Tully-Fisher relation, galactic rotation curves and dissipative mirror dark matter
如果暗物质是耗散的，那么暗物质在星系晕中的分布可以由耗散、加热和流体静力平衡来控制。以前的工作表明，在镜像暗物质的框架内，一个特定的模型可以解释几个经验的星系标度关系。它示出在这里，这个动力学晕模型意味着一个准等温的暗物质密度，$ρ(r) = ρ_0 r_0^2/(r^2 + r_0^2)$，其中的核心半径，$r_0$，规模与磁盘尺度长度，$r_D$，通过$r_0/{\rm kpc} = 1.4\left(r_D/{\rm kpc}\right)$。此外，乘积$ρ_0 r_0$大致为$constant$，即与星系大小无关（$constant$由模型的参数设置）。推导出的暗物质密度分布表明银河系的自转速度满足Tully-Fisher关系式$L_B \propto v^{3}_{max}$，其中$v_{max}$是最大自转速度。从这种动力学的旋转曲线的例子。
2014-09-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dissipative Dark Matter on FIRE: I. Structural and kinematic properties of dwarf galaxies
我们提出了第一套宇宙学重子放大模拟的星系，包括耗散自相互作用暗物质（dSIDM）。这些模拟利用真实环境反馈（FIRE-2）星系形成物理学，但允许暗物质具有类似于标准模型力的耗散自相互作用，由每单位质量的自相互作用截面$(σ/m)$和无量纲耗散度$0<f_{\rm diss}<1$参数化。我们调查这个参数空间，包括常数和速度依赖的截面，并专注于结构和运动学性质的矮星系与$M_{\rm halo} \simeq 10^{10-11} {\rm M}_{\odot}$。当以$(σ/m)_{\rm eff} \gtrsim 0.1\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$（和以$f_{\rm diss}=0.5$为基准）模拟矮星时，模拟矮星的中心密度分布变得尖形.幂律斜率渐近线$α\approx -1.5$在低质量的矮星独立的横截面，这是由于暗物质“冷却流”。通过与只考虑暗物质的模拟结果的比较，我们发现在这个区域中的轮廓对重子的包含不敏感。然而，当$(σ/m)_{\rm eff} \ll 0.1\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$，重子效应可以产生核心的密度轮廓相比，非耗散冷暗物质（CDM）运行，但在更小的半径。用$(σ/m) \gtrsim 10\,{\rm cm^{2}\,g^{-1}}$模拟的星系发展出显著的暗物质相干旋转，并伴随着晕变形，但这与通常归因于类重子dSID…
2021-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Black hole formation in the context of dissipative dark matter
质量为$\rm 10^6-10^9~M_{\odot}$的黑洞存在于大多数星系的中心，但它们的形成机制并不为人所知。暗物质中的一种次主导耗散成分，具有与普通重子相似的性质，被称为镜像暗物质，可能在第一个星系形成的时期坍缩形成大质量黑洞。在这项研究中，我们探讨了通过这种替代方案形成大质量黑洞的可能性。我们对四种不同的晕进行了三维宇宙学模拟，并比较了它们在普通扇区和镜像扇区中的热、化学和动力学演化。我们发现，由于缺乏$\rm H_2$冷却，在镜像扇区中，晕的崩溃被显著延迟，并且仅形成质量高于$ \rm \geq 10^7~ M_{\odot}$的晕。总体而言，质量流入率为$\rm \geq 10^{-2}~M_{\odot}/yr$，碎片较少。这表明，包括黑洞在内的大质量物体形成的条件在镜像扇区中更有利。
2018-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Galactic structure explained with dissipative mirror dark matter
耗散的暗物质，如镜像暗物质和相关的隐藏扇区暗物质候选者，需要一个能量源来稳定螺旋星系中的暗物质晕。以前有人提出，超新星可能是这种能量的来源。最近，有人认为，这一机制可能解释两个星系的尺度关系推断，从观察螺旋星系。其中之一是，$ρ_0 r_0$是大致恒定的，另一个与银河光度$r_0$。[ $ρ_0$是暗物质的中心密度，$r_0$是核心半径。]在这里，我们推导出方程的加热晕通过超新星的能量，和冷却的晕通过热韧致辐射。这些方程的数值求解，以获得适当的螺旋星系的$ρ_0, \ r_0$参数的约束。这些约束与上述标度关系非常一致。
2013-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Solving the small-scale structure puzzles with dissipative dark matter
在耗散暗物质的背景下研究小尺度结构，例如在具有隐藏的连续阿贝尔扇区的模型中产生，因此暗物质耦合到无质量的暗光子。暗区通过引力和光子-暗光子动力学混合与普通物质相互作用。镜像暗物质是一种理论上受限制的特殊情况，其中除了动力学混合强度$ε$之外，所有参数都是固定的。在这些模型中，螺旋星系和不规则星系周围的暗物质晕以耗散等离子体的形式出现，这些等离子体响应于各种加热和冷却过程而演化。以前有人认为，这种动力学可以解释星系的推断核心密度分布和其他相关的结构特征。在这里，我们专注于附近的小星系（“失踪的卫星问题”），这些耗散模型有可能通过小规模的功率抑制声和扩散阻尼解决的明显不足。使用一个变种的扩展的Press-Schechter形式主义，我们评估晕质量函数的特殊情况下，镜像暗物质。考虑一个简化的模型，其中$M_{\text{baryons}} \propto M_{\text{halo}}$，我们与晕质量函数更直接可观察的量，并发现，对于$ε/10^{-10} \approx 2$这样一个简化的描述是兼容的测量星系光度和速度函数。在$M_{\text{halo}} \lesssim 10^8 \ M_\odot$尺度上，扩散阻尼指数地抑制了晕质量函数，这表明矮球状卫星星系的起源是非原始的，我们推测它是由较大密度扰动的非线性耗散坍缩导致的自上而下的碎裂过程形成的。这可以解释仙女座星系和银河系周…
2016-06-16 astro-ph.CO hep-ph
SMBH Seeds from Dissipative Dark Matter
在标准的天体物理学场景中，在高红移（$z\gtrsim 7$）下质量大于$\sim 10^{9}M_{\odot}$的超大质量黑洞（SMBH）的存在是很难适应的。我们研究的可能性，（几乎）完全耗散的自相互作用暗物质（tdSIDM）-在罕见的，高密度的暗物质波动在早期宇宙-通过灾难性的崩溃产生SMBH种子。我们使用一个半解析模型，测试和校准的一系列N-体模拟孤立的暗物质晕，计算tdSIDM晕，暗物质几乎失去了所有的动能在一个单一的碰撞中的动量中心框架的崩溃标准和时标。应用此模型晕合并树，我们经验分配SMBH种子晕和跟踪SMBH的形成和演化历史。我们预测类星体的光度函数，$M_{\rm BH}$ - $σ_{\rm v}^{\ast}$关系，和宇宙SMBH质量密度在高红移，并比较它们的观测。我们发现，$σ/m \sim 0.05~\rm cm^2/g$的耗散暗物质相互作用横截面足以产生早期宇宙中观察到的SMBH，同时与晚期宇宙中的普通SMBH保持一致。
2021-07-20 astro-ph.CO hep-ph
Dissipative Dark Substructure: The Consequences of Atomic Dark Matter on Milky Way Analog Subhalos
本研究通过模拟探索原子暗物质对银河系类似体子暗晕的影响，发现其增加中心密度、影响轨道并产生更紧凑的矮星系，为耗散暗物质模型提供首个详细研究。
2025-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dissipative Dark Energy can explain the DESI phantom crossing
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Ashoka University（阿肖克大学）
本文提出一个简单的耗散暗能量模型，通过引入弱耗散，无需幻影场动力学即可解释DESI观测到的暗能量演化和幻影分界线穿越。
2026-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Lower Bound on the Mass of Compact Objects from Dissipative Dark Matter
本文研究了耗散暗物质晕中形成的暗致密物体的最小质量，通过追踪均匀密度体积元在流体静力学平衡和无压力坍缩两种极端假设下的热化学演化，计算出不透明度限制下的最小碎片质量，表明简单原子暗物质模型可产生被恒星天体物理学禁止的低质量致密物体。
2023-05-17 astro-ph.CO
Dissipative Dark Matter on FIRE: II. Observational signatures and constraints from local dwarf galaxies
我们分析了第一套宇宙学重子放大模拟的星系在耗散自相互作用暗物质（dSIDM）。模拟利用FIRE-2星系形成物理学，包括耗散暗物质自相互作用建模为一个恒定的分数能量耗散（$f_{\rm diss}=0.5$）。在本文中，我们研究的性质与$M_{\ast} \sim 10^{5}\operatorname{-}10^{9}\,{\rm M}_{\odot}$的矮星系在隔离和银河系质量的主机。对于孤立的矮星，我们发现更紧凑的星系大小和促进恒星/中性气体盘形成的dSIDM与$(σ/m)\leq 1\,{\rm cm^2\,g^{-1}}$，但他们仍然是一致的观测星系的大小和质量。此外，由于在dSIDM中开发的更陡峭的中心密度分布，在具有$(σ/m)\geq 0.1\,{\rm cm^2\,g^{-1}}$的模型中孤立矮星的sub-kpc圆速度增强了约两倍，这仍然与测量的本星系群矮星的恒星速度色散一致，但与更大质量的场矮星的HI旋转曲线紧张。同时，对于模拟的银河系质量主机的卫星，中值圆速度分布受dSIDM物理的影响很小，但dSIDM可能有助于解决CDM中缺少的紧凑型矮卫星。dSIDM中的卫星数量略有增加，但与主机到主机的巨大变化相比，差异很小。总之，在亮矮星（$M_{\rm halo}\sim 10^{11}\,{\rm M}_{\odot}$）中，圆速度约束有效地排除了具有恒定横截面$(σ…
2022-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dissipative Cosmology and the Nature of Dark Energy: Insights from Bulk Viscosity with DESI DR2 observations
Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理科学研究所）；Department of Physics, Jamia Millia Islamia（贾米阿米利娅伊斯兰大学物理系）
本文探索体粘滞流体作为暗能量的耗散宇宙学模型，利用SNe Ia、DESI DR2 BAO和Planck 2018 CMB数据约束最小耦合与非最小耦合情形，发现粘滞效应能有效模拟动态暗能量并在相互作用非最小耦合情形下优于ΛCDM，表明耗散过程是解释宇宙加速膨胀的可行且物理动机充分的替代方案。
2026-06-04 astro-ph.CO
Cooling, conduction, compact objects: Gravothermal evolution of dissipative self-interacting dark matter halos
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）
通过独立改变耗散和热传导，系统研究耗散如何改变孤立自相互作用暗物质晕的引力热演化，发现中心冷却可逆转热传导作用，抑制等温核形成，并解释JVAS B1938+666强透镜扰动体性质。
2026-06-19 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dissipative Dark Cosmology: From Early Matter Dominance to Delayed Compact Objects
本文提出一种通过耗散性暗区产生暗致密天体和黑洞的新机制：重暗粒子在BBN前主导宇宙并形成原初暗晕，热相变后恢复标准宇宙学，暗晕延迟坍缩形成碎片化暗致密天体和亚太阳质量原初黑洞，可占暗物质相当比例。
2024-08-28 astro-ph.CO hep-ph
A dark matter scaling relation from mirror dark matter
镜像暗物质和其他类似的耗散暗物质候选者需要一个能量源来稳定螺旋星系中的暗物质晕。以前曾有人提出，普通超新星可能提供所需的能量。通过将超新星提供给晕的能量与辐射冷却损失的能量相匹配，我们在这里导出了一个粗略的标度关系$R_{SN} \propto ρ_0 r_0^2$（$R_{SN}$是超新星速率，$ρ_0, \ r_0$是暗物质中心密度和核心半径）。这种关系与从晕质量大于$3\times 10^{11} M_\odot$的螺旋星系的研究中推断出的暗物质特性是一致的。我们推测，其他观测到的星系的星系团可能会解释这种耗散的暗物质的框架内。
2013-12-26 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on dissipative unified dark matter
现代宇宙学认为，宇宙包含两种暗成分--暗物质和暗能量--这两种成分在实验室物理学中都是未知的，而且都缺乏直接证据。或者，已经提出了由单一流体描述的统一暗扇区。耗散在自然界中是一种常见的现象，因此考虑由粘性暗流体主导的模型似乎是很自然的。我们专注于研究的体积粘度，在大尺度上的各向同性和均匀性意味着抑制剪切粘度，热流和扩散。体粘滞系数（$ρ$表示质量/能量密度）的通用解析式$ξ\propto ρ^ν$，对于$ν= - 1/2$，它模拟了$Λ$ CDM背景演化，提供了对超新星和H（z）数据的极好拟合。我们发现，粘性暗流体遭受大的贡献，综合萨克斯-沃尔夫效应（概括以前的研究由李和巴罗）和抑制在小尺度上的结构生长（从广义Meszaros方程）。基于最近的观测，我们得出结论，粘性暗流体模型（与$ξ\propto ρ^ν$和忽略重子）受到强烈的挑战。
2011-09-20 astro-ph.CO
Dissipative Unified Dark Fluid Model
考虑一个统一的耗散暗流体模型。我们的流体包含一个绝热部分和一个大的粘性部分。绝热部分具有在两个幂律之间渐近的能力，因此可以在早期和晚期的尘埃和暗能量状态方程之间进行插值。耗散部分是具有恒定粘滞系数的体粘滞部分。该模型使用相空间方法进行分析，这有助于了解模型的动态行为，在一个强大的方式，而无需参考系统的解决方案。该模型的参数受到其渐近行为的约束，也受到许多观测约束。我们使用数值方法求解哈勃参数方程，并根据最新的哈勃数据绘制结果。使用$Om(z)$测试对该模型进行测试，该测试表明，尽管该模型是一个类似于quintessence的模型，但它可以滑过体模屏障。我们通过研究宇宙的减速参数、宇宙密度、模型的有效状态方程参数及其底层的暗能量包的演化来研究模型对宇宙演化的期望。我们估计宇宙流体的现今粘性系数值为$8 \times 10^6 Pa.s$，这与许多作者的工作一致，例如，[26] Velten和Schwartz，Wang和Meng [27]，Saharan和Mathew [29]。我们认为这个模型能够解释宇宙演化的行为。
2023-02-15 astro-ph.CO
Unified early and late Universe cosmology through dissipative effects in steep quintessential inflation potential models
通过利用一类陡峭的指数型的潜力，这是最近被用来描述典型的通货膨胀，我们展示了如何一个统一的图片为通货膨胀，暗能量和暗物质可以出现完全通过耗散效应。耗散提供了一种方法来扩展这些势的更大类的适用性，在这个意义上，导致一致的早期宇宙暴胀图片和生产与普朗克遗留数据一致的观测值。同样，耗散效应导致暗物质的产生具有一致的丰度，并且在宇宙的最近时间，驱动标量经典场的势能再次占主导地位，基本上模仿了今天的宇宙学常数，所有宇宙学参数与观测结果一致。早期和晚期的宇宙都是相互联系的，并且在这两者之间没有kination时期。
2019-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dissipative Unified Dark Fluid: Observational Constraints
我们采用一个标准的FRW宇宙学与统一的方案，通常的暗物质和暗能量部门被取代的一个单一的耗散统一暗流体（DUDF）。这种流体的状态方程可以在两个幂律之间渐近。因此，它使流体能够从早期的尘埃平稳过渡到后期的暗能量。耗散由具有恒定系数的体积粘度表示，而剪切粘度由于宇宙的各向同性而被排除在外。我们进行了可能性分析，使用最近的观测数据集，从本地$H_0$测量，超新星Ia，观测哈勃数据，BAO，和CMB把宇宙学的约束模型。研究了无耗散统一暗流体（UDF）的特殊情况，并对$Λ$ CDM模型进行了类似的分析。对于DUDF，我们得到$H_0$值$70.02$ $km$ $s^{-1} Mpc^{-1}$，对于UDF模型，我们得到$H_0$值$70.25$ $km$ $s^{-1} Mpc^{-1}$。我们的分析表明，DUDF模型具有较低的$χ_{\rm min}^2$ -值。基于赤池信息准则（AIC）形式的模型选择统计，我们比较了不同的模型，以选择由于所使用的观测数据而受到青睐的模型。我们的结果显示，UDF模型具有最小的AIC，结论是它是最有利的模型的数据。其他型号的$ΔAIC$值则测量到此型号。这种差异表明，DUDF模型是一个实质性的模型上的经验支持的水平。考察减速参数、有效状态方程参数和密度参数的演化表明，我们的统一流体在早期并没有偏离标准的$Λ$ CDM模型，在晚期具有通过加速宇宙而扮演宇宙学…
2022-06-27 astro-ph.CO
Entropic cosmology in a dissipative universe
宇宙流体的体粘滞性和冷暗物质的产生都导致了均匀和各向同性宇宙中不可逆熵（与耗散过程有关）的产生。为了考虑这种影响，一般宇宙学方程重新制定，集中在一个空间平坦的物质主导的宇宙。一个现象学的熵力模型，包括作为范围从$\tildeμ =0$，对应于一个非耗散$Λ$ CDM（λ冷暗物质）模型，到$\tildeμ =1$，对应于一个完全耗散CCDM（创建冷暗物质）模型的耗散率的函数的常数项进行检查。一个时间演化方程推导出的物质密度对比度，以表征密度扰动在本熵力模型。研究发现，即使晚期宇宙的背景演化与精细调谐的纯$Λ$ CDM模型的背景演化等价，耗散率也会影响密度扰动。随着耗散率$\tildeμ$的增加，计算的团簇增长率逐渐偏离观测，特别是在低红移。然而，低$\tildeμ$（小于0.1）的增长率被发现与测量值吻合良好。低耗散模型预测的增长率小于纯$Λ$ CDM模型（其中$\tildeμ =0$）。需要更详细的数据来区分低耗散模型和纯$Λ$ CDM模型。
2014-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Viscous dark matter and 21 cm cosmology
EDGES实验在宇宙黎明期探测到了$z\sim17$ 21 cm线的整体吸收信号，并报道其振幅大于标准宇宙学预言。一种可能的解释是，重子比标准情况下的温度低得多。这就需要暗区和重子区之间有一个相互作用，并有一个适当的横截面，即$ \hatσ $。在这项工作中，我们研究的作用，宇宙流体的耗散效应可能会影响21厘米的信号。我们发现，存在的粘性耗散的暗物质可以显着影响重子和暗物质流体之间的能量转移。结果表明，在暗扇区中包含耗散机制，强烈修改了早期的暗物质质量和$ \hatσ $从EDGES观测获得的约束。此外，我们认为，EDGES吸收信号可以把一个独立的约束的暗物质的粘度，这是许多数量级大于所允许的结构形成的最大粘度。
2019-01-24 astro-ph.CO hep-ph
The Slow Growth of Massive Galaxies in Rapidly Growing Dark Matter Halos
在冷暗物质宇宙学中，最大质量的暗物质晕被预测在z<1时经历快速增长。虽然人们期望大质量星系也会通过合并迅速增长，但最近的观测研究得出结论，最大质量星系的恒星质量在z<1时仅增长30%。我们利用观测到的空间密度和牧夫座星系中z<1的红星系的聚集来确定这些星系如何填充暗物质晕。在质量最大的暗物质晕中，中央星系的恒星质量与晕质量的三分之一次方成正比，大部分恒星质量都存在于卫星星系中。因此，质量最大的星系成长缓慢，即使它们位于快速成长的暗物质晕中。
2010-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter as an Inflationary Relic in Warm Inflation
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Ashoka University（阿肖卡大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）
研究表明暖暴胀结束后，强耗散过程迅速减弱，残留的暴胀子凝聚体演化为冷暗物质，其质量由观测暗物质丰度确定为约0.02 MeV。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark energy genesis: modeling dissipative effects in primordial cosmology
Dipartimento di Fisica Ettore Pancini, Università 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）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
在量子引力中，时空几何由普朗克尺度的离散结构产生，可能导致耗散效应。本文在单模引力中引入有效宇宙学模型，通过引入量子引力缺陷作为物质场的有效热库，证明耗散可产生小的正宇宙学常数。
2026-07-07 astro-ph.CO cond-mat.other gr-qc
On dark atoms, massive dark photons and millicharged sub-components
我们提出了一个简单的模型，两个暗物质物种具有相反的毫电荷，可以形成电中性的束缚态，通过交换一个大质量的暗光子。如果束缚态的形成在低温下被抑制，那么在后期仍然存在一部分次主导的毫荷电粒子，这可能会在宇宙黎明时的21 cm吸收剖面中产生有趣的特征。另一方面，占主导地位的中性成分可以与普通物质发生偶极相互作用，导致直接检测实验中的非标准信号。我们确定的参数区域预测的一个水平的电离分数和研究的限制，从实验室搜索暗物质散射和暗光子衰变。
2020-07-08 astro-ph.CO hep-ph
The Three Hundred: The existence of massive dark matter-deficient satellite galaxies in cosmological simulations
基于324个星系团的流体模拟，发现缺乏暗物质的大质量卫星星系是多次近心点潮汐剥离暗物质的自然产物，无需奇异形成机制。
2024-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Too big to fail? The puzzling darkness of massive Milky Way subhaloes
我们表明，无耗散LCDM模拟预测，银河系中大多数最大质量的subhalo密度太大，无法容纳任何明亮的卫星（L_V > 10^5 L_sun）。这些暗的次晕在下沉时的圆速度为30-70 km/s，下沉质量为[0.2-4] x 10^10 M_sun。除非银河系是一个统计异常，这意味着星系形成成为有效的随机在这些质量。这与星系光度和晕圈速度（或晕圈质量）之间的单调关系形成鲜明对比。我们表明，至少有两个（通常是四个）这些大规模的黑暗subhaloes预计将产生一个更大的暗物质湮灭流量比天龙座。如果矮卫星中的重子反馈或不同的暗物质物理学能在0.3 - 1千秒差距的尺度上使大质量次晕的中心密度降低一个数量级，那么就有可能绕过这些结论。
2011-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stability analysis of warm quintessential dark energy model
本文通过动力学系统分析，验证了采用广义指数势的耗散精质暴胀模型在晚期能实现稳定解，从而支持其作为可行的精质暗能量模型。
2023-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analysing dissipative effects in the $Λ$CDM model
本文在$Λ$ CDM模型中分析了粘性暗物质的影响。在这里，我们认为通过以色列-斯图尔特理论方法的体积粘度，导致一个有效的压力项的连续性方程，完成的耗散效应的暗物质流体。然后，求解相应的粘性方程，并在存在宇宙学常数的情况下得到哈勃参数的一般方程。deSitter解决方案的存在性进行了讨论，其中一个更广泛的解决方案被发现相比，$Λ$ CDM模型。并分析了流体近临界平衡的条件。最后，定性分析提供了一些约束的模型，通过使用超新星Ia的数据，揭示了因果热力学在宇宙学中可能的重要性。
2018-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Molecular Chemistry for Dark Matter
分子冷却对于研究耗散暗物质晕子结构的形成是必不可少的，暗物质晕可能是黑洞等致密物体的宿主。在这里，我们分析的反应速率相关的氢分子的形成，解离和过渡，同时允许不同值的物理参数：耦合常数，质子质量和电子质量。对于所有的情况，我们重新标度了标准氢分子的反应速率，所以只要暗物质是弱耦合的，并且其中一个费米子比另一个重得多，我们的结果就有效。这些结果将允许一个强大的数值处理的宇宙结构，特别是分子冷却是重要的，在一个耗散的暗物质的情况下的迷你晕。
2022-08-05 astro-ph.CO physics.chem-ph
Dissipative $Λ$CDM model with causal sign-switching bulk viscous pressure
本文提出一种含因果体黏滞暗物质的耗散性 $\Lambda$CDM 模型，导出哈勃参数解析解，并用观测约束、热力学及统一暗物质重构验证其一致性。
2024-10-28 astro-ph.CO gr-qc
Condensate of Massive Graviton and Dark Matter
我们在无重影的双引力理论中研究相干振荡的大质量引力子。这种相干场可以解释为大质量引力子的凝聚。我们首先定义了弯曲时空中相干质量引力子的有效能量动量张量。然后，我们研究了宇宙的背景动力学和宇宙结构的形成，包括相干的大质量引力子的影响。我们发现大质量引力子的凝聚体表现为宇宙中的一种暗物质成分。从几何的观点来看，凝聚体被视为时空各向异性。因此，在我们的假设中，暗物质是由时空的微小变形产生的。我们还讨论了时空各向异性的产生，并发现一个原始起源的河外磁场可以产生足够的暗物质。
2018-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Massive gravitons dark matter scenario revisited
我们重新审视了大质量引力子暗物质方案（MGCDM），这是最近被认为是替代暗能量模型。当引入本机和有效的状态方程（EoS），它表明，有没有幻影阶段的演化向遥远的过去。我们还指出，过去的加速相是由大质量引力子和冷暗物质之间的相互作用引起的。
2011-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on Dark Matter Self-Interactions from weak lensing of galaxies from the Dark Energy Survey around clusters from the Atacama Cosmology Telescope Survey
本文利用暗能量巡天与阿塔卡马宇宙学望远镜巡天的弱引力透镜数据，将弹性SIDM截面约束为σ/m<1 cm²/g，并对耗散SIDM能量损失给出新约束。
2024-01-11 astro-ph.CO hep-th
Influence of baryons on spatial distribution of matter: higher order correlation functions
重子物理过程会对宇宙物质分布格局产生不可忽视的影响。采用一系列初始条件相同的高精度模拟数据集进行了计数池（CIC）分析，包括一个N体暗物质实验、一个绝热气体实验和一个耗散过程实验。估计了暗物质和气体的方差和高阶关联函数。结果表明，在小于$1h^{-1}$ Mpc的尺度上，重子物理过程主要影响暗物质的分布。在$0.1h^{-1}$ Mpc尺度下，绝热过程使暗物质的\sim的方差增加了10%，而暗物质的$S_n$仅在几个百分比上轻微偏离纯暗物质。耗散气体运行与绝热运行在暗物质方差上没有太大差异，但呈现出显著不同的暗物质$S_n$参数，在$0.1h^{-1}$ Mpc和$z=0$处使$S_3$增强10%以上。两种流体动力学模拟中气体的分布模式有明显的不同。在$z=0$中，绝热模拟中的$\sim 30%$降低了气体的方差，而在$0.1h^{-1}$ Mpc中，非绝热模拟中的$\sim 60%$降低了气体的方差，在大尺度下衰减较弱，但在$\sim 10h^{-1}$ Mpc中仍然明显。在$< \sim 4h^{-1}$ Mpc尺度下，气体的$S_n$参数有向上的偏置，在绝热模拟中，耗散过程使$\sim 84%$从$z=0$提升到$0.1h^{-1}$ Mpc的$S_3$，而不是中等的$\sim 7%$.我们观察到的气体和暗物质之间的聚集分离可能对模拟星系分布和相关的宇宙学应用具有复杂的意义，…
2012-05-23 astro-ph.CO
Dark matter in massive galaxies
大质量早型星系中亮物质和暗物质的空间分布反映了形成这些系统的形成过程。本文综述了ETG暗组分和重子组分的宇宙学模拟预测，以及来自透镜效应、流体静力学X射线气体大气层和外晕恒星动力学的观测约束。
2012-12-12 astro-ph.CO
Massive neutrinos and interacting dark matter look alike through the lens of lensing
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）
研究指出大规模中微子对宇宙微波背景辐射引力透镜功率谱的抑制效应可通过暗物质-重子相互作用模拟，可能影响中微子质量的测定。
2026-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Massive graviton dark matter with environment dependent mass: A natural explanation of the dark matter-baryon ratio
我们提出了一个方案，可以自然地解释观察到的暗物质重子比的背景下，变色龙场的双度规理论。我们引入两个额外的引力自由度，大质量引力子和变色龙场，分别对应于暗物质和暗能量。变色龙场被假设为与暗物质非最小耦合，即，大质量引力子，通过引力子质量项。我们发现，由于变色龙场的能量转移，暗物质-重子比动态地调整到观测值。结果表明，该模型可以解释观测到的暗物质-重子比，而与它们的初始丰度无关。
2017-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Neutron Star Collapse From Accretion: a Probe of Massive Dark Matter Particles
本文研究大质量暗物质粒子在中子星内通过动量相关散射被捕获并热化、最终导致中子星坍缩为黑洞的过程，并利用暗物质密集区老年中子星的观测对大质量暗物质参数给出强约束。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
DEMNUni: disentangling dark energy from massive neutrinos with the void size function
本研究基于DEMNUni模拟，发现空洞尺寸函数对暗能量和中微子质量具有可分离的敏感性，可用于区分不同宇宙学参数组合，为未来巡天打破参数简并提供有力工具。
2023-12-22 astro-ph.CO
Massive gravitons as dark matter and gravitational waves
在双度规引力的背景下，我们考虑了大质量引力子是暗物质的可行候选者的可能性。我们首先导出了大质量引力子的能量动量张量，并证明了它确实表现出暗物质流体的能量动量张量。然后，我们讨论的生产机制和目前丰富的大质量引力子作为暗物质。由于普通物质场所耦合的度规是双引力的两个质量本征态的线性组合，因此大质量引力子（即暗物质粒子）的产生不可避免地伴随着无质量引力子（即引力波）的产生。因此，在这种情况下，我们宇宙中暗物质的一些信息被编码在引力波中。例如，如果LIGO探测到膨胀后预热产生的引力波，那么质量为$\sim 0.01$ GeV的大质量引力子就是暗物质的候选者。
2016-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the interaction between dark matter and dark energy in the presence of massive neutrinos
我们考虑了在暗区存在大质量中微子的相互作用的可能性，并研究了观测约束的三种不同的情况下，使用最新的CMB各向异性数据结合Ia型超新星，重子声学振荡，哈勃参数测量的大质量中微子。当在相互作用的暗扇区方案中除了中微子的标准模型预测之外还引入一个不育中微子时，我们发现表征暗物质和暗能量之间相互作用的耦合参数在2 $σ$置信水平下是非零的。此外，我们还发现含不育中微子的相互作用模型是一个很有希望缓解当前对哈勃常数的紧张的模型。我们没有发现证据的耦合在黑暗的部门时，一个不育中微子的可能性被丢弃。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Holographic dark energy in a universe with spatial curvature and massive neutrinos: a full Markov Chain Monte Carlo exploration
本文报道了基于马尔可夫链蒙特卡罗整体拟合技术，用空间曲率和大质量中微子约束全息暗能量模型的结果。宇宙观测数据包括WMAP 7年的温度和偏振数据、Union 2.1样品的Ia型超新星数据、SDSS DR 7和WiggleZ暗能量巡天的重子声振荡数据以及HST最新的$H_0$测量数据。为了处理暗能量的微扰，我们采用了参数化后Friedmann方法。我们发现，对于没有空间曲率和大质量中微子的最简单全息暗能量模型，唯象参数$c<1$在大于$4σ$的置信水平.空间曲率的引入增大了误差条，导致$c<1$仅在大约$2.5σ$范围内;相反，大质量中微子的引入对$c$没有显著影响。我们还发现，对于具有空间曲率但没有大质量中微子的全息暗能量模型，当前分数曲率密度$Ω_{k0}$的$3σ$误差棒仍为$10^{-2}$的量级;对于具有大质量中微子但没有空间曲率的模型，中微子总质量的$2σ$上界为$\sum m_ν < 0.48$ eV.此外，全息暗能量模型中空间曲率与大质量中微子之间存在明显的简并，这使得$\sum m_ν$的上界扩大了2倍以上。此外，我们证明，利用完整的WMAP数据可以给全息暗能量模型更好的约束，与使用WMAP "距离先验“的情况相比。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
MGCAMB with massive neutrinos and dynamical dark energy
我们提出了一个重大升级的MGCAMB，一个补丁的爱因斯坦-玻尔兹曼求解CAMB用于宇宙学数据集的广义相对论的唯象测试。这个新版本与最新的CosmoMC代码兼容，并包括大质量中微子和动态暗能量的一致实现。代码已经过重组，使其更容易修改，以适应特定用户的自定义需求。为了说明代码的能力，我们提出了联合约束的修改后的增长，大质量中微子和暗能量状态方程的最新宇宙学观测，包括最近的星系计数和弱透镜测量从暗能量调查，并找到了良好的一致性与ΛCDM模型。
2019-01-18 astro-ph.CO
High-z massive clusters as a test for dynamical coupled dark energy
最近发现的大质量星系团XMMU J2235.3-2557（Jee et al 2009）的红移z = 1.4，估计质量M = 6.4 +- 1.2 X 10^14 M_sol，被认为是对标准LCDM宇宙学模型的挑战。更具体地说，检测到这样一个集群的概率已被估计为0.005，如果假设一个高斯初始条件的LCDM模型，导致从标准宇宙学模型的3西格玛差异。在本文中，我们建议使用高红移星系团的一个在Jee等人2009年检测到的宇宙学常数的情况下，相互作用的暗能量模型进行比较。我们表明，耦合暗能量模型，其中的相互作用之间存在的暗能量和冷暗物质，可以显着提高观察到非常大质量的集群在高红移的概率。
2011-01-31 astro-ph.CO
Extended $Λ$CDM model
在这项工作中，我们讨论了一个一般的方法，考虑到非广泛的体积粘度和广义弗里德曼方程的作用的耗散暗物质。这个广义的$Λ$ CDM模型包含了一个平坦的宇宙与耗散非广泛的粘性暗物质组件，以下的Eckart理论的体积粘度。为了比较模型和约束宇宙学参数，我们进行贝叶斯分析使用的Ia型超新星，重子声学振荡，和宇宙微波背景数据的最新观测之一。
2018-10-01 astro-ph.CO
On the (non-)degeneracy of massive neutrinos and elastic interactions in the dark sector
本研究针对暗物质领域弹性相互作用宇宙学模型中，该相互作用与有质量中微子是否存在简并性的问题展开调查，发现二者效应无强相关性，为缓解$σ_8$张力的相关模型研究提供了参考。
2024-03-05 astro-ph.CO
Dipolar Dark Matter with Massive Bigravity
由于暗能量和宇宙学常数的问题，大质量引力理论已经发展成为引力的可行的红外修正。另一方面，修正的引力理论和修正的暗物质理论是为了解决银河系尺度下的标准冷暗物质问题而发展起来的。在这里，我们建议采用无幽灵的大质量双引力理论的框架来重新表述星系尺度下的暗物质问题。我们研究了一种有前途的暗物质替代品，称为偶极暗物质（DDM），其中两种不同种类的暗物质分别耦合到双引力的两个度量，并通过内部矢量场连接在一起。我们表明，这个模型成功地再现了星系尺度（MOND）的引力极化机制的结果，暗物质的现象。该模型在引力场中是安全的，但由于物质场和矢量场与度规的特殊耦合，在暗物质场中存在退耦极限中的幽灵。然而，通过适当选择模型参数，有可能将鬼的质量推到强耦合尺度之外。未来工作中需要解决的关键问题是幽灵的确切质量以及该模型的宇宙学含义。
2015-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
