Challenging the $ω_0ω_a$CDM parametrization through rational expansions in view of DESI data release
SUNY Polytechnic Institute(纽约州立大学理工学院);Al-Farabi Kazakh National University(阿尔法拉比哈萨克国立大学);National Centre for Nuclear Research(国家核研究中心)
针对DESI 2025最新结果,本文分析三类基于帕德逼近的有理展开暗能量参数化模型,通过多红移探针MCMC分析与统计准则对比,发现帕德宇宙学模型表现不劣于$ω_0ω_a$CDM,部分模型统计表现更优且稳定性更强。
2025-11-19 astro-ph.CO gr-qc
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
Halo Zeldovich model and perturbation theory: dark matter power spectrum and correlation function
近年来,微扰理论在暗物质成团中得到了广泛的关注,但其收敛性仍然不好证明,并且还没有一个成功的模型同时适用于关联函数和功率谱。在这里,我们提出了Halo Zeldovich方法结合微扰理论(HZPT),其中我们使用标准微扰理论在一个循环阶(SPT)在非常低的$k$,并将其连接到一个版本的晕模型,我们采用Zeldovich近似加上一个Pade展开的补偿一晕项。这种低的$k$匹配允许我们确定一个晕项的振幅和红移演化,这两者都与模拟非常一致,并且近似地与晕模型的预期值一致。在Zeldovich近似中加入一个晕项的Pade展开方法确定了两个典型的晕尺度,晕半径尺度为1 Mpc/h量级,晕质量补偿尺度为26 Mpc/h量级。在没有任何自由参数的情况下,该模型对5 Mpc/h以上的关联函数给出了优于1%的准确预测。在三个拟合的Pade展开系数下,功率谱的一致性在$k \sim 1$ h/Mpc以下为百分之一,通过在Pade展开中增加高阶项,可以改进到任意$k$。
2015-06-12 astro-ph.CO
Physical constraints on interacting dark energy models
从热力学第二定律和熵的正性出发,研究了与暗物质场非最小耦合的暗能量分量的物态方程参数的物理极限.这些限制与Ia型超新星的观测数据集、重子声学振荡和宇宙微波背景的角声尺度相结合,对暗物质/暗能量相互作用的行为施加限制。考虑两个EoS参数化的$w = w_0 + w_aζ(z)$型,我们推导出一个一般的表达式的暗能量密度的演变,并表明热力学极限和观测数据的组合提供紧密的界限上的$w_0 - w_a$参数空间。
2018-09-03 astro-ph.CO gr-qc
Dodging the dark matter degeneracy while determining the dynamics of dark energy
宇宙学的关键问题之一是建立暗能量的性质,并确定状态方程是否随时间演化。当从距离测量中估计这一点时,物质密度存在简并性。我们发现,存在一个简单的函数的暗能量状态方程和它的一阶导数是独立的这种简并在所有的红移,所以是一个更强大的决定因素的演化暗能量比只是它的衍生物。我们表明,这个功能可以很好地确定在低红移超新星使用高斯过程,这种方法是远远优于各种参数化也受到先验的物质密度。这表明参数化模型对暗能量的演化给出了非常有偏见的约束。
2016-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamic parametrization of dark energy
我们提出了一个模型无关的热力学动机的暗能量参数化。为此,我们考虑Padé多项式重建的形式的减速参数足以描述不同时代的宇宙历史和发散的自由在遥远的未来。所提出的方案也满足结构形成的需求,并包含$Λ$ CDM模型作为限制情况。因此,在背景和微扰水平的数值分析是通过马尔可夫链蒙特卡罗方法,鉴于最近的宇宙数据。然后,我们使用观测约束来探索暗能量演化的特征,并将我们的发现与标准宇宙学模型的预测进行比较。
2022-05-23 astro-ph.CO gr-qc
Nonparametric reconstructions of dynamical dark energy via flexknots
本文利用flexknot非参数方法结合DESI重子声学振荡与超新星数据重建暗能量状态方程,发现w(a)呈现W形结构,并指出该结构超出wCDM和CPL等常规参数化模型的描述能力。
2025-04-29 astro-ph.CO
Dynamical dark energy models in the light of Gravitational-Wave Transient Catalogues
对当前引力波目录的研究为进一步理解暗能量的本质提供了一个有趣的独立于模型的途径。在这项工作中,我们提出了一个更新的约束有关的动态暗能量参数化使用最近的引力波瞬态目录(GWTC-1和GWTC-2)随着Ia型超新星(SNeIa)和宇宙计时器(CC)目录。根据我们使用完整的SNeIa+CC+GW数据库的贝叶斯结果,$Λ$ CDM模型显示出对两个暗能量参数化的强烈偏好,称为Barboza-Alcaniz(BA)和低相关性(LC)模型。此外,我们得到了一个非常强烈的偏好对Chevallier-Polarski-Linder(CPL)模型。此外,我们生成了一个模拟GW目录,并估计,我们需要大约1000个标准警报器有一个约束的$H_0$在1\%的相对误差,数量是无法达到的GWTC-1和GWTC-2目录中的当前标准警报器的候选人。
2022-03-11 astro-ph.CO gr-qc
Testing Planck 2020 and DESI data on wCDM Models
本研究通过比较不同wCDM参数化动态暗能量模型,利用Planck 2020和DESI等最新数据进行贝叶斯分析,缓解H₀和σ₈张力,发现新数据约束更优且观测支持ΛCDM模型。
2025-08-20 astro-ph.CO gr-qc
The Continuous Tower of Scalar Fields as a System of Interacting Dark Matter -- Dark Energy
通过将暗物质和暗能量相互作用模型与连续塔标量场模型相结合,提出了一种新的耦合Q参数化方法。基于连续标量场塔中暗物质和暗能量扇区的存在,考虑了塔中单个标量场演化的一种简化,并得到了验证.这允许用连续塔标量场模型获得的结果与相互作用的暗物质-暗能量系统的结果相匹配,考虑到从一种流体传递到另一种流体的能量由在给定时间开始振荡的标量场的能量给出,而不是考虑能量传递取决于相互作用的整个流体的性质。
2015-08-19 astro-ph.CO
Dynamic Dark Energy Equation of State (EoS) and Hubble Constant analysis using type Ia supernovae from Union 2.1 dataset
本文利用Union 2.1数据集的Ia型超新星对动态暗能量状态方程参数进行了约束。本文还讨论了动态暗能量EoS参数对哈勃常数的选择或假设值的依赖性。为了了解哈勃常数值和测得的动态暗能量EoS参数之间的相关性,我们使用了最近的调查正在通过各种技术,如宇宙微波背景研究,引力波,重子声学振荡和标准蜡烛设置值为不同的哈勃常数值作为固定参数与CPL和WCDM模型。然后应用信赖域反射(TRF)和狗腿(dogbox)算法拟合了暗能量密度参数和动态暗能量EoS参数。我们发现固定的哈勃常数参数和测量的EoS参数w 0之间存在显著的负相关性。然后我们使用基于卡方检验的两个最佳拟合的哈勃常数值(70和69.18474)km $s^{-1}$ $Mpc^{-1}$来测试更多的暗能量EoS参数,如:JBP、BA、PADE-I、PADE-II和LH 4模型,并将结果与具有常数$w_{de}$ =-1的$Λ$ -CDM、WCDM和CPL模型进行比较。我们的结论是,平坦的$Λ$ -CDM和WCDM模型显然提供了最好的结果,而使用BIC标准,因为它严重惩罚使用额外的参数。然而,EoS参数对哈勃常数值的依赖性以及使用不同技术测量哈勃常数值时日益增加的张力,需要进一步研究寻找最佳动态暗能量EoS模型,以最佳地模拟宇宙中暗能量的膨胀率和演化之间的关系。
2020-09-29 astro-ph.CO
Reconstructing the dark energy potential
暗能量状态方程可以用正压流体的状态方程来描述。正压流体模型描述了背景演变,状态方程参数的函数形式受观测资料的约束。对暗能量同样可行的解释是通过标量场模型,包括正则和非正则的;这些标量场模型是底层高能理论的低能描述。在本文中,我们试图通过重建标量场势的演化来调和这两种研究暗能量的方法。对于这种分析,我们考虑了典型的quintessence标量场和幻影场的重建。我们试图了解的解析或半解析形式的标量场势对应于典型的行为良好的参数化的暗能量使用的约束条件,从最近的观察。
2017-12-28 astro-ph.CO
Redshift-binned constraints on the Hubble constant under $Λ$CDM, CPL, and Padé cosmography
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学前沿天文与天体物理研究所);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);Institute for Astrophysics, School of Physics, Zhengzhou University(郑州大学物理学院天体物理研究所)
该研究通过多种宇宙学模型分析,发现哈勃常数的振荡行为可能源于参数退化而非真实红移依赖。
2026-02-19 astro-ph.CO
Unveiling cosmography from the dark energy equation of state
约束暗能量状态方程$w_x(z)$是当前和未来宇宙学调查的主要问题之一。在实践中,这需要对$w_x$随$z$红移的演化做出假设,这可以通过选择特定的参数形式来体现,其中宇宙学参数的数量在观测到的宇宙加速中起着重要作用。由于任何限制EoS的尝试都需要以一种或另一种形式固定一些先验,因此解决一种限制宇宙学参数的方法非常重要。在本文中,我们提供了一个简单的方法来展示如何通过基于宇宙学的参数方法来改进宇宙学测试。使用超新星IA型采样器,我们展示了如何通过对特定的暗能量参数化进行统计分析,直接给出宇宙学参数值。
2019-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comparative analysis of model-independent methods for exploring the nature of dark energy
我们使用四种不同的模拟SnIa数据,对文献中提出的研究暗能量性质的各种独立方法进行了比较分析。特别是,我们探讨了一个通用的主成分分析方法,遗传算法,一系列的近似,如Padé幂律近似,和各种扩展的正交多项式,以及宇宙学,并比较它们与通常适合的模型与一个恒定的暗能量状态方程w。我们发现,根据模拟数据,一些方法在区分底层模型方面比其他方法更有效,尽管没有普遍更好的方法。
2013-09-18 astro-ph.CO
Optimal parameterizations for observational constraints on thawing dark energy
本研究针对解冻暗能量,比较了十九种通用与针对性参数化捕捉 quintessence 理论动力学的精度,发现基于 Padé 展开的参数化能最可靠地重构状态方程、膨胀历史及宇宙学参数。
2025-06-25 astro-ph.CO gr-qc
Reconstruction of the Dark Energy equation of state
现代宇宙学的主要挑战之一是研究宇宙中暗能量的性质。这种组分的性质通常被概括为具有(潜在的)时间依赖性状态方程参数$w(z)$的理想流体。我们通过对目前的宇宙学观测进行贝叶斯分析,研究了这个参数随红移的演化。我们模拟的时间演化为分段线性红移之间的“节点”,其$w$值和红移是允许变化的。通过贝叶斯证据选择最佳节点数。通过这种方式,我们既可以确定当前数据支持的复杂性,又可以定位$w(z)$中存在的任何特征。我们比较这种基于节点的重建与一些以前研究得很好的参数化:Chevallier-Polarski-Linder(CPL),Jassal-Bagla-Padmanabhan(JBP)和Felice-Nesseris-Tsujikawa(FNT)。通过比较所有这些模型的贝叶斯证据,我们发现了一个迹象,对可能的时间依赖性的暗能量状态方程。同样值得注意的是,当与简单的宇宙学常数$w=-1$相比时,CPL和JBP模型非常不利,而FNT只是明显不利。我们发现,我们的基于节点的重建模型是稍微不利的$Λ$ CDM模型。
2012-08-18 astro-ph.CO gr-qc
EFT-Ramses: a code to simulate the effective field theory of dark energy
Durham University(杜伦大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
为应对宇宙常数理论挑战,探索动态暗能量和修正引力模型,介绍EFT-RAMSES代码,它将暗能量有效场论框架嵌入数值管道,整合多种理论到单一方程,通过N体模拟验证,为暗能量和修正引力精确宇宙学测试提供强大通用计算工具。
2026-10-28 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
Cosmography approach to dark energy cosmologies: new constrains using the Hubble diagrams of supernovae, quasars and gamma-ray bursts
在宇宙学方法的框架下,利用超新星、类星体和伽马射线暴的哈勃图数据,研究了DE参数化和$Λ$ CDM宇宙的一致性。使用不同的数据样本组合,包括({ \it i})超新星(Pantheon),({ \it ii})万神殿+类星体和({ \it iii})Pantheon +类星体+伽马射线暴,并在马尔可夫链蒙特卡罗方法的背景下应用数据样本距离模的$χ^2$函数的最小化,我们首先在模型无关宇宙学场景中获得宇宙学参数的约束值。然后,我们调查我们的分析,为不同的一致性$Λ$ CDM宇宙学,$w$ CDM,CPL和帕德参数化。通过比较DE方案和模型无关方法得到的宇宙学参数的数值,我们发现,当我们在分析中涉及类星体和伽马射线暴数据时,协调的$Λ$ CDM模型存在严重的张力。虽然高红移类星体和伽马射线暴可以证伪这个一致性模型,但我们的宇宙学方法的结果表明,其他DE参数化仍然与这些观测结果一致。
2020-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on early dark energy from CMB lensing and weak lensing tomography
暗能量可以通过它对宇宙膨胀的影响以及对大尺度结构生长历史的影响来研究。在本文中,我们跟踪宇宙密度场的增长,在早期暗能量宇宙学相结合的观测初级CMB的温度和偏振功率谱在高红移,在中等红移的CMB透镜偏转场和弱宇宙剪切在低红移限制早期暗能量的允许量。我们提出这些预测使用费舍尔矩阵形式主义,并考虑普朗克数据与弱透镜调查的欧几里得。我们发现,结合这些数据集提供了强大的约束早期暗能量,并能够打破退化的参数集固有的各种观测渠道。早期暗能量密度参数的1-σ界为σ(Omega_d^e)=0.0022,这表明早期暗能量模型可以在我们的方法中得到很好的检验。此外,我们得出的暗能量的品质因数所考虑的暗能量参数化和评论的适用性的增长指数早期暗能量宇宙学。
2009-03-25 astro-ph.CO
Evolution of matter perturbations in the context of cosmic slowing down
Universidad de La Frontera(拉弗龙特拉大学)
该研究在爱因斯坦引力框架下分析五种暗能量参数化方案的物质扰动演化,通过增长指数等诊断量与ΛCDM模型对比,揭示动力学暗能量的现象学特征,为未来观测测试提供可观测量。
2026-08-06 astro-ph.CO gr-qc
Uncovering the bias in the evidence for dynamical dark energy through minimal and generalized modeling approaches
本研究通过对比CPL、LZ和常数w模型,发现CPL参数化对动力学暗能量存在偏差,提出需采用最小或广义建模方法以更准确检验暗能量状态方程偏离LCDM的证据。
2025-01-24 astro-ph.CO
An extensive investigation of the Generalised Dark Matter model
冷暗物质(CDM)模型,其中的暗物质被视为无压完美流体,提供了一个很好的适合银河系和宇宙学数据。随着精确宇宙学的出现,我们应该问这个最简单的模型是否需要扩展,以及这样做是否可以提高我们对暗物质性质的理解。一种用于概括CDM流体的已建立的参数化是广义暗物质(GDM)模型,其中暗物质是具有满足某些闭合方程的压力和剪切粘度的不完美流体。我们研究了这些封闭方程和它们所包含的三个新的参数函数:背景状态方程w、声速c_s^2和粘性c_{vis} ^2。取这些函数为常数参数,分析了GDM支配宇宙中微扰Einstein方程的精确解,讨论了这三个参数对宇宙微波背景(CMB)的主要影响.我们的分析表明,CMB单独是不能区分GDM声速和粘度参数,但其他的可观测量,如物质的功率谱,需要打破这种简并。我们还考虑其他描述的不完美的流体,有一个非微扰的定义,并将这些GDM模型。特别地,我们考虑标量场,流体的有效场论(EFT),大尺度结构的EFT,非平衡热力学和紧耦合流体。这些描述可以用来扩展GDM模型到非线性制度的结构形成,这是必要的,如果在这些尺度上的丰富的数据是在约束模型。我们还推导出绝热和isocurvature扰动的初始条件,并提供了一个准备在爱因斯坦-玻尔兹曼解算器中实施的形式的结果。
2016-08-11 astro-ph.CO gr-qc
Theoretical Priors On Modified Growth Parametrisations
下一代巡天将以前所未有的精度观测宇宙的大尺度结构。这将使我们能够测试物质过密度,曲率扰动和牛顿势之间的关系。与基于广义相对论的标准光滑暗能量模型中预测的关系相比,任何对引力的大距离修改或暗能量的奇异性质都会修改这些关系。在结构增长的线性理论中,这样的修改通常通过空间和时间的两个函数来参数化,这两个函数进入曲率微扰与第一,物质过密度,第二,牛顿势的关系。我们研究了这些函数在Brans-Dicke理论、团簇暗能量模型和相互作用暗能量模型中的预言。我们发现,每一个理论有一个不同的路径在参数空间的修改后的增长。了解这些理论先验的参数化修改的增长是必不可少的,以揭示宇宙加速的性质与即将到来的观测的结构形成的帮助。
2010-01-07 astro-ph.CO
Implications of distance duality violation for the $H_0$ tension and evolving dark energy
该研究探讨了距离对偶性关系(DDR)破缺对哈勃张力及演化暗能量证据的影响,通过约束五种DDR破缺的唯象模型,发现两种模型可解决张力,贝叶斯证据略倾向于含恒定幻影暗能量的模型,为解释哈勃张力提供新途径。
2025-04-14 astro-ph.CO gr-qc
Reconstruction of dark energy and expansion dynamics using Gaussian processes
直接从观测数据重建有效的暗能量状态方程是宇宙学中的一个重要问题。由于物理模型很少,未来的暗能量研究不能仅仅基于约束暗能量参数空间,因为发现的误差强烈依赖于所考虑的参数化。我们提出了一种新的非参数方法,使用高斯过程重建膨胀率和暗能量的历史,这是一种用于平滑数据的完全贝叶斯方法。我们提出了一个教学介绍高斯过程,并讨论如何可以用它来鲁棒地区分数据在一个合适的方式。利用这种方法,我们证明了暗能量巡天-超新星巡天(DES)可以精确地恢复一个缓慢演化的状态方程,在z=0时σ_w = +-0.04(95%CL),在z=0.7时σ_w = +-0.2,在z~0.14的最佳点处误差最小为+-0.015,只要模型的其他参数是已知的。膨胀历史的误差要小一个数量级,但对暗能量没有任何假设。使用高斯过程计算函数及其前三阶导数的代码已经开发出来,可在http://www.acgc.uct.ac.za/~seikel/GAPP/index.html下载。
2012-05-31 astro-ph.CO
How isotropic is dark energy?
University of Manchester(曼彻斯特大学);University of Nottingham(诺丁汉大学)
研究通过各向异性模型改进暗能量拟合,同时满足四极子限制。
2026-01-29 astro-ph.CO
The effective field theory of K-mouflage
本文利用暗能量的有效场论描述了修正引力的K-模夫拉模型。我们展示了如何拉格朗日密度$K$定义的K-mouflage模型出现在有效场论框架中,在两个完全精确的非线性水平和在二次阶的有效行动。我们发现,K-mouflage方案只产生运营商$(δg^{00}_{(u)})^n$在每个订单$n$。我们还逆向工程K-mouflage模型重建整个有效场论,和完整的宇宙学行为,从两个功能的约旦帧比例因子在层析成像的方式。这种参数化与K-分子量屏蔽机制的实现直接相关:当$ K'$在致密环境(如深物质和辐射时代)中很大时,就会发生屏蔽。通过这种方式,可以很容易地实现K-mouflage作为暗能量的有效场论所描述的模型的可计算子类,可以通过未来的调查来探测。
2017-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological tests of quintessence in quantum gravity
Instituto de Física Téorica UAM/CSIC(理论物理研究所);Swansea University(斯旺西大学);University of Liverpool(利物浦大学);Università di Bologna and INFN, Sezione di Bologna(博洛尼亚大学和意大利国家核物理研究所博洛尼部分所)
本文通过宇宙观测数据检验量子引力启发的山峰型暗能量模型,探讨其参数化方法及理论约束。
2025-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parametrising non-linear dark energy perturbations
本文通过有效参数 $μ$ 量化 $k$-essence 暗能量的非线性效应,对比 $N$-body 模拟与 $\texttt{CLASS}$ 预测,提出基于 $\tanh$ 的 $μ$ 参数化方法以改进模型预测。
2023-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Model independent constraints on dark energy evolution from low-redshift observations
了解宇宙的晚期演化并找出这种演化的原因是现代宇宙学的重要挑战。在这项工作中,我们采用了一个独立于模型的宇宙学方法和近似哈勃参数考虑帕德近似比标准的泰勒级数近似$z>1$。在此基础上,我们考虑了来自SNIa、BAO、$H(z)$、$H_{0}$、强透镜时间延迟以及角直径距离的巨脉泽观测的低红移观测,约束了宇宙的晚期演化。我们用$Λ$ CDM模型证实了低红移观测的张力。暗能量的状态方程的当前值必须是幻影状的,而对于其他红移,它要么是幻影,要么应该有幻影交叉。对于较低的$Ω_{m0}$值,预期会出现多个幻象交叉。这对暗能量的单一、非相互作用标量场模型提出了严峻的挑战。我们推导出的{ \it statefinders} $(r,s)$和这些约束表明,一个单一的暗能量模型不能适合整个红移范围的数据$0\leq z\leq 2$:换句话说,我们需要多个暗能量行为不同的红移范围。此外,宇宙总流体和暗能量流体(假设它们是正压的)对声速的约束,排除了统一暗扇区正压流体模型和暗能量正压流体模型的可能性,因为这些流体中的波动由于来自低红移观测的约束而不稳定。
2019-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Negentropy as Diagnostic of Cosmic Density Fields and Dynamical Dark Energy Models
Department of Physical Sciences, Biswa Bangla Biswabidyalay(物理科学系,比斯瓦·班格拉·比斯瓦比达亚莱)
利用negentropy探测宇宙密度场非高斯性,区分不同暗能量模型的演化特征。
2026-02-02 astro-ph.CO
CMB spectrum in unified EFT of dark energy: scalar-tensor and vector-tensor theories
本文在统一暗能量 EFT 框架下纳入标量–张量与矢量–张量理论,通过 Boltzmann 计算 CMB 谱,揭示矢量相互作用的抑制效应及平移对称性对 $w_{\ m DE}<-1$ 的要求。
2024-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the Dynamics of Gaussian Dark Energy Equation of State Using DESI BAO
Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);Kyoto University(京都大学);Baylor University(贝勒大学)
利用DESI BAO数据,研究暗能量方程状态的动力学,提出BellDE模型以避免高红移处的虚影行为并提高灵活性。
2025-11-03 astro-ph.CO gr-qc
Quasar cosmology: dark energy evolution and spatial curvature
我们分析了宇宙学中的一些公开辩论,根据最新的类星体(QSO)样本,涵盖了广泛的红移范围高达$z\sim7.5$,结合Ia型超新星(SNe)和重子声学振荡(BAO)。事实上,用高红移数据扩展宇宙学分析是区分不同宇宙学模型的关键,这些模型在低红移时是简并的,并允许对可能的暗能量(DE)演化进行更好的约束。此外,我们还讨论了BAO,SNe和类星体数据的组合,以了解它们的兼容性和扩展的标准宇宙学模型的影响。具体来说,我们考虑一个平坦和非平坦的$Λ\mathrm{CDM}$宇宙学,一个平坦和非平坦的DE模型与常数DE状态方程参数($w$),和四个平坦的DE模型与变量$w$,即Chevallier-Polarski-Linder和Jassal-Bagla-Padmanabhan模型,和一个“指数”和Barboza-Alcaniz参数化。我们发现,联合分析类星体+SNe与BAO是唯一可能的背景下,一个平坦的宇宙。事实上,BAO确认了假设弯曲几何的平坦条件,而SNe+QSO显示了封闭空间的证据。我们还发现$Ω_{M,0}=0.3$在所有数据集假设一个平面$Λ\mathrm{CDM}$模型。然而,所有其他模型在2-3 $σ$与SNe+QSO+BAO组合数据集时显示出统计上显著的偏差。在DE密度随时间演化的模型中,SNe+QSO+BAO数据总是倾向于$Ω_{M,0}>0.3$、$w_{0}<-1$和$…
2022-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic distance duality after DESI 2024 data release and dark energy evolution
本研究利用DESI 2024数据,通过四种参数化方案检验宇宙距离对偶性,发现无违反迹象,且平坦ΛCDM模型仍为首选,与Riess哈勃常数估计一致。
2025-01-25 astro-ph.CO gr-qc
Constraining dark sector perturbations II: ISW and CMB lensing tomography
任何偏离宇宙学常数的暗能量(DE)或修正引力(MG)模型都需要对其扰动进行一致的处理,这可以用有效熵扰动和各向异性应力来描述。我们已经考虑了最近提出的通用参数化DE/MG扰动,并将其数据从普朗克卫星和6个星系目录,包括温度星系(Tg),CMB透镜星系和星系星系(GG)的相关性。结合这些可观的结构形成与测试的背景扩展,使我们能够调查的DE/MG在背景和微扰水平的属性。我们对DE/MG的约束与宇宙学常数范式基本一致,同时我们也发现对状态方程w(假设为常数)的约束依赖于微扰演化的模型假设。我们得到$w=-0.92^{+0.20}_{-0.16}$(95%CL; CMB+gg+Tg)在熵扰动的情况下,在各向异性应力的情况下,结果是$w=-0.86^{+0.17}_{-0.16}$。包括透镜相关性使结果向更高的w值移动。如果我们在最近的重子声学振荡(BAO)测量的膨胀历史上包括一个先验,我们发现,在$w=-1$附近的约束收紧,使得它不可能测量任何DE/MG扰动演化参数。然而,如果即将到来的观测,如DES,欧几里得或LSST显示出偏离宇宙学常数的迹象,我们的形式主义将是一个有用的工具,对模型选择在黑暗的部门。
2015-02-10 astro-ph.CO
On the Validity of Cosmological Fisher Matrix Forecasts
我们提出了一个比较的Fisher矩阵预测宇宙学探针与蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)后验似然估计方法。我们分析了未来的暗能量任务组(DETF)的第三阶段和第四阶段暗能量调查使用超新星,重子声学振荡和弱透镜作为探针的性能。我们特别关注暗能量状态方程参数w 0和wa。对于纯粹的几何探针,特别是当边缘化超过wa,我们发现这两种方法之间存在相当大的分歧,因为在这种情况下,Fisher矩阵不能再现高度非椭圆形状的似然函数。更定量地,Fisher方法低估了30%-70%之间的纯几何探针的边缘化误差。对于包括弱透镜效应等结构形成的情况,我们发现Fisher矩阵估计的后验概率轮廓与MCMC轮廓吻合良好,预测误差仅在5%的水平上变化。然后,我们探索非线性变换导致的物理动机的参数,并调查这些参数化是否表现出高斯行为。我们的结论是,对于纯粹的几何探针,更一般地说,在不知道可能性是否接近高斯的情况下,Fisher矩阵不是产生可靠预测的适当工具。
2012-06-01 astro-ph.CO
Quasar cosmology II: joint analyses with Cosmic Microwave Background
本文利用类星体探针与CMB及暗能量巡天数据联合分析,发现简单的暗能量模型偏离无法调和数据,唯有暗物质与真空能相互作用的复杂模型才能解决各尺度探针间的差异。
2025-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Cosmographic Footprints of Dynamical Dark Energy
Sapienza University of Rome(罗马第一大学);Tor Vergata University of Rome(罗马第二大学);University of Sheffield(谢菲尔德大学)
本文提出一种新的宇宙学框架,通过广义Padé展开分析宇宙晚期动力学,发现关键参数偏离ΛCDM预测,支持动态暗能量理论。
2025-12-23 astro-ph.CO hep-ph
Validating the Fisher approach for stage IV spectroscopic surveys
近年来,预测活动已成为设计和优化大尺度结构测量的一个非常重要的工具。为了预测这样的调查的表现,费舍尔矩阵形式主义经常被用作计算宇宙学参数约束的快速和简单的方法。其中之一就是对暗能量性质的研究,这是现代宇宙学的主要目标之一。因此,品质因数(FoM)提供了一个测量约束暗能量的功率的度量。这被定义为由Chevallier-Polarski-Linder参数化中的暗能量状态方程参数$\{w_0,w_a\}$的联合方差给出的表面轮廓的逆,其可以从参数的协方差矩阵进行评估。该协方差矩阵是Fisher矩阵的逆矩阵。如果Fisher矩阵的元素估计精度不足,则病态矩阵的反演会导致协方差系数上的大误差。条件数是一种度量,为可靠的反演提供所需精度的数学下限,但在实践中,对于大小大于$2\times2$的Fisher矩阵,条件数往往过于严格。在本文中,我们提出了一个通用的数值方法,以保证一定的精度推断的约束,如FoM。它包括随机振动(扰动)的Fisher矩阵元素与高斯扰动的给定幅度,然后评估的最大幅度,保持FoM在选定的精度。然后,可以相应地选择用于计算Fisher矩阵元素的数值导数和积分中的步骤,以保持Fisher矩阵元素的精度低于此最大幅度。
2020-07-03 astro-ph.CO
Extended Gravity Cosmography
宇宙学可以被认为是一种独立于模型的方法来解决暗能量/修正引力问题。本文从最新的观测约束出发,讨论了基于广义相对论和粒子标准模型的$Λ$ CDM模型的成功与不足。考虑广义相对论的扩展和修改的动机被考虑在内,特别注意到$f(R)$和$f(T)$引力理论,其中动力学分别由曲率或扭场表示。$f(R)$模型的特点,探讨了度量和Palatini形式主义。我们讨论了$f(R)$重力和标量张量理论之间的联系,突出了爱因斯坦和约旦框架中的共形变换的作用。通过相应的生存准则研究了$f(R)$模型的宇宙动力学.然后,考虑了广义相对论在挠率方面的等价表述(遥平行等价广义相对论)及其对$f(T)$引力的推广。最后,采用宇宙学方法打破了暗能量模型之间的简并性。基于有理Padé多项式和Chebyshev多项式,提出了一种新的方法来克服基于泰勒展开的标准宇宙学的限制。该方法提供了准确的模型独立的近似的哈勃流。基于宇宙数据的蒙特卡罗马尔可夫链积分,对宇宙学序列的边界系数进行了数值分析。因此,这些技术被应用于重建$f(R)$和$f(T)$函数,并在没有\emph{a priori}假设的状态方程的宇宙的晚期膨胀历史的框架。本文报道了$Λ$ CDM宇宙学模型与$f(R)$和$f(T)$模型的比较。
2019-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the warm dark matter mass with [C II] intensity mapping
Universität Bonn(波恩大学);SISSA, International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INAF, Dipartimento di Fisica – Sezione di Astronomia, Università di Trieste(的里雅斯特大学天文物理系);IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);INFN, National Institute for Nuclear Physics of the Universe(国家宇宙核物理研究所);Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique (LAPTh), CNRS/USMB(阿讷西理论物理实验室);ICSC – Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing(高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心);Cardiff Hub for Astrophysics Research and Technology, School of Physics and Astronomy, Cardiff University(卡迪夫大学天体物理学研究与技术中心)
本文通过[C II]功率谱研究暖暗物质质量约束,利用深谱巡天数据和扩展分析,探讨了LIM巡天在不同参数下的约束效果,指出未来巡天可提供有意义的质量限制。
2026-03-16 astro-ph.CO