A closer look at interacting dark energy with statefinder hierarchy and growth rate of structure
利用状态发现层次和结构增长率的诊断方法研究了相互作用的暗能量模型。我们希望探索$Λ$ CDM的偏差，并区分可能的简并与几何和结构生长诊断的相互作用暗能量模型。我们考虑模型的两种相互作用形式，即，$Q_1=βHρ_c$和$Q_2=βHρ_{de}$，其中$β$是无量纲耦合参数。我们的重点是I $Λ$ CDM模型，它是$Λ$ CDM的一个单参数扩展，通过考虑真空能量（$Λ$）和冷暗物质（CDM）之间的直接耦合，只有额外的参数$β$。但是我们从一个更一般的情况开始，考虑I $w$ CDM模型，其中暗能量具有常数$w$（状态方程参数）。为了计算结构的增长率，我们采用了“参数化后弗里德曼”的相互作用暗能量的理论框架，以数值方式获得模型的$ε(z)$值。我们发现，在几何和结构诊断$w$的影响是远远强于$β$在I $w$ CDM模型。因此，我们希望通过结合几何和结构诊断来更仔细地研究I $Λ$ CDM模型。我们发现，在$S^{(1)}_3$- $ε$平面的演化轨迹表现出独特的功能和偏离$Λ$ CDM可以很好地评估，理论上，表明复合零诊断$\{S^{(1)}_3, ε\}$是一个很有前途的工具，调查相互作用的暗能量模型。
2015-08-03 astro-ph.CO
Relieving the $H_0$ tension with a new interacting dark energy model
研究了一个基于引力场理论渐近安全性的扩展宇宙学模型，在该模型中，物质和辐射密度以及宇宙学常数受到了由参数$δ_G$和$δ_Λ$表示的修正，导致物质和辐射密度以及宇宙学常数的演化都略微偏离标准形式.在这里，我们将这个模型解释为真空能量与物质和辐射相互作用的场景。我们考虑两种情况的模型：{（i）${\tildeΛ}$ CDM与一个额外的自由参数$δ_G$，与$δ_{\rm G}$和$δ_Λ$相关的低红移极限关系和（ii）e ${\tildeΛ}$ CDM与两个额外的自由参数$δ_G$和$δ_Λ$是彼此独立的。}我们使用两种数据组合，CMB+BAO+SN（CBS）和CMB+BAO+SN+ $H_0$（CBSH），以约束模型。我们发现，在使用CBS数据的情况下，无论是${\tildeΛ}$ CDM还是e ${\tildeΛ}$ CDM都不能有效地缓解$H_0$紧张。然而，它被发现，使用CBSH数据的$H_0$张力可以大大缓解的模型。特别地，在e ${\tildeΛ}$ CDM的情况下，$H_0$张力可以被解析为0.71 $σ$。我们的结论是，作为一个相互作用的暗能量模型，${\tildeΛ}$ CDM是远远优于$Λ(t)$ CDM的意义上都缓解了$H_0$紧张和拟合到目前的观测数据。
2021-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stable Large-Scale Perturbations in Interacting Dark-Energy Model
发现在暗扇形相互作用$Q$正比于冷暗物质能量密度（CDM）$ρ_m$和暗能量状态参数$w_d$为常数的模型中，超哈勃尺度上的密度扰动演化是不稳定的.为了避免不稳定性，本文提出了一种新的能量-动量传递的协变模型。然后，我们证明了在我们的模型中，在只被DE和CDM填充的宇宙中，曲率扰动的大尺度不稳定性是可以避免的。此外，通过引入辐射和重子的附加分量，我们计算了辐射时代的主要非绝热模，发现这些模在单位数量级上以指数的幂律增长。
2013-03-04 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of dark matter in interacting tachyon dark energy with $Λ$CDM background
标量场暗能量的非正则描述之一是快子。本文研究了共形耦合快子场暗能量模型中暗物质过密度的动力学。该模型被调整为在背景水平上模拟$Λ$ CDM宇宙学。采用暗物质过密度的半解析球形坍缩模型研究了暗物质的非线性演化。研究了能量收支中的非最小耦合对暗物质成团的影响。观察到在非最小耦合的存在下，物质过密度的增长率更高。在相互作用的情况下，崩溃的临界密度被抑制。利用Press-Schechter和Sheth- Tormen晕质量函数进一步研究了暗物质晕或星系团沿红移的计数。当允许相互作用时，观察到暗物质晕的数量受到抑制。比较了本模型和$Λ$ CDM模型的簇数计数。与$Λ$ CDM相比，本模型允许相互作用产生的星系团数量要少得多，但没有相互作用的星系团数量计数略高于$Λ$ CDM星系团计数。
2020-09-01 astro-ph.CO
Dark energy versus modified gravity: Impacts on measuring neutrino mass
本文比较了光滑动力学暗能量、修正引力和相互作用暗能量对活动中微子总质量的宇宙学约束的影响。为明确起见，我们考虑了$Λ$ CDM模型，$w$ CDM模型，$f(R)$模型，以及两个典型的相互作用真空能量模型，具有$Q=βHρ_{\rm c}$的I $Λ$ CDM 1模型和具有$Q=βHρ_Λ$的I $Λ$ CDM 2模型。在宇宙学拟合中，我们使用普朗克2015年的温度和偏振数据，结合其他低红移观测，包括重子声学振荡，Ia型超新星，哈勃常数测量，和大尺度结构观测，如弱透镜效应以及红移空间畸变。此外，普朗克透镜测量也被用于这项工作。我们发现，$w$ CDM模型比$Λ$ CDM模型更倾向于给出一个更高的中微子质量上限，而$f(R)$模型的中微子质量上限与$Λ$ CDM模型的中微子质量上限相似.对于相互作用真空能量模型，I $Λ$ CDM 1模型倾向于中微子质量的更高上限，而I $Λ$ CDM 2模型倾向于与$Λ$ CDM情况相同的中微子质量。
2019-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Density perturbation in an interacting holographic dark energy model
目前的工作涉及的宇宙模型的密度对比的演变，随着标准的冷暗物质（CDM），目前的宇宙还包含全息暗能量（HDE）。将特征红外线（IR）截止作为未来事件视界。允许HDE与CDM互动。密度对比度的方程进行了数值积分。结果发现，无论存在的相互作用，物质微扰有增长模式。HDE也被发现有扰动的增长，所以非常像CDM，因此也可以集群。值得注意的一点是，HDE对应的密度对比度在最近的过去有一个峰值，在现在的时代正在衰减。另一个特点是，红外截止作为事件视界不会自然地产生加速膨胀的宇宙中存在的相互作用。
2020-10-09 astro-ph.CO gr-qc
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
Constraints on the interacting vacuum -- geodesic CDM scenario
我们研究了一个相互作用的暗扇区场景，其中真空能量可以自由地与冷暗物质（CDM）相互作用，冷暗物质本身被假设为在重力的唯一作用下聚集，即它是自由落体（测地线），如$Λ$ CDM。这种相互作用的特征在于无量纲耦合$q_{\rm V}$，我们使用普朗克2015年数据发布的宇宙微波背景数据，以及重子声学振荡，红移空间畸变和Ia型超新星测量来约束。我们提出了这种相互作用的完全线性微扰理论，并使用MCMC抽样研究了五种不同的情况：两种情况下，我们在遥远的过去有$Λ$ CDM演化，直到一个集合的红移$z_{\rm trans}$，在该集合之下相互作用开启，$q_{\rm V}$是单一的抽样参数，$z_{\rm trans}$分别固定在$z_{\rm trans}=3000$和$z_{\rm trans}=0.9$;一种是我们允许这种跃迁红移随$q_{\rm V}$变化的情况;一种是真空能量对于$z>z_{\rm trans}$为零，然后一旦相互作用开启就开始增长的情况;和最后的情况下，我们在四个红移箱中的$q_{\rm V}(z)$调查的动力学相互作用的可能性，重建的红移使用高斯过程的函数的演变。我们发现，在所有的情况下，高红移的演变是不修改的，结果是兼容的消失耦合，从而发现没有显着偏离$Λ$ CDM。
2019-08-13 astro-ph.CO
Properties of subhalos in the interacting dark matter scenario
从无碰撞冷暗物质（CDM）标准宇宙学框架中一个可能的自然推导是假设暗物质（DM）与光子或中微子之间存在相互作用。这种可能的相互作用暗物质（IDM）模型将意味着由于大的碰撞阻尼效应而抑制小尺度结构，即使弱相互作用大质量粒子（WIMP）仍然可以是DM候选者。正因为如此，IDM模型可以帮助缓解所谓的标准CDM预测和小质量尺度观测之间的紧张关系。在这项工作中，我们调查的DM晕子结构或subhalos形成的高分辨率宇宙学N体模拟专门运行在这些替代模型的属性。我们还运行了它的CDM对应物，这使我们能够比较两种宇宙学中的subhalo属性。我们表明，在我们的模拟运行所涵盖的较低质量范围内，在IDM中的次晕浓度和丰度系统地低于CDM方案。然而，在CDM中，我们发现，中间IDM subhalo浓度值增加对他们的主机相同质量subhalo的最里面的区域。同样类似于CDM，我们发现IDM subhalos比相同质量的场晕更集中。我们的工作有一个直接的应用研究，旨在间接检测DM的subhalos预计将提高他们的主机晕DM信号显着。从我们的研究结果，我们得出结论，晕子结构在DM搜索中的作用将是不太重要的相互作用的情况下，比在CDM，但远不能忽略不计。
2019-10-10 astro-ph.CO
Alleviating the need for exponential evolution of JWST galaxies in 10$^{10} M_{\odot}$ haloes at $z > 10$ by a modified $Λ$CDM power spectrum
该研究利用 JWST 数据发现标准 $Λ$CDM 下高红移低质量晕中星系紫外光度异常指数演化，并提出通过修正传递函数在 $k\sim1$ Mpc$^{-1}$ 尺度增强功率来消除该演化需求。
2023-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Exploring interacting bulk viscous model with decaying vacuum density
本研究构建了粘滞暗物质与衰减真空能量相互作用的宇宙学模型，解析求解参数并用观测数据约束，发现其与ΛCDM模型高度一致，能缓解H0张力和σ8过量问题。
2024-05-24 astro-ph.CO gr-qc
$Λ$CDM or self-interacting neutrinos? - how CMB data can tell the two models apart
在许多对$Λ$ CDM范式的扩展中，中微子自相互作用直到接近物质辐射相等的时代的模型已经被证明与当前的宇宙微波背景（CMB）数据非常吻合，同时缓解了膨胀率和物质波动幅度的后期测量的紧张局势。有趣的是，CMB与这个模型的拟合要么挑选出中微子相互作用强度的特定大值，要么与$Λ$ CDM中发现的极弱中微子相互作用一致，导致中微子自相互作用截面的双峰后验分布。在本文中，我们探讨了为什么目前的宇宙学数据选择这个特定的大中微子自相互作用强度，并因此，不赞成自相互作用截面的中间值。我们展示了它是如何的$\ell \gtrsim 1000$ CMB温度各向异性，最近测量的普朗克卫星，产生这种双峰。我们还建立了更小尺度的温度数据，和改进的偏振数据测量的温度-偏振互相关，将最好地约束中微子自相互作用强度。我们预测，即将到来的西蒙斯天文台应该能够区分模型。
2019-04-23 astro-ph.CO
Relieving the Tension between Weak Lensing and Cosmic Microwave Background with Interacting Dark Matter and Dark Energy Models
我们约束相互作用的暗物质和暗能量（IMDE）模型使用450度平方宇宙剪切数据从千度巡天（KiDS）和普朗克的最新宇宙微波背景测量的角功率谱。我们重新审视了弱透镜和普朗克数据集之间的标准拉姆达冷暗物质（$Λ$ CDM）模型的不一致性问题，并通过引入相互作用的暗扇区来扩展讨论。IDMDE模型被发现能够减轻KiDS和普朗克之间的不一致性，如先前从$Λ$ CDM模型推断的，并且适度地受到两个数据集的组合的青睐。
2018-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Field theoretic interpretations of interacting dark energy scenarios and recent observations
描述暗物质与暗能量之间非引力相互作用的宇宙学模型是基于对暗物质与暗能量之间相互作用速率的唯象选择。没有这样的指导规则来选择这样的交互速率。{ \it在目前的工作中，我们表明，各种唯象模型的相互作用率可能有一个强大的场理论基础。}我们明确地导出了几个已知的暗物质和暗能量之间的相互作用函数在一些特殊的条件下，并最终约束它们使用最新的宇宙微波背景观测从最终的普朗克遗产释放与重子声学振荡距离测量。我们的分析报告，其中一个相互作用的功能是能够减轻$H_0$紧张。并以$Λ$ CDM模型为参考，对所有模型进行贝叶斯证据分析。从贝叶斯证据分析，虽然参考场景是首选的相互作用的情况下，然而，我们发现，两个相互作用的模型接近参考$Λ$ CDM模型。
2020-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Observational Constraints on Interacting Dark Matter Model Without Dark Energy
相互作用的暗物质（IDM）方案允许宇宙在没有暗能量的情况下加速。我们使用新修订的观测数据，包括$H(z)$数据和联盟2 SNe Ia通过马尔可夫链蒙特卡罗方法约束IDM模型。在模拟$Λ$ CDM模型时，我们得到了$κC_1\approx 10^{-3.4}\rm{Gyr}^{-1}$处有效湮灭项的更严格上限，以及$M_x\approx 10^{-8.6}\rm{Gev}$处暗物质粒子相关质量的更严格下限。当模拟$w$ CDM模型时，我们发现IDM的有效状态方程与和谐$Λ$ CDM模型一致，并且似乎与具有恒定EoS的有效体模模型最一致，其中$w<-1$。
2011-04-05 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
The distinctions between $Λ$CDM and $f(T)$ gravity according Noether symmetry
Noether理论为我们研究各种修正引力理论的守恒量和对称性提供了一个有用的工具，其中$f(T)$理论是一种广义修正的遥平行引力理论，被用来解释暗能量现象。利用Noether对称性方法，我们研究了$f(T)$理论的幂律形式、指数形式和多项式形式。所有形式的$f(T)$都具有时间平移对称性，这与能量条件或Hamilton约束有关。此外，我们发现幂律和指数形式的性能并不令人满意。在$T^n$中增加一个线性项$T$是合理的，它是在小尺度上模拟平行引力或广义相对论的最有效修正，即，太阳系的规模。相应的Noether对称性表明只有时间平移对称性保留。通过数值计算和观测数据约束，得到了最佳形式的$αT + βT^{-1}$，它的宇宙学解与标准$Λ$ CDM最接近，但宇宙年龄略有减小，这可以通过引入另一项$T^m$来缓解.更重要的是，我们发现了$Λ$ CDM和$f(T)$重力之间的显著差异。$Λ$ CDM模型除了有两个负守恒量外，还有两个额外的对称性和相应的正守恒量.
2013-08-15 astro-ph.CO gr-qc
Linear Growth of Matter Perturbations Probed by Redshift-Space Distortions in Interacting $Λ(t)$CDM Cosmologies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文通过红移空间畸变探测相互作用Λ(t)CDM宇宙学中物质扰动的线性增长，研究了暗能量相互作用对S_8参数的约束。
2026-02-11 astro-ph.CO
Dynamical system analysis at background and perturbation levels: Quintessence in severe disadvantage comparing to $Λ$CDM
本文首次对$Λ$ CDM宇宙学和指数势的经典情形的背景方程和微扰方程进行了动力学系统分析。在前一种情况下，扰动并不改变背景方程的晚期吸引子的稳定性，系统仍然导致暗能量占主导地位的德西特解，已经从正确的暗物质时代与$γ\approx6/11$。然而，在quintessence的情况下，扰动的加入改变了背景演化的稳定性和性质，并且唯一的条件稳定点要么呈现出不受观测支持的指数增长的物质聚集，要么呈现出拉普拉斯不稳定性，因此在物理上不感兴趣。这一结果是与$Λ$ CDM范式相比，精粹宇宙学的一个严重缺点.
2019-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comparing measures of the Hubble and BAO tensions in $Λ$CDM and possible solutions in $f(Q)$ gravity
Institute of Cosmology & Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）；Scottish Universities Physics Alliance, University of Saint Andrews（圣安德鲁斯大学苏格兰大学物理联盟）
本文通过比较三种f(Q)模型，探讨其在解决哈勃张力方面的作用，并发现指数模型能有效缓解参数空间张力，但理论动机被削弱，且本地H0测量导致性能下降。
2026-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Impact of Interacting Dark Energy on the Growth of Matter Density Perturbations: Observational Constraints from DESI and Multi-Probe Data
Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学）；Xinzhou Normal University（忻州师范学院）；Anhui Science and Technology University（安徽科技学院）；Huaihua University（怀化学院）
该研究通过DESI和多探针数据约束暗能量与暗物质相互作用，发现耦合常数α与零一致，方程状态w与-1一致，表明无显著偏离标准ΛCDM模型。
2026-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Eternal vs singular observers in interacting dark energy-dark matter models
相互作用的暗能量-暗物质模型已经在文献中被广泛分析，试图在通常的宇宙学（$Λ$ CDM）模型之外找到新物理的痕迹。这种暗分量之间的耦合通常通过连续性方程中的通量以唯象的方式引入。然而，具有拉格朗日公式的模型也是可能的。后者的一类假设共形/非正式耦合，导致暗物质分量上的第五种力，因此不遵循与其他（重子，辐射和暗能量）物质源相同的测地线。在这里，我们分析了如何从暗物质框架中看到标准物质框架中通常的宇宙学奇点，得出的结论是，通过选择适当的耦合，暗物质观察者将看不到奇点，但没有开始，没有结束的宇宙。通过考虑两个简单的唯象模型，我们表明，这种类型的耦合可以拟合观测数据以及通常的$Λ$ CDM模型。
2022-04-25 astro-ph.CO gr-qc
Effects of Anisotropic Stress in Interacting Dark Matter - Dark Energy Scenarios
我们研究了一种新的相互作用暗能量$-$暗物质方案，其中考虑了大尺度不均匀性的各向异性应力。暗能量有一个恒定的状态方程和相互作用模型产生稳定的扰动。使用不同的天文数据来限制所得到的图像，旨在测量各向异性应力对宇宙学参数的影响。我们的分析表明，一个非零的相互作用在暗区是允许的，而一个非相互作用的情况下，在68\% CL内恢复。各向异性应力也被限制得很小，在68% CL范围内允许为零。暗能量状态方程$w_x$也接近于“$-1$”边界。然而，从CMB TT谱的比值，我们看到，该模型有一个轻微的偏离$Λ$ CDM宇宙学，而这种偏离几乎是禁止从CMB TT谱单独。虽然这种偏离并不太显著，但从目前的数据来看，我们不能排除这种偏离。总的来说，在背景水平，该模型是接近$Λ$ CDM宇宙学，而在微扰水平，一个非零，但在黑暗的部门非常小的相互作用是允许的。也许，下一代调查可以得出更准确的结论。我们还发现，区域$w_x < -1$，被发现是有效的释放的张力对$H_0$。最后，从贝叶斯分析，我们发现，$Λ$ CDM仍然是首选的互动场景。
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Aller guten Dinge sind drei: Cosmology with three interacting spin-2 fields
具有一个或两个动力学度规的大质量引力理论通常缺乏稳定的和观测上可行的宇宙学解，而这些解与$Λ$ CDM是不同的。我们考虑一个扩展到三度规引力，与三个相互作用的自旋2场，不困扰的Boulware-Deser鬼。我们系统地探索每一个组合与两个自由参数在搜索的背景宇宙学是竞争$Λ$ CDM。对于每一种情况，我们确定的扩展历史是否满足可行性标准，以及它是否包含超越$Λ$ CDM现象。在我们考虑的众多模型中，只有三种情况似乎既可行又与标准宇宙学不同。其中一个模型只有一个自由参数，并显示从体模分割上方到下方的交叉。另外两个提供了缩放行为，尽管它们包含需要更详细研究的未来奇异点。这些模型具有有趣的功能，使他们引人注目的目标，全面比较观测宇宙膨胀的历史和结构的形成。
2016-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Composite strongly interacting dark matter
冷暗物质（CDM）在解释小星系中的非尖状晕轮廓和在最大的银河系卫星中观察到的低速弥散（“太大而不能失败”问题）方面有困难。强自相互作用的暗物质被认为是解决这些问题的一个强有力的解决方案。所需的弹性截面比一般CDM模型预测的要大得多，但如果暗物质是复合的，那么弹性截面的大小自然是合适的。我们探索在一般的方式的约束模型，其中强相互作用CDM是在黑暗的“原子”或“分子”，或约束规范相互作用（“强子”）的束缚态的形式。这些限制包括考虑遗迹密度、直接探测、大爆炸核合成、宇宙微波背景和大型强子对撞机数据。
2021-07-25 astro-ph.CO hep-ph
A transition between bouncing hyper-inflation to ΛCDM from diffusive scalar fields
我们考虑的历史，宇宙从一个可能的大爆炸或反弹到一个统一的相互作用的暗能量-暗物质模型的后期。该模型是基于两个测量理论（T.M.T.）它引入了一个度量无关的体积元，这使我们能够构建一个统一的暗能量和暗物质。TMT的概括除了爱因斯坦方程中的守恒应力能张量外，还给出了一个扩散的非守恒应力能动量张量。这些导致制定的相互作用的DE-DM尘埃模型的形式，扩散型相互作用统一的暗能量和暗物质的情况。与$Λ$ CDM的偏差由扩散常数$C_2$确定。对于$C_2=0$，该模型与$Λ$ CDM无法区分。理论的数值解表明，在某些$C_2 \neq 0$中，早期宇宙的演化是由Stiff状态方程控制的，或者宇宙反弹到超暴胀。但所有这些解决方案都有一个最终的过渡到$Λ$ CDM作为一个稳定的固定点的晚期宇宙。
2018-07-10 astro-ph.CO gr-qc
The Integrated Sachs-Wolfe Effect in Interacting Dark Matter-Dark Energy Models
相互作用的暗物质-暗能量（IDMDE）模型可以被认为是目前可能影响宇宙结构的挑战之一。在这项工作中，我们研究了集成Sachs-Wolfe（ISW）效应在IMDE模型。为此，我们首先介绍了一个理论框架的IMDE模型。此外，我们简要讨论了IMDE模型的稳定性条件，并通过指定一个简单的函数形式的能量密度转移率，我们计算的扰动方程。接下来，我们计算了IDMDE模型的物质功率谱的振幅，并与$Λ$ CDM模型的相应结果进行了比较。此外，我们计算的ISW的自功率谱的振幅作为一个函数的多极阶l的IMDE模型。结果表明，对于不同的幻象暗能量状态方程，IMDE模型的ISW自功率谱的幅值与$Λ$ CDM模型的相似，而对于本质暗能量状态方程，IMDE模型的ISW自功率谱的幅值应高于$Λ$ CDM模型的ISW自功率谱的幅值.不同耦合参数的对应结果表明，$ξ$与IDMDE模型中ISW自功率谱的幅值成反比。最后，通过采用四个不同的调查，我们计算的幅度的ISW交叉功率谱的多极阶数$l$的IDMDE模型的函数。结果表明，对于$ω_{\rm x}$的所有值，IMDE模型的ISW互功率谱的幅值均高于$Λ$ CDM模型的ISW互功率谱的幅值.此外，还发现IDMDE模型中ISW互功率谱的幅值与耦合参数$ξ$的值成反比。
2022-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Effects of low anisotropy on interacting holographic and new agegraphic scalar fields models of dark energy
利用暗能量的相互作用全息和新年龄标量场模型研究了空间均匀各向异性的Bianchi I型宇宙。在各向异性模型的框架下，根据两种暗能量模型的演化行为，重建了这两种标量场模型的动力学和势。我们还研究了相互作用暗能量模型的宇宙学演化，并与观测数据和示意图进行了比较。为了做到这一点，我们专注于膨胀历史$H(z)$的观测测定。接下来，我们评估各向异性对各种主题的影响，如发展的增长扰动的线性制度，状态发现诊断，桑德奇-勒布（SL）测试和距离模量全息和新的agegraphic暗能量模型，并比较结果与标准FRW和$Λ$ CDM和$w$ CDM模型。我们的数值结果显示了相互作用和各向异性对新的年龄标量场模型演化行为的影响
2018-08-09 astro-ph.CO gr-qc
Shan--Chen interacting vacuum cosmology
在本文中，我们引入了一类新的相互作用真空模型，其基础是将Shan \& Chen在晶格动力学理论中提出的状态方程重新转换为真空与冷暗物质（CDM）之间的耦合.这种耦合允许真空演化，并且在特征能量标度$ρ_*$周围是非线性的，在比$ρ_*$低得多和高得多的标度处，这种耦合变成具有典型幂律演化的线性耦合。专注于最简单的子类模型的相互作用只包括一个能量交换和CDM保持测地线，我们首先说明了各种可能的模型，可以产生从山-陈耦合，在早期和晚期的几个不同的行为取决于模型参数的值选择。然后，我们把第一个观测约束这个山-陈相互作用的真空场景，进行MCMC分析，以找到那些值的模型和宇宙学参数的观测数据所青睐的。我们专注于模型的非线性耦合是相关的，在后期，选择的参考能量尺度$ρ_*$，在$Λ$ CDM的临界能量密度。我们表明，我们使用的观测数据与导致不同宇宙学的各种模型是兼容的。然而，我们也表明，$Λ$ CDM是首选的所有山-陈相互作用的真空模型，我们研究，并评论这些模型无法放松的$H_0$和$σ_8$紧张局势。
2022-02-28 astro-ph.CO
Discrimination between Lambda-CDM, quintessence, and modified gravity models using wide area surveys
在过去十年左右的时间里，对超新星、大尺度结构（LSS）和宇宙微波背景（CMB）的观测已经证实了所谓的暗能量的存在--这是宇宙加速膨胀的原因。他们还测量了它的密度以及其他宇宙学参数的值，根据协和$Λ$ CDM模型与百分之几的不确定性。下一代的调查应该允许约束这个模型更好的精度，或区分LCDM和替代模型，如修改后的重力和（相互作用）-quintessence模型。在这项工作中，我们参数化均匀和各向异性组件的物质密度的背景下，相互作用的暗能量模型的目标之间的区别f（R）修改的重力和它的概括，和相互作用的暗能量模型，我们还提出了一个唯象描述的能量动量守恒方程的粒子物理学的启发。它基于粒子/场之间最简单的相互作用是弹性散射和衰变的事实。这里提出的参数化的增长率仍然是一般的，可以用来约束其他相互作用。作为应用的一个例子，我们提出了一个数量级估计的精度测量这些参数使用欧几里得和普朗克调查数据，并留下一个更好的估计，以专门的工作。
2012-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interacting dark matter and cosmic acceleration
我们研究了两个标量场分量之间的显式相互作用的影响，描述暗物质的背景下，最近的建议框架的相互作用。我们发现，即使假设一个非常小的耦合，这是足以解释宇宙学常数的观测效应，也克服了$Λ$ CDM模型的问题，而不假设一个外来的暗能量。
2020-08-28 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Constraints on Non-flat Exponential $f(R)$ Gravity
我们探讨了FLRW背景下可行的$f(R)$重力模型与一个自由的空间曲率参数$Ω_{K}$。在数值计算中，我们主要研究了$f(R) = R - λR_{ch}(1-\exp{(-R/R_{ch}}))$的指数$f(R)$模型，其中$R_{ch}$是与$Ω_K$无关的特征曲率尺度，$λ$对应于模型参数，而$R_{ch}λ=2Λ$和$Λ$对应于宇宙学常数.特别地，我们研究了指数型$f(R)$引力在开放宇宙、平坦宇宙和封闭宇宙中的暗能量密度和状态方程的演化，并与$Λ$ CDM进行了比较。从目前的观测资料中，我们发现在68 $\%$ C.L下的$λ^{-1}=0.42927^{+0.39921}_{-0.32927}$和在95 $\%$ C. L下的$Ω_K=-0.00050^{+0.00420}_{-0.00414}$。在指数$f(R)$模型中。利用Akaike信息准则（AIC）、Bayesian信息准则（BIC）和Deviance信息准则（DIC），我们得出结论：在非平坦宇宙中，指数型$f(R)$引力模型和$Λ$ CDM模型之间不存在强的偏好性.
2021-12-19 astro-ph.CO gr-qc
$Λ$CDM without cosmological constant
通过对广义相对论的指数修正，给出了一个可行的暗能量的修正引力模型。该模型在大曲率下表现为$R-2Λ$，此时出现有效宇宙学常数，但在平坦时空中它变为零。主要密度参数的宇宙演化与目前的观测结果是一致的。分析了太阳系的薄壳条件。除了满足宇宙学和局部引力约束外，该模型还可能显示出与最近的$Λ$ CDM的可测量差异。与物质功率谱相关的尺度的偏差参数$m$的当前值可以大于$10^{-6}$。物质密度扰动的增长指数明显不同于$Λ$ CDM。根据$fσ_8$ -张力分析了加权增长率模型的理论预测。
2022-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of quasi de Sitter and linear combination of exponential models in extended gravity
本文在推广的引力理论框架下研究了各向同性时空中某些宇宙学模型的动力学问题。本文提出了两种具有准de Sitter（QDS）和指数线性组合（LCE）标度因子的加速宇宙学模型。对几何检测机理进行了分析。虽然QDS模型的结果显示出与协调的$Λ$ CDM模型的偏离，但LCE模型的结果似乎仅在当前时期与$Λ$ CDM模型兼容，并且在不久的过去是不兼容的。
2021-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Self-Interacting Dark Matter, Core Collapse and the Galaxy-Galaxy Strong Lensing Discrepancy
针对星系团中星系-星系强引力透镜观测截面与冷暗物质预测存在的数量级偏差，研究发现将暗物质子晕内密度分布调整为更陡斜率可缓解该偏差，这类陡斜率可由自相互作用暗物质核坍缩模型解释，推动了相关后续研究。
2024-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relativistic interacting fluids in cosmology
本文扩展了相对论性流体的作用量泛函以纳入非绝热过程和化学反应，并展示了其在自相互作用流体及暗区相互作用等宇宙学场景中的应用，提出了一个仅含单场单参数的统一暗区流体模型。
2025-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A massive blow for $Λ$CDM $-$ the high redshift, mass, and collision velocity of the interacting galaxy cluster El Gordo contradicts concordance cosmology
El Gordo（ACT-CL J 0102 -4915）是一个质量极大的星系团（$M_{200} \approx 3 \times 10^{15}$ $M_{\odot}$），红移为$z = 0.87 $，由两个质量比为3.6的子团组成，以$V_{infall} \approx 2500$ km/s的速度合并。在如此高的$z$下，在Lambda冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学中，个别罕见的大质量星系团之间的如此快速的碰撞是意想不到的。然而，这是合并的非宇宙学流体动力学模拟所必需的，以匹配其观察到的性质（Zhang et al. 2015）。在这里，我们使用边长为$6 \, h^{-1}$ Gpc的Jubilee模拟框确定在$Λ$ CDM上下文中找到类似对象的概率。我们寻找星系团对已经转身从宇宙膨胀的性质类似于埃尔戈多的总质量，质量比，红移，碰撞速度相对维里速度。我们非常准确地拟合了对总质量的分布，并使用两种方法来推断在调查区域观察El Gordo的概率。更保守的（和详细的）方法涉及到考虑预期的成对质量和红移的模拟对与类似的无量纲参数在过去的光锥的$z = 0$观察员的El戈多的分布。探测到一个具有质量和红移的对排除了$6.16σ$的$Λ$ CDM宇宙学。我们还使用Kraljic和Sarkar（2015）的结果来表明，一旦考虑到其发现调查的天空覆盖范围，子弹星系团就处于$2.78σ…
2020-12-07 astro-ph.CO
Dynamics of a scalar field, with a double exponential potential, interacting with dark matter
我们研究了暗物质与暗能量之间的相互作用，暗能量由具有双指数有效势的标量场描述。我们发现的条件下，这种标量场驱动的解决方案是一个晚时间吸引子。我们观察到一个现实的宇宙演化，其中包括辐射，物质和暗能量，分别占主导地位的顺序阶段。
2015-01-15 astro-ph.CO gr-qc
A rumble in the dark: signatures of self-interacting dark matter in Super-Massive Black Hole dynamics and galaxy density profiles
首次探讨了流体动力学宇宙学模拟中自相互作用暗物质（SIDM）对大质量星系中暗物质（DM）和重子分布的影响，包括显式重子物理处理.一种新的实现超大质量黑洞（SMBH）的形成和演化的使用，在Tremmel等人。(2015，2016），允许明确遵循星系中心的SMBH动力学。选择高SIDM恒定横截面，$σ$ =10 $\rm cm^2/gr$，以放大与CDM模型的差异。类似银河系的星系在SIDM中形成的DM密度分布比在CDM中形成的DM密度分布更浅，差异已经达到20 kpc尺度。这表明，即使对于最大质量的螺旋，SIDM的影响也超过了重子引起的绝热收缩。引人注目的是，SMBHs的动态在SIDM和参考CDM情况下不同。在SIDM和CDM运行中，大质量螺旋中的SMBH都沉到了宿主星系的中心，而在较小质量的星系中，SIDM运行中大约有80个$\%$的SMBH人口偏离了中心，而在CDM运行中，$\sim$ 90个$\%$的SMBH已经到达了宿主星系的中心。SMBH被发现在距离SIDM星系中心$\sim$ 9千秒差距的地方。这种差异是由于SIDM星系中DM密度较CDM低而导致的动力学摩擦时间尺度增加，从而导致“核心失速”。这项试点工作突出了在一个完整的流体动力学背景下，不同的DM模型相结合的SMBH物理模拟的重要性，研究它们对星系形成的影响。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
$σ$CDM coupled to radiation. Dark energy and Universe acceleration
近年来，手征宇宙模型（CCM）与冷暗物质（CDM）耦合后，作为$σ$ CDM模型被用来研究观测到的宇宙加速膨胀。在Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学中，耦合到宇宙尘埃的暗扇形场（作为暗能量含量）被认为是爱因斯坦引力的来源。这种模型在物质支配时代就有了开端。我们目前的研究有两个目的：将早期的<life>$σ$ CDM推广到辐射主导的时代，并考虑通过相互作用参数$λ$的变化而引起的指数势的变化。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法来研究由暗物质、暗能量和辐射分量的测量值所约束的初始条件的可能值。我们的分析包括暗能量对临界密度的贡献、动能与势能之比、减速参数、有效状态方程以及DE状态方程随耦合常数$λ$的演化。与$Λ$ CDM模型进行了比较。该模型的一个新的特点是存在一些潜在的耦合常数值，导致$σ$ CDM解决方案没有过渡到加速膨胀时期。
2014-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Disentangling interacting dark energy cosmologies with the three-point correlation function
我们研究了利用三点关联函数（3PCF）约束耦合暗能量（cDE）宇宙学的可能性。利用CoDECS的N体模拟，我们研究了各种模型的冷暗物质（CDM）晕的统计特性，包括一个基准$Λ$ CDM方案和五个模型，其中暗能量（DE）和CDM相互作用。我们在不同的尺度（$2<r\,[$ Mpc \h $]<40$）和红移（$0\leq z\leq2$）下测量晕3PCF，$ζ(θ)$和还原的3PCF，$Q(θ)$。在所有的cDE模型中，$Q(θ)$在小尺度（所有红移）和低红移（所有尺度）下都是平坦的，而在增加红移和尺度时，它会建立特征性的V形各向异性。相对于$Λ$ CDM预测，cDE模型显示垂直（伸长）构型的晕圈3PCF值较低（较高）。该效应也是尺度依赖性的，$Λ$ CDM和cDE模型之间的差异在大尺度下增加。我们利用这些测量来估计晕偏差，这与从两点关联函数（2PCF）计算的结果相当一致。使用2PCF和3PCF的主要优点是打破了偏置$-σ_{8}$简并性。此外，我们发现，我们的偏差估计是近似独立的DE耦合的假设强度。这项研究表明了高阶聚类分析的力量，在区分不同的宇宙学场景，目前和即将到来的星系调查，如BOSS和欧几里得。
2014-08-05 astro-ph.CO
Scalar-Fluid interacting dark energy: cosmological dynamics beyond the exponential potential
我们推广了C。G. Boehmer等人，Phys.Rev.D91，123002（2015），通过考虑指数型之外的标量场势。临界点的性质和稳定性的检查使用线性分析，计算方法和先进的数学技术，如中心流形理论相结合。我们表明，指数势得到的有趣的结果一般也可以恢复更复杂的标量场潜力。特别是，采用幂律和双曲势为例，我们发现晚时间加速吸引子，从暗物质到暗能量统治的过渡具有特定的显着特征，加速标度解决方案能够解决宇宙符合问题。
2017-01-03 astro-ph.CO gr-qc
The interplay of Self-Interacting Dark Matter and baryons in shaping the halo evolution
我们利用高分辨率的流体动力学模拟来测试冷暗物质（CDM）和具有恒定截面$σ^\text{T}/m_χ=1\;\text{cm}^{2}\text{g}^{-1}$的自相互作用暗物质（SIDM）中晕性质的差异。我们发现，暗物质自相互作用和重子物理之间的相互作用导致了晕性质的复杂演化，这取决于晕质量和形态类型，以及晕质量吸积历史。虽然高质量的晕，选择早期型星系的类似物，显示核心的配置文件中的SIDM运行，系统的中间质量和一个显着的磁盘组件可以开发一个配置文件是类似的或cuspier比CDM。SIDM晕的最终性质-在z=0.2时测量-与晕浓度和形成时间相关，这表明不同系统之间的差异是由于我们观察到的影响自相互作用。我们还寻找自相互作用的暗物质在主晕的透镜信号和爱因斯坦半径分布中的电势差的暗示，这表明未来的宽场调查可能能够在此基础上区分CDM和SIDM模型。最后，我们发现，在所采用的SIDM模型中，相对于CDM，次晕丰度没有改变。
2019-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Why weak lensing cluster shapes are insensitive to self-interacting dark matter
我们研究了从弱引力透镜推断的星系团的形状是否可以用来检验暗物质的性质。我们分析模拟弱透镜数据，从两个不同的暗物质模型（CDM和SIDM）运行的宇宙学模拟中提取的引力透镜。我们拟合椭圆形NFW配置文件的模拟集群的剪切场。尽管CDM和SIDM之间的3D形状的分布有很大的差异，我们发现，弱透镜推断的集群形状的分布几乎是不可区分的。我们将这种信息丢失归因于两个原因。首先，弱透镜测量投影质量分布的形状，而不是基本的3D形状，投影效果会消除一些差异。其次，弱透镜效应对星系团的投影形状最敏感，在接近维里半径（~ 1.5 Mpc）的尺度上，而SIDM形状与内晕中的CDM最不相同。我们介绍了一个模型的质量分布的星系团的质量分布的椭圆率可以随距离的集群的中心。虽然这种质量分布并不能使弱透镜数据区分CDM和SIDM与集群形状（在小半径的椭圆率是弱透镜约束不良），它可能是有用的，当建模结合集群的强和弱引力透镜。
2022-10-24 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
A model of interacting dark fluids tested with supernovae and Baryon Acoustic Oscillations data
我们比较超新星和重子声学振荡的数据相互作用的暗物质和暗能量的宇宙学模型的预测。这个理论模型可以从Einstein-Cartan引力的有效场论导出，有两个标度指数$δ_G$和$δ_Λ$，与暗物质和暗能量之间的相互作用有关。我们对数据进行$χ^2$拟合，以将其与标准$Λ$ CDM模型进行比较和对比。然后，我们探索的参数范围内的模型，它给出了一个更好的$χ^2$比标准的宇宙学模型。所有这些结果导致严格的约束模型的标度指数。我们的结论是，这类模型，提供了一个体面的替代$Λ$ CDM模型。
2019-02-01 astro-ph.CO
Cosmological constraints on parametrized interacting dark energy
我们重新考虑宇宙暗区中存在相互作用的宇宙动力学。通过无压冷暗物质（CDM）和暗能量（DE）能量密度之比的实函数$r$，引入了一类相互作用模型.的子类模型的比例$r$只取决于比例因子被证明是等同于统一的模型的黑暗部门，即模型的CDM和DE组件可以结合起来，以形成一个统一的暗流体。对于特定的选择的功能$f\left(r\right)$，我们恢复几个模型已经在文献中研究。我们分析了各种特殊情况下，这种类型的相互作用模型使用适当修改版本的类代码结合MontePython，以约束的参数空间的数据从超新星类型SNe Ia（JLA），哈勃常数$H_{0}$，宇宙计时器（CC），重子声振荡（BAO）和数据从普朗克卫星（普朗克TT）。我们的分析表明，即使来自晚期宇宙（$H_{0}$，SNe Ia和CC）的数据表明在暗扇区中存在相互作用，与早期宇宙（BAO和普朗克TT）相关的数据基本上限制了这种相互作用，特别是在背景动力学受到强烈影响的情况下。
2019-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Dark Matter Halos in Interacting Dark Energy Models: Formation History, Density Profile, Spin and Shape
相互作用暗能量（IDE）模型考虑了暗能量与暗物质之间的相互作用，为解决符合问题提供了一种自然的机制，也可以缓解$Λ$ CDM模型下的观测紧张。以往的研究通过对宇宙膨胀历史、宇宙微波背景和大尺度结构的观测对IDE模型进行了限制。然而，这些数据还不足以有效地区分IDE模型和$Λ$ CDM。由于非线性结构的形成包含了丰富的宇宙学信息，它可以提供额外的手段来区分不同的模型。本文基于一组IDE模型的$N$体模拟，研究了暗物质晕的形成历史和性质，并与$Λ$ CDM模型进行了比较。对于暗物质衰减为暗能量的模型，参数是先前约束的最佳拟合值，结构形成明显减慢，并且晕具有系统的较低质量，较松散的内部结构，较高的自旋和各向异性。这与观察到的结构形成不一致，因此从非线性结构形成的角度可以安全地排除该模型。此外，我们发现IDE和$Λ$ CDM对应物之间的晕浓度比敏感地依赖于相互作用参数，而与晕质量无关。这可以作为一个强大的探测器来约束IDE模型。我们的结果具体地表明，两个暗分量的相互作用可以影响晕的形成相当大，因此，来自非线性结构的约束是必不可少的。
2022-01-24 astro-ph.CO
Indications of a Late-Time Transition to a Strongly Interacting Dark Sector
Durban University of Technology（德班理工大学）；North-West University（西北大学）；Universidad Catòlica del Norte（北方天主教大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）
研究通过引入红移阈值模型，探讨暗能量与暗物质在低红移下相互作用的迹象，利用观测数据确定相互作用的起始时间。
2026-01-06 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Simulations with Self-Interacting Dark Matter I: Constant Density Cores and Substructure
我们利用宇宙学模拟研究了自相互作用暗物质（SIDM）对从旋涡星系到星系团尺度的暗物质晕的密度分布和亚结构计数的影响，重点研究了暗物质粒子质量σ/m = 1和0.1 cm^2/g的截面模型.我们的模拟依赖于一个新的SIDM N-体算法，该算法是自洽地从玻尔兹曼方程，并再现控制数值实验中的分析预期。我们发现，良好的解决SIDM晕有恒定密度的核心，显着较低的中心密度比CDM同行。相比之下，SIDM晕的subhalo含量仅适度减少CDM相比，与抑制最大的大型主机和小晕中心距离。此外，SIDM中的大规模聚类和晕圈圆速度函数实际上与CDM相同，这意味着CDM的所有大规模成功都与SIDM同样匹配。从我们最大的截面运行，我们能够提取的核心大小和中心密度在一定范围内的晕大小的比例关系，并找到一个SIDM晕的核心半径和NFW规模半径的CDM对应之间的强相关性。我们构建了一个简单的分析模型，CDM标度关系的基础上，捕捉SIDM晕的标度关系的各个方面。我们的结果表明，在σ/m = 1 cm ^2/g模型中，晕核密度太低，与观测到的星系团、低表面亮度螺旋星系（LSB）和矮球状星系不匹配。然而，σ/m ~ 0.1 cm^2/g的SIDM似乎能够再现已报道的矮星、LSB和星系团的核心尺寸和中心密度，而不需要速度依赖性。（节略）
2012-08-15 astro-ph.CO hep-ph
Distinguishing cold and self-interacting dark matter through topological analysis
LUX, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（巴黎天文台 LUX，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所，法国国家科学研究中心，索邦大学）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS（巴黎天文台 LIRA，巴黎文理研究大学，索邦大学，巴黎西岱大学，CY塞尔吉巴黎大学，法国国家科学研究中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学天文台，物理学院，路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学）；Physics Department, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）
该研究利用属统计量分析Darkium宇宙学模拟数据，发现密度场拓扑特征对暗物质自相互作用敏感，可作为区分自相互作用暗物质与冷暗物质的观测探针。
2026-08-31 astro-ph.CO
General formulation of cosmological perturbations in scalar-tensor dark energy coupled to dark matter
对于耦合到冷暗物质（CDM）的标量场$ϕ$，我们提供了一个研究各向同性宇宙学背景和微扰动力学的一般框架。暗能量部分由Horndeski拉格朗日函数描述，引力波的速度与光速相等，而CDM被处理为一种完美的流体，其特征在于数密度$n_c$和四速度$u_c^μ$。对于一个非常一般的相互作用拉格朗日$f(n_c, ϕ, X, Z)$，其中$f$依赖于$n_c$，$ϕ$，$X=-\partial^μ ϕ\partial_μ ϕ/2$，和$Z=u_c^μ \partial_μ ϕ$，我们推导出完整的线性微扰运动方程，而不固定任何规范条件。为了实现用于成功结构形成的消失的CDM声速，相互作用函数需要具有$f=-f_1(ϕ, X, Z)n_c+f_2(ϕ, X, Z)$的形式。采用准静态近似的模式内的声音视界深处，我们得到的有效引力耦合的CDM和重子密度扰动以及引力和弱透镜势的解析公式。我们应用我们的一般公式，几个相互作用的理论，并表明，在许多情况下，CDM的引力耦合周围的准deSitter背景可以小于牛顿常数$G$由于在$f_2$的$Z$依赖引起的动量转移。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The effects of self-interacting dark matter on the stripping of galaxies that fall into clusters
我们使用C-EAGLE流体动力学模拟来研究自相互作用暗物质（SIDM）对星系在星系团中的作用。我们发现SIDM星系遵循与冷暗物质（CDM）类似的轨道，但到目前为止，其质量减少了${\sim}$ 25%。三分之一的SIDM星系被完全破坏，相比之下，五分之一的CDM星系。然而，过度剥离将比以前的DM模拟更难观察到，因为大多数剥离的星系形成核心，也失去了恒星：最具辨别力的物体变得不可观察。最好的测试将是测量恒星质量为$10^{10-11}\,\mathrm{M}_{\odot}$的星系的恒星-晕质量关系（SHMR）。在CDM宇宙中，这是星团中的8倍，而在SIDM宇宙中则是13倍。考虑到SHMR中的内禀散射，这些模型可以用${\sim}32$星系团的无噪声星系-星系强透镜来区分。
2021-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Tale of Two Couplings: Bayesian Selection in the Interacting Dark Sector
Universidade do Porto（波尔图大学）；Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto（米尼奥大学与波尔图大学物理中心）；Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）；University of Cape Town（开普敦大学）
针对 ΛCDM 的 σ₈ 张力，研究第五元素与暗物质的共形和非共形耦合暗 sector 模型，发现纯共形耦合模型统计偏好更强，优于 ΛCDM 基线。
2026-08-05 astro-ph.CO gr-qc
