Dynamical Friction due to fuzzy dark matter on satellites described by axisymmetric logarithmic potentials
本研究针对超轻玻色子构成的模糊暗物质,模拟了非球对称卫星星系穿过其晕时的动力学摩擦,发现尾迹特征、阻力大小受卫星形状和运动方向影响显著,且相关时标接近哈勃时间。
2023-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Friction and Black Holes in Ultralight Dark Matter Solitons
本研究通过数值模拟揭示,超轻暗物质孤子中黑洞的动力学摩擦受反作用与再加热效应影响,半解析方法不适用,对最终秒差距问题有重要启示。
2024-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dynamical friction from self-interacting dark matter
本文通过理想化N体模拟研究自相互作用暗物质对旋近黑洞动力学摩擦的影响,发现自相互作用通常会增强摩擦力,但在低于声速时可能减弱,并指出Chandrasekhar公式可能低估减速效应。
2024-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The impact of evolving dark energy on the Weyl potential measured from the Dark Energy Survey Year 3 data
Université de Genève(日内瓦大学);Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)(空间科学研究所);Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)(加泰罗尼亚太空研究学院);Univ Toulouse, CNES, CNRS, IRAP(图卢兹大学、法国国家空间研究中心、法国国家科学研究中心、图卢兹天体物理研究所);Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系);Institute of Cosmology & Gravitation, University of Portsmouth(朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所)
研究通过Dark Energy Survey第三年数据发现,Weyl势的演变速度比广义相对论预测的更慢,而具有幻影穿越的暗能量模型可能通过更强的加速作用降低引力势深度,从而缓解与广义相对论的矛盾。本文表明,$w_0w_a$CDM模型确实能将矛盾降低至1.6-2.2σ水平,这并非源于Weyl势不确定性的增加,而是由于演化背景对广义相对论理论预测的影响。需要更多数据来确定暗能量演变是否能完全解释中间红移处Weyl势的低值,或是否需要引力修正或暗部门交互。
2026-05-21 astro-ph.CO
Dynamical friction in self-interacting ultralight dark matter
该研究探究自相互作用对超轻暗物质背景中动力学摩擦的影响,通过理论计算与UltraDark.jl模拟发现强排斥自相互作用可使动力学摩擦消失,合理参数下会让超大质量黑洞加速度产生量级差异,对相关天体观测有重要意义。
2023-12-12 astro-ph.CO 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
Dynamical Friction From Ultralight Dark Matter
我们模拟了大质量物体与超轻/模糊暗物质(ULDM/FDM)相互作用的引力动力学,非相对论量子物质由薛定谔-泊松方程描述。首先考虑在均匀背景中运动的质点,然后考虑在ULDM孤子中运动的超大质量黑洞。在复制简单的动态摩擦的情况下,以验证我们的数值策略,我们表明,在均匀介质中的移动质量引起的尾流可能会发生引力坍缩,显着增加的阻力,虽然在一个场景中不太可能遇到天体物理。我们广泛确认简单的估计动态摩擦时间尺度的黑洞中心的晕,但看到一个大的移动质点激发相干的“呼吸模式”在ULDM孤子。这些可能导致点质量的“石头跳跃”轨迹,这些轨迹不会均匀地朝向孤子的中心下沉,以及中心附近的随机运动。这些效应将增加SMBH-UDM相互作用和UDM宇宙中SMBH合并的复杂性。
2022-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Friction in a Fuzzy Dark Matter Universe
我们提出了一个深入的探索宇宙中的动力学摩擦的现象,其中的暗物质是完全由所谓的模糊暗物质(FDM),超轻玻色子的质量$m\sim\mathcal{O}(10^{-22})\,$ eV。我们回顾了经典的处理动态摩擦提出的分析结果的情况下,FDM的点质量,扩展的质量分布,有限的速度色散和FDM背景。然后,我们将这些结果与一系列完全非线性模拟进行测试,从而使我们能够评估分析结果的适用性。我们将这些结果应用于各种感兴趣的天体物理问题,包括银河系暗物质背景中的坠落卫星,并确定\emph{(1)} ~对于FDM质量$m\gtrsim 10^{-21}\, {\rm eV}\, c^{-2}$,天炉座矮球状星团的计时问题不再解决,\emph{(2)} ~对于总质量为$M$、相对速度为$v_{\rm rel}$的卫星来说,有限差分法对动力摩擦过程的影响,需要详细地说明$\left(M/10^9~M_{\odot}\right) \left(m/10^{-22}~{\rm eV}\right)\left(100~{\rm km}~{\rm s}^{-1}/v_{\rm rel}\right) \sim 1$的数值模拟,由于瞬态波结构的时间依赖性,这些参数超出了任何当前开发的分析理论的有效适用范围。
2019-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型($ϕ$ CDM)和一个耦合的暗物质-暗能量(CDE)模型,这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型,我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性:这些包括他们的人口规模,体积,形状和平均密度。我们发现,后者的属性有潜力作为宇宙学的探针,特别是暗能量,平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设,这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙,或更早开始空疏散,在替代模型作为一个直接后果的动态标量场,这也导致了更大的空隙合并率。此外,两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力,作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
Evolving Dark Energy or Supernovae Systematics?
本文研究了DESI观测到的演化暗能量证据是否源于超新星系统误差,发现DES5Y和Pantheon+样本间约0.04星等的系统偏移可消除演化暗能量的证据,使其与Planck LCDM模型一致。
2025-02-03 astro-ph.CO
Evolving Dark Energy or Evolving Dark Matter?
本文提出暗物质小组分具有演化振荡状态方程(-1<w<1)即可解释DESI、CMB和超新星数据的最新约束,比违反零能量条件的幽灵暗能量(w<-1)更具物理吸引力。
2025-05-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dynamical Friction in fuzzy dark matter: circular orbits
研究了模糊暗物质(FDM)背景中作用于圆周运动微扰的动力学摩擦。凝聚后,FDM由满足薛定谔-泊松方程的单个波函数描述。通过马德隆变换可以得到等效的流体动力学公式。在这里,我们考虑这两种描述,并限制我们的分析线性响应理论。我们利用的流体动力学制剂,推导出一个完全解析解的DF在稳态和有限的时间扰动。我们比较我们的预测,包括一个非零FDM速度色散$σ$的波的方法的数值实现。只要$σ$不显著地超过轨道速度$v_\text{circ}$,我们的解对于圆周运动的单个和二元摄动都是有效的。虽然(超音速)气体DF的短距离库仑发散不再存在,但FDM情况下的DF表现出红外发散,这源于薛定谔方程的(也)扩散性质。有限时间扰动的情况下,我们的分析表明,密度尾流扩散通过FDM介质,直到它到达它的外边界。一旦该瞬态状态结束,径向和切向DF都围绕稳态解以指数衰减包络振荡。因此,永远不会达到稳态。我们使用我们的结果来重新审视的DF衰变时间尺度的5天炉座球状星团。我们还指出,紧凑双星的内旋可能会失速,因为DF扭矩的质量中心,有时翻转的符号,成为一个推力,而不是阻力(删节)。
2022-08-05 astro-ph.CO
Tests of Evolving Dark Energy with Geometric Probes of the Late-Time Universe
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
本研究结合弱引力透镜几何信息等多类数据检验暗能量演化结论,引入超参数规避σ₈张力影响,发现结果对超新星数据选择敏感,低红移超新星样本改进及LSST等新探针对相关研究至关重要。
2025-10-01 astro-ph.CO
Dynamical friction in dark matter superfluids: The evolution of black hole binaries
本文研究含中心大质量黑洞暗物质尖峰的超流体核心中,圆轨道天体所受动力学摩擦及其导致的双星引力波相位偏移,发现该效应低于 LISA 探测阈值,可用于区分超流体与无碰撞暗物质模型。
2024-05-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型,$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM),和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区:一个精粹模型($ϕ$ CDM)和耦合暗物质-暗能量(CDE)模型。使用这些模型的$N$体模拟,我们得到了几个措施的空隙统计和属性,包括分布的空隙体积,椭圆率,prolateness,和平均密度。我们发现,来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布,在当今的宇宙,这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现,分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$,表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是,我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地,平均而言,空隙在精粹模型下趋于最空,而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明,这是标量场存在于两种替代模型,导致空的空洞形成,而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
Mergers of Binary Primordial Black Holes in Evolving Dark Matter Halos
本文研究暗物质晕对原初黑洞对轨道演化及并合率的影响,发现暗物质壳层非球对称收缩使晕中心持续存在非零密度,暗物质散射加速黑洞并合,使约30倍太阳质量原初黑洞的并合率提高数倍。
2024-12-30 astro-ph.CO
Thermal Friction as a Solution to the Hubble and Large-Scale Structure Tensions
本文提出热摩擦作用于早期宇宙标量场并转化为暗辐射的模型,结合CMB、BAO和超新星等数据分析发现,该机制在极高红移下能有效缓解哈勃与大尺度结构张力,但无法完全解决,且其偏好源于CMB数据与暗辐射在物质-辐射平等期附近注入的线性密度扰动不相容。
2023-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Internal dynamics and dynamical friction effects in the dwarf spheroidal galaxy in Fornax
在天炉座矮球状星系中,球状星团分布很广,没有明显的中心集中。Oh等人指出,这样的分布是矛盾的:使用单分量King模型估计的动力学摩擦效应将迫使球状星团在哈勃时间内螺旋下降到星系中心。本文旨在探讨这一悖论。我们描述了一个模型,在该模型中,矮球状星系的恒星被嵌入在一个云的暗物质,这些组件中的每一个指定由自己的相空间分布函数。这个模型使我们能够自洽地拟合观测到的光度分布和恒星速度色散的空间变化。这种拟合产生两个基本参数,与中心密度和速度色散,表征相空间分布的暗物质。在这个自洽模型的基础上计算的动力学摩擦效应足够小,观测到的球状星团的空间分布没有造成任何困难,并解决了明显的悖论。因此,我们手头上有一个模型的天炉座,再现了主要观察到的特点,这个矮球状星系。
2009-04-02 astro-ph.CO
Density profiles of dark matter haloes on Galactic and Cluster scales
在本文中,我们改进了Williams等人(2004)的“扩展的二次入水模型”(ESIM),以获得对尖点/核问题的进一步认识。该模型考虑了有序角动量和随机角动量、动力学摩擦和重子绝热收缩的影响,以得到更接近坍缩实际的二次坍缩模型。该模型适用于星系尺度(正常和矮旋涡星系)和星系团尺度的结构。得到的结果表明,角动量和动力学摩擦是能够,在星系尺度上,克服绝热收缩消除尖点的竞争效应。在我们的模型中,只有当系统仅由暗物质构成,并且角动量和动力学摩擦的大小相对于模型本身预测的值减小时,才能重新获得NFW轮廓。将de Blok & Bosma(2002)的4个LSB星系的自转曲线与本文模型得到的自转曲线进行了比较,得到了与观测数据较好的拟合。在尺度小于$\simeq 10^{11} h^{-1} M_{\odot}$的斜率$α\simeq 0$和集群规模上,我们观察到类似的演变的暗物质密度分布,但在这种情况下,密度分布斜率$α\simeq 0.6$的集群的$\simeq 10^{14} h^{-1} M_{\odot}$。与暗物质不同的是,总质量分布显示出一个中心尖点,该中心尖点与NFW模型很好地拟合。
2009-06-06 astro-ph.CO
Evolving Ultralight Scalars into Non-Linearity with Lagrangian Perturbation Theory
许多高能物理学的模型都认为宇宙学的暗区不仅仅由一个粒子组成,而是由一系列质量按几何分布的超轻标量粒子组成。为了研究低浓度超轻轴子(也称为模糊)暗物质的潜在特征,我们通过区分不同暗物质种类的轨迹来修改拉格朗日微扰理论(LPT)。我们进一步调整LPT包括量子压力的影响,这是必要的,以产生正确的初始条件,超轻轴子模拟。基于LPT,我们的修改后的计划是非常有效的大尺度上,它可以扩展到任意数量的粒子种类在非常小的计算成本。这允许在混合暗物质模型中计算自洽的初始条件。此外,我们发现,壳交叉延迟超轻粒子和从LPT提取的变形张量可以用来确定的范围内的红移和标度的模糊暗物质的马德隆形式主义是一个可靠的近似。
2020-04-17 astro-ph.CO
The test for suppressed dynamical friction in a constant density core of dwarf galaxies
动力学摩擦问题是关于矮星系中球状星团(以下简称GCs)的一个长期难题。在矮星系中,GC受到动力学摩擦的强烈影响,并被认为会落入星系中心。但是,GC确实存在于矮星系中。提出了解决问题的方法。如果矮星系的核心有一个密度恒定的暗物质晕,那么动力学摩擦的影响将大大减弱,GCs应该能够存活到宇宙年龄之后。该解认为,在有核暗晕中,动力学摩擦的抑制是由于暗晕与GC相互作用形成的一个新的平衡态引起的,在这个平衡态中,部分暗晕随GC转动(同向转动态).在这项研究中,我测试的解决方案是否是合理的,并重新考虑为什么一个恒定的密度,核心晕抑制动力学摩擦,通过N体模拟。因此,我的结论是,真正的机制抑制动力学摩擦是不是同向旋转状态,虽然核心晕实际上可以抑制动力学摩擦GC显着。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Perturbations in dark energy models with evolving speed of sound
标量场暗能量的扰动行为及其对冷暗物质(CDM)功率谱的影响被认为是由状态方程(EOS)参数和暗能量的有效声速(ESS)决定的。在本文中,我们调查是否暗能量模型的ESS是历元依赖的大规模CDM功率谱留下任何明显的印记。特别是,我们比较的情况下,ESS随着时间的推移而减少,它增加。CDM功率谱被发现在这些情况下,一般抑制相比,$Λ$ CDM模型。在不同长度尺度上的抑制程度原则上可以反映暗能量ESS的演化性质。然而,我们发现,在暗能量的ESS是不断变化的情况下的CDM功率谱的影响是显着较小的情况下,ESS是恒定的,而EOS参数不断变化。此外,它也表明,不同的演化的ESS的暗能量的EOS参数的CDM功率谱上的一个给定的演变的影响是显着的,只有在中间尺度(周围$k \sim 0.01h/Mpc$)。在比哈勃半径小得多和大得多的尺度上,暗能量的EOS参数的演化决定了CDM功率谱相对于$Λ$ CDM模型的抑制程度。
2011-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Fuzzy dark matter dynamical friction: stalling of globular clusters induced by dynamical heatings
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,塞吉-蓬图瓦兹大学,法国国家科学研究中心);David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学戴维·A·邓普尔天文学与天体物理学系)
本文提出模糊暗物质动力学摩擦的新实现,研究了暗物质颗粒加热对球状星团轨道衰减和长期生存的影响,揭示了模糊暗物质在矮星系中独特的动力学特征。
2026-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tidal forces from the wake of dynamical friction: warps, lopsidedness and kinematic misalignment
当一个星系在暗物质粒子背景中运动时,会产生一个高密度的暗物质粒子或尾流。尾流对星系的反作用是一个力场,可以分解为一个有效的减速(称为动力学摩擦)和一个潮汐场。在本文中,我们确定的潮汐力,从而产生的星系,以及由此产生的观测,这是扭曲,lopsidedness和/或运动光度位置角失调。我们估计的潮汐效应的大小需要复制孤立星系IC 2487上观察到的翘曲和不平衡。在暗物质分布特性的实际范围内,可以再现IC 2487所观察到的扭曲和不平衡的运动学特性(暗物质粒子的背景介质具有$\lesssim 80\,{\rm km\,s^{-1}}$的速度色散和$10^4-10^5~{\rm M_\odot\,kpc^{-3}}$的密度,更可能在下端)。我们的结论是,提出的机制可以产生翘曲,偏心和失调观察孤立星系或星系松散的群体。该方法也可用于约束暗物质的空间和速度分布特性。
2020-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Unified Scalar-Field Mechanism for the $H_0$, $S_8$ and Evolving Dark-Energy Tensions
National Technical University of Athens(雅典国立技术大学);National Observatory of Athens(雅典国家天文台)
本文提出一个统一的标量场模型,通过早期能量注入和晚期 thawing 行为解决 $H_0$、$S_8$ 和演变暗能量的张力问题。
2026-10-12 astro-ph.CO
A derived evolution of dark energy from cosmic inhomogeneity confronted with baryon acoustic oscillations and type Ia supernovae
Altes Gymnasium Bremen(不来梅老中学);University of Bremen(不来梅大学);Studienseminar Stade(施塔特教师培训学院);Gymnasium Athenaeum and Observatory Stade(施塔特阿提那姆中学和天文台)
该研究从宇宙体积动力学和物质非均匀性出发,推导出暗能量密度等参数,解释哈勃张力,并预测随时间演化的暗能量及缩短的宇宙年龄。
2026-11-05 astro-ph.CO
Analysis of recent type Ia supernova data based on evolving dark energy models
利用状态方程参数w变化的演化暗能量模型研究了近期Ia型超新星观测数据的特征。我们考虑了w对某些双跃迁红移跨度的突跳近似,并利用SNIa数据(Constitution,Union,Union2),结合重子声学振荡A参数和平坦背景下的宇宙微波背景位移参数,基于马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法对这些模型进行了约束.在双跃迁模型中,本构数据在低(z < 0.2)和中(0.2 < z < 0.4)红移仓处显示出与LCDM模型1 sigma之外的偏差,而在Union和Union 2数据中没有这种偏差。然而,通过分析宪法集中的工会成员,我们表明,相同的差异实际上是由于宪法集中的相同工会样本的不同校准,而不是由于宪法集中添加了新的数据。所有检测到的偏差都在LCDM世界模型的2 sigma范围内。从LCDM模拟数据分析,我们量化的偏差,在暗能量状态方程参数引起的数据不足,在红移空间中的数据点的不均匀分布和距离模误差。我们证明了算术平均值分布中的峰值位置(从每个模拟数据的MCMC链计算)表现为平均偏差的无偏估计,即使对于非对称似然分布也是有效的。
2011-07-11 astro-ph.CO
Supersonic friction of a black hole traversing a self-interacting scalar dark matter cloud
本研究发现穿过自相互作用标量暗物质云的超声速黑洞会受吸积阻力和形式类似Chandrasekhar结果的动力学摩擦共同减速,该效应或可被未来引力波实验探测。
2023-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Impact of a negative cosmological constant on the reconstruction of dark energy in light of DESI BAO data
School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(杭州高等研究院基础物理与数学学院,UCAS);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific(亚太理论物理中心);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
本文利用DESI BAO数据,通过两种方法研究负宇宙学常数对暗能量方程状态w(z)的重建影响,发现NCC在1σ范围内略微更受青睐,并使phantom 分界更一致。
2026-01-10 astro-ph.CO
The Preference for Evolving Dark Energy from Cosmological Distance Measurements and Possible Signatures in the Growth Rate of Perturbations
本研究使用灵活的暗能量状态方程参数化,结合 DESI、Planck、DES 和 Pantheon+ 数据,发现演化暗能量相比 ΛCDM 有显著偏好,并指出 $fσ_8(z)$ 曲线变平缓可能是暗能量演化的独立特征。
2025-07-11 astro-ph.CO
Dynamical friction from scalar dark matter in the relativistic regime
轻玻色标量(如轴子)可能通过超辐射不稳定性在黑洞周围形成云,或者如果它们形成暗物质的某些成分,则通过吸积形成云。有人认为,当一个小型致密物体螺旋进入一个更大的黑洞时,它们的存在可能会导致引力波信号出现明显的失相。基于此,我们数值研究了在具有渐近均匀能量密度的背景标量场以相对论速度运动的黑洞所受的动力学摩擦力。我们表明,相对论标度是类似的超音速碰撞流体中发现的,假设一个近似表达式的压力校正,这取决于速度和标量质量。虽然我们专注于一个复杂的标量场,我们的研究结果证实了期望,真正的标量将施加一个力,振荡之间的正值和负值的时间与频率设置的标量质量。复数场描述了这个力的时间平均值,但在实标量中,快速的力振荡原则上会在轨迹上留下印记。我们得到的近似可以用来通知在一个极端的质量比inspiral的最后阶段的退相估计。
2021-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Degeneracy in DESI DR2: Interacting or Evolving Dark Energy?
Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学);INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的的里雅斯特天文台);IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);Universidade Federal da Bahia(巴伊亚联邦大学)
该研究探讨了一种具有暗部门相互作用的暗能量模型,通过分析DESI DR2等数据,发现该模型在拟合数据上优于ΛCDM,但存在结构增长速率与观测矛盾的问题。
2026-01-29 astro-ph.CO
Fake evolution of dark energy from observation data
暗能量的状态方程是从观测中研究暗能量性质的关键参数。虽然暗能量与宇宙学常数的一致性较好,但来自不同观测数据和分析的弱证据表明,在某些中等红移处演化态方程略小于$-1$,在高红移处演化态方程大于$-1$的暗能量模型更受青睐.本文指出,这种演化的暗能量状态方程的模式可能是由于在数据分析中广泛采用的统计方法以及宇宙膨胀对暗能量状态方程的依赖性所引起的偏差。这个问题实际上不仅限于暗能量或宇宙学。它代表了一类贝叶斯分析的数学问题。在类似的数据分析中应予以重视,避免得出结论时出现偏差。
2015-09-23 astro-ph.CO
Dynamical friction in the primordial neutrino sea
标准的大爆炸宇宙学预言宇宙中微子的背景温度为$T_ν\simeq 1.95~$ K。根据目前的中微子振荡测量,我们知道大多数中微子以大的但非相对论的速度运动。因此,暗物质晕在原始中微子的海洋中移动,在它们后面形成中微子尾流,由于{ \it动力学摩擦}的影响,这会使它们慢下来。在本文中,我们量化这种效果为现实的晕,在结构形成的晕模型的背景下,并表明它的规模为$m_ν^4$ $\times$相对速度,并单调增长的晕质量。星系红移巡天可以通过不同星系群的红移空间扭曲(RSD)对这种效应敏感(在$>3σ$置信水平上,取决于巡天性质、中微子质量和等级)。
2017-04-28 astro-ph.CO
Modelling the dynamical friction timescale of sinking satellite
当卫星星系落入大质量的暗物质晕时,受到动力学摩擦力的作用,被拖向晕中心,最终与中心星系合并。进入和合并之间的时间间隔称为动力学摩擦时标(T_df)。许多研究致力于使用解析模型或N体模拟来获得T_df。这些研究在T_df随轨道参数和卫星晕与宿主晕质量比的变化规律上取得了定性一致。然而,关于T_df的精确形式,目前仍存在着不同的意见。在本文中,我们提出了一个半分析模型来预测T_df,我们专注于解释不同的研究之间的差异。我们发现,潮汐剥离的卫星质量损失的处理主导的T_df的行为。我们还确定了影响预测T_df的其他模型参数。
2010-07-13 astro-ph.CO
Redshift-space distortions in massive neutrino and evolving dark energy cosmologies
未来几年的大尺度结构测量将以前所未有的精度测量红移空间功率谱,从而可以对Lambda CDM图像进行强有力的新测试,并测量中微子质量等粒子物理参数。我们将时间RG微扰框架推广到红移空间,用含时暗能量状态方程w(z)计算了大质量中微子宇宙学的功率谱Ps(k,mu). Time-RG是一种独特的方法,它能将尺度相关的增长引入到P_s(k,mu)计算中,这对大质量中微子和修正的引力模型都很重要。虽然w(z)和中微子质量分数的变化都会影响非线性功率谱的后期时间尺度依赖性,但我们发现这两种效应对视线角μ的依赖性不同。最后,我们使用HACC N体代码量化微扰计算中的误差。对于红移z=1的Lambda CDM模型,我们的方法在波数为0.19h/Mpc(0.28h/Mpc)的情况下,预测了λ ~(四极)的1%精度,而Kaiser近似的精度为0.08h/Mpc(0.07h/Mpc),目前最先进的微扰方案的精度为0.19h/Mpc(0.16h/Mpc)。我们的计算与模拟的红移空间功率谱一致,即使中微子质量高于电流束缚,并且对于快速演化的暗能量状态方程,|dw/dz| ~ 1.在本文中,我们将我们的redshift-space Time-RG实现作为代码redTime公开提供。
2016-03-01 astro-ph.CO
Dynamical friction in globular cluster-rich ultra-diffuse galaxies: the case of NGC5846-UDG1
包含大量球状星团(GC)样本的超弥散星系提供了一个检验星系动力学理论预测的机会。NGC 5846-UDG 1是一个很好的例子,它有几十个GC候选者的高质量样本。我们发现,所观察到的分布的GC在NGC 5846-UDG 1是暗示质量偏析引起的引力动力学摩擦。我们提出了简单的分析计算,支持一系列的数值模拟,自然地解释所观察到的GC质量和径向位置的现今模式。根据对出生时GC种群的一些假设,分析支持NGC 5846-UDG 1存在于大质量暗物质晕中的可能性。这是一个例子,使用GC丰富的系统作为动态(除了运动学)示踪剂的暗物质。
2022-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Raytracing simulations of coupled dark energy models
暗物质和暗能量通常被认为只在引力作用下耦合。对这幅图的一个扩展是将暗能量建模为直接耦合到冷暗物质的标量场。这种耦合导致了新的物理效应,例如第五种力和依赖于时间的暗物质粒子质量。在这项工作中,我们研究的影响,耦合弱透镜统计,通过构建现实的模拟弱透镜地图,使用光线跟踪技术,通过N体宇宙学模拟。我们构建不同的透镜量的地图,覆盖范围从几角分到几度的尺度。的一致性$Λ$ CDM模型进行比较,不同的耦合暗能量模型,由指数标量场势(标准耦合暗能量的情况下)或由SUGRA潜在的(弹跳模型)。我们分析了几个统计量,我们的结果,在低红移的来源是在很大程度上与以前的工作CMB透镜由Carbone等人,2013.与$Λ$ CDM模型最显著的区别是由于扰动的增强增长和非线性动力学中的有效摩擦项。对于最极端的模型,我们看到功率谱的差异高达40%相比,$Λ$ CDM模型。线性物质过密度的不同时间演化可以解释大部分差异,但是当使用具有相同归一化的$Λ$ CDM模型对此进行控制时,由于暗物质粒子的运动方程中出现的摩擦项的影响,整体信号较小。
2014-12-05 astro-ph.CO
Effects of inhomogeneities on apparent cosmological observables: "fake" evolving dark energy
利用具有非零宇宙学常数$Λ$的Lemaitre-Bondi-Tolman精确解,我们研究了在真实时空完全均匀和各向同性的假设下,局部球对称不均匀性的存在如何影响由光度距离导出的表观宇宙学观测量,如减速参数或暗能量(DE)的有效状态方程.发现局部欠密度的存在产生DE的明显幻影行为,而局部过密度区域导致明显的精华行为。我们认为相对较小的大规模的不均匀性,今天是不是线性的,可以播种原始曲率扰动兼容CMB界限。我们的研究表明,在一个不均匀的$Λ$ CDM宇宙与初始条件兼容的暴胀开始,如果解释下的均匀性的错误假设,可以导致错误的结论“假”的演变暗能量的存在,而不是$Λ$。
2012-12-03 astro-ph.CO gr-qc
Evolving and interacting dark energy: photometric and spectroscopic synergy with DES Y3 and DESI DR2
Institute for Astronomy, University of Edinburgh(爱丁堡大学天体物理研究所)
本文通过DES Y3数据与DESI DR2数据结合,研究了暗能量与暗物质相互作用模型,发现CPL参数化优于DS模型,并提供了最严格的预欧几里得约束。
2026-05-12 astro-ph.CO
Subsonic accretion and dynamical friction for a black hole moving through a self-interacting scalar dark matter cloud
本研究针对在自相互作用标量暗物质云中运动的黑洞,分析其亚声速区域的吸积与动力学摩擦特性,通过大半径展开得到解析结果,明确了吸积率和动力学摩擦与无碰撞粒子、理想气体、模糊暗物质情形的定量差异。
2022-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Interpreting DESI's evidence for evolving dark energy
本研究结合DESI重子声学振荡等数据发现暗能量演化迹象,指出证据集中于状态方程导数而非均值偏移,提出PhantomX巧合现象并认为结论受参数先验影响显著。
2024-11-08 astro-ph.CO gr-qc
The Relevance of Dynamical Friction for the MW/LMC/SMC Triple System
研究通过三体模型和遗传算法等计算 MW/LMC/SMC 系统的轨道演化,发现假设暗物质晕存在的轨道解置信度极低。
2024-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation and relaxation of halos in the context of wave DM particles evolving on a background of neutrino condensate
Dipartimento di Fisica “E.R. Caianiello” Universitá di Salerno, and INFN – Gruppo Collegato di Salerno(萨莱诺大学物理系与意大利国家核物理研究院萨莱诺协作组);Universidad de Salamanca(萨拉曼卡大学);Insituto Universitario de Física Fundamental y Matemáticas (IUFFyM), Universidad de Salamanca(萨拉曼卡大学基础物理与数学大学研究所);CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST Universidade de Lisboa – UL(里斯本大学技术研究所物理中心);University of Camerino(卡梅里诺大学)
研究波形暗物质粒子在中微子凝聚背景下的晕形成与弛豫,通过数值求解薛定谔-泊松系统,探讨中微子凝聚对暗物质晕形成和弛豫的影响,发现截断参数影响显著,但低能量范围内两种物质可共存。
2026-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Impact of evolving dark energy on the search for primordial gravitational waves
该研究探讨演化暗能量对原初引力波搜寻的影响,通过联合多组天文观测数据开展分析,得到张量-标量比的拟合值与非零下限结果,揭示演化暗能量对宇宙参数认知的潜在作用。
2024-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Superbubbles as the source of dynamical friction: gas migration, stellar and dark matter contributions
本研究量化了超新星驱动的超级气泡引起的动力学摩擦对星系气体迁移的影响,发现其导致气体盘比角动量损失率高达每十亿年4%,并提出了动量损失的近似公式,表明该贡献对精确理解气体迁移至关重要。
2025-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct measurement of evolving dark energy density and super-accelerating expansion of the universe
通过对附近Ia型超新星的测量,得到的哈勃常数值比在更高的红移下得到的值要高。由于其宿主的特殊运动,我们发现在如此低的红移下,物质的含量只有在更高红移下的10%左右,这样低的物质密度不可能由ΛCDM膨胀背景下的密度扰动产生.最近,普朗克小组报告了一个较低的哈勃常数和较高的物质含量。我们发现,暗能量密度随宇宙时间的增加而增加,因此其状态方程参数随宇宙时间的增加而减小,在低红移处小于-1。这种暗能量演化是推动宇宙超加速膨胀的原因。在这个扩展的ΛCDM模型中,宇宙学红移代表时间而不是径向坐标,因此宇宙符合哥白尼原理。
2013-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Rolling Galileons: Evolving Braiding Strength for Viable Dark Energy
Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth(朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所)
受暗能量动态性观测迹象启发,引入滚动伽利略引力,其耦合系数可变产生演化编织强度。推导满足三个现象学要求的条件,贝叶斯分析表明最小模型能满足要求并拟合膨胀历史数据。
2026-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Modified gravity interpretation of the evolving dark energy in light of DESI data
针对DESI数据显示的演化暗能量偏好,通过替换低红移BAO数据验证其稳健性,并利用广义Horndeski标量-张量理论推导约束,表明修正引力可为此偏好提供可行物理解释。
2024-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Assessing the Fornax globular cluster timing problem in different models of dark matter
我们调查的球状星团(GC)在天炉座矮球状(dSph)星系的轨道可以教我们关于暗物质(DM)。这个问题最近被研究的超轻暗物质(ULDM)。我们考虑两个额外的模型:(i)费米子简并暗物质(DDM),其中泡利阻塞应考虑在动力学摩擦计算;和(ii)自相互作用暗物质(SIDM)。我们给出了一个简单而直接的福克-普朗克推导动力学摩擦,新的情况下DDM和再现以前的结果在文献中的ULDM和冷DM。ULDM、DDM和SIDM在过去被认为会导致dSphs的核心,这一特征可以抑制动力学摩擦并延长GC轨道。对于DDM,我们推导出一个版本的宇宙学自由流的限制,是独立的DM生产机制,发现DDM不能产生一个可观的核心天炉座不违反Ly- $α$限制。如果Ly- $α$极限由于某种原因而被忽略,那么恒星运动学数据确实允许DDM核心可以延长GC轨道。对于SIDM,我们发现GC轨道的显着延长,可以得到的自相互作用的截面在以前的工作中考虑的值。除了重新评估的inspiral时间使用更新的观测数据,我们给出了一个新的视角,对所谓的GC定时问题,表明一个尖冷DM配置动态摩擦预测$z=0$径向分布的最内层GC是独立的初始条件。观测到的天炉座GC的轨道与这一预期一致,在$\sim25\%$水平上有轻微的明显微调。
2021-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dynamical Heating from Dark Compact Objects and Axion Minihalos: Implications for the 21-cm Signal
University of Oklahoma(俄克拉荷马大学);Stanford University(斯坦福大学);Boston University(波士顿大学);Harvard University(哈佛大学);Fermi National Accelerator Laboratory(费米国家加速器实验室);Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
研究通过21厘米信号探测暗致密天体和轴子微晕的动态摩擦加热效应,发现其对暗物质的贡献及对轴子类粒子的灵敏度提升。
2025-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical friction of star clusters against disk field stars in galaxies: Implications on stellar nucleus formation and globular cluster luminosity functions
我们数值研究了在星系盘中嵌入暗物质晕的场星的动力学摩擦作用下星团的轨道演化。我们发现,在盘质量M_d小于10^9 M_sun的星系中,由于盘场星的动力学摩擦,质量大于2 * 10^5 M_sun的SC可以在小于1 Gyr的范围内表现出显著的轨道衰减。我们还发现,在具有较小的M_d和较大的盘与暗物质晕质量比的盘星系中,由于动力学摩擦引起的SC轨道衰变更为显著。研究发现,由于盘星系动力学摩擦的作用,在Md < 10^9 Msun的低质量盘星系中,盘星系SC系统的半数半径Rh,sc和Rh,sc内的平均质量随时间显著变化.更大质量的SC可以螺旋进入盘的中心区域,可以形成多个速度分散较小的SC系统,以便它们可以相互合并,形成质量相当于其宿主盘质量的0.4%的单个恒星核。基于这些结果,我们认为质量大于2 * 10^5 M_sun的大质量球状星团(GC)的光度函数(LF)会变陡,这是由于在亮度较低的星系中,大质量的GC通过GC合并转化为单个星核。我们还认为,只有当星系总质量小于~ 10^{10} M_sun时,GC系统的半数半径才能因动力学摩擦而演化。
2009-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sharpening the dark matter signature in gravitational waveforms II: Numerical simulations with the NbodyIMRI code
University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);Mila -- Quebec Artificial Intelligence Institute(米拉-魁北克人工智能研究所)
本文介绍NbodyIMRI代码模拟冷暗物质尖峰中的双星系统,验证动力学摩擦形式并揭示搅拌效应,表明搅拌减缓暗物质消耗从而增强其对双星动力学的影响。
2024-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential interpretation of the evolving dark energy in light of DESI
本文用精质标量场解释DESI所支持的$w_0w_a$CDM演化暗能量信号,并探讨其对Swampland猜想、宇宙双折射和宇宙命运的意义。
2024-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph