Constraints on primordial curvature perturbations from primordial black hole dark matter and secondary gravitational waves
原初黑洞和次级引力波可以用来探测早期的小尺度物理。对于视界再入后产生的次级引力波,我们导出了源的时间积分的解析公式,得到了诱导引力波能量密度随时间变化的解析性质。通过对原初曲率扰动的功率谱提出分段幂律参数化,利用原初黑洞暗物质的观测约束,得到了功率谱的上界,并讨论了未来天基引力波天线对模型的检验.
2019-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Non-vacuum relativistic extensions of MOND using metric theories of gravity with curvature-matter couplings and their applications to the accelerated expansion of the Universe without dark components
我们讨论的优势,使用度量理论的重力曲率物质耦合,以构建一个相对论性的概括的最简单的版本的修正牛顿动力学(MOND),其中塔利-费舍尔标度是有效的各种各样的天体物理对象。我们表明,这些建议是有效的,在最弱的扰动阶的轨道的大质量和无质量的粒子(光子)。这些结构可以分为局部和非局部曲率物质耦合引力度规理论。使用最简单的两个本地建设在FLRW宇宙的尘埃,我们表明,有没有必要引入暗物质和暗能量组件到弗里德曼方程,以占Ia型超新星观测的加速宇宙在目前的时代。
2021-01-19 astro-ph.CO gr-qc
Holographic Dark Energy with Curvature
在本文中,我们考虑了一个非平坦几何中的暗能量的全息模型,其中长度尺度是哈勃半径。该模型包含的可能性,以减轻宇宙符合问题,并纳入一个机制,以获得从减速到加速膨胀制度的过渡。我们推导出一个解析形式的哈勃参数在一个非平坦的宇宙,并使用它,我们执行贝叶斯分析这个模型使用SNIa,BAO和CMB数据。我们从这个分析中发现,数据支持一个小的值为$Ω_k$,但足够高,仍然产生宇宙学的后果。
2010-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Role of Spatial Curvature in a Dark Energy Interacting Model
本文研究暗能量-暗物质相互作用模型中空间曲率的影响,利用多种观测数据发现曲率影响哈勃常数和结构增长参数,缓解早期与晚期宇宙观测张力,并暗示宇宙可能是开放的。
2025-01-25 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy, matter creation and curvature
解释当前宇宙加速膨胀的最常用方法是假设存在暗能量;一种新的成分充满了宇宙,不会聚集,目前主导着演化,并且具有负压。在这项工作中,我研究了利马等人提出的另一种模型。\cite{lima96},它不需要一个奇异的状态方程,而是假设存在引力粒子的创建。因为这个模型适合超新星观测以及$Λ$ CDM模型,我在这项工作中进行了深入的研究,考虑到一个明确的空间曲率的模型。我发现,在这种情况下,我们可以缓解宇宙巧合的问题,基本上表明,这两个组成部分,暗物质和暗能量,是相同的性质,但他们的行为在不同的尺度。本文还指出了一些粒子产生模型的不足,并研究了一个克服这些困难的新模型。
2012-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic curvature on large-scale structures with homogeneous dark energy
本研究基于广义相对论一阶微扰理论分析宇宙曲率对结构形成的影响,结合多种天文观测数据发现曲率放宽了部分参数约束,并间接证明了动态暗能量与宇宙曲率间的非简并性。
2025-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Primordial dark matter from curvature induced symmetry breaking
我们证明了绝热暗物质可以通过暴胀过程中的引力致对称破缺产生。我们研究了一个$Z_2$对称标量单线态,它只通过引力耦合到其他场,当非最小耦合$ξ$为负时,在暴胀过程中时空曲率破坏了它的对称性。我们发现,对称性破缺导致绝热暗物质的形成与观察到的丰度为单重态质量$m\sim{\rm MeV}$和$|ξ|\sim 1$。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Virialisation-induced curvature as a physical explanation for dark energy
暗能量和冷暗物质主导的宇宙学模型(LambdaCDM)的几何结构通常被假设为由Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)度规给出,即它假设在共运动的空间部分中是均匀的。均匀性假设在(i)小距离尺度和(ii)最近的时期最强烈地失败,这意味着FLRW近似在这些尺度上最有可能失败。我们使用维里化分数来量化(i)和(ii),它们在观测的过去光锥上彼此近似一致。随着时间的增加,在大约相同的红移(sim 1-3)下,维里化分数增加到10%以上,在该红移下,Omega_Lambda增长到10%以上(大约1.8)。因此,代替非零的Omega_Lambda,我们提出了一个近似的,广义相对论修正的物质主导(Omega_m =1,Omega_Lambda=0),均匀度规(爱因斯坦德西特,EdS)。由此推断出一个低红移的有效物质密度参数Omega_m^eff(0)= 0.26 pm 0.05。在红移0 < z < 3的范围内,维里化校正的EdS模型的距离模量近似匹配LambdaCDM距离模量。这种粗略的近似假设是“旧物理学”(广义相对论),而不是“新物理学”。因此,在更详细的计算之前,我们通过一种新的方法来量化维里化和平均曲率演化之间的关系,加强了“暗能量“应该被认为是在空主导的宇宙中出现的平均曲率的人工制品的主张。
2013-09-19 astro-ph.CO gr-qc
The effect of dark matter discreteness on light propagation
该研究针对非模糊粒子暗物质曲率尖峰突破几何光学近似的问题,提出后几何光学近似方法,发现光子穿过暗物质会获引力诱导质量,角直径距离可能存在较大修正,可为暗物质粒子质量设上限。
2025-09-08 astro-ph.CO gr-qc
Constraints from observational data for a running cosmological constant and warm dark matter with curvature
空间曲率的引入可以改变物质扰动的演化,影响大尺度结构的形成。我们量化的非零空间曲率的影响,在LSS的形成与运行真空能量密度和温暖的暗物质组件的宇宙学模型。构造并分析了密度扰动的演化及其功率谱的修正形状。
2020-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing interaction and spatial curvature in the holographic dark energy model
在本文中,我们放置在全息暗能量模型的相互作用和空间曲率的观测约束。我们考虑全息暗能量与物质之间的三种唯象相互作用,即,相互作用项$Q$与暗能量($ρ_Λ$)、物质($ρ_{m}$)和物质加暗能量($ρ_m+ρ_Λ$)的能量密度成比例。为了探讨全息暗能量模型中的相互作用和空间曲率,我们使用了最新的观测数据,包括Ia型超新星(SNIa)的组成数据、威尔金森微波各向异性探测器(WMAP 5)5年观测给出的宇宙微波背景(CMB)的位移参数和斯隆数字巡天(SDSS)的重子声学振荡(BAO)测量.结果表明,全息暗能量模型中的相互作用和空间曲率都很小。此外,有趣的是发现在全息暗能量模型中,唯象相互作用与空间曲率之间存在着显著的简并。
2009-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining dark energy cosmologies with spatial curvature using Supernovae JWST forecasting
针对哈勃常数张力与ΛCDM模型的平直性偏离问题,研究利用JWST预测的高红移Ia型超新星数据扩展距离阶梯法,结合现有超新星星表提升了空间曲率暗能量模型中物质密度参数的约束精度。
2024-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological and lunar laser ranging constraints on evolving dark energy in a nonminimally coupled curvature-matter gravity model
Istituto per le Applicazioni del Calcolo, CNR(意大利国家研究委员会计算应用研究所);INFN - Laboratori Nazionali di Frascati (LNF)(意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室);Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto(波尔图大学理学院物理与天文系);Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto(米尼奥大学和波尔图大学物理中心);Universitá di Camerino(卡梅里诺大学);Al-Farabi Kazakh National University(阿里-法拉比哈萨克国立大学);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络)
本文研究了非最小耦合曲率-物质引力模型中暗能量的动态行为,利用宇宙学数据和月球激光测距数据约束模型参数,发现暗能量演化与DESI结果相似。
2026-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Dark Energy with Constant Inertial Mass Density: Updated Constraints and Curvature-Induced Sign Transitions in $ρ_{\rm DE}$ and $ρ_{\rm DE}+p_{\rm DE}$
Istanbul Technical University(伊斯坦布尔技术大学);Yeditepe University(耶迪特佩大学);Doğuş University(多斯大学)
本文基于更新的观测约束,研究了具有恒定惯性质量密度的简单gDE模型,并探讨了曲率对暗能量密度及其总密度符号转换的影响。
2026-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Fuzzy Dark Matter Less-complex Wormhole Structures in Higher-Order Curvature Gravity
在高阶曲率引力中,研究耦合各向异性物质的模糊暗物质虫洞解,推导形状函数并分析稳定性,发现其活跃引力质量与径向距离成反比,稳定结构存在于冷暗物质晕和星系核球周围。
2025-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Gravitational-Electromagnetic Analogy: A Possible Solution to the Vacuum-Energy and Dark-Energy Problems
在广义相对论中有一组曲率张量的一阶微分方程(简称曲率方程或CE),它们与电动力学中的麦克斯韦方程组惊人地相似。本文考虑了大自然母亲是否可能使用相同的基本模式为她的引力定律和电动力学,在这种情况下,CE可能被视为引力场方程,而不是爱因斯坦的方程。这不是一个新的引力理论(因为曲率方程可以从爱因斯坦方程推导出来),而是对广义相对论的一个温和的重新解释,解决了宇宙学中的真空能量问题和暗能量问题。本文的结果使人们能够理解为什么观测到的宇宙学常数的有效能量密度可以大大小于量子场的真空能量的估计,以及为什么量子场的真空能量不作为曲率的来源。
2009-01-29 astro-ph.CO gr-qc
CCDM Model with Spatial Curvature and The Breaking of "Dark Degeneracy"
在爱因斯坦场方程的背景下,冷暗物质(CCDM)的产生导致了负的创造压力,这可以用来解释宇宙的加速膨胀。最近的研究表明,这种模型的膨胀动力学不能与协调$Λ$ CDM模型区分开来,甚至在更高阶的密度扰动演化中也是如此,导致了所谓的“暗简并”。然而,取决于CDM创建速率的形式,当与$Λ$ CDM相比时,包括空间曲率导致CCDM的不同行为,即使在背景水平。用一个简单的形式的创造率,即,$Γ\propto\frac{1}{H}$,我们表明,这个模型可以区分从$Λ$ CDM,提供宇宙有一定的空间曲率。然而,从观测上看,目前CMB对空间平坦度的限制表明,两种模型都没有明显的优势,至少在背景水平上是如此。
2015-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A comprehensive analysis of the compact phase space for Hu-Sawicki $f(R)$ dark energy models including spatial curvature
我们提出了一个全面的动力学系统分析均匀和各向同性Friedmann-Laudmartre-Robertson-Walker宇宙学的Hu-Sawicki $f(R)$暗能量模型的参数选择$\{n,C_1\}=\{1,1\}$。对于一个通用的$f(R)$理论,我们概述了程序的相空间,这在一般情况下是4维的紧化。我们还概述了如何,给定一个$f(R)$模型,可以确定相空间点的坐标,对应于当今的宇宙和方程的表面在相空间中,代表$Λ$ CDM演化历史。接下来,我们将这些程序应用到所考虑的胡-Sawicki模型。我们确定了一些新的功能的相空间的模型,如存在不变的子流形和2维片的不动点。我们确定物理上可行的相空间区域,对应于可能的物质占主导地位的时代的不动点,并讨论了非奇异的反弹,重新崩溃和循环演化的可能性。我们还提供了一个数值分析比较$Λ$ CDM演化和胡-Sawicki演化。
2022-10-21 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on Spatial Curvature and Dark Energy Dynamics in the $w$CDM Model from DESI DR1 and DR2
Indira Gandhi University(英迪拉甘地大学);Gurugram University(古尔冈大学);GLA University(GLA大学)
研究利用DESI DR1和DR2数据,结合其他观测数据,探讨了$w$CDM模型中空间曲率和暗能量动态的约束,发现暗能量EoS参数偏离真空能情景,支持quintessence区域。
2025-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Holographic dark energy in a universe with spatial curvature and massive neutrinos: a full Markov Chain Monte Carlo exploration
本文报道了基于马尔可夫链蒙特卡罗整体拟合技术,用空间曲率和大质量中微子约束全息暗能量模型的结果。宇宙观测数据包括WMAP 7年的温度和偏振数据、Union 2.1样品的Ia型超新星数据、SDSS DR 7和WiggleZ暗能量巡天的重子声振荡数据以及HST最新的$H_0$测量数据。为了处理暗能量的微扰,我们采用了参数化后Friedmann方法。我们发现,对于没有空间曲率和大质量中微子的最简单全息暗能量模型,唯象参数$c<1$在大于$4σ$的置信水平.空间曲率的引入增大了误差条,导致$c<1$仅在大约$2.5σ$范围内;相反,大质量中微子的引入对$c$没有显著影响。我们还发现,对于具有空间曲率但没有大质量中微子的全息暗能量模型,当前分数曲率密度$Ω_{k0}$的$3σ$误差棒仍为$10^{-2}$的量级;对于具有大质量中微子但没有空间曲率的模型,中微子总质量的$2σ$上界为$\sum m_ν < 0.48$ eV.此外,全息暗能量模型中空间曲率与大质量中微子之间存在明显的简并,这使得$\sum m_ν$的上界扩大了2倍以上。此外,我们证明,利用完整的WMAP数据可以给全息暗能量模型更好的约束,与使用WMAP "距离先验“的情况相比。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Constraints on cosmic curvature from cosmic chronometer and quasar observations
我们考虑了哈勃参数的宇宙计时器(CC)数据,X射线和紫外线发射的类星体(QSO)光度数据,以及2018年普朗克任务(PL 18)和SH 0 ES观测(SHOES)的哈勃参数现值的最新测量,以约束宇宙曲率密度参数的现值。我们考虑了三种暗能量模型:$Λ$ CDM模型,wCDM模型和CPL参数化。在所有这三个模型中,我们发现物质-能量密度参数$Ω_{\rm m0}$的值比从普朗克2018年CMB观测任务中获得的值更高。此外,我们发现了一个非平坦和封闭的宇宙在0.5 $σ$到3 $σ$的置信水平的证据。在不同的数据集组合下,分别用$Λ$ CDM模型、wCDM模型和CPL参数化方法得到的宇宙平均值与平坦宇宙的距离分别为2 ~ 3 $σ$、1 ~ 1.5 $σ$和0.5 ~ 1 $σ$。与$Λ$ CDM模型相比,在动力学暗能量模型中,非零宇宙曲率的证据较少。这意味着宇宙曲率非零的证据取决于暗能量状态方程的行为。由于宇宙曲率的值退化到暗能量的状态方程,我们还考虑了一个模型无关的分析,以约束宇宙曲率使用高斯过程回归分析和人工神经网络分析相结合。在模型独立的分析中,我们也发现了一个封闭宇宙的证据,平坦宇宙几乎是1 $σ$。因此,无论是依赖模型还是独立模型的分析,都倾向于从CC、类星体和$H_0$观测的组合中得到一个封闭的宇宙。
2023-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Search for dark Higgs inflaton with curvature couplings at LHC experiments
我们分析了曲率修正的暗Higgs暴胀模型,并探讨了通过LHC粒子物理实验检验其预言的可能性。我们表明,具有曲率修正的暗希格斯暴胀模型受到当前宇宙学观测的强烈支持。这个模型的宇宙学预言,包括暗Higgs耦合常数的量子修正和再加热温度估计的不确定性,导致暗Higgs质量为$m_ϕ=0.919 \pm$ 0.211 GeV,混合角为$θ=1.492 \pm$ 0.045(CL为68%)。在13 TeV LHC上,在积分亮度光度为3ab $^{-1}$的条件下,对FASER和MAPP-1实验在95% CL宇宙学置信区间内对暗Higgs暴胀子质量和混合角的探测范围进行了评估,假设探测效率为100%.我们的结论是,暗希格斯暴胀模型与曲率修正是一个引人注目的暴胀的情况下,粒子物理理论的基础上,目前的宇宙学测量,在LHC的黑暗希格斯玻色子搜索留下印记青睐。
2021-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Scalar field power-law cosmology with spatial curvature and dark energy-dark matter interaction
利用WMAP 5 +BAO+SNIa组合数据集和WMAP 5数据集的观测数据,研究了尺度因子是时间的幂函数的晚期闭合宇宙. WMAP 5数据给出了幂律指数,$α= 1.01$与以前研究的$H(z)$数据一致,而组合数据给出了$α=0.985$。考虑标量场暗能量和尘埃流体在幂律宇宙中的演化,我们得到了场势、场解和状态方程参数。除了非相互作用的情况,暗物质衰变为暗能量也是允许的。在标量场势中,运动学膨胀项对尘埃项和曲率项的支配作用的时间尺度约为5.3 ~ 5.5 Gyr。相互作用的影响是略微降低标量势的高度和略微向右移动势曲线到稍后的时间。发现相互作用拉格朗日项的质量势函数是指数衰减函数。
2012-08-13 astro-ph.CO
Dipolar Dark Matter and Cosmology
修正牛顿动力学(MOND)的现象学可以从某些偶极介质的“引力极化”机制中恢复,该偶极介质扮演着暗物质的角色。本文回顾了在标准广义相对论中偶极暗物质(DDM)的一个相对论模型,在一定的有效水平上描述了在引力场中可极化的流体。在宇宙学扰动论的一阶理论中,该模型等价于和谐宇宙学方案,或称拉姆达冷暗物质(CDM)模型。然而,在二阶,DDM的内能修改CDM产生的曲率扰动。这种校正,它依赖于二次偶极子,诱导一种新的类型的非高斯曲率扰动的双谱相对于标准CDM。普朗克卫星最近的观测对偶极场的原始值施加了严格的限制。
2013-12-25 astro-ph.CO gr-qc
Interacting Barrow Holographic Dark Energy in Non-flat Universe
本研究针对非平坦宇宙构建耦合形式的相互作用Barrow全息暗能量演化方程,推导三种耦合下暗能量状态方程解析表达式,经观测数据验证支持非平坦相互作用暗能量场景。
2025-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Barrow Holographic Dark Energy in non-flat Universe
在非平坦宇宙的情况下,我们构造了Barrow全息暗能量。特别地,考虑到封闭和开放的空间几何,我们提取的微分方程,确定的暗能量密度参数的演变,我们提供了相应的暗能量状态方程参数的解析表达式。我们表明,该方案可以描述宇宙的热历史,与序列的物质和暗能量时代。与平坦的情况相比,其中幻影政权获得相对较大的巴罗指数,正曲率的结合导致宇宙进入幻影政权显着较小的值。此外,在负曲率的情况下,我们发现一个相反的行为,即增加巴罗指数,我们获得代数更高的暗能量状态方程参数。此外,我们面对的情况下,哈勃参数测量和超新星Ia型数据。因此,轻微非平坦的空间几何结构的巴罗全息暗能量的结合改善的现象,同时保持新的巴罗指数较小的值。
2021-10-29 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on the cosmological expansion rate and spatial curvature
过去几十年的观测表明,宇宙的膨胀正在加速。在宇宙学的标准模型中,这种加速膨胀被归因于以宇宙学常数形式存在的暗能量。然而,我们可以想象,暗能量呈现出温和的动力学(因此它的能量密度随时间而变化,而不是具有一个恒定的值),或者宇宙的加速膨胀是由暗能量以外的某种机制引起的。在这项工作中,我将调查这两种可能性,通过使用观测数据的动态暗能量以及宇宙学模型没有暗能量的简单模型的参数的约束。我发现,这些数据有利于标准模型,而留下一些空间的动态暗能量。标准模型还认为宇宙在大的空间尺度上是平坦的。用于测试暗能量动力学的相同观测数据可以用来约束宇宙的大尺度曲率,这些数据通常有利于空间平坦性,在某些数据组合中对空间曲率有一定的偏好。
2021-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on dark energy dynamics and spatial curvature from Hubble parameter and baryon acoustic oscillation data
我们使用所有可用的重子声学振荡距离测量和哈勃参数数据来约束宇宙学常数$Λ$,动力学暗能量和空间曲率在简单的宇宙学模型。我们发现,共识空间平坦的$Λ$ CDM模型提供了一个合理的拟合数据,但根据哈勃常数先验和宇宙学模型,它可以是一个多一点的$σ$远离最佳拟合模型,这可能有利于温和的暗能量动力学或非平坦的空间超曲面。
2018-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing flatness of the universe with probes of cosmic distances and growth
当使用距离测量来探测空间曲率时,曲率和距离-红移关系中的暗能量之间的几何简并通常需要对暗能量演化做出强有力的假设,或者在更独立于模型的方法中牺牲精度。测量线性增长的微扰的红移演化可以打破几何简并性,提供精确且与模型无关的曲率约束。未来的超新星、宇宙微波背景辐射和星团数据有可能测量出精确度为σ(Omega_K)=0.002的曲率,而不需要指定特定的暗能量现象。结合距离测量,在低红移的增长函数的演变提供了最强的曲率约束,如果高红移宇宙是很好地近似为纯粹的物质占主导地位。然而,在早期的暗能量或大质量中微子的存在下,曲率的精度由于额外的简并而降低,并且相对于重组的生长函数的精确归一化对于获得精确的约束是重要的。距离和增长的曲率限制与文献中提出的曲率估计的其他方法相比是有利的,提供了更高的准确性或更大的自由度,不受暗能量建模假设的影响,并且由于使用了独立的数据集而具有互补性。模型无关的曲率估计是至关重要的测试膨胀和获得无偏约束的暗能量参数。
2009-08-03 astro-ph.CO
Testing the consistency between cosmological data: the impact of spatial curvature and the dark energy EoS
对现有宇宙学数据的联合分析结果引发了一场关于可能探测到非零空间曲率的重要辩论。如果得到证实,这样的结果将意味着我们目前对宇宙演化的理解发生变化,并产生重要的理论和观测后果。在本文中,我们将讨论与目前可用的数据集进行联合分析的合法性,并探讨其对非平坦宇宙和标准宇宙学模型扩展的影响。本文利用一个强张力估计器对宇宙微波背景、Ia型超新星、重子声振荡和宇宙计时器的最新观测数据之间的物理一致性进行了定量分析。我们考虑$Λ$ CDM宇宙学和两个暗能量模型的平坦和非平坦的情况下,恒定和变化的暗能量EoS参数。本研究使我们能够更好地了解这些数据集之间可能存在的不一致是否足以使其联合分析的结果产生误导,以及这些结果与空间曲率和暗能量参数化的实际依赖性。
2021-04-27 astro-ph.CO
Tau neutrinos from ultracompact dark matter minihalos and constraints on the primordial curvature perturbations
中微子的观测和研究为揭示暗物质粒子的性质提供了一种间接的途径。对于μ介子中微子的探测,主要问题是大气背景,这是由大气中的宇宙射线与原子之间的相互作用引起的。与μ介子中微子相比,τ中微子具有更小的大气背景,特别是向下的方向。除了经典的中微子源外,暗物质粒子也可以湮灭为中微子,是潜在的高能天体物理源。由于暗物质粒子的湮灭率与粒子数密度的平方成正比,因此在暗物质晕中心附近,湮灭率较大,特别是对于一种新的暗物质结构--超致密暗物质微晕(UCMHs).在以前的工作中,我们已经研究了由于暗物质湮灭引起的UCMH中的μ介子中微子通量。此外,由于UCMH的形成与小尺度的原初密度扰动有关,我们得到了对小尺度原初曲率扰动幅度的限制,即$1 \lesssim k \lesssim 10^{7} ~\rm Mpc^{-1}$ .在这项工作中,我们专注于下行的τ中微子从UCMH由于暗物质湮灭。通过与τ中微子通量本底的比较,得到了对UCMH质量分数的限制。然后利用UCMH质量分数的限制,得到了对原始曲率扰动幅度的限制,并将其推广到尺度$k \sim 10^{8} ~ \rm Mpc^{-1}$上.
2017-11-03 astro-ph.CO
New Source for QCD Axion Dark Matter Production: Curvature Induced
İstinye University(伊斯坦耶大学);Tel-Aviv University(特拉维夫大学);Johannes Gutenberg University(约翰内斯·古腾堡大学);The University of Osaka(大阪大学);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器中心);Universität Hamburg(汉堡大学);Universitat de València-CSIC(瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会);Khon Kaen University(孔敬大学)
本文提出通过曲率扰动与快速滚动背景场的乘积生成QCD轴子暗物质的新机制,并探讨其在暗物质参数空间中的应用及实验验证可能性。
2026-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Current cosmological constraints on the curvature, dark energy and modified gravity
利用Union 2汇编的557颗Ia超新星的观测数据、重子声学振荡测量、Wilkinson微波各向异性探测器7年观测的宇宙微波背景辐射数据和哈勃参数数据,采用不同高红移行为的$w(z)$模型和参数化,研究了宇宙的几何结构和暗能量的性质。我们发现,$Λ$ CDM模型与现有数据一致,Dvali-Gabadadze-Porrati模型被超过$3σ$水平的数据排除,宇宙几乎是平坦的,现有数据无法区分具有不同行为的$w(z)$在高红移的模型.我们还加入了生长因子数据来约束Dvali-Gabadadze-Porrati模型的生长指数,发现它与其理论值相差超过$1σ$。
2011-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the primordial curvature perturbation using dark matter substructure
我们通过对暗物质亚结构的观测来研究原初曲率的扰动。假设曲率扰动在波数k>1 Mpc^{-1}时的谱中有一个凸起,我们用半解析的方法跟踪了主晕和次晕的演化。考虑到可能的不确定性,在评估的潮汐剥离对subhalo增长的影响,我们发现了一个新的强大的约束曲率扰动与颠簸从我们的银河系中观测到的矮球状星系的数量和恒星流的观测。对于k~ 10 ^3 Mpc^{-1},凸块振幅的上限为O(10^{-7})。此外,我们发现,这是至关重要的间接检测的暗物质信号的升压因子,是高达O(10^4),由于在当前的观测范围内允许的颠簸。
2022-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Quantum vacuum fluctuations and dark energy
结果表明,由量子场真空涨落引起的时空曲率应正比于牛顿常数$G$的平方。这为暗能量密度的近似$G m^6 c^2 h^{-4}$的成功提供了一个可能的解释,其中$m$是基本粒子的典型质量。
2009-12-16 astro-ph.CO gr-qc
Variable time flow as an alternative to dark energy
时间是一个参数,在我们对自然规律的最基本建模中发挥着核心作用。相对论表明,不同时钟测量的时间的比较取决于它们的相对运动和它们所处的引力场的强度。在标准宇宙学中,时间参数是由基本时钟测量的,即相对于膨胀空间静止的时钟。我们假设这个真时间在宇宙的整个历史中以恒定的速率流动。我们提出了另一种假设,即宇宙时间流动的速率取决于宇宙的整体几何曲率。使用一个简单的单参数模型之间的关系,适当的时间和曲率,我们建立了一个宇宙学模型,适合Ia型超新星的数据(最好的宇宙学标准蜡烛),而不需要暗能量,也可能是外来的暗物质。
2016-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Dark sector interactions and the curvature of the Universe in light of Planck's 2018 data
利用最新的宇宙微波背景(CMB)、Ia型超新星(SNe)和SH0ES哈勃参数测量结果,研究了一类相互作用暗能量(iDE)模型的观测可行性.我们的分析探讨了非零空间曲率的假设,相互作用参数$α$和当前的膨胀率$H_0$之间的相关性,并更新了\cite{micol}中报道的结果。最初,假设一个空间平坦的宇宙,结果表明,我们的联合分析的最佳拟合显然有利于积极的相互作用,即,从暗物质到暗能量的能量通量,具有$α\approx 0.2$,而非相互作用的情况下,$α= 0$,被排除了超过$3σ$的置信水平。另一方面,考虑到一个非零的空间曲率,我们发现一个轻微的偏好为负值的曲率参数,这似乎放松的参数$α$和$H_0$之间的相关性,以及$H_0$和规范化的物质功率谱的尺度为8 $h^{-1}$百万分之一秒($σ_8$)。最后,我们讨论了在联合分析中考虑SH $0$ ES先验对$H_0$的影响,发现这样的选择并没有显著改变标准宇宙学预测,但对iDE模型的结果有显着的影响。
2021-02-19 astro-ph.CO
The dark side of curvature
几何测试,如哈勃参数H(z)和角直径距离d_A(z)的组合,原则上可以以直接的、与模型无关的方式打破暗能量状态方程参数w(z)和空间曲率Ω_k之间的简并性。在实践中,对这些量的限制可以从现实的实验中获得,例如那些由重子声学振荡(BAO)星系巡天结合CMB数据提供的限制,可以解决宇宙之间的混淆暗能量状态方程参数和曲率只有统计和参数化模型内的w(z)。结合H(z)和d_A(z)的测量直到z = 2附近足够高的红移,并采用暗能量状态方程的红移演化参数化是解决w(z)-Omega_k简并度的关键。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Virialization-induced curvature versus dark energy
和谐模型成功地解释了许多可观察到的现象,但代价是引入了一种未知来源的外来来源:暗能量。暗能量的优势发生在最近的时代,当我们预计大多数宇宙学结构已经形成,因此,当强迫均匀FLRW度量到数据上引起的误差预计是最重要的。我们提出了一种方法来量化宇宙学参数的演化偏离均匀性的影响。利用Einstein-de Sitter模型中的多尺度分割方法和数值模拟估计的维里化分数,通过FLRW度规的相对论修正,我们得到了红移0 < z < 3范围内观测上真实的距离模.
2013-11-21 astro-ph.CO
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
Flatness without CMB - the Entanglement of Spatial Curvature and Dark Energy Equation of State
宇宙空间曲率参数$Ω_k$主要受宇宙微波背景(CMB)数据的限制,非常小。对宇宙距离阶梯和大尺度结构的观测可以提供对宇宙平坦性的独立检验。然而,$Ω_k$的这种宇宙晚期约束对暗能量的性质的假设是敏感的。对于暗能量的最小耦合标量场模型,状态方程$w$对宇宙空间曲率$Ω_k$具有非平凡的依赖性(Miao和Huang,2018)。在以往关于未来观测项目的研究中没有考虑到这种依赖性。本文采用Miao和Huang提出的$w$参数化方法,对$w$对$Ω_k$的依赖关系进行编码,并对三个基准项目的模拟数据进行Fisher预测:一个类似于WFIRST的Ia型超新星巡天,一个类似于EUCLID的光谱红移巡天,以及一个类似于LSST的光度红移巡天.我们发现,$Ω_k$和$w$之间的相关性主要是由数据,而不是由理论先验。因此,我们验证了将$Ω_k$和$w$作为独立量处理的标准方法。
2018-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
2021-$H_0$ Odyssey: Closed, Phantom and Interacting Dark Energy Cosmologies
最新的宇宙学数据分析表明,\textit{(a)}一个封闭的宇宙是首选的普朗克数据在超过$99\%$ CL,和\textit{(b)}相互作用的情况下提供了一个非常令人信服的解决方案,哈勃常数张力。鉴于这两个最近的吸引力的情况下,我们认为在这里的相互作用的暗物质-暗能量模型与非零空间曲率组件和自由变化的暗能量状态方程的精华和幻影制度。当只考虑宇宙微波背景数据时,一个幻影和封闭的宇宙可以完美地缓解哈勃张力,而不需要暗区之间的耦合。考虑到其他可能的宇宙学观测结果,这个非常有吸引力的方案作为当前宇宙学紧张局势的整体解决方案的可行性受到了损害,要么破坏了它对$H_0$问题的有效性,如超新星Ia数据的情况,要么在空间曲率的首选值上引入了强烈的分歧,如重子声学振荡的情况。
2021-10-11 astro-ph.CO gr-qc
Viable Mimetic Completion of Unified Inflation-Dark Energy Evolution in Modified Gravity
在本文中,我们证明了一个统一的描述早期和晚期的时间加速度是可能的模拟$F(R)$重力的背景下。我们详细研究了暴胀时代,并证明了它可以实现,即使在模拟$F(R)$重力,传统的$F(R)$重力无法描述的通货膨胀。通过使用标准方法,我们计算了原始曲率扰动的谱指数和标量张量比。我们使用两个$F(R)$重力模型,事实证明,对于正在研究的两个模型,观测指标与最新的普朗克和BICEP 2/凯克阵列数据都是兼容的。最后,当慢滚时代结束时,不断增长的曲率扰动的存在保证了从暴胀的优雅退出。
2016-11-06 astro-ph.CO gr-qc
Neutrino signals from ultracompact minihalos and constraints on the primordial curvature perturbation
与标准暗物质晕相比,最近提出的一种新的暗物质结构--超致密微晕(UCMHs)的密度剖面更陡,形成时间更早。如果暗物质是由弱相互作用大质量粒子(WIMP)组成的,那么由于暗物质湮灭而来自UCMH的潜在信号(例如中微子)将被IceCube/DeepCore或其他探测器探测到,并且这样的信号将具有非常有用的伽马射线观测的互补性。另一方面,UCMH的形成与较小尺度上的原始曲率扰动有关。因此,对UCMH丰度的限制可以用来限制这些尺度上的扰动。在以前的工作中,在文献中,作者集中在γ射线信号的UCMH由于暗物质湮灭。在这项工作中,我们调查的中微子信号从附近的UCMH。虽然没有多余的中微子信号的暗物质湮灭已被观察到,UCMH的丰度的限制可以得到,这些限制可以转化为小尺度上的原始曲率扰动的限制。
2013-05-18 astro-ph.CO
Evolution equations dynamical system of the Lemaître--Tolman--Bondi metric containing coupled dark energy
我们考虑非均匀球对称模型的基础上Lemaintre-Tolman-Bondi(LTB)度规,假设作为其源的普通重子物质,冷暗物质和暗能量与耦合项成比例的增加的能量密度的暗流体的相互作用的混合物。我们把爱因斯坦场方程简化为一个由演化方程和代数约束组成的一阶7维自治动力学系统。我们详细研究的演变的能量密度和空间曲率轮廓沿相空间通过两个子空间投影:一个三维投影与解决方案的Friedman-Lema\^itre-Robertson-Walker度规(不变子空间)和四维投影描述的演变的非均匀波动。我们还分类和研究的临界点的系统相比,以前的工作类似的来源,以及数值求解方程的初始能量密度和曲率分布,导致一个球形反弹,其崩溃的时间,我们估计适当。
2022-07-06 astro-ph.CO gr-qc
Using Pantheon and DES supernova, baryon acoustic oscillation, and Hubble parameter data to constrain the Hubble constant, dark energy dynamics, and spatial curvature
我们使用Pantheon Ia型超新星(SN Ia)的视星等、DES-3年分仓的SN Ia视星等、哈勃参数和重子声学振荡测量来约束六个空间平坦和非平坦的宇宙学模型。这些数据集提供了相互一致的宇宙学约束,在我们研究的六个宇宙学模型。对这些数据集的联合分析提供了独立于模型的哈勃常数$H_0=68.8\pm1.8\ \rm{km \ s^{-1} \ Mpc^{-1}}$和非相对论物质密度参数$Ω_{\rm m_0}=0.294\pm0.020$的估计。虽然联合约束更倾向于温和的暗能量动力学和一点空间曲率,但它们并不排除暗能量是一个宇宙学常数和平坦的空间超曲面。我们还添加类星体的角尺寸和H II星暴星系的测量组合的数据集,并找到更多的限制性约束。
2021-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Baryon acoustic oscillation, Hubble parameter, and angular size measurement constraints on the Hubble constant, dark energy dynamics, and spatial curvature
在本文中,我们使用所有可用的重子声学振荡,哈勃参数,和类星体的角尺寸数据来约束六个暗能量宇宙学模型,空间平坦和非平坦。根据所考虑的模型和数据组合,这些数据温和地支持闭合空间超曲面(与$1.7σ$一样多)和暗能量动力学(最多略高于$2σ$)超过宇宙学常数$Λ$。根据模型和数据的组合,在$1.8σ$到$3.4σ$处,数据也支持比从局部膨胀率测量的更低的哈勃常数。
2019-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Dark Matter from Curvature Perturbations
本文研究暴胀或相变产生的曲率扰动如何通过打破Weyl平坦性使共形耦合费米子产生暗物质,并给出仅依赖暴胀末功率谱的丰度公式,指出在$M \gtrsim 10^{6}$ GeV时可解释临界暗物质丰度。
2024-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Approaching the Dark Sector through a bounding curvature criterion
在广义相对论(GR)的背景下,了解动态示踪剂和星系尺度的透镜光子的轨迹的观测,需要引入一个假设的暗物质的主要组成部分。史瓦西解不再描述观测结果时,这些引力异常的开始与加速度下降到MOND的特征$a_{0}$加速度以下的区域密切对应,该区域发生在一个公认的质量依赖径向距离$R_{c}\propto (GM/a_{0})^{1/2}$处。在宇宙学尺度上,推断的动力学也与GR和观测到的质量分布不一致。目前的加速膨胀率需要引入一种假设的暗能量占主导地位的成分。我们在这里证明,对于银河系尺度的史瓦西度规,在临界MOND过渡半径$r=R_{c}$处,标量曲率K乘以$(r^{4}/M)$,具有不变值$κ_{B}=K(r^{4}/M)=28Ga_{0}/c^{4}$。此外,假设这一条件适用于$r>R_{c}$,是一致的全时空下GR对应于一个占主导地位的等温暗物质晕,在银河系水平的观测精度。对于FLRW度规,同样的常边界曲率条件对于空间平坦的时空产生了宇宙膨胀历史,它与$Λ$ CDM对最近时期的经验拟合一致,并且同样地渐近地趋向于德西特解。因此,一个简单的协变纯粹的几何条件确定所观察到的引力异常的低加速度制度,并可以用来指导发展的{扩展}引力理论在银河系和宇宙学尺度。
2018-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Tachyonic gravitational dark matter production after inflation
Johannes Gutenberg-Universität(约翰内斯·古腾堡大学);Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学)
本文提出一种通过曲率诱导的超光速不稳定性在暴胀后非热产生暗物质的引力机制,通过实数观察者标量场与时空曲率不变量的二次耦合,计算暗物质丰度并提供简单拟合函数。
2026-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining dynamical dark energy with a divergence-free parametrization in the presence of spatial curvature and massive neutrinos
本文利用7年WMAP温度和偏振数据、SDSS DR 7的LRGs功率谱、Union 2样品的Ia超新星数据和HST的$H_0$新观测数据,采用MCMC全局拟合方法,在存在空间曲率和大质量中微子的情况下,用无发散参数化$w(z) = w_{0} + w_{a}(\frac{\ln(2+z)}{1+z}-\ln2)$约束动力学暗能量.我们的重点是在这样一个动态的暗能量的情况下,空间曲率,$Ω_k$,和中微子的总质量,$\sum m_ν$,以及这些因素对暗能量参数,$w_0$和$w_a$的约束的影响。我们表明,$Ω_k$和$\sum m_ν$可以很好地约束在这个模型中,95%的CL限制是:$-0.0153<Ω_k<0.0167$和$\sum m_ν<0.56$ eV。与平坦宇宙的情况相比,$w_0$的误差放大了25.51%,$w_a$的误差放大了0.14%;与中微子质量为零的情况相比,$w_0$的误差放大了12.24%,$w_a$的误差放大了1.63%.
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curvature dark energy reconstruction through different cosmographic distance definitions
在$f(\mathcal{R})$引力理论中,暗能量是一种具有负状态方程的几何流体。由于函数$f(\mathcal{R})$不是已知的\emph{a priori},因此需要模型独立地重建其形状,这代表了确定哪个$f(\mathcal{R})$模型相对于其他模型真正有利的相关技术。为了这个目的,我们涉及宇宙学的一个通用的$f(\mathcal R)$及其衍生物,以提供一个模型独立的调查在红移$z \sim 0$。我们的分析是基于使用三种不同的宇宙学距离定义,以减轻二重性问题,即使用特定的宇宙数据集的宇宙学距离的问题。因此,我们认为光度,$d_L$,流量,$d_F$,和角度,$d_A$,距离,我们发现由联盟2.1超新星编译和测量重子声学振荡的数值约束,在$z_{BAO}=0.35$。我们注意到,所有距离在一阶上都简化为相同的表达式,即$d_{L;F;A}\sim\frac{1}{\mathcal H_0}z$。因此,为了确定宇宙学观测序列,我们通过仅通过超新星拟合$\mathcal H_0$来施加$H_0$的初始值,在红移区域$z<0.4$中。我们发现曲率暗能量流体的压力比与宇宙常数有关的压力稍低。这表明一个可能的曲率演化暗能量实际上充满了当前的宇宙。此外,结合使用的$d_L,d_F$和$d_A$表明,加速度参数的符号与理论界一致,而其变化,即加加速度参数,是兼容的$j_0>1$。最…
2014-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Misalignment & Co.: (Pseudo-)scalar and vector dark matter with curvature couplings
基于它们作为暗物质的潜在作用,我们研究了与引力非最小耦合的光标量场和矢量场的宇宙学演化。我们的重点是一种情况下,占主导地位的贡献的能量密度产生的错位机制。此外,我们还讨论了暗物质产生于随机情景或暴胀涨落的可能性。即使是非最小耦合与标准情景的微小偏差,也会导致重大的质和量的变化。这是由于暴胀过程中均匀场和非零动量模的曲率耦合驱动的超视界演化。遗迹密度产额和大尺度密度波动都受到影响。对于未对准机制,这导致等曲率约束的减弱,并开辟了新的可行的参数空间区域。
2020-02-11 astro-ph.CO hep-ph