Full nonlinear growing and decaying modes of superhorizon curvature perturbations
我们澄清了在暴胀过程中暴胀子暂时停止的情况下，非线性理论中曲率扰动的行为。通过采用空间梯度展开，我们着重研究了曲率扰动在超视界尺度上的演化，并证明了一般单标量场的非线性理论（称为{ \it beyond} $δN$ -形式主义）在空间梯度展开中是次一阶的.无论是在扩展（$δN$ -形式主义）和我们的非线性理论的领导秩序，包括在标准的微扰展开的全非线性订单的解决方案。此外，在我们的形式主义，我们可以处理的时间演化相反，$δN$ -形式主义，其中曲率扰动保持不变，并显示衰减模式不耦合增长模式的情况下，类似于线性理论。我们可以得出结论，虽然衰减模式发散时，$\dotϕ$消失，出现的线性和非线性理论没有问题，因为这些模式将在后期消失。
2010-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Can superhorizon perturbations drive the acceleration of the Universe?
最近有人提出，宇宙的加速可以用二阶微扰理论解释为超视界微扰的反反应效应。如果这一机制是正确的，它也应该适用于一个假设的，没有视界下微扰的gedanken宇宙。在这样一个gedanken宇宙中，它是可能的计算减速参数$q_0$测量的共动观测器使用本地协变泰勒展开，而不是使用二阶微扰理论。结果表明，存在对$q_0$的二阶修正，但也表明，如果$q_0$为负，那么它的大小被限制为小于或等于今天哈勃尺度上的特有速度的平方。我们认为，由于这个量被观测限制为与1相比很小，超视界扰动不能对宇宙的加速负责。
2005-06-29 astro-ph gr-qc hep-th
Gradient expansion formalism for nonlinear superhorizon perturbations
在一般的理论框架下，我们发展了一个超视界尺度上的非线性宇宙学扰动理论，其中扰动的特征长度尺度大于哈勃半径。我们的形式主义是基于空间梯度扩展的方法，通过采用ADM分解。非线性超视界微扰包括标量（曲率微扰）和张量（引力波）模式，可以有效地处理到二阶的展开。首先，我们将审查的形式主义标准广义相对论（GR）的重力加上一个一般的动力学单标量（k-通货膨胀）的背景下，在通货膨胀宇宙学的潜力的一般形式。这是我们程序的基本概述。然后将其推广到更一般的框架，即（1）超越k-暴胀（Galileon暴胀），（2）具有一般动力学项和一般势形式的多分量标量场，（3）超越爱因斯坦引力（一般标量张量理论），从而得到几种修正引力。这些理论的动机不仅是暴胀，也是暗能量的主题。我们提供了一个形式主义，以获得解决方案，并在这种一般的理论情况下，构造非线性曲率微扰，它可以应用到计算的超视界演化的原始非高斯超越所谓的$δN$形式主义，显示完全非线性相互作用的标量和张量模式。
2018-04-23 astro-ph.CO gr-qc
Induced superhorizon tensor perturbations from anisotropic non-Gaussianity
研究了在各向异性非高斯性条件下由二阶标量微扰引起的宇宙学张量扰动。这类诱导张量模通过长模和短模之间的内禀四极耦合在超视界尺度上产生。从膨胀的哈勃半径到复合时的Silk阻尼尺度，所有尺度上的标量扰动都对宇宙微波背景（CMB）尺度上的诱导张量功率谱有贡献。此外，诱导张量谱变得几乎标度不变。前一个性质表明，CMB的测量提供了一个小尺度物理的测试。然而，后者意味着次级效应可能会污染原始张量谱，它告诉我们暴胀的能量标度。我们推导出了两个具体的各向异性非高斯性例子：统计各向异性标量非高斯性和标量-标量-张量非高斯性的诱导张量模式，并讨论了观测结果的极短尺度物理。此外，我们评论的各种可能性，提高诱导光谱与非标准的早期宇宙物理。
2020-01-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum corrections to the inflaton potential and the power spectra from superhorizon modes and trace anomalies
我们得到的有效暴胀子势在慢滚暴胀过程中，包括一圈量子修正的能量动量张量的标量曲率和张量扰动，以及量子涨落的光标量和轻狄拉克费米子一般耦合到暴胀子。在慢卷暴胀过程中，在超视界和亚视界对能量动量张量的贡献之间有一个干净而明确的分离。超视界部分是由曲率扰动和标量场涨落决定的：这两种情况下的红外增强都是慢滚参数组合的逆，慢滚参数测量的是每种情况下偏离标度不变性的情况。费米子和引力子不表现出红外发散。视界下部分完全由具有不同自旋的场的迹异常所指定，并且仅由时空几何确定。在慢滚和（H/M_PL）^2展开中，得到了对曲率振幅和张量扰动的首阶单圈量子修正。这项研究提供了一个完整的评估，包括玻色子和费米子自由度的反反应问题的一个循环。结果验证了有效场论对暴胀的描述，并证实了暴胀范式对量子涨落的鲁棒性。功率谱的量子修正用CMB观测量n_s，r和dn_s/dln k表示。迹反常（特别是引力子部分）在一个确定的方向上支配着这些量子修正：它们增强了标量曲率涨落，减小了张量涨落。
2005-07-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity of superhorizon curvature perturbations beyond $δ$ N formalism
本文对具有一般动力学项和一般势形式的单标量场发展了超视界尺度上的非线性宇宙学扰动理论。我们采用ADM形式主义和空间梯度展开的方法，其特征在于$O(ε^m)$，其中$ε=1/(HL)$是一个小参数，表示哈勃半径的比值的特征长度尺度$L$的扰动。我们得到了一个完整的非线性版本的曲率扰动有效的$ε$（$m=2$）通过二阶的一般解决方案。我们发现该解满足一个非线性二阶微分方程，作为共动超曲面上线性曲率扰动方程的推广。然后，我们制定了一个一般的方法来匹配的扰动解决方案，精确到$n$ -第阶的扰动内的视界，我们的非线性解决方案，精确到第二阶（$m=2$）的梯度扩展的尺度略大于哈勃半径。在本文中开发的形式主义，使我们能够计算超视界演化的原始非高斯超越所谓的$δN$形式主义或分离宇宙的方法，这是相当于领先的顺序（$m=0$）的梯度展开。特别是，它可以处理的情况下，有一个暂时违反慢滚条件。作为我们的形式主义的应用，我们考虑Starobinsky的模型，这是一个单场模型，由于潜在的斜率急剧变化有一个临时的非慢卷阶段。我们发现，一个大的非高斯性可以产生，即使在超视界尺度，由于这种暂时暂停的慢卷通货膨胀。
2010-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Separate Universe Approach and the Evolution of Nonlinear Superhorizon Cosmological Perturbations
本文回顾了宇宙学扰动的分离宇宙方法，指出它本质上是梯度展开的最低阶近似。利用这种方法，人们可以研究非均匀时空的非线性演化，并找到长波长曲率微扰随时间变化的条件。当存在一个自由度或状态方程时，非线性长波长曲率扰动保持不变。随着更多的自由度，它可以变化，这种变化是由非绝热压力扰动，完全一样，在线性理论。我们确定的曲率扰动的特征是不变的时间超曲面的变化下的空间向量的组合。
2003-10-31 astro-ph gr-qc
Nonlinear superhorizon curvature perturbation in generic single-field inflation
我们发展了一个超视界尺度的一般单场暴胀的非线性宇宙学扰动理论。我们的暴胀子由形式为$W(X,ϕ)-G(X,ϕ)\Boxϕ$和$X=-\partial^μϕ\partial_μϕ/2$的拉格朗日量描述，它不再等价于理想流体。这个模型比k-暴胀更一般，称为G-暴胀。在梯度展开的二阶条件下，得到了度规场和标量场的一般非线性解。我们推导出一个简单的主方程的非线性曲率扰动的大尺度演化。结果表明，非线性演化方程是一致$ϕ$超曲面上曲率扰动的线性方程的直接推广.
2013-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unruh response functions for scalar fields in de Sitter space
本文计算了de Sitter空间中自由下落的Unruh探测器与不同曲率耦合的标量场耦合时的响应函数，包括最小耦合无质量情形.尽管由于超视界模式的放大，红外线的响应有很大的不同，但探测器的能级是热填充的。
2004-10-09 astro-ph gr-qc hep-th
Dynamics of Multi-Component, Multi-Field Quintessence
多分量、多场的精粹和引力的动力学被表述为相对论N粒子动力学，嵌入静态粘性平坦空间中，并在相互作用的洛伦兹标量势通过场玻色子交换给出的力下。有效单场精粹的Ratra-Peebles幂律势可以从这个微观角度推导出来。在某些情况下，有效的动力学可以与单一的复杂的精髓相同，除了整体U（1）对称性没有明显的破坏。本公式为分析超视界扰动提供了一个方便的规范，并可能为超视界场和引力的量子化提供了一个方便的规范。
2001-12-27 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmological properties of black-hole hair in the linearly coupled scalar-Gauss-Bonnet theory
CEICO, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Departamento de Física Teórica and Instituto de Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS-UCM), Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学理论物理系及粒子与宇宙物理研究所）
研究线性耦合标量-高斯-博内理论中德西特时空内黑洞源的超视界行为，发现标量毛发在超视界尺度上表现出时间和空间增长，这种增长源于最小耦合的无质量标量场在膨胀的德西特时空中的动力学，而非特定于黑洞，也出现在德西特时空中的点标量电荷中，表明标量化黑洞作为亚视界标量扰动源，超视界回响在子视界尺度上首次出现，但不自身消除超视界轮廓，同时时间依赖的标量毛发携带持续向外的能量流，使测试场区域成为瞬态，并解释了构建自洽静态解时遇到的困难。
2026-08-14 gr-qc
Scalar field correlator in de Sitter space at next-to-leading order in a 1/N expansion
研究了超视界尺度下de Sitter空间中光量子标量场的动力学性质。在超视界动量区，我们计算了O（N）对称理论在次超前阶1/N展开下的自能，并得到了相应的两点关联函数的Dyson-Schwinger方程的精确解析解.这相当于对无限系列的非局域自能插入进行了重新建模，这些插入通常会产生虚假的红外和/或长期发散。潜在的大的de Sitter矩阵恢复为良好的幂律，从中我们提取的场强和质量重整化。非微扰的1/N展开允许我们讨论消失和负的树级平方质量的情况下，这两个对应于强耦合的有效理论在红外。
2015-11-21 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial full bispectra from the general bounce cosmology
本文计算一般反弹宇宙学收缩阶段标量与张量扰动的完整自双谱及交叉双谱，比较两类分支的非高斯振幅和形状，并给出满足理论与观测约束的可行参数空间。
2025-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Superhorizon entanglement entropy from particle decay in inflation
在暴胀宇宙学中，由于缺乏运动学阈值，所有粒子状态都会衰变。初始单粒子态的衰变产生一个\emph{entangled quantum state of the product particles}。我们推广和推广了一种显幺正的场论方法，得到了量子态的时间演化。研究了de Sitter时空中具有立方耦合的质量为$M\ll H$的光标量场的衰变。辐射修正的特点是红外增强表现为极点在$Δ=M^2/3H^2$和我们得到的量子态在$Δ$展开。在$Δ$中，描述亚视界波矢粒子衰变的纯态密度矩阵由超视界量子的发射决定，描述\emph{entanglement between superhorizon and subhorizon fluctuations and correlations across the horizon}。通过对超视界自由度的追踪，得到了混合态密度矩阵，并由此得到了纠缠熵。随着\emph{physical}体积的增加，熵逐渐增大，这是因为有更多的衰变产物模穿过哈勃半径。一个推广到本地化波包。讨论了单粒子态级联衰变为多粒子态的过程。我们推测\emph{possible}的影响，这些结果的非高斯性和"低多极异常“的CMB。
2014-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalized disformal invariance of cosmological perturbations with second-order field derivatives
研究了共动曲率和张量扰动在标量场的二阶协变导数的广义非形式变换下的变换，其中自由函数依赖于由标量场的二阶协变导数构造的基本元，二阶协变导数的阶数至多为二次.我们的分析表明，在超视界尺度上，原标架和新标架中的同动曲率扰动的差别是由同动曲率扰动的时间导数、标量场的内禀熵扰动及其在原标架中的时间导数的组合给出的.因此，在超视界尺度上，当（1）内禀熵扰动及其时间导数为零，（2）原坐标系中的共动曲率扰动${\cal R}_c$守恒时，共动曲率扰动在超视界尺度上的非形式变换下变得不变。我们还表明，张量扰动也是非形式不变的情况下，张量扰动在原框架中的时间守恒。
2021-04-21 gr-qc
Cosmological backreaction of a quantized massless scalar field
研究了宇宙学中量子化的最小耦合无质量标量场的反反应问题。本文利用视界下模的演化和超视界模的冻结这一事实，近似计算了一般Friedmann-Robertson-Walker背景下的正则化应力能量张量.验证了真空能量密度服从一个新的一阶微分方程，该方程依赖于一阶无因次参数，该参数校准了超视界/超视界的划分。我们通过计算固定背景下相应的真空能量密度来检验近似的有效性，这些结果与de Sitter空间和幂律展开时空中的已知结果一致.然后，我们将我们的研究结果应用于慢卷通货膨胀模型。虽然在近指数膨胀期间发现逆反应效应可以忽略不计，但在此期间产生的真空能量密度在后期阶段可能很重要，因为它比辐射或尘埃下降得更慢。
2011-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Curvature perturbations of quasidilaton non-linear massive gravity
研究了最近提出的非线性质量引力在标量场作用下的扩展的宇宙学扰动。增加的标量场保证了理论场空间上的新对称性。该理论具有平坦的dS解的性质，与标准的dRGT大质量引力相反。张量部分与标准dRGT的张量部分相同，并且显示具有随时间变化的质量的引力波，这修改了色散关系。我们得到的曲率扰动的模型在超视界尺度上的特定选择的$ω=0$，并发现该理论不允许常曲率扰动的超视界尺度上，我们总是有一个增长模式。方程的相容性限制了理论的参数空间。
2013-06-08 gr-qc hep-th
Evolution of Cosmological Perturbations in the Universe dominated by Multiple Scalar Fields
经过几位作者的努力，最近建立了超视界尺度上宇宙学扰动的动力学行为可以用长波极限下的动力学行为很好地近似，并且长波极限下的动力学行为可以由相应的完全均匀宇宙的演化构造出来。利用这些事实，我们研究了由振荡的多个相互作用的、质量之比为常数的标量场所支配的宇宙中超视界尺度上的宇宙学扰动的演化.由于标量场在势的局部极小值附近快速振荡，我们使用作用角变量。我们发现这个问题可以用正则微扰理论来表述，在这个理论中，宇宙膨胀和标量场相互作用所产生的微扰部分是以时间的负幂为界的。我们表明，通过构造适当的正则变换，变换后的哈密顿量变得简单，足以解决。利用长波长极限和正则微扰理论，在充分一般的条件下，证明了对于绝热生长模，Barnut参数保持不变，而对于所有其它模，Barnut参数衰减。从遍历理论的观点出发，讨论了Barnut参数的奇异性是概率性出现的。这一分析有助于理解再加热过程中超视界尺度上宇宙学扰动的演化。
2003-06-29 gr-qc
Evolution of superhorizon perturbations in early Universe with anisotropic solid remnant
本文研究辐射主导早期宇宙中少量各向异性固体残余物对超视界扰动的影响，发现标量和矢量扰动增长、张量行为不变，并改善固体暴胀与观测的符合度。
2025-09-30 gr-qc
Stability of de Sitter spacetime against infrared quantum scalar field fluctuations
利用Wilson重整化群研究了经典de Sitter几何上光量子标量场超视界涨落的反作用。这使我们能够以非微扰的方式处理引力放大的波动，并分析地遵循时空曲率的诱导重整化流，因为长波长模式逐渐被整合出来。在深红外线的无界环路修正最终被稳定几何形状的非微扰效应所屏蔽。
2018-08-01 gr-qc hep-th
Roles of a coherent scalar field on the evolution of cosmic structures
一个相干振荡的标量场，比如一个轴子，被认为是一种冷的暗物质。这些论点通常是在牛顿的背景下提出的。拉特拉在相对论的背景下使用同步规范证明了这一点。在本文中，我们提出了另一个证明的基础上更合适的规范的选择，均匀曲率规范，它适合的问题。通过适当的时间平均，扰动振荡标量场在包括超视界尺度在内的相关尺度上表现为冷暗物质。
1996-10-09 astro-ph gr-qc
Inflationary tensor fossils deformed by solid matter -- scalar field interaction
在固体物质和标量场共同驱动暴胀的宇宙学模型中，研究了超视界张量扰动对标量扰动的影响，即所谓的化石聚集效应。这种效应使原始标量功率谱变形，导致其不对称性，从而在CMB各向异性和宇宙结构上留下印记。该组合模型的参数空间允许增强这种变形的对数尺度依赖性，而不是更简单的模型，其中这种尺度依赖性被抑制的慢滚参数。
2019-09-24 gr-qc
Anisotropic separate universe : Long-wavelength perturbations and conserved quantities
Ewha Womans University（梨花女子大学）；National Institute of Technology, Fukui College（福井工业技术学院）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Yokohama National University（横滨国立大学）
研究均匀各向异性背景下线性扰动长波长演化，利用空间梯度展开推导出超视界解并建立对应关系，确定守恒量，揭示曲率扰动演化更丰富，还建立了相关形式主义及关系，为预测统计各向异性提供基础。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc
De Sitter Diagrammar and the Resummation of Time
在微扰理论中，暴胀时空中的光标量在每一阶都遭受对数红外发散。这对应于不同哈勃补丁中的标量场值经历量子涨落的随机游走，导致超视界尺度上的简单玩具“景观”，我们可以在其中探索与永恒暴胀相关的问题。然而，对于足够长的暴胀时期，红外发散似乎破坏了可计算性。因此，激发了某种形式的重整化群方法来恢复共形时间的对数发散。这样的再成像可以提供对德西特全息术的深入了解。我们在这里提出了一个新的图解分析这些红外发散和他们的remation。基本的图论观察和动量功率计数的内传播允许一个简单的和有见地的确定领先的日志的贡献。因此，我们可以用图解的方式看到，超视界是如何由一个半经典理论和一个一阶相互作用的经典运动方程演化而来的量子噪声组成的。这严格导致了Starobinsky开发的“随机膨胀”模型，用于非微扰地治疗标量红外病理学。我们的方法是一个控制的基本量子场论的近似，是系统地改进。
2020-10-21 gr-qc hep-ph hep-th
Beyond δN formalism
本文在暴胀宇宙学的背景下，对具有一般动力学项和一般势形式的多分量标量场，发展了超视界尺度上的非线性宇宙学扰动理论。我们采用ADM形式和空间梯度展开方法，其特征在于O（ε^2），其中ε=1/（HL）是表示哈勃半径与扰动特征长度尺度L之比的小参数。我们提供了一个形式主义，以获得在多场的情况下的解决方案。这种形式可以应用于原始非高斯性的超视界演化，超越了所谓的δN形式，它等价于梯度展开的O（ε^0）。在这样做的过程中，我们还导出了O（ε^2）有效的完全非线性规范变换规则。这些完全非线性规范变换规则可以用来从一个规范中的解导出一个期望的规范中的解，其中计算要简单得多。作为演示，我们考虑一个解析可解模型，并明确地构造解决方案。
2012-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Entanglement and Expansion
本文研究膨胀宇宙中量子标量场的纠缠熵，指出暴胀期间超视界模的压缩态演化使纠缠熵随模跨越视界持续增长，并正比于暴胀总持续时间，且在后续辐射或物质主导时期保持不变。
2023-03-28 gr-qc hep-th
Scale invariant curvature perturbations from a spontaneously decaying scalar field
本文研究了双组分相互作用宇宙中视界外曲率扰动的演化，发现再加热期间变化的耗散率产生的等曲率扰动可改变绝热模式的振幅，在特定条件下无需暴胀即可合成 Harrison-Zel'dovich 标度不变的功率谱。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Superhorizon entanglement from inflationary particle production
本文在非最小耦合大场暴胀中计算粒子产生诱导的亚/超哈勃模式纠缠熵，并与混沌及小场山顶模型比较，表明慢滚期熵快速增长且大场情形通常更高。
2023-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Behavior of Cosmological Perturbations in the Brane-World Mode
本文给出了作者A。Ishibashi和O. Seto等提出的方法，并利用该方法分析了在AdS $^5$中实现为边界3-膜的空间平坦膨胀宇宙中的宇宙学扰动行为。为了简单起见，我们将参数限制为标量扰动。我们证明了在宇宙膨胀率$H$小于体曲率尺度$\ell$的倒数的后期，不管体扰动的初始条件如何，膜世界模型中超视界尺度上的宇宙学扰动行为与标准无额外维模型中的行为是相同的.此外，我们给出了粗略的估计，表明在早期宇宙中，当$H$远大于$1/\ell$时，这两个模型中的扰动表现得非常不同，并且Barthorn参数的守恒不适用于膜世界模型中的超视界扰动。
2000-12-15 gr-qc hep-th
Secondary isocurvature perturbations from acoustic reheating
如果满足以下条件，超视界（iso）曲率扰动是守恒的：（i）（每个）非绝热压力扰动为零，（ii）忽略梯度项，即在梯度展开的首阶（iii）（每个）总能量动量张量是守恒的。我们考虑的情况下，违反了最后两个要求，并讨论了在晚时间宇宙的二次等曲率扰动的产生。即使我们对长波长模式感兴趣，也不一定忽略二阶梯度项，因为卷积可能会拾取短波长扰动的产物。然后，我们利用完全二阶宇宙学扰动理论，在条件（i）和（iii）下，甚至在存在梯度项的情况下，引入了超视界尺度上的二阶守恒量。我们还讨论了违反条件（iii），即，能量动量张量守恒的总系统，但不是每个组件的流体。作为一个例子，我们明确评估重子和光子之间的二阶热传导由于弱康普顿散射，占主导地位的时期之前重组。我们表明，这种次级效应可以重铸成超视界尺度上的等曲率扰动，如果本地型原始非高斯先验存在。
2018-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar and vector modes in inflation with antisymmetric tensor field
本文研究反对称张量场驱动暴涨时产生的标量和矢量扰动模式，分析其稳定性及亚视界和超视界尺度上的演化，以识别潜在的鬼场和梯度不稳定性。
2025-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Probing a nonminimal coupling through superhorizon instability and secondary gravitational waves
本文研究标量涨落与引力的非最小耦合 $ξχ^2 R$ 作为次级引力波来源，发现再加热阶段的快子不稳定性可显著增强引力波信号，并结合 Planck 限制给出不同再加热状态方程下 $ξ$ 的上下界及未来引力波实验可探测的参数区域。
2025-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting metric perturbations in tensor-vector-scalar theory
我重温了贝肯斯坦的张量-矢量-标量理论（TeVeS）中的宇宙学扰动。只考虑共形牛顿规范的标量模式，额外的自由度表示的方式适合于研究在度规势的水平上的修改。假设宇宙处于物质主导的阶段，我讨论了负责促进结构生长的机制，并确认矢量场是其关键成分。使用半解析的方法，我进一步描述的密度扰动和潜在的子和超视界尺度的演变。
2016-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Long-wavelength non-linear perturbations of a complex scalar field
本文研究了复标量场主导的宇宙中非线性超视界扰动的演化。在常平均曲率切片中，采用梯度展开方法进行分析。本文导出了任意正则势下大小为$L$的标量场非均匀性在比例$H^{-1}/L$中的二阶通解。我们制定了明确的解决方案的二次和四次潜力，并讨论其相关性设置初始条件所需的原始黑洞形成的模拟。
2021-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations from vector inflation
我们分析了向量暴胀中线性扰动的行为。与标量场暴胀不同，线性化矢量场理论包含了标量、矢量和张量模之间的耦合。微扰仅在紫外极限下退耦，这使我们能够进行正则量子化。由于小场模型中不同模式之间的混合被抑制，超视界扰动可以近似分析。我们发现，矢量扰动的度规衰减指数，但标量和张量模式可以保持弱耦合的整个演化。因此，矢量暴胀可以在CMB中产生标量模和张量模的显著相关。对于真实模型，影响相当小，但不可忽略。
2009-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar Perturbations and Induced Gravitational Waves from First-Order Phase Transitions in Lattice Simulations
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学国际理论物理中心（亚太地区））；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学太极引力波宇宙实验室）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院）；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（中国科学院大学）；Tsung-Dao Lee Institute and School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所与物理与天文学院）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文通过三维格点模拟，首次全面计算一阶相变产生的标量扰动功率谱和引力波能谱，发现其他源贡献可超标量场1/3，为探测相变提供更精确数值结果。
2026-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Four-point Correlator in Multifield Inflation, the Operator Product Expansion and the Symmetries of de Sitter
研究了宇宙学扰动来源于光标量场而非暴胀子的多场暴胀模型。我们利用算子乘积展开和de Sitter时期的部分对称性来描述压缩极限下的非高斯四点相关器。我们指出，它的贡献，从内在的非高斯性的光场在视界交叉可以大于通常研究的超视界尺度上产生的贡献，它具有不同的形状。我们的研究结果表明，在研究原始NG对真实观测的影响时，需要特别注意，例如暗物质晕的聚集。
2012-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the breakdown of the curvature perturbation ζ during reheating
在单标量场暴胀模型中，标准曲率微扰在超视界尺度下是守恒的，但在dΦ/dt=0时，即背景暴胀场的时间导数为零时，标准曲率微扰在再加热过程中发散。这是因为当dΦ/dt= 0时，共动规范φ=0（其中φ表示暴胀子微扰）会破裂。这个问题通常是绕过平均的暴胀子振荡，但严格地说，演变的暴胀子是不适定的数学。我们解决了这个问题的自由理论，通过引入一个家庭的光滑规范，仍然消除了暴胀波动的哈密顿形式主义，并给出了一个表现良好的曲率微扰，这是严格保守的超视界尺度。在线性化的水平上，这个守恒变量可以被用来明确地传播暴胀扰动从暴胀结束到随后的时期。我们讨论的影响，我们的结果的通货膨胀的预测。
2015-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum scalar fields in de Sitter space from the nonperturbative renormalization group
利用非微扰重整化群方法研究de Sitter空间中的标量场理论。我们计算的有效势的O（N）理论的局部势近似的泛函流方程，我们研究的发病曲率引起的量子涨落逐步整合出从超视界尺度。这导致原始动作的降维为有效的零维欧几里得理论。我们证明了后者既等价于Starobinsky和Yokoyama的随机方法的晚时平衡态，也等价于欧氏de Sitter空间上零模的有效理论。我们调查的直接后果，这种降维：对称性恢复和动态质量生成。
2015-09-29 gr-qc hep-ph hep-th
Loops in reheating and cosmological perturbations
我们证明了在标量场暴胀模型中，对应于暴胀子衰变的再加热中的环修正可以引起曲率扰动的非平凡超视界演化。当衰变通过参数共振发生时，这种效应变得突出，甚至表明微扰理论的崩溃，正如我们在一个特定的模型中所证明的那样。
2014-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Transformation of Primordial Cosmological Perturbations Under the General Extended Disformal Transformation
原始的宇宙学扰动是暴胀和随后的动力学过程所培育的种子，最终导致了现在的宇宙。本文研究了规范不变标量和张量扰动在广义非形式变换$g_{μν} \rightarrow A(X,Y,Z)g_{μν} + Φ_μΦ_ν$下的行为，其中$X \equiv -\tfrac{1}{2}ϕ^{;μ}ϕ_{;μ}, Y \equiv ϕ^{;μ}X_{;μ}, Z \equiv X^{;μ}X_{;μ} $和$Φ_μ\equiv Cϕ_{;μ} + DX_{;μ}$，$C$和$D$是$(ϕ,X,Y,Z)$的一般泛函.我们发现在这种变换下，张量扰动是不变的。另一方面，标量曲率扰动只接受了保形项的修正;它至少在线性阶以下与非形式项无关。在完整的Horndeski理论的框架内，校正项变成线性依赖于规范不变的同动密度扰动及其一阶时间导数。在超视界极限，所有这些修正项消失，只剩下原来的标量曲率扰动。换句话说，在完全Horndeski理论的背景下，它在超视界极限的一般扩展非形式变换下是不变的。我们的工作包括一系列关于原始宇宙学扰动的变换或不变性的研究，在我们的一般扩展非形式变换下推广了他们的结果。
2021-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from self-ordering scalar fields
在早期宇宙中，只要发生的过程足够剧烈，就会产生大量的引力波。这些引力波背景的光谱在亚视界尺度上已被广泛研究的文献。本文分析了产生时超视界尺度上的引力波谱的形状和振幅。这样的引力波是从随机取向的标量场的自排序中预期的，这些场可以在热相变期间或混合膨胀后的预热期间出现。我们发现，如果引力波源的行为只在哈勃时间的一小部分，在频率低于在生产时的膨胀率的引力波频谱表现为$Ω_{\rm GW}(f) \propto f^3$的振幅太小，无法观察到的引力波天文台，如LIGO，LISA或BBO。另一方面，如果源活动的时间长得多，直到一个给定的模式，最初是超视界（$kη_* \ll 1$），进入视界，对于$kη\gtrsim 1$，我们发现，引力波能量密度是频率无关的，即标度不变。此外，它的幅度为大统一体规模的情况下，原来是在BBO的范围和灵敏度和边缘检测的LIGO和LISA。这种新的引力波背景可以与暴胀过程中产生的引力波竞争，区分两者可能需要额外的信息。
2009-08-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on backreaction in dust universes
我们研究尘埃宇宙中的反作用，使用精确的方程，不依赖于微扰理论，集中在理论和观测的限制。特别是，我们讨论了最近的建议（在hep-th/0503117），超视界扰动可以解释目前的加速膨胀作为一个有用的例子，可以排除。我们注意到，对晚时加速的反作用解释必须涉及空间曲率和视界下的扰动。
2006-02-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Dynamics of super-horizon photons during inflation with vacuum polarization
研究了局域de Sitter宇宙中光子在极化真空中传播的渐近动力学。真空极化的起源是一个无质量的，最小耦合，标量，我们模型的单圈真空极化张量标量电动力学的波动。我们表明，超视界尺度上的电场的晚时间动力学接近艾里振子。另一方面，磁场振幅渐近地接近一个非零常数（加上一个指数小的振荡分量），这是抑制相对于初始（真空）振幅。这意味着渐近光子动力学比大质量光子服从局部Proca方程的动力学更复杂。
2003-10-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Spatial anisotropies from long wavelength scalar and tensor modes
研究平坦FLRW宇宙中超视界标量与张量绝热模式的联合演化，导出保持Bianchi I、V、IX型对称性的有效度规，揭示标量扰动引发曲率、张量扰动产生剪切。
2025-04-01 gr-qc
Perturbation Spectra and Renormalization-Group Techniques in Double-Field Inflation and Quantum Gravity Cosmology
我们通过耦合量子引力（即，具有$C^{2}$的假子规定/投影的理论$R+R^{2}+C^{2}$）到具有二次势的标量场。我们发现，存在一个微扰制度，可以描述的渐近德西特，宇宙RG流在两个耦合。由于两个标量自由度以非平凡的方式混合，绝热扰动和等曲率扰动在超视界尺度上不是RG不变的。通过使用RG不变性作为指导原则，可以识别正确的扰动。我们分别计算了NNLL和NLL阶张量和标量扰动的功率谱。RG不变性的一个意想不到的结果是理论仍然具有预测性。事实上，标量混合只影响次主导修正，因此单场暴胀的量子引力预言被证实为主导阶。
2021-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservation of the nonlinear curvature perturbation in generic single-field inflation
我们知道，如果压力只是能量密度的函数（即，如果微扰是纯绝热的），那么在超视界尺度上的均匀能量密度（或共动或均匀哈勃）切片上的曲率微扰守恒到完全非线性阶，而与引力理论无关。在这里，我们明确表明，同样的守恒适用于一个单一的标量场占主导地位的宇宙，提供了该领域是在一个吸引子制度，一个非常一般的一类标量场理论。然而，我们也表明，如果标量场方程包含的度规的二阶时间导数，在伽利略理论的情况下，一个调用的引力场方程，以显示守恒。
2011-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
One-loop graviton corrections to the curvature perturbation from inflation
我们计算单场慢卷暴胀中引力子和暴胀子相互作用引起的曲率扰动功率谱的单圈修正。计算了视界穿越前后引力子对暴胀子场功率谱的量子修正，并通过delta-N形式在超视界尺度上得到了它们对曲率微扰的影响.指出张量模的单圈修正与标量自相互作用的单圈修正具有相同的量级，因此在自洽计算中不能忽略。
2008-11-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Adiabaticity and gravity theory independent conservation laws for cosmological perturbations
我们仔细研究了绝热性对宇宙学扰动行为的影响。非绝热性有三种相似但不同的定义：一种适用于热力学流体$δP_{nad}$，另一种适用于一般物质场$δP_{c,nad}$，最后一种只适用于超视界尺度。如果$c_s^2=c_w^2$，则前两个定义一致，其中$c_s$是扰动的传播速度，而$c_w^2=\dot P/\dotρ$。假定绝热性为一般意义下的$δP_{c,nad}=0$，我们仅用动量守恒，导出了对任何引力理论中的任意物质场都适用的同动剪切$A_c$中的流逝函数与$δP_{nad}$之间的关系.这一关系意味着，只要有$c_s\neq c_w$，对任何引力理论，对任何物质场，只要有$δP_{nad}=0$近似，其均匀密度、随动和本征时间切片都近似一致。在广义相对论的情况下，这给出了超视界尺度上的同动曲率微扰$R_c$和均匀密度曲率微扰$ζ$之间的等价性及其守恒性。然后，我们考虑一个例子，其中$c_w=c_s$，其中$δP_{nad}=δP_{c,nad}=0$确切，但$R_c$和$ζ$之间的等价性不再成立。即我们考虑所谓的超慢卷通货膨胀。在这种情况下，$R_c$和$ζ$都不保守。特别是，对于$ζ$，我们发现，它是至关重要的，以考虑次领先的顺序项在$ζ$的空间梯度展开，以显示其不守恒，即使在超视界尺度。这是绝热性（在热力学意义上）并不总是足以确保$R_c$或$ζ$守恒的事实的一个例子。
2016-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Application of beyond $δN$ formalism -- Varying sound speed
我们采用空间梯度展开的方法研究了曲率扰动在超视界尺度上的演化，并证明了非线性理论（称为超越$δN$ -形式主义）是展开的下一个主导阶.作为对单个标量场形式的一个应用，我们研究了声速变化的情况。在我们的形式主义，我们可以处理的时间演化相反，$δN$ -形式主义，其中曲率扰动保持不变，和非线性曲率扰动遵循简单的主方程，其形式是类似的线性理论。因此，双谱的计算可以在展开式中的下一个前导阶中进行，与推导功率谱的情况类似。我们讨论了本地化的原始功率和双谱所产生的影响，在有限的持续时间内变化的声速。我们可以在等边双谱中看到一个局部特征，比如一个凸起。
2014-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phantom expansion with non-linear Schrödinger-type formulation of scalar field cosmology
本文以非线性薛定谔型（NLS）形式描述了正压流体正则标量场的非平坦标准Friedmann宇宙学，其中所有的宇宙动力学量都用薛定谔量表示，与不含时量子力学中的宇宙动力学量类似.我们假设膨胀是超快的，即幻影膨胀。我们报道了标量场宇宙学中所有的薛定谔类量。对有效状态方程系数进行了分析和说明。我们表明，在一个非平坦的宇宙中，没有固定的$w_{\rm eff}$值的幻影划分。在一个非平坦的宇宙中，即使是$w_{\rm eff} > -1$，膨胀也可能是幻影。此外，在开放宇宙中，即使有$w_{\rm eff} > 0$也会发生幻影膨胀。我们还报告了非平坦宇宙中的Friedmann公式和NLS公式框架内的标量场精确解。
2009-05-18 astro-ph gr-qc hep-th
Evolution of Cosmological Perturbations in the Universe dominated by Resonant Scalar Fields
本文作者最近提出了一个多振荡标量场支配宇宙演化的哈密顿公式，并应用于研究标量场具有不可分质量时超视界尺度上宇宙学扰动的演化。本文将这一分析推广到标量场的质量近似满足共振关系的情形。在这种情况下，系统的作用角变量可以分为快速变化的变量和缓慢变化的变量。我们表明，经过适当的正则变换，依赖于快速变化的角度变量的哈密顿量的一部分可以忽略不计的小，使系统的动态可以有效地确定由截断的哈密顿量，描述了一个封闭的动态的缓慢变化的变量。利用这一提法，我们表明，系统是不稳定的，如果这个截断的哈密顿系统有双曲不动点，因此，系统的扰动的Barnut参数的增长。
2004-11-17 gr-qc
Scale-invariant perturbations from NEC violation: A new variant of Galilean Genesis
我们提出了一个新的分支伽利略成因的情况下，作为替代通货膨胀，宇宙开始从闵可夫斯基在渐近过去的零能量条件（NEC）的严重违反膨胀。这个变体由霍恩代斯基标量-张量理论中的几个函数和参数描述，与现有的创世记模型共享相同的背景动力学，但原始量子涨落的性质非常不同。在某些情况下，张量扰动在超视界尺度上增长。张量功率谱可以是红色、蓝色或尺度不变的，这取决于模型，而标量扰动几乎是尺度不变的。这与典型的违反NEC的宇宙学形成鲜明对比，其中产生了蓝色张量倾斜。虽然原始张量和标量谱都几乎是尺度不变的，就像在暴胀场景中一样，但我们的伽利略创世记变体中的一致性关系是非标准的。
2017-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large scale quantum entanglement in de Sitter spacetime
研究了在Bunch-Davies真空下de Sitter空间中两个对称空间区域之间的量子纠缠.作为一种用于数值模拟的标量场的离散化模型，我们考虑一种谐波链模型。利用标量场的粗粒变量，通过检验量子化两个区域之间纠缠的负性的单偶关系，证明了超视界尺度下多体纠缠的存在.此外，我们考虑了该模型的连续限制，没有粗粒化，并发现非零值的对数负值存在，即使两个空间区域之间的距离大于哈勃视界尺度。
2018-07-11 gr-qc quant-ph
