Dark matter halos in the multicomponent model. I. Substructure
具有自相互作用的多组分暗物质允许物种相互转化,是一种有前途的范例,已知它成功地同时解决了传统$Λ$ CDM宇宙学在星系和亚星系尺度上的主要问题。在本文中,我们提出的$N$体模拟的最简单的两个组件(2cDM)模型,旨在研究质量$M\lesssim10^{12}M_\odot$的暗物质晕的分布。特别是,我们调查的最大圆速度函数的晕是如何影响的速度依赖性的自相互作用的横截面,$σ(v)\propto v^a$,并与现有的观测数据进行比较。结果表明,2cDM范例的自相互作用截面的范围内,每粒子质量(评估在$v=100$ km s $^{-1}$)的$0.01\lesssim σ_0/m\lesssim 1 $ cm $^2$ g $^{-1}$和质量简并$Δm/m\sim 10^{-7}-10^{-8}$是强大的解决的子结构和太大而失败的问题,通过抑制子结构具有小的最大圆周速度,$V_{\rm max}\lesssim100$ km s $^{-1}$。我们还讨论了在本星系团中观测到的主晕中矮星的径向分布与CDM模拟结果之间的不一致。这可以看作是CDM的一个小问题。我们证明,这种分歧是缓解在2cDM。最后,计算的2cDM结构的物质功率谱表明该模型与现有的Ly-$α$森林约束的一致性。
2017-11-29 astro-ph.CO
Time-dependent rate of multicomponent dark matter: Reproducing the DAMA/LIBRA phase-2 results
目前暗物质直接探测的范例是假设暗区仅由单个粒子种类组成。在这篇简短的论文中,我们观察到,暗物质包括一个轻和一个重的组成部分,调制相位导致有趣的现象,在每年的调制实验。作为一个说明性的例子,我们使用最近发布的DAMA/LIBRA第2阶段的结果,具有较低的能量阈值。紧接着,有人认为,一个单组分自旋独立的暗物质解释所观察到的年度调制是强烈不赞成或排除,除非违反同位旋耦合调用。我们表明,一个简单的两个组件的扩展可以重现所观察到的光谱,而不需要调用微调耦合。使用公开的DAMA/LIBRA数据,我们进行了一个适合的DAMA/LIBRA能谱的年度调制幅度的情况下,有两个暗物质组件。我们还考虑了引力聚焦如何不同地影响轻分量和重分量的相位,这导致了总的时间依赖速率的非平凡效应。我们的结果表明,在最简单的等截面的同位旋守恒耦合情况下,存在唯一的解,与数据一致。在这项工作中发现的显着特点是至关重要的暗物质解释任何观察到的年度调制。
2019-01-16 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter haloes in the multicomponent model. III. From dwarfs to galaxy clusters
DM是多组分的可能性对解决几十年来已知的小尺度宇宙学问题有很强的意义。除了弹性散射,该模型允许非弹性相互作用,其特征在于一个“速度踢”参数。具有横截面$0.01\lesssimσ/m<1\textrm{ cm}^{2}{ \rm g}^{-1}$和反冲速度$V_{k}\simeq 100\textrm{ km s}^{-1}$的最简单的2cDM模型已被证明能稳健地解决$N$ -体宇宙学模拟中的缺失卫星、核心尖点和太大而不能倒的问题,该模拟是在具有位力质量$\sim5 \times 10^{11}$ M $_{\odot}$的类MW晕上进行的(论文I $\&$ II)。为了进一步限制2cDM模型的参数空间,我们将我们的分析扩展到矮星系和星系团晕,其维里质量分别为$\sim 10^7 - 10^8$和$\sim 10^{13} - 10^{14}$ M $_{\odot}$。我们发现,$σ_{0} / m \gtrsim 0.1 \textrm{ cm}^{2}{\rm g}^{-1}$是优先不利的矮星和星系团晕与观测相比,而$σ_{0} / m = 0.001 \textrm{ cm}^{2}{\rm g}^{-1}$导致的CDM对应物的大部分截面的速度依赖性在这项工作中研究的几乎没有可察觉的差异。我们的主要结果是,在合理的参数范围内,2cDM模型可以成功地解释矮星系和星系团晕的观测…
2020-03-24 astro-ph.CO
In recent years, the usefulness of astrophysical objects as Dark Matter (DM) probes has become more and more evident, especially in view of null results from direct detection and particle production experiments. The potentially observable signatures of DM gravitationally trapped inside a star, or another compact astrophysical object, have been used to forecast stringent constraints on the nucleon-Dark Matter interaction cross section. Currently, the probes of interest are: at high red-shifts, Population III stars that form in isolation, or in small numbers, in very dense DM minihalos at $z\sim…
2021-11-03 astro-ph.CO hep-ph
Kinetic relaxation and Bose-star formation in multicomponent dark matter- I
本文利用波动力学和3+1维模拟研究了多组分薛定谔-泊松系统中玻色-爱因斯坦凝聚体和玻色星的涌现时间尺度,分析了自旋场和多标量组分情形下的凝聚动力学。
2023-05-19 astro-ph.CO hep-ph nlin.PS
Cosmological Dark Matter Amplification through Dark Torsion
一个宇宙学的方法的基础上考虑的宇宙背景与非零扭矩示出,以给出一个选项来解释一个可能的幻影演化,不排除根据目前的观测数据。我们修改了一些方面的扭转的正式计划,并根据他们,我们开发了一个形式主义,这可能是一个有趣的替代探索宇宙学。
2020-04-13 astro-ph.CO gr-qc
Irreversible thermodynamic description of interacting dark energy - dark matter cosmological models
本文在开放系统的不可逆热力学框架下研究了暗能量和暗物质之间的相互作用。我们将暗能量和暗物质看作是均匀平坦各向同性Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙中相互作用的两组分(标量场和“普通”暗物质)宇宙流体。开放系统的热力学与引力场方程一起应用于双组分宇宙流体,导致了基本暗能量-暗物质相互作用理论的推广,其中衰变(创建)压力被明确地认为是宇宙流体应力-能量张量的一部分。具体模型描述相干振荡标量波,导致高粒子生产在振荡周期的开始,和模型与恒定的势能标量场被认为是。进一步,得到了考虑暗能量-暗物质相互作用的引力场方程的精确解和数值解。
2013-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Unified dark matter and dark energy description in a chiral cosmological model
通过对二分量手征宇宙学模型中场的动能的分析,给出了暗物质和暗能量的呈现方式。为了将暗物质和暗能量的动力学相互作用与观测数据联系起来,我们发展了手征度规分量$h_{22}$和(自)相互作用势$V$的重建方法。对$h_{22}$和$V$进行了早期和后期充盈重建。该模型也与$ΛCDM$模型进行了比较。
2014-04-23 astro-ph.CO gr-qc
Exact cosmological solutions of models with an interacting dark sector
在这项工作中,我们扩展了一阶形式主义的宇宙模型,提出了一个费米子和标量场之间的相互作用。描述充满相互作用的暗能量和暗物质的宇宙的宇宙学精确解已经获得。已经发现了早期减速膨胀随后后期加速膨胀的可行宇宙学解,特别是在过去呈现出暗物质成分占主导地位而在未来呈现出暗能量成分占主导地位的宇宙学解。在另一种情况下,暗能量单独是两个时期的原因,类似于Chaubergin气体的情况。也得到了完全加速的解。
2012-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological extra dimensions can mimic dark matter I. Dark matter in galaxies
University of Urbino Carlo Bo(乌尔比诺卡洛博大学)
本研究提出含空间依赖半径紧致化额外维度的n+4维度规模型,可重现旋涡星系旋转曲线,拟通过六项实验验证其模拟星系暗物质的假设。
2026-09-09 astro-ph.CO gr-qc
The oscillating dark energy and cosmological Casimir effect
讨论了动力学宇宙学Casimir效应对幻影(常数$w$)和振荡宇宙的作用。它明确表明,它的作用是不是必不可少的大撕裂奇点附近。然而,卡西米尔流体的考虑使得比例因子更快地接近Rip时间。撕裂时间本身也可能改变。
2010-06-09 astro-ph.CO gr-qc
Agegraphic dark energy: growth index and cosmological implications
我们研究了年龄暗能量模型在膨胀和微扰水平下的主要宇宙学性质。最初,使用最新的宇宙学数据,我们实现了联合似然分析,以约束宇宙学参数。然后我们测试了年龄暗能量模型在微扰水平上的性能,并定义了它与通常的$Λ$ CDM模型的区别。在此背景下,我们验证了物质波动的增长指数取决于所考虑的年龄暗能量(均匀或集群)的选择。特别是,假设一个均匀的年龄暗能量,我们发现,第一次,增长指数的渐近值是$γ\approx 5/9$,这是接近通常的$Λ$宇宙学,$γ^{(Λ)} \approx 6/11$。最后,如果暗能量的分布是聚集的,那么我们得到$γ\approx 1/2$,它比$Λ$ CDM模型的小$\sim 8\%$。
2016-09-21 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations during the Bose-Einstein condensation of dark matter
本文分析了在暗物质的玻色-爱因斯坦凝聚过程中标量和张量扰动的演化以及与宇宙物理描述相关的量,如标量扰动的密度对比和引力波能量密度。详细分析了这些参量在暗物质玻色-爱因斯坦相变过程中的行为。为了研究具有和不具有宇宙学常数的宇宙中标量和张量扰动的宇宙动力学和演化,我们使用了解析和数值方法。玻色-爱因斯坦相变改变了起源于宇宙学的引力波的演化,以及大尺度结构的形成过程。
2013-04-30 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on non-flat dynamical dark energy cosmological models
我们利用哈勃参数数据、Ia型超新星视星等测量和重子声学振荡峰长尺度观测约束了两个非平坦时间演化的暗能量宇宙学模型。空间曲率作为一个自由参数在分析中的结果在一个显着扩大的允许范围内的值的参数,管理这些模型中的暗能量密度的时间演化。虽然与“标准”空间平坦的$Λ$ CDM宇宙学模型一致,但这些数据也与一系列轻度非平坦,缓慢随时间变化的暗能量模型一致。在对所有其他参数进行边缘化后,这些数据需要曲率密度参数$|Ω_{k0}| \lesssim 0.15$在1 $σ$置信度下的平均幅度。
2014-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological models with running cosmological term and decaying dark matter
研究了广义$Λ$ CDM模型的动力学性质,其中$Λ$项随宇宙学时间运动。$Λ(t)$项来自标量场$ϕ$与自相互作用势$V(ϕ)$的协变理论。在$Λ(t)=Λ_{\text{bare}}+\frac{α^2}{t^2}$模型的例子中,我们证明了暗物质能量密度标度律的修正机制的存在:$ρ_{\text{dm}}\propto a^{-3+λ(t)}$。讨论了$Λ(t)$项的演化,指出在宇宙演化过程中存在一个长的阶段,在这个阶段中,$Λ(t)$项近似为常数。这种效应证明了阿尔卡尼兹和利马对$Λ(H)$宇宙学的研究方法是正确的。我们还给出了具有暗能量和衰变暗物质的$Λ(t)$ CDM模型和$Λ$ CDM标准宇宙学模型的统计分析。我们将观察数据分为两组:低PDMATHAMT数据(SNIa,BAO,$H(z)$和AP测试)和高PDMATHAMT数据(Planck,WP和透镜)。而对于前者,我们发现参数$λ$的最佳拟合值是正的($λ=0.0338$,能量转移是从暗能量到暗物质扇区),对于后者,我们发现$λ$是$-0.0199$,这是能量转移是从衰减的暗物质的证据。这种不一致与$H_0$的估计值(分别为$67.77$ km/(s Mpc)和$65.62$ km/(s Mpc))相关。衰减的暗物质导致比CDM粒子轻并保持相对论性的暗物质粒子的质量降低。物质衰变过程的速率被估算出来。我们表明,在衰减的…
2015-09-12 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological constraints on Lorentz Invariance violation in gravity and dark matter
这个简短的贡献是专门从洛伦兹不变性的引力和暗物质偏差的现象学后果。我们将讨论宇宙学观测量和来自天体物理和宇宙学数据的电流约束的主要影响。
2016-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy and Normalization of the Cosmological Wave Function
从量子宇宙学的角度研究了暗能量。发现只有当存在暗能量时,再加上适当的正规序因子$q$,宇宙学波函数才能正规化。这一令人感兴趣的观察可能需要进一步注意。
2016-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Transient dark energy, cosmological constant boundary crossing and dark energy $w(z)$ data fits
阐述了将声速模型化为状态方程参数函数的暗能量的形式化。介绍了一个能详细研究宇宙学常数边界穿越的具体模型,并给出了模型动力学的解析解。它表明如何在特定的参数制度暗能量可以是一个瞬态现象。它进一步展示了如何重现的暗能量$w(z)$的观测数据最近适合的模型的具体功能。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological anisotropy from non-comoving dark matter and dark energy
我们考虑一个宇宙学模型,其中宇宙的两个主要流体成分,暗能量和暗物质,以不同的四速流动。这种宇宙学配置相当于一种各向异性流体,以四速膨胀,这是两种流体四速的适当组合。单一宇宙流体的能量密度大于两种理想流体的能量密度之和,即,暗能量和暗物质,并包含一个校正项,由于各向异性产生的四个速度的差异。在Bianchi I型几何条件下,得到了双流体各向异性宇宙模型的引力场方程.在均匀各向同性Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker型宇宙学背景中,假设暗能量和暗物质的非共动引起小扰动,且各向异性参数很小,得到了由两个主要分量的非共动性质引起的宇宙学扰动方程.对于指数和幂律背景的宇宙膨胀,我们得到了度规扰动的时间演化。因此,如果暗能量和暗物质的四个速度之间存在微小的差异,宇宙将获得一些各向异性特征,其几何形状将偏离标准FLRW。事实上,最近的普朗克结果表明,在宇宙中的内在大尺度各向异性的存在不能被排除{ \it先验},所以在这项工作中提出的模型可以被认为是一个合理的和可行的工作假设。
2013-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields
众所周知,在宇宙磁场存在的情况下,引力子可以转换为光子,反之亦然。我们在原子暗物质的背景下研究这个转换过程。在这种情况下,我们可以期待宇宙学暗磁场,这是从宇宙微波观测的严格约束自由。我们发现引力子在宇宙暗磁场中可以有效地转化为暗光子。引力子-暗光子转换效应可能为超高频引力波的研究打开新的窗口。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter and Dark Energy Interactions: Theoretical Challenges, Cosmological Implications and Observational Signatures
暗物质和暗能量相互作用的模型已经被提出来解决巧合问题。我们回顾的动机需要引入这样的相互作用,它的背景动力学的影响,以及它如何修改的线性扰动的演变。我们使用最新的观测数据来测试模型,我们发现这种相互作用与当前的天文学和宇宙学数据是兼容的。最后,我们描述了即将到来的数据集,从当前和未来的设施,正在建设或设计,将允许更清楚地了解暗区的物理。
2016-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An interacting model for the cosmological dark sector
本文讨论了一个新的宇宙学暗区相互作用模型,其中冷暗物质的衰减稀释率为$a^{-3}f(a)$,其中f(a)是宇宙尺度因子$a$的任意函数.从热力学的角度,我们证明了f(a)与粒子产生过程的熵源成正比。为了研究这类相互作用模型的宇宙学结果,我们将f(a)展开成幂级数,得到了可行的宇宙学解。最后,我们使用当前的观测数据对相互作用函数f(a)进行约束。
2012-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Future CMB cosmological constraints in a dark coupled universe
作为正在进行的普朗克实验的宇宙微波背景卫星任务预计将对广泛的宇宙学参数提供最强的约束。然而,当把宇宙学常数作为暗能量成分的假设去掉时,这些约束可能会减弱。在这里,我们表明,这将确实是这种情况下,存在着一个耦合之间的暗能量和暗物质流体。特别是,当引入暗耦合时,冷暗物质密度和解耦时的角直径距离等关键参数的预期误差明显更大。我们表明,这将是未来的卫星任务,EPIC的情况下,除非CMB透镜提取进行。
2010-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Evolution With Interaction Between Dark Energy And Dark Matter
在这篇评论中,我们详细考虑了与暗区相互作用相关的不同理论主题。我们研究了依赖于暗物质和暗能量密度的线性和非线性相互作用。我们考虑了几种不同的暗能量(DE)和暗物质(DM)相互作用的模型(包括全息暗能量和分形宇宙中的暗能量),对这些模型做了深入的分析。这次审查的主要任务不仅是给一个想法的现代一套不同的模型的暗能量,但要显示多少可以是不同的动力学的宇宙在这些模型。我们发现,在暗区包含相互作用的宇宙的动力学可以与标准宇宙学模型(SCM)显着不同。
2014-08-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Zero Cosmological Constant and Nonzero Dark Energy from Holographic Principle
结果表明,热力学第一定律和全息原理应用于任意大的宇宙因果视界,必然要求宇宙学常数为零,动力学暗能量以全息暗能量的形式存在。半经典分析表明,全息暗能量有一个参数$d=1$和一个状态方程与目前的观测数据,如果视界的熵饱和的贝肯斯坦-霍金界限。这一结果表明,量子场论应该在大尺度上进行修正,以解释暗能量。讨论了暗能量、量子真空能和熵引力之间的关系。
2013-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of cosmological perturbations in Bose-Einstein condensate dark matter
本文在后牛顿宇宙学框架下研究了全球宇宙学演化和玻色-爱因斯坦凝聚体暗物质模型中密度衬度的演化。在玻色-爱因斯坦模型中,暗物质可以被描述为非相对论性的牛顿引力凝聚体,其密度和压力由正压状态方程关联。对于具有四次非线性的凝聚体,状态方程是指数为$n=1$的多方方程。得到了描述玻色-爱因斯坦凝聚体微扰演化的基本方程,并用解析和数值方法研究了它的解。与标准宇宙学框架下的无压暗物质模型相比,全球宇宙学演化以及凝聚态暗物质扰动的演化表现出显著的差异。因此,凝聚态暗物质的存在可能极大地改变了早期宇宙的宇宙演化,以及大尺度结构的形成过程。
2011-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy, Dirac's scalar field and the cosmological constant problem
给出了在Weyl-Cartan时空中Dirac标量场作用下的共形引力理论的场方程在极早期宇宙中的解。在这个理论中,暗能量(用一个有效的宇宙学常数来描述)是狄拉克标量场$β$的函数。这些解描述了在膨胀的第一指数阶段$β$的指数下降。这些解决方案之一有一个限制,在大的时间,可以提供一种方法来解决基本的宇宙学常数问题的结果,在早期宇宙的领域动态的暗能量的恒定值。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The model-independent degeneracy-breaking point in cosmological models with interacting Dark Energy and Dark Matter
本文研究了具有暗能量(DE)和暗物质(DM)相互作用的宇宙学模型。对于宇宙演化方程中的相互作用项$Q$,当$Q_{1}$($Q$的一部分)为零时,存在一个与模型无关的简并破缺(D-B)点,在该点上,常数DE状态方程(EoS)之间没有简并,可以探测相互作用.
2019-08-17 astro-ph.CO
Distinguishability of scalar field models of dark energy with time variable equation of state parameter
分析了利用现有观测资料区分不同拉格朗日量和时变状态方程参数的暗能量标量场模型的可能性。考虑了以Klein-Gordon或Dirac-Born-Infeld Lagrangians为暗能量的标量场和状态参数单调递增和单调递减的多分量宇宙学模型。得出结论,标量场模型的暗能量与减少和增加的EoS参数应区分在未来的观测数据的精度水平。标量场的拉氏量可以通过预期的观测数据(Planck,SDSS等)来区分。在EoS参数减小的情况下,但在EoS参数增加的情况下,实际上是不可区分的。
2011-04-12 astro-ph.CO
In this work, we study tracker phantom dark energy models with a general parameterization of the scalar potentials. Our analysis also considers the scenario of having both phantom field and the cosmological constant as the dark energy components. A detailed statistical analysis with current cosmological observations shows an increase in the value of the Hubble parameter due to the presence of phantom dark energy but it can not alleviate the Hubble tension completely. Our results using Bayesian methods suggests a decisive evidence in favor of a phantom field over a positive cosmological constan…
2021-05-15 astro-ph.CO
Scalar perturbations in cosmological models with dark energy - dark matter interaction
在暗能量和暗物质相互作用的模型框架下研究了标量宇宙学扰动。除了这些成分,非均匀宇宙应该充满了标准的非相互作用的成分对应于传统的$Λ$ CDM模型。相互作用项以暗扇区能量密度与演化系数的线性组合的形式选择。离散宇宙学的方法,并推导出强大的理论约束的模型的参数。与观测数据进行了简要比较。
2015-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Light-cone observations and cosmological models: implications for inhomogeneous models mimicking dark energy
宇宙学观测量被用来构建宇宙学模型。由于宇宙学观测仅限于光锥,因此固定数量的可观测量(即使测量到任意精度)在没有额外假设或考虑的情况下可能无法唯一确定宇宙学模型。构造一个球对称的,非均匀的宇宙学模型,精确地再现作为红移的函数的光度距离和光锥质量密度作为红移的$Λ$ CDM模型的函数的处方,以深入了解如何非均匀的宇宙学模型可能模仿暗能量模型。
2009-11-19 astro-ph.CO
Cosmological Model-independent Gamma-ray Bursts Calibration and its Cosmological Constraint to Dark Energy
到目前为止,伽马射线暴的红移可以扩展到$z\sim 8$,使其成为Ia超新星(SN Ia)暗能量的补充探针。然而,伽玛暴的校准仍然是一个很大的挑战,当它们被用来约束宇宙学模型。虽然伽玛暴的绝对星等仍然未知,但伽玛暴相关斜率可以作为一个有用的约束暗能量在一个完全独立的宇宙学模型的方式。本文采用Wang提出的与模型无关的距离测量方法,利用109个伽玛暴事件,通过所谓的Amati关系计算了它们的值。然后,以$Λ$ CDM模型为例,利用得到的模型无关距离对模型进行约束。
2012-04-21 astro-ph.CO
Cosmological dark energy effects from entanglement
通过假设量子纠缠测度与可观测宇宙之间可能存在的联系,解决了信息论与宇宙学之间的棘手问题。特别是,我们提出了一个宇宙学玩具模型,宇宙流体的状态方程,驱动今天观察到的宇宙加速度,可以推断出从量子纠缠之间的不同宇宙学时代。这样,动态的暗能量就成为量子纠缠的副产品。
2013-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spinor Dark Energy and Cosmological Coincidence Problem
最近,所谓的Elko旋量场被认为是暗能量的候选者。它是一个非标准旋量,具有不寻常的性质。当埃尔克旋量场被用于宇宙学时,它的不寻常性质可能会带来一些有趣的结果。本文用动力系统方法讨论了旋量暗能量模型中的宇宙学符合问题。我们的结果表明,在旋量暗能量模型的研究中,宇宙学的符合问题应该得到重视。
2010-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On cosmological signatures of baryons-dark energy elastic couplings
我们考虑了一个暗能量和重子在没有任何能量转移的情况下动态耦合的情况。在这种情况下,背景宇宙学是不受影响的,在微扰水平,耦合只出现通过相应的暗能量和重子的欧拉方程。然后,我们探讨了这种情况下的一些现象学后果和他们的签名在几个宇宙学观测。特别是,我们展示了它抑制宇宙结构生长的能力。我们还约束模型的参数与宇宙学数据,并表明,暗能量与重子的相互作用在宇宙学尺度上是温和的青睐。
2020-05-12 astro-ph.CO
Evolution of cosmological perturbations is considered in the model with dynamical dark energy which non-gravitationally interacts with dark matter. The dark energy equation of state parameter (EoS) is varying in time and is parameterized by its adiabatic sound speed. Such model of interacting dark energy has advantages over model with constant EoS, because it avoids non-adiabatic instabilities of dark energy at radiation dominated epoch for certain types of interaction in dark sector. The stability conditions for solutions of equations of dark energy perturbations were derived. The impact of s…
2020-11-05 astro-ph.CO
Interacting model of new agegraphic dark energy: Cosmological evolution and statefinder diagnostic
状态探测器诊断是区分不同暗能量模型的有效方法。本文利用状态探测器参数对$\{r, s\}$研究了暗能量与物质组分相互作用的新年龄学暗能量模型,并研究了它的宇宙学演化.我们绘制了新的年龄暗能量模型的轨迹在不同的相互作用的情况下,在statefinder平面。因此,相互作用对宇宙演化的影响在状态发现图中显示出来。
2010-02-13 astro-ph.CO
Constraining interacting dark energy models with latest cosmological observations
$H_0$的局部测量与基于普朗克数据的$Λ$ CDM模型的预测存在矛盾。这种张力可能意味着暗能量在晚期宇宙中得到了加强。我们利用CMB、BAO、LSS、SNe、$H(z)$和$H_0$的最新宇宙学观测结果来约束几个相互作用的暗能量模型。我们的研究结果没有显示出暗能量和暗物质之间相互作用的显著迹象。$H_0$张力可适度缓解,但不能完全释放。
2016-08-16 astro-ph.CO
Cosmological Simulations of Multi-Component Cold Dark Matter
暗物质的性质是未知的。许多暗物质候选者都是量子混合粒子,但这种性质从未在宇宙学中得到解释。在这里,我们通过广泛的$N$ -体宇宙学模拟从第一性原理探索这种可能性,并证明了双组分暗物质模型与所有尺度的观测数据一致。在模拟中发现的暗物质晕中心的子结构的大量减少和密度分布的平坦化可以同时解决现代宇宙学的几个突出难题。该模型分享了“为什么是现在?“对所有自交互模型进行微调警告。对直接和间接探测暗物质的实验进行了预测。
2015-02-12 astro-ph.CO
Dark Radiation in extended cosmological scenarios
最近的宇宙学数据提供了一个“黑暗”的相对论背景在高统计意义的证据。然而,根据相对论自由度Neff的数量进行参数化,目前的数据似乎表明比基于三个活跃中微子的标准场景中预期的值更高。这种暗辐射成分的特征不仅在于其丰度,而且还在于其聚集特性,如其有效声速和粘度参数。因此,利用当前和未来的宇宙微波背景辐射数据,研究暗辐射性质与暗能量状态方程或标量谱指数的运行等关键宇宙学参数之间的相关性是至关重要的。我们发现,暗辐射的粘度参数不同于他们的标准值可能会被误解为一个不断发展的暗能量组件或作为一个运行的光谱指数的功率谱的原始波动。
2012-06-01 astro-ph.CO
Cosmological Simulation for Fuzzy Dark Matter Model
模糊暗物质(FDM),受到弦论的启发,最近成为暗物质的热门候选者。FDM的静止质量被认为是$\sim 10^{-22}$ eV,并且相应的德布罗意波是$\sim 1$ kpc。因此,FDM的量子效应在结构形成中起着重要作用。为了研究FDM模型中宇宙结构的形成,介绍了几种模拟技术。本文综述了FDM模型宇宙学模拟的现状和挑战。
2019-01-07 astro-ph.CO
A Fully Self-Consistent Cosmological Simulation Pipeline for Interacting Dark Energy Models
我们首次设计了一个完全自洽的模拟管道来研究暗物质和暗能量之间的相互作用。我们进行收敛性测试,并表明我们的代码是准确的不同尺度。利用普朗克、Ia型超新星、重子声学振荡(BAO)和哈勃常数观测所约束的参数,进行了宇宙学N体模拟。我们计算了四种不同的相互作用暗能量模型的物质功率谱和晕质量函数。除了暗物质密度分布外,我们还展示了暗能量的不均匀密度分布。有了这个新的模拟管道,我们可以进一步完善和约束相互作用的暗能量模型。
2018-11-05 astro-ph.CO
Dark energy in thermal equilibrium with the cosmological horizon?
根据黑洞热力学对宇宙学框架的推广,有可能定义宇宙视界的温度。关于暗能量与视界之间的热平衡假说一直被许多学者所考虑。我们发现这个假设对宇宙流体之间的能量转移率($Q_i$)的限制,假设视界的温度具有$T=b/2πR$的形式,其中$R$是视界的半径。我们更具体地考虑两种类型的暗能量:全息暗能量(HDE)和具有恒定EoS参数的暗能量($w$ DE)。在每种情况下,我们表明,对于一个给定的半径$R$,有一个独特的长期$Q_{de}$是一致的热平衡。我们还考虑的情况下,除了暗能量,其他流体(冷物质,辐射)是在热平衡的地平线。我们发现,这所需的相互作用项通常会违反能量守恒($\sum_i Q_i=0$)。
2013-09-09 astro-ph.CO
A new mechanism for dark matter generation from an interacting cosmological constant
我们提出了另一种暗物质产生的方案,从一个不断演变的宇宙学常数与宇宙的某些中间阶段的主导背景相互作用,并松弛到目前观测到的小值。这样,我们就可以看到,宇宙学常数与辐射或物质的相互作用可能产生宇宙中具有不同质量谱的暗物质密度,它们在宇宙微波背景辐射(CMBR)上具有特征性的弧形冻结特征。这种方法也为长期存在的宇宙学常数问题提供了一种可能的解决方案。
2012-12-28 astro-ph.CO
Instabilities in dark coupled models and constraints from cosmological data
耦合的暗物质-暗能量系统在早期和大尺度下会发生非绝热不稳定性。在这些程序中,我们考虑两个参数化的暗区相互作用。在第一个中,能量动量转移4-矢量平行于暗物质4-速度,而在第二个中,能量动量转移4-矢量平行于暗能量4-速度。在这些情况下,遭受非绝热不稳定性的耦合模型可以被识别为通用耦合Q和暗能量状态方程的函数。在我们的分析中,我们不涉及任何特定的宇宙场。然后,我们面对一个可行的模型,其中的相互作用是直接成正比的暗能量密度和哈勃速率参数最近的宇宙学数据。在这个框架中,我们表明,暗耦合和几个宇宙学参数之间的相关性允许一个更大的中微子质量比在非耦合模型。
2009-11-17 astro-ph.CO
Testing bound dark energy with cosmological parameter and fundamental constant evolution
一种新的束缚态暗能量(BDE)宇宙学被提出,其中暗能量是大爆炸后几十年凝聚的轻介子场之间的束缚能。据报道,正确的暗能量密度出现使用粒子物理学没有微调。仅这一点就使得BDE宇宙学值得进一步研究。这项工作着眼于宇宙学参数的演化和基本常数的值,以确定宇宙学的预测是否与观测相一致的晚时间BDE预测。这项工作考虑的时间段之间的比例因子为0.1和1.0。一个模型BDE宇宙学被认为是与当前的宇宙学参数值在观测范围内。计算使用了三个不同的值,即接近负一的当前暗能量状态方程。所有这三种情况下产生的宇宙学参数和基本常数的演化与观测约束一致。BDE和宇宙学参数之间的解析关系的开发,以确保一组一致的参数。
2019-10-10 astro-ph.CO
Cosmological constraints on dark matter models with velocity-dependent annihilation cross section
通过Sommerfeld或Breit-Wigner增强机制的暗物质湮灭模型,推导了具有速度依赖结构的暗物质湮灭截面的宇宙学约束.在湮灭截面随暗物质速度减小而增大的模型中,大爆炸核合成和宇宙微波背景给出了严格的限制。
2011-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Dark Matter: a Review (the April Fool Edition)
在过去的几十年里,关于暗物质的存在和性质的证据不断积累。根据候选粒子的不同,暗物质可以呈现出几种宇宙学定义的模型之一:热暗物质、冷暗物质、暖暗物质、自相互作用暗物质和模糊暗物质。在本文中,我回顾了这些模型的相关性和地位,是否有可能为一个以上的这些模型,每个构成的暗物质的一部分,并讨论了确定这些模型中的任何一个是否可以成功地描述我们自己的宇宙的属性和演化的前景。
2020-04-09 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological singlet diagnostics of neutrinophilic dark matter
粒子物理学的标准模型通过增加一个纯亲中微子暗区而得到扩展。结果表明,把标准模型中微子当作暗辐射的理论复活了。无菌中微子连接可见光区和暗区,即使在大爆炸核合成时代之后,它们之间的相互作用仍然有效。这种暗物质和标准模型中微子之间的长期接触解决了宇宙学标准模型中众所周知的小尺度结构问题。这项工作中提出的暗区满足粒子物理学和宇宙学的所有实验和观测约束。
2018-07-23 astro-ph.CO hep-ph
Excited Dark Matter versus PAMELA/Fermi
银河系中心多组分暗物质的激发被认为是低能正电子的来源,正电子产生了INTEGRAL观测到的过量511 keV伽马射线。这些模型也被用来解释PAMELA、费米/LAT和H.E.S.S.观测到的过量高能电子/正电子。实验我们调查是否一个模型可以同时适合所有三个异常,除了进一步的约束,从逆康普顿散射的高能轻子。我们发现模型,适合在暗物质质量M < 400 GeV的511 keV和PAMELA过剩,但不是费米轻子过剩。出现的冲突,因为更尖DM晕配置文件是需要匹配所观察到的511千电子伏的信号比是兼容的逆康普顿约束在较大的DM群众。
2010-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Non-thermalized dark matter is a cosmologically viable alternative to the widely studied weakly interacting massive particle. We study the evolution of the dark matter phase-space distributions arising from freeze-in and superWIMP production as well as the combination of both. Utilizing our implementation in CLASS, we investigate the cosmological imprints on the matter power spectrum, constrained by Lyman-$α$ forest observations. For the explicit example of a colored $t$-channel mediator model, we explore the cosmologically allowed parameter space highlighting the interplay of Lyman-$α$ constr…
2021-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性,冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数,这样的信息约束冷暗物质(CDM)的性质。我们称这种方法为修正的暗物质(MDM)。特别是,我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数,我们提供了一个理论上的理由,我们的MDM质量配置文件,并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明,CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Production of Superheavy Dark Matter and Associated Cosmological Signatures
我们研究了超哈勃质量暗物质在极早期宇宙中的引力产生。我们首先回顾最简单的情况下,暗物质主要是在慢卷膨胀。然后,我们继续考虑暗物质在暴胀和随后的宇宙演化之间的过渡期产生的情况。分别研究了光滑过渡和突变过渡的极限。计算了遗迹丰度和宇宙对撞机信号。
2019-03-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th