Distance Priors from Planck and Dark Energy Constraints from Current Data
我们从普朗克第一次数据发布的距离先验，并检查其影响暗能量的约束，从目前的观测数据。我们给出了{R，l_a，Ω_bh ^2，n_s}的均值和协方差矩阵，它们给出了Planck数据的有效概括。CMB位移参数为R= \sqrt{Ω_m H_0^2} 1，r（z_*），l_a=πr（z_*）/r_s（z_*），其中z_* 为最后一个散射面的红移，r（z_*）和r_s（z_*）分别表示我们到z_* 和z_* 处的声视界的同动距离。我们发现，普朗克距离先验显着更紧密的比那些从WMAP 9。然而，与添加WMAP 9距离先验相比，添加普朗克距离先验不会导致使用当前数据的暗能量约束的显著改善。这是因为普朗克数据似乎倾向于更高的物质密度和更低的哈勃常数，与大多数其他当前宇宙学数据集相矛盾。将普朗克距离先验加入到当前的数据中会导致与平坦宇宙中的宇宙学常数的边缘不一致。
2013-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Priors on the effective Dark Energy equation of state in scalar-tensor theories
限制暗能量（DE）状态方程w是正在进行和未来宇宙学调查的主要科学目标之一。在实际中，由于数据不完善和红移覆盖不完整，这需要对w随红移z的演化做出假设。这些假设可以通过选择特定的参数形式来体现，这可能会使结果产生偏差，或者可以通过指定一个先验协方差矩阵来非参数地重建w（z），该协方差矩阵将不同红移处的w值关联起来。在这项工作中，我们推导出的理论先验协方差的有效DE状态方程预测的一般标量张量理论与二阶运动方程（Horndeski理论）。这是通过使用蒙特卡罗方法生成可能的标量张量理论的大集合来实现的，包括物理可行性条件的应用。我们还单独考虑了最小耦合标量场的特殊子情形。先验显示了在最一般的情况下对跟踪行为的偏好。给定协方差矩阵，w（z）的任何特定参数化的参数的理论先验也可以通过投影容易地导出。
2017-03-15 astro-ph.CO gr-qc
CMB distance priors revisited: effects of dark energy dynamics, spatial curvature, primordial power spectrum, and neutrino parameters
作为对宇宙微波背景辐射数据的一种物理压缩，空间微波背景辐射距离先验或位移参数已被广泛应用，并为在宇宙学约束条件的获取中引入宇宙微波背景辐射数据提供了一种方便的途径。在本文中，我们重新审视这个数据向量，并研究其在不同的宇宙学模型下的稳定性。我们发现，在探测暗能量动力学时，CMB距离先验是完整CMB数据的准确替代品。当原始功率谱模型直接从用于从CMB数据导出距离先验的模型的功率谱中概括时，这是真实的。我们发现了一个差异时，一个非平坦的模型与非倾斜的原始暴胀功率谱被用来衡量的距离先验。这个功率谱是一个根本的变化，从更传统的倾斜原始功率谱，并违反了基本假设的CMB移位参数的可靠性。我们还研究了当中微子质量$\sum m_ν$和相对论性粒子有效数$N_{\text{eff}}$允许变化时CMB距离先验的性能。我们的研究结果与早期的结果是一致的：中微子参数可以改变从CMB数据的声音视界的测量，从而CMB距离先验。我们发现，当中微子模型是允许变化的，冷暗物质密度$ω_{c}$和$N_{\text{eff}}$需要包括在一组参数，总结CMB数据，以再现从完整的CMB数据的约束。我们提出了一个更新和扩展的CMB距离先验集，它可以再现$1σ$内的完整CMB数据的约束，并适用于大质量中微子模型，以及非标准宇宙学。
2020-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The impact of a new median statistics $H_0$ prior on the evidence for dark radiation
最近的分析，包括宇宙微波背景（CMB）的各向异性测量从阿塔卡马宇宙望远镜和南极望远镜已经暗示在两个标准偏差以上的暗辐射成分的存在。然而，这一结果敏感地依赖于哈勃常数之前的HST假设，其中$H_0=73.8\pm2.4$ km/s/Mpc为68% c.l.。从Huchra汇编的537个非CMB $H_0$测量值的中值统计（MS）分析中，我们推导出68% c.l.时的$H_0=68 \pm2.8$ km/s/Mpc，与最近对$H_0$测量的完整Huchra列表的分析结果非常一致。该结果也与68% c. l.时的$H_0=69.7\pm2.5$ km/s/Mpc值完全一致。在标准$Λ$ CDM模型的假设下从CMB测量获得。我们表明，与MS $H_0$之前的证据，暗辐射被削弱到$\sim 1.2$标准差。通过相对论自由度$N_{eff}$的有效数参数化暗辐射分量，我们发现$N_{eff}=3.98\pm0.37$在68% c. l. HST之前和$N_{eff}=3.52\pm0.39$在68% c.l.在MS之前。我们还讨论了中微子质量和原始氦丰度目前的限制的影响。
2012-07-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB constraints on dark matter-proton scattering: investigating prior-volume effects using profile likelihoods
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；Instituto de Física de Cantabria (IFCA), CSIC-Univ. de Cantabria（坎塔布里亚物理研究所（IFCA），西班牙国家研究委员会-坎塔布里亚大学）
本文通过轮廓似然法研究暗物质-质子散射的先验体积效应，发现贝叶斯方法在约束散射截面时存在系统性高估问题，建议结合频数统计以更准确评估先验影响。
2026-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Freeze-in Production of Dark Matter Prior to Early Matter Domination
在早期物质占主导地位的时期，冻结或冻结可以产生正确的暗物质丰度，因为速度平均湮灭截面值很小，$\langle σ_{\rm ann} v \rangle_{\rm f} < 3 \times 10^{-26}$ cm $^3$ s $^{-1}$。然而，在一般的非标准热历史中，这样的时期通常在其他阶段之前。在这里，我们研究生产的暗物质在一个简单的后暴胀的历史，辐射为主的阶段后，再加热，其次是一个时代的早期物质统治。专注于冻结制度，我们表明，暗物质生产之前，早期的物质统治可以主导的遗迹丰度在大部分的参数空间，包括弱规模的暗物质群众，和允许的区域高度依赖于整个后通货膨胀的历史。此外，对于跨越数十年的非常广泛的$\langle σ_{\rm ann} v \rangle_{\rm f}$，暗物质粒子可以在早期开始处于化学平衡状态，并在早期物质统治期间去耦，从而使遗迹丰度基本上独立于$\langle σ_{\rm ann} v \rangle_{\rm f}$。我们简要地讨论了连接到不同的观测作为一种可能的手段来测试难以捉摸的冻结在这种情况下的情况。
2020-02-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Influence of the correlation prior on reconstruction of the dark energy equation of state
非参数重建的暗能量状态方程（EoS）的目的是确定EoS作为红移的函数，而不调用任何特定的暗能量模型，使所得到的EoS可以是免费的模型诱导的偏见或文物。然而，如果没有适当的正则化，这种重建往往被约束不佳的模式的噪声所淹没。一个直观的正则化方案是假设先验的暗能量EoS随时间演化最慢，这可以通过不同时期的EoS之间的相关性来实施。事实上，施加相关先验的研究能够显着降低重建的EoS的不确定性，甚至显示出动态暗能量的线索。在这项工作中，我们检查的相关性之前使用模拟数据集的Ia型超新星（SNe Ia），重子声振荡（BAO），年龄推导的哈勃参数，哈勃常数，和宇宙微波背景。我们发现，即使事先的目的是不赞成不断发展的状态方程，它仍然可以容纳虚假的振荡功能在高的意义。在为和谐宇宙学模型生成的现有观测的1000个模拟数据集中，即，输入暗能量EoS $w=-1$，在一个或多个红移仓中有688（69）种情况恢复从$-1$偏离多于$1σ$（$2σ$）的EoS。在许多情况下，重建的EoS会明显上升和下降。此外，反转模拟数据的随机分配错误的符号或多或少地反转了EoS的行为。当把未来勘测的理想化超新星Ia和BAO数据包括在内时，虚假的结果甚至会更频繁地出现。我们的测试表明，需要进一步的研究，以确保准确的重建的EoS的相关性之前。
2019-09-22 astro-ph.CO
Quintessence in a quandary: prior dependence in dark energy models
暗能量的原型理论是精髓：一个具有正则动能和势能的最小耦合标量场。通过研究随机势，我们表明，quintessence施加了一个有限的一套先验的状态方程的暗能量。集中在常用的参数化，$w(a)\approx w_0+w_a(1-a)$，我们表明，有一个自然的规模和方向的$(w_0, w_a)$平面，区分精华作为一个一般的框架。我们计算出预期的信息增益为一个给定的调查，并表明，由于非平凡的先验信息，它是一个功能的不仅仅是品质因数。这使我们能够为新的调查策略提供定量的案例。我们表明，规模的先验集的目标观测要求，以获得重要的信息。这与FOM $\gtrsim 200$的品质因数相对应，这是未来星系红移巡天将满足的要求。
2014-12-10 astro-ph.CO
Dark Energy and Tracker Solution- A Review
本文综述了暗能量的基本理论和一些理论模型。理论模型包括宇宙学常数、量子场的真空涨落、标量场模型、查伯京气体、矢量场模型和膜世界模型。除此之外，还包括了一些暗能量的替代模型。最后，对跟踪器模型的一些基本思想进行了讨论。
2009-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prior dependence of cosmological constraints on dark matter-radiation interactions
本文研究了由宇宙微波背景（CMB）各向异性测量得到的暗物质-光子和暗物质-中微子弹性散射截面在单边约束条件下的先验依赖性问题。测试特别是线性平坦，杰弗里斯，和对数平坦先验，我们发现，前两个产量上限的横截面是相互一致的20%以内。相反，在对数平坦先验假设下推导出的边界对先验下界的选择非常敏感。事实上，调查最近的文献中，我们发现，这种病理的对数先验导致出版的限制，是一个数量级的人为更严格的比他们应该客观。我们从普朗克CMB任务的2015年数据中修订的“目标”约束对当今散射截面的约束分别是$σ_{\rm DM-γ} < 1.72 \times 10^{-6} \, σ_{\rm T} \, (m_{\rm DM}/{\rm GeV})$和$σ_{\rm DM-γ} < 2.74 \times 10^{-15} \, σ_{\rm T} \, (m_{\rm DM}/{\rm GeV})$，用于暗物质-光子相互作用，分别标度为$a^0$和$a^{-2}$，其中$a$是标度因子，$σ_{\rm T}$是总汤姆逊散射截面。它们的暗物质-中微子对应物读作$σ_{\rm DM-ν} < 2.14 \times 10^{-6} \, σ_{\rm T} \, (m_{\rm DM}/{\rm GeV})$和$σ_{\rm DM-ν}< 2.46 \times 10^{-15} \, σ_{\rm T…
2019-05-14 astro-ph.CO hep-ph
Parametric and nonparametric methods hint dark energy evolution
本文从参数和非参数两个角度对暗能量进行了研究。我们考虑了反映哈勃张力的四个哈勃参数先验，并利用了两个唯象函数，即归一化的暗能量密度和紧致的暗能量状态方程。我们预测了这两个函数的形状，并提出了新的限制暗能量状态方程。这些结果暗示了暗能量的演化，而与方法和先验的选择无关。通过截然不同的方法发现暗能量密度的类似演变的事实表明，本文中发现的特征是由数据驱动的，而不是所应用的重建方法的伪影。
2022-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy cosmology: the equivalent description via different theoretical models and cosmography tests
我们回顾了不同的暗能量宇宙学。特别是，我们提出了$Λ$ CDM宇宙学，小撕裂和伪撕裂宇宙，幻影和精华宇宙与I，II，III和IV型有限时间未来奇点和非奇异暗能量宇宙。在第一部分中，我们解释了$Λ$ CDM模型和完善的观测测试，限制了目前的宇宙加速。之后，我们研究了暗流体宇宙，其中流体具有相当一般的状态方程（EoS）[包括不均匀或不完美的EoS]。所有这些暗能量宇宙学都被明确地实现了，并探讨了它们的性质。结果表明，上述所有的暗能量宇宙都可以模拟目前的$Λ$ CDM模型，与最近的观测数据相一致。此外，特别注意不同的暗能量模型的等效性。我们考虑单标量场和多标量场理论，快子标量理论和全息暗能量作为模型的电流加速度的精髓/幻影宇宙学的功能，并证明其等价于相应的流体描述。第二部分研究了另一类等价的暗能量模型，包括$F(R)$引力、$F(R)$ Hoenava-Lifshitz引力和遥平行$f(T)$引力。描述了代表$Λ$类CDM宇宙或具有精华/幻影性质的加速膨胀的模型的宇宙学。最后，我们探讨了用宇宙学检验暗能量和广义相对论的替代引力模型的问题。通过对大样本数据的精确数据分析，可以消除参数间的退化，并给出了实例。
2012-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Understanding the phenomenology of interacting dark energy scenarios and their theoretical bounds
在空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中，研究了暗物质与暗能量之间的非引力相互作用.假设相互作用速率与暗物质和暗能量的能量密度成线性关系，并且与FLRW宇宙的哈勃速率成正比。这种相互作用模型导致一个自治的线性动力系统，并根据耦合参数，可以通过计算矩阵的指数，定义系统解析求解。我们在这里表明，这种相互作用率有一个非常深的联系与一些著名的宇宙学理论。然后，我们调查的相互作用率的耦合参数的理论界限，以使能量密度的黑暗部门保持积极的整个宇宙的演化和渐近收敛到零在很晚的时候。我们的分析还指出，这种线性相互作用模型可能会遇到有限时间的未来奇点依赖于耦合参数以及暗能量状态参数。
2020-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Constraining Dynamical Dark Energy from Galaxy Clustering with Simulation-Based Priors
本文提出基于有效场论和模拟先验的 EFT-SBP 方法，结合 BOSS 星系功率谱和双谱数据，发现组合数据削弱了 DESI 报告的动力学暗能量偏好，约束品质因数提升约 20%，挑战了该暗能量解释。
2025-06-30 astro-ph.CO
Holographic Dark Energy: its Observational Constraints and Theoretical Features
本文研究了全息暗能量模型的观测特征，包括原始模型和带有暗能量与暗物质相互作用项的模型。我们首先描述了这些模型的动力学行为，特别是它们是否会有一个“大撕裂”的不同参数，然后我们使用一些最近的观测数据，以提供更可靠和更严格的约束模型。结果有利于暗能量状态方程穿越-1，宇宙在“大撕裂”阶段结束。通过使用贝叶斯证据作为模型选择标准进行模型比较，我们发现全息暗能量模型比$% \mathrm{ΛCDM}$模型更受观测的青睐。
2010-03-11 astro-ph.CO hep-th
Theoretical bounds on dark Higgs mass in a self-interacting dark matter model with $U(1)'$
针对暗物质搜索零结果和小尺度问题，研究自发破缺 $U(1)'$ 暗物质模型，通过树级微扰幺正性和单圈 Linde-Weinberg 界限确定暗希格斯质量范围，结合观测约束给出参数空间，强调暗希格斯不可忽略。
2024-07-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Equivalence of Dark Energy Models: A Theoretical and Bayesian Perspective
本研究通过显式映射证明动力学暗能量、相互作用暗能量和运行真空模型在背景层面等价，并利用Ia型超新星、重子声学振荡和宇宙计时器的贝叶斯分析验证了该等价性，促进了暗区理解。
2025-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Dark Energy
我们回顾了暗能量的问题，包括理论模型和数值研究的一些方面的调查。
2011-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Recent Results from Indirect and Direct Dark Matter Searches: Theoretical Scenarios
在这篇评论中，我简要地讨论了有关间接和直接暗物质搜索的最新结果的解释理论方案，重点放在前者。
2011-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology with the EFTofLSS and BOSS: dark energy constraints and a note on priors
我们将BOSS DR 12星系功率谱数据与BAO数据结合起来分析三种暗能量模型。我们使用最近的测量，使用无窗估计，和一个独立的和快速的流水线的基础上EFTofLSS实现通过快速PT算法来计算红移空间环路校正。我们加速我们的分析，使用BACCO线性仿真器，而不是玻尔兹曼求解器。我们进行两组分析：一组是在$A_s$和$n_s$上使用$3σ$普朗克先验，另一组是无CMB的，没有这样的先验。首先，我们研究$Λ$ CDM，再现以前的结果得到相同的估计。我们发现一个较低的值$A_s$在CMB自由的情况下，与许多以前的完整的形状分析的BOSS数据。然后，我们研究$w$ CDM，发现一个较低的值的振幅在CMB的自由运行，再加上偏好幻影暗能量与$w=-1.17^{+0.12}_{-0.11}$，再次与以前的结果广泛一致。最后，我们研究了暗散射模型，我们标记为$wA$ CDM。在无CMB分析中，我们发现相互作用强度$A$和振幅$A_s$之间存在很大的简并性，这阻碍了对这些参数的测量。相反，在我们的运行与CMB之前，我们能够约束的暗能量参数为$w=-0.972^{+0.036}_{-0.029}$和$A = 3.9^{+3.2}_{-3.7}$，这表明1 $σ$提示相互作用的暗能量。这是该参数的第一次测量，证明了该模型缓解$σ_8$张力的能力。我们的分析可以作为任何具有规模无关增长的模型的指导。最后，我…
2023-01-16 astro-ph.CO
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
Dark energy by natural evolution: Constraining dark energy using Approximate Bayesian Computation
本研究利用近似贝叶斯计算和晚期宇宙观测，从生物学视角评估暗能量模型，发现动态暗能量优于标准ΛCDM，且结果稳健，支持动态暗能量作为更有利的晚期宇宙学模型。
2023-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Thawing k-essence dark energy in the PAge space
广泛的一类暗能量模型可以写成k-本质的形式，其拉格朗日密度是标量场$ϕ$及其动能$X\equiv \frac{1}{2}\partial^μϕ\partial_μϕ$的二元函数。在解冻的情况下，只有当哈勃摩擦力下降到宇宙晚期的质量尺度以下时，标量场才变得动态。解冻k-本质暗能量模型可以通过从随机矩阵\cite{thaws}生成其拉格朗日密度的泰勒展开系数来随机采样。文献\cite{thaws}指出，解冻k-本质模型的有效状态方程参数$(w_0, w_a)$的非均匀分布可以用来改善模型选择的统计性。本工作研究的统计解冻k-本质的宇宙年龄（PAge）\cite{PAge}参数化的一个更一般的框架。对于固定的物质分数$Ω_m$，随机解冻k-本质模型在PAge参数空间中的窄带中聚集，提供了强的理论先验。模拟了中国空间站望远镜光学巡天的宇宙剪切功率谱数据，并比较了有和没有解冻k-本质理论先验的Fisher预报。对于一个最佳的层析成像分箱计划，理论先验提高了一个因素的$3.3$在PAge空间的品质因数。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure Formation Models Weaken Limits on WIMP Dark Matter from Dwarf Spheroidal Galaxies
在晕子结构中形成的矮球状星系对暗物质湮灭提供了严格的限制。现代巡天发现的许多超暗矮星对这些限制做出了重大贡献。目前，由于缺乏丰富的恒星运动学数据，超暗区的密度分布参数通常采用无信息的先验假设。基于半解析模型的暗物质subhalos和他们的连接到卫星星系，我们提出了更多的信息和现实的卫星先验。我们表明，我们的卫星先验导致的湮灭率的限制，是2和7之间的一个因素，比在非信息先验弱。因此，对于质量为$\lesssim 40$ GeV的暗物质，热遗迹截面最多只能从矮球状体数据中排除（概率为95%），假设湮灭为$b\bar{b}$。
2020-08-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Optimal strategies : theoretical approaches to the parametrization of the dark energy equation of state
由于缺乏令人信服的理论模型，需要将暗能量参数化以探测其性质。将暗能量的物态方程参数化是一种常用的方法。我们探讨了基于Fisher信息矩阵的参数化的理论优化。作为一个合适的参数化，它应该是稳定的高红移，并应产生尽可能大的费歇尔矩阵的行列式。为了说明，我们提出了一个参数化，可以满足这两个标准。通过使用适当的参数化，即使对于相同的数据，我们也可以改善对暗能量的约束。我们还显示了所谓的主成分分析方法的弱点。
2014-03-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
How Theory-Informed Priors Affect DESI Evidence for Evolving Dark Energy
本研究探讨了先验选择对DESI暗能量演化证据的影响，发现使用基于归一化流的理论先验替代均匀先验，可将CPL框架下与宇宙学常数的张力从约3.1σ降至1.3σ，证明物理驱动的先验能有效消除非物理偏差并确保稳健的宇宙学推断。
2025-09-16 astro-ph.CO hep-ph
On the dark matter's halo theoretical description
我们认为，标准场标量势不能广泛用于获得足够的星系曲线和确定星系晕中暗物质的轮廓。为了揭示标量场在宇宙学时空尺度上的整体性质，描述暗物质的可观测特性，我们提出了中心对称势天体力学型的最简单形式，即U（ψ）= -μ/μ.结果表明，利用该势可以得到比较满意的矮星系暗物质轮廓和转动曲线。与以往的一些结果，基于N体模拟方法，指出了良好的协议。给出了矮星系质量估算的一种新的可能性。
2012-03-26 astro-ph.CO
Dark Energy: Observational Evidence and Theoretical Models
这本书阐明了暗能量问题的现状，并提出了作者的结果，他们在这一领域工作。介绍了暗能量存在的观测证据、参数约束的方法和结果、用标量场模拟暗能量、具有额外空间维的时空，特别是Kaluza-Klein模型、具有单一额外维的膜世界模型以及广义相对论中引力能的正定义问题，能量条件和在暗能量存在下违反它们的后果。这本专着是为科学专业人士，教育工作者和研究生，专门从事广义相对论，宇宙学，场论和粒子物理学。
2015-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Is dark energy evolving?
我们寻找证据的演变暗能量密度采用主成分分析（PCA）。超新星和重子声学振荡（BAO）的距离红移数据以及WMAP 7距离先验被用来限制曲率参数Omega_k和暗能量参数。这些数据集与平坦的宇宙是一致的。从超新星中得到的暗能量演化参数（包括CMB距离先验）的约束条件与平坦的Lambda CDM宇宙是一致的。另一方面，在从添加BAO数据获得的参数估计中，表征来自暗能量的非恒定贡献的第二主成分在1-sigma处是非零的。这可能是一个系统性的影响，未来的BAO数据是做出更有力声明的关键。
2013-02-12 astro-ph.CO
Early Dark Energy and Dark Photon Dark Matter from Waterfall Symmetry Breaking
本研究提出一种辐射主导时期发生瀑布对称性破缺的宇宙学模型，通过陈-西蒙斯相互作用产生暗光子，构建早期暗能量新场景并解释暗物质起源，可同时解决$H_0$张力与暗物质来源问题。
2023-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dwarf spheroidal J-factors without priors: A likelihood-based analysis for indirect dark matter searches
视线积分的平方密度，通常称为J因子，是必不可少的推断暗物质湮灭信号。暗物质占主导地位的矮球状卫星星系（dSphs）的J因子通常是使用贝叶斯技术，这意味着小数据样本的先验选择构成了不可忽略的系统不确定性。在这里，我们报告了一个新的完全频率论的方法来构建的J-因子的配置文件的可能性的发展。使用恒星运动学数据从几个经典的和超微弱的dSphs，我们推导出的极大似然值的J-因子和它的置信区间。我们验证了这种方法，特别是它的偏见和覆盖面，使用模拟数据从盖亚挑战。我们发现，该方法具有良好的统计特性。的J-因子和它们的不确定性一般是在良好的协议与贝叶斯导出的值，最大的偏差仅限于系统与最小的运动数据集。我们讨论了这种技术的改进，扩展和未来的应用。
2017-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Theoretical Priors On Modified Growth Parametrisations
下一代巡天将以前所未有的精度观测宇宙的大尺度结构。这将使我们能够测试物质过密度，曲率扰动和牛顿势之间的关系。与基于广义相对论的标准光滑暗能量模型中预测的关系相比，任何对引力的大距离修改或暗能量的奇异性质都会修改这些关系。在结构增长的线性理论中，这样的修改通常通过空间和时间的两个函数来参数化，这两个函数进入曲率微扰与第一，物质过密度，第二，牛顿势的关系。我们研究了这些函数在Brans-Dicke理论、团簇暗能量模型和相互作用暗能量模型中的预言。我们发现，每一个理论有一个不同的路径在参数空间的修改后的增长。了解这些理论先验的参数化修改的增长是必不可少的，以揭示宇宙加速的性质与即将到来的观测的结构形成的帮助。
2010-01-07 astro-ph.CO
Reconstruction of the Dark Energy equation of state from latest data: the impact of theoretical priors
我们重建状态方程的暗能量（EoS）从目前的数据使用非参数的方法，而不是假设一个特定的时间演化的这个功能，我们在时间上的bin。我们用两种不同的方法，即平滑阶跃函数和高斯过程重建，来处理仓之间的过渡，调查这两种方法是否会导致兼容的结果。此外，我们包括在重建过程中的EoS的值之间的相关性在不同的时间在一个理论先验的形式，考虑到一组可行性和稳定性的要求，可以施加在替代$Λ$ CDM的模型。在这种情况下，我们必须专注于广泛的，但特定类别的替代模型，即Quintessence和Horndeski引力。我们使用来自CMB，超新星和BAO调查的数据。我们发现使用的不同重建方法之间的总体协议，与这两种方法，我们发现重建的平均值的时间依赖性，不同的趋势取决于研究的模型类。由$Λ$ CDM模型预测的恒定EoS无论如何都落在我们分析的$1σ$范围内。
2019-08-22 astro-ph.CO
External priors for the next generation of CMB experiments
计划中的宇宙微波背景（CMB）实验可以极大地改善我们对中微子物理学，膨胀和暗能量的了解。低水平的噪声，以及改善的角分辨率，将增加的信号的CMB偏振信号的噪声，以及重建的高红移大尺度结构的透镜势。对宇宙学参数的投影约束是非常严格的，但这些可以通过外部实验的信息进一步改进。在这里，我们定量研究外部先验可以导致改善的程度从CMB阶段IV（S4）中微子和暗能量属性的实验预测的约束。我们发现，CMB S4对中微子质量的约束可以通过对冷暗物质密度$Ω_{c}h^{2}$和哈勃常数$H_{0}$的外部约束来强烈增强。如果不测量最大尺度（$\ell<50$）上的偏振，则原始振幅$A_{s}$或光学深度$τ$上的外部先验也将是重要的。CMB对相对论自由度$N_{\rm eff}$的限制将受益于谱指数$n_{s}$和重子能量密度$Ω_{b}h^{2}$的外部先验。最后，$H_{0}$的外部先验将有助于约束暗能量状态方程（$w$）。
2016-03-29 astro-ph.CO
Learning Theory Informed Priors for Bayesian Inference: A Case Study with Early Dark Energy
本研究提出用归一化流学习理论知情的贝叶斯先验，以早期暗能量为测试案例，复现已知约束且计算效率提升约30万倍，得到迄今最强的EDE理论约束，挑战其解决哈勃张力的作用。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Generative Diffusion Priors for 3D Mapping of the Dark Universe
Department of Computing and Mathematical Sciences, California Institute of Technology（加州理工学院计算与数学科学系）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Department of Physics, Duke University（杜克大学物理系）；Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology（加州理工学院卡希尔天文与天体物理中心）
利用扩散模型学习宇宙模拟中的先验分布，结合物理正向模型解决弱引力透镜三维暗物质反问题，显著提升重建精度并生成统计一致的后验样本。
2026-05-30 astro-ph.CO cs.CV cs.LG
Sommerfeld-enhanced dark matter searches with dwarf spheroidal galaxies
我们研究可观测到的信号，从暗物质，通过索末菲效应在矮球状星系（dSphs）的自湮灭。由于索末菲增强的效果取决于暗物质的速度，因此确定dSphs的分布以计算J因子是至关重要的，即，密度平方的视线积分。在我们的研究中，我们使用卫星密度分布的参数的先验分布，以确定J因子，使最新的发展，在N体模拟和半解析建模的结构形成。作为具体的模型，我们分析了费米暗物质，通过轻标量和Wino暗物质在超对称模型中湮灭。我们发现，与更现实的先验分布，我们在这项研究中采用，最有前途的dSphs的J因子减少了几个因素，与早期的估计相比，基于非信息先验。尽管如此，切伦科夫望远镜阵列应该能够通过将热维诺暗物质指向最佳经典或超微弱dSphs 500小时来探测它。
2021-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraining SUSY with Heavy Scalars -- using the CMB
如果低能超对称性存在，大型强子对撞机的数据有利于标量超伴体的高质量标度（超过TeV），而sfermions和暗物质可以参数化更轻-导致所谓的分裂光谱。当结合这一事实与超对称破缺之前的位移对称标量（模量）的基本理论的动机，这导致了早期宇宙的非热历史。这样的历史意味着对暗物质微观性质的不同预期，以及暗辐射和宇宙轴子背景的可能性。在本文中，我们将研究如何相关和混合等曲率扰动产生这样的模型，以及连接到暗辐射。多个相关的isocurvature模式的WMAP的约束允许多达一半的原始扰动isocurvature，相反的情况下，一个单一的isocurvature模式的扰动必须是主要绝热。然而，这样的界限是强烈的先验依赖，并没有调查与最新的普朗克数据。在本文中，我们使用的超对称非热历史的例子来建立宇宙学参数的理论先验。特别感兴趣的是，我们发现暗辐射的先验与等曲率总量的先验是退化的--它们是负相关的。暗辐射在早期宇宙中受到严格的限制，最近被用来对基于弦的方法施加严格的限制，以超越标准模型。我们的研究结果表明，这样的约束可能需要更多的理论输入。来自宇宙学探测器（如普朗克）的数据可以帮助指导MSSM、分裂超对称性模型及其他模型的建模。我们的模型也证明了UV模型在构建宇宙学先验中的实用性。（节略）
2014-06-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Theoretical Models of Dark Energy
越来越多的观测数据证实，大约73%的能量密度由暗能量组成，暗能量是造成目前宇宙加速膨胀的原因。我们提出了观测证据和暗能量项目。然后，我们回顾了各种理论的想法，已被提出来解释暗能量的起源，他们包括宇宙学常数，修改后的物质模型，修改后的重力模型和非均匀模型。宇宙学常数有两个主要的问题：一个是关于微调，另一个是关于巧合。为了解决这些问题，出现了修正的物质模型，如精粹，k-本质，耦合暗能量和统一的暗能量。我们比较这些模型提出有吸引力的方面，新出现的问题和可能的解决方案。此外，我们审查修改后的重力模型，导致后期的加速膨胀，而不调用一种新形式的暗能量，他们包含f（R）引力和Dvali-Gabadadze-Porrati模型。我们还讨论了这些模型和未来的修正引力理论的观测约束。最后，我们回顾了非均匀的Lemaitre-Tolman-Bondi模型，该模型放弃了宇宙空间均匀性的假设。我们还介绍了宇宙学和标量场理论的基础知识，这对学生和新手理解暗能量模型特别有用。
2012-12-19 astro-ph.CO
Testing phenomenological and theoretical models of dark matter density profiles with galaxy clusters
我们使用Umetsu等人的4个高质量（M >~10^{15}Msun）星系团在z ~ 0.3附近的叠加引力透镜质量分布来拟合暗物质分布的唯象模型[Navarro-Frenk-White（NFW），Einasto，Sérsic，Stadel，Baltz-Marshall-Oguri（BMO）和Hernquist]和理论模型（非奇异等温球，DARKexp和Kang & He）的密度分布。我们占大尺度结构的影响，包括在分析中的2-晕项。我们发现，BMO模型提供了对数据的最佳拟合，这是通过约化卡方来衡量的^[2]。其次是Stadel轮廓，广义NFW轮廓与自由内斜率和Einasto轮廓。NFW模型提供了最好的拟合，如果我们忽略2-halo项，在协议的结果从Umetsu等人。在理论配置文件中，DARKexp模型与一个单一的形式参数具有最好的性能，非常接近的BMO配置文件。这可能表明这个理论模型和暗物质晕现象之间的联系，揭示了从数值模拟中出现的经验配置文件的动力学基础。
2013-10-21 astro-ph.CO
Hubble parameter and related formulas for a Weyl scaling invariant dark energy action
我们扩展了我们以前的分析模型的基础上外尔标度不变的暗能量行动的“暗能量“。我们重新表达的所有先前的结果在适当的时间，使用波动幅度$Φ$没有近似，并推导出一个紧凑的公式平方有效哈勃参数。这个公式包含了有效的暗能量和物质密度，它们与标准$ΛCDM$宇宙学中的表达式不同。我们也给出了新的解析结果的功能$ Φ$，并讨论其影响。
2021-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Late-time reconstruction of non-minimally coupled gravity with a smoothness prior
Université de Genève（日内瓦大学）
本文基于有效暗能量场论，利用多种宇宙学数据重建非最小耦合引力中的宇宙背景和扰动动力学，发现非最小耦合效应稳定暗能量扰动，并支持暗能量方程状态参数穿越虚线分界。
2026-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Revising Indirect Dark Matter Constraints with Updated Astrophysical $J$-Factor Priors
Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)（高能物理研究所）
本研究提出无需完整实验似然即可更新暗物质极限的统计框架，推导了J因子不确定性对极限影响的解析表达式，可重现已发表极限并扩展至多目标组合，为暗物质研究提供实用补充工具。
2026-07-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Theoretical priors in scalar-tensor cosmologies: Thawing quintessence
宇宙的晚期加速可以用宇宙中一种额外的、依赖于时间的成分--暗能量来表征。关于暗能量的最简单的提议是标量张量理论--精髓--它由一个标量场$ϕ$组成，它的动力学完全由它的势$V(ϕ)$决定。这种理论可以用标量场能量动量张量的状态方程唯一地刻画。我们发现了一个广泛的家庭的潜力的状态方程的时间依赖性，并利用这些信息，我们提出了一个分析的先验分布最常用的参数化。我们表明，这种解析先验可以用来准确地预测下一代宇宙学调查的可观测量的分布。在与观测值的比较中包括理论先验大大改善了对状态方程的约束。
2020-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Theoretical and observational bounds on some interacting vacuum energy scenarios
相互作用的暗物质-暗能量模型的动力学的特点是通过一个相互作用率函数量化这些暗扇区之间的能量流。在大多数相互作用函数中，考虑了膨胀率哈勃函数，有时有人认为，由于相互作用函数是局部性质，包含哈勃函数可能会影响整体动力学。这是本文的出发点，我们考虑一个非常简单的真空能量与冷暗物质相互作用的宇宙方案，其特征是各种相互作用函数，这些相互作用函数来源于一个通用的相互作用函数：$Q= Γρ_{c}^{α}ρ_{x}^{1-α-β}(ρ_{c}+ρ_{x})^β$，其中$ρ_c$，$ρ_x$分别是冷暗物质密度和真空能量密度; $α$、$β$是实数，$Γ$是耦合参数，维数等于哈勃速率的维数。我们研究了四种不同的相互作用的宇宙场景，并从理论和观测上对它们进行了约束。我们的分析清楚地表明，相互作用模型应谨慎处理。
2021-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Large scale structure prior knowledge in the dark siren method
Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
本文提出利用大尺度结构知识优化暗鸣方法，通过方差完成技术提升引力波源红移推断的准确性。
2026-02-03 astro-ph.CO
Cosmology and modified gravity with dark sirens from GWTC-3
我们提出了最新的测量哈勃参数和参数$Ξ_0$描述修改后的引力波的传播，获得从第三个引力波瞬态目录，GWTC-3，使用的相关性与星系目录和信息从源帧质量分布的二进制黑洞。到目前为止，后者导致$Ξ_0$上的最紧边界，即$Ξ_0 = 1.2^{+0.7}_{-0.7}$在$Ξ_0$上具有平坦先验，而$Ξ_0 = 1.0^{+0.4}_{-0.8}$在$\logΞ_0$中具有先验均匀性（最大后验和$68\%$ HDI）。$H_0$的测量主要是由单个明亮的海妖GW 170817所主导，当与星系表结合时，产生了$H_0=67^{+9}_{-6} \, \rm km \, s^{-1} \, Mpc$。
2022-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Studies on dark energy evolution
在这项工作中，我们探索的暗能量密度$X(z)=ρ_{de}(z)/ρ_{de}(0)$的演化签名使用SNIa和H（z）的最新观测。这些模型包括暗能量密度的参数化以及作为红移函数的EoS参数w（z）的重建。使用SH0E先验的两种参数化方法导致对于$X(z)$在1 $σ$处与LCDM的小偏差。将分析扩展至2个$σ$，在两种情况下$X(z)$演变的证据都被稀释。我们还研究了一个相互作用的暗模型，其中也发现了这种趋势。
2021-07-10 astro-ph.CO gr-qc
Exploring uncertainties in dark energy constraints using current observational data with Planck 2015 distance priors
我们提出了我们从2015年普朗克数据中获得的距离先验，并将其与Ia型超新星（SNe Ia）和星系团的最新观测数据相结合，以探索暗能量约束的系统不确定性。我们使用联合光变曲线分析（JLA）的740个Ia超新星，来自斯隆数字巡天（SDSS）在z=0.35和z=0.57（BOSS DR 12）的星系团测量值H（z）s和D_A（z）/s（其中s是拖曳时期的声视界）。我们发现，组合的暗能量约束是不敏感的假设中的星系聚类测量（无论是BAO只或边缘化超过RSD），这表明，作为星系聚类数据的分析变得更加准确和强大，系统的不确定性降低。另一方面，我们发现，通量平均SNe Ia在z>= 0.5显着收紧的暗能量的限制，并排除了一个宇宙学常数在68%的置信水平，假设一个暗能量状态方程的宇宙尺度因子的线性平坦宇宙。当我们允许暗能量密度函数X（z）是由z=0、1/3、2/3、1处的值的三次样条给出的自由函数时，通量平均法具有最显著的效果;当0.4 < z < 0.7时，测量的X（z）偏离宇宙学常数的置信水平超过95%。由于通量平均减少了SN距离测量的偏差，这可能表明我们已经进入了SN距离测量受到系统不确定性限制的时代。
2016-10-10 astro-ph.CO hep-ph
Key drivers of the preference for dynamic dark energy
本文通过频率学派模拟检验DESI BAO与DES5YR SNe对动力学暗能量的偏好，发现其与Planck约束的ΛCDM存在显著张力，且DES5YR SNe贡献更大。
2025-02-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Thermodynamic Origin of the Tully-Fisher Relation in Dark Matter Dominated Galaxies: A Theoretical-Empirical Derivation
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；L.N. Gumilyov Eurasian National University（欧亚国立卢戈尼约夫大学）；Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics（托木斯克州立控制系统与无线电电子大学）
本文通过理论和实证方法，推导了暗物质主导星系中Tully-Fisher关系的热力学起源，揭示了自相互作用暗物质模型如何半理论半经验地产生经典Tully-Fisher关系及恒星级Tully-Fisher关系。
2025-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Fables of reconstruction: controlling bias in the dark energy equation of state
我们开发了一种有效的，非参数贝叶斯方法重建的暗能量状态方程w（z）的观测数据的时间演化。特别重要的是先验的选择，必须仔细选择，以最大限度地减少重建中的方差和偏差。使用主成分分析，我们展示了如何使用相关先验来创建平滑的重建，并避免w（z）的均值行为的偏差。我们测试我们的方法使用维纳重建的基础上Fisher矩阵投影，也对更现实的MCMC分析模拟数据集普朗克和未来的空间为基础的暗能量任务。虽然我们重建的准确性取决于假设的w（z）的平滑度，但典型的暗能量模型的相对误差<10%，红移z=1.5。
2011-12-07 astro-ph.CO
The Viability of Phantom Dark Energy: A Brief Review
在这篇简短的综述中，我们将研究幻影暗能量的理论一致性和可行性。几乎所有来自宇宙学探测器的数据集都与幻影种类的暗能量兼容（即，状态方程参数$w<-1$），甚至可能有利于演化的暗能量，因为我们期望每个物理实体都有某种场描述，我们开始研究幻影暗能量作为场论的情况。我们讨论了许多尝试的框架，可能会减轻和消除理论病理与幻影暗能量。我们还研究框架，提供了一个明显的测量$w<-1$，同时避免了需要一个幻影场论。
2017-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Improved Theoretical Predictions of Microlensing Rates for the Detection of Primordial Black Hole Dark Matter
原始黑洞（PBH）仍然是粒子物理学标准模型的暗物质（DM）候选者。在此之前，我们提出了一种新的方法来限制剩余的PBH DM质量范围使用微透镜的美国宇航局的开普勒任务监测的恒星。我们使用更准确的处理开普勒源星的人口，他们的可变性和边缘变暗，改善这种分析。我们将理论上可检测的PBH DM质量范围扩展到$2\times10^{-10} M_\sun$，比当前限制低两个数量级，比我们以前的估计低三分之一数量级。我们解决如何提取DM属性，如质量和空间分布，如果PBH微透镜事件被检测到。我们纠正了一个著名的有限源边缘变暗微透镜公式中的错误，并研究了不同的光变曲线节奏对PBH DM探测能力的影响。我们还介绍了一个近似估计预测的每星检测率作为恒星的属性的函数，从而允许在未来的任务中选择源星，并将我们的分析扩展到计划的调查，如WFIRST。
2012-10-29 astro-ph.CO
