Can the cosmological dark sector be modeled by a single scalar field?
在以前的文件中,它被证明是一个最小的耦合标量场的质量$M \sim H_0$可以描述这两个组件的暗部门在一个统一的方式。在所发现的解中,暗能量分量随哈勃参数线性衰减,产生了均匀的暗物质。在本说明中,我们表明,一个$Λ$ CDM暗扇区也可以模拟这样一个单一的领域。更一般地说,我们表明,克莱因-戈登和爱因斯坦方程的系统承认单参数家庭的解决方案,相当于一个非绝热(零声速)广义Chaubergin气体。
2018-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The cosmological dark sector as a scalar $σ$-meson field
先前对膨胀时空中QCD真空的量子场估计导致暗能量分量与哈勃参数成线性比例,这给出了观测到的宇宙学项的正确数字。在这里,我们表明,这种行为也出现在经典水平,作为一个低能量,有效的$σ$模型的手征对称性破缺的结果。暗区由$σ$凝聚体及其涨落统一描述,引起衰减的暗能量和非相对论性暗粒子的均匀产生。创造率和未来的渐近de Sitter视界都由$σ$质量尺度决定。
2017-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Breaking of the equivalence principle in the electromagnetic sector and its cosmological signatures
本文提出了一个系统的研究宇宙学签名的修改重力通过一个标量场的存在与乘法耦合的电磁拉格朗日。我们表明,在这个框架内,精细结构常数的变化,违反距离对偶关系,演变的宇宙微波背景(CMB)温度和CMB扭曲是密切和明确的联系。这使人们能够把非常严格的限制可能违反的距离对偶关系,对CMB温度的演变和容许CMB失真使用当前的精细结构常数的约束。或者,这提供了有趣的可能性,通过同时分析多个数据集来测试各种引力理论。我们讨论了使用当前数据获得的结果以及对未来数据集的一些预测,例如来自EUCLID或SKA的数据集。
2015-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological structure formation with negative mass
在牛顿引力理论的背景下,我们构造了一类具有负引力质量的模型。我们特别关注一个模型,该模型再现了所谓的迪拉克-米尔恩宇宙的特征,这是一个物质-反物质对称宇宙,最近被提出作为另一种宇宙学场景[A. Benoit-Levy和G. Chardin,A&A 537,A78(2012)]。我们进行一维N体模拟这些负质量模型的膨胀宇宙和研究相关的引力结构的形成。与标准宇宙学模型的相似之处和不同之处突出和讨论。
2018-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological coupled black holes immersed in dark sector
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics(南京航空航天大学);Center for the Cross-disciplinary Research of Space Science and Quantum-technologies (CROSS-Q)(空间科学与量子技术交叉研究中心);MIIT Key Laboratory of Aerospace Information Materials and Physics(工业和信息化部航空航天信息材料与物理重点实验室)
基于宇宙学耦合黑洞的理论与观测进展,利用静态种子度规推广到动态FLRW背景的方法,构建了一个黑洞沉浸在各向异性暗区背景中的精确解析解,揭示了黑洞质量与宇宙膨胀共演化的机制。
2026-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phenomenology of Quantum Reduced Loop Gravity in the isotropic cosmological sector
量子约化圈引力是在圈量子引力框架下研究对称约化系统的一种方法。特别是,它弥合了圈量子宇宙学的有效宇宙学模型和完整理论之间的差距,解决了小超空间还原之前的动力学问题。这基本上保留了图的结构和SU(2)量子数。在这篇文章中,我们研究了理论的各向同性部分的现象学后果,即所谓的涌现弹跳宇宙模型。特别是,参数空间进行扫描,我们表明,膨胀的e倍的数量几乎总是高于观测下限。我们还计算了原始张量功率谱,并研究了它对模型中所用基本参数的敏感性。
2018-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Gravitational Sectors on a Generalized Scalar-Tensor Vector Bundle Model and Cosmological Applications
在这项工作中,我们提出了广义标量张量理论的基础所产生的向量丛建设,我们研究的运动学,动力学和宇宙学的后果。特别地,在伪黎曼时空基流形上,我们定义了一个具有两个标量场的纤维结构。由此产生的空间是一个具有非线性连接的6维向量丛。我们提供的形式的测地线和Raychaudhuri和一般场方程,在Palatini和测量方法。当应用于宇宙学框架时,这种新的几何结构在修改后的弗里德曼方程中引入了额外的项,导致了一个有效的暗能量扇区的出现,以及暗物质扇区与度规的相互作用。我们证明了我们可以得到宇宙的标准热历史,以及物质和暗能量的时间序列,而且有效的暗能量状态方程参数可以处于精粹或幻影区域,或者呈现幻影分界线交叉。
2021-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-minimally Coupled Cosmological Models with the Higgs-like Potentials and Negative Cosmological Constant
研究了具有类Higgs势和负宇宙学常数的非最小耦合标量场宇宙学模型的动力学。在这些模型中,宇宙演化的暴胀阶段变成了宇宙演化的准周期阶段,哈勃参数从正值到负值的振荡行为。根据初始条件,哈勃参数可以执行一个或几个周期,然后永远变为负值。
2014-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Degenerate and connection-dependent cosmological sectors in f(Q,C) gravity
University of the Basque Country UPV/EHU(巴斯克大学)
研究f(Q,C)引力中宇宙学解,FLRW时空对称要求使仿射联络有三种实现,产生三个宇宙学扇区。联络场方程在确定动力学中起关键作用,存在简并扇区,还有非等效模型,其联络选择有物理相关性,会产生新宇宙学现象。
2026-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological attractor inflation from the RG-improved Higgs sector of finite gauge theory
研究了在有限规范模型的Higgs扇区中构造重整化群改进势的暴胀方案的可能性。考虑到量子修正的重整化群势的总和所有领先的日志微扰理论是必不可少的一个成功实现的暴胀的情况下,非常合理的参数值。由此得到的暴胀模型被认为与最新和最准确的观测数据吻合得很好。更具体地说,相关暴胀参数$n_s$和$r$的值接近于$R^2$和希格斯驱动暴胀情景中的相应值。结果表明,本文所构造的模型与希格斯粒子驱动的暴胀属于同一类宇宙吸引子。
2016-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Negative Energy Cosmology and the Cosmological Constant
众所周知,弦论在反德西特空间上自然是紧化的,然而宇宙学观测并没有显示出在早期宇宙演化中存在负宇宙学常数的证据。在这封信中,我们提出了两个简单的非局部修改的标准弗里德曼宇宙学,可以导致观测可行的宇宙学与初始(负)宇宙学常数。我们包括的非定域算子是量子宇宙学反作用的玩具模型。在模型I中,初始准周期振荡时期之后是暴胀和后期物质时代,代表暗物质候选者。模型II中的反作用迅速补偿了负宇宙学项,使得里奇曲率标量迅速接近零,宇宙最终进入了晚期辐射时代。
2011-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints on Lorentz invariance violation in the neutrino sector
本文导出了具有变形色散关系的大质量中微子在同步规范中的玻尔兹曼方程。结合7年的WMAP观测数据和膨胀率的低红移测量,我们给出了形变参数的约束条件,发现形变参数与物理暗物质密度而不是中微子质量是强简并的.我们的结果表明,没有证据表明在中微子部门的洛伦兹不变量破坏。正在进行的普朗克实验可以提供对变形参数的改进约束。
2012-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Astronomical bounds on a cosmological model allowing a general interaction in the dark sector
本文讨论了在空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker模型中,无压尘埃和暗能量这两种正压暗流体之间的非引力相互作用。结果表明,对于与暗分量及其一阶导数的能量密度呈线性关系的相互作用,净能量密度由一个常系数二阶微分方程控制。以广义相互作用为特例,描述了三种类型暗能量状态方程的宇宙动力学,即相互作用精粹、相互作用真空能量密度和相互作用幻影.该模型已被限制使用标准的宇宙学探测器,超新星Ia型数据从联合光变曲线分析和观测哈勃参数数据。两个几何测试,宇宙学的研究和$Om$诊断已被调用,以确定本模型的行为相对于$Λ$ -冷暗物质模型。我们进一步讨论了相互作用的情况下,考虑到热力学的考虑。
2018-04-27 astro-ph.CO gr-qc
Unified models of the cosmological dark sector
我们模型的宇宙底层的粘性流体,这是应该提供一个统一的描述黑暗的部门和无压重子物质。在均匀各向同性背景下,该混合气体的\textit{total}能量密度表现为广义Chaubergin气体。这种能量密度的扰动本质上是非绝热的,并且是源相对熵扰动。由此得到的重子物质功率谱与2dFGRS和SDSS(DR7)数据一致。联合统计分析,也使用哈勃函数和超新星Ia数据,表明,与其他研究不同,存在一个最大的概率分布为负的减速参数的现值$q_{0} \approx - 0.53$。此外,与其他方法不同,这里提出的统一模型更倾向于一个由大爆炸核合成所建议的重子物质丰度的数量级的物质含量。
2010-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Bondi universe: Can negative mass drive the cosmological expansion?
Université de Strasbourg(斯特拉斯堡大学);Université d’Orléans(奥尔良大学);Texas Christian University(德克萨斯基督教大学)
研究发现宇宙从弱耦合到强耦合的转变与宇宙膨胀从匀速到加速的转变相关,通过正负邦迪质量平衡模型,揭示了非线性动力学可能驱动宇宙加速,无需暗能量或宇宙常数。
2026-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Interactions in the dark sector of the Universe
宇宙暗区内部的相互作用影响着宇宙动力学。因此,宇宙的未来演化可能与$Λ$ CDM模型预测的不同。本文综述了近年来研究的几种暗物质与暗能量非引力耦合模型的主要特征。
2014-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Standard sirens and dark sector with Gaussian process
来自致密双星系统的引力波被认为是探测宇宙演化的标准警报器。本文综述了在高斯过程方法论中利用引力波约束宇宙学参数和暗区相互作用的潜力和能力。在简要介绍了利用高斯过程重建暗区相互作用的方法之后,概述了标准塞壬的概念和利用LISA重建暗区相互作用的分析。此外,我们还估计了引力波对宇宙学参数的约束能力。我们使用的数值方法是高斯过程和马尔可夫链蒙特卡罗。最后,我们还展望了ET和LISA与\it Planck相结合对宇宙学参数约束能力的提高。
2017-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disformal transformation of cosmological perturbations
在广义标量-张量理论中,通过非形式变换将引力和物质两个框架联系起来,研究了这两个框架中规范不变的宇宙学扰动。引力框架和物质框架是标量张量理论中爱因斯坦框架和约当框架的扩展,其中两个框架分别通过保角变换联系起来。首先,证明了共动规范场对标量场的曲率扰动是非形式不变的,同时也是共形不变的,从而给出了标量场既引起暴胀又引起宇宙学扰动的宇宙学模型的预言.其次,在非形式耦合的物质扇区也对曲率扰动有贡献的情况下,从物质扇区的能量(非)守恒出发,导出了均匀物质能量密度规范中曲率扰动的演化方程,该方程与引力扇区的选择无关。在物质系中,当非绝热压力为零时,均匀物质能量密度规范中的曲率扰动在超视界尺度上是守恒的,而在引力系中,即使非绝热压力为零,曲率扰动也不守恒。一旦在重力系中计算曲率扰动,两个系之间的关系式给出了物质系中曲率扰动的幅度。
2014-09-04 astro-ph.CO gr-qc
Non-minimal dark sector physics and cosmological tensions
我们探讨是否需要非标准的暗区物理来解决现有的宇宙学紧张局势。我们认为,在组合的属性是暗物质和暗能量成分之间的相互作用,和一个暗能量状态方程$w$不同于典型的宇宙学常数$w=-1$。原则上,这两个参数是独立的。在实践中,为了避免早期的超视界不稳定性,它们的允许参数空间是相关的。我们根据2019年普朗克CMB结果和Riess等人(R19)的Cepheid校准的局部距离阶梯$H_0$测量以及最近的BAO和SNeIa距离数据分析了三类扩展的相互作用暗能量模型。我们发现,在精粹耦合暗能量模型,其中$w > -1$,两个暗扇区之间的非零耦合的证据可以超过$5σ$的意义。另一方面,在幻影耦合暗能量模型中,不存在对非零暗扇区耦合的这种偏好。我们考虑的所有模型都显著地提高了哈勃常数的值,缓解了$H_0$的紧张。低红移BAO和SNeIa测量的增加留下了一些与R19的残余张力,但在一个可以通过统计波动来证明的水平上。贝叶斯证据的考虑温和地不赞成耦合的精髓和幻影模型,而温和地赞成耦合真空的情况下,即使在考虑后期的数据集。我们的结论是,非最小的暗能量宇宙学,如耦合的精粹,幻影,或真空模型,仍然是一个有趣的路线软化现有的宇宙学紧张局势,即使当低红移数据集和贝叶斯证据的考虑。(摘要严重删节)
2020-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Symmetry of Cosmological Observables, and a High Hubble Constant as an Indicator of a Mirror World Dark Sector
我们发现,引力自由落体率和光子-电子散射率的统一标度使得大多数无量纲宇宙学观测值几乎不变。这一结果开辟了一种新的方法来协调宇宙微波背景和大尺度结构观测与高值的哈勃常数$H_0$:找到一个宇宙学模型,其中的标度变换可以实现,而不违反任何测量的数量不受对称性。一个“镜像世界”的暗区允许有效的缩放重力自由落体率,同时尊重今天测量的平均光子密度。进一步的模型构建可能会带来与两个尚未满足的约束的一致性:氘和氦的推断原始丰度。
2022-05-25 astro-ph.CO hep-ph
Can recent DESI BAO measurements accommodate a negative cosmological constant?
该研究结合DESI重子声学振荡等多类宇宙学数据搜寻负宇宙学常数,虽未找到其存在的证据,但发现大于68%置信水平下负宇宙学常数更受青睐的迹象,凸显了未来巡天的相关探测潜力。
2024-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting dark sector from the trace-free Einstein equations: cosmological perturbations with no instability
在无痕迹的爱因斯坦引力中,物质的应力-能量张量不一定是守恒的,因此该理论为相互作用的暗能量模型提供了一个自然的框架,其中暗能量具有恒定的状态方程$w=-1$。我们推导了这类相互作用的暗能量模型中线性宇宙学扰动的运动方程,着重于标量部分。然后,我们考虑一个特定的模型,其中的能量动量转移潜力是成比例的冷暗物质的能量密度,这种转移潜力的影响,诱导一个有效的状态方程$w_{\rm eff}\neq0$冷暗物质。我们详细分析了超哈勃尺度上辐射支配期间扰动的演化,发现影响大类相互作用暗能量模型的众所周知的大尺度不稳定性在这个模型中不存在。为了避免梯度不稳定性,能量必须从暗物质流向暗能量。最后,我们证明了具有$w=-1$的相互作用暗能量模型等价于一类广义暗物质模型。
2022-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic Strings in Hidden Sectors: 2. Cosmological and Astrophysical Signatures
宇宙弦可以出现在具有自发破缺阿贝尔对称群的隐藏扇区模型中。我们在配套的论文中研究了标准模型场与这些所谓的暗弦的耦合。在这里,我们调查的宇宙学和天体物理学观测值,可能与暗弦在我们的宇宙中的存在,重点是低尺度模型,也许TeV。具体来说,我们考虑核合成和CMB光谱失真的约束,我们计算的扩散伽马射线级联光子和宇宙射线的预测通量。对于像TeV那样轻的弦,我们发现这些签名的预测水平远低于当前实验的灵敏度,因此隐藏扇区中的低尺度宇宙弦仍然不受约束。质量尺度在10^(13)GeV到10^(15)GeV之间的较重弦在核合成约束下处于张力状态。
2014-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological effect of coherent oscillation of ultralight scalar fields in a multicomponent universe
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院);Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications(北京数学与交叉科学研究院)
本文提出了一种在多组分宇宙中,轻量标量场通过相干振荡模拟冷暗物质的行为方法,并扩展了其在空间曲率和非最小耦合情况下的应用。
2025-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述,即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟,讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕,晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现,在所有宇宙学中,对于一系列红移,晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域,避免晕自旋的非线性干扰,但非常相似的宇宙学之间的排列趋势,这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现,在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来,这样的发现可以提供线索,将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说,晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 astro-ph.CO
Disformal interactions in the Dark Sector: From driving Early Dark Energy to confronting cosmological tensions
本文提出了一种基于不规则耦合的暗能量与暗物质相互作用模型,通过抑制哈勃摩擦和暗物质稀释,解决宇宙学矛盾并解释低ℓ异常。
2025-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale Invariance as a Solution to the Cosmological Constant Problem
我们表明,尺度不变性提供了一个解决方案的微调问题的宇宙学常数。我们构造了粒子物理学标准模型的一个推广,它显示了精确的量子尺度不变性。物质作用量在任意维的全局尺度变换下是不变的。然而,引力作用明确地打破了尺度不变性。尺度对称性在理论的物质部分自发地被打破。我们证明了在完整的量子理论中,物质部分对真空能量的贡献以及因此对宇宙学常数的贡献都是零。然而,引力扇区可能会在圈级对宇宙学常数产生非零贡献。由于物质扇区对宇宙学常数的贡献为零,因此在环路阶数上不需要进行微调。我们还表明,我们不需要全尺度不变性,以限制物质部门的真空能量。我们只要求在伪尺度变换下的不变性。利用这一思想,并受幺模引力概念的启发,我们提出了一个替代模型。在这种情况下,我们也表明,物质部门给真空能量的贡献正好为零。
2011-02-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On extended sign-changeable interactions in the dark sector
我们扩展了Sun等人和Wei提出的宇宙学耦合,在那里他们提出了沿着宇宙学演化的符号变化的相互作用。我们的推广从减速参数和暗区的能量密度关系中解放了相互作用的符号变化,并考虑了非相互作用物质的存在。在三种情况下,我们分别得到了宇宙学符合问题、宇宙学年龄危机问题和早期宇宙暗能量的能量密度大小问题的通解,并对用哈勃函数和超新星Ia数据拟合的模型结果进行了分析。此外,我们图形研究的变化范围内,实际的暗物质密度参数,有效的状态方程的暗能量和红移的过渡到加速方案,产生的顺序$1σ$的耦合参数的变化。
2014-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on $Λ(t)$-cosmology with power law interacting dark sectors
受宇宙学常数和符合问题的启发,我们考虑了一个宇宙学模型,其中宇宙学常数$Λ_0$被一个允许随时间变化的宇宙学项$Λ(t)$所取代.更具体地说,我们认为,这个暗能量项与暗物质通过现象学衰变定律$\dotρ_Λ=-Qρ_Λ^{n}$相互作用。我们已经使用各种观测数据(SNeIa,GRB,CMB,BAO,OHD)对范围$n\in[0,10]$的模型进行了约束,强调了$n=3/2$的情况。这是唯一一个暗能量密度和物质能量密度之比$ρ_Λ/ρ_{m}$的后期值是恒定的情况,这可以为符合问题提供一个有趣的解释。我们得到了强限制的模型参数,但排除该区域的重合或宇宙学常数的问题显着改善。
2012-05-31 astro-ph.CO
Does a generalized Chaplygin gas correctly describe the cosmological dark sector?
是的,但仅适用于使其与标准模型几乎一致的参数值。我们重新考虑了广义Chaubergin气体(gCg)的宇宙动力学,该气体被分裂为冷暗物质(CDM)和暗能量(DE)两部分,状态方程为常数.该模型,这意味着一个特定的CDM和DE之间的相互作用,有一个$Λ$ CDM限制,并提供了研究后者的偏差的基础。包括物质和辐射,我们使用(修改后的)CLASS代码\cite{class}来构建CMB和物质的功率谱,以寻找一个基于gCg的和谐模型,该模型与SNIa数据从JLA样本和最近的普朗克数据一致。结果表明,gCg参数$α$限于$|α|\lesssim 0.05$,即,到非常接近$Λ$ CDM限值$α=0$的值。这特别排除了DE随哈勃速率线性衰减的模型。
2017-02-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Do cosmological observations allow a negative $Λ$?
根据最近HST和SH0ES团队对$H_{0}$的测量结果,我们探讨了宇宙中存在负宇宙学常数(暗能量扇区中的AdS真空)的可能性。在这方面,我们认为在一个负的宇宙学常数和比较这样的建设与$Λ$ CDM模型使用CMB,SnIa,BAO和$H_{0}$数据的不同组合的精髓领域。各种模型比较估计表明,具有负$Λ$的精粹模型优于$Λ$ CDM,或者与$Λ$ CDM模型表现相同。这表明,在我们的宇宙中存在一个负的$Λ$(AdS基态),这可以在弦论中自然出现,这与宇宙学观测是一致的。
2022-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Limits on Hidden Sector Dark Matter
我们探讨了模型独立的约束,从宇宙学上的暗物质粒子没有突出的标准模型相互作用,相互作用和热化与其他粒子在一个隐藏的部门。在没有详细说明隐藏扇区粒子物理的情况下,我们通过隐藏扇区与可见扇区的湮灭截面、质量和温度比来表征相关物理。虽然包含了标准的冷WIMP场景,我们不要求冻结过程是非相对论的。相反,当暗物质粒子是半相对论性或相对论性时,也可能发生冻结。通过求解玻尔兹曼方程,我们得到了暗物质的隐藏扇区暗物质满足暗物质相空间密度的Tübere-Gunn约束,以及暗物质功率谱具有与宇宙学约束一致的自由流长度的条件.我们表明,质量<1.5千电子伏的参数空间没有区域满足所有这些约束。这是一个引力介导的暗物质质量的下限,适用于任何模型,其中暗物质的主要成分曾经有过有效的相互作用-即使它从未与标准模型平衡。
2011-11-18 astro-ph.CO hep-ph
On Evidence for Elastic Interactions in the Dark Sector
本文探讨暗物质与暗能量弹性相互作用作为缓解宇宙学张力的机制,并指出已有观测证据支持该模型,同时展望未来数据可验证的独特信号。
2024-12-18 astro-ph.CO
Ups and Downs in Dark Energy: phase transition in dark sector as a proposal to lessen cosmological tensions
基于早期宇宙学和晚期宇宙学之间的紧张关系,我们提出了一个双值宇宙学常数,它在历史上可能经历一个相变。它被命名为“双$Λ$冷暗物质“:$ΛΛ$ CDM.发生的相变导致具有适当(局部)相互作用的暗扇区的(微)结构。本文受临界现象物理学的启发,研究了一个简化模型,即宇宙常数在跃迁标度因子$a_t$之前有两个值,之后变为单值。我们考虑背景和扰动数据集,包括CMB,BAO距离和R19数据点。$ΛΛ$ CDM对于$a_t= 0.916^{+0.055}_{-0.0076}$和$H_0= 72.8\pm 1.6$具有其最大似然性。这一结果表明,在$ΛΛ$ CDM模型中,哈勃参数的早期和晚期测量之间没有不一致性。与$Λ$ CDM相比,我们的模型更好地拟合数据,使得$Δχ^2=-11$,即使我们考虑两个额外的自由度,我们也确实有更好的AIC量$Δ$ AIC $=-7$。我们的结论是,暗能量行为的相变可以解决$H_0$张力成功,并可能负责其他宇宙学的紧张局势。
2020-02-29 astro-ph.CO
Dark Monopoles, Bounds on Hidden Sectors, and Cosmological Implications
Leinweber Institute for Theoretical Physics, Physics Department, University of Michigan(密歇根大学莱因韦伯理论物理研究所);Harish-Chandra Research Institute(哈里什-钱德拉研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究早期宇宙热相变产生的隐藏扇区磁单极子,通过分析其丰度,给出对称破缺尺度等条件限制,指出只有满足特定条件才能恢复标准宇宙学,为暗物质模型构建及宇宙学研究提供了相关界限。
2026-07-24 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological perturbations in the interacting dark sector: Mapping fields and fluids
没有唯一的方法来描述暗能量-暗物质的相互作用,因为我们对暗区的性质和动力学知之甚少。因此,在许多唯象暗物质流体相互作用模型的文献中,相互作用强度$Q_ν$在暗扇区是手工引入的。要求暗区的相互作用强度$Q_ν$必须有场论描述,得到了一种唯一的相互作用强度形式.我们证明了$f(R,χ)$模型的场和流体之间的等价性,其中$f$是$R$和代表暗物质的经典标量场$χ$的任意光滑函数。在一阶微扰,我们表明,一对一的映射之间的\emph{classical}场论描述和现象学流体描述的相互作用的暗能量和暗物质存在\emph{only}这种独特的相互作用形式。然后,我们将文献中考虑的相互作用暗能量模型分为两类的场论描述的基础上。我们介绍了一个新的自治系统和它的稳定性分析一般的相互作用暗扇区。我们发现,暗能量占主导地位的时代发生在一个特定的标量场潜力和一系列的耦合强度比非相互作用系统。
2020-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Deciphering the Archaeological Record: Cosmological Imprints of Non-Minimal Dark Sectors
许多超越标准模型的物理学提议产生了一个包含许多自由度的暗区。在这项工作中,我们探讨的宇宙学意义的非平凡的动力学可能会出现在这样的黑暗部门,专注于衰变过程中发生的完全黑暗的成分。首先,我们证明,这种衰变可以留下戏剧性的印记,所产生的暗物质相空间分布。特别是,这种分布不需要是热的,它甚至可以是多模态的,表现出作为动量函数的峰和谷的非平凡模式。然后,我们继续展示这些功能可以诱导修改的物质功率谱。最后,我们评估在何种程度上可以接近考古的“逆”问题的破译的基本黑暗部门的属性从物质的功率谱。事实上,本文的主要结果之一是一个非常简单的解析表达式,允许重建的暗物质相空间分布的许多重要特征直接从物质的功率谱。因此,我们的研究结果提供了一个有趣的工具箱的方法来学习,并可能限制,在早期宇宙的非最小暗区的功能和他们的动态。
2020-06-16 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting a negative cosmological constant from low-redshift data
高红移和低红移宇宙学观测之间持续的紧张关系表明,宇宙的暗能量部分可能比$Λ$ CDM模型的正宇宙学常数更复杂。受弦论的启发,其中对称性考虑使得一致的AdS背景(\textit(即))具有负宇宙学常数的最大对称时空)无处不在,我们探索了一个场景,其中暗能量部门由两个组件组成:负宇宙学常数,暗能量组件与状态方程$w_ϕ$在顶部。我们测试的一致性模型对低红移重子声学振荡和Ia型超新星的距离测量,评估两种替代选择的距离锚:在重子阻力确定的\textit{Planck}合作的声音地平线,和哈勃常数确定的SH0ES计划。我们没有发现负的宇宙学常数的证据,也没有发现有效的幽灵暗能量成分的迹象。模型比较分析表明,$Λ$ CDM模型优于我们的负宇宙学常数模型。虽然我们的结果是不确定的,但如果低红移张力在未来的数据中持续存在,那么通过考虑现实的弦结构,重新考虑并进一步改进我们的玩具负宇宙学常数模型是值得的。
2019-08-13 astro-ph.CO gr-qc 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
Cosmological phase transitions, gravitational waves and self-interacting dark matter in the singlet extension of MSSM
在单重态超场扩展的最小超对称标准模型(MSSM)中,当单重态扇区与MSSM扇区之间的耦合很小时,单重态扇区可以是具有超对称性的准暗扇区(SUSY).我们研究了这一方案下的宇宙学现象,得到了以下结果:(i)在通过自相互作用单暗物质(SIDM)求解小宇宙尺度反常的参数空间中,一级相变(FOPT)很容易发生,但需要MeV以下的较轻暗物质;(ii)FOPT和SIDM给出的参数空间可以通过LISA、天琴和太极等近期工程的相变引力波(GW)探测部分覆盖。因此,最近发展的GW天文学可能是一个新的探测这样的超对称性的情况。
2022-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Electron mass variation from dark sector interactions and compatibility with cosmological observations
本文提出电子与暗物质经源自额外维理论的滚动标量场同暗能量耦合的模型,利用 Planck、BAO、Pantheon 和 SH0ES 数据拟合,发现其可缓解 Hubble 张力,并以超过 2σ 显著性支持非零耦合。
2023-04-28 astro-ph.CO
The McVittie solution with a negative cosmological constant
当前的宇宙学观测表明,宇宙是由一个正的宇宙学常数($Λ> 0$)支配的,而AdS/CFT对应关系告诉我们,$Λ<0$的情况仍然值得考虑。本文用$Λ<0$研究McVittie解.在相关的研究之后,这里通过基于零测地线方程的详细数值积分的保角图的系统构造来理解该解决方案。在纯粹的Robertson - Walker情形中,我们发现$Λ<0$确保了坍缩到大挤压,这是一个完全支配全局结构的特征。
2012-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Initial conditions for cosmological N-body simulations of the scalar sector of theories of Newtonian, Relativistic and Modified Gravity
我们提出了一个描述设置初始粒子位移和字段值的任意度量理论的重力模拟,完美和不完美的流体具有任意特性。我们将泽尔多维奇近似推广到非平凡的引力理论,并展示了尺度依赖性如何意味着弯曲的粒子路径,即使是在完全线性的扰动状态下。对于修正引力的有效场论的可行选择,在Mpc尺度下,设定在高红移的初始条件受到高达5%的影响,这证明了超越Λ-冷暗物质初始条件对于准静态近似之外的引力修正的重要性。此外,我们展示了模拟的初始条件,其中重力的标量修改建模在拉格朗日粒子状描述。我们的描述为在超越标准模型的引力理论下进行模拟和模拟星系目录铺平了道路,这对引力和宇宙学的精确测试至关重要。
2015-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation with a Negative Cosmological Constant
我们发现了一种独特的方式来实现通货膨胀通过循环阶段在宇宙中的负真空能量。根据热力学第二定律,熵从一个循环到另一个循环单调增加,通常以恒定的因子增加。这意味着在连续循环中在相同能量密度下的比例因子也增加恒定因子。如果振荡的时间周期保持近似恒定,则这导致标度因子的“总体”指数增长,模仿通货膨胀。从暴胀阶段优雅地退出是可能的,因为在最后的收缩阶段,动态标量场可以把我们从负能量真空带到正能量真空。
2009-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessential Implications of the presence of AdS in the Dark Energy sector
Centre for Theoretical Physics, Jamia Millia Islamia(贾米亚米利亚伊斯兰大学理论物理中心);Malaviya National Institute Of Technology Jaipur(马拉维耶国家技术学院斋浦尔分校)
研究通过引入反德西特空间概念,探讨暗能量领域中负宇宙学常数对CPL参数空间的影响,并关联宇宙寿命与量子引力问题。
2026-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological perturbations of self-accelerating universe in nonlinear massive gravity
我们研究了最近提出的具有一般物质内容的非线性大质量引力理论中自加速宇宙解的宇宙学扰动。虽然破缺同态不变性意味着在引力扇区中一般有2个张量、2个矢量和2个标量自由度,但我们发现标量和矢量自由度具有消失的动力学项和非零的质量项。根据它们的非线性行为,这表明这些度的非动力学性质或强耦合。假设是前者,我们将2个矢量自由度和2个标量自由度积分出来。然后,我们发现,在标量和矢量部门,规范不变变量构造的度量和物质微扰具有完全相同的二次作用在广义相对论。与广义相对论的区别只出现在张量部分,在那里引力子质量修改了引力波的色散关系,有效质量依赖于时间。这可能导致随机引力波谱的修正。
2012-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconstructing a non-linear interaction in the dark sector with cosmological observations
本研究利用参数$α$和$β$对宇宙暗区中两种非线性直接相互作用场景进行建模,发现该相互作用受观测数据支持并对CMB及物质功率谱有关键影响,并深入探讨了中微子质量层级与$ΔN_{eff}$变化的影响。
2021-02-08 astro-ph.CO
Probing Confining Dark Sectors with Cosmological Perturbations
University of Notre Dame(圣母大学);University of Chicago(芝加哥大学)
研究强一级相变产生的复合暗物质,分析其产生的曲率扰动对宇宙微波背景和物质功率谱的影响,并利用观测限制相变参数。
2026-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Monodromy inflation and an emergent mechanism for stabilising the cosmological constant
我们表明,一对场论monodromies中的位移对称性被打破的小,动机良好的变形,自然包含了一个机制,抵消辐射校正的宇宙学常数。较轻的单值扇区扮演着暴胀的角色,同时也提供了一个刚性的自由度,作为宇宙学常数的动力学反项。较重的单值扇区包括一个对系统施加全局约束的刚性双光子,并且通过螯合机制在低能量下发生真空能量循环的取消。这表明弦论中的单值结构可以被修改,以纳入稳定低能描述中的宇宙学常数的机制。
2019-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Periodically Interacting Dark Sector: Signatures and Constraints from CMB and Cosmic Expansion Data
Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);INFN Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);McGill University(麦吉尔大学)
该研究提出一种描述超哈勃涨落反作用的周期相互作用暗 sector 宇宙学模型,用CMB等数据约束后,发现振荡相互作用振幅显著,但未优于ΛCDM模型。
2026-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating after relaxation of large cosmological constant
我们提出了一个宇宙学模型的早期的情况下,将是大真空能量的弛豫过程,其次是一个再加热时代连接到标准的热大爆炸宇宙。避免微调的宇宙学常数是通过一个标量场的动力学,其动力学项是由时空曲率的逆功率调制。虽然它是在工作对辐射校正的暗能量,这一机制本身将消除不仅真空能量,而且所有其他物质的内容。我们目前的工作旨在完成的情况下,利用零能量条件违反部门的能量最终转移到一个再加热部门。我们提供了一个明确的例子,这一过程,从而实现了宇宙的热历史与一个可以忽略不计的宇宙学常数的宇宙开始的具体方案。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Dark sector from a Mimetic-Metric-Torsion perspective
本文将mimetic gravity推广至含挠率的度规相容几何,通过引入mimetic场与挠率的接触耦合,模拟含非零压力的类尘埃流体,构建了可行的暗宇宙图景并确定了耦合强度的物理界限。
2025-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Histories in Neutrino Portal Dark Matter
本文研究由 Dirac 惰性中微子连接标准模型与含复标量及费米子暗物质的暗 sector,通过求解 Boltzmann 方程划分并分析四类热宇宙学历史及多途径探测可能。
2025-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Unified dark sector approaches to cosmological tensions
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
该研究提出最小质量可变暗物质模型,利用单个标量场控制暗物质质量,可同时解决早期和晚期宇宙学 tensions,还能降低 $S_8$ 且无需额外微调,为相关研究提供了简单框架。
2026-07-31 astro-ph.CO