The transient acceleration from time-dependent interacting dark energy models
通过引入暗物质与暗能量的相互作用，使得当前宇宙加速并非永恒的瞬时加速成为可能。如果能量转移是从暗能量到暗物质，那么就有可能实现瞬时加速。我们通过考虑两种依赖时间的唯象相互作用形式来研究瞬时加速的可能性，使得能量转移随着宇宙的演化而增加。从一个简单的开始，并扩展到一个更复杂的分析，我们得到的减速度和各种能量密度参数的演变的解析表达式。我们发现在模型中的参数的范围为瞬态加速度。
2013-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Models of Dark Energy
过去十年的一项重大努力是评估用于测量暗能量性质的不同观测技术，以及根据宇宙学数据约束宇宙加速模型的理论技术。本章回顾了揭示暗能量的一些关键进展、承诺和注意事项。我们还提出了一些新的计算，直接检测加速度通过红移漂移，在状态方程的最小不确定性，和测试重力。
2010-04-26 astro-ph.CO
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
Universal Acceleration and Fuzzy Dark Matter
本研究针对星系结构速度弥散观测揭示的普适加速度标度问题，基于fuzzy dark matter范式的类流体动力学描述，指出该加速度标度源于量子效应，并提出其与暗能量存在自然联系的可能。
2024-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Energy Scaling from Dark Matter to Acceleration
宇宙的暗区不需要完全分离为不同的暗物质和暗能量成分。我们考虑一个早期暗能量的模型，其中暗能量在早期的演化和扰动中都模仿了暗物质成分。正压以太暗能量的尺度是暗物质密度的一个固定的分数，可能大于1，并且在经历转变之前的早期具有消失的声速。这不仅给出了宇宙膨胀的特征，还给出了声速和不均匀性以及有效中微子种类的数量。模型参数描述了时间，转变的尖锐性，以及早期的相对丰度。与目前的数据比较后，我们发现可行的制度，其中的暗能量的行为像暗物质在早期：为过渡前重组的暗能量，暗物质的分数可以等于或超过1，而近重组的过渡的比例只能是百分之几。在跃迁之后，暗能量将分道扬镳，最终推动宇宙加速，并在这种情况下接近宇宙学常数。
2014-09-04 astro-ph.CO gr-qc
A class of transient acceleration models consistent with Big Bang Cosmology
当前的宇宙加速膨胀是否有可能变成减速膨胀？这种转变是否可以通过某种可行的理论模型来实现，而这种模型又与标准的大爆炸宇宙学相一致？研究了一类基于动态暗能量的瞬态加速唯象模型，该模型具有非常一般的状态方程形式$p_{de}=αρ_{de}-βρ_{de}^m$。对于小尺度因子$a$，它模拟宇宙学常数$ρ_{de}\rightarrow$ const，对于大尺度因子$a$，它表现为具有$ρ_{de}\rightarrow a^{-3(α+1)}$和$α\ge 0$的正压气体。我们详细研究了这类模型中的四个模型的宇宙演化，它们都产生了平滑的瞬态加速。根据具体的模型，未来的宇宙可能是由暗能量或物质主导的。在两个模型中，动力学暗能量可以通过具有解析势$V(ϕ)$的标量场来实现。此外，统计分析表明，在面对SN Ia、CMB和BAO的观测数据时，模型的鲁棒性与$Λ$ CDM相当。作为对以往研究的改进，我们的模型克服了早期暗能量的过剩问题，并满足了对CMB WMAP观测到的暗能量的约束.
2013-12-13 astro-ph.CO
The mass discrepancy-acceleration relation: a universal maximum dark matter acceleration and implications for the ultra-light scalar field dark matter model
最近对具有非常不同的恒星性质的大样本星系的旋转曲线的分析揭示了纯粹由于重子物质的径向加速度与直接从观测到的旋转曲线推断的径向加速度之间的关系。假设暗物质（DM）存在，这种加速度关系相当于DM和重子之间的加速度关系。这使我们对所有的晕有一个普遍的最大加速度。使用后者在DM配置文件，预测内核意味着中央表面密度$μ_{DM} = ρ_s r_s$必须是一个普遍的常数，如以前的研究所建议的选定的星系，揭示了很强的相关性之间的密度$ρ_s$和规模$r_s$参数在每个配置文件。然后，我们探讨的超轻标量场暗物质模型（SFDM）的上下文中的$μ_{DM}$的恒定性的后果。我们发现，对于这个模型$μ_{DM} = 648 \, M_\odot {\rm pc}^{-2}$，所谓的波DM孤子配置文件应该是一个普遍的功能DM晕。通过与银河系和仙女座卫星观测数据的比较，我们发现它们与$10^{-21} \, {\rm eV}/c^2$量级的标量场粒子的玻色子质量是一致的，这使得SFDM模型与最近的宇宙学约束相一致。
2017-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-th
Presence of a Fundamental Acceleration Scale in Galaxy Clusters
一个$10^{-10}\mathrm{m/s^2}$阶的加速度标度隐含在重子塔利-费希尔关系式和重子费伯-杰克逊关系式中，与任何理论偏好或偏差无关。我们表明，这种规模的存在下，在重子的Faber-Jackson关系是最明显的数据时，从压力支持系统的尺度有很大的不同，包括球状星团，椭圆星系，和星系团一起分析。这表明了加速尺度$10^{-10}\mathrm{m/s^2}$与许多不同长度尺度的结构形成过程的相关性，并可能指向暗物质迄今未知的性质。
2020-09-27 astro-ph.CO
Phantom dark energy with varying-mass dark matter particles: acceleration and cosmic coincidence problem
我们在幻影宇宙学的框架下研究了几种不同质量的暗物质粒子模型。我们研究是否存在晚期宇宙学解，对应于一个加速的宇宙，并拥有相同数量级的暗能量和暗物质密度。施加指数或幂律的潜力和指数或幂律的质量依赖性，我们得出结论，重合问题不能解决，甚至减轻。因此，如果将暗能量归因于幻影范式，则变质量暗物质模型无法满足导致其构建的基本要求。
2009-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Onset of acceleration in a Universe initially filled by dark and baryonic matters in nonminimally coupled teleparallel model
本文讨论了引力平行模型中的非最小耦合本质暗能量。阐明了初始暗能量密度可忽略的物质主导宇宙如何通过$Z_2$对称性破缺演化到晚时de Sitter时空.
2015-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy in Practice
在本文中，我们回顾了被认为是解释宇宙后期加速的非凡发现的方法的一部分。我们讨论的论点，导致物理学家和天文学家接受暗能量作为目前更可取的候选人来解释加速。我们着重指出与这一组成部分有关的问题和克服困难的努力。我们还考虑了能够解释宇宙加速的替代理论，例如引力修正。我们比较了这两种方法，并指出了观测结果，得出了一个可悲但富有远见的结论，即我们将无法区分充满暗能量的宇宙和引力不同于广义相对论的宇宙。我们回顾了目前的观测结果，并讨论了未来的实验，这将有助于我们更多地了解我们的宇宙。这并不打算成为所有暗能量模型的完整列表，但本文应被视为对加速现象的评论。此外，在一个几乎没有令人信服的理论的环境中，建立对未来实验有用的简单可测量参数是一项重要的任务，这将有助于我们更多地了解宇宙的演化。
2010-07-27 astro-ph.CO
New Physics at Low Accelerations (MOND): an Alternative to Dark Matter
我描述了MOND范式，它假定在一定的加速度尺度下偏离标准物理学。从星系动力学中推导出的这种加速度被神秘地发现与由当今膨胀率和“暗能量”密度定义的宇宙加速度尺度一致。我特别强调现象学和批判性的比较与竞争的范式基础上的经典动力学加上冷暗物质。我还简要地描述了非相对论和相对论MOND理论。
2010-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holographic dark information energy: Predicted dark energy measurement
已经提出了几种模型来解释导致宇宙膨胀加速的暗能量。在这里，全息暗信息能量（HDIE）模型预测的加速度与宇宙学常数产生的加速度进行了比较。虽然与低红移（z<1）下的宇宙学常数相同，但HDIE模型在较高红移（z>1）下导致较小的哈勃参数值，在z~1.7附近达到2.6 +-0.5%的最大差异。下一代的暗能量测量，无论是计划在太空中进行的（欧空局的欧几里得和NASA的WFIRST任务），还是在地面上进行的（BigBOSS，LSST和暗能量调查），都应该能够确定这种差异签名是否存在。因此，HDIE模型是可证伪的。
2012-12-07 astro-ph.CO
Cosmic slowing down of acceleration for several dark energy parametrizations
利用四组超新星数据，我们进一步研究了暗能量状态方程的五种参数化的宇宙加速减慢的情形。在最大概率分析中，我们还利用了重子声学振荡和宇宙微波背景观测。我们发现的减速参数的低红移过渡出现，独立的参数化，除了联盟2.1样本单独使用超新星数据。一旦我们把超新星数据和高红移数据结合起来，这个特征就消失了。我们得出结论，减速参数的快速变化是独立的参数化。我们还发现了更多的证据，证明超新星样本之间的紧张关系，以及低和高红移数据。
2014-09-08 astro-ph.CO gr-qc
On the absence of a universal surface density, and a maximum Newtonian acceleration in dark matter haloes: consequences for MOND
我们研究了暗物质（DM）的表面密度，并将其与Donato等人（2009）的结果进行比较。通过MCMC方法，我们推断出每个星系的最佳拟合参数。我们重新获得了表面密度和光度之间的标度关系，以及其他几个与星系盘性质有关的暗物质晕性质的标度律。我们的结论是，与Donato等人的\cite{Donato}相反，暗物质表面密度不是一个普适的（恒定的）量，而是与光度以及其他星系盘属性相关。导出的后验概率分布的$ρ_0 r_0$表明，零假设的恒定性拒绝在一个非常高的置信水平。这些结果几乎没有给所谓的暗物质表面密度的普遍性留下任何余地。由于MOND对表面密度\cite{Milgrom2009}有很强的预测，我们将我们的结果与这些预测进行了比较，发现MOND预测被数据所违背。为了加强以前的结果，我们将我们的结果与MOND（Milgrom 2005）的另一个预测进行了比较，即在晕中存在最大牛顿暗物质加速度。同样在这种情况下，MOND的预测与数据相矛盾。暗物质牛顿加速与所有先前提出的星系盘属性相关，并且数据分布在Milgrom $\&$ Sanders（Milgrom 2005）预测的范围之外。我们还发现，零假设（DM牛顿加速度的恒定性）被拒绝在一个非常高的置信水平。
2020-08-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
MD or DM? Modified dynamics at low accelerations vs dark matter
MOND范式假定在小加速度的限制下偏离标准牛顿动力学和广义相对论。由此产生的修正动力学旨在解释没有非重子暗物质的宇宙中的质量差异。我简要地回顾了这个范式的基本原则，其基础理论-非相对论和相对论-包括一个新的，双度量MOND引力理论。我也评论MOND的可能的连接，并在起源，宇宙的宇宙状态。它的一些主要预测，成就和剩余的desiderata上市。然后，我简洁地将MOND与标准动力学的冷暗物质竞争范式进行了比较。（节录）
2011-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Mass-Discrepancy Acceleration Relation: a Natural Outcome of Galaxy Formation in Cold Dark Matter halos
我们分析了总的重子加速度配置文件的一组良好的解决了在EAGLE套件的流体动力学模拟星系。我们的运行从相同的初始条件开始，但对未解决的恒星和活动星系核反馈采用不同的处方，导致目前星系的多样性。其中一些再现了观测到的星系标度关系，而另一些则没有。然而，不管反馈的实现，我们所有的星系密切遵循一个简单的关系，总的和重子加速配置文件，与最近的观测旋转支持星系。这种关系有很小的分散性：不同的反馈实现--产生不同的星系种群--主要是沿着关系移动星系，而不是垂直于它。此外，星系表现出一个特征加速度，$g_{\dagger}$，超过这个加速度，重子在质量预算中占主导地位，正如所观察到的。这些观测结果与简单的修正牛顿动力学一致，可以容纳在标准的冷暗物质范式中。
2017-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modified gravity as a common cause for cosmic acceleration and flat galaxy rotation curves
平坦的星系旋转曲线和加速的宇宙都意味着临界加速度的存在，这在两种情况下是相同的数量级，尽管银河系和宇宙的长度尺度有很大的不同。然而，人们习惯于用引力束缚的暗物质来解释银河系加速，用“排斥”的暗能量来解释宇宙加速。相反，旋转曲线的平坦性和宇宙的加速度是否有共同的原因呢？在这篇文章中，我们提出了一个修正的引力理论。通过将该理论应用于星系尺度，我们证明了没有暗物质的平坦旋转曲线，并通过将其应用于宇宙学尺度，我们证明了没有暗能量的宇宙加速。
2012-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Using Dark Matter Haloes to Learn about Cosmic Acceleration: A New Proposal for a Universal Mass Function
结构的形成提供了对任何宇宙加速模型的强有力的检验，因为一个成功的暗能量模型不能抑制{ \black或过度预测}观测到的大尺度结构的发展。传统的研究暗能量或修正引力作用下结构形成的方法采用修正的Press-Schechter形式，将线性超密度与暗物质晕的丰度联系起来。我们严格审查的普适性的Press-Schechter形式主义为不同的宇宙学，并表明，晕丰度是最好的相关性与球形线性超密度在94%的崩溃（或观察）时间。然后，我们将这一论点扩展到椭球坍缩（这减少了小晕的最佳相关的分数时间，并表明我们的结果与模拟质量函数中看到的修改后的Press-Schechter形式主义的偏差一致。这提供了一个新的通用处方来衡量线性密度演化，基于当前和未来的观察团簇（或暗物质）晕质量函数。特别是，即使是在一个单一的时代集群丰度的观测将限制整个历史的线性增长的宇宙学的扰动。
2010-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Probing Dark Matter Using Precision Measurements of Stellar Accelerations
暗物质构成了宇宙中的大部分物质，但它的粒子性质和宇宙学起源仍然是个谜。银河系中暗物质密度分布的知识对于我们理解标准宇宙学模型以及直接和间接寻找包含暗物质的粒子都是至关重要的。目前对银河系暗物质含量的测量依赖于模型假设，从观测到的速度分布推断作用在恒星上的力。在这里，我们建议应用近年来为系外行星天文学优化的精确径向速度方法来测量恒星速度随时间的变化，从而直接探测银河系中的局部引力势。使用数值模拟，我们开发了一个现实的战略，观察我们的银河系附近的恒星的差分加速度与下一代望远镜，在$10^{-8}$厘米/秒$^{2}$的水平。我们的模拟表明，检测加速度在这个水平上与合奏的$10^{3}$明星需要的影响，恒星噪声对径向速度测量减少到$<10$厘米/秒。然后，测量的恒星加速度可以用于提取局部暗物质密度和密度分布的形态参数。
2019-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Multi-field dark energy: cosmic acceleration on a steep potential
我们认为，暗能量与多个领域理论上是动机良好，并预测不同的观测签名，特别是当宇宙加速发生沿轨道是高度非测地线在字段空间。与$Λ$ CDM相比，这种模型提供了新的物理学，并通过允许在陡峭的电势上进行宇宙加速而提供了精髓。从理论的角度来看，这些理论可以很容易地满足受限制的沼泽地的限制，并可能在某些情况下，技术上自然的，潜在的问题，这是特有的标准单场暗能量。观测上，我们认为，虽然这样的多场模型很可能在很大程度上是无法区分的和谐宇宙学的背景水平，暗能量扰动可以集群，导致增强增长的大尺度结构，可能是可测试的，早在下一代的宇宙学调查。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Report of the Topical Group on Cosmic Frontier 5 Dark Energy and Cosmic Acceleration: Cosmic Dawn and Before for Snowmass 2021
本报告总结了Snowmass 2021 CF 5工作组关于暗能量和宇宙加速的设想研究活动：宇宙黎明及之前。科学目标是研究膨胀，并通过精确测量早期宇宙的残余辐射来寻找新的物理学。本十年（2025- 2035年）设想的研究活动是建造和运营主要设施，并开发关键的使能能力。这十年的主要设施是CMB-S4项目，一个新的第五阶段光谱测量设施，以及现有的引力波观测站。使能能力包括调整和投资于理论、计算和模型构建，并投资于未来十年（2035+）早期宇宙研究所需的新技术。
2022-09-17 astro-ph.CO hep-ex
Late-time cosmic acceleration: Dark gravity
宇宙学的一个中心主题是一个令人困惑的事实，即宇宙正在经历加速膨胀。后者是当前宇宙学中最重要和最具挑战性的问题之一，代表了主导引力场方程的新的不平衡。在文献中已经提出了几个负责这种膨胀的候选者，特别是暗能量模型和修正的引力等等。在本文中，我们探讨了晚时间宇宙加速是由于红外线修正爱因斯坦的广义相对论的可能性，并回顾了一些修改后的引力理论，解决这个有趣的和令人兴奋的问题，现代物理学。
2010-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational energy as dark energy: Cosmic structure and apparent acceleration
在大约100/h Mpc的尺度下，我们的宇宙显示出一种复杂的不均匀结构，主要是空洞，星系团呈片状和丝状。宇宙膨胀似乎在这种结构形成的时期开始加速，这一巧合促使许多研究人员质疑暗能量是否是标准宇宙学未能正确解释我们观察到的物质分布的标志。在这里，我讨论的时间逃逸的情况下，宇宙加速被理解为一个明显的效果，由于引力能量梯度增长时，空间曲率梯度变得显着的非线性增长的宇宙结构。我讨论的平均问题相关的概念问题，其影响校准的局部几何的体积平均演化方程的解决方案校正的反反应，和非重子暗物质的时间逃逸框架中的问题。我进一步讨论了最近的工作定义的平均几何量，可以区分宇宙学常数或其他模型的暗能量的时间逃逸模型的观测测试。
2011-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Ten scenarios from early radiation to late time acceleration with a minimally coupled dark energy
我们考虑广义相对论与物质，辐射和一个最低限度的耦合暗能量定义的状态方程w。利用动力系统方法，我们在假设宇宙膨胀和正暗能量密度的条件下，找到了该理论的平衡点。其中两个点对应于宇宙的经典辐射和物质主导时代。对于其他点，暗能量模仿物质，辐射或加速宇宙膨胀。然后，我们寻找描述宇宙的可能的时期序列，从一些辐射主导的时期开始（模仿或不模仿暗能量），然后物质主导的时期（模仿或不模仿暗能量），并以加速膨胀结束。我们发现十个序列能够遵循这个宇宙的历史没有奇异行为的w在一些鞍点。其中大多数是暗能量文献中的新发现。为了得到超过这10个序列，w必须在某些特定的鞍平衡点处是奇异的。这是暗能量文献中状态方程的一个不寻常的数学性质，其物理后果往往被观测所抛弃。因此，这将上述十个序列与描述宇宙膨胀的无限方法区分开来。
2015-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Environmental cosmic acceleration from a phase transition in the dark sector
提出标量张量引力中的新去引力机制，通过暗领域密度触发相变消除势的常数贡献，以运动学和动力学项驱动晚期宇宙加速并解释晚期宇宙学。
2025-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Effect of Adiabatic Compression on Dark Matter Halos and the Radial Acceleration Relation
本文利用半经验模型研究了冷暗物质（CDM）框架下的径向加速度关系（RAR）。具体来说，我们建立了80个模型星系覆盖相同的参数空间中观测到的星系在ESTA数据库中，分配给它们的暗物质晕使用丰度匹配和晕质量浓度关系。我们考虑了几个丰度匹配关系，发现一些是一个更好的匹配的运动学数据比其他人。我们计算了重子和它们的暗物质晕之间不可避免的引力相互作用，导致了原始NFW晕的整体压缩。在晕压缩之前，高质量星系近似位于观测到的RAR上，而低质量星系由于DM尖点的存在，在小半径处呈现向上弯曲的“钩”，使它们系统地偏离观测到的关系。压缩后，初始NFW晕变得更加集中在小半径，使更大的贡献旋转曲线。这增加了总加速度，使所有模型星系远离观察到的关系。这些系统偏差表明，CDM模型与丰度匹配单独不能解释所观察到的RAR。其他影响（例如，反馈）将需要以精确的适当量的晕膨胀来抵消压缩，即使在具有深势阱的高质量星系中，这种影响通常被预测为可以忽略不计。
2022-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The baryonic self similarity of dark matter
宇宙学模拟表明，暗物质晕具有特殊的自相似性质。然而，晕的相似性受到重子反馈的影响，由超新星注入的动量重新塑造的暗物质核心，并将其转化为一个平坦的密度核，与重子反馈施加的标度长度。此外，重子反馈也强加了一个平衡条件，当与强加的重子标度长度耦合时，诱导了一种新的相似性。新的自相似解意味着由暗物质产生的加速度是无标度的，这反过来又意味着在参考半径处的重子加速度也是无标度的。恒定的暗物质和重子加速在一个参考半径已有效地观察到一个大类不同的星系，这是在支持这种方法。新的自相似性质意味着在较大距离处的总加速度是无标度的，在暗物质和重子主导区之间的转变发生在恒定加速度处，并且在较大距离处定义速度曲线振幅的速度曲线的最大值与$M^{\frac{1}{4}}$成比例。这些结果表明，在这个自相似模型中，冷暗物质是符合MOND现象的基本星系。与观测结果相一致，自相似模型与MOND模型的一致性有望在星系团尺度上被打破。一些数值实验表明，在原点附近的密度的行为是密切近似的Einasto轮廓。
2014-06-16 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
Viscous Self Interacting Dark Matter and Cosmic Acceleration
自相互作用暗物质（SIDM）为我们提供了一个一致的解决方案，某些天体物理观测与碰撞少冷DM范式冲突。在这项工作中，我们估计的剪切粘度$(η)$和体积粘度$(ζ)$的SIDM，在动力学理论形式主义，银河系和集群大小的SIDM晕。在这种程度上，我们利用最近的限制SIDM横截面的矮星系，LSB星系和集群。我们还估计了由于这些粘性效应而引起的爱因斯坦方程解的变化，并发现天体物理数据对SIDM的$σ/m$约束为我们提供了足够的粘性来解释目前观测到的宇宙加速，而不需要任何额外的暗能量分量。利用星系晕和星系团大小晕的暗物质密度估计，我们发现暗物质的平均自由程为$\sim$几兆秒差距。因此，粘性效应开始发挥作用的最小尺度是集群尺度。矮星系、LSB星系和星系团的天体物理数据似乎也表明了同样的情况。整个分析是独立于任何特定的粒子物理学驱动的模型SIDM。
2017-09-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic acceleration driven by dark matter self-interactions: a phenomenological treatment
本文提出暗物质强自相互作用在晚期退耦凝聚并产生负压强，从而驱动宇宙加速，并通过唯象模型结合超新星与类星体数据验证其可解决类星体哈勃图张力。
2025-04-10 astro-ph.CO gr-qc
On a critical acceleration scale of dark matter in Lambda-CDM and dynamical dark energy
本文通过N体模拟提出暗物质加速度涨落尺度解释普适加速度，并关联暗能量熵起源，预测其动力学演化可能偏离ΛCDM。
2025-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.flu-dyn
A Universe Without Dark Energy: Cosmic Acceleration from Dark Matter-Baryon Interactions
宇宙加速被广泛认为需要负压源（即，暗能量），或者是引力的修正，这必然意味着超越爱因斯坦引力的新的自由度。在本文中，我们提出了第三种可能性，只使用暗物质和普通物质。该机制依赖于暗物质和普通物质之间通过有效度规的耦合。暗物质耦合到爱因斯坦框架度量，并经历了一个物质主导的，减速宇宙学到现在的时间。普通物质耦合到一个有效的度量，也取决于DM密度，以这种方式，它经历了后期的加速。线性密度扰动是稳定的，并且以任意小的声速传播，至少在“压力”耦合的情况下是这样。假设一个简单的参数化的有效度规，我们表明，我们的模型可以成功地匹配一组基本的宇宙学观测值，包括光度距离，BAO测量，角直径距离最后散射{ \it等}。对于密度扰动的增长历史，我们发现了一个有趣的增长因子和哈勃常数之间的联系。为了获得与$Λ$ CDM预测相似的增长历史，我们的模型预测了更高的$H_0$，更接近直接估计的首选值。另一方面，只要$H_0$与普朗克偏好值相当，我们就倾向于过度预测结构的生长。该模型还倾向于预测更大的红移空间失真在低红移比$Λ$ CDM。
2016-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlation of structure growth index with current cosmic acceleration: constraints on dark energy models
本文在广义相对论下结合物质扰动与线性增长指数γ研究动力学暗能量，发现q0与γ的新关系，并表明w(z)多呈quintom穿越且可用高阶Padé参数化表示。
2023-03-16 astro-ph.CO gr-qc
MOND's acceleration scale as a fundamental quantity
一些量子-宇宙标度关系表明，MOND加速参数a_0可能是支配自引力结构的一个基本量，其范围从恒星和球状星团到星系的超星系团乃至整个观测到的宇宙。我们讨论这样的符合关系从狄拉克量子化条件统治的原始黑洞的质量。
2011-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Understanding disk galaxy rotation velocities without dark matter contribution--a physical process for MOND?
一个模拟牛顿万有引力定律的引力碰撞模型被应用于盘状星系的径向加速度。基于这一模型（Wilhelm et al. 2013），无需假设任何暗物质的贡献就可以理解自转速度曲线。在圆盘平面上的加速增加是引力子（在原始论文中称为“四极子”）的多重相互作用以及随后在这个平面而不是在三维空间中传播的结果。这个概念提供了一个物理过程，将McGaugh等人定义的加速度尺度的拟合参数与星系盘中引力子的平均自由程长度联系起来。它也可以解释MOND在低加速度水平下的引力相互作用的修改（Milgrom 1983，1994，2015，2016）。本文详细讨论了三个例子：螺旋星系NGC 7814、NGC 6503和M 33.
2017-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Response to: "Isotropic deceleration and near-zero baseline acceleration in Pantheon+ supernovae: new arguments in the dark energy debate''
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Oxford（牛津大学）
该研究回应Pantheon+超新星相关的暗能量辩论，指出Ray等人混淆坐标搞错CMB偶极子方向，其否定SRS26各向异性论点的结论无依据。
2026-08-04 astro-ph.CO gr-qc
Relaxation Dark Energy: Compositional Dynamics and the Future of Cosmic Acceleration
Swansea University（斯旺西大学）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）
该研究提出弛豫暗能量框架，将宇宙加速视为暗sector弛豫至组分平衡的瞬态阶段，推导暗能量状态方程，结合观测数据发现非零弛豫的统计偏好，还探讨了线性扰动的正则性及本构关系的扩展要求。
2026-10-12 astro-ph.CO hep-th
Modified Dark Matter: Relating Dark Energy, Dark Matter and Baryonic Matter
修正的暗物质（MDM）是受引力热力学启发而提出的暗物质的唯象模型。对于一个正宇宙学常数（$Λ$）的加速宇宙，这种唯象的考虑导致了与$Λ$相关的临界加速参数的出现。这种临界加速度是MDM的一种有效的唯象表现，在星系自转曲线中的暗物质和重子物质之间的相关性中可以发现。由此产生的MDM质量配置文件，这是敏感的$Λ$，与观测数据在银河系和集群尺度是一致的。特别是，相同的临界加速度出现在银河系和集群数据拟合的基础上MDM。此外，使用一些强大的定性参数，MDM似乎在宇宙尺度上工作得很好，即使定量研究仍然缺乏。最后，我们评论修改后的暗物质，这可能会导致新的非粒子唯象学，并可能解释为什么，到目前为止，暗物质检测实验未能检测到暗物质粒子的量子的某些非局部方面。
2017-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Acceleration Scale, Modified Newtonian Dynamics, and Sterile Neutrinos
广义相对论只有在宇宙中的大部分物质都是暗的，即不发射任何电磁辐射的情况下，才能够描述星系和更大的宇宙结构的动力学。有趣的是，在星系尺度上，有强有力的观测证据表明，只有当从发光物质的分布推断出的引力场低于10^（-10）m/s^2量级的加速度时，暗物质的存在才是必要的。在结合了牛顿引力和暗物质的标准模型中，这种加速度尺度的起源是具有挑战性的，并且仍然没有解决。相反，我们可以通过一种被称为MOND的牛顿动力学修正模型来简洁地描述和部分地预测这一整套观测结果，这种模型并不依赖于暗物质的存在。然而，在星系团和更大的尺度上，MOND并不像在星系尺度上那样成功，一些暗物质的存在似乎是不可避免的。一个结合MOND和由不育中微子组成的热暗物质的模型似乎能够描述大多数的天体物理现象，从宇宙微波背景各向异性的功率谱到矮星系的动力学。在弱场极限下是否存在一个包含广义相对论和牛顿引力的未知协变理论，而超弱场极限是MOND，这是一个悬而未决的问题。
2012-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Hubble parameter measurement constraints on the redshift of the deceleration-acceleration transition, dynamical dark energy, and space curvature
我们编译了一个更新的列表38测量的哈勃参数$H(z)$之间的红移$0.07 \leq z \leq 2.36$和使用它们来放置约束模型参数的恒定和随时间变化的暗能量宇宙模型，空间平坦和弯曲。我们使用五个模型来测量宇宙学减速-加速跃迁的红移，$z_{\rm da}$，从这些$H(z)$数据。在误差条内，测量的$z_{\rm da}$对所使用的模型不敏感，仅取决于哈勃常数$H_0$的假设值。我们的测量值的加权平均值是$z_{\rm da} = 0.72 \pm 0.05\ (0.84 \pm 0.03)$为$H_0 = 68 \pm 2.8\ (73.24 \pm 1.74)$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，并应提供一个合理的模型独立估计这个宇宙学参数。$H(z)$数据与标准的空间平坦的$Λ$ CDM宇宙学模型一致，但不排除非平坦模型或动力学暗能量模型。
2016-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
UHECR Acceleration in Dark Matter Filaments of Cosmological Structure Formation
提出了质子加速到~10^21eV的机制。它可能在宇宙结构形成的薄暗物质细丝上的吸积流中运作。流动压缩环境磁场以强烈地增加磁场并使其与灯丝对准。粒子开始加速的ExB漂移与吸积流。漂移区的能量增益受到绝热不变量p_perp^2/B守恒的限制。在接近灯丝时，漂移转变为围绕灯丝的陀螺运动，使得粒子平行于方位角电场移动。在这种“电子感应加速器”状态下，加速速度迅速达到具有磁场$B$和轨道半径$R$（拉莫尔半径）的加速器的电动极限$cp_{max}=eBR$。周期性轨道变得不稳定，粒子被甩出细丝，进入弱（未压缩）磁场区域，从而终止加速。该机制需要预加速，这可能发生在结构形成冲击上游或附近的细丝吸积流。先前的研究认为，这种冲击波是有效的质子加速器，其能量上限约为10^19.5 eV，这是由灾难性的光子介子损失造成的。目前的机制结合了爆炸能量增益在其最后（电子感应加速器）阶段，从强磁场的区域迅速释放粒子。正是这种结合使得质子能够克服光子π和同步加速器-康普顿的损失，从而获得10^21 eV的能量。由于有限的真空阻抗Z_0，加速器的循环操作避免了加速器能量耗散\propto E_{max} ^{2}/Z_0对加速器达到给定E_max的要求。
2011-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic acceleration a new review
最近对近超新星的观测表明，宇宙的加速膨胀减小了。这种现象称为瞬时加速。在第二部分的工作中，我们考虑由一个标量场组成的三分量宇宙，它与年龄暗能量背景下的暗物质相互作用。我们表明，瞬态加速度出现在这样一个模型的框架。所得结果与超新星宇宙学计划（SCP）最新观测到的557SNIa样品（Union 2）一致。
2010-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalable Dark Siren Cosmology with gwcosmo: GPU Acceleration, Validation and Systematics
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
通过GPU向量化加速，gwcosmo管道实现了对引力波目录的并行处理，速度提升1000倍，能够高效处理O5级别事件数量，为暗汽笛宇宙学提供可扩展的分析工具。
2026-09-16 astro-ph.CO gr-qc
Dark Energy and Cosmology
理解宇宙加速的可能理论解释空间是现代宇宙学的一个核心挑战。这份简短的文件概述了解决这一问题的方法的选定方面，重点是对广义相对论的修改可能是加速的原因，正如在ICHEP 2012会议上的全体会议上所提出的那样。
2012-12-27 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on the Shape of the Milky Way Dark Matter Halo from Jeans Equations Applied to SDSS Data
我们利用斯隆数字巡天（SDSS）测量到的恒星数密度分布和运动学，到日心距离超过~10千秒差距，寻找银河系中存在暗物质的证据。我们采用圆柱对称形式的牛仔方程，并专注于所产生的加速度图的形态，而不是在以前的，主要是本地的，研究所做的总质量的归一化。首先将Jeans方程应用于基于宇宙学导出的N体+ SPH模拟的模拟星表，成功地恢复了已知的加速度（引力势梯度）.同样的模拟也被用来量化暗物质对总加速度的影响。我们使用Galfast，一个旨在定量再现SDSS测量和选择效应的代码，生成一个合成恒星目录。我们将金斯方程应用到这个目录中，并产生恒星加速度的二维地图。这些地图揭示了在牛顿的框架中，隐含的引力势不能单独用可见物质来解释。恒星在银河系中心距离约20 kpc时所经历的加速度是纯可见物质所能解释的加速度的三倍。应用SDSS数据估算暗物质晕轴比的分析方法表明，在相同的距离范围内，暗物质晕为扁圆形，q_DM = 0.47 +/-0.14。这些技术可以用来映射暗物质晕到更大的距离银河系中心使用即将到来的深光学调查，如LSST。
2012-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the cosmic acceleration from combinations of different data sets
我们详细研究了Ia型超新星样本、重子声学振荡数据和宇宙微波背景信息等不同数据集的系统性对Chevallier-Polarski-Linder参数化拟合结果的影响。我们发现，数据集的系统性确实影响了拟合结果，并导致了不同的暗能量演化行为。为了检验Chevallier-Polarski-Linder参数化的通用性，我们还对暗能量的Wetterich参数化进行了分析。结果表明，暗能量的参数化和数据集的系统性都影响着暗能量的演化行为。
2010-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Late-time acceleration and structure formation in interacting $α$-attractor dark energy models
SR University（SR大学）；Birla Institute of Technology and Science, Pilani, Hyderabad Campus（比拉理工学院皮拉尼校区海德拉巴分校）
相互作用α-吸引子暗能量模型通过调整物质扰动增长速率，提供更符合结构形成数据的宇宙演化方案。
2025-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting agegraphic dark energy models in phase space
最近，基于所谓的Karolyhazy测不准关系，提出了暗能量的概念，该关系源于量子力学和广义相对论。本文的第一部分通过考虑年龄暗能量与无压物质之间的相互作用来研究原始的年龄暗能量模型。通过相空间分析，找到了临界点，其中一个临界点就是加速膨胀宇宙的吸引子。最近对近超新星的观测表明，宇宙的加速度降低了。这种现象称为瞬时加速。在文章的第二部分，我们考虑了由标量场组成的三分量宇宙，它与年龄暗能量背景下的暗物质相互作用。我们表明，瞬态加速度出现在这样一个模型的框架。所得结果与观测结果一致。
2011-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The origin of the mass discrepancy-acceleration relation in $Λ$CDM
本文研究了盘星系质量差异的来源--径向加速度关系。这是在圆盘的向心加速度和重子分量的预期加速度之间的紧密的经验相关。MDAR适用于盘运动示踪剂探测的大多数半径，无论星系质量或表面亮度如何。该关系有两个特征加速度：$a_0$，在此之上所有星系都是重子主导的;和$a_{\rm min}$，一个在孤立星系中由运动示踪剂探测的有效最小加速度。我们使用一个简单的模型来表明，这些趋势自然出现在$Λ$ CDM。这是因为：（i）$Λ$ CDM形式的盘星系位于暗物质晕的中心，跨越相对较窄的维里质量范围;（ii）冷暗物质晕加速剖面是自相似的，在中心有一个宽的最大值，在该质量范围内达到精确地由$a_{\rm min}$和$a_0$包围的值;在任何成功的$Λ$ CDM星系形成模型中，晕质量和星系大小与星系重子质量的比例关系都比较紧密。解释$Λ$ CDM中的MDAR不需要修改暗晕的尖形内部质量剖面，尽管这些可能有助于理解一些矮星系的详细旋转曲线和极端异常值的起源。MDAR只是反映了冷暗物质晕的自相似性质和星系形成过程引入的物理尺度。
2017-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing Dark Matter and Modifications to Gravity using Local Milky Way Observables
银河系自转曲线通常被认为是暗物质存在的第一个有力证据。然而，即使存在暗物质晕，其他星系尺度的观测，如重子塔利-费舍尔关系和径向加速度关系，仍然很难解释。这激发了对引力的远距离红外修正，作为暗物质假设的替代方案，以及具有类似现象学的各种DM理论。一般来说，标准的传说是，任何简化为银河系尺度上的修正牛顿动力学（MOND）现象学的模型基本上解释了所有的银河系尺度观测值。我们提出了一个框架，以测试这一声明，使用当地的银河系观测，包括垂直加速度场，旋转曲线，重子表面密度，和恒星盘的配置文件。我们专注于预测重力标量放大的模型，即，增加幅度但不改变重力加速度方向的模型。我们发现，相对于简单的暗物质晕模型，这种类型的模型并不受欢迎，因为银河系数据需要大幅放大径向加速度，而几乎不放大垂直加速度。我们的结论是，模型的结果在MOND一样的力量的斗争，同时解释在银河系附近的恒星的旋转速度和垂直运动。
2019-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Distinguishing Dark Matter, Modified Gravity, and Modified Inertia with the Inner and Outer Parts of Galactic Rotation Curves
星系中缺少的引力需要暗物质，或者是引力或惯性的修正。这些具有根本重要性的理论可能性，可以通过观测到的轨道运动粒子的向心加速度与从观测到的星系中重子分布所预期的牛顿加速度之间的统计关系来区分。在这里预测冷暗物质晕，修正的重力，和修正的惯性进行了比较和测试的统计样本的星系旋转曲线从斯皮策测光和准确的旋转曲线（SPITZER）数据库。在估计的平均外场下的修正引力正确地预测了观测到的旋转曲线内外部分的加速度统计关系。从表面上看，加速度平面上的内部和外部零件之间存在$6.9σ$差异，这与当前修改惯性的建议不一致。删除可能存在系统性问题的星系，如中央隆起或特殊倾角，并不会改变这一趋势。冷的暗物质晕预示着一种与观测到的有系统的偏离关系。旋转曲线的所有方面都可以用修正的引力来解释。
2022-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Can cosmic acceleration be caused by exotic massless particles?
为了描述暗能量，我们在微观水平上引入了一个没有自由参数的流体模型。这种流体的成分是无质量的粒子，它们是未扩展的$D=(3+1)$伽利略代数的动力学实现。这些粒子是外来的，因为它们生活在一个扩大的相空间中。它们唯一的相互作用就是引力。满足爱因斯坦等效原理的与引力场的最小耦合，会导致动态活动的引力质量密度。一个包含物质（重子和暗物质）和暗能量的双组分模型，通过宇宙学原理，导出了类似弗里德曼的方程。他们的解显示了早期宇宙的减速阶段和晚期宇宙的加速阶段。我们预测的哈勃参数$H(z)/H_0$和减速参数$q(z)$，并与现有的实验数据进行比较。我们还讨论了一个简化的模型（一个组件的黑暗部门）和包括辐射。我们的模型没有显示出牛顿引力势的稳态修正。
2009-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Late time cosmic acceleration: ABCD of dark energy and modified theories of gravity
本文简要回顾了暗能量标准知识存在的问题和前景，并注意到宇宙学常数问题往往被过分强调。为了使讨论具有针对更广泛受众的教学性，我们在几个地方避免了技术复杂性，并采用了基于物理感知的启发式论点。我们提出了基于变色龙机制和Vainshtein筛选的修正理论的基本思想。我们给出了最近研究的无鬼非线性大质量引力的一个清晰的例子。我们再次牺牲了严谨性，局限于导致$dRGT$公式化的基本思想。评论结束时，简要讨论了理论应用于宇宙学的困难，乐观地认为，一个一致的解决方案的问题是指日可待。
2015-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
