Distinguishing among dark matter annihilation channels with neutrino telescopes
我们研究了利用中微子流区分暗物质湮灭通道的前景,这些通道来自于在太阳内部湮灭的引力捕获的暗物质粒子。我们表明,即使考虑到能量重建的实验误差,所包含的μ子轨道的光谱可以用来区分中微子终态的规范玻色子/带电轻子终态,并确定其相应的分支比。我们还讨论了太阳内部的$ν_τ$再生效应作为一种新的方法来区分末态中微子的味道。这种效应在μ子光谱中得到证实,对于质量超过300 GeV的暗物质来说,这种效应变得很重要。区分初级中微子和它们的味道可以使用来自与IceCube/DeepCore阵列具有相同能力和有效体积的探测器的多年数据来实现。
2012-07-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Distinguishing Orbiting and Infalling Dark Matter Particles with Machine Learning
University of Maryland(马里兰大学);University of Arizona(亚利桑那大学)
用决策树机器学习区分绕行和下沉暗物质粒子,实现高效准确的分类与密度剖面重建。
2026-01-19 astro-ph.CO
Difficulties Distinguishing Dark Energy from Modified Gravity via Redshift Distortions
由宇宙结构的增长引起的星系的整体运动提供了一个难得的机会来检验广义相对论在宇宙学尺度上的有效性。然而,修正引力可以退化的效果与未知值的宇宙学参数。更严重的是,甚至用于测量涨落增长率的RSD(红移空间畸变)的"观测"值也取决于假定的宇宙学参数(Alcock-Paczynski效应)。我们给出了一个全面的分析这些问题,显示如何结合RSD与BAO(重子声振荡)和CMB(宇宙微波背景)的数据,以获得联合约束广义相对论的偏差和状态方程的暗能量,同时允许的因素,如非零曲率。特别地,我们注意到Omega_m(z)的演化,以及Alcock-Paczynski效应,在状态方程w和修正的生长参数γ之间产生简并。通常,这些参数中的任一个的总边缘化误差将比其中一个或另一个保持固定的条件误差大约2倍。我们认为,未来的任务应该判断他们的品质因数定义在w_p-伽玛平面,并指出,包括空间曲率可以降低这个值的数量级。
2010-03-02 astro-ph.CO
Distinguishing the nanohertz gravitational-wave sources by the observations of compact dark matter subhalos
针对当前观测难以从谱指数区分纳赫兹引力波模型的问题,提出宇宙学引力波源会诱导大能量密度扰动使暗物质形成自束缚子晕,从而通过观测暗物质子结构可作为确认或排除宇宙学引力波源的独立新方法。
2024-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Distinguishing the nature of dark matter by mapping cosmic filaments from Lyman-alpha emission
Beijing Normal University(北京师范大学);Zhengzhou University(郑州大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Westlake University(西湖大学);Anqing Normal University(安庆师范大学)
通过Lyman-alpha发射在红移z=2.5和z=4时追踪宇宙丝束,研究其对区分暗物质本质的观测潜力。
2026-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Distinguishing Dark Matter from Unresolved Point Sources in the Inner Galaxy with Photon Statistics
来自费米大面积望远镜的数据表明,在银河系内部有一个扩展的GeV伽马射线光子过剩。确定导致这种过量的潜在天体物理来源是验证信号是否源于湮灭的暗物质的重要一步。在本文中,我们专注于未解决的点源,如毫秒双星(MSP)的潜在贡献。我们建议,光子的统计-特别是,低于点源探测阈值的光子计数的通量概率密度函数(PDF)-可以潜在地区分暗物质和点源解释。我们通过生成函数的方法计算这两个模型的过剩通量PDF。贝叶斯模型比较的框架中工作,然后,我们证明,通量PDF可以潜在地提供证据,一个未解决的MSP样点源人口。
2015-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Distinguishing freezing and thawing dark energy models through measurements of the fine-structure constant
绘制暗能量的行为是观测宇宙学的一项紧迫任务。唯象分类将动力学暗能量模型分为冻结和解冻,这取决于暗能量状态方程是接近还是远离$w=p/ρ=-1$。此外,在现实的动力学暗能量模型中,动力学自由度预计将耦合到电磁扇区,导致精细结构常数$α$的变化。我们讨论了区分冻融类模型与当前和即将到来的观测设施,并使用参数化的暗能量状态方程,它可以有任何一种行为,引入Mukhanov作为基准范例的可行性。我们说明了如何冻结和解冻模型导致不同的红移依赖性的$α$,并使用当前的天体物理观测和本地实验相结合,以约束这一类的模型,提高了关键耦合参数的约束超过两个因素,尽管考虑了更广泛的参数空间比以前的研究中使用的。我们还简要讨论了未来的设施和评论的实际限制这一类的参数化预期的改进。特别是,我们表明,足够敏感的数据可以区分冻结和解冻模型,至少如果一个假设相关的参数空间不包括幻影暗能量模型。
2020-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure formation in $f(R)$ gravity: A distinguishing probe between the dark energy and modified gravity
在这项工作中,我们研究了大尺度结构的形成在修改的重力在Palatini形式主义的框架,并比较结果与等效光滑暗能量模型作为一种工具,以区分这些模型。通过反演方法,我们重建了宇宙动力学、修正的引力作用以及屏蔽质量函数和引力滑移参数等结构形成指标。因此,我们提取的物质密度功率谱这两个模型的线性政权,并表明,修改后的重力和暗能量模型的预测是略有不同的彼此在大尺度。与暗能量模型不同,修正引力模型中的增长指数是一个尺度相关的参数。我们还将所得结果与度规形式中的修正引力的结果进行了比较。对结构形成的修改也可以在大尺度上改变CMB谱,但是由于宇宙的变化,很难检测到这种特征。我们表明,大量的SNIa数据在2000年的顺序将使我们能够重建修改的重力作用与适当的置信水平和测试宇宙加速模型的结构形成。
2010-11-28 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for Distinguishing Dark Matter Models Using Annual Modulation
最近的研究表明,在暗物质直接探测实验中出现假定信号的情况下,正确识别潜在的暗物质-核相互作用将是一项具有挑战性的任务。鉴于对即将到来的第二代实验中反冲事件计数的最乐观预期,只有在各种互补目标上同时观察到强信号时,才有可能区分产生反冲能谱中不同特征的相互作用。然而,有很多可行的理论可以产生几乎相同的能谱,可能只是反冲率对暗物质速度的依赖性不同。在这项工作中,我们研究如何通过分析核反冲的时间依赖性,即每年的调制率,这种竞争模型之间的简并可能被打破。为此,我们模拟各种相互作用和实验的暗物质事件,并对所有模拟数据集进行贝叶斯模型选择分析,评估正确识别给定实验设置的输入模型的机会。我们发现,包括信息的年度调制率可能会显着提高一个单一的目标区分暗物质模型与近简并反冲光谱的能力,但只有与曝光超出预期的第二代实验。
2017-03-06 astro-ph.CO hep-ph
Distinguishing cold and self-interacting dark matter through topological analysis
LUX, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS(巴黎天文台 LUX,巴黎文理研究大学,索邦大学,法国国家科学研究中心);Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université(巴黎天体物理研究所,法国国家科学研究中心,索邦大学);LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(巴黎天文台 LIRA,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,CY塞尔吉巴黎大学,法国国家科学研究中心);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学天文台,物理学院,路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学);Physics Department, University of Alberta(阿尔伯塔大学物理系)
该研究利用属统计量分析Darkium宇宙学模拟数据,发现密度场拓扑特征对暗物质自相互作用敏感,可作为区分自相互作用暗物质与冷暗物质的观测探针。
2026-08-31 astro-ph.CO
Distinguishing Dark Matter, Modified Gravity, and Modified Inertia with the Inner and Outer Parts of Galactic Rotation Curves
星系中缺少的引力需要暗物质,或者是引力或惯性的修正。这些具有根本重要性的理论可能性,可以通过观测到的轨道运动粒子的向心加速度与从观测到的星系中重子分布所预期的牛顿加速度之间的统计关系来区分。在这里预测冷暗物质晕,修正的重力,和修正的惯性进行了比较和测试的统计样本的星系旋转曲线从斯皮策测光和准确的旋转曲线(SPITZER)数据库。在估计的平均外场下的修正引力正确地预测了观测到的旋转曲线内外部分的加速度统计关系。从表面上看,加速度平面上的内部和外部零件之间存在$6.9σ$差异,这与当前修改惯性的建议不一致。删除可能存在系统性问题的星系,如中央隆起或特殊倾角,并不会改变这一趋势。冷的暗物质晕预示着一种与观测到的有系统的偏离关系。旋转曲线的所有方面都可以用修正的引力来解释。
2022-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Distinguishing $Λ$CDM from evolving dark energy with the future gravitational-wave space-borne detector DECIGO
本文提出利用未来空间引力波探测器 DECIGO 通过标准警笛获取 $0<z<5$ 红移范围内的大量 $H(z)$ 测量数据,以执行 $Omh^2$ 两点诊断,从而有效区分 $Λ$CDM 模型与演化暗能量。
2024-01-07 astro-ph.CO
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述,即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟,讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕,晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现,在所有宇宙学中,对于一系列红移,晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域,避免晕自旋的非线性干扰,但非常相似的宇宙学之间的排列趋势,这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现,在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来,这样的发现可以提供线索,将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说,晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 astro-ph.CO
Distinguishing interacting dark energy from wCDM with CMB, lensing, and baryon acoustic oscillation data
我们采用普朗克2013 CMB温度各向异性和透镜数据,和重子声学振荡(BAO)数据来约束一个唯象的$w$ CDM模型,其中暗物质和暗能量相互作用。假设暗能量的状态参数为含时方程,将暗物质和暗能量视为流体,其能量交换率与暗物质密度成正比。仅CMB数据就在相互作用速率和今天的物理CDM密度参数$ω_c$之间留下了很强的简并性,从而允许大的相互作用速率$|Γ| \sim H_0$。然而,正如人们所知,BAO数据打破了这种简并性。此外,我们利用CMB透镜势的可能性,探测在红移$z \sim 2$的物质扰动,是非常敏感的结构的增长,因此区分的$Λ$ CDM模型和它的替代品的工具之一。然而,我们发现,在非体模模型($w_{\mathrm{de}}>-1$),约束保持不变,包括透镜数据和一致的零相互作用,$-0.14 < Γ/H_0 < 0.02$在95\% CL。相反,在体模模型($w_{\mathrm{de}}<-1$)中,从暗能量到暗物质的能量转移比非相互作用模型更有利; $-0.57 < Γ/H_0 < -0.10$在95\% CL下具有CMB+BAO,而添加透镜数据将其转移到$-0.46 < Γ/H_0 < -0.01$。
2015-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Distinguishing Coupled Dark Matter Dark Energy from Kinematic Phantom Crossing
University of Calcutta(加尔各答大学);Haldia Government College(哈尔迪亚政府学院);Indian Institute of Science Education and Research, Kolkata(印度科学教育研究所加尔各答分校);Prabhat Kumar College(普拉巴特库马尔学院)
本研究通过双流体增长方程和多种宇宙学观测数据,证明耦合暗能量-暗物质模型可产生特征性的中微子质量标度及重组时暗物质质量变化,从而区分相互作用驱动的幻影穿越与纯运动学参数化。
2026-09-18 astro-ph.CO gr-qc
Distinguishing Monochromatic Signals in LISA and Taiji: Ultralight Dark Matter versus Gravitational Waves
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);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)(中国科学院大学);International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific(亚太理论物理中心)
本文提出利用干涉仪的零响应通道区分超轻暗物质与引力波产生的单色信号,通过分析不同频率下的响应特性,为未来空间引力波探测任务提供新的诊断工具。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Interacting model of new agegraphic dark energy: Cosmological evolution and statefinder diagnostic
状态探测器诊断是区分不同暗能量模型的有效方法。本文利用状态探测器参数对$\{r, s\}$研究了暗能量与物质组分相互作用的新年龄学暗能量模型,并研究了它的宇宙学演化.我们绘制了新的年龄暗能量模型的轨迹在不同的相互作用的情况下,在statefinder平面。因此,相互作用对宇宙演化的影响在状态发现图中显示出来。
2010-02-13 astro-ph.CO
Distinguishing Neutron Star vs. Low-Mass Black Hole Binaries with Late Inspiral & Postmerger Gravitational Waves $-$ Sensitivity to Transmuted Black Holes and Non-Annihilating Dark Matter
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天体物理中心)
通过提升高频灵敏度的探测器区分中子星与低质量黑洞双星,并探讨其对暗物质与核子相互作用的约束。
2026-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Late evolution of relic gravitational waves in coupled dark energy models
本文研究了耦合暗能量模型中遗迹引力波的晚期演化,其中暗能量与冷暗物质相互作用。遗迹引力波是Lemaitre-Friedman-Robertson-Walker度规的二阶张量扰动,并且实验由度规的标度因子控制的演化。我们发现,遗迹引力波的振幅在耦合的暗能量模型中比在非相互作用的暗能量模型中要小。我们还发现,耦合项与暗能量密度成正比的模型所预言的波的振幅要小于耦合项与暗物质密度成正比的模型所预言的波的振幅。
2014-04-22 astro-ph.CO
Coupled Dark Energy field variation
在假设暗能量是参量的并与冷的暗物质相互作用的情况下,发现了暗能量场的变化。考虑到光场的变化不能超过普朗克质量,我们得到了耦合系数和绝热系数的界。绝热系数的三个参数化被认为是和两个耦合项的能量流从暗能量的暗物质,或相反的方式。
2014-10-23 astro-ph.CO
Small scale structures in coupled scalar field dark matter
我们研究了超轻标量场暗物质与精粹耦合的结构形成,特别是宇宙介子-玻色子系统。通过耦合场方程的数值解计算线性功率谱。我们推断的子结构丰富内的银河系般的晕。从最近的星系调查估计暗晕丰度意味着一个约$9 \times 10^{-22}$ eV的玻色子质量的下限。这似乎排除了在不久的将来通过脉冲星定时信号的时间变化检测标量场暗物质的可能性。
2014-07-01 astro-ph.CO
Bayesian model selection for dark energy using weak lensing forecasts
下一代弱透镜探测器可以通过测量低红移宇宙的质量分布和几何形状来对宇宙学参数施加强约束。我们表明,未来的全天空层析宇宙剪切调查的设计属性类似于欧几里得可以提供所需的统计精度,以区分不同的暗能量模型。利用一个包含冷暗物质、重子、大质量中微子(热暗物质)、运行的原始谱指数和可能的空间曲率以及暗能量扰动的基准宇宙学模型,计算了不同动力学暗能量模型的Fisher矩阵预测.使用贝叶斯证据计算,我们展示了如何以及未来的弱透镜调查可以在区分宇宙学常数和动态暗能量。
2013-10-09 astro-ph.CO
Models of coupled dark matter to dark energy
我们提出了三种不同类型的模型的暗能量的标量场的形式是明确耦合到暗物质。我们的建设借鉴了拉回形式主义的流体和概括的流体行动,涉及耦合的标量场。我们在背景和线性扰动水平上研究了每一类模型的宇宙学。我们为每一类模型选择了标量场的势和特定的耦合函数,并计算了宇宙微波背景和物质的功率谱。
2013-09-28 astro-ph.CO
Relieve the $H_0$ tension with a new coupled generalized three-form dark energy model
本文提出了一个新的广义耦合三态暗能量模型,其中暗能量用三态场表示,其它成分用理想流体表示.我们首先对新模型进行动力学分析,得到四个不动点,包括一个代表辐射主导宇宙的鞍点、一个代表物质主导宇宙的鞍点和两个代表两个暗能量主导宇宙的吸引子。然后,我们利用观测数据,包括宇宙微波背景辐射(CMB)数据、重子声学振荡(BAO)数据和Ia型超新星(SNIa)数据,对耦合广义三态暗能量模型的参数进行了约束.为了比较,我们还考虑了耦合三态暗能量模型、广义三态暗能量模型和$Λ$ CDM模型,我们发现耦合广义三态暗能量模型是唯一一个可以将$H_0$张力降低到更可接受水平的模型,其$H_0=70.1_{-1.5}^{+1.4}$ km/s/Mpc在$2.0σ$置信水平下与R19一致.我们还研究了耦合广义三态暗能量模型的最佳拟合动力学行为,并证明了我们的模型等价于五态暗能量模型,其中暗能量在早期表现为具有小的正状态方程的早期暗能量的某种形式.
2020-11-18 astro-ph.CO
Coincidence problem within dark energy as a coupled self-interacting Bose-Einstein gas
宇宙的后期加速膨胀是由非相对论性粒子与短程吸引相互作用,以及足够低的温度产生玻色-爱因斯坦凝聚体获得的;通过考虑耦合的暗能量粒子,能量与暗物质交换,使其能够通过加强其效应来描述最近的加速。我们发现,在相当大的参数范围内,暗能量和暗物质的演化具有相似的能量密度,解决了重合问题,并与来自超新星数据的光度距离与红移相一致。
2014-05-13 astro-ph.CO
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
Distinguishing the origin of cosmic birefringence: dark energy, dark matter, and neutrino asymmetry
Shanghai University(上海大学);Asia Pacific Center for Theoretical Physics(亚太理论物理中心);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Ludwig-Maximilians-Universitat München(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学宇宙物质与引力起源研究前沿机构( Kavli 宇宙物理数学研究所))
本文通过计算EB功率谱,区分宇宙双折射的不同起源(暗能量、暗物质、中微子不对称性),发现暗能量无低多极抑制,可用于区分,并利用重组期演化特征区分中微子与轴子暗物质。
2026-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Voids and overdensities of coupled Dark Energy
我们研究了动态暗能量的成团特性,即使在暗能量和暗物质之间可能存在耦合的情况下。我们发现,在物质的不均匀性,暗能量migth形式的空洞,以及过密度取决于它的背景能量密度的演变。因此,与预期相反,如果允许与暗物质耦合,则发现暗能量波动会受到轻微抑制。当考虑密度对比和尺度典型的超星系团,空洞和超空洞,扰动幅度范围从$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-6})$到$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-4})$表明一个几乎均匀的暗能量组件。
2009-03-03 astro-ph.CO
Scalar field models of dark energy with barotropic equation of state: properties and observational constraints from different datasets
讨论了用正压状态方程约束标量场暗能量参数的可能性。发现暗能量状态方程参数的初值受大多数数据的约束很弱。我们已经确定了这个参数的约束条件,这些约束条件来自包括超新星在内的组合数据集,这些超新星来自完整的SDSS汇编,并具有MLCS2k2光变曲线拟合。我们还讨论了利用未来的CMB各向异性数据区分不同的暗能量模型与正压状态方程的可能性。
2010-12-06 astro-ph.CO
Non-linear Cosmological Perturbations for Coupled Dark Energy
Universität Heidelberg(海德堡大学)
研究通过分析和数值解法推导出最小修改引力模型中暗能量与暗物质耦合的单环扰动核,提供精确拟合函数以测试未来大尺度调查中的修改引力。
2026-09-18 astro-ph.CO
Instabilities in dark coupled models and constraints from cosmological data
耦合的暗物质-暗能量系统在早期和大尺度下会发生非绝热不稳定性。在这些程序中,我们考虑两个参数化的暗区相互作用。在第一个中,能量动量转移4-矢量平行于暗物质4-速度,而在第二个中,能量动量转移4-矢量平行于暗能量4-速度。在这些情况下,遭受非绝热不稳定性的耦合模型可以被识别为通用耦合Q和暗能量状态方程的函数。在我们的分析中,我们不涉及任何特定的宇宙场。然后,我们面对一个可行的模型,其中的相互作用是直接成正比的暗能量密度和哈勃速率参数最近的宇宙学数据。在这个框架中,我们表明,暗耦合和几个宇宙学参数之间的相关性允许一个更大的中微子质量比在非耦合模型。
2009-11-17 astro-ph.CO
Comparative analysis of model-independent methods for exploring the nature of dark energy
我们使用四种不同的模拟SnIa数据,对文献中提出的研究暗能量性质的各种独立方法进行了比较分析。特别是,我们探讨了一个通用的主成分分析方法,遗传算法,一系列的近似,如Padé幂律近似,和各种扩展的正交多项式,以及宇宙学,并比较它们与通常适合的模型与一个恒定的暗能量状态方程w。我们发现,根据模拟数据,一些方法在区分底层模型方面比其他方法更有效,尽管没有普遍更好的方法。
2013-09-18 astro-ph.CO
Fingerprinting dark energy
暗能量扰动通常被忽略,或者以纯粹的数值方式包含在内,模糊了它们对状态方程或声速等基本参数的依赖性。然而,虽然对暗能量的许多不同解释可以具有相同的状态方程,但它们通常在扰动方面不同,因此这些提供了一个指纹,用于区分具有相同状态方程的不同模型。在本文中,我们推导出简单而准确的近似,能够表征一类特定的模型(包括大多数标量场模型),这通常被称为“暗能量“。然后,我们使用近似的解决方案,看看在暗物质功率谱和集成的萨克斯-沃尔夫效应的宇宙微波背景辐射的暗能量扰动的影响。
2009-10-12 astro-ph.CO
Constraint on Coupled Dark Energy Models from Observations
耦合的暗能量模型,其中的精粹标量场非平凡地耦合到冷的暗物质,已被提出来解释符合问题。本文研究了耦合暗能量模型的扰动以及这种相互作用对当前观测的影响。在这里,我们特别注意它对后期综合萨克斯-沃尔夫(ISW)效应的影响。我们从目前的观测数据对这种相互作用的约束进行了全球分析。将典型的指数形式作为相互作用形式,得到了在95%置信水平下,暗扇区间相互作用的强度约束为$β<0.085$。此外,我们发现,未来的测量误差更小的酒吧可以提高耦合强度的约束的一个因素,当与目前的约束。
2009-11-25 astro-ph.CO
Cosmological constraints on coupled dark energy
耦合暗能量模型为缓解宇宙学标准模型的符合问题提供了一条可能的途径。这里,耦合项被假定为$\bar{Q}=3Hξ_x\barρ_x$,它与暗能量的相互作用率和能量密度有关。我们推导了几个耦合模型的背景和扰动演化方程。然后,我们测试这些模型,目前可用的宇宙观测,其中包括宇宙微波背景辐射普朗克2015年,重子声学振荡,Ia型超新星,$fσ_8(z)$数据点从红移空间扭曲,和弱引力透镜。约束结果表明,在2 $σ$水平上没有相互作用的证据,很难区分不同的耦合模型。
2016-10-09 astro-ph.CO
A new coupled three-form dark energy model and implications for the $H_0$ tension
本文提出了一个新的耦合三态暗能量模型来缓解哈勃的紧张。首先,通过对耦合的三态暗能量模型进行动力学分析,得到了四个不动点:一个代表辐射主导宇宙的鞍点,一个代表物质主导宇宙的鞍点,以及两个代表两个饱和de Sitter宇宙的吸引子.其次,通过对耦合的三态暗能量模型和$Λ$冷暗物质模型的比较,($Λ$ CDM模型)结合宇宙微波背景辐射(CMB)、重子声振荡(BAO)和Ia型超新星(SN Ia)观测,得到了$H_0= 67.8_{-0.6}^{+0.7}$($1σ$能级)km/s/Mpc的耦合三形式暗能量模型和$H_0=67.6_{-0.5}^{+0.5}$($1σ$水平)km/s/Mpc,前者在$Λ$置信水平下与当地最新实测$H_0$值处于强紧张状态,而后者在$5.1σ$水平下与当地最新实测$H_0$值处于强紧张状态。
2022-05-30 astro-ph.CO
Coupled quintessence with a potential from supergravity exhibits sign-changing interaction
Hunan Normal University(湖南师范大学)
本文研究了由超引力(SUGRA)激发的势函数quintessence模型,探讨了其在不同初始条件下的行为,发现其可以作为动态暗能量或有效宇宙常数,并在与暗物质耦合时,有效暗能量方程状态可以穿越幻影分割线。
2026-05-18 astro-ph.CO
Clarifying spherical collapse in coupled dark energy cosmologies
球形坍缩模型常被用来跟踪超密度到非线性区域的演化。我们描述了正确的方法,用于耦合暗能量宇宙学,第五种力,不同于重力和介导的暗能量标量场,影响崩溃。我们直接从非线性流体动力学纳维-斯托克斯方程中推导出球形坍缩描述。通过与相应的相对论方程的比较,我们指出了在球坍缩图象中应如何考虑第五种力,并澄清了在球坍缩图象中考虑非均匀标量场时所出现的问题.然后,我们应用我们的方法的情况下,耦合的quintessence,其中第五力之间的冷暗物质粒子的行为,并不断增长的中微子quintessence,其中第五力之间的中微子行为。此外,我们回顾这种方法时,适用于标准的宇宙学和应用我们的分析,以最小耦合quintessence和检查过去的结果,早期的暗能量parametriations。
2010-11-12 astro-ph.CO
Testing coupled dark energy with next-generation large-scale observations
将暗能量耦合到暗物质提供了一种最简单的方法来有效地在大尺度上修改重力,而不受局部(即太阳系)观测的强烈约束。耦合暗能量的模型在过去已经被研究过几次,并且已经受到宇宙微波背景实验的显著限制。在本文中,我们估计的约束条件,未来的大规模观测将能够把耦合和一般的所有参数的模型。我们结合了宇宙微波背景、层析弱透镜、红移畸变和功率谱探测。我们表明,下一代的观测可以提高目前的约束耦合到暗物质的两个数量级,这种约束是互补的耦合到重子目前的太阳系的界限。
2011-11-06 astro-ph.CO
Searching for Axion Dark Matter using Radio Telescopes
我们研究使用下一代射电望远镜,如平方公里阵列(SKA),以检测轴子双光子耦合在天体物理环境。围绕天体物理磁场的不确定性提出了新的挑战,但与质量$1.7-57μ$ eV的轴子相对应的频率范围和具有许多显着特征的光谱轮廓,SKA-mid提供了一个诱人的机会来限制轴子暗物质属性。为了确定SKA-mid对轴子信号的敏感性,我们考虑了银河系中心和星际介质的观测,并发现这种新的望远镜可以让我们探测轴子耦合$\gtrsim10^{-16}$ GeV $^{-1}$。
2017-10-28 astro-ph.CO
A power-law coupled three-form dark energy model
本文考虑耦合暗能量的场论模型,它把暗能量看作三态场,把暗物质看作旋量场。通过假设暗物质的有效质量是三态场的幂律函数,并忽略暗能量的势项,我们得到了自治演化方程组的三个解,包括de Sitter吸引子、跟踪解和近似解.为了理解耦合的强度,我们将模型与最新的Ia型超新星(SN Ia),重子声学振荡(BAO)和宇宙微波背景(CMB)辐射观测相结合,得出的结论是,这三个数据库的组合边缘化了目前的暗物质密度参数$Ω_{m0}$和目前的三形式场$κX_{0}$,对耦合常数给出了严格的限制,$-0.017< λ<0.047$($2σ$置信水平),给出了模型适用的参数范围。
2018-03-03 astro-ph.CO
Cosmic voids in coupled dark energy cosmologies: the impact of halo bias
在这项工作中,我们分析了标准和耦合暗能量宇宙学中的宇宙空洞的性质。利用大规模数值模拟,我们研究了暗能量耦合对宇宙空洞的填充因子、尺寸分布和堆积轮廓的影响。我们发现,用于识别空隙的密度场的示踪剂的偏见强烈影响的性质的空隙目录,因此,使用所确定的空隙作为探针,以区分耦合暗能量模型从标准的$Λ$ CDM宇宙学的可能性。事实上,一方面,耦合暗能量模型的特点是与参考标准宇宙学相比,在冷暗物质分布中有过多的大空洞,这是由于它们在低红移下对线性扰动的归一化更高。具体而言,这些模型分别在$z=0, 0.55, 1$处呈现出具有$R_{eff}>20, 15, 12$ Mpc h^{-1}的过量大空隙。另一方面,我们没有发现任何显着的差异,在塌陷的暗物质晕分布中检测到的空的属性。这些结果意味着示踪偏差有显着的影响,使用宇宙空洞目录探测宇宙学的可能性。
2015-06-29 astro-ph.CO
LHC Signatures Of Scalar Dark Energy
耦合到标准模型的标量暗能量场可以在大型强子对撞机上产生可观测的特征。在这项工作中,我们表明,$t\bar t+$丢失的能量和单喷流搜索是合适的探针在极限的暗能量标量是稳定的对撞机距离。我们讨论了区分新物理信号的暗能量特征和暗物质特征的前景,以及探测暗能量部分的自相互作用的可能性。
2016-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Towards distinguishing variants of non-minimal inflation
我们研究模型的通货膨胀的标量场$ϕ$,驱动通货膨胀耦合非最小重力通过$ξϕ^2 R$,或重力部门扩大了$R^2$长期。我们考虑原始的希格斯暴胀,Starobinsky暴胀,和两个不同版本的情况下,暴胀子是一个标量场以外的希格斯,并讨论如果它们可以区分彼此通过测量张量-标量比和运行的原始曲率扰动的谱指数,顶部的振幅和谱指数的扰动。我们认为度量和Palatini引力理论,显示如何详细研究非最小耦合模型可以帮助识别暴胀子场,以及它们如何提供一种方法,也区分不同的引力理论在目前的情况下。
2019-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing dark energy models with $H(z)$ data
$Om(z)$是区分暗能量模型的一种诊断方法。然而,关于什么是区分标准的论述却很少。本文首先利用一种与模型无关的方法--高斯过程对最新观测数据进行平滑处理,然后重建$Om(z)$及其一阶导数$\mathcal{L}^{(1)}_m$。这种重建不仅可以作为判别标准,而且可以用来判断模型的真实性。我们选取了几种比较流行的模型,如$Λ$ CDM模型、广义Chaubergin气体(GCG)模型、Chevallier-Polarski-Linder(CPL)参数化模型和Jassal-Bagla-Padmanabhan(JBP)参数化模型。我们绘制了$Om(z)$和$\mathcal{L}^{(1)}_m$的轨迹与这些模型的$1 σ$置信水平,并将它们与$H(z)$数据集的重建进行比较。结果表明,在$1 σ$置信水平下,$H(z)$数据不支持CPL和JBP模型。奇怪的是,在高红移范围内,重建的$\mathcal{L}^{(1)}_m$有偏离理论值的趋势,这表明这些模型与高红移$H(z)$数据不一致。这个结果支持了Sahni等人的\citep{sahni2014model}和Ding等人的\citep{ding2015there}的结论,即$Λ$ CDM可能不是我们宇宙的最佳描述。
2016-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Dark Matter as a weakly coupled Dark Baryon
暗物质可能是一种新的约束规范相互作用的偶然稳定重子。我们扩展了以前的研究探索的可能性,DM是由暗夸克比暗禁闭规模更重。由此产生的现象学包含了新的不寻常的元素:一个两阶段的DM宇宙学(冻结后的暗凝聚),一个大的DM湮灭截面通过重组的暗夸克(允许适合的正电子过剩)。亮暗胶球的寿命相对较长,并产生额外的宇宙学效应; DM本身可以保持放射性。
2017-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Coupled tachyonic dark energy: a dynamical analysis
本文对与暗物质耦合的快子暗能量进行了动力学分析。考虑了正压流体(物质和辐射)存在下的快子场$ϕ$,并研究了演化方程引起的自治系统。通过临界点描述了一个通用的潜在$V(ϕ)$的三个宇宙时代(辐射,物质和暗能量)。
2015-06-23 astro-ph.CO hep-th
Bounce Universe Induced by an Inhomogeneous Dark Fluid Coupled with Dark Matter
我们研究了具有线性非齐次含时暗能量状态方程的宇宙学模型,再加上暗物质,导致了反弹宇宙学。获得了比例因子$a$的指数、幂律或双指数形式的状态方程参数的等效描述。的解决方案的稳定性进行了探讨,通过考虑周围的反弹在早期和晚期的时间宇宙的临界点的小扰动。
2014-04-07 astro-ph.CO gr-qc
Voids as Alternatives to Dark Energy and the Propagation of Gamma Rays through the Universe
我们测试了一个空洞的宇宙TeV能量的伽马射线的不透明度已经获得了银河系外的背景光在宇宙中使用一个简单的模型和观察到的恒星形成率的历史约束。我们发现虚空宇宙比Lambda-CDM宇宙具有更大的不透明度,这与BL-Lac天体的观测结果不一致。我们认为,虽然这种区分两种宇宙学的方法包含不确定性,但它避免了任何关于微调的争论。
2011-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic microwave background constraints on coupled dark matter
我们研究了宇宙学常数和一小部分暗物质与无质量标量场非最小耦合模型的CMB约束。在这种情况下,存在一种额外的类似引力的第五种力,它可以影响宇宙的演化,足以对宇宙学参数的测量产生明显的影响。利用普朗克和WMAP偏振数据,我们发现多达一半的暗物质可以耦合。这种耦合也可以比单一种类的冷暗物质与精粹标量场耦合的模型大几倍,因为标量场不扮演暗能量的角色,因此受数据的限制较少。
2014-12-16 astro-ph.CO hep-ph
A cosmographic outlook on dark energy and modified gravity
宇宙学技术是一个强大的独立于模型的工具,用于区分相互竞争的宇宙学场景。标准宇宙学的主要优点和缺点进行了讨论,鉴于愈合的收敛问题危及宇宙距离的高红移膨胀。我们特别关注在$f(R)$、$f(T)$和$f(Q)$引力框架下重建暗能量行为的合理宇宙学近似。基于对宇宙学系列的观测约束,我们研究了宇宙加速的起源和超越标准宇宙学模型解释暗能量问题的可能性。
2022-11-30 astro-ph.CO gr-qc
New constraints on Coupled Dark Energy from Planck
我们提出了新的约束耦合暗能量从最近测量的宇宙微波背景各向异性的普朗克卫星任务。我们发现耦合的暗能量模型与普朗克测量完全兼容,推导出暗物质-暗能量耦合参数ξ=-0.49^{+0.19}_{-0.31}的弱束缚,置信度为68%。此外,如果将普朗克数据拟合到一个耦合的暗能量方案中,则对哈勃常数的约束放宽到H_0=72.1^{+3.2}-2.3} km/s/Mpc,从而解决了与哈勃空间望远镜值的矛盾。我们表明,结合普朗克+HST分析提供了重要的证据,耦合暗能量找到一个非零值的耦合参数ε,与-0.90<ε <-0.22在95% c.l.。我们还考虑了普朗克数据加上BAO测量的6dF星系巡天,斯隆数字巡天和男爵振荡光谱巡天的组合约束。
2013-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Scalar-Fluid interacting dark energy: cosmological dynamics beyond the exponential potential
我们推广了C。G. Boehmer等人,Phys.Rev.D91,123002(2015),通过考虑指数型之外的标量场势。临界点的性质和稳定性的检查使用线性分析,计算方法和先进的数学技术,如中心流形理论相结合。我们表明,指数势得到的有趣的结果一般也可以恢复更复杂的标量场潜力。特别是,采用幂律和双曲势为例,我们发现晚时间加速吸引子,从暗物质到暗能量统治的过渡具有特定的显着特征,加速标度解决方案能够解决宇宙符合问题。
2017-01-03 astro-ph.CO gr-qc
Constraints from growth-rate data on some coupled dark energy models mimicking a $ΛCDM$ expansion
$ΛCDM$膨胀可以用与物质耦合的暗能量来模拟。然后,这种耦合的暗能量的状态方程$\bar w$和耦合$\bar Q$不能仅由哈勃函数的观测来约束。此外,在本文中,我们确定了两个这样的耦合暗能量模型的约束,考虑到一些当前和预测的欧几里德增长率的数据,并假设先验的$ΛCDM$暗物质密度参数今天$Ω_{m0}=0.295\pm 0.04$。第一个模型是由一个常数状态方程定义的。我们发现,在$2σ$,$\bar w=-1.02_{-0.22}^{+0.06}$和耦合函数$\bar Q_0$今天是$\bar Q_0H_0^{-3}=0.057_{-0.148}^{+0.353}$与$H_0$哈勃常数。第二个模型是由一个变化的状态方程$\bar w=\bar w_a-\bar w_b\ln(1+z)$定义的,其中$z$是红移,$(\bar w_a,\bar w_b)$是两个常数。我们发现,在$2σ$,$\bar w_a=-0.99_{-0.90}^{+0.17}$,$\bar w_b=-0.04_{-1.17}^{+0.31}$和$\bar Q_0H_0^{-3}=0.0002_{-0.18}^{+1.35}$。这些对耦合暗能量的约束与$ΛCDM$模型一致,但太差了,不能自信地抛弃不同于真空但模仿$ΛCDM$膨胀的耦合暗能量。
2016-05-05 astro-ph.CO gr-qc