Dark matter model favoured by reionization data: 7 keV sterile neutrino vs cold dark matter
在银河系、仙女座星系和一些星系团中发现的3.5keV微弱窄发射线的一种可能解释是由7keV的惰性中微子组成的暗物质。这种无菌中微子暗物质的另一个特征可能是早期宇宙中更少的电离源（与标准的"冷暗物质"（CDM）场景相比），这应该会影响宇宙的再电离。利用再电离的半解析模型，比较了CDM模型和两种不同的7 keV无菌中微子暗物质模型（与3.5 keV谱线解释为衰变的暗物质谱线一致）与再电离时期的观测结果（包括普朗克天文台的电子散射光学厚度的最终测量结果）。我们发现CDM和7 keV的无菌中微子暗物质都很好地描述了这些数据。无菌中微子暗物质的总体拟合质量略好于CDM（使用$Δχ^2 \simeq 2-3$），尽管不可能根据给定的观测结果对这些模型进行可靠的区分。
2018-11-07 astro-ph.CO
Cold versus Warm Dark Matter simulations of a galaxy group
冷（CDM）和暖（WDM）的暗物质之间的差异，在一组星系的形成检查通过运行两个相同的模拟，在WDM的情况下，初始功率谱已被改变，模仿1 keV的暗物质粒子。CDM的初始条件被限制为在z = 0时再现正确的局部环境，在该环境中可能形成“本星系群”（LG）。两个模拟之间的两个显着的差异被发现。虽然在CDM的情况下，一组星系，类似于真正的LG形式，WDM运行未能再现一个可行的LG，而是形成一个弥漫的集团，这仍然是在z = 0扩展。这是令人惊讶的，因为由于在其功率谱中抑制了小尺度功率，WDM被天真地认为只会影响小晕的坍缩，而不一定会影响星系群尺度上的动力学。此外，晕心中重子的浓度在CDM中比在WDM中大，并且盘的性质不同。
2013-05-23 astro-ph.CO
CDM Accelerating Cosmology as an Alternative to LCDM model
在广义相对论框架下提出了一种新的仅由重子加冷暗物质驱动的加速宇宙学。在这个模型中，宇宙目前的加速阶段是由负压驱动的，描述了冷暗物质粒子的引力诱导粒子产生。这种情况下，只有一个自由参数和微分方程的比例因子的演变是完全相同的$Λ$ CDM模型。对于一个空间平坦的宇宙，如暴胀（$Ω_{dm}+Ω_{baryon}=1$）所预测的那样，发现有效观测到的物质密度参数是$Ω_{meff} = 1- α$，其中$α$是指定CDM粒子产生速率的常数参数。基于Union数据（2008）的超新星检验需要$α\sim 0.71$，以使$Ω_{meff} \sim 0.29$独立于弱引力透镜、大尺度结构和其他补充观测。
2009-11-30 astro-ph.CO
Nonlinear velocity power spectrum: modeling the cosmological dependence on the Hubble constant and cold dark matter density
Université de Genève（日内瓦大学）；Universitat de Barcelona (ICCUB)（巴塞罗那大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文针对ΛCDM宇宙学k<1/Mpc的情况，提出速度功率谱的半解析模型，建模h和Ω_cdm的依赖关系，精度优于2.5%，发现非线性尺度上速度功率谱与Ω_cdm无关，模型的Python实现已公开。
2026-08-18 astro-ph.CO
Universal subhalo accretion in cold and warm dark matter cosmologies
通过观测暗晕的角入射模式，可以研究大尺度结构对主晕的影响。特别是，由于温暖和寒冷的暗物质宇宙学预测不同的丰度和内部性质的晕在质量函数的低质量端，这是有趣的，以检查是否有差异，这些低质量的晕是如何吸积。吸积事件被定义为晕成为子结构的时刻，即当它穿过其宿主的维里半径时。我们量化的剪切张量的宇宙网络在每个点和检查，相对于其本征向量，这样的吸积事件发生在冷（$Λ$ CDM）和温暖（1千电子伏无菌中微子WDM）暗物质宇宙模型。我们发现，CDM和WDM的subhalos优先吸积沿主轴的剪切张量对应的最弱的崩溃方向。光束强度受宿主和次晕质量以及吸积事件发生时的红移调制。尽管在高红移处，最大质量的主晕和次晕最强，但我们发现优先下降总是与最弱坍缩的轴对齐，因此我们说它具有普适性。我们比较了在WDM宇宙学中的光束强度与在$Λ$ CDM场景中发现的光束强度。虽然主要的发现保持不变，但在所有红移中，WDM模型中最大质量宿主晕的吸积似乎比$Λ$ CDM宇宙学中的吸积更多。
2017-09-04 astro-ph.CO
The Mass-Concentration-Redshift Relation of Cold and Warm Dark Matter Halos
我们利用一套宇宙学模拟来研究暗物质晕的质量-浓度-红移关系$c({\rm M},z)$。我们的模拟包括标准的$Λ$ -冷暗物质（CDM）模型，以及与热暖暗物质（WDM）方案一致的截断功率谱的额外运行。我们发现，CDM和WDM晕的质量分布是自相似的，以及近似的Einasto配置文件。CDM晕的$c({\rm M},z)$关系是单调的：在红移不变的情况下，浓度随维里质量的增加而减小;在红移不变的情况下，浓度随维里质量的增加而减小。CDM晕的质量吸积历史（MAH）也是无标度的，可以用来直接推断浓度。这些结果并不适用于WDM晕：他们的MAH不是无标度的，因为功率谱抑制所施加的特征尺度。此外，WDM $c({\rm M},z)$关系是非单调的：浓度在截断尺度决定的质量尺度处达到峰值，并在更高和更低的质量处降低。我们表明，组装历史的晕仍然可以用来推断其浓度，只要被认为是其祖先的总质量（“崩溃的质量历史”; CMH），而不仅仅是它的主要祖先。这利用CMH的无标度性质，导出一个简单的标度，再现质量浓度红移关系的CDM和WDM晕的质量和红移的巨大范围内。因此，我们的模型提供了一个强大的帐户的质量，红移，宇宙学和功率谱依赖的暗物质晕浓度。
2016-05-10 astro-ph.CO
A New Unified Dark Fluid Model and Its Cosmic Constraint
本文提出了一个新的统一暗流体模型，其状态方程为$w(a)=-α/(βa^{-n}+1)$，其中广义Chaubergin气体模型为特例，其中$α$，$β$和$n$为三个正数.很明显，当$α=1$、$β=(1-B_s)/B_s$和$n=3(1+α)$时，该模型简化为具有EoS $w(a)=-B_s/(B_s+(1-B_s)a^{-3(1+α)})$的gCg模型。通过结合冷暗物质和宇宙学常数，我们可以创造出一个统一的暗流体的EoS，其形式为$w(a)=-1/(1+(1-Ω_Λ)a^{-3}/Ω_Λ)$。通过这些观察，当模型参数$α$和$n$分别偏离1和3时，我们提出的EoS提供了与$Λ$ CDM模型的可能偏差。利用现有的Ia型超新星（SNIa）Union2.1、重子声振荡（BAO）和宇宙微波背景辐射（CMB）观测资料，我们检验了该模型的可行性，并探测了$Λ$ CDM模型的可能贡献。结果表明，新的UDF模型与$Λ$ CDM模型和宇宙观测结果相吻合，在$3σ$置信水平上与$Λ$ CDM模型没有偏差。然而，我们的新的UDF模型可以给出一个非零的声速，作为对比，这是零的$Λ$ CDM模型。我们期望大的结构形成信息可以区分新的UDF模型从$Λ$ CDM模型。
2012-10-19 astro-ph.CO
Structure formation in a $Λ$ $viscous$ CDM universe
暗物质作为耗散成分的可能性代表了标准观点的一种选择，其中冷暗物质（CDM）粒子在大尺度上表现为理想流体。通过在暗物质的描述中加入一个物理机制，比如粘性，我们构建了一个更现实的宇宙模型。此外，标准CDM模型的已知小尺度病理学消失或变得不那么严重。我们研究了$Λ$类CDM模型的成簇性质，其中暗物质被描述为一种大体积粘性流体。给出了线性功率谱、非线性球“顶帽”坍缩和质量函数。我们使用这样的结构形成工具的分析，以放置在暗物质的粘度的大小的上限。
2014-10-12 astro-ph.CO
A Radio Astronomy Search for Cold Dark Matter Axions
近年来，对轴子的研究取得了进展，对冷暗物质（CDM）轴子、相对论性太阳轴子和超轻轴子的实验室研究成为大量文献的主题。特别是，作为CDM候选的轴子的兴趣已被其潜在的占所有的推断值的$Ω_{DM} \sim 0.26$在标准$ΛCDM$模型的动机。事实上，$Ω_{DM} \sim 0.26$的值可以由轻轴子提供。我们调查的可能性补充现有的轴子搜索实验与射电望远镜观测，试图检测轴子转换天体物理磁场。从大规模天体物理环境中寻找CDM轴子信号提供了新的挑战，磁场结构在相互作用的速率和所观察到的光子的性质中起着至关重要的作用。然而，随着无线电波段（200 MHz-200 GHz）的预测频率和可区分的光谱轮廓，下一代射电望远镜可能会提供新的探测机会。SKA-mid望远镜的计划频率范围为0.4 - 13.8 GHz，最佳灵敏度范围为$\sim$ 2 - 7 GHz。考虑到在$\sim 500$ MHz下的观测，基于24小时积分时间，极限灵敏度预计为$\sim 0.04$ mK。这与使用SKA第一阶段望远镜预测的$\sim 0.04$ mK的CDM轴子全天空信号温度以及使用第二阶段计划的（1 km）$^2$收集区域高达$\sim 1.17$ mK的CDM轴子全天空信号温度进行了比较。
2017-08-04 astro-ph.CO
Finding new signature effects on galactic dynamics to constrain Bose-Einstein-condensed cold dark matter
如果宇宙学冷暗物质（CDM）由足够轻的玻色子组成，它们的相空间密度超过1，它们将构成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这种BEC-CDM作为量子流体的性质可以动态地将其与CDM的标准形式区分开来，后者涉及纯引力相互作用的非相对论粒子的无碰撞气体。我们总结了一些BEC-CDM的动力学性质，可能会导致可观察到的签名在星系晕和粒子质量和自相互作用耦合强度，结果与观察到的星系的比较，目前的一些界限。
2014-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
Warm Dark Matter meets Cold Dark Matter Isocurvature
本文提出蓝倾斜冷暗物质等曲率扰动可放宽暖暗物质质量下限至600 eV，并通过N体模拟评估其对小尺度结构的影响。
2025-08-05 astro-ph.CO
Cold dark matter subhaloes at arbitrarily low masses
冷暗物质（CDM）宇宙学模型的一个定义性预测是存在一个非常大的低质量晕群，低至行星大小的质量。然而，当它们被吸积到更大数量级的晕上时，它们的命运仍然是根本不确定的。一些数值探索发现，subhaloes是非常有弹性的潮汐，但分辨率的限制，很难探索潮汐演变在任意低的质量。严重剥离的浅晕的结构特性是什么？潮汐效应是否会破坏低质量CDM亚晕？在这里，我们专注于宇宙动力的subhaloes轨道CDM主机，并表明，subhaloes的任何初始质量可以剥离到任意小的质量分数。我们表明，以前的数值结果可以复制一个简单的模型，描述潮汐演变为一个渐进的“剥离”的能量空间和随后的re-virialization。在所有质量下，潮汐加热都可以有效地被忽略，因为它的重要性i）对于吸积时质量减小的次晕不会增加，并且ii）随着剥离的进行，它会减少。这使我们能够预测分析的结构特性的subhaloes与任何初始质量和任意程度的质量损失。假设CDM晕有中心发散的密度分布和近似各向同性的相空间分布，我们的研究结果证明，非常低的质量的subhaloes是一个强大的预测的CDM模型：作为晕，CDM subhalo人口扩展和丰富的非常低的质量。
2021-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Cold dark matter haloes in the Planck era: evolution of structural parameters for Einasto and NFW profiles
本文从普朗克卫星出发，讨论了宇宙学中弛豫冷暗物质晕结构的演化。我们的模拟涵盖了50年的晕质量，从矮星系到星系团。由于物质密度和功率谱归一化的增加，普朗克宇宙学中的浓度质量关系在红移z=0处的归一化比WMAP宇宙学高20%。我们证实，CDM晕更好地描述了Einasto配置文件，例如，在星系半光半径附近的尺度CDM晕有显着陡峭的密度分布比暗示NFW拟合。在固定的晕质量下，Einasto形状参数的分散度为0.2 dex，进一步增加了CDM晕轮廓的多样性。在我们的模拟中的浓度质量关系的演变是没有重现的任何分析模型在文献中。因此，我们提供了一个简单的拟合公式，准确地描述了红移z=5到z=0之间的演化NFW和Einasto拟合。最后，观测到的浓度和晕质量的旋涡星系，集团和星系团在低红移与我们的模拟吻合得很好，表明只有温和的晕反应星系形成在这些尺度上。
2014-04-29 astro-ph.CO
Analytical growth functions for cosmic structures in a $Λ$CDM Universe
宇宙学流体方程描述了冷暗物质（CDM）的早期引力动力学，暴露于暗能量的均匀分量，宇宙学常数$Λ$。流体方程的微扰预测通常假设$Λ$对CDM的影响可以通过线性密度波动的精细增长模式$D$来封装。在这里，我们解决了，任意高扰动阶，非线性流体方程与{ \it Answer}的流体变量在增加的权力$D$。我们表明，$Λ$开始填充的解决方案，在这个严格的$D$ -扩展在第五阶开始。通过应用适当的重定技术，我们重铸这些解决方案，以一个标准的微扰系列，而不是$D$，但基本上是初始引力势作为簿记参数内的扩展。然后，利用标准微扰理论中的二阶和三阶精细增长函数，确定了单圈精度的物质功率谱以及首阶对物质双谱的贡献。我们发现，采用我们改进的增长函数的影响，总功率和双谱的精度低于百分之一，在后期。然而，对于功率谱，我们发现一个特征的尺度依赖的抑制，这是相当相似的大规模中微子宇宙学中观察到的。因此，我们建议使用我们改进的增长函数，以减少分析相关管道中数据的理论不确定性。
2022-08-25 astro-ph.CO
Do WMAP data favor neutrino mass and a coupling between Cold Dark Matter and Dark Energy?
在暗能量（DE）是一个自相互作用的标量场的宇宙学框架内，我们同时考虑了CDM-DE耦合和非零中微子质量。在它们的0- 0版本中，即在没有耦合和中微子质量的情况下，这些宇宙学提供了对WMAP、SNIa和深星系样品光谱的极好拟合，至少和\LambdaCDM一样好。当新的自由度是开放的，我们发现，CDM-DE耦合和显着的中微子质量（~0.1eV每ν物种）至少是可能的0- 0选项，在某些情况下，甚至统计上有利。结果是通过使用蒙特卡罗马尔可夫链的方法。
2009-02-16 astro-ph.CO
Kinematics of Milky Way Satellites in a Lambda Cold Dark Matter Universe
我们调查的subhalos的Lambda CDM星系晕是否有潜力与银河系卫星，特别是那些高质量的光度和运动学数据：天炉座，狮子座I，雕刻家，六分仪，船底座的观测属性一致。我们比较了球形模型与各向同性速度色散张量的观测，圆形平均星计数，视线速度色散曲线和视线速度分布。我们确定内的六个高分辨率的暗物质晕的宝瓶座项目的球平均电位结果非常适合每个五个星系的subhalos。特别是，我们简单的一个积分模型再现了内部区域的观测结果，证明这些数据与Lambda-CDM的预期完全一致，并且不需要核心暗物质分布。对于五颗卫星中的四颗，拟合需要适度尖化的{ \it恒星}密度剖面。然而，狮子座I的恒星计数数据确实需要恒星计数的核心分布。目前的数据表明，这五颗卫星可能由Lambda CDM subhalos承载，最大圆周速度在10至30公里/秒之间。
2010-03-22 astro-ph.CO
Massive Milky Way Satellites in Cold and Warm Dark Matter: Dependence on Cosmology
我们调查的索赔，最大的subhaloes在高分辨率无耗散冷暗物质（CDM）模拟银河系的动态不一致的观测最明亮的卫星。我们发现，这种不一致性主要是由于在产生过早形成的卫星的不一致模拟中采用了较大的σ_8和n_s值，因此过于密集。我们发现观测和模拟之间的紧张关系，采用与WMAP 9一致的参数，大大减少了卫星CDM的敏感测试。我们发现通过Lactea II晕是非典型的晕在WMAP 3宇宙学中，我们归因于其形成时代比其质量的平均值的差异。我们还探讨了温暖的暗物质（WDM）宇宙学的1- 4千电子伏的热遗迹。在1千电子伏的宇宙学subhaloes有圆速度在kpc尺度~ 60%低于他们的CDM同行，但减少了只有10%，在4千电子伏的宇宙学。由于银河系卫星和莱曼-α森林数量的限制，排除了< 2-3 keV的遗迹质量，因此WDM在降低大质量卫星的密度方面作用较小。由于银河系的质量和形成时代的不确定性，需要减少与重子效应或WDM的卫星密度减轻。
2013-10-01 astro-ph.CO
The evolution of a primordial binary black hole due to interaction with cold dark matter and the formation rate of gravitational wave events
本文研究了一个由成团冷暗物质（CDM）引力相互作用引起的二元原初黑洞（PBH）轨道参数的形成和演化问题。质量和初始分离的值，这是适当的问题，解释的LIGO/处女座事件合并二进制PBH。我们认为辐射为主和CDM为主的发展阶段，使用数值和半解析方法。我们表明，在我们的数值模拟结束时，二进制的半长轴减少了约一百倍，而它的角动量减少了十倍，在标准值相比，不考虑与CDM集群的影响。我们检查我们的结论几乎不受数字假象的影响。我们估计合并率的二进制PBH由于发射的引力波在目前的标准情况下，当与集群的影响被忽略，并在情况下，当他们被考虑在内，并显示，这些影响可能会增加合并率至少由$6-8$倍的标准估计相比。这又意味着PBH的质量分数$f$应小于之前的假设。
2022-06-06 astro-ph.CO
Primordial Black Holes from CDM Isocurvature Perturbations
我们表明，原始的黑洞可以产生从大的等曲率扰动的冷暗物质的崩溃。我们开发了一种新的程序来计算所产生的黑洞丰度通过研究匹配扰动的物质只有宇宙，我们用我们的程序来翻译观测约束黑洞丰度到模型无关的约束冷暗物质等曲率扰动在很宽的尺度范围内。对原始扰动典型振幅的约束在小尺度上比线性减弱稍慢。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc
Quasi-spherical collapse of matter in $Λ$CDM
我们报告的宇宙流体方程的新的精确的解析解的结果，即初始条件的情况下，扰动接近一个球形的顶帽配置文件。要做到这一点，我们使流体描述的拉格朗日坐标的方法，并证明收敛的泰勒级数表示的拉格朗日位移场，直到崩溃的时间（“壳交叉”）。这使得准球形崩溃的时间，这是发生一般早于在球形的情况下，确定。出于教学的原因，计算首先给出了一个空间平坦的宇宙，只充满了冷暗物质（CDM）的非相对论成分。然后，该方法被更新为一个$Λ$ CDM宇宙，包括宇宙学常数$Λ>0$。
2019-02-27 astro-ph.CO
Head-on collisions of fuzzy/cold dark matter subhalos
本文通过正面碰撞模拟对比模糊暗物质与冷暗物质子晕，发现FDM因引力冷却导致更显著的速度减小，表明FDM可解释子弹星系团等碰撞现象并作为CDM的有力替代模型。
2025-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disformal couplings in a $Λ$CDM background cosmology
这里处理具有非形式耦合的耦合精粹模型以模拟$Λ$ CDM背景。使用这种方法，不需要指定精髓潜力。该模型考虑了一个通用的流体耦合到精华，这是指定为暗物质或相对论流体。背景由一个宇宙学常数和另一个非耦合的通用流体，以满足三个研究方案。本文研究了耦合quintessence模型的宇宙动力学，其非正式耦合依赖于两种流体的状态方程。的情况下，即两个通用的流体是暗物质，进一步分析了模拟模型的膨胀历史。分析证实，质量规模的精髓影响的非正式的动力系统，这是描绘了一个有效的共形耦合的演变特性。
2021-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Phase-space structure of cold dark matter halos inside splashback: multi-stream flows and self-similar solution
利用宇宙学$N$ -体模拟中吸积粒子在晕上的运动，研究了冷暗物质（CDM）晕的径向相空间结构。在CDM宇宙学中，维里化晕的形成通常会产生径向焦散，然后在晕内产生吸积暗物质的多流流动。特别是，称为回溅半径的最外焦散的半径在密度分布的斜率中表现出急剧下降。在这里，我们专注于多流结构的CDM晕内的溅回半径。为了分析这一点，我们使用和扩展的SPARTA算法开发的Diemer。通过跟踪吸积到晕上的粒子轨迹，我们计算出它们的远心通道数，然后用它来揭示暗物质粒子的多流流动。由此产生的径向相空间中的多流结构进行比较，由Fillmore和Goldreich为每个晕的自相似解决方案的预测。我们发现，$\sim30\%$的模拟晕满足我们的标准被视为是很好地拟合的自相似的解决方案。自相似解中的拟合参数表征晕的物理性质，包括质量吸积速率和最外焦散的大小（即，回溅半径）。我们详细讨论了这些拟合参数和直接从$N$ -身体模拟中提取的其他措施的相关性。
2020-02-10 astro-ph.CO
Using the Milky Way satellites to study interactions between cold dark matter and radiation
冷暗物质（CDM）模型在小尺度上面临着持续的挑战。特别是，从表面上看，该模型大大高估了银河系周围卫星星系的数量。解决这一问题的努力仍然存在争议，甚至导致一些国家完全放弃清洁发展机制。然而，当前的模拟受到暗物质仅感受到重力的假设的限制。在这里，我们表明，包括CDM和辐射（光子或中微子）之间的相互作用，导致卫星星系的数量急剧减少，减轻银河系卫星的问题，并表明物理引力以外的可能是必不可少的小尺度上的结构形成的准确预测。这里介绍的方法给出了暗物质相互作用的限制，显着改善了那些从宇宙微波背景。
2014-08-19 astro-ph.CO hep-ph
New Cold Dark Matter Crisis Revealed by Multiscale Cluster Lensing
Yale University（耶鲁大学）
通过强弱透镜数据研究星系团子结构，发现子暗物质晕的密度分布与CDM预测不符，暗示需要新的暗物质模型。
2026-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Effect of Massive Neutrinos on the Position of Cold Dark Matter Halo: Revealed via Delaunay Triangulation Void
通过对冷暗物质（CDM）和中微子粒子共同演化的宇宙学$N$ -体模拟，我们发现了大质量中微子对CDM晕空间分布的局域效应，反映在Delaunay三角网（DT）空洞的性质上。较小的空洞通常位于中微子丰度较高的区域，因此它们周围的晕受到更强的中微子自由流的影响。这使得空洞更大（周围的光晕被冲到空洞中心之外）。相反，较大的空洞通常位于中微子丰度较低的区域，因此它们周围的晕较少受到中微子自由流的影响，使空洞变小（周围的晕被挤压向空洞中心）。晕的空间分布的这一特征变化抑制了2点关联函数的规模$\sim$ 1兆秒差距$/h$晕和显着倾斜的DT空隙，作为可测量的中微子效应在当前或未来的星系调查的数函数。
2017-11-04 astro-ph.CO
Axion as a Cold Dark Matter Candidate: Proof to Second order
我们证明了在包括超视界尺度在内的所有宇宙学尺度中，作为相干振荡标量场的轴子对于二级微扰都起着冷暗物质（CDM）的作用。证明是在轴子随动规范中进行的。对于正则质量，轴子压力项只在小于太阳系大小的尺度上导致偏离CDM。在如此小的尺度之外，轴子流体的方程与基于CDM随动规范的CDM方程相同，与二阶牛顿方程完全相同。我们还表明，轴子流体不产生旋转（矢量型）扰动，甚至到二阶。因此，在轴子流体的情况下，我们有相对论/牛顿对应的第二阶，即使考虑旋转微扰。我们的分析是在存在宇宙学常数的情况下进行的，并且可以很容易地推广到包括流体和场的其他组分的实际情况。
2013-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The radio telescope search for the resonant conversion of cold dark matter axions from the magnetized astrophysical sources
研究了在天体物理源强磁场（如中子星磁层中的磁场）存在下，冷暗物质（CDM）轴子绝热共振转换为光子的条件。我们证明了即将到来的射电望远镜，如SKA（平方公里阵列）可以探测这些光子信号的CDM轴子的可能性。
2018-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Coupling between cold dark matter and dark energy from neutrino mass experiments
我们考虑的宇宙学模型与动力学暗能量（dDE）耦合到冷暗物质（CDM），同时允许中微子的质量。使用MCMC方法，我们比较这些模型与广泛的宇宙学数据集。我们发现这种耦合强度和中微子质量之间有很强的相关性。当BAO数据包括在分析中时，这种相关性仍然存在。然后，我们添加粒子实验的$ν$质量的先验。声称从海德堡-莫斯科无中微子双$β$衰变实验中检测到$ν$质量意味着7-$8 σ$检测到CDM-DE耦合。类似地，从即将到来的KATRIN氚$β$衰变实验中检测到$ν$质量将意味着在暗扇区中安全检测到耦合。以前试图用这种可能的$ν$质量数据来适应宇宙现象学的尝试求助于$w < -1$ eoS。我们比较这样的选项与耦合选项，发现后者允许一个巨大的改进。
2010-02-16 astro-ph.CO
Mass accretion rates and multi-scale halo environment in cold and warm dark matter cosmologies
我们研究了冷和暖暗物质（CDM和WDM）宇宙学模拟中暗晕质量吸积的演化环境依赖性。后者使我们能够探测在WDM半模质量以下的尺度上的晕生长的性质，这形成了非线性无碰撞动力学的极端制度，并提供了一个很好的测试平台，有关分层增长的想法。作为环境代用指标，我们使用局部晕中心物质密度$δ$和潮汐各向异性$α$，以及大尺度晕偏差$b_1$。我们的分析，同时再现已知的趋势，环境依赖的吸积在CDM，以及吸积在CDM和WDM之间的比较，揭示了几个有趣的新功能。正如预期的偏移集模型，WDM晕有较高的特定吸积率，占主导地位的吸积扩散质量，相比CDM晕。对于低质量WDM晕，我们发现，环境依赖的扩散质量吸积以及吸积合并几乎完全解释了$α$。对于其他情况，$δ$至少起着相当的作用。我们检测到，第一次，一个显着的和不断发展的装配偏差，由于扩散质量吸积低质量CDM和WDM晕（后不包括回溅对象），与$z=0$强度高于几乎所有已知的次要变量，并在很大程度上解释了$α$。我们的研究结果限制了半解析合并树算法，这反过来又会影响基于它们的星系演化模型的预测。
2022-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The core-cusp problem in cold dark matter halos and supernova feedback: Effects of Mass Loss
冷暗物质（CDM）宇宙学的标准范式所预言的理论和观测之间的矛盾，核心尖点问题仍然是未解决的矛盾之一。为了解决这个问题，我们进行N体模拟研究的非线性响应的CDM晕的变化引起的引力势气体从星系中心的删除。在这项研究中，我们专注于气体喷射的时间尺度，这是强烈相关的恒星活动，并证明它是在决定CDM晕的动力学响应的关键因素之一。模拟结果表明，暗物质晕质量密度分布的幂低指数与质量损失的时间尺度相关，短时间质量损失比长时间质量损失时更平坦.然而，它仍然大于典型的观测值;换句话说，在模拟中，任何质量损失模型的中心尖点仍然存在。此外，对于缓慢的质量损失的情况下，最终的密度分布的暗物质晕恢复普遍的密度分布预测的CDM宇宙学。因此，由恒星反馈驱动的质量损失可能不是一个有效的机制，以扁平的中央尖。
2011-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of dark energy sound speed and equation of state on CDM power spectrum
研究了暗能量扰动的物态方程$w$和有效声速$c_e$对冷暗物质（CDM）功率谱的影响，在不同物态方程和有效声速的情况下，发现冷暗物质功率谱一般都比$Λ$ CDM模型受到抑制.不同长度尺度下的抑制作用取决于$w$和$c_e$的大小，不同的$w$对不同长度尺度下的抑制作用不同。声速的影响只在中等长度尺度下才能明显看到，在比哈勃尺度大得多和小得多的尺度上可以忽略不计。
2014-07-15 astro-ph.CO gr-qc
The $Λ$ and the CDM as integration constants
众所周知，标准$Λ$ CDM宇宙学模型的两个主要问题是宇宙学常数$Λ$和冷暗物质CDM。本文表明，$Λ$和CDM都是在洛伦兹规范理论中从第一性原理仔细推导爱因斯坦方程时作为积分常数出现的。宇宙的暗区可能只反映了自发对称性破缺的几何结构，而这种破缺是时空和观测者存在的必要条件。
2021-03-09 astro-ph.CO gr-qc
The stellar distribution in ultra-faint dwarf galaxies suggests deviations from the collision-less cold dark matter paradigm
基于哈勃望远镜对六个超微弱矮星系恒星分布的观测，发现其核心结构与无碰撞冷暗物质引力势不符，表明暗物质粒子间碰撞或替代模型塑造了这些星系。
2024-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
CDM/baryon isocurvature perturbations in a sneutrino curvaton model
物质等曲率扰动严格地受到宇宙微波背景观测的限制。研究了一个同时产生冷暗物质（CDM）和重子等曲率扰动的超中微子曲率模型。在我们的模型中，总物质等曲率扰动减少，因为CDM/重子等曲率扰动相互补偿。我们表明，该模型不仅可以避免严格的观测约束，而且还可以抑制大尺度上的温度各向异性，从而提高与观测的一致性。
2014-09-05 astro-ph.CO hep-ph
The structure and evolution of cold dark matter halos
在标准宇宙学模型中，一种神秘的冷暗物质（CDM）成分主导着结构的形成。CDM晕形成的数值研究已经产生了一些强大的结果，允许独特的测试的层次聚类范式。从矮星系到星系团，晕的普遍性质，包括它们的质量分布和亚结构性质与观测数据大致一致。解析晕的精细结构使我们能够对正在进行的和计划中的直接和间接暗物质探测实验进行预测。虽然纯CDM晕的模拟现在非常准确，并且一致性很好（最近声称的差异在本文中详细讨论），但我们仍然无法对星系形成以及暗物质分布在此过程中的变化做出可靠的定量预测。虽然观测和模拟之间的差异一直是文献中争论不休的主题，但为了充分测试CDM范式，需要更详细地了解星系形成和演化。无论暗物质粒子的真实性质是什么，它的成团性质必须与冷中性伴子粒子没有太大的不同，以保持模型在匹配大尺度结构数据和晕的整体性质方面的所有成功，这些数据大多与观测结果吻合得很好。
2009-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for non-cold dark matter from DESI DR2 measurements
利用DESI DR2的BAO数据，研究发现暗物质状态方程参数偏离零，支持非冷暗物质，且低红移数据驱动该偏好，与ΛCDM模型存在张力。
2025-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A Realistic Cosmology Without Cold Dark Matter
我们提出了一个新的框架统一冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND），以解决各自的问题，在银河系尺度和大尺度结构的形成。在我们的框架中，暗物质在大尺度上成团，但在银河系尺度上却不是。这种暗物质行为的环境依赖性是由一个矢量场控制的，这也产生了星系中的MOND效应。我们发现，在这个框架中，只有一个单一的质量尺度需要被引入到CDM，MOND和暗能量的现象。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The galaxy population in cold and warm dark matter cosmologies
我们使用一对高分辨率的N体模拟实现两个暗物质模型，即标准的冷暗物质（CDM）宇宙演化和温暖的暗物质（WDM）的替代品，其中的暗物质粒子是一个1.5 keV的热遗迹。我们将这些模拟与GALFORM半解析星系形成模型相结合，以探讨由此产生的星系种群之间的差异。我们使用GALFORM模型的CDM和WDM的变种，导致在相同的z=0星系恒星质量函数的建设。我们发现，大多数研究的星系属性在这两个模型中具有相同的值，这表明两种暗物质方案都与当前的观测数据同样匹配。即使在低密度区域，CDM和WDM之间的结构形成差异预计是最明显的，星系的性质也只是略有不同。我们发现的局部宇宙中唯一显着的差异是在“局部星系”的星系群中，即模拟银河系类似物周围半径为1至8Mpc的区域。在这样的区域中，我们的WDM模型提供了一个更好的匹配，以观察到的本地星系数计数，是五倍以上的可能性比CDM模型预测子区域内，是空的观察到的本地虚空。因此，一个高度完整的本地体积普查和未来的调查空洞区域可以提供限制的性质暗物质。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Cusp-core problem and strong gravitational lensing
对星系形成的宇宙学数值模拟显示，纯冷暗物质晕向中心的密度分布呈尖形，这与以冷暗物质为主的矮星系和低表面亮度盘状星系的自转曲线观测结果存在明显的矛盾，后者倾向于具有平坦中心核的质量分布。近年来，人们为解决这个尖点-核问题做了大量的工作，其中重子-冷暗物质相互作用被认为是消除冷暗物质（CDM）尖点的主要物理机制。很明显，重子-冷暗物质的相互作用并不仅仅是为CDM主导的盘星系定制的，而是为所有类型的盘星系定制的，包括巨大的椭圆星系。我们首先用Burkert剖面拟合最近的高分辨率自转曲线观测值，然后用约束的核尺寸-晕质量关系计算透镜频率，并将预测结果与强透镜观测值进行比较。不幸的是，事实证明，盘状星系旋转曲线限制的核心尺寸无法外推到巨型椭圆星系。我们的结论是，在标准宇宙学范式中，重子-冷暗物质相互作用不是星系形成的普遍机制，因此，它们不能真正解决尖核问题。
2009-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The phenomenology of the external field effect in cold dark matter models
在广义相对论中，自引力系统在外部引力场中自由落体时的内部动力学不应依赖于外部场的强度。最近的工作声称使用星系旋转曲线数据的“外场效应”（EFE）的统计检测。我们发现，在旋转曲线分析的不确定性和不准确性在公布的基于模拟的外部场估计妥协的意义声称EFE检测。我们进一步分析表明，一个定性相似的统计信号，事实上，预计在$Λ$ -冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙没有任何违反强等效原理。相反，这种信号的出现仅仅是因为星系聚集强度和星系内在属性之间的内在相关性。我们明确地证明了在一个$Λ$ CDM宇宙的重子化模拟目录的效果。虽然类EFE信号的检测本身并不是GR之外物理学的证据，但我们的工作表明，外部场强与径向加速度关系的形状之间的类EFE相关性的$\textit{sign}$可用于探索新的物理学：例如，在MOND中，预测的符号与我们的$Λ$ CDM模拟中的符号相反。
2022-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Degeneracy between CCDM and $Λ$CDM cosmologies
在线性微扰水平上研究了冷暗物质宇宙学模型的产生。显式计算的偏度和结果进行比较，从$Λ$ CDM模型。它明确表明，这两个模型具有相同的签名的偏度，不能区分使用这个观察。
2014-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Experimental Search for Hidden Photon CDM in the eV mass range with a Dish Antenna
报道了一种利用碟形天线寻找暗光子冷暗物质的新方法。根据测量结果，我们没有发现HP CDM存在的证据，并将隐藏光子质量$m_γ= 3.1 \pm 1.2$ eV的光子-HP混合参数$χ$的上限设定为$\sim 6\times 10^{-12}$。
2015-04-01 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Cosmological perturbation theory for baryons and dark matter I: one-loop corrections in the RPT framework
我们推广了Crocce & Scoccimarro（2006 a）的“重整化”微扰理论（RPT）形式，以处理宇宙中的多种流体，在这里，我们提出了单圈水平的计算。我们将这种方法应用于重子和冷暗物质（CDM）扰动的非线性演化，从不同的初始条件。在目前的结构形成模型中，标准做法是将重子和CDM视为有效的单组分流体。在这个近似中，我们使用了一个加权和的晚期重子和CDM转移函数来设置初始条件。在这里，我们探讨这种方法是否可以用于高精度的工作。我们表明，即使是一个纯线性的治疗，有一个大规模的尺度依赖的重子和CDM之间的偏差为WMAP 5宇宙学。直到今天，这种偏差都大于1%，因为引力松弛使它趋向统一。使用RPT形式主义，我们测试这种近似的非线性制度，并表明，CDM功率谱在2-组分流体中的不同，从一个1-组分的流体中得到的约3%的尺度上的顺序k~0.05 h/Mpc在z=10，和~0.5%在z=0。然而，对于重子的情况更糟，我们发现，在z=10时，在k~0.05 h/Mpc尺度上，功率谱被抑制了~15%，在z=0时，相对于总物质，功率谱被抑制了~3-5%。重要的是，除了谱的抑制，重子声振荡（BAO）被放大的重子和CDM谱阻尼。因此，高精度的重子模型不能通过CDM单独的模拟探测; BAO的探测意义将在研究重子物质的探针中被放大。总质量可以在任何时候使用单组分流体方法精确建模。（节录）
2009-12-18 astro-ph.CO hep-th
Towards A Realistic Dipole Cosmology: The Dipole $Λ$CDM Model
本文提出偶极$\Lambda$CDM模型，在偶极宇宙学框架下实现多独立流动流体成分，发现辐射与物质相对流动晚期可增强并贡献CMB偶极子，探讨其对晚期宇宙学张力的意义。
2023-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining decaying dark matter with the effective field theory of large-scale structure
我提出的第一个限制衰变冷暗物质（DCDM）模型由于有效场论的大尺度结构（EFTofLSS）适用于BOSS-DR 12数据。考虑了DCDM的两个唯象模型：i）一部分冷暗物质（CDM）衰变为寿命为$f_{\rm dcdm}$的暗辐射（DR）模型;（二）模型（最近被建议作为$S_8$张力的潜在解决方案），其中所有CDM以一生的$τ$衰变为DR和大量温暖的暗物质（WDM）粒子，与一小部分$\varepsilon$的CDM静止质量能量转移到DR。我讨论的EFTofLSS约束的DCDM模型建议解决的$S_8$紧张局势的影响。
2022-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Analytical solutions of accreting black holes immersed in a Lambda-CDM model
在Schwarzschild度规的测试流体模型中，考虑到两种流体的宇宙学演化，以封闭形式计算了嵌入在充满暗能量和冷暗物质的宇宙中黑洞质量的演化.结果准确地描述了吸积如何从物质主导的渐近切换到λ主导的制度。在早期，黑洞的质量由于暗物质的吸积而增加，而在后期，质量的增加随着暗能量的吸积而停止。因此，在这个简单的精确模型中，以前分析的非物理行为得到了改善。
2010-08-25 astro-ph.CO gr-qc
Semi-analytic Inference of Satellite Densities in the Cold Dark Matter Model Part I. Comparison to Ultra-faint Dwarf Kinematics
Leinweber Institute for Theoretical Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校莱因韦伯理论物理研究所）；Theoretical Physics Group, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室理论物理组）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of California - Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）
本研究通过半解析方法对比银河系极暗矮星系的两种密度估计，发现其中心暗物质密度与冷暗物质范式预期存在约2.4σ差异，为检验CDM模型提供了新的稳健程序。
2026-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Physical Implications and Updated Observational Constraints of the PAge-like Unified Dark Fluid Model
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hongkong-Macau Greater Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学粤港澳大湾区空间望远镜科学中心）
本文更新了类PAge统一暗流体（PUDF）模型的观测约束，发现其能复现ΛCDM的CMB各向异性、背景膨胀和线性增长，但联合数据仍偏好ΛCDM，主要源于CMB与DESI+SNe数据间超过4σ的张力，而模拟表明当前精度不足以区分两模型。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Matter Growth in Imperfect Fluid Cosmology
爱因斯坦的广义相对论（GR）的扩展可以形式上给出一个GR结构，其中附加的几何自由度映射到一个有效的能量动量张量。相应的有效的宇宙介质，然后可以被建模为一个不完美的流体内GR。不完美的流体结构允许我们包括，在现象学的基础上，各向异性应力和能量通量被认为是潜在的签名偏离宇宙学标准$Λ$ -冷暗物质（$Λ$ CDM）模型。作为一个例子，我们考虑的标量张量扩展的标准模型，$e_ΦΛ$ CDM模型的动力学。我们约束的大小的各向异性压力和能量通量的红移空间畸变（RSD）的物质生长函数$f σ_8$的数据的帮助下。
2019-03-08 astro-ph.CO gr-qc
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
