K-mouflage Imprints on Cosmological Observables and Data Constraints
我们调查宇宙学的限制K-mouflage模型的修改引力。我们考虑两种情况：一种是背景演进自由偏离$Λ$ CDM（K-模），另一种是再现$Λ$ CDM扩展（K-模拟），将它们都实现到EFTCAMB代码中。我们讨论了这些模型的主要观测特征，并将它们的宇宙学预测与不同的数据集进行了比较，包括CMB，CMB透镜，SNIa和不同的星系目录。我们认为，缓解这些模型中的$H_0$和弱透镜紧张局势的可能性，发现K-mouflage方案有效地缓解了紧张局势的哈勃常数。我们最终的95% C.L.测量与$Λ$ CDM（对应于$ε_{2,0}=0$）的总体偏离的$ε_{2,0}$参数的界限对于K-模是$-0.04\leq ε_{2,0} <0$，对于K-模拟是$0< ε_{2,0} <0.002$。在前一种情况下，主要的约束力来自于背景膨胀历史的变化，而在后一种情况下，模型受到物质扰动幅度测量的强烈约束。这些宇宙学约束的灵敏度与太阳系探测器的灵敏度非常接近。我们表明，这些限制可以显着收紧与未来的理想探头，如CORE。
2018-09-26 astro-ph.CO
CMB lensing imprints of cosmic voids in DESI Legacy Survey DR9 LRGs with photometric redshift calibration
INAF-IASF Milano（意大利国家天体物理研究所米兰天文物理研究所）
本文研究了宇宙空洞对21厘米宇宙微波背景偏振的印迹，利用DESI遗产调查DR9 LRGs样本中的三维空洞，与Planck 2018偏振图进行交叉相关分析，通过ΛCDM模板验证，发现观测与模拟结果一致，解决了观测与模拟之间的偏振低张力问题。
2026-05-19 astro-ph.CO
Planck Limits on Cosmic String Tension Using Machine Learning
我们开发了两个并行的机器学习管道来估计宇宙弦（CS）的贡献，方便地编码在其张力（$Gμ$），{ \it普朗克}观测到的宇宙微波背景辐射的各向异性。第一种方法是基于树的，并通过图像处理和统计工具获得某些地图特征。第二个使用卷积神经网络，目标是探索CS印记的可能的非平凡特征。这两个流水线在{ \it Planck}模拟上进行训练，并且当应用于{ \it Planck} \texttt{SMICA}映射时，产生$Gμ\lesssim 8.6\times 10^{-7}$的$3σ$上限。我们还训练和应用管道来预测未来的CMB-S4类勘测，并保守地发现它们的最小可检测张力为$Gμ_{\rm min}\sim 1.9\times 10^{-7}$。
2021-05-31 astro-ph.CO
Running gravitational constant induced dark energy as a solution to $σ_8$ tension
本文提出一个跑动引力常数与变化暗能量耦合的修正引力模型，通过包含尺度依赖和背景演化的完整扰动分析，证明该模型能将 RSD 与 Planck 数据间的 $σ_8$ 张力从 $3 σ$ 降至 $1 σ$ 以内。
2024-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Addressing the DESI DR2 Phantom-Crossing Anomaly and Enhanced $H_0$ Tension with Reconstructed Scalar-Tensor Gravity
University of Ioannina（约阿尼纳大学）
本文在标量-张量引力框架下，通过分析DESI DR2等多源数据，有效解决了幻影交叉异常并缓解了H0张力，得到H0=70.6±1.4 km/s/Mpc，并重构了底层拉格朗日量的解析形式。
2026-06-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Principal reconstructed modes of dark energy and gravity
最近，在[1]中，我们提出了第一个组合的非参数重建的三个时间相关的功能，捕捉偏离标准宇宙模型，$Λ$ CDM，在膨胀历史和引力对物质和光的影响，从目前可用的背景和大尺度结构数据的组合。重建是在有和没有理论信息的先验的情况下进行的，建立在一般的Horndeski类标量张量理论上，它将三个函数关联起来。在这项工作中，我们执行的三个功能的先验和后验协方差的分解，以确定由数据相对于Horndeski先验约束的模式的结构。我们发现，所有数据的组合可以约束15个组合的本征模的三个功能相对于先验。我们检查和解释他们的功能，鉴于众所周知的紧张局势数据集之间的$Λ$ CDM模型。我们还评估了在文献中常用的简单化参数化，约束宇宙尺度上的GR偏差所引入的偏见。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Fractional Dark Matter decay: cosmological imprints and observational constraints
如果一小部分暗物质以$f_{\rm dcdm}$的衰变率（或倒数寿命）衰变成不可见的无质量粒子（所谓的“暗辐射”），这种衰变将在宇宙学观测值上留下独特的印记。在充分考虑玻尔兹曼体系的基础上，我们计算了衰变对宇宙微波背景辐射、红移畸变和动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的影响，并在评价引力势演化的基础上给出了详细的物理解释。通过使用当前的宇宙学数据，结合普朗克2015年，重子声振荡和红移失真测量，可以改善约束，我们更新的$1σ$的衰变DM的分数从$f_{\rm dcdm}\lesssim5.26\%$到$f_{\rm dcdm}\lesssim2.73\%$的短寿命DM（假设$Γ_{\rm dcdm}/H_0\gtrsim10^4$）。然而，对于长寿命DM，没有从RSD数据（$f_{\rm dcdm}\lesssim0.94\%$）改进约束（即，$Γ_{\rm dcdm}/H_0\lesssim10^4$）。我们还发现分数DM衰变只能轻微地降低$H_0$和$σ_8$的张力，这与以前的工作是一致的。此外，我们的计算表明，在未来的kSZ效应将提供一个进一步的约束力衰减DM。
2019-12-30 astro-ph.CO hep-ph
A void in the Hubble tension? The end of the line for the Hubble bubble
宇宙可能具有超出标准范式的大尺度不均匀性，这意味着只有在比通常假设的$\sim$ 100 Mpc大得多的尺度上才能达到统计均匀性和各向同性。这意味着我们不一定是典型的观察者，哥白尼原理只能在超级哈勃尺度上恢复。在这里，我们不假设哥白尼原理的有效性，让宇宙微波背景，重子声学振荡，Ia型超新星，本地$H_0$，宇宙计时器，康普顿y-失真和动力学Sunyaev-Zeldovich观测约束的几何自由度的本地结构，我们参数化通过$Λ$ LTB模型-基本上是一个FLRW度规的非线性径向扰动。为了量化一个非哥白尼结构是否可以解释哈勃张力，我们特别注意计算非均匀宇宙中的哈勃常数，并通过贝叶斯因子和赤池信息准则进行模型选择。我们的研究结果表明，虽然$Λ$ LTB模型可以成功地解释了$H_0$张力，它是有利于相对于$Λ$ CDM模型，只有当一个单独考虑超新星的红移范围内，用于拟合哈勃常数，即$0.023<z<0.15$。如果考虑所有的超新星样本，那么$H_0$张力就没有得到解决，对$Λ$ LTB模型的支持就消失了。结合其他数据集，这种对哈勃张力的解决方案几乎没有帮助。最后，我们重建了我们的局部时空。我们已经发现，数据是最好的拟合与$δ_L \approx -0.04$和$r^{\mathrm{out}}_L \approx 300$ Mpc，其中，有趣的是，在95%的可信区域的边界上相对于标准模型的期…
2022-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Towards a Machine Learning Solution for Hubble Tension: Physics-Informed Neural Network (PINN) Analysis of Tsallis Holographic Dark Energy in Presence of Neutrinos
提出物理信息神经网络（PINN）框架，在含大质量中微子的Tsallis全息暗能量模型中重建H(z)，结合修正弗里德曼方程训练，缓解哈勃张力至0.5-2.2σ，约束中微子质量，且与MCMC结果一致。
2025-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Testing $Λ$CDM cosmology in a binned universe: anomalies in the deceleration parameter
本文利用Pantheon+超新星数据按红移分箱重构减速参数，发现完整样本存在2σ-3σ张力，移除低红移数据后张力消失，且半球分裂出现3.8σ异常，并讨论低红移数据对宇宙学分析的影响。
2023-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Evidence for the dynamical dark energy with evolving Hubble constant
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
本文通过数据驱动方法研究暗能量方程状态和哈勃常数的红移演变，发现其能有效缓解哈勃常数紧张。
2026-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The lensing and temperature imprints of voids on the Cosmic Microwave Background
我们已经在宇宙微波背景辐射中，在普朗克温度图和透镜会聚图中寻找了宇宙空洞的特征;空洞在这两个图中都应该是递减的。我们使用来自DR 12 SDSS CMASS星系样本的Zobov空洞。我们的分析基于N体模拟，以避免后验偏差。我们第一次检测到CMB透镜效应中的空洞特征：其意义是$3.2σ$，在振幅和投影密度轮廓形状上都接近$Λ$ CDM。还观察到温度下降，具有中等显著性（$2.3σ$），幅度约为预测值的6倍。这种温度信号主要是由半径在100和150 Mpc/h之间的空隙引起的，而透镜信号主要是由较小的空隙引起的-正如预期的那样;透镜直接与密度有关，而ISW取决于引力势。观测和模拟中的空隙丰度也是一致的。我们还重复了排除低显著性空隙的分析：没有检测到透镜信号，上限约为$Λ$ CDM预测的两倍。但是平均温度下降现在在$3.7σ$水平上变得非零（类似于Granett等人发现的），振幅是预测值的20倍然而，所观察到的温度对空隙尺寸的依赖性与模拟结果不一致，而透镜效应的结果与$Λ$ CDM理论一致。因此，理论和观测之间的整体张力并不支持非标准的引力理论，尽管有迹象表明来自空洞的ISW效应的幅度有所增强。
2016-12-16 astro-ph.CO
The imprint of cosmic voids from the DESI Legacy Survey DR9 LRGs in the Planck 2018 lensing map through spectroscopically calibrated mocks
本研究利用经DESI光谱校准的Buzzard模拟体，分析DESI Legacy Survey DR9 LRG空洞与Planck 2018 CMB透镜会聚图的互相关，获得最高17σ信号并验证其与ΛCDM一致。
2024-12-03 astro-ph.CO
The imprint of $f(R)$ gravity on weak gravitational lensing I: Connection between observables and large scale structure
我们研究了$f(R)$引力对各种大尺度结构的统计特性的影响，这些结构可以在弱引力透镜测量中进行探测。一组引力透镜在$f(R)$引力的射线追踪模拟，使我们能够探索宇宙学信息（i）堆叠分析弱透镜观测和（ii）重建透镜质量地图的峰值统计。对于Hu \& Sawicki提出的$f(R)$模型，当$f(R)$模型中的附加自由度为$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$时，在叠加分析中观测到的暗物质晕透镜信号在标准$Λ$ CDM模型和$f(R)$模型之间存在$\simlt10\%$差异.在叠加分析中要研究的各种大尺度结构中，槽，即前景质量晕投影平面中的低密度区域，可能有希望用$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$约束模型，而空洞周围的叠加分析被发现难以改善$|f_{\rm R0}|$的约束，即使在未来的天空覆盖范围为$\sim1000$平方度的透镜测量中。在峰值统计上，我们确认了局部极大值和暗物质晕沿视线之间的对应关系，无论在我们的模拟中重力的修改。因此，即使在具有$|f_{\rm R0}|\simlt10^{-5}$的$f(R)$模型中，高显著性局部极大值的数目计数也将有助于探测暗物质晕的质量函数。我们还发现，包括当地的最小值在透镜质量地图将有助于改善$f(R)$重力常数下降到$|f_{\rm R0}|=10^{-5}$在正在进行的弱透镜调查。
2016-04-06 astro-ph.CO
Probing Gravity at Large Scales with kSZ-Reconstructed Velocities and CMB Lensing
本文提出结合 kSZ 速度重建与 CMB 透镜化构建新的 $\widehat{V}_G$ 估计器测量 $E_G$ 统计量，以检验广义相对论并区分修改引力模型。
2025-10-31 astro-ph.CO gr-qc
Imprints of dark matter-massive neutrino interaction in upcoming post-reionization and galaxy surveys
本研究通过Fisher矩阵与MCMC模拟，分析未来21厘米、星系巡天及CMB任务对暗物质-有质量中微子相互作用强度和总中微子质量的约束能力，发现SKA2及多任务组合约束效果最优。
2023-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Phenomenology of Modified Gravity at Recombination
我们讨论的现象学印记的修改重力在早期宇宙的重组时间的具体重点。我们得出几个有趣的结果，这样的修改对宇宙学观测的影响，特别是对声振荡的驱动和定相，观察到的CMB和BAO，以及弱引力透镜的CMB和星系的形状。这扩大了可用于当前和未来测量的重力测试的测量池，特别是实现了CMB频谱主峰结构的全部约束能力。我们调查这样的现象是否可以放松宇宙学测量之间的紧张关系，并发现在重组时的引力常量的修改将有助于调和测量的CMB与本地测量的哈勃常数。
2018-10-04 astro-ph.CO gr-qc
Investigating the $H_0$ Tension and Expansion-History Mismatch with Diverse Dark Energy Parametrization Frameworks
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Jamia Millia Islamia（贾米亚米利亚伊斯兰大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天体宇宙科学研究所）
本文通过多种暗能量参数化框架研究H₀张力和膨胀历史不一致，发现压力密度参数化能缓解H₀张力，但未完全解决，且晚期修正主要改变H(z)红移依赖性。
2026-09-28 astro-ph.CO
Towards a Solution to the H0 Tension: the Price to Pay
在$Λ$ CDM模型的背景下，使用普朗克数据的当前膨胀率H $_0$和在局部宇宙中直接的模型无关测量之间的张力已经达到了5 $σ$以上的张力。早期的时间和本地测量H $_0$之间日益紧张的关系并没有改善，仍然是宇宙学中一个关键和开放的问题。解决方案，以了解这种紧张局势是可能隐藏的来源，在可观察到的测量或修改的和谐$Λ$ CDM模型的系统误差。在这项工作中，我们调查的解决方案，H $_0$张力修改$Λ$ CDM和我们添加在早期的额外的相对论能量密度$ρ_{ex}$。在某些情况下，$ρ_{ex}$对应于EDE或束缚暗能量。我们在CAMB中实现了我们的模型，并执行了完整的COSMO-MC（MCMC），允许同时拟合来自CMB各向异性的最新数据和来自A的H $_0 = 74.03\pm 1.42,\mathrm{km\, s^{-1}Mpc^{-1}}$值。Riess [R-19] \ci{Riess:2019cxk}。包含$ρ_{ex}$仅略微改善了早期和晚期测量之间的张力，我们获得的值H（$_0 = (68.70\pm 0.45$ \ksm）仍然与局部测量值相冲突[R-19]。我们跟进我们的分析，提出两个预测标准偏差$σ_H=1$和$σ_H=0.5$（单位\ksm）的本地距离测量H $_0 = (74.03\pm σ_H)$ \ksm。从MCMC中，我们获得了H $_0 =(72.83\…
2021-06-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-th
The Hubble Tension, The $M$ Crisis of Late Time $H(z)$ Deformation Models and the Reconstruction of Quintessence Lagrangians
我们提出了一个详细的和教学分析最近的宇宙学数据，包括CMB，BAO，SnIa和最近的本地测量的$H_0$。因此，我们获得了对标准暗能量参数化的参数的约束，包括$ΛCDM$和$H(z)$变形模型，如$wCDM$（暗能量的恒定状态方程$w$）和CPL模型（对应于不断发展的暗能量状态方程参数$w(z) = w_0 + w_a \frac{z}{1+z}$）。拟合的参数包括暗物质密度$Ω_{0m}$、SnIa绝对星等$M$、哈勃常数$H_0$和暗能量参数（例如，用于$wCDM$的$w$）。考虑的所有模型导致PDMATHAMT的最佳拟合值与Cepheid校准品获得的局部测定值（PDMATHAMT张力）不一致。然后，我们使用最佳拟合的暗能量参数来重建能够再现这些最佳拟合参数化的精髓拉格朗日。由于最佳拟合暗能量状态方程参数$w(z)$的晚期幻影行为，重建的精粹模型具有负动力学项，因此受到不稳定性的困扰。
2021-09-13 astro-ph.CO
Cosmic acceleration and the Hubble tension from baryon acoustic oscillation data
Ningbo University（宁波大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
利用BAO数据研究宇宙加速膨胀和哈勃张力问题，通过高斯过程重建哈勃参数并结合Ia型超新星数据，发现$r_d$值与CMB测量存在显著差异。
2026-01-22 astro-ph.CO gr-qc
Running Vacuum Cosmological Models: Linear Scalar Perturbations
在宇宙学中，运行真空的唯象动机表达式通常被参数化为线性函数$Λ(H^2)$或$Λ(R)$。这类模型假定真空状态方程由$\,\overline P_Λ=-\,\overlineρ_Λ$给出，并将它们的背景压强$\,\overline P_Λ$和平均能量密度$\,\overlineρ_Λ\equivΛ/8πG$联系起来。这种状态方程要求真空的动力学是由于与物质物种的能量交换。大多数的背景水平的方法只考虑真空和宇宙的瞬态占主导地位的物质成分之间的能量交换。我们扩展这样的模型假设运行真空的总和独立的贡献$\,\overlineρ_Λ =\sum_i\,\overlineρ_{Λi}$，与（和相互作用）的每个$i$材料物种。我们推导出两种运行方案的线性标量扰动，模拟其宇宙演化，并确定它们在宇宙微波背景各向异性和物质功率谱上的不同印记。在$Λ(H^2)$方案中，运行的真空与宇宙中的所有物质物种耦合，而$Λ(R)$描述仅导致真空与非相对论物质组分之间的耦合，这在物质功率谱上产生了两种模型的不同印记。为了约束模型的自由参数，与普朗克2015年的数据进行了比较。在$Λ(H^2)$模型的情况下，人们发现，$Ω_Λ=0.705\pm0.027$和$H_0=69.6\pm2.9\, km\, Mpc^{-1}\, s^{-1}$，这减少了与低红移预期的紧张关系。
2016-10-05 astro-ph.CO gr-qc
Hints of new physics for the Hubble tension: violation of cosmological principle
针对标准ΛCDM模型的哈勃张力问题，研究发现偶极-单极修正可使哈勃常数约束与Planck结果一致，证实其不依赖红移与模型，提示哈勃张力源于破缺宇宙学原理的新物理。
2024-10-09 astro-ph.CO
Using spatial curvature with HII galaxies and cosmic chronometers to explore the tension in $H_0$
我们提出了一个模型无关的测量空间曲率$Ω_{k}$在弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙，哈勃参数$H(z)$使用宇宙计时器和高斯过程（GP）重建的HII星系哈勃图的观测的基础上。我们表明，强加的空间平坦度（即，$Ω_k=0$）很容易区分用{ \it Planck}测量的哈勃常数和基于局部距离阶梯的哈勃常数。当使用前者时，我们找到了优化的曲率参数$Ω_{k} = -0.120^{+0.168}_{-0.147}$（即，$H_0=67.66\pm0.42 \, \mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1} \,\mathrm{Mpc}^{-1}$），以及后者的$Ω_{k} = -0.298^{+0.122}_{-0.088}$（$H_0=73.24\pm 1.74 \,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1} \,\mathrm{Mpc}^{-1}$）。引用的不确定性提取的蒙特卡罗抽样，考虑到之间的协方差函数和其衍生物重建GP。因此，这些数据表明，空间平坦的条件有利于{ \it普朗克}测量，同时排除了本地推断的哈勃常数作为大尺度宇宙膨胀率的真实测量，置信水平为$\sim 3σ$。
2019-07-03 astro-ph.CO
From Scalar $H_0$ to $E(z)$: A Reformulation of the Hubble Tension
Institute of Basic Science, Sungkyunkwan University（韩国成均馆大学基础科学研究院）；Sungkyunkwan University（韩国成均馆大学）
本文重新表述哈勃张力问题，通过维度less扩张历史E(z)分离H₀归一化与红移依赖形状，分析不同探测器的后验分布差异，发现张力显著低于传统标量H₀差异。
2026-05-07 astro-ph.CO
Testing the $Λ$CDM paradigm with growth rate data and machine learning
宇宙学常数$Λ$和冷暗物质（CDM）模型（$Λ\text{CDM}$）是现代宇宙学的支柱之一，被当前和未来的研究广泛用作事实上的理论模型。由于暗能量的性质是非常难以捉摸的，为了避免模型偏差的问题，在这里，我们提出了一种新的零测试在微扰水平，使用的增长的物质微扰数据，以评估和谐模型。我们分析了如何准确的零测试可以重建使用数据从即将到来的调查创建模拟目录的基础上$Λ\text{CDM}$和三个模型，显示不同的演变的物质扰动，即暗能量模型与常数状态方程$w$（$w$ CDM）、Hu \& Sawicki和设计师$f(R)$模型，我们用一种叫做遗传算法的机器学习技术来重建它们。我们表明，与未来的LSST模拟数据，我们的一致性测试将能够排除这些可行的宇宙模型在超过5 $σ$，有助于检查数据中的紧张局势，并减轻现有的紧张局势的振幅的物质波动$S_8=σ_8\left(Ω_m/0.3\right)^{0.5}$。
2021-07-09 astro-ph.CO gr-qc
Limit on the dark matter mass from its interaction with photons
在这项工作中，我们探讨广义暗物质（GDM）与光子（$γ$）相互作用的现象。我们假设DM与$γ$建立弹性散射时，它已经成为非相对论性，否则的丰富的DM今天是不利的，目前的观察。在这种情况下，DM的状态方程（EoS）由其质量（$m_χ$）和DM- $γ$散射截面确定。DM的非零EoS在CMB角功率谱上的独特印记使我们能够单独使用普朗克2018数据来设定$m_χ$的下限，即，$95\%$ C.L.处的$m_χ > 8.7$ keV在宇宙和谐问题的研究中，我们发现GDM方案保留了在基准$Λ$ CDM模型中预测的声视界（$r_s(z_*)$），因此没有解决$H_0$的张力.当对Planck+LSS数据集进行联合分析时，最佳拟合的$S_8= 0.785\pm 0.017$与给定的$S_8$先验非常匹配。这表明GDM情景可以被视为恢复$S_8$（$σ_{8}$）张力的可行候选者。
2022-05-17 astro-ph.CO
A Robust Measure of Cosmic Structure beyond the Power-Spectrum: Cosmic Filaments and the Temperature of Dark Matter
我们发现暗物质粒子的质量mDM在宇宙密度场的相位相关中比在2点相关中更显着。特别是，相位相关性跟踪mDM到比2点相关性大约5倍的尺度。这一结果依赖于傅立叶空间中纯相位信息的一个新的估计量l（r），它可以被解释为一个无参数的、尺度不变的类顺磁结构的示踪剂。基于模拟的密度场，我们展示了如何MDM可以，在原则上，使用l（r）进行测量，给出了适当的重建密度场。
2012-12-18 astro-ph.CO physics.data-an
A solution to the S8 tension through neutrino-dark matter interactions
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数理科学学院）；Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；International School for Advanced Studies, SISSA（国际高等研究院）；Astrocent, Nicolaus Copernicus Astronomical Center Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）
通过中微子-暗物质相互作用解决S8张力问题，挑战标准ΛCDM模型，为宇宙学研究提供新突破路径。
2026-01-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Data-driven Reconstruction of the Late-time Cosmic Acceleration with f(T) Gravity
我们使用的观测数据的组合，以重建的自由函数的f（T）重力在一个独立的模式。从数据驱动确定的暗能量状态方程参数开始，我们能够重建f（T）形式。在1σ置信水平下，得到的函数与标准ΛCDM宇宙学一致，但最佳拟合值具有振荡特征.我们用正弦函数来参数化它，与ΛCDM范式相比，它只有一个额外的参数，这是一个小的振荡偏差，接近最佳拟合曲线，并在1σ重建区域内。类似的振荡暗能量场景已知与观测数据吻合良好，然而这是第一次提出f（T）引力的这种行为。最后，由于重建过程是完全模型无关的，因此所获得的数据驱动的重建f（T）形式可以释放ΛCDM估计与局部测量（例如H0和σ8）之间的紧张关系。
2021-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Early Dark Energy Does Not Restore Cosmological Concordance
目前的宇宙学数据显示，哈勃常数$H_0$的推论之间存在着张力，而这一常数是从早期和晚期宇宙测量中得出的。一个提议的解决方案是在早期宇宙中引入一种新的成分，它最初作为“早期暗能量“（EDE），从而减少宇宙微波背景（CMB）中声音视界的物理尺寸，并增加推断的$H_0$。先前的EDE分析已经表明，该模型可以放松$H_0$张力，但是密度波动幅度的CMB优选值$σ_8$在EDE中与$Λ$ CDM相比增加，增加了大尺度结构（LSS）数据的张力。我们发现，EDE模型适合CMB和SH 0 ES数据产生的尺度依赖的变化相比，$Λ$ CDM的物质功率谱，包括$10\%$更多的功率在$k = 1~h$ /Mpc。出于这种观察，我们重新分析了EDE的情况下，考虑LSS数据的细节。我们还通过纳入$Planck$ 2018 CMB可能性更新了先前的分析，并仅在$Planck$数据中首次检索了EDE，未获得EDE的证据。我们考虑几个数据集的组合，涉及主CMB，CMB透镜，SNIa，BAO，RSD，弱透镜，星系团，和本地距离阶梯数据（SH 0 ES）。虽然当包括SH 0 ES数据并排除大多数LSS数据时，EDE组分被微弱地检测到（3 $σ$），但当包括更多LSS数据时，这下降到2 $σ$以下。此外，这一结果与CMB和LSS数据对EDE施加的强约束（没有SH 0 ES）存在矛盾，这些数据没有显示出该模型的证据。我们…
2020-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Three-form dark energy: constraints and multi-probe comparison with $Λ$CDM
IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（IKERBASQUE 巴斯克科学基金会）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Donostia International Physics Center（多诺西亚国际物理中心）
本文研究具有高斯势的三形式暗能量模型，利用多种宇宙学观测数据（CMB、DESI BAO、超新星等）进行参数约束和模型比较，发现该模型能很好地描述宇宙膨胀历史，并在某些数据组合中略优于ΛCDM，但未能显著缓解哈勃张力。
2026-07-16 astro-ph.CO gr-qc
More out of less: an excess integrated Sachs-Wolfe signal from supervoids mapped out by the Dark Energy Survey
宇宙网中最大的结构通过它们的综合萨克斯-沃尔夫印记探测了暗能量的动力学性质。在信号强度方面，典型的宇宙空洞与预期的$A_{\rm ISW}=ΔT^{\rm data} / ΔT^{\rm theory}=1$表现出良好的一致性，因为宇宙差异很大。与此不一致的是，引力势中的大规模山丘，或超级空洞，已经显示出多余的信号。在这项研究中，我们在$0.2<z<0.9$的暗能量调查的总5000度$^2$足迹中绘制了87个新的超级空洞，以探索这些异常的说法。我们发现了一个过量的印迹轮廓与$ A_{\rm ISW}\approx4.1\pm2.0$振幅。与独立BOSS数据的组合揭示了在$3.3σ$显著性水平上的超级空洞的ISW印记，具有增强的$A_{\rm ISW}\approx5.2\pm1.6$振幅。$Λ$ CDM预测的张力与$2.6σ$相当，仍然无法解释。
2019-01-29 astro-ph.CO
Peculiar velocity effects on the Hubble constant from time-delay cosmography
本研究针对哈勃张力与宇宙偶极张力的交叉问题，量化了透镜、源、观测者的本动速度对时间延迟宇宙学哈勃常数估算的偏差与不确定度影响，指出高精度相关研究需考虑该系统误差。
2023-10-02 astro-ph.CO
A New $\sim 5σ$ Tension at Characteristic Redshift from DESI-DR1 BAO and DES-SN5YR Observations
Jamia Millia Islamia（贾米亚·米利亚·伊斯兰亚大学）；Centre for Theoretical Physics（理论物理中心）
该研究利用 MTGP 结合 DESI-DR1 BAO 与 DES-SN5YR 数据模型无关地重建角直径距离并推导 $H(z)$，发现 $z\sim0.512$ 处存在区别于哈勃张力的新约 $5σ$ 矛盾。
2025-03-12 astro-ph.CO cs.LG gr-qc
Model-independent reconstruction of $f(T)$ gravity from Gaussian Processes
我们应用高斯过程和哈勃函数数据在$f(T)$宇宙学中，重建的$f(T)$形式在一个独立的模型。特别是，使用$H(z)$数据集来自宇宙计时器以及从径向BAO方法，以及最新发布的本地值$H_{0} = 73.52 \pm 1.62$ km/s/Mpc，我们重建$H(z)$及其衍生物，最终导致重建区域的$f(T)$，没有任何假设。虽然宇宙学常数位于重建区域的中心部分，但得到的平均曲线遵循二次函数。受此启发，我们提出了一个新的$f(T)$参数化，即$f(T) = -2Λ+ξT^2$，与$ξ$唯一的自由参数，量化偏离$Λ$ CDM宇宙学。此外，我们面对三个可行的单参数$f(T)$模型的文献，这分别是幂律，平方根指数，指数，与重建的$f(T)$区域，然后我们提取显着改善的约束条件，为他们的模型参数，从通常的观测分析所产生的约束条件相比。最后，我们认为，由于我们在分析中使用了哈勃直接测量和$H_0$的局部值，因此通过对$f(T)$的上述重建，可以有效地缓解$H_0$的张力。
2020-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of the $S_8$ tension for decaying dark matter with warm decay products
最近的弱透镜观测显示，参数组合$S_8\equivσ_8(Ω_m/0.3)^{0.5}$的直接测量--其中$σ_8$是对8 $h^{-1}$ Mpc尺度上物质波动幅度的测量--与假设$Λ$ CDM模型的宇宙微波背景（CMB）数据重建的值$\sim3σ$不一致。在这篇文章中，我们表明，这是可能的，以解决紧张，如果暗物质（DM）的寿命为$Γ^{-1} \simeq 55 \ \text{Gyrs}$衰减成一个无质量和一个有质量的产品，并转移一小部分$\varepsilon\simeq 0.7 \ \%$的静止质量能量的无质量组件。由大质量子体接收的速度反冲导致在其自由流长度以下的引力成团的抑制，从而与从标准$Λ$ CDM模型推断的值相比，以类似于大质量中微子和标准暖DM的方式降低了$σ_8$值。与后一种情况类似，功率抑制和自由流尺度的时间依赖性允许2体衰变DM情况容纳CMB，重子声振荡，生长因子和未校准的超新星Ia数据。我们简要讨论DM模型的建设，银河系小尺度结构问题和最近的氙-1T过剩的影响。未来在$0\lesssim z\lesssim1$上高精度测量生长因子的实验可以进一步测试这种情况。
2022-03-22 astro-ph.CO hep-ph
The Ups and Downs of Early Dark Energy solutions to the Hubble tension: a review of models, hints and constraints circa 2023
本文综述了早期暗能量（EDE）模型在解决哈勃张力问题上的现状，总结了模型约束、面临的挑战及未来实验验证的前景。
2023-10-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Early- and late-time constraints on Wald-Gauss-Bonnet topological dark energy and implications for the $H_0$ and $S_8$ tensions
National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；University of Peloponnese（伯罗奔尼撒大学）；Academy of Athens, Research Center for Astronomy and Applied Mathematics（雅典科学院天文学与应用数学研究中心）；School of Sciences, European University Cyprus（塞浦路斯欧洲大学理学院）；Durban University of Technology（德班理工大学）；North-West University（西北大学）；Universidad Católica de Temuco（特木科天主教大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（理论与计算科学国家研究所）；CAS Key Laboratory for Researches in Galaxies and Cosmology（中国科学院星系与宇宙学重点实验室）
该研究通过改进的\texttt{CLASS}求解器结合多组观测数据约束WGB拓扑暗能量，发现其可部分缓解$H_0$张力，同时揭示$H_0$与$S_8$的特征权衡关系。
2026-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Late-time phenomenology required to solve the $H_0$ tension in view of the cosmic ladders and the anisotropic and angular BAO data sets
研究解决$H_0$张力所需的晚期宇宙演化，发现不同BAO数据集指向不同红移范围的暗能量行为，均需违反弱能量条件，强调BAO数据选择的关键性。
2023-12-21 astro-ph.CO
Ricci-Cubic Holographic Dark Energy: Confronting Observations, Stability and the Cosmic Coincidence Problem
Jadavpur University（贾达普大学）；Asutosh College（阿苏托什学院）
利用多种观测数据约束Ricci-三次全息暗能量模型参数，通过MCMC贝叶斯推断和机器学习分析，发现该模型部分缓解哈勃张力并显著改善宇宙巧合问题。
2026-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Canonical Hubble-Tension-Resolving Early Dark Energy Cosmologies are Inconsistent with the Lyman-$α$ Forest
本研究利用莱曼-α森林数据首次约束轴子类早期暗能量，发现其与CMB和BAO数据结合时显著降低EDE贡献上限，并导致与SH0ES测量存在>4σ张力，表明典型EDE模型与观测不一致。
2023-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Hints of dark matter-neutrino interactions in Lyman-$α$ data
在这项工作中，我们调查的可能性，暗物质和（大质量）中微子可以通过一个简单的，恒定的截面相互作用。建立在以前的数值努力，我们约束这个模型与CMB，BAO，特别是莱曼- $α$数据。我们发现，后者暗示一个显着的偏离$Λ$ CDM，与约3 $σ$远离零的相互作用强度的偏好。我们追溯这种偏好的起源回到额外的倾斜，相互作用的情况下，可以印在莱曼- $α$通量功率谱，解决了一个众所周知的紧张局势，在确定这个数量之间的早期时间和莱曼- $α$探针。未来的工作，包括补充莱曼- $α$数据以及专门的数值模拟将是至关重要的，以测试这些结果。
2022-04-29 astro-ph.CO hep-ph
Performance of Non-Parametric Reconstruction Techniques in the Late-Time Universe
在一个哈勃紧张的问题，这是越来越多的统计意义的背景下，我们重新考虑的有效性，非参数重建技术是独立的规定宇宙学模型。利用宇宙计时器、Ia型超新星和重子声振荡数据，比较和对比了两种重要的重建方法，即高斯过程（GP）和\textbf{Lo}算法（LOESS Simex或LS），其中\textbf{Lo}算法采用\textbf{e}加权的\textbf{S} catterplot方法，\textbf{S}平滑结合\textbf{Sim}化和\textbf{ex}插值方法。在这些方法的背景下，除了不需要宇宙学模型之外，它们在重建数据的方法中也不需要物理参数（但它们确实依赖于统计超参数）。我们首先展示了如何GP和LOESS-Simex可以用来连续重建各种数据集的高精度水平。然后，我们直接比较这两种方法在定量的方式，考虑几个因素，如如何以及重建近似的数据集本身如何各自的不确定性演变。鉴于令人困惑的哈勃张力，重要的是要考虑不确定区域如何随红移而演变，以及当前用于估计宇宙学参数的方法的比较。对于宇宙计时器和重子声学振荡汇编数据集，我们发现GP一般产生较小的方差的重建数据的$σ_{\rm GP-min} = 1.1$的最小值，而LS的情况是完全不同的最小值的$σ_{\rm LS-min} = 50.8$。此外，在低$z$下，这些特征中的一些可以被减轻，其中LS与GP相比呈现较少的低估。
2021-10-08 astro-ph.CO gr-qc
The CIDER simulations: Nonlinear structure formation in the Constrained Interacting Dark Energy Scenario
我们首次提出了一套宇宙学模拟的一个特定的类的相互作用的暗能量宇宙学的背景膨胀的历史限制，从$Λ$ CDM无法区分。这种受约束的相互作用暗能量场景-或CIDER -最近由Barros等人提出。2019年，并且具有在后期抑制结构形成的吸引人的特征，从而可能减轻持续的$σ_{8}$张力，同时使背景观测不受影响。评估这种情况的可行性的一个关键步骤是通过量化它们在非线性尺度上对结构形成的影响来表示，这就是我们开始研究的模拟在本工作中讨论。我们表明，-合理的参数选择-重建的标量势是接近指数的物质占主导地位的时代，在这些模型中的结构的非线性演化的印记物质和晕统计，可能允许打破退化与标准的宇宙学参数的具体足迹。
2022-07-22 astro-ph.CO
Limits on the size of electron density fluctuations in the early universe and implications for the Hubble tension
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本研究通过修改玻尔兹曼代码并分析CMB数据，首次限制早期宇宙小尺度电子密度涨落，发现无证据支持，且此类涨落无法有效解决哈勃常数张力问题。
2026-10-06 astro-ph.CO
TDCOSMO. IX. Systematic comparison between lens modelling software programs: time delay prediction for WGD 2038-4008
最近的哈勃张力凸显了测量哈勃常数的替代方法（例如延时宇宙学）的重要性。在我们接受新物理学作为这种紧张的根源之前，彻底调查并排除所有测量方法中的系统性偏差是至关重要的。在这项研究中，我们进行了检查的透镜建模过程中的系统偏差的时间延迟宇宙学比较独立和盲目的时间延迟预测的系统WGD 2038-4008从两个团队使用两个不同的软件程序：GLEE和LENSTRONOMY。两个团队预测的时间延迟结合了偏转器的恒星运动学和视线结构的外部会聚。来自两个团队的非盲时间延迟预测在$1.2σ$内一致，这意味着一旦测量了时间延迟，推断的哈勃常数也将相互一致。然而，有一个$\sim$ 4 $σ$之间的幂律模型的斜率和外部剪切，这是一个显着的差异，在透镜模型的水平之前，恒星运动学和外部会聚。我们确定重建的点扩散函数（PSF）的差异是这种差异的来源。当两个团队使用相同的重建PSF时，我们取得了很好的一致性，在$\sim$ 0.6 $σ$内，表明来源重建算法和研究者选择的潜在系统学得到了很好的控制。我们建议未来的研究根据需要对PSF进行超采样，并对PSF重建的多个算法或实现进行边缘化，以减轻与PSF相关的系统性。未来的研究将测量系统WGD 2038-4008的时间延迟，并根据我们的质量模型推断哈勃常数。
2022-09-21 astro-ph.CO
Model-independent constraints on generalized FLRW consistency relations with bootstrap-based symbolic regression
CP 3 -Origins, University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本文基于符号回归与bootstrap方法，利用角直径距离和视线扩张率的导数，对FLRW一致性关系进行无模型约束分析，通过超新星和BAO数据重构密度场，发现FLRW关系存在轻微偏离，但需进一步验证。
2026-07-02 astro-ph.CO
Linear perturbations spectra for dynamical dark energy inspired by modified gravity
在本文中，我们研究了一个特殊的修改后的重力状态方程，所谓的Jaime-Jaber-Escamilla，出现在第一个重力修改的作用原理，并可以重现三个宇宙学可行的$f(R)$理论：Starobinsky，胡-Sawicki，和指数模型。这EoS是一个合适的候选人，以再现动态暗能量的行为已经重建的当前数据集。基于联合统计分析，我们发现我们的结果仍然与$Λ$ CDM有很好的一致性（在$1σ$内），而在微扰水平上，我们注意到，对于Starobinsky模型，物质功率谱归一化因子$σ_8$在1- $σ$处与SDSS和SNeIa+IRAS一致，对于Hu \& Sawicki和指数模型，与SDSS-vec一致。此外，我们发现，对于$H_0$值，Starobinsky和Hu \& Sawicki与PL 18 TT相比显示出最小的张力。所有这些方面都不能从其他替代理论中观察到\textit{directly}，因为状态方程很难用分析方法计算。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Evidence for a high-z ISW signal from supervoids in the distribution of eBOSS quasars
$R\gtrsim 100~h^{-1}{\rm Mpc}$超结构的后期积分萨克斯-沃尔夫（ISW）印记来源于由于$Λ$ CDM模型中占主导地位的暗能量分量而产生的大尺度势。使ISW效应特别有趣的方面是在$z\lesssim0.9$重复观察到来自超级空洞的比预期更强的印记。在这里，我们分析了未探测的关键红移范围$0.8<z<2.2$的ISW信号预计将在$Λ$ CDM衰落，由于暗能量分量减弱，并最终成为一致的零物质主导的时代。相反，另一种宇宙学模型，提出来解释过多的低$z$ ISW信号，预测在$z\approx1.5$的ISW效应的符号变化，由于大尺度的潜力，这是在标准模型中不存在的可能的增长。为了区分，我们使用Millennium XXL模拟目录估计了高$z$ $Λ$ CDM ISW信号，并将其与我们在eBOSS DR 16类星体目录中识别的大约800个超级空洞的测量结果进行了比较。在$0.8<z<1.2$中，我们发现了一个具有$A_\mathrm{ ISW}\approx3.6\pm2.1$振幅的过量ISW信号。然后，信号与$Λ$ CDM期望值（$A_\mathrm{ ISW}=1$）在$1.2<z<1.5$处一致，其中标准和替代模型预测类似的幅度。最有趣的是，我们还检测到一个相反的符号ISW信号在$1.5<z<2.2$是在$2.7σ$紧张与$Λ$ CDM预测。从表面上看，这些中…
2022-04-18 astro-ph.CO
$H_0$ Reconstruction with Type Ia Supernovae, Baryon Acoustic Oscillation and Gravitational Lensing Time-Delay
在平坦$Λ$ CDM模型的背景下，在局部距离阶梯值和\emph{Planck}宇宙微波背景测量之间存在持续的$H_0$ -张力，现在处于超过$\gtrsim 4σ$水平。利用三个低红移距离探测器的最新重子声学振荡、Ia型超新星和四个引力透镜时延观测数据，以独立于宇宙模型的方式重建了$H(z)$.我们采用$H(z)$的一般参数模型，并假设在拖曳时期，$r_{\mathrm s}$，从\emph{Planck}测量的声音地平线上的高斯先验。利用Pantheon SN Ia和BAO数据重建的$H_0$与\emph{Planck}平坦$Λ$ CDM值一致。当纳入GLTD数据时，$H_0$轻度增加，但仍与$\sim 2.5σ$水平的当地测量值不一致。我们的重建是盲目的暗部门在低红移，我们重申了早期的主张，哈勃紧张是不可能解决的低红移宇宙的能量预算修改。结合DESI和LSST的GLTD数据，我们预测了未来真实模拟BAO数据的约束能力，预计$\sim 38\%$将改善所推断的$H_0$的不确定性，使其达到$σ_{H_0} \approx 0.56$不确定性水平。
2020-01-29 astro-ph.CO
Gravitational probes of ultra-light axions
轴子是一种假设的、动机良好的暗物质粒子，它的存在可以解释强相互作用中没有电荷宇称破坏。除了这个原始动机，质量为$10^{-33}\,{\rm eV}\lesssim m_{\rm a}\lesssim 10^{-10}\,{\rm eV}$的超轻轴子（ULA）的“轴宇宙”也从弦论中出现。根据质量的不同，这种暗能量对暗物质密度有贡献，或者说，表现得像暗能量。在这些质量下，ULAs的经典波状特性在天文学上表现出来，可能会缓解本地群体尺度上$Λ$ CDM范式内的观测紧张局势。ULA还提供小尺度上的特征，如结构抑制、干涉图案和孤子，以将它们与较重的暗物质候选者区分开来。通过它们的引力印记，在目前允许的参数空间中的ULA提供了一系列观测测试，以在未来十年中实现目标，改变了对微波背景各向异性、星系聚类、沿类星体视线中性氢的莱曼- $α$吸收、脉冲星计时和黑洞质谱的标准预测。
2019-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Dark Matter Model with Quadratic Equation of State: Background Evolution and Structure Formation
该研究提出暗物质具有二次方程状态，通过修正背景演化方程和结构增长模型，探讨其对宇宙早期演化和结构形成的影响。
2025-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraints on prospective deviations from the cold dark matter model using a Gaussian Process
本文使用高斯过程和 $H(z)$ 数据验证冷暗物质模型在宇宙学尺度上的预期偏差，考察了三种暗物质状态方程场景，发现该偏差具有动态性质，并重建了暗能量动力学以探讨 $H_{0}$ 张力问题。
2024-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
