Is the cosmological dark sector better modeled by a generalized Chaplygin gas or by a scalar field?
标量场和（广义的）查伯金气体都被广泛地分别用来描述宇宙的暗区。在这里，我们调查这两个组件的混合物的宇宙学背景动力学和量化的分数丰度，从Ia型超新星的观测数据和哈勃率的演变承认。此外，我们还研究了暗扇区扰动对（重子）物质扰动增长率的影响。
2017-07-07 astro-ph.CO gr-qc
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
An interacting model for the cosmological dark sector
本文讨论了一个新的宇宙学暗区相互作用模型，其中冷暗物质的衰减稀释率为$a^{-3}f(a)$，其中f（a）是宇宙尺度因子$a$的任意函数.从热力学的角度，我们证明了f（a）与粒子产生过程的熵源成正比。为了研究这类相互作用模型的宇宙学结果，我们将f（a）展开成幂级数，得到了可行的宇宙学解。最后，我们使用当前的观测数据对相互作用函数f（a）进行约束。
2012-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
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
Exact cosmological solutions of models with an interacting dark sector
在这项工作中，我们扩展了一阶形式主义的宇宙模型，提出了一个费米子和标量场之间的相互作用。描述充满相互作用的暗能量和暗物质的宇宙的宇宙学精确解已经获得。已经发现了早期减速膨胀随后后期加速膨胀的可行宇宙学解，特别是在过去呈现出暗物质成分占主导地位而在未来呈现出暗能量成分占主导地位的宇宙学解。在另一种情况下，暗能量单独是两个时期的原因，类似于Chaubergin气体的情况。也得到了完全加速的解。
2012-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Evolution of Quintessence and Phantom with a New Type of Interaction in Dark Sector
在Cai和Su [Phys. Rev. D { \bf 81}，103514（2010）]工作的启发下，我们提出了一种新的暗区相互作用，它可以在宇宙从减速到加速时改变其符号.我们考虑了这种相互作用下的quintessence和phantom的宇宙演化，发现存在一些标度吸引子，可以帮助缓解宇宙学符合问题。我们的研究结果还表明，这种新型的相互作用可以给宇宙学带来新的特征。
2011-01-20 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
Large-Scale Structure Topology in Non-Standard Cosmologies: Impact of Dark Sector Physics
即使我们对宇宙学参数的测量有所改进，宇宙暗区的物理性质在很大程度上仍然是一个谜。暗区模型的许多影响在非常大的尺度上最为突出，将依赖于未来的星系调查来阐明。本文利用流体动力学模拟和宇宙学亏格统计，比较了几种宇宙学模型中大尺度暗物质分布的拓扑性质。对于ΛCDM、Quintessence和暖暗物质模型，在1到20 Mpc/h的尺度范围内，从z = 11到z = 0计算亏格曲线。的曲线进行了分析，在其厄米谱描述的权力包含在非高斯变形的宇宙密度场。我们发现，ΛCDM和ΛWDM模型产生几乎相同的亏格曲线，表明在结构形成上没有拓扑差异。的Quintessence模型，这只是在其膨胀的历史不同，产生显着差异的强度和红移演化的非高斯模式与较高的集群丰度和较低的空隙丰度。这些效应对宇宙方差具有鲁棒性，并且与调整ΛCDM模型的参数所产生的效应有特征性的不同。鉴于模型的简单性和相似性，检测这些差异是理解非标准宇宙学对大尺度结构影响的一个有希望的途径。
2017-02-10 astro-ph.CO
A black box for dark sector physics: Predicting dark matter annihilation feedback with conditional GANs
传统上，将额外的物理学纳入现有的宇宙学模拟需要重新运行宇宙学模拟代码，这可能是计算上昂贵的。我们证明了条件生成对抗网络（cGAN）可以用来预测改变底层物理如何改变模拟结果。为了说明这一点，我们训练cGAN来学习暗物质湮灭反馈（DMAF）对气体密度分布的影响。预测的气体密度切片在视觉上很难与它们的真实兄弟区分开，并且对于所有测试样品，峰值计数的差异小于10%（平均偏差<3%）。最后，我们反转了这个问题，并表明cGAN能够赋予平滑的密度分布以真实的子结构。然而，cGAN确实难以产生新的结以及产生/消除气泡状结构。我们的结论是，经过训练的cGAN可以是一种有效的方法，可以从现有的宇宙结构演化的标准宇宙学模拟样本中提供结合DMAF物理学的宇宙学模拟的模拟样本。
2019-10-30 astro-ph.CO
Massive Neutrinos, Dark Sector, and Hydrodynamics: The Sejong Suite
提高对小尺度非线性成簇过程的理解是解释即将到来的高质量宇宙学数据的必要任务，因为它将使人们能够打破简并，并从大尺度结构探测器中获得严格的中微子质量和温暖的暗物质约束。Sejong Suite是一个广泛收集最先进的高分辨率宇宙流体动力学模拟的集合，旨在实现这一主要目标。该版本涵盖了大量的宇宙学和天体物理学参数（特别适用于暗区），并分为三个主要类别（网格套件，支持套件和系统套件），可用于更广泛的宇宙学和天体物理学目的-同时主要用于Lyman-Alpha（LyA）森林研究。特别是，网格套件的整体架构已被设计为在100 Mpc/h的盒子中实现高达3x3328^3= 1100亿个粒子的等效分辨率，对应于30 kpc/h的平均网格分辨率，这确保LyA通量统计数据的收敛更接近所需的1.0%水平，这些数据来自暗能量光谱仪（DESI）等调查。在这里，我们简要介绍了世宗套件的主要特点，改进和新颖性，以及正在进行和未来的应用。
2022-04-11 astro-ph.CO
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
Momentum transfer in the dark sector and lensing convergence in upcoming galaxy surveys
我们研究了一个允许暗物质和暗能量之间动量转移的宇宙学模型。暗区的相互作用主要影响小尺度扰动的行为，而背景演化与$w$ CDM解相匹配。由于动量转移，这类模型有助于缓解标准模型中的$σ_8$差异，但不能解决所谓的$H_0$张力。我们确认，这确实是通过计算宇宙学约束的情况下。虽然我们的分析倾向于支持$σ_8$值低于$Λ$ CDM，但我们没有发现暗区动量转移不消失的证据。由于即将到来的星系巡天将提供与测试模型相关的尺度和红移信息，从而允许在暗区进行动量转移，因此我们还使用不同的巡天配置进行了预测。我们评估的相关性时，忽略透镜收敛$κ$建模的角功率谱的数量计数波动$C_\ell^{\rm ij}(z,z')$。我们发现，不包括$κ$在分析中导致有偏见的约束（$\approx 1-5\,σ$）的宇宙学参数，即使包括来自其他实验的信息。不正确地模拟$C_\ell^{\rm ij}(z,z')$可能会导致对中微子质量的虚假检测，并加剧$H_0$和$σ_8$的差异。
2022-12-09 astro-ph.CO
Looking for interactions in the cosmological dark sector
我们研究了宇宙流体的暗成分之间的非引力相互作用的观测特征，这可能是由于从膨胀的真空中产生暗粒子或动态暗能量的聚集效应。特别是，我们分析了一类相互作用的模型（$Λ$（t）CDM），其特征在于参数$α$，表现在背景水平像冷物质在早期的时候，并倾向于一个宇宙学常数在渐近的未来。在我们的分析中，我们考虑背景和原始扰动的模型的演变。我们使用宇宙微波背景（CMB）的数据与后期的观测，如联合光变曲线分析（JLA）超新星的数据，哈勃空间望远镜（HST）测量的哈勃-勒梅特参数的本地值，和原始氘丰度从Ly $α$系统来测试的观测可行性的模型和它的一些扩展。我们发现，没有偏好的$α$值不同于零（表征相互作用），即使有一些迹象表明正值时，最小的$Λ$（t）CDM模型进行了分析。当宇宙流体的相对论成分中的额外自由度被考虑时，数据支持$α$的负值，这意味着从暗能量到暗物质的能量通量。
2019-08-20 astro-ph.CO
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
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
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
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
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
Mitigating Cosmological Tensions via Momentum-Coupled Dark Sector Model
本文提出EDE与冷暗物质间的动量耦合模型，在维持解决哈勃张力的高$H_0$值同时抑制结构增长，缓解了EDE引发的大尺度结构张力。
2024-04-24 astro-ph.CO
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 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
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
Non-adiabatic instability in coupled dark sectors
最近有人指出，耦合的暗物质-暗能量系统在早期和大尺度上存在非绝热不稳定性。我们展示了如何耦合模型从非绝热不稳定性可以被确定为一个通用的耦合Q和暗能量状态方程w的函数。在我们的分析中，我们不涉及任何特定的宇宙场。我们还面临着一个可行的模型，其中的相互作用是成正比的暗能量密度最近的宇宙学数据。在这个框架中，我们显示了暗耦合和几个宇宙学参数之间的相关性，例如允许更大的中微子质量比在非耦合模型。
2009-05-14 astro-ph.CO
Emerging the dark sector from thermodynamics of cosmological systems with constant pressure
我们研究具有压力恒定约束的一般流体的热力学。例如，这种情况发生在纯尘埃物质的情况下，压力为零，也发生在标准暗物质现象学的情况下。假设一个有限的非零压力，相应的动力学比人们天真地期望的要丰富。特别地，它可以被认为是对暗能量和暗物质的统一描述。我们首先考虑更一般的热力学性质，这类流体发现的重要结果，对他们来说，绝热和等温过程应该一致。因此，我们研究他们的行为在弯曲的时空，局部热平衡可以上诉。因此，我们表明，这种暗流体退化的LCDM模型的暗扇区的绝热演化的情况下。我们证明，增加耗散过程，幻影行为可以发生，最后我们进一步强调，任意分解的暗部门，到特设暗物质和暗能量条款，可能会引起幻影暗能量，而整个暗部门仍然是非幻影。
2014-12-13 astro-ph.CO gr-qc
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
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
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
Negative cosmological constant in the dark sector?
我们考虑的可能性，我们的宇宙的黑暗部门包含一个负的宇宙学常数称为$λ$。为了使此类模型可行，暗区应该包含一个负责后期加速膨胀率（$X$）的额外组件。我们探讨了这些模型的膨胀历史的一致性$Λ$冷暗物质模型的出发点。对于一个大类我们的模型的加速膨胀是瞬态的模型参数的非平凡的依赖。所有模型与$w_X>-1$最终将合同，我们推导出的比例因子$a(t)$在其最大值附近的解析表达式。我们还发现，在一个大撕裂结束的制度，尘埃状物质密度相比，$λ$的模型的比例因子可以忽略不计。我们进一步解决这些模型的可行性，特别是当一个高的$H_0$考虑。虽然我们没有发现一个非零$λ$的决定性证据，最好的模型得到了一个幻影行为的红移$z\gtrsim 1$与非零$λ$更高的证据。$h$的观察值显著高于$0.70$将是其活力的决定性测试。
2021-01-25 astro-ph.CO gr-qc
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
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
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
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
EFT Approach to Black Hole Scalarization and its Compatibility with Cosmic Evolution
我们从有效场论（EFT）的观点讨论了黑洞标量化及其与宇宙暴胀和大爆炸宇宙学的相容性问题。在实践中，使用一个定义良好的和健康的玩具模型，（部分）已被广泛认为是在文献中，我们考虑如何高阶引力理论，三次算子在黎曼曲率，适合在这种情况下。有趣的是，我们发现，已经在这个最小的水平，有一个非平凡的相互作用的威尔逊系数，否则是完全独立的，限制参数空间的标量化可能实际发生。最后，我们声称EFT确实表现出黑洞标量化，仍然与暴胀范式兼容，并承认广义相对论是宇宙学吸引子。
2022-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phantom fluid cosmology: Impact of a phantom hidden sector on cosmological observables
本研究在量子层面探讨幻影标量理论，更新鬼粒子截断尺度约束至Λ≲19 MeV，提出真空衰变产生的幻影加暗物质流体可作为新暗能量来源，发现该模型略优于标准宇宙学模型，能适度缓解哈勃和S₈张力。
2023-11-05 astro-ph.CO hep-ph
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
Dark Matter Antibaryons from a Supersymmetric Hidden Sector
暗物质和重子物质的宇宙学起源可以通过一个统一的机制来解释，即重子和反重子数被划分为可见扇区和GeV尺度的隐藏扇区，而宇宙保持净重子对称。“失踪”的反重子，以奇异的隐藏态的形式，是暗物质。我们研究模型的建立，宇宙学和现象学方面的超对称性的框架内，这种情况下，自然稳定的光隐藏部门和电弱质量尺度。暗物质在可见物质上的非弹性散射破坏了核子，而核子衰变搜索为直接探测隐藏的反重子暗物质海提供了一条新途径。
2012-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Inflation and Dark Sector from 11D Supergravity
本文在11维超引力中通过三环面加圆环的紧致化得到四维FRW宇宙，并利用尺度约为10^5倍约化普朗克长度的额外维共形振动作为暴胀子，同时预言暴胀子质量并解释星系平坦旋转曲线。
2024-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-th
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
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
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
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
Disformal interactions in the Dark Sector: From driving Early Dark Energy to confronting cosmological tensions
Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Indian Institute of Science Education and Research Mohali（莫哈里印度科学教育与研究学院）
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
Chilly Dark Sectors and Asymmetric Reheating
在一大类理论中，暗物质的残余丰度是由热化暗扇区内部的相互作用决定的，标准模型（SM）没有直接参与。我们指出，这些理论提出了一个直接的宇宙学问题：暗区最初是如何在早期宇宙中的人口？部分原因是由于难以容纳大量的熵进行暗辐射与宇宙微波背景测量的有效数量的相对论性物种在重组，$N_{\mathrm{eff}}$，我们的目标是建立哪些可接受的宇宙学历史可以填充一个热黑暗的部门，永远不会达到热平衡与SM。这种暗区的最小宇宙学起源是不对称再加热，在早期宇宙中填充SM的相同机制也在较低温度下填充暗区。在这里，我们证明了由此产生的不可避免的暴胀介导的散射之间的黑暗部门和SM可以洗出一个可能的温度不对称性，并建立参数空间的区域，温度不对称性可以产生在最小的再加热方案。因此，获得给定尺寸的温度不对称性要么限制了可能的暴胀子质量和耦合，要么需要一个或两个扇区的非最小宇宙学。作为一个附带的好处，我们开发的技术，用于评估碰撞条款的相对论玻尔兹曼方程时，必须保留玻色-爱因斯坦或费米-狄拉克相空间分布的充分依赖，并提出了几个新的结果相对论热平均在附录中。
2016-06-01 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological and Astrophysical Constraints on Late First-Order Phase Transitions
Seoul National University（首尔大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；Tufts University（塔夫茨大学）
本文利用多种观测数据对暗部门晚期一级相变进行了约束，探讨其对宇宙学观测的影响。
2026-02-27 astro-ph.CO hep-ph
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
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
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
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
A magnified glance into the dark sector: probing cosmological models with strong lensing in A1689
在本文中，我们限制了四个替代模型在宇宙中的后期宇宙加速：Chevallier-Polarski-Linder（CPL），相互作用的暗能量（IDE），里奇全息暗能量（HDE），和修改的多方卡达西（MPC）。用Abell星系团$1689$产生的背景星系的强透镜（SL）图像来检验这些模型。为了执行此分析，我们修改LENSTOOL晶状体建模代码。该探针的附加值与其他互补探针：Ia型超新星（SNIa），重子声学振荡（BAO），和宇宙微波背景（CMB）进行了比较。我们发现，获得的SL数据的CPL约束是一致的，使用其他探头估计。IDE的约束是一致的，只有当在SL测量中的大误差被认为是互补的界限。Ricci HDE和MPC约束较弱，但与BAO、SNIa和CMB估计相似。我们还计算品质因数作为量化数据的拟合优度的工具。我们的研究结果表明，SL方法提供了统计上显着的约束CPL参数，但其他模型的弱。最后，我们表明，在星系团的SL测量的使用是一个有前途的和强大的技术来约束宇宙学模型。这种方法的优点是，宇宙学参数的估计建模的SL功能为每个基本的宇宙学。这些估计可能会进一步改善来自其他星系团的SL约束。
2015-09-27 astro-ph.CO gr-qc
On the invalidity of "negative mass" description of the dark sector
结果表明，Farnes（2018）在一个具有负宇宙学常数的统一理论中引入“负质量”概念来描述暗区，既违背了广义相对论的本质，也违背了现有的观测数据。提出了一个可行的弱场广义相对论模型。
2019-06-17 astro-ph.CO gr-qc
