Describing massive neutrinos in cosmology as a collection of independent flows
本文提出了一种新的分析方法，可以在宇宙大尺度结构的非线性描述中考虑大质量中微子。不同于标准的方法，其中中微子被描述为一个独特的热流体，它表明，整个中微子流体可以等效地分解成一个独立的流的集合。从基本守恒方程或从相空间分布函数的演化方程出发，我们推导出两个非线性运动方程，每个这些流满足。这些流体方程描述了宏观场的演化。我们详细解释了我们定义的流的集合和标准的大质量中微子流体之间的连接。然后，在绝热初始条件的特定情况下，我们明确检查，在线性顺序，这个新的方程组的分辨率再现的标准方法的基础上的碰撞玻尔兹曼层次结构中获得的结果。此外，本文提出的方法可以显示每个中微子流如何根据初始速度进入冷暗物质流。它为在大尺度结构生长的框架内完全非线性处理中微子的动力学演化开辟了道路。
2013-11-21 astro-ph.CO
The quintessence field as a perfect cosmic fluid of constant pressure
研究了等价于非正压理想恒压流体的经典标量场的宇宙学。符合问题可以通过这样一个精粹状态方程来缓解，该方程在大红移处的零平台和红移接近零时的负一平台之间进行插值。精粹场既不是一个统一的暗物质，也不是宇宙学常数和冷暗物质的混合物，因为精粹密度对比在亚视界尺度上单调衰减，而精粹扰动的平方声速并不为零。这个精髓所扮演的角色是动态的暗能量。尽管这种聚集效应会发生剧烈的衰减，但它在早期阶段会显著影响非相对论物质密度扰动的增长速率。
2013-04-21 astro-ph.CO
The magnitude of the non-adiabatic pressure in the cosmic fluid
了解非绝热压力或相对熵扰动对于研究早期宇宙涡度和宇宙微波背景观测至关重要。我们计算的线性非绝热压力扰动的辐射支配后期的演变，数值求解线性控制方程的波数范围很广。使用与WMAP七年数据一致的绝热初始条件，我们发现非绝热压力扰动是非零的，并且在早期增长，在物质/辐射相等的时代周围达到峰值，并在物质支配下衰减。在早期或大红移（z= 10，000），它的功率谱峰值在同动波数k~0.2h/Mpc，而在晚期（z=500），它的峰值在k~ 0.02h/Mpc。
2012-07-09 astro-ph.CO
Non-Commutative fluid: an alternative source of cosmic acceleration
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Central University of Andhra Pradesh（安得拉邦中央大学）
本文提出非交换流体作为宇宙加速的替代驱动因素，通过非交换框架引入参数σ，无需暗能量或宇宙学常数即可解释宇宙加速膨胀。
2026-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Lagrangian description of cosmic fluids: mapping dark energy into unified dark energy
我们调查的适当性，使用不同的拉格朗日描述宇宙能量收支的各个组成部分，讨论它们之间的退化在没有非最小耦合引力或其他领域，并澄清一些误解的文献。我们进一步证明，这些退化一般被打破的非最小耦合流体，在这种情况下，识别适当的壳拉格朗日可能成为必不可少的，以表征整体动态。然后，我们表明，模型具有相同的壳层拉格朗日可能有不同的适当的能量密度，并使用这一结果映射到统一的暗能量模型，其中暗物质和暗能量描述相同的理想流体的暗能量模型。确定了它们的状态方程参数与声速的对应关系，简要讨论了统一暗能量模型的线性声速问题以及与非线性动力学相关的可能出路。
2020-09-22 astro-ph.CO gr-qc
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
Dark sector unifications: dark matter-phantom energy, dark matter -- constant $w$ dark energy, dark matter-dark energy-dark matter
本文提出了一种新的方法，统一的暗物质和暗能量的宇宙流体。介绍了一个模型，其中宇宙流体声速平方被定义为状态方程（EoS）参数的函数。它示出了如何对数的一部分，这个函数的结果在动力学制度以前没有观察到的宇宙流体模型。结果表明，在一个特定的动力学制度的模型表现为统一的暗物质和幻影暗能量。此外，它表明，该模型可以描述暗物质-暗能量统一，其中暗能量渐近行为的暗能量与一个常数EoS参数大于-1。在特定的参数范围内，统一流体模型也再现了类似于$Λ$ CDM模型的全局扩展，其中流体声速对于小的标度因子值为零，并且对于大的标度因子值为小的，甚至为零。最后，它显示了如何该模型可能有助于描述宇宙流体暗物质-暗能量-暗物质统一。得到了产生这种瞬态暗能量行为的模型参数的物理约束。
2019-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Implications of Nonminimally-Coupled $f(R)$ Gravity and the Lagrangian of Cosmic Fluids
在宇宙学的标准模型中，宇宙的背景演化一般可以用广义相对论和均匀各向同性的度规以及完美流体的集合来充分描述。这些流体通常由它们的能量-动量张量描述，该张量可以从流体的拉格朗日密度导出。在广义相对论下，拉格朗日密度仅与它导致特定理想流体的正确能量-动量张量的程度相关。但在物质场和引力之间存在非最小耦合（NMC）的理论中，情况并非如此。在这种情况下，物质场的壳层拉格朗日密度除了能量-动量张量外，还明确地出现在运动方程中。因此，为了准确描述相应的宇宙学意义，确定特定流体的正确壳层拉格朗日密度至关重要。从本质上讲，这就是本文要解决的问题。我们的目标是解决三个关键问题。我们涵盖了文献中关于宇宙流体拉格朗日密度的一些结果，并澄清了关于其壳层形式的自由选择（或缺乏自由选择）的一些误解，无论是在广义相对论还是在具有NMC的理论中。此外，我们还导出了由具有固定静止质量和结构的孤立子组成的流体的正确的拉格朗日密度。其次，我们研究了这种类型的理想流体的热力学行为的背景下，具有NMC之间的重力和物质场的理论。最后，我们使用这些结果，得到新的宇宙学约束特定的NMC重力模型，使用宇宙微波背景，大爆炸核合成，Ia型超新星和重子声学振荡观测数据。
2022-07-18 astro-ph.CO gr-qc
Electrodynamics of a Cosmic Dark Fluid
宇宙暗流体被认为是一种非稳态介质，电磁波在其中传播，磁电场结构产生并演化。暗流体的介质型表示使我们能够在分析中涉及在连续统的经典协变电动力学框架中阐述的概念和数学形式，并区分众所周知的介质效应的暗类似物，例如光学活动，热电，压电磁性，电磁和磁致伸缩以及动力光学活动。暗流体被认为是由一个二重奏的暗物质（一个赝标量的轴子成分）和暗能量（标量元素），分别，我们区分电动力学效应引起的这两个组成部分的暗流体。该评论包含了十个模型的讨论，其中描述了电动力学效应引起的暗物质和/或暗能量。模型伴随着主方程的精确解的例子，相应地扩展;应用被认为是宇宙学和时空与球面和PP波对称性。在这些应用中，我们将注意力集中在由暗流体引起的三个主要电磁现象上：第一，纵向磁电团簇的出现;第二，异常电磁响应的产生;第三，宇宙历史中黑暗时期的形成。
2016-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Transient cosmic acceleration from interacting fluids
最近的研究似乎倾向于宇宙动力学，根据这种动力学，宇宙的加速膨胀可能已经达到顶峰，现在又开始放缓\cite{sastaro}。因此，宇宙加速可能是一种瞬态现象。我们研究了一个玩具模型，再现了这样的背景行为的结果，在黑暗的部门，这意味着一个“裸”宇宙学常数的取消依赖于时间的耦合。借助对Ia型超新星（SNIa）数据的统计分析，我们证明了对于一定的参数组合，一个瞬态加速阶段作为一个纯粹的相互作用效应出现。
2010-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic constraint on the unified model of dark sectors with or without a cosmic string fluid in the varying gravitational constant theory
观测表明，宇宙中的大多数物质是不可见的，引力常量PDMATHAMM可能与时间有关。本文探讨了变分$G$（VG）理论，它能自然地产生宇宙中有用的暗成分。我们利用观测数据：回望时间数据、与模型无关的伽玛射线暴、物质线性扰动的增长函数、带系统误差的Ia型超新星数据、CMB和BAO来约束VG理论中暗分量的统一模型（UM）。使用具有协方差矩阵的参数的最佳拟合值，对$G$的变化的约束是$(\frac{G}{G_{0}})_{z=3.5}\simeq 1.0015^{+0.0071}_{-0.0075}$和$(\frac{\dot{G}}{G})_{today}\simeq -0.7252^{+2.3645}_{-2.3645}\times 10^{-13} yr^{-1}$，常数周围的小不确定性。在统一模型下，假设$w_{0de}=-1$，暗物质物态方程的极限为$w_{0dm}=0.0072^{+0.0170}_{-0.0170}$;在统一模型下，假设$w_{0dm}=0$，暗能量物态方程的极限为$w_{0de}=-0.9986^{+0.0011}_{-0.0011}$。UM参数的限制为$B_{s}=0.7442^{+0.0137+0.0262}_{-0.0132-0.0292}$和$α=0.0002^{+0.0206+0.0441}_{-0.0209-0.0422}$，以及$1σ$和$2σ$…
2015-08-31 astro-ph.CO
Turbulence, Thermal Pressure, and Their Dynamical Effects on Cosmic Baryonic Fluid
本研究利用IllustrisTNG模拟和连续小波变换分析宇宙重子流体的湍流与热压，揭示了湍流压强的演化规律及环境依赖性，并发现湍流压会抵消热压的结构支撑作用，挑战了传统认知。
2024-07-18 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.flu-dyn
Effective field description of the Anton-Schmidt cosmic fluid
本文研究了德拜近似下Anton-Schmidt宇宙流体的有效理论。在这幅图中，宇宙是用一种没有宇宙学常数的介质来模拟的。特别地，物质的Anton-Schmidt表示描述了在各向同性应力施加的变形下结晶固体的压力。接近方案与宇宙在宇宙膨胀本身的作用下变形的事实有关。因此，我们将暗能量项作为标量场的函数，并得到相应的暗能量势$V(φ)$。根据$φ$的演化研究了宇宙演化的不同时期。我们展示了如何的Anton-Schmidt状态方程能够描述宇宙演化的晚期和早期。最后，结合Ia型超新星、哈勃参数观测和重子声学振荡的数据，通过马尔可夫链蒙特卡罗分析，得到了含$n=-1$的Anton-Schmidt模型的数值界.通过AIC和BIC选择标准与$Λ$ CDM模型进行统计比较。结果与低红移数据非常吻合。进一步推广的模型，以满足早期宇宙学的理论预测。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Viscous Generalized Chaplygin Gas as a Unified Dark Fluid: Including Perturbation of Bulk Viscosity
在本文中，我们继续我们以前的工作，研究粘性广义Chaubergin气体（VGCG）作为一个统一的暗流体，但包括体粘度扰动。利用SNLS 3、BAO、HST和最近公布的Planck宇宙观测数据，通过Markov Chain Monte Carlo方法分别得到了体粘滞系数在$1, 2, 3σ$区域的约束：$ζ_0=0.0000138_{- 0.0000105- 0.0000138- 0.0000138}^{+ 0.00000614+ 0.0000145+ 0.0000212}$.结果表明，在考虑体粘滞系数扰动的情况下，目前的宇宙观测倾向于较小的体粘滞系数。
2014-04-02 astro-ph.CO
Archimedean-type force in a cosmic dark fluid: I. Exact solutions for the late-time accelerated expansion
本文建立了一个新的自洽模型，从统一的观点解释宇宙演化的两个关键特征：早期宇宙的暴胀和晚期宇宙的加速膨胀。这个新模型的关键元素是暗物质与暗能量的阿基米德型耦合，它们形成了所谓的宇宙暗流体。我们假设浸入暗能量库中的暗物质粒子受到与暗能量压力的四阶梯度成正比的力的影响。阿基米德型耦合被证明在暗物质和暗流体的暗能量成分之间起着有效的能量-动量再分配器的作用，从而使宇宙的演化成为一个准周期和/或多阶段的过程。在第一部分的工作中，我们讨论的理论基础和新的精确解的模型主方程。特别注意的是集中在精确的解决方案，其比例因子是由反高斯函数：这些解决方案描述了后期的时间加速度，其特征在于在早期宇宙的非奇异行为。第二部分包含定性和数值分析的主方程，我们专注于描述一个多暴胀宇宙的解决方案。
2011-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Archimedean-type force in a cosmic dark fluid: III. Big Rip, Little Rip and Cyclic solutions
我们在自洽模型的框架下分析了宇宙的晚期演化，其中暗物质受到与暗能量压力的四个梯度成正比的阿基米德型力的影响。暗能量被认为是一种松弛型状态方程的流体，它考虑了宇宙加速膨胀对暗能量响应的延迟。暗物质受到阿基米德型力的引导，在宇宙加速膨胀的过程中，阿基米德型力将暗流体的总能量在其两个组成部分（暗能量和暗物质）之间重新分配。我们重点讨论了暗能量弛豫时间参数、暗能量状态方程参数和阿基米德型耦合常数的约束条件，这些约束条件保证了大撕裂的避免。特别是，我们表明，阿基米德型耦合保护宇宙从大撕裂的情况下，渐近无限的负暗能量压力，和小撕裂是宇宙的命运与阿基米德型相互作用内的暗流体。
2012-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on neutrino -- dark matter interactions from cosmic microwave background and large scale structure data
本文更新了前人对中微子与暗物质非标准相互作用的宇宙学效应的研究。将两种物质之间的弹性散射截面参数化为宇宙温度的函数，由此产生的中微子-暗物质流体具有非零压力，这决定了物质功率谱中的扩散阻尼振荡，类似于光子-重子流体产生的声学振荡。利用宇宙微波背景数据，结合大尺度结构实验结果，我们对相互作用的暗物质组分的比例以及相应的不透明度进行了限制。
2009-11-23 astro-ph.CO
Turbulence revealed by wavelet transform: power spectrum and intermittency for the velocity field of the cosmic baryonic fluid
本研究利用连续小波变换结合IllustrisTNG模拟，分析宇宙重子流体速度场湍流的能谱与间歇性，划分湍流区间并揭示红移、环境密度及能谱指数的相关规律。
2024-08-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
The dynamical and thermodynamic effects of turbulence on the cosmic baryonic fluid
College of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）
研究发现湍流对宇宙等离子体流体的动力学和热力学效应至关重要，解释了WHIM的起源并质疑了传统激波加热观点。
2026-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Archimedean-type force in a cosmic dark fluid: II. Qualitative and numerical study of a multistage Universe expansion
在这（第二）部分的工作中，我们提出的数值和定性分析的结果，基于一个新的模型的阿基米德型之间的相互作用暗物质和暗能量。阿基米德型力与暗能量压力的四个梯度成线性关系，在宇宙暗流体中起着能量再分配的自调节作用。由于阿基米德型相互作用，宇宙演化具有多阶段性。根据模型引导参数的值的选择，宇宙的膨胀被证明是永久加速的，周期性的或准周期性的减速/加速时期的有限数量。我们区分的模型，这可以明确的特点是在早期宇宙的膨胀，后期的加速膨胀和非奇异行为的中间时代，并将它们分类的过渡点的数量。当加速参数改变符号时，过渡点出现，提供了宇宙历史的加速和减速膨胀时期的自然划分。通过对与暗能量压力演化关键方程相关联的动力学系统的瞬时相图的定性分析，提出了数值计算的策略和结果。
2011-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Analytical reconstruction of equivalent purely kinetic k-essence description for $c_s^2(w)$ barotropic fluid models
本文提出一种新的解析重构方法，用于寻找声速平方为状态方程参数函数的宇宙正压流体模型的等效纯动能 k-essence 表述，并探讨其在理解宇宙演化和暗部统一模型中的应用。
2025-01-31 astro-ph.CO
Revisiting Cosmic No-Hair Theorem for Inflationary Settings
在这项工作中，我们重温沃尔德的宇宙无毛定理的背景下加速比安奇宇宙学的通用宇宙流体与非零各向异性应力张量和流体能量动量张量的形式是一个宇宙学常数加上一块不尊重强或占主导地位的能量条件。这种流体就是暴胀模型中出现的流体。我们表明，这样一个系统的各向异性可能会增长，相反，宇宙无毛猜想。特别是，对于一个通用的通货膨胀模型，我们表明，有一个上界的各向异性的增长。对于慢卷暴胀模型，我们的分析可以进一步细化，上界被发现是慢卷参数的顺序。我们研究我们的一般讨论和我们的三个类的慢卷暴胀模型，一般的多标量场驱动的模型，各向异性模型涉及U（1）规范场和规范暴胀方案的Wald定理的扩展。
2012-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological perturbations for two cold fluids in $Λ$CDM
我们宇宙的宇宙大尺度结构由重子和冷暗物质（CDM）组成。然而，人们习惯于把这两种成分看作压力为零的单一物质流体，这只有在足够大的尺度和足够晚的时代才是合理的。在这里，我们超越了单流体近似和发展的扰动理论的两个引力耦合流体，同时仍然假设消失的压力。我们主要研究$D$（或$D_+$）的幂微扰展开，即具有宇宙学常数$Λ$的$Λ$ CDM宇宙中物质的线性结构生长.我们特别导出（1）两种流体密度的显式递推关系，（2）拉格朗日坐标方法中的全阶互补结果，以及（3）宇宙大尺度结构半经典方法中的相关分量波函数。在我们的姊妹论文（Hahn et al. 2020）中，我们应用这些新的理论结果为宇宙学流体动力学模拟生成新的高阶初始条件。
2020-12-03 astro-ph.CO
Testing generalized logotropic models with cosmic growth
我们检查的动力学和观测特征的logotropic暗能量模型的四个类型学，导致一个\emph{thermodynamic cosmic speed up}燃料由一个单一的流体，统一的暗能量和暗物质。我们首先提出了两个主要的Anton-Schmidt流体的Grüneisen参数$γ_{\rm G}$是自由变化的，然后固定到特殊值$γ_{\rm G}=\tfrac{5}{6}$。我们还研究了纯逻辑模型，对应于$γ_{\rm G}=-\frac{1}{6}$。最后，我们提出了一个新的logotropic范式，作为一个广义的logotropic流体，在其中我们分裂的暗物质和重子的作用。我们表明，logotropic范式可能会出现的缺点，在扰动，表现出负的绝热声速，使扰动不稳定。排除了含有$γ_{\rm G}=\frac{5}{6}$的Anton-Schmidt模型，而广义对数流体似乎是最合适的模型，尽管比$Λ$ CDM模型稍差。我们结合低和高红移域通过实验拟合的基础上蒙特卡洛马尔可夫链程序，考虑到超新星Ia目录，哈勃测量和$σ_8$数据点。我们考虑两个模型选择标准来推断四个模型的统计显著性。我们的结论是，在Grüneisen参数自由变化和/或固定为$γ_{\rm G}=-\frac{1}{6}$的情况下，处理Anton-Schmidt流体具有统计学优势。广义的logotropic流体表示合适…
2021-07-31 astro-ph.CO
Cosmic slowing down of acceleration with the Chaplygin-Jacobi gas as a dark fluid?
本文提出Chaplygin-Jacobi暗能量模型，研究其导致宇宙加速后未来减速的瞬态加速机制，并通过SNIa、CC、FRB、BAO数据的MCMC分析表明该模型虽能解释减速现象，但相比ΛCDM受到强烈不利限制。
2025-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Unified dark fluid with fast transition: including entropic perturbations
本文研究了一个具有快跃迁和熵扰动的统一暗流体模型。当考虑熵扰动时，有效声速被指定为附加的自由模型参数，当熵扰动为零时，有效声速将减小到绝热声速。为了分析统一模型的可行性，我们计算了具有熵扰动的平方Jeans波数。进一步，我们利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，从Ia超新星Union 2.1、重子声学振荡和WMAP 7年观测数据给出的全部宇宙微波背景信息出发，对统一暗流体模型进行了全局拟合。受约束的结果有利于小的有效声速。通过与$Λ$ CDM模型的比较，发现宇宙观测并不支持统一暗流体模型的快速跃迁现象。
2013-11-30 astro-ph.CO
Perfect fluid Lagrangian and its cosmological implications in theories of gravity with nonminimally coupled matter fields
在本文中，我们表明，壳拉格朗日的完美流体取决于流体的微观性质，给出了具体的例子，完美流体不同的壳拉格朗日，但具有相同的能量动量张量。我们证明了，如果流体是由固定的静止质量和结构（孤子）的能量的局部浓度，然后给出了一个完美的流体的平均壳拉格朗日${\mathcal L}_m=T$，其中$T$是能量动量张量的轨迹。我们表明，我们的研究结果有深远的影响，引力理论的物质拉格朗日出现明确的引力和物质场的运动方程，可能导致可观察到的偏差，从一个近乎完美的宇宙微波背景黑体光谱：$n$型光谱失真，影响归一化的光谱能量密度。最后，我们使用COBE-FIRAS测量的宇宙微波背景的光谱辐射率的重力$f(R,{\mathcal L}_m)$理论提出了严格的限制。
2018-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Filament Spin from Dark Matter Vortices
最近的观测证据表明宇宙细丝在百万秒差距尺度上旋转（Wang et al，Nature Astronomy 5，839-845（2021）），需要在暗物质的物理学中进行解释。传统的无碰撞冷粒子暗物质通过潮汐扭矩被限制为产生宇宙细丝自旋，但这种解释需要从准线性区域外推到非线性区域。同时，在超轻的背景下不存在替代解释（例如，轴子）暗物质，事实上这些模型会天真地预测宇宙细丝的零自旋。在这封信中，我们在超轻暗物质（例如超轻轴子）以及玻色子和费米子凝聚（例如超流体和超导体）的理论中研究宇宙丝旋转。这些模型区别于传统的粒子暗物质模型的可能性暗物质漩涡。我们采取一个模型不可知的方法，并证明了一个黑暗的漩涡的集合可以解释在王等人报道的数据。建模一个简单的双参数分析模型，对应于平均的速度场的漩涡的集合，我们发现一个很好的适合的数据。我们进行了马尔可夫链蒙特卡罗分析，并找到限制的漩涡，暗物质质量的数量，和半径的内部核心区域的漩涡分布，为了超轻暗物质来解释旋转的宇宙细丝。
2021-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Caustic Skeleton & Cosmic Web
我们提出了一个一般的形式主义，用于确定焦散结构的不断发展的质量分布在任意维空间。对于一类哈密顿流体的识别对应于拉格朗日突变理论中的奇点分类。在此基础上，我们开发了一个理论框架的宇宙网络的形成，特别是那些方面的特点，其独特的性质：其复杂的拓扑连接和多尺度脊柱结构的片状膜，细长的细丝和紧凑的集群节点。目前的工作是Arnol'd等人工作的延伸，他将焦散线分为一维和二维泽尔多维奇近似。他的开创性工作确立了新出现的奇点在宇宙非线性结构形成中的作用。在从线性到非线性结构演化的过渡阶段，第一个复杂的特征出现在不同流体元素交叉建立多流区的位置。这些质量元折叠的分类和表征可以封装在变形张量场的本征值和本征向量场的焦散条件中。我们介绍了拉格朗日突变理论的另一种和透明的证明，并推导出一般拉格朗日流体的焦散条件，具有任意的动力学，包括耗散项和涡度。新的证据使我们能够描述引力演化的宇宙物质场的完整三维复杂性。我们的主要发现之一是变形场的特征向量场的意义，概述了焦散骨架的空间结构。我们认为，焦散条件的3维泽尔多维奇近似，扩展早期的工作对那些1-和2-维流体的宇宙网络的完整的空间丰富性。
2018-03-02 astro-ph.CO physics.flu-dyn
Unified Dark Fluid with Constant Adiabatic Sound Speed: Including Entropic Perturbations
在本文中，我们继续研究了具有恒定绝热声速但具有熵扰动的统一暗流体模型。当包含熵扰动时，必须指定有效声速作为附加自由模型参数，该有效声速在熵扰动为零时减小到绝热声速。由于绝热声速和状态方程（EoS）$c^2_{s,ad}(a)=w(a)-d\ln(1+w(a))/3 d\ln a$之间的关系，当绝热声速给定时，状态方程原则上可以确定到积分常数。然后有两个自由度来描述流体的线性扰动。其微观尺度特性的特征在于其EoS或绝热声速和有效声速。以有效声速和绝热声速为自由模型参数，利用现有的Ia超新星Union 2.1、重子声学振荡和WMAP 7年宇宙背景辐射观测数据，通过马尔可夫链蒙特卡罗方法对可能的熵扰动和绝热声速进行约束.结果表明，宇宙观测倾向于在$1σ$区存在一个小的有效声速$c^2_{s,eff}=0.00155_{- 0.00155}^{+ 0.000319}$。
2013-02-10 astro-ph.CO
Bulk viscosity from early-time thermalization of cosmic fluids in light of DESI DR2 data
Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)（欧罗普雷托联邦大学）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
研究早期热化宇宙流体中非相对论暗物质与辐射的相互作用，探讨其对宇宙动力学有效单流体描述的影响，并基于DESI DR2数据对模型参数进行约束。
2026-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Self-interaction in a cosmic dark fluid: The four-kernel rheological extension of the equations of state
基于Volterra型积分算子的物态方程表示，在流变学方法的框架下建立了一个新的宇宙暗能量与暗物质耦合的自洽模型.我们详细阐述了所谓的四核模型，在这个框架下，暗能量和暗物质的压力都由两个积分表示，其中包含暗能量和暗物质的能量密度。对于Volterra算子，其核与衰减记忆的影响相关联，相应的各向同性均匀宇宙模型被证明是精确可积的。我们认为，该模型的精确解的分类，与所提出的模型的关键方程的特征多项式的根的分析的基础上。将暗能量和暗物质的压强和能量密度的标量、哈勃函数和加速度参数明确地表示为无量纲标度因子的函数。作为宇宙学时间的函数的标度因子被发现在求积中，并且被解析地、定性地和数值地描述。渐近分析使我们能够对模型进行分类的行为典型的大撕裂，小撕裂和伪撕裂（德西特型）。讨论了两个有趣的精确宇宙学解，它们描述了超指数膨胀和对称反弹。新的解决方案，这对应于拟周期行为的态函数的暗流体和宇宙的几何特征。
2022-03-30 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy as an elastic strain fluid
宇宙加速膨胀的起源仍然不清楚，需要在宇宙学尺度上建立新的物理学。我们提出并测试了一种新的解释暗能量起源于弹性应变由于宇宙缺陷，否则欧几里德时空。应变改变了宇宙的膨胀历史。这种新的有效贡献在早期跟踪辐射，在晚期模仿宇宙学常数。从核合成到宇宙微波背景，从大尺度结构到超新星的形成和演化，都对理论进行了检验。当Lamé参数为10^{-52} m^{-2}量级时，数据再现得非常好。
2012-11-13 astro-ph.CO gr-qc
A PAge-like Unified Dark Fluid Model
本文提出由宇宙年龄和 η 参数刻画的类 PAge 统一暗流体 PUDF 模型，并用多类最新宇宙学数据约束，发现其拟合良好但贝叶斯证据仍不及 ΛCDM。
2024-11-03 astro-ph.CO
Effect of Dark Energy Perturbation on Cosmic Voids Formation
本文介绍了暗能量扰动对宇宙空洞形成和丰度的影响。我们认为暗能量是一种具有负压的流体，其特征在于恒定的状态方程w和声速$c^2_s$。通过求解暗物质和暗能量流体的流体方程，我们量化了暗能量扰动对顶帽空洞尺寸的影响。我们还探讨了基于偏移集理论的空洞的尺寸分布的影响。我们确认，暗能量扰动可以忽略不计的影响大小演变的空隙; $c^2_s = 0$变化的大小只有0.1%相比，均匀的暗能量模型。我们还证实，当w < -1时，暗能量扰动抑制了空隙尺寸，当$w > -1$时，增加了空隙尺寸（Basse等人，2011）。与对尺寸的影响可以忽略不计相比，我们发现，在大于10 Mpc/h的尺度上的尺寸分布函数高度依赖于暗能量扰动;与均匀暗能量模型相比，对于具有$w = -0.9$和$c^2_s = 0$的模型，半径为30 Mpc的大空隙的数量增加了25%，而对于具有$w = -1.3$和$c^2_s = 0$的模型，它们的丰度减少了20%。
2018-05-11 astro-ph.CO
Light propagation with non-minimal couplings in a two-component cosmic dark fluid with an Archimedean-type force and unlighted cosmological epochs
在宇宙的演化过程中，至少有两个时期电磁波无法扫描宇宙的内部结构，也无法将信息带给外部观察者。第一个时期是当光子与其他粒子处于局部热力学平衡时，第二个时期是当光子被带电粒子散射很强时。我们可以把这两段宇宙学时间称为标准的未被照亮的时期。在最后一个散射表面之后，光子变成残余光子，并变成关于宇宙的信息源。当人们考虑非极小理论时，也会出现未被照亮的宇宙纪元，即，电磁场与宇宙学的引力场以复杂的方式耦合的理论。通过考虑一个宇宙学模型，其中暗区，即，暗能量和暗物质通过阿基米德型力自相互作用，并考虑到电磁场的非最小耦合理论，我们讨论了未被照亮的时代的出现。在我们的非最小理论框架下，一个三参数非最小爱因斯坦-麦克斯韦模型，曲率耦合可以用有效折射率n（t）来表示。然后，利用一个众所周知的经典类比，即，在介质中具有n^2<0电磁波不传播，其群速度，即，能量转移速度在相应区域的边界处为零，人们可以在相互作用暗流体宇宙学模型中寻找未被照亮的时期。我们在这里研究，分析和数字，宇宙模型承认未点燃的时代。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Double polytropic cosmic acceleration from the Murnaghan equation of state
提出基于Murnaghan状态方程的双多方宇宙流体模型，近似$Λ$CDM范式并再现多种流体效应，通过密度扰动与$σ_8$等数据检验，在特定区间内优于标准宇宙学背景及暗能量重构。
2024-03-26 astro-ph.CO gr-qc
The dark degeneracy and interacting cosmic components
我们研究了暗简并度的一些性质，这是一个事实，即我们在引力实验中测量的是总暗扇区的能量动量张量，任何分裂成分量（如暗物质和暗能量）都是任意的。事实上，只需要一种暗流体就可以获得与LCDM模型完全相同的宇宙学和天体物理学现象。我们的工作明确的一阶微扰理论，并表明，超出了线性秩序的暗简并保存在一些一般的假设。然后，我们从一组相互作用的流体中构造出暗流体。最后，我们尝试用重子物质耦合的一般类来打破简并。尽管如此，我们表明，这些相互作用也可以理解的上下文中的LCDM模型之间的暗物质和重子。对于这最后的调查，我们选择两个独立的参数化的相互作用，一个在电磁学和其他变色龙理论的启发。然后，我们约束他们与CMB和超新星观测数据的联合分析。
2011-10-14 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic acceleration from a single fluid description
在这里，我们提出了一类新的正压因子的物质，动机的晶体固体的各向同性变形的属性。我们的方法被称为Anton-Schmidt状态方程，并提供了一个非零的，虽然很小的，物质的压力项。因此，相应的压强与宇宙体积的对数成正比，即与$V\propto ρ^{-1}$以来的密度本身成正比。在固态物理学的背景下，我们证明，通过只调用具有这样一个属性的标准物质，我们能够以一种合适的方式框定宇宙加速，而无需手动调用暗能量项。我们的模型扩展了最近一类名为\emph{logotropic}暗流体的暗能量范例，并依赖于两个自由参数，即$n$和$B$。在德拜近似下，我们发现$n$和$B$与晶体的Grüneisen参数和体积模量有关。因此，我们展示了我们的模型和logotropic方案之间的主要差异，我们强调了我们的新的状态方程的背景宇宙学的最相关的属性。对新模型的运动学和动力学进行了讨论。我们证明了$Λ$ CDM模型是在我们的方法，作为限制的情况下。文中还报告了与CPL参数化的比较。最后，对最新的低红移宇宙学数据的蒙特卡罗分析使我们能够对$n$和$B$施加约束。特别是，我们发现了$n=-0.147^{+0.113}_{-0.107}$和$B=3.54 \times 10^{-3}$。
2017-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Merging as a Possible Source for the Cosmological Accelerating
宇宙物体的引力合并（或集群）被认为是宇宙大尺度超加速的可能来源。宇宙天体的合并/成团在当前有效宇宙流体的状态方程中引入了一个修正项，其形式为$P=wρ+bρ^2$。结果，得到了包括过密区和欠密区的能量密度的替代关系式，该关系式与标准限值中的常规关系式一致。通过与气泡类比，宇宙流体中的低密度区域（空隙）被证明可以提供所需的负压。排除了暗能量状态方程$w$的观测约束，我们证明了与非合并宇宙气体相比，空洞的合并将在大尺度上充当额外加速的可能来源。
2019-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmographic Constraints and Cosmic Fluids
再现暗能量效应的问题在这里审查特别感兴趣的宇宙学。我们总结了一些最相关的宇宙学模型，基于相应的正压状态方程的假设，随着宇宙的膨胀，产生的加速膨胀。我们详细描述了$Λ$ CDM（$Λ$ -冷暗物质）和$ω$ CDM模型，还考虑了一些具体的例子，例如，Chevallier-Polarsky-Linder，Chaubergin气体和Dvali-Gabadadze-Porrati宇宙学模型。最后，我们考虑了$f(\mathcal{R})$和$f(\mathcal{T})$引力的宇宙学后果及其对宇宙学框架的影响。考虑到这些因素，我们指出了\emph{model-independent}程序相关的宇宙学，显示如何匹配的宇宙学观测值的自由参数的每个模型。我们批判性地讨论了宇宙学所扮演的角色，作为一个\emph{selection criterion}检查是否通过或不存在宇宙学的约束一个特定的模型。在此过程中，我们采用最新的Union 2.1超新星数据集，结合重子声学振荡和宇宙微波背景测量，通过拟合红移z的光度距离展开，找到了宇宙学边界。我们进行宇宙学分析，施加不同的先验哈勃率现值。此外，我们比较了我们的结果与最近的普朗克极限，表明$Λ$ CDM和$ω$ CDM模型似乎是最喜欢的其他暗能量模型。然而，我们发现，宇宙学约束$f(\mathcal{R})$和$f(\mathcal{T})$不能区分广义…
2013-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter in ghost-free bigravity theory: From a galaxy scale to the universe
我们基于双物质流体的无鬼双引力理论研究了暗物质的起源。目前的宇宙加速可以用引力子质量的存在来解释，而在几种宇宙学情况下[星系质量缺失、宇宙结构形成和标准大爆炸情景（宇宙核合成与CMB观测）]都需要暗物质。假设大质量引力子的康普顿波长小于星系尺度，我们证明了双引力理论可以用孪生物质流体解释暗物质，也可以通过调整合适的耦合常数解释宇宙加速。
2014-09-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic dark fluid cosmology
我们模拟宇宙底层的暗区的粘性流体与状态方程$p=-ζΘ$，其中$Θ$是流体膨胀标量和$ζ$是体积粘度的系数，我们假设一个依赖$ζ\propto ρ^ν$的能量密度$ρ$。均匀和各向同性的背景动力学与状态方程为$p = - A/ρ^α$的广义Chaubergin气体的动力学一致。然而，粘性模型的扰动动力学本质上是非绝热的，并且与Chaubergin气体的情况有质的不同。特别是，它避免了短尺度的不稳定性和/或振荡，这显然已经排除了统一的模型的Chaubergin气体类型。我们计算了物质的功率谱，并证明了非绝热模型与2dFGRS和SDSS观测的数据是相容的。一个$χ^{2}$-分析表明，对于某些参数组合的粘性暗流体（VDF）模型是很好的竞争力与$Λ$ CDM模型。这些结果表明，\textit{non-adiabatic}统一模型可以被视为基于广义相对论描述宇宙底层的潜在竞争者。
2009-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
