们的理论预测使用前超新星Ia绝对星等$M_B$，这已被认为是更强大的，当然比使用前的哈勃常数$H_0$较少的争议。虽然一些数据组合并没有显示出任何偏好的相互作用的黑暗部门，并在其中一些情况下，集群$σ_8$紧张的星系，相互作用的宇宙学与暗能量状态方程$w<-1$是首选的规范$Λ$ CDM图片，即使与CMB数据单独也提供了$σ_8$的值与弱透镜调查的完美协议。未来的宇宙学调查将通过精确测量暗能量状态方程及其假定的红移演化来测试这些奇异的暗能量宇宙学。
2022-07-19 astro-ph.CO
Simulations of structure formation in interacting dark energy cosmologies
支持暗能量成分主导宇宙并推动其目前加速膨胀的证据在过去十年的宇宙学观测中逐渐增加。如果这种暗能量是由动态标量场给出的，它也可能与宇宙中的其他物质场直接相互作用，特别是与冷的暗物质。这种相互作用会在宇宙学背景演化和宇宙结构的生长上留下新的特征，比如大质量粒子之间的额外长程第五力，或者暗物质粒子质量随时间的变化。我们在这里回顾了这些新的物理效应在N体代码GADGET-2中的实现，并且我们讨论了一系列高分辨率N体模拟的结果，用于选定的相互作用暗能量模型家族，如Baldi等人所述。[20]。有趣的是，我们发现，与以前的索赔相比，暗物质晕的内部过密度在这些模型中相对于LCDM减少，并始终晕浓度显示出逐渐减少增加耦合。此外，耦合诱导的偏置冷暗物质和重子的超密度，决定了其宇宙学值以下的晕重子分数的减少。这些结果在小尺度上缓解了天体物理观测和LCDM模型预测之间的紧张关系，从而为耦合暗能量模型作为宇宙学常数的替代方案开辟了新的空间。
2009-06-29 astro-ph.CO
Strongly Coupled Dark Energy with Warm dark matter vs. LCDM
包括强耦合（SC）暗能量（DE）和暖暗物质（SCDEW）在内的宇宙学都是基于修正早期辐射膨胀的共形不变（CI）吸引子解。然后，除了辐射之外，动力场$Φ$和DM分量占总能量的固定部分$\sim 1\, \%$。大多数SCDEW的预测很难与LCDM区分开来，而SCDEW解释了相当多的LCDM概念问题，以及它难以满足平均星系尺度以下的数据。CI膨胀开始于暴胀结束，此时$Φ$（未来的DE）可能在再加热中起作用，并在希格斯尺度结束。之后，一些可行的选择是开放的，允许从CI膨胀过渡到现在的宇宙。在本文中：（i）我们展示了如何吸引子恢复时，自旋自由度减少。(ii)我们进行了详细的比较CMB各向异性和偏振光谱SCDEW和LCDM，包括张量分量，发现可以忽略不计的差异。(iii)线性光谱在大的$k$下表现出更大的参数依赖性，但对于合适的参数选择仍然与数据一致。(iv)我们还比较了以前的模拟结果与星系浓度的新数据。最后，（v）我们概述了在高$k$的数值困难。这激发了第二个相关的文件，这些问题是在一个定量的方式处理。
2017-10-11 astro-ph.CO
On the concordance of cosmological data in the case of the generalized Chaplygin gas
广义Chaubergin气体宇宙学为一类统一的暗物质模型提供了一个很好的例子，它用一个单一的暗成分取代了标准宇宙学LCDM和谐模型的两个暗成分。广义Chaobergin气体的状态方程的特征在于由一个参数α，使得标准的LCDM模型恢复的情况下，α =0相对于背景动力学和宇宙微波背景（CMB）的统计。这允许调查不同宇宙学数据集相对于α的一致性。我们比较了超新星宇宙学计划的超新星数据，第三次斯隆数字巡天（SDSS-III）的重子振荡光谱巡天（BOSS）数据和普朗克2015年数据发布的CMB数据。BOSS莱曼α森林BAO测量的重要性进行了研究。据发现，这些数据集具有共同的重叠的置信域只有Chaobergin气体宇宙学非常接近的LCDM模型。
2017-11-24 astro-ph.CO
The Impact of Coupled Dark Energy Cosmologies on the High-Redshift Intergalactic Medium
我们提出了一个分析的高分辨率流体动力学N体模拟耦合暗能量宇宙学的重点是在高红移星系际介质（IGM）的透射莱曼α通量的统计特性。在这些模型中，扩散宇宙网的增长与标准LCDM情况不同：密度分布偏向于欠密度区域，物质功率谱通常较大（以尺度依赖的方式）。这些差异在莱曼α通量中也是明显的，并且在z=2-4处，对于高透射率区域和耦合参数β= 0.08（β= 0.2）的值，通量概率分布函数（pdf）中的差异大于5%（10%）。当β= 0.08（β= 0.2）时，通量功率谱也受到~2%（~ 5-10%）量级的影响，并与红移有关。我们推断的行为的磁通PDF和磁通功率的合理范围内的耦合和本约束，使用目前的高，低分辨率的数据集。我们发现一个上限β< 0.15（在2 σ置信水平），这是获得仅使用IGM数据，并与其他大尺度结构探针推断的竞争力。
2011-01-31 astro-ph.CO
High accuracy power spectra including baryonic physics in dynamical Dark Energy models
下一代质量探测器将获得非线性功率谱P（k，z）及其演化的信息，使我们能够研究暗能量的本质。为了利用这些数据，我们需要高精度的模拟，至少扩展到k 10 h/Mpc的尺度，重子的影响不能再被忽略。本文对LCDM和动力学暗能量（dDE）模型进行了一系列大尺度流体动力学模拟，其中状态方程参数是z依赖的。模拟包括气体冷却，恒星形成和超新星反馈。它们非常接近观测到的恒星形成率和坍缩系统中观测导出的恒星/暗物质质量比。与LCDM模拟中的纯n体模拟相比，重子动力学在k > 2-3 h/Mpc处引起超过1%的光谱位移。这与以前的研究一致，尽管我们发现在较高k时对功率谱振幅的影响较小（约50%）。dDE表现出类似的行为，即使dDE模拟产生的恒星比类似的LCDM宇宙学少20%。最后，我们表明，在Casarini等人介绍的技术，以获得光谱的任何$w(z)$宇宙学从常数w模型在任何红移仍然成立时，考虑到气体物理。虽然这减轻了需要探索整个功能空间的暗能量状态方程，我们说明了一个严重的风险，未来的数据分析可能会导致误解的DE状态方程。
2010-11-03 astro-ph.CO
Evolution of Dark Energy Perturbations in Scalar-Tensor Cosmologies
我们通过解析和数值求解标量张量宇宙学中的广义爱因斯坦方程，得到了暗能量和物质线性微扰的演化。我们比较我们的结果与相应的结果最小耦合quintessence扰动。我们的结果自然（O（1））值的拉格朗日参数，导致类似于LCDM的背景展开总结如下：1。在小于100 h^{-1} Mpc的尺度上，标量-张量暗能量密度扰动与最小耦合的精粹扰动相比，被放大了约10^6倍。在这些尺度上，暗能量扰动与物质密度扰动相比只占10%左右。2.标量张量暗能量密度扰动与亚哈勃尺度上的物质线性扰动反相关。因此，星系团被预测与暗能量的空洞重叠。3.这种物质与负压扰动的反相关性导致了物质扰动在亚哈勃尺度上轻微放大约10%。4.亚哈勃尺度上标量场扰动的演化与尺度无关，因此它对应于消失的有效声速（c_{sΦ} =0）。它还涉及由场的放大有效质量引起的早期大振荡。这种放大是由于场与里奇曲率标量以及（因此）与物质的非最小耦合。没有这样的振荡存在于最低限度的耦合的精粹扰动，这是抑制亚哈勃尺度（c_{sΦ} =1）。我们的研究结果的影响，包括修改后的预测集群晕配置文件观察到的属性。已知这些剖面与LCDM的预测存在一定的张力。
2010-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure formation in Multiple Dark Matter cosmologies with long-range scalar interactions
冷暗物质（CDM）与扮演宇宙暗能量（DE）角色的经典标量场之间的相互作用可能提供与太阳系边界不冲突的长程暗相互作用。虽然目前可用的观测允许将这种相互作用限制在引力强度的百分之几，但最近的一些研究表明，如果CDM由两种与DE场具有相反耦合的不同粒子组成，那么这种严格的约束可以大大放松，允许长-在背景和线性扰动水平上都不显著影响观测的范围标量引力。在目前的工作中，我们将这种多暗物质的情况下，结构形成的非线性制度的调查，提出了有史以来第一个N体模拟这些宇宙学。我们的研究结果突出了一些特征足迹的长程标量力，只出现在特定的模型，否则实际上无法区分从标准的LCDM方案的背景和线性密度扰动的增长的非线性制度。在这些效应中，在两种CDM物质中形成“镜像”宇宙结构，在k > 1 h/Mpc时抑制非线性物质功率谱，以及坍塌晕的碎裂，代表了可能提供约束这类宇宙学模型的直接方法的特殊特征。
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc
Constraining H0 in General Dark Energy Models from Sunyaev-Zeldovich/X-ray Technique and Complementary Probes
在加速暗能量模型中，由Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）和星系团表面X射线亮度估算的H 0可能依赖于物质含量（Omega_M）、曲率（Omega_K）和状态方程参数（w）。本文利用SZE/X射线技术获得的25个星系团的角直径距离样本，将H_0约束在一般的LCDM模型（自由曲率）和带状态方程参数w=p_x/ρ_x（w=常数）的平坦XCDM模型的框架内。为了打破宇宙学参数的简并性，我们应用了一个包括重子声学振荡（BAO）和CMB位移参数签名的联合分析。通过忽略系统的不确定性，对于非平坦的LCDM宇宙学，我们得到$H_0=73.2^{+4.3}_{-3.7}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$（1 σ），而对于具有常数状态参数的平坦宇宙，我们发现$H_0=71.4^{+4.4}_{-3.4}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$（1 $σ$）。这些结果也与哈勃太空望远镜关键项目的独立研究和最近基于威尔金森微波各向异性探测器的估计非常一致，从而表明这三种独立现象的组合提供了一种有趣的方法来限制哈勃常数。特别是，将这些结果与最近仅使用SZE技术和BAO [Cunha et al. MNRAS 379，L1 2007]确定的平坦LCDM模型进行比较，我们发现几何形状对这种数据组合的H 0估计值的影响非常微弱。
2010-06-22 astro-ph.CO
The Bispectrum of f(R) Cosmologies
在本文中，我们分析了一套宇宙学模拟的修改引力作用f（R）模型，宇宙加速是由一个标量场，作为第五种力的所有形式的物质。特别是，我们专注于轻度非线性尺度上的暗物质密度场的双谱。对于具有相同初始功率谱的模型，在最终暗物质功率谱也不同的情况下，暗物质双谱显示出显著的差异。考虑到星系功率谱和双谱对偏差的不同依赖性，双谱测量可以填补星系偏差隐藏功率谱差异的漏洞。或者，初始功率谱的变化也可以隐藏差异。通过构建具有非常相似的最终非线性功率谱的LCDM模型，我们表明双谱中的差异减小（<4%），并且与不完全匹配的功率谱中的差异相当。这些结果表明，双谱主要取决于功率谱，而对f（R）模型的引力信号不太敏感。物质双谱对引力的这种弱依赖性使得它对于打破与星系偏置相关的简并非常有用，甚至对于超越广义相对论的模型也是如此。
2011-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Consistency of standard cosmologies using Bayesian model comparison and tension quantification
Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学）；Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系）
本文通过贝叶斯方法评估LCDM模型的一致性，发现曲率张力和暗能量演变的证据依赖于数据组合和处理方式，但整体上标准宇宙模型仍具有一致性。
2026-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Effects of Coupled Dark Energy on the Milky Way and its Satellites
我们提出了第一个数值模拟耦合暗能量宇宙学与足够高的分辨率，以调查银河系和亚银河系尺度上的耦合的影响。我们选择了两个常数耦合和一个随时间变化的耦合函数，我们运行三个银河大小的晕（$\sim$ 10 $^{12}$ M $_{\odot}$），一个较低质量的晕（6 $\times$ 10 $^{11}$ M $_{\odot}$）和一个矮星系晕（5 $\times$ 10 $^{9}$ M $_{\odot}$）的模拟。我们用数百万个暗物质粒子来分辨每个晕。在所有尺度上的耦合导致较低的晕浓度和相对于LCDM的子结构的数量减少。我们发现，减少的浓度是由于不同的形成时间，但它们与额外的条款，出现在方程描述的引力动力学。在银河系卫星的尺度上，我们表明，较低的浓度可以帮助调和观测和模拟的旋转曲线，但耦合值必须有一个显着的差异，从LCDM是目前的观测限制之外。另一方面，如果考虑对标准模型的其他修改，允许更高的耦合（例如大质量中微子），耦合的暗能量可以成为一个有趣的场景，以减轻LCDM模型的小尺度问题。
2015-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological probes of Dark Radiation from Neutrino Mixing
本研究推导了阶梯暗辐射模型的完整背景与扰动方程并实现在Einstein-Boltzmann求解器中，发现强自耦合区可平滑插值$Λ$CDM与强自相互作用暗辐射，弱自耦合区可容纳中微子异常与缓解哈勃张力的参数空间。
2024-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Influence of Small-Scale Inhomogeneities on the Cosmological Consistency Tests
目前的宇宙学暗区（暗物质加上暗能量）正在挑战我们对宇宙中发生的物理过程的理解。最近，一些作者试图证伪这种暗物质-暗能量范式的基本假设。在这封信中，我们表明，过度简化的测量过程可能会产生假阳性的任何一致性测试的基础上，全球均匀和各向同性的LCDM模型和它的扩展历史的基础上的距离测量。特别是，当考虑到由于聚集物质或空隙引起的局部不均匀性效应时，似乎存在明显违反基本假设（“哥白尼原理”）的情况。相反，偏差的幅度也探测到的可靠性程度的现象学戴尔-罗德程序面临的预测与弱透镜的方法的准确性。最后，提出了一种新的方法来重建LCDM模型中的不均匀性效应，并讨论了如何区分不同宇宙学中的团簇效应（或空洞效应）的一些建议.
2012-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Numerical implementation of flat FLRW models of cosmic expansion with Planck 2018 cosmological parameters
Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)（洛格罗尼奥国际大学）；SKYCR
本文提出了一种基于普朗克2018参数的FLRW模型数值实现，用于研究宇宙膨胀的不同阶段和状态方程参数的影响。
2025-12-04 astro-ph.CO
The inner structure of haloes in Cold+Warm dark matter models
我们分析了冷加暖暗物质宇宙学（CWDM）中暗物质晕的性质。我们研究了它们对热粒子的分数和速度色散的依赖性，保持自由流尺度固定。为此，我们考虑三种具有相同自由流的模型：（1）90% CDM和10% WDM的混合物，质量为1 keV;（2）50% CDM和50% WDM的混合物，质量为5 keV;（3）纯WDM，质量为10 keV。“暖”粒子重新调整了费米-狄拉克原始速度谱（就像非共振产生的无菌中微子一样）。我们比较了这些模型之间的晕的性质，并与LCDM具有相同的宇宙学参数。我们证明，虽然这些模型具有相同的自由流长度和物质谱的抑制是相似的尺度探测莱曼-α森林同动波数k<3-5 h/Mpc），所产生的性质与质量低于1 e11 Msun的晕是不同的，由于不同的行为，在较小的尺度上的物质功率谱。特别是，我们发现，虽然星系的数量保持不变，在LCDM的情况下，他们的密度分布变得不那么集中，因此在更好的协议与目前的观测限制。我们的研究结果意味着，这些模型的一个单一的参数（如自由流长度）的描述是不够的，以充分捕捉他们的结构形成过程中的影响。
2012-10-01 astro-ph.CO
The Cosmic Equation of State
宇宙时空通常用FRW度规来描述，尽管采用爱因斯坦方程的这种优雅而方便的解并没有告诉我们太多关于状态方程p=w rho（就总能量密度rho和宇宙流体的压力p而言）的信息。LCDM和R_h=ct宇宙都是FRW宇宙学，它将ρ分为（至少）三个分量：物质ρ_m、辐射ρ_r和一种知之甚少的暗能量ρ_de，尽管后者更进一步，还调用了约束w=-1/3。这个条件是同时应用宇宙学原理和外尔公设所必需的。一对一比较中的模型选择工具支持R_h=ct，其可能性为~90%，而LCDM仅为~10%。尽管如此，LCDM的预测往往与R_h=ct的预测相当接近，这表明其参数被优化以模拟w=-1/3状态方程。本文证明了状态方程R_h=ct有助于我们理解为什么LCDM中的优化分数Omega_m=rho_m/rho必须为~0.27，否则看起来是一个随机变量。我们指出，当强迫LCDM满足状态方程w=（rho_r/3-rho_de）/rho时，当暗能量的状态方程w_de=-1时，哈勃半径的值c/H_0只有在Ω_m~0.27时才能等于它的测量值ct_0。因此，Ω_m的这个特殊值似乎是试图用宇宙中的状态方程w=（rho_r/3-rho_de）/rho拟合数据的直接结果，而宇宙的主要约束是R_h=ct，或者等价地，w=-1/3。
2014-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Clustered unified dark sector cosmology: Background evolution and linear perturbations in light of observations
本文研究可成团统一暗区模型的背景演化与线性扰动，发现成团比例 f 趋近 1 时模型趋近 ΛCDM，并利用 CMB 次级各向异性和晚期宇宙数据将 f 约束在约 0.97–0.99，同时允许较高的哈勃常数。
2025-02-03 astro-ph.CO
The Effect of Coupled Dark Energy on the Alignment between Dark Matter and Galaxy Distributions in Clusters
研究了耦合暗能量（cDE）标量场对星系团中卫星星系排列和物质分布的影响。使用高分辨率的N体模拟LCDM和cDE宇宙学模型，我们计算的概率密度分布的卫星星系和底层的物质分布之间的对齐角度，找到两种情况之间的差异。相对于LCDM，在cDE宇宙学的卫星星系是不太优先位于沿主轴的物质分布，可能会减少与obersevational数据的紧张局势。一个物理解释是，暗物质和暗能量之间的耦合作为一个额外的潮汐力作用在卫星星系上，减少了它们的分布和物质分布之间的一致性。通过基于广义卡方统计量的Wald检验，在99%置信水平下拒绝了两个概率分布来自相同母体的零假设。结论是星系团中星系-物质的排列可以提供一个独特的探测暗扇区的相互作用以及暗能量的性质。
2011-03-30 astro-ph.CO gr-qc
Oscillating nonlinear large scale structure in growing neutrino quintessence
成长中的中微子精粹描述了一种动态的暗能量形式，可以解释为什么暗能量只在最近的宇宙学时代才主宰宇宙。这种情况预测了大规模中微子块的形成，这可以允许观测测试。我们第一次进行N体模拟的非线性增长结构的冷暗物质和中微子流体的背景下，不断增长的中微子宇宙学。我们的分析显示中微子密度对比度的脉动-增加和随后的减少。这可能会导致有趣的观测信号，作为一个增强的整体流的情况下，暗物质密度对比度只有非常温和的不同，从标准的LCDM方案。我们还确定了第一次的统计分布的中微子块作为质量的函数在不同的红移。这样的决定提供了一个重要的组成部分，一个现实的估计观测签名的增长中微子宇宙学。由于非相对论性牛顿近似的崩溃，我们的结果仅限于红移z > 1。
2011-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of dark energy on cosmic structure formation: II) Non-Universality of the halo mass function
在暗能量宇宙学的背景下研究了晕质量函数的普适性。这种广泛使用的近似假设质量函数可以表示为物质密度Ω_m和均方根线性密度涨落σ的函数，而不依赖于暗能量或红移的性质。为了验证这一假设，我们对不同的宇宙学模型进行了一系列15个高分辨率的N体模拟。这些包括三个LCDM宇宙学最佳拟合WMAP-1，3和5年的数据，和三个玩具模型的特点是一个Ratra-Peebles quintessence潜力与不同的斜率和数量的暗能量密度。这些玩具模型在背景和线性水平上具有非常不同的进化历史，但具有相同的sigma 8值。对于这些模型中的每一个，我们测量的质量函数从目录中的晕识别的模拟使用的朋友圈（FoF）算法。我们发现红移依赖的偏差从一个普遍的行为，远高于数值的不确定性和非随机的起源，这与线性增长因子的研究宇宙学。以球形坍缩为指导，我们证明了这种偏差是由非线性坍缩和维里化过程的宇宙学依赖性引起的。对于实际应用，我们提供了一个拟合公式的质量函数精确到5倍，在所有范围内的宇宙学研究。我们还推导出了FoF连接参数和维里超密度之间的经验关系，它可以解释大多数偏离精确普遍行为的原因。总的来说，这些结果表明，晕质量函数包含独特的宇宙学信息，因为它携带了过去宇宙演化的化石记录。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Probing dark energy models with extreme pairwise velocities of galaxy clusters from the DEUS-FUR simulations
对具有高相对速度的碰撞星系团的观测，探测了晕成对速度分布的尾部，这可能为宇宙学提供一个强有力的检验。作为一个例子，有人认为子弹状星团的发现挑战了标准$Λ$ CDM模型的预测。从N体模拟的Halo目录已被用来估计子弹状星系团的概率。然而，由于模拟体积效应，以前的研究不得不依赖于高斯外推的成对速度分布的高速度。在这里，我们使用来自暗能量宇宙模拟全宇宙模型（DEUS-FUR）的晕目录进行详细的分析，这使我们能够解决分布的高速尾部，并研究其对晕质量定义，红移和宇宙学的依赖性。在这些结果的基础上，我们估计的概率子弹样系统的极值统计的框架。我们发现，极端成对速度的尾巴显着偏离高斯分布，而且它带有潜在宇宙学的印记。我们发现子弹集群的概率是两个数量级大于以前的估计，从而缓解了与$Λ$ CDM模型的紧张局势。最后，不同的DEUS-FUR宇宙学的推断概率的比较表明，极端相互作用集群的观测可以提供补充标准宇宙学测试的暗能量模型的约束。
2014-05-26 astro-ph.CO
KiDS-450: Testing extensions to the standard cosmological model
我们测试扩展到标准的宇宙模型与弱引力透镜层析成像使用450度$^2$的千度调查（KiDS）的成像数据。在这些扩展的宇宙学，其中包括大量的中微子，非零曲率，不断发展的暗能量，修改的重力，和运行的标量谱指数，我们还研究了KiDS和宇宙微波背景测量普朗克之间的不一致性。两个数据集之间的不一致性在很大程度上不受透镜系统学的更保守的处理和对非线性物理最敏感的角度尺度的去除的影响。唯一一个同时消除了与普朗克理论的不一致，并且至少在一定程度上受到数据支持的扩展宇宙学，包括用依赖于时间的状态方程（以$w_0-w_a$参数化的形式）来演化暗能量。在这个模型中，各自的$S_8 = σ_8 \sqrt{Ω_{\rm m}/0.3}$约束在$1σ$水平上一致，并且在考虑整个参数空间时，KiDS和普朗克数据集之间存在“实质一致性”。此外，普朗克对哈勃常数的约束比LCDM更宽，并且与Riess等人（2016）对$H_0$的直接测量一致。当结合KiDS和普朗克测量时，与LCDM相比，暗能量模型是适度有利的，并且在包括哈勃常数的信息性先验之后仍然是适度有利的。在这两种情况下，在$w_0-w_a$平面的边缘化约束是不一致的宇宙学常数在$3σ$水平。此外，KiDS约束中微子质量的总和为4.0 eV（95%CL），发现没有偏好的时间或尺度相关的修改度规电位，是一致的平坦度和没有运行的光谱指数。分析代码在https://…
2017-05-03 astro-ph.CO
Cosmology of a Scalar Field Coupled to Matter and an Isotropy-Violating Maxwell Field
受四维有效作用量中标量场耦合的启发，我们研究了既与物质耦合又与麦克斯韦型矢量场耦合的标量场的宇宙学结果。向量场具有背景各向同性破坏分量。新的各向异性标度的解决方案，可以负责的物质和暗能量占主导地位的时代被确定和探索。对于大参数区域，宇宙几乎各向同性膨胀。利用CMB四极对剪切非常敏感的特点，我们将物质耦合与矢量耦合的比值限制在10^（-5）以下。此外，我们确定了一个大的参数区域，对应于一个强矢量耦合制度，产生令人兴奋的和可行的宇宙接近LCDM限制。
2012-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Model Selection with Strong-lensing Systems
在本文中，我们使用了一个前所未有的大样本（158）证实强透镜系统的模型选择，比较了五个研究得很好的Friedmann-Robertson-Walker宇宙学：LCDM，wCDM（具有可变暗能量状态方程的标准模型），R_h=ct宇宙，（空）Milne宇宙学，和经典Einstein-de Sitter（物质支配）宇宙。我们首先使用这些来源来优化标准模型中的参数，并表明它们与普朗克模型是一致的，尽管最佳拟合的质量并不令人满意。我们证明，这可能是由于低估的错误，或错误尚未被包括在这种分析。我们认为，丢失的色散可能是由于分散在一个纯粹的单一等温球（SIS）模型，通常假设在这些镜头的质量分布。然后，我们使用贝叶斯信息准则，包括一个建议的SIS分散，计算这些模型的相对似然和排名，表明米尔恩和Einstein-de Sitter被完全排除，而R_h=ct是首选的LCDM/wCDM的相对概率约为73%对约24%。最近报道的暗能量调查的新强透镜候选者的样本，如果得到证实，可能能够证明这两个模型中的哪一个在超过3 sigma的水平上优于另一个。
2018-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The WiggleZ Dark Energy Survey: Improved Distance Measurements to z = 1 with Reconstruction of the Baryonic Acoustic Feature
我们提出了从WiggleZ暗能量调查，通过应用重子声学特征技术的重建实现的宇宙距离测量的显着改进。我们使用数据和模拟表明，重建技术往往是有效的，尽管补丁的调查，显着的边缘效应和散粒噪声。我们调查了三个红移箱在红移范围0.2< $z$ <1，并在所有三个发现重建后的重子声学特征的检测和它的使用作为一个标准的标尺的改进。我们分别测量了1716 $\pm$ 83 Mpc，2221 $\pm$ 101 Mpc，2516 $\pm$ 86 Mpc（68%CL）在有效红移z = 0.44，0.6，0.73时的模型无关距离测量$D_{\mathrm V}(r_{\mathrm s}^\mathrm{fid}/r_{\mathrm s})$，其中$D_{\mathrm V}$是体积平均距离，$r_{\mathrm s}$是重子拖曳历元结束时的声音视界。这些显著提高的4.8%、4.5%和3.4%的准确度测量结果相当于WiggleZ体积高达2.5倍的调查所预期的结果。这些测量结果与普朗克合作组和斯隆数字巡天的分析所允许的宇宙学完全一致。我们提供了$D_{\mathrm V}(r_{\mathrm s}^\mathrm{fid}/r_{\mathrm s})$后验概率分布及其协方差。当将这些测量与普朗克的温度波动测量、WMAP 9的极化和6dF星系巡天重子声学特征相结合时，我们没有检测到与平坦LCDM模…
2014-07-28 astro-ph.CO
Consistent clustering and lensing of SDSS-III BOSS galaxies with an extended abundance matching formalism
本文提出扩展丰度匹配方法SHAMe，成功解决了SDSS-III BOSS星系聚类与星系-星系透镜效应之间的“透镜效应偏低问题”，并在Planck和Low S8两种宇宙学下均与观测高度一致，表明该问题源于先前理论模型的过度简化。
2023-08-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on interacting dark energy models from galaxy Rotation Curves
[摘要]高分辨率N体模拟最近表明，高度非线性宇宙结构的结构特性，例如在给定质量下的平均浓度，可以在暗能量和暗物质之间的相互作用中显着修改。虽然恒定的相互作用强度导致不太集中的密度分布，耦合函数的时间急剧增长已被证明可以确定在广泛的质量范围内的晕浓度大幅增加，包括典型的晕托管发光螺旋星系。这决定了在标准$Λ$ CDM模型中出现的“尖核”张力的实质性恶化，并提供了一种直接的方式来约束暗能量相互作用的形式。在本文中，我们利用一些高分辨率的N体模拟的一个特定类别的相互作用的暗能量模型的结果比较预测的旋转曲线的发光的旋涡星系形成在这些宇宙学与实际观测数据。我们的研究结果表明，一些特定的相互作用的暗能量的情况下，具有急剧增长的耦合函数的时间-这是几乎无法区分的LCDM在背景中-不能适合所观察到的旋转曲线的发光螺旋星系，因此可以排除只有在小尺度结构的动力学性质的基础上。我们的研究是小尺度下暗能量相互作用影响的初步调查，并演示了可见星系的动力学性质如何在某些情况下对暗能量的性质提供直接约束。
2012-02-21 astro-ph.CO
Early Dark Energy Can Resolve The Hubble Tension
早期的暗能量（EDE）在早期表现得像宇宙学常数（红移$z\gtrsim3000$），然后像辐射一样稀释，或者在后期更快地稀释，可以解决哈勃张力。在这些模型中，在去耦的声音地平线减少，从而导致更大的值的哈勃参数$H_0$推断从宇宙微波背景（CMB）。我们考虑两个物理模型，这种EDE，一个涉及振荡的标量场和另一个慢滚动场。我们进行了详细的计算在这些模型中的扰动的演变。一个马尔可夫链蒙特卡罗搜索的参数空间的EDE参数，结合标准的宇宙学参数，确定区域中，从{ \it普朗克} CMB数据推断的$H_0$同意与SH 0 ES本地测量。在这些宇宙学中，目前的重子声学振荡和超新星数据描述成功的\LCDM，而适合{ \it普朗克}数据略有改善。未来的CMB和大型结构调查将进一步探讨这种情况。
2019-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology with the largest galaxy cluster surveys: Going beyond Fisher matrix forecasts
我们做了第一个详细的MCMC似然宇宙学的约束，预计从一些最大的，正在进行的和拟议的，集群调查在不同的波段和比较流行的Fisher矩阵预测的估计。模拟目录的集群计数预计从调查- eROSITA，WFXT，RCS 2，DES和普朗克，以及模拟数据集的后续质量校准进行了分析。只有在极小模型的情况下，MCMC和Fisher结果之间才有较好的一致性。然而，在许多情况下，从Fisher和MCMC方法获得的边缘化约束可以相差30- 100%的因子。对于依赖于时间的暗能量状态方程w（a），这种差异可能大得惊人;可以看出，Fisher方法低估了约束，低估了4- 5倍。通常情况下，费舍尔估计变得越来越不合适，因为我们从LCDM，到恒定w的暗能量到变化w的暗能量宇宙学。Fisher分析也预测了不正确的参数退化。从质量校准不确定性的角度来看，关于平均质量可观测关系的未知散射的高值及其红移依赖性，被认为与宇宙学参数σ_8和w（a）具有大的简并性，并且可以大大降低宇宙学约束。我们发现，除了质量校准的集群数据集可以改善暗能量和sigma_8的限制的2- 3倍，从可以得到的CMB+SNe+BAO相比，只有。由于，未来的聚类调查的细节仍在计划中，我们强调，最佳的调查设计必须使用MCMC分析，而不是Fisher预测。[删节]
2013-02-06 astro-ph.CO
The BAHAMAS project: Effects of dynamical dark energy on large-scale structure
在这项工作中，我们考虑的影响，空间均匀，但随时间变化的暗能量（或“动态暗能量”，DDE）的大尺度结构在一个空间平坦的宇宙，使用大型宇宙流体动力学模拟的BAHAMAS项目的一部分。由于DDE改变了宇宙的膨胀历史，它影响了结构的生长。我们探索DDE的变化，被约束到与宇宙微波背景一致。我们发现，DDE可以影响聚类的物质和晕在~10%的水平（抑制它的所谓的“冻结”模型，而提高它的“解冻”模型），这应该是区分与即将到来的大尺度结构调查。DDE宇宙学也可以在很宽的晕质量范围内增强或抑制晕质量函数（相对于LCDM）。然而，晕的内部性质受DDE变化的影响最小。最后，我们表明，重子和相关的反馈过程的影响在很大程度上是独立的宇宙学的变化，这些过程可以单独建模，通常优于百分之几的准确性
2020-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early massive clusters and the bouncing coupled dark energy
宇宙中质量最大的天体在不同时期的丰度是宇宙背景演化和密度扰动增长历史的一个非常敏感的探针，并可以提供一个强有力的工具来区分宇宙学常数和动态暗能量场。特别是，最近在高红移星系团的非常大的检测吸引了显着的兴趣，作为一个可能的指示标准LCDM模型的失败。为了在非高斯场景或相互作用的暗能量模型的背景下解释这种探测，已经进行了几次尝试，表明这两种替代宇宙学都预测了在高红移时大质量星系团的数量密度增加，可能会缓解紧张局势。然而，迄今为止提出的所有模型也都高估了大质量星系团在当前时期的丰度，因此与低红移晕质量函数的观测界限形成对比。在本文中，我们提出了第一次一类新的相互作用的暗能量模型，同时考虑到一个增强的数量密度的大规模集群在高红移和标准集群丰度在目前的时间和标准功率谱归一化在CMB。这类新模型的关键特征是暗能量标量场在相对较近的时期在宇宙学常数势垒上的“反弹”。我们提出的背景和线性扰动演化的模型，表明标准的密度扰动振幅恢复在CMB和在目前的时间，我们证明了通过大N体模拟，我们的方案预测在高红移的大质量集群的数量增加，而不影响目前的晕丰度。（节录）
2011-10-26 astro-ph.CO
A Resolution of the Monopole Problem in the R_h=ct Universe
该研究提出R_h=ct宇宙学无需暴胀即可自然消除磁单极子过剩问题，使单极子能量密度不可探测，并支持零主动质量条件作为ΛCDM的基本要素。
2023-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-minimal dark sector physics and cosmological tensions
我们探讨是否需要非标准的暗区物理来解决现有的宇宙学紧张局势。我们认为，在组合的属性是暗物质和暗能量成分之间的相互作用，和一个暗能量状态方程$w$不同于典型的宇宙学常数$w=-1$。原则上，这两个参数是独立的。在实践中，为了避免早期的超视界不稳定性，它们的允许参数空间是相关的。我们根据2019年普朗克CMB结果和Riess等人（R19）的Cepheid校准的局部距离阶梯$H_0$测量以及最近的BAO和SNeIa距离数据分析了三类扩展的相互作用暗能量模型。我们发现，在精粹耦合暗能量模型，其中$w > -1$，两个暗扇区之间的非零耦合的证据可以超过$5σ$的意义。另一方面，在幻影耦合暗能量模型中，不存在对非零暗扇区耦合的这种偏好。我们考虑的所有模型都显著地提高了哈勃常数的值，缓解了$H_0$的紧张。低红移BAO和SNeIa测量的增加留下了一些与R19的残余张力，但在一个可以通过统计波动来证明的水平上。贝叶斯证据的考虑温和地不赞成耦合的精髓和幻影模型，而温和地赞成耦合真空的情况下，即使在考虑后期的数据集。我们的结论是，非最小的暗能量宇宙学，如耦合的精粹，幻影，或真空模型，仍然是一个有趣的路线软化现有的宇宙学紧张局势，即使当低红移数据集和贝叶斯证据的考虑。（摘要严重删节）
2020-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
