Spherical collapse in quintessence models with zero speed of sound
研究了具有可忽略声速的质点存在时的球形坍缩模型。这种情况对于w<-1是特别有动机的，因为它是稳定性所要求的。由于压力梯度可以忽略不计，因此在坍缩过程中，精粹会跟随着暗物质。球形超密度宇宙表现为一个独立的封闭FLRW宇宙，因此可以精确地研究它的演化。我们推导了坍缩的临界密度，并利用扩展的Press-Schechter理论研究了精粹的聚集对暗物质质量函数的影响。这种效应主要是由线性暗物质增长函数的修正所决定的。对总质量函数产生更大的影响，其中包括精华过密度。事实上，在这里，精粹与重子和暗物质一起构成了维里化物体的第三个组成部分，并以~（1+w）Omega_Q / Omega_m的比例贡献了总的晕质量。这给出了一个独特的修改的总质量函数在低红移。
2010-02-26 astro-ph.CO gr-qc
On the optimality of the spherical Mexican hat wavelet estimator for the primordial non-Gaussianity
研究了在各向异性的宇宙微波背景（CMB）中，球面墨西哥帽小波（SMHW）作为局域型原始非高斯性的检测器。为此，我们定义了基于小波系数映射和原始映射的三阶统计量。我们发现这些统计的非线性耦合参数fnl和这种类型的非高斯双谱的依赖。我们比较这些统计分析值与非高斯模拟得到的结果，一个理想的全天空CMB实验无噪声。我们研究了这种方法检测FNL的能力，即。e.该参数的方差，并将其与从同一实验的主双谱获得的方差进行比较。最后，我们应用我们的小波估计WMAP类地图与不完整的天空和非均匀噪声，并与最佳双谱估计。结果表明，小波三次统计量作为这类原始非高斯性的最佳检测器与双谱一样有效。
2010-11-07 astro-ph.CO
Limits on statistical anisotropy from BOSS DR12 galaxies using bipolar spherical harmonics
我们测量的统计各向异性的签名印在三维星系集群使用双极球谐函数（BipoSH）在傅立叶空间和配置空间。然后，我们约束一个众所周知的四极各向异性参数$g_{2M}$在原始功率谱，参数化的$P(\vec{k}) = \bar{P}(k) [ 1 + \sum_{M} g_{2M} Y_{2M}(\hat{k}) ]$，与$M$确定的各向异性的方向。这种各向异性信号很容易被由于特定勘测几何形状而造成的人为不对称性所污染。我们精确地估计污染信号，并最终将其从数据中减去。利用重子振荡谱学巡天数据第12版获得的星系样本，我们没有发现违反统计各向同性的证据，在$2σ$水平内，所有$M$的$g_{2M}$为零。$g_{2M}$型各向异性可以源自涉及方向依赖调制$g_* (\hat{k} \cdot \hat{p})^2$的原始曲率功率谱。当$\hat{p}$被边缘化时，$g_{2M}$上的边界被转换为$g_*$，即具有$95\%$置信水平的$-0.09 < g_* < 0.08$。
2017-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Confrontation of Top-Hat Spherical Collapse against Dark Halos from Cosmological N-Body Simulations
顶帽球形坍缩模型（TSC）是描述宇宙结构非线性增长的最基本的分析框架之一。在当今精密宇宙学时代，TSC已经激发并广泛应用于各种研究。虽然存在许多研究，以研究其有效性对数值模拟的统计方式，有几个分析比较TSC动态在一个单独的对象明智的基础上，这是我们试图在本文中。我们提取100晕在z = 0的宇宙学N体模拟根据传统的TSC标准的球形过密度。然后，我们追溯到他们的球形对应部分在较早的时代。就在晕的转向时期之前，它们的动力学很好地近似于TSC，但它们的转向时期被系统地延迟，维里半径平均比TSC预测大20%。我们发现这种系统偏差主要归因于暗物质密度分布的非均匀性和速度色散的非零性，而这两者在TSC中都被忽略了。特别是暗物质晕的内向外坍缩和壳层穿越在产生显著的速度色散中起着重要作用。本结果的影响进行了简要讨论。
2015-11-21 astro-ph.CO
Spherical Collapse of a Unified Dark Fluid with Constant Adiabatic Sound Speed
在本文中，我们测试了具有恒定绝热声速的统一暗流体（UDF）的球形坍缩。通过选择不同的模型参数$B_s$和$α$，我们证明了UDF和重子的非线性坍缩，它们被认为是宇宙大尺度结构的形成原因。分析结果表明，$α$和$B_s$值越大，结构形成越快，形成时间越早。
2013-02-27 astro-ph.CO
Holographic energy density, dark energy sound speed, and tensions in cosmological parameters: $H_0$ and $S_8$
宇宙学参数的有趣差异正在挑战$Λ$ CDM模型的成功。使用造父变星和超新星直接测量哈勃常数$H_0$，结果比从宇宙微波背景（CMB）推断的要高。弱星系透镜调查一贯报告的$σ_8$低于从CMB的$Λ$ CDM的上下文中得出的值的物质集群的强度值。在本文中，我们解决这些差异的宇宙学参数考虑暗能量（DE）作为一种流体与发展的状态方程$w_{\mathrm{de}}(z)$，恒定的声速平方$\hat{c}_{\mathrm{s}}^{2}$，和消失的各向异性应力$σ$。我们的$w_{\mathrm{de}}(z)$是从全息原理推导出来的，它可以连续地表现出辐射状、物质状和DE状的行为，从而影响声视界和共动角直径距离，因此称为$H_0$。在这里，我们表明DE声速通过其对引力势演化的影响在物质聚集行为中起着重要作用。我们计算宇宙学约束使用几个数据集的组合，包括主CMB，CMB透镜，红移空间扭曲，本地距离阶梯，超新星，重子声振荡。在我们的分析中，我们将$\hat{c}_{\mathrm{s}}^{2}$边缘化，发现$\gtrsim 3σ$排除了$\hat{c}_{\mathrm{s}}^{2}=1$。对于我们的基线结果，包括整个数据集，我们发现$H_0$和$σ_8$与低红移探针的一致性很好（在$\approx 2σ$内）。然而，我们对重子能量密度$ω_{\rm{b}}$的约束是在具有BBN约束的…
2023-02-22 astro-ph.CO
Non-linear density-velocity dynamics in $f(R)$ gravity from spherical collapse
我们研究联合密度-速度演化$f(R)$重力使用光滑，补偿球形礼帽作为代理的非线性制度。以Hu-Sawicki模型为例，采用混合拉格朗日-欧拉迭代法求解耦合连续性方程、欧拉方程和爱因斯坦方程。该方案的新颖之处在于在欧拉坐标系下解析求解了度量势。假设演化在非常早的时期遵循GR，并且在预定时期切换到$f(R)$。过早地选择“切换时期”在计算上是昂贵的，因为高频振荡;选择它太晚可能破坏与$Λ$ CDM的一致性。为了做出明智的选择，我们对背景模型进行了特征值分析，给出了振荡幅度的大致估计。这个问题有两个长度尺度：伴随的标量场的随动康普顿波长和顶帽的宽度。进化是由它们的比例决定的。当该比值较大时，演化与尺度无关，密度-速度散度关系（DVDR）是唯一的。当比值很小时，除了在顶帽边缘附近形成尖峰之外，演化非常接近GR，这是早期文献中已经注意到的特征。我们能够定性地解释这一特点的分析解决方案的度规潜力，在变色龙机制的情况下。在中间状态下，演化是依赖于配置文件的，并且不存在唯一的DVDR。
2022-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Halo Mass Definition and Multiplicity Function
通过比较推导晕质量函数的偏移集和CUSP形式，我们研究了冷暗物质（CDM）晕多重函数性质中质量定义的作用.我们表明，从三轴峰，经历椭圆形的崩溃和维里化形成的晕的密度分布是这样的平均内部密度和外部局部密度之间的比率基本上是独立的质量。这导致，对于球形过密度$Δ$和连接长度$b$的合适值，SO和FoF质量基本上彼此相等，并且相应的多重性函数基本上相同。经历过椭球坍缩的晕的过密度与它们按照球形顶帽模型形成的情况相同，这导致对应于通常维里过密度的$b$值$Δ_{vir}$等于$\sim$ 0.2。由这样的质量定义得到的多重性函数，表示为球形坍缩的顶帽高度的函数，在所有CDM宇宙学中是非常近似普适的。其原因是，对于这样的质量定义，椭球坍缩和维里化的顶帽密度对比接近于一个普适值，等于$\sim$ 0.9倍于通常的球形坍缩的顶帽密度对比。
2014-01-28 astro-ph.CO
Spherical collapse of dark energy with an arbitrary sound speed
我们考虑一种通用类型的暗能量流体，其特征在于一个恒定的状态方程参数w和声速cs，并研究了暗能量集群的宇宙结构形成的影响，使用球形坍缩模型。在此过程中，我们还详细讨论了线性区域中暗能量扰动的演化。我们发现，有限的声速引入到图片中必然会导致尺度依赖的暗能量集群，这反过来又影响了动力学的球形坍缩的尺度依赖的方式。与其他更传统的流体一样，我们可以为暗能量聚集定义一个金斯尺度，从而为通过引力相互作用感受到暗能量聚集效应的暗物质定义一个金斯质量M_J。对于质量M >> M_J的束缚天体（晕），暗能量成团效应最大。对于那些M << M_J的星系，暗能量成分是有效均匀的，它在这些结构形成中的作用被简化为它对哈勃膨胀率的影响。为了定量计算维里密度和线性外推的阈值密度，我们使用了一个准线性的方法，预计是有效的周围的牛仔裤质量。我们发现，在给定w和c_s的情况下，这些量与晕质量M之间存在一个有趣的依赖关系。这种依赖性对于位于M ~ M_J附近的质量是最强的。观察到这种M依赖性将是暗能量是动态的一个信号，也是对它的聚集性质的一个巨大飞跃。
2012-04-27 astro-ph.CO
Near universality of nonlinear transverse and radial velocity responses in spherical collapse with arbitrary radial profiles
Universidade Federal de Ouro Preto（欧罗普雷托联邦大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）
本研究针对球坍缩中径向非均匀轮廓的速度响应问题，证明含宇宙学常数的无压物质壳层非线性响应可由顶帽函数确定，提出等龄构造方法和三项拟合公式，实现了高精度的膨胀响应计算，分离了密度轮廓与膨胀响应的关联。
2026-08-28 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of minimally coupled dark energy in spherical halos of dark matter
本文分析了膨胀宇宙中引力束缚系统形成后期暗物质球晕中标量场暗能量的演化。在暗物质晕中心的典型暗能量的动力学强烈地依赖于有效声速$c_s$（以光速为单位）的值。如果是$c_s\sim1$（经典标量场），那么引力束缚系统中的暗能量只受到轻微的扰动，其密度实际上与宇宙学背景中的密度相同。相反，具有小声速值的暗能量（$c_s<0.1$）在晕的线性、非线性、反转、坍缩、维里化以及后来的演化过程中都是重要的动力学成分。通过与大尺度引力束缚系统观测数据的比较，可以利用暗能量的这些性质来约束有效声速$c_s$的值。
2016-02-25 astro-ph.CO
Spherical collapse for unified dark matter models
我们研究了Chaobergin和粘性统一宇宙学的非线性球形“礼帽”坍缩。术语统一是指暗能量和暗物质被一个单一的成分所取代的模型。对于广义Chaubergin气体（GCG），我们推广了[R. A. A. Fernandes { \it et al}. Physical Review D 85，083501（2012）]。讨论了含$α=0$的GCG模型与$Λ$ CDM模型在非线性水平上的差异。我们表明，两者确实是不同的。本文还研究了由于非绝热扰动的存在而不同于GCG的体粘模型。在这种情况下，聚类过程通常被抑制，并且加速背景膨胀的粘性模型的可行参数空间不会导致塌陷结构。这一结果对统一粘性模型的可行性提出了挑战。
2014-04-28 astro-ph.CO gr-qc
Spherical Collapse for Viscous Generalized Chaplygin Gas Model
在球帽坍缩框架下分析了粘性广义Chaubergin气体模型（VGCG）的非线性坍缩。由于VGCG和重子是形成大尺度结构的必要条件，本文主要研究它们的非线性坍缩。通过改变模型参数$α$和$ζ_{0}$的取值，讨论了它们对球形坍缩的影响，并与$ΛCDM$进行了比较。结果表明，对于VGCG模型，$ζ_{0}$越小，$α$越大，结构形成的时间越早，速度越快;当模型参数$α$小于$10^{-2}$时，VGCG模型的坍塌曲线与$ΛCDM$模型的坍塌曲线基本相同。
2014-07-18 astro-ph.CO
Studying spherical collapse and its implications in the Eddington-inspired Born-Infeld gravity theory
Center for Astrophysics and Cosmology of the Espírito Santo Federal University (UFES)（圣埃斯皮里图联邦大学天体物理学与宇宙学中心）
本文研究EiBI引力理论中球面坍缩的演化，探讨了物质梯度修正对线性坍缩阈值、转折过密度等参数的影响，揭示了EiBI修正对非线性结构形成的重要性。
2026-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Structure formation and quasi-spherical collapse from initial curvature perturbations with numerical relativity simulations
本文利用数值相对论模拟ΛCDM宇宙中基于初始曲率扰动的非线性结构形成，验证Top-Hat球对称坍缩模型对过密区域演化的适用性，并引入Petrov类型动态分类方法刻画时空几何与引力波产生。
2023-02-17 astro-ph.CO gr-qc
Quasi-spherical collapse of matter in $Λ$CDM
我们报告的宇宙流体方程的新的精确的解析解的结果，即初始条件的情况下，扰动接近一个球形的顶帽配置文件。要做到这一点，我们使流体描述的拉格朗日坐标的方法，并证明收敛的泰勒级数表示的拉格朗日位移场，直到崩溃的时间（“壳交叉”）。这使得准球形崩溃的时间，这是发生一般早于在球形的情况下，确定。出于教学的原因，计算首先给出了一个空间平坦的宇宙，只充满了冷暗物质（CDM）的非相对论成分。然后，该方法被更新为一个$Λ$ CDM宇宙，包括宇宙学常数$Λ>0$。
2019-02-27 astro-ph.CO
Spherical collapse and halo mass function in f(R) theories
计算了一类f（R）修正引力模型中球对称超密度的临界坍缩密度。我们首次推导了爱因斯坦方程、标量场方程和非线性流体方程，并做出了最小的简化假设，即度规势和标量场在整个坍缩过程中保持准静态。最初演变的顶帽配置文件，我们发现，密度阈值崩溃显着依赖于施加的初始条件，特别是选择的大小和形状。通过施加“自然”的初始条件，我们得到了一个拟合函数的球形塌缩delta_c的塌缩红移的函数，质量的超密度和f_{R0}，背景标量场值在z=0。通过扩展delta_c到漂移和扩散势垒的漂移集理论的背景下，我们得到了一个现实的质量函数，可能会被用来面对这类标量张量模型与观测的暗物质晕。提出的晕质量函数的解析公式进行了测试，对Monte Carlo随机行走的移动障碍的广泛的类，因此可以应用到其他修改的重力理论。
2013-11-23 astro-ph.CO
Spherical collapse in Generalized Dark Matter models
考虑广义暗物质（GDM）模型，它允许一个非压力，无暗物质和非零声速的非线性球塌缩模型的影响进行了讨论的爱因斯坦-德西特（EdSGDM）和$Λ$ GDM模型。通过假设真空组件负责宇宙的加速膨胀不集群，因此表现出类似的宇宙学常数$Λ$，我们展示了如何在GDM特征参数的变化影响的线性密度阈值的非相对论组件（$δ_{\rm c}$）和它的维里超密度（$Δ_{\rm V}$）的崩溃。我们发现，广义暗物质状态方程参数$w_{\rm gdm}$是负责较低的线性超密度参数值相比，标准的球形塌缩模型，这种效果是远远强于由广义暗物质声速$c^2_{\rm s, gdm}$的变化引起的。我们还发现维里超密度对广义暗物质状态方程参数$w_{\rm gdm}$的影响很小，而且对它很敏感。这些效果可以相对增强的物质密度较低的值。最后，我们发现，额外的物理效应对$δ_{\rm c}$和$Δ_{\rm V}$，当翻译为非线性观测，如晕质量函数，诱导约40\%的总偏差相对于标准的$Λ$ CDM模型在后期的高质量物体。然而，在当前的线性约束$c^2_{\rm s, gdm}$和$w_{\rm gdm}$，我们发现，这些变化的后果，适当地考虑到正确的线性物质功率谱的GDM模型，而来自修改的影响仍然可以忽略不计。
2020-08-19 astro-ph.CO
