Goldstone models of modified gravity
我们研究标量张量理论，其中物质通过动力学相关的共形耦合耦合到标量场。这些模型可以看作是全局阿贝尔对称下不变场论的低能描述。标量场与对称性破缺的Goldstone模一致。结果表明，这些模型的性质与超局域理论的性质非常相似，在超局域理论中，标量场的值直接由局域物质密度决定。这导致了太阳系中和致密物体之间的第五种力的完全屏蔽，通过超局部屏蔽机制。另一方面，第五种力在具有大尺度密度梯度的扩展结构中有很大的影响，例如星系晕。有趣的是，它可以放大或阻尼牛顿引力，这取决于模型参数。我们还研究了背景宇宙学和线性宇宙学扰动。背景宇宙学与它的$Λ$ -CDM对应物几乎没有什么不同，而宇宙学扰动关键取决于耦合函数是凸的还是凹的。对于凹函数，增长被第五种力的排斥所阻碍，而在凸函数中，第五种力被增强。在这两种情况下，偏离$Λ$ -CDM宇宙学增加较小的尺度和峰值的星系结构。对于凹函数，结构的形成在低于某些特征质量时会发生很大的变化，因为较小的结构会延迟形成，并在稍后通过碎片形成，就像在一些温暖的暗物质场景中一样。对于凸模型，小结构比$Λ$ -CDM场景更容易形成。
2020-01-28 astro-ph.CO
Fifth forces, Higgs portals and broken scale invariance
研究了粒子物理标准模型中第五种力的强度与尺度破缺的关系。我们从一个光的标量场开始，它通过度量的Weyl重标度共形地耦合到一个玩具SM物质扇区。在适当地规范化的领域，共形耦合标量直接与希格斯场通过动力学混合和希格斯门条款。因此，第一次，我们描述了共形耦合标量张量修改的重力和希格斯门理论的等价性，我们发现，通常的树级第五力只出现，如果有质量混合之间的共形耦合标量和希格斯场。由光标量介导的第五种力的强度取决于希格斯玻色子的质量是来自一个明确的破缺项还是一个自发的标度破缺机制。因此，太阳系对引力的测试和对第五种力的未观测有可能提供有关希格斯扇区结构及其对称性破缺起源的信息，为任何明确的标度破缺项的大小设定上限。这些结果表明，考虑如何标量张量修改的引力是嵌入在SM的扩展的现象学的重要性（无论是宇宙学和高能物理）。
2018-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Fifth Force in the Local Cosmic Web
粒子物理学和宇宙学的标准模型的扩展经常导致长程第五力，其性质依赖于引力环境。第五，天体物理学尺度上的力最好在微扰理论失效的宇宙网中进行研究。我们目前的约束变色龙和carton-screened第五力与汤川耦合和megaparsec范围-以及未屏蔽的第五力与差分耦合到星系质量分量-通过搜索他们预测星系的恒星和气体之间的位移。从Alfred HI调查中获取数据，使用Desmond等人的地图识别星系的引力环境。（2018 a）和贝叶斯似然框架的前向建模，我们设置了相对于牛顿引力的第五力强度的上限，从范围$λ_C = 50$ Mpc的$ΔG/G_N < \text{few} \: \times 10^{-4}$到$λ_C = 500$ kpc的$ΔG/G_N \lesssim 0.1$。在$f(R)$重力中，这需要$f_{R0} < \text{few} \: \times \: 10^{-8}$。没有筛选的类似边界是$ΔG/G_N < \text{few} \: \times 10^{-4}$和$ΔG/G_N < \text{few} \times 10^{-3}$。这些是最严格的，也是星系尺度上仅有的第五种力的约束之一。我们展示了我们的结果如何与未来的调查数据加强，并确定了进一步的第五力测试超越太阳系的观测计划的关键特征。
2018-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Unveiling $f(R)$ Gravity with Void-Galaxy Cross-Correlation Multipoles
National Institute of Technology, Tokuyama College（国立技术大学 Tokuyama 学院）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS), The University of Tokyo（东京大学宇宙物理数学研究所（WPI），东京大学高等研究院（UTIAS））
研究通过空洞-星系交叉相关函数多极分析，探讨$f(R)$引力在红移空间中的表现，发现多极偏离$ΛCDM$随空洞大小变化，非线性效应增强信号，且存在有限范围的Yukawa成分。
2026-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Screened Fifth Forces Mediated by Dark Matter-Baryon Interactions: Theory and Astrophysical Probes
我们推导了一种新的屏蔽机制的细节，该机制可以根据局域暗物质密度来屏蔽重子和暗物质的相互作用。在这个机制中，牛顿常数的值与暗物质的密度有关，这使得在密度小于银河系的星系中，天体物理现象可能会非常不同。参数化后牛顿参数$γ$，量化运动学和透镜探针之间的差异，也取决于暗物质密度。我们计算了不同的$G$对恒星演化的各个阶段的影响，专注于影响宇宙学的观测值：造父变星周期-光度关系和超新星Ia星等-红移关系。其他潜在的测试模型也进行了研究，包括主序星，主序星后，和低质量的矮星。最后，我们讨论了如何银河系外的测试$γ$可以提供补充约束。
2020-04-06 astro-ph.CO gr-qc
Evidence for the Fifth Element Astrophysical status of Dark Energy
10年前哈勃图所揭示的遥远Ia型超新星加速膨胀的证据代表了基础物理学和宇宙学的一次重大现代革命。对于引力在大尺度上变得相斥这一事实的解释，究竟是应该在广义相对论中找到，还是应该在一个新的引力理论中找到，目前还不清楚。然而，这种加速的现有证据都来自天体物理观测。在接受对基础物理学的重大修订之前，批判性地审视天体物理学观测的现状及其解释中可能存在的局限性是很有趣的。在这篇评论中，主要的各种观测探测器以及解释它们的框架，特别注意复杂的天体物理学和理论假设，可能会限制实际证据的加速膨胀。即使用怀疑的眼光审视，宇宙加速膨胀的证据也是强有力的。对它的起源的调查似乎是现代物理学最迷人的挑战。
2010-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fifth force constraints from the separation of galaxy mass components
扩展粒子物理学或宇宙学标准模型的最常见后果之一是第五种力的出现。虽然一般的第五种力在太阳系尺度及以下受到严格限制，但它们可能会通过一种屏蔽机制而逃脱检测，这种机制可以有效地在密集环境中消除它们。我们约束的强度$ΔG/G_N$和范围$λ_C$的变色龙-或与Yukawa耦合屏蔽第五力-以及未屏蔽的第五力与星系质量分量的差分耦合-通过搜索它预测星系的恒星和气体质量质心之间的位移。从AlmartHI调查中获取数据，使用Desmond等人的地图识别星系的引力环境。（2018 a）和贝叶斯似然框架的前向建模，我们在$λ_C \simeq 2$ Mpc中找到了$ΔG>0$的$6.6σ$证据，其中$ΔG/G_N = 0.025$处于最大似然。一个类似的第五种力量模型，没有筛选的情况下，任何$λ_C$的$ΔG = 0$的可能性没有增加。虽然我们通过几种方法验证了这些结果，但我们并不认为屏蔽修正引力是对信号的唯一可能解释：这需要知道“星系形成”物理学不能负责。我们还显示了一个更保守的结果-虽然动机不太好-噪声模型，只产生上限$ΔG/G_N$，范围从$\sim10^{-1}$为$λ_C \simeq 0.5$ Mpc的$\sim \: \text{few} \times 10^{-4}$在$λ_C \simeq 50$ Mpc。我们将展示如何通过未来的星系调查来改善这些约束，并确定直接约束星系尺度上的第…
2018-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accurate Computation of the Screening of Scalar Fifth Forces in Galaxies
本文通过数值求解星系中的屏蔽标量场，推导出第五力屏蔽的精确条件，证明常用二元阈值会高估现有约束，并提出更准确的屏蔽半径近似方法。
2024-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Unveiling dark energy properties with high-sensitivity cross-correlations of neutral hydrogen intensity mapping and galaxy surveys
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究利用中性氢强度映射与星系巡天交叉相关性揭示暗能量特性，通过模拟未来低红移氢原子观测和窄带光学巡天，获得交叉功率谱并进行贝叶斯分析推断宇宙学参数，为21厘米强度映射的宇宙学研究提供重要方法。
2026-07-22 astro-ph.CO
Curvature Singularity in f(R) Theories of Gravity
虽然晚时宇宙学的$f(R)$修正能成功地解释当前宇宙加速现象，但它很难同时满足第五力约束。即使满足第五种力的约束，有效标量自由度也可能移动到场空间中的一个点（接近其势最小值），在那里里奇标量发散。我们进一步阐明了这一点与$f(R)$重力的一个具体的例子，其中包括几个可行的$f(R)$重力模型在文献中。特别地，我们证明了无压收缩尘埃中标量场的非线性演化很容易导致曲率奇异性，从而使这一理论不可行。
2015-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
N-Body Simulations for Coupled Scalar Field Cosmology
详细介绍了耦合标量场宇宙学模型的一致N体模拟的一般方法和数值实现，包括背景宇宙学和初始条件的产生（考虑到不同物质种类的不同耦合）.我们进行完全一致的模拟一类耦合标量场模型与逆幂律势和负耦合常数，变色龙机制不运作。我们发现，在这样的宇宙学模型中，除了背景膨胀之外，标度场势的作用可以忽略不计，并且产生的第五种力的大小与重力成正比，这证明了在一些早期的宇宙学模型中使用重新标度的引力常量G是合理的。类似模型的N体模拟。我们研究了标量耦合对非线性物质功率谱的影响，并与线性微扰计算进行了比较，以研究非线性模型偏离线性近似的地方。首次将识别引力维里化物质晕的算法应用到标量场宇宙学中，并用于测量质量函数和研究维里化物质晕的性质。我们发现，标量耦合的净效应有助于产生更多的重晕在我们的模拟箱和抑制的内部（而不是外部）的密度轮廓相比，预测的Spectada-CDM，而这种抑制减弱之间的耦合的标量场和暗物质粒子的强度增加。
2010-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Effects of Coupled Scalar Fields on Structure Formation
标量场（代表暗能量）与暗物质之间的耦合可以产生丰富的宇宙学现象。它主要通过第五种力来影响宇宙结构的形成，第五种力是一种与速度相关的力，它平行于粒子的运动方向并与其速度成比例，有效地重新调整粒子质量，以及修改背景膨胀率。在许多情况下，这些影响相互纠缠，很难看出哪一个是主要的。在这里，我们进行N体模拟研究其定性行为和相对重要性，影响关键结构形成可观的，指数标量场耦合模型。我们发现，第五种力，标量耦合效应的一个突出例子，远不如粒子质量的重新标度或修改的膨胀率重要。特别是，粒子质量的重新缩放被证明是导致比在LCDM，这也是在以前的独立耦合标量场模拟中观察到的模式，在晕中的粒子浓度较低的关键因素。
2010-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with a successful Vainshtein screening in theories beyond Horndeski
我们提出了一个暗能量模型，其中标量场$ϕ$具有非线性自相互作用，并存在与Ricci标量的声子耦合。这属于Horndeski之外的一个理论子类，它将协变的伽利略理论和Brans-Dicke理论作为具体的案例。我们推导出从辐射时代到今天标量声速平方$c_{\rm s}^2$为正的条件。由于$c_{\rm s}^2$仍然小于1的数量级，偏离Horndeski理论不会引起规范不变引力势的剧烈振荡。在这种情况下，在低红移的物质扰动的演变是类似的耦合暗能量的情况下，与增强的引力相互作用。在具有物质源的球对称背景下，场自相互作用的存在抑制了第五种力在Vainshtein半径内的传播。我们估计一个允许的参数空间中，该模型可以兼容太阳系的约束，同时满足条件的背景和扰动的宇宙学可行性。
2016-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Screening Mechanism and Late-time Cosmology: Role of a Chameleon-Brans-Dicke Scalar Field
研究Brans-Dicke理论中标量场通过类似Chameleon的密度依赖有效质量规避局部测试并驱动晚期宇宙加速，观测数据支持Jordan Frame中存在温和的标量-物质相互作用。
2022-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Linear Growth of Structure in the Symmetron Model
在玻色子机制中，由于玻色子势的对称性恢复，由耦合标量场（玻色子）介导的第五种力在高密度区域被抑制。本文研究对称子模型线性微扰区的背景宇宙学和大尺度结构的形成。在宇宙学背景下，得到了该介子的解析解，与数值结果符合得很好。我们讨论了强子微扰对物质微扰增长的影响，特别是在对称性破缺过程中，强子负质量平方引起的短暂的快子不稳定性的影响。我们的分析和数值计算结果表明，这种不稳定性只有非常小的影响，在亚地平线尺度上的结构的增长，甚至在地平线尺度上的影响是不那么激烈的天真的预期。在非快子区域中的介子第五种力确实以一种非平凡的方式影响结构的形成，这在宇宙学上是可以观察到的。
2011-08-15 astro-ph.CO
Screened Axio-dilaton Cosmology: Novel Forms of Early Dark Energy
本文研究轴子-胀子模型中需屏蔽的胀子-物质耦合对宇宙学的影响，发现轴子背景能量密度表现为早期暗能量，并证明成功屏蔽可与早期暗能量曾占总密度10%的情形相容，且增强的哈勃摩擦会抑制结构增长。
2025-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evanescent Matter
LCDM宇宙学为星系形成提供了一幅前景广阔的图像，但很难与环境对椭圆星系和纯盘状旋涡星系演化的影响非常小的证据相一致。通过在LCDM中加入一个质量不断变化的物质的瞬逝成分和一个足够大的第五种力来帮助更接近孤立的原星系的早期组装，可能会有助于和解。我举一个简单的例子。
2012-06-29 astro-ph.CO
Linear perturbations in K-mouflage cosmologies with massive neutrinos
我们提出了一个全面的推导线性微扰方程的不同的物质种类，包括光子，重子，冷暗物质，标量场，无质量和大量的中微子，在存在一个通用的共形耦合。从拉格朗日量开始，我们展示了共形变换如何影响动力学。特别是，我们讨论了如何将一致的标量耦合在玻尔兹曼方程的大质量中微子和随后的流体近似的层次。我们使用最近提出的K-mouflage模型作为一个例子来演示我们的线性扰动方程的数值实现。K-动量是一种新的机制，它抑制了标量耦合引起的物质粒子之间的第五种力，但在线性区域，第五种力不受抑制，并以不同的方式改变不同物质的聚集。我们展示了第五种力对宇宙微波背景辐射、透镜势和物质功率谱的影响，并找到了K-动量参数的范围，其影响可以通过观测看到。我们还发现，标量耦合可以有非平凡的影响，移动的透镜势和密度波动的功率谱的振幅在相反的方向，虽然都探测整体集群的物质。本文可供一般耦合标量场宇宙学研究者或对K-模场模型的宇宙学行为感兴趣者参考。
2015-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Is Dark Energy Simulated by Structure Formation in the Universe ?
宇宙学的标准模型假设宇宙可以被描述为围绕爱因斯坦广义相对论的各向同性解。这种描述需要（有时是隐藏的）限制一般性的假设，而放松这些限制是宇宙学新物理方法的标题，它重新定义了宇宙学框架。将齐次几何视为现实中高度非齐次宇宙的模板几何，必须被视为一种强理想化。揭开标准模型的局限性为广义相对论的丰富结果打开了大门，产生了有效的（即空间平均的）宇宙学模型，甚至可以解释暗能量和暗物质的长期问题。本文探讨了结构形成对宇宙平均性质的影响，主要讨论了：（1）为什么要考虑平均性质，宇宙学标准模型的非守恒曲率和整体引力不稳定性等问题;（ii）通过平均爱因斯坦方程的标量部分而产生的宇宙学方程的一般集合，结构形成的一般性质与宇宙的平均性质以尺度依赖的方式相互作用，以及用有效标量场描述宇宙学的反作用。
2018-11-14 astro-ph.CO gr-qc
f(T) cosmology against the cosmographic method: A new study using mock and observational data
本文在宇宙学方法的框架下，利用Ia型超新星（SNIa）、类星体（QSO）、伽马射线暴（GRB）的哈勃图解和重子声振荡（BAO）的测量结果，研究了幂律$f(T)$模型。使用模拟数据的SNIa，类星体和伽玛暴的基础上的幂律$f(T)$模型，我们显示不同的宇宙学方法是否适合重建的距离模或不。特别地，我们研究了有理PADE多项式$(3,2)$和$(2,2)$以及四阶和五阶泰勒级数.我们表明，PADE $(3,2)$是最好的近似，可用于宇宙学方法重建的距离模量在低和高的红移。在PADE $(3,2)$宇宙学方法的背景下，我们证明了幂律$f(T)$模型与SNIa、类星体和伽玛暴的哈勃图的实际观测数据是一致的。此外，我们发现，结合哈勃图的SNIa和BAO观测导致模型无关的宇宙学方法和幂律$f(T)$模型之间的更好的一致性。最后，我们的观测约束的有效状态方程的DE，由幂律$f(T)$模型描述的参数，显示幻影般的行为，特别是当我们的分析中包括的BAO观测。
2022-12-08 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology and Astrophysics from Relaxed Galaxy Clusters V: Consistency with Cold Dark Matter Structure Formation
这是研究大质量、动态松弛的星系团的天体物理学和宇宙学的系列论文中的第五篇。我们的样本包括40个集群被确定为动态放松和热在本系列的论文I和II。在这里，我们使用的X射线数据的集群质量配置文件的约束条件，以测试一些基本的预测宇宙结构形成的冷暗物质（CDM）的范例。我们提出的浓度-质量关系的大规模集群的限制，发现一个幂律质量依赖的斜率为$κ_m=-0.16\pm0.07$，与CDM预测。对于这个放松的样品，关系是一致的常数作为红移的函数（幂律斜率与$1+z$的$κ_ζ=-0.17\pm0.26$），与$σ_{\ln c}=0.16\pm0.03$的内在散射。我们调查的数据（通常为$\sim50$千分之一秒差距-1百万分之一秒差距）探测的径向范围内的集群质量分布的形状，并测试偏离简单的纳瓦罗，弗伦克和怀特（NFW）的形式，密度分布的对数斜率往往$-1$在小半径。具体而言，我们认为作为替代的广义NFW（GNFW）和Einasto参数化。对于GNFW模型，我们发现$β=1.02\pm0.08$的对数内斜率的平均值（减去），具有$σ_β=0.22\pm0.07$的内在散射，而在Einasto情况下，我们将平均形状参数约束为$α=0.29\pm0.04$，具有$σ_α=0.12\pm0.04$的内在散射。因此，我们的结果是一致的，平均与简单的NFW模型，但我们清楚地检测到存在的内在的，集群到集群的…
2016-07-25 astro-ph.CO
Galaxy morphology rules out astrophysically relevant Hu-Sawicki $f(R)$ gravity
$f(R)$是一种典型的修正引力理论，它代表了广义相对论的扩展，具有新的轻自由度，因此在质量之间屏蔽了第五种力。这些力量在星系形态中产生了可观察到的特征，这是由于星系质量成分之间的屏蔽的差异影响而违反了弱等效原理。我们编制了两个形态指标的统计数据集-星系中恒星和气体之间的偏移和恒星盘的扭曲-并使用它们来约束薄壳屏蔽的第五种力的强度和范围。这是通过对过去的工作进行全面的升级来实现的（Desmond et al 2018 a，b）：我们为形态信号构建了一个强大的星系-星系贝叶斯前向模型，包括输入量中不确定性的完全传播和描述天体物理噪声的经验模型的边缘化。采用比以前更严格的数据质量削减，我们发现没有证据表明在康普顿波长范围$0.3-8$ Mpc中存在任何强度的筛选的第五种力$ΔG/G_\text{N}$，将$ΔG/G_\text{N}<0.8$的$1σ$结合在$λ_C=0.3$ Mpc处，在$λ_C=8$ Mpc处增强到$ΔG/G_\text{N}<3\times10^{-5}$。这是迄今为止太阳系以外最严格的边界，超过一个数量级。对于带有$n=1$的$f(R)$的Hu-Sawicki模型，我们需要一个背景标量场值$f_{R0} < 1.4 \times 10^{-8}$，迫使几乎所有的天体都被屏蔽。我们的结论是，这个模型可能与天体物理学或宇宙学无关。
2020-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Hierarchy of N-point functions in the LCDM and ReBEL cosmologies
在这项工作中，我们调查高阶统计的$\lcdm$和ReBEL标量相互作用的暗物质模型，通过分析$180\hmpc$暗物质N体模拟合奏。N点关联函数和相关的分层幅度，如偏度和峰度，使用Count-In-Cells方法计算。我们的研究表明，标量相互作用暗物质模型的层次振幅$S_n$显着偏离的值在$\lcdm$宇宙学的规模可比和小于筛选长度$r_s$的标量相互作用模型。相应的额外的力量，提高了总的吸引力施加在暗物质粒子在星系尺度降低了等级振幅$S_n$的值。我们的结论是，在暗物质部门的假设额外的外来相互作用应该留下可检测的标记在高阶相关统计的密度场。我们着重讨论了暗物质场的偏度和峰度的红移演化。从这个调查中，我们发现，从规范的$\lcdm$模型引入的“第五”力的存在下的偏差达到最大值的红移$0.5<z<2$。因此，我们得出结论，中等红移数据更适合于设置观测约束的调查ReBEL模型。
2010-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic microwave background constraints on light dark matter candidates
揭示宇宙暗物质（DM）的本质是宇宙学中的一个迫切问题。在这里，我们使用的策略的基础上寻找留下的印记的宇宙微波背景温度和偏振光谱的能量沉积由于湮灭的最有前途的暗物质的候选人，一个稳定的WIMP的质量1-20 GeV。相对于以前类似的研究的一个重大改进是湮灭级联及其在宇宙气体中的能量沉积的详细处理。这是至关重要的，因为这个量随着湮灭截面<σv>而简并。最强的约束条件是从蒙特卡洛马尔可夫链分析的组合WMAP 7和SPT数据集高达lmax = 3100。如果湮灭是通过e+e-通道发生的，则可以在2 σ c.l.处排除轻WIMP。作为上述质量范围内可行的DM候选物。然而，如果湮灭发生在μ+μ或τ+τ通道，我们发现质量> 5 GeV的WIMP可能代表一个可行的宇宙学DM候选者。我们比较了目前的工作中所获得的结果与那些采用的分析简化模型的能量沉积过程中广泛使用的文献中，我们发现，现实的能量沉积描述可以影响所得到的约束高达60%。
2013-07-01 astro-ph.CO
Growth of spherical overdensities in scalar-tensor cosmologies
宇宙的加速膨胀是宇宙学中一个相当确定的事实，许多不同的模型被提出来作为一个可行的解释。这些模型中的许多都是基于非相互作用流体的标准广义相对论框架或最近的耦合（相互作用）暗能量模型，其中暗能量（标量场）耦合到暗物质分量，产生第五种力。一个有趣的替代方案是通过Ricci标量将标量场直接耦合到重力扇区。这些模型被称为非最小耦合模型，并产生一个依赖于时间的引力常量。在这项工作中，我们研究属于这一类的几个模型，并描述如何观测依赖于耦合的强度。我们还考虑到扰动的标量场的影响，并显示其相对重要性的质量函数的演变，延长最近的工作在这个问题上。通过工作的框架内的球形崩溃模型，我们表明，扰动的标量场有一个有限的影响的增长因子（小耦合常数）和质量函数的情况下，扰动被忽略。
2016-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological stasis and the coupled dark sector of the Dark Dimension
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
研究暗物质与暗能量耦合模型中的宇宙学停滞，证明停滞条件与参数空间排除，并应用于暗维度场景。
2026-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unknowns and unknown unknowns: from dark sky to dark matter and dark energy
解决众所周知的基本问题通常被认为是科学的主要目标。然而，发现其他未知的基本问题更为重要。认识到“我们什么都不知道”是下一代的基本科学驱动力。宇宙学确实享有这样一个激动人心的时代。我们宇宙的组成是什么？这是哲学家、天文学家和物理学家几个世纪以来一直试图回答的著名基本问题之一。大约在上个世纪末，宇宙学家终于认识到“我们什么都不知道”。除了占宇宙不到5%的原子外，我们的宇宙显然是由未知成分主导的; 23%是已知的未知物质（暗物质），72%是未知的未知物质（暗能量）。在回答一个已知的基本问题的过程中，我们发现了一个未知的，甚至更基本的问题：“什么是暗物质？什么是暗能量？“对于暗物质有多种现实的粒子物理模型，它的实验探测可能是触手可及的。另一方面，公平地说，没有一个被广泛接受的理论框架来描述暗能量的性质。这就是为什么天文观测将在揭示其性质方面发挥关键作用。我将回顾我们目前对“黑暗天空”的理解，然后介绍正在进行的日本项目SuMIRe，以发现更多意想不到的问题。
2010-07-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining interacting dark energy models with black hole superradiance
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学物理科学学院）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, & School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术学院、物理科学与技术学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）
本文提出利用黑洞超辐射作为新型天文探测手段，约束暗能量-暗物质相互作用模型，通过两种场景探讨DE-DM耦合强度限制，建立黑洞物理与宇宙学的新协同。
2026-04-27 astro-ph.CO gr-qc
Supernova constraints on Multi-coupled Dark Energy
更精确的观测数据与标准LCDM宇宙学模型预测的持续一致性对可能的替代方案提出了严格的限制，但仍然没有揭示宇宙暗区的基本性质。由于数据排除了与LCDM宇宙学的大偏差，探测替代模型的可能特征的途径必然要通过宇宙学场景的定义，这些场景几乎不影响背景，在较小的程度上--宇宙的线性扰动演化。在这种背景下，Baldi在2012年提出了多耦合DE（McDE）模型，作为相互作用的暗能量场的一种特殊实现，其特征在于能够抑制背景和线性扰动水平耦合效应的有效屏蔽机制。在本文中，我们第一次通过与真实数据的直接比较，特别是与Ia型超新星的光度距离，挑战McDE方案。通过研究相关背景动力系统临界点的存在性和稳定性条件，我们只选取宇宙学相容解，用数据对抗它们的背景膨胀历史。重申以前的定性结果，McDE方案似乎是完全一致的Ia型超新星的样本，即使耦合值对应于一个相关的标量第五力约四个数量级强于标准重力。我们的分析证明了McDE背景屏蔽的有效性，并为宇宙的未来演化提供了一些新的非平凡的渐近解。我们的研究结果表明，背景膨胀的历史可能是高度不敏感的基本性质和暗区的内部复杂性。[删节]
2013-07-09 astro-ph.CO gr-qc
