耦合暗能量宇宙学的流体力学N体模拟
天体物理学
2014-11-18 v2
摘要
如果宇宙在当前时期的加速膨胀是由暗能量标量场驱动的，那么暗能量与冷暗物质（CDM）流体之间很可能存在非平庸的耦合。这种相互作用在宇宙学结构增长中引发了新特征，例如CDM粒子之间额外的长程吸引力，或暗物质粒子质量随时间的变化。我们已在N体模拟代码GADGET-2中实现了这些效应，并展示了一系列暗能量成分与冷暗物质直接相互作用的高分辨率N体模拟结果。作为新物理学的结果，CDM和重子分布在结构形成的线性和非线性区演化不同。在极大尺度上，这两种成分之间已经发展出线性偏置，并进一步被非线性演化增强。我们还发现，与以往的工作相比，在耦合暗能量宇宙学中CDM晕的密度分布比LCDM中的集中度更低，并且这一特征不依赖于初始条件设置，而是由耦合引起的额外物理学的特定结果。此外，在耦合模型中，晕内的重子比例显著降低至低于宇宙平均重子比例。这些特征缓解了小尺度上观测与LCDM模型之间的矛盾。我们的方法非常适合探索耦合暗能量模型在完全非线性区中的预测，这可以为这类情景的可行参数空间提供强有力的约束。
引用
@article{arxiv.0812.3901,
title = {Hydrodynamical N-body simulations of coupled dark energy cosmologies},
author = {Marco Baldi and Valeria Pettorino and Georg Robbers and Volker Springel},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.3901},
year = {2014}
}
备注
21 pages, 18 figures, 4 tables, title changed, several references added. Revised version accepted for publication in MNRAS. Main conclusions unchanged