Conceptual issues in quantum cosmology
我给出了一个量子宇宙学理论中出现的概念问题的评论。我首先强调普通量子理论的一些特征，这些特征在理解量子宇宙学中也起着至关重要的作用。然后，我给出了为什么时空不能在最基本的层次上被经典地对待的动机。量子宇宙学中的两个重要问题--时间问题和边界条件的作用--在一定程度上进行了讨论。最后，我讨论如何经典时空可以恢复作为一个近似的概念。这涉及到半经典近似和退相干过程的应用。后者既适用于整体自由度，也适用于暴胀宇宙中的原始涨落。
1999-06-24 gr-qc
Star product approach for Loop Quantum Cosmology
引导最近的事态发展，实现变形量子化计划内的圈量子宇宙学（LQC）形式主义，在本文中，我们解决了引进的积分和微分表示的LQC的星产品。为此，我们考虑定义在玻尔紧化的实数上的圆柱函数的Weyl量子化映射。积分表示包含了所有的共同性质，表征了一个明星产品，在这里研究的情况下，代表了通常的点态产品的圆柱函数的变形。我们的构造也允许与Moyal积的积分表示直接比较，通过明智地替换识别这种表示的适当字符，可以从我们的公式中复制Moyal积的积分表示。此外，我们引入了一个合适的星换向器，正确地再现了量子表示的完整通量代数LQC，并在适当的限制，完整通量经典泊松代数出现在宇宙学设置。最后，我们提出了一种自然的方式来获得LQC中的量子动力学演化在这个星换向器柱函数以及差分表示的星产品使用离散有限差分。我们希望我们的研究结果可能有助于更好地理解LQC计划中出现的某些问题，特别是那些与半经典极限和量子态的动力学演化有关的问题。
2022-10-03 gr-qc math-ph math.MP
Adiabatic approach to the trans-Planckian problem in Loop Quantum Cosmology
本研究在混合圈量子宇宙学框架下，通过引入修正色散关系分析跨普朗克标量模式的动力学，发现跨普朗克问题的存在性依赖于具体的暴胀模型。
2024-06-19 gr-qc
Expanding space, redshifts, and rigidity: Conceptual issues in cosmology
我检查弯曲时空中光子红移的解释，作为引力或多普勒的起源。在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克时空中，共动观测者之间的红移通常归因于“膨胀的空间”，而在史瓦西时空中，静态观测者之间的红移归因于“引力”原因。然而，许多作者提出，自由下落的观测者同余会将任何红移解释为多普勒效应，而刚性同余则必须将其解释为引力效应，因为没有相对运动。我通过明确地为上述时空中的刚体运动构造坐标系来实现这个提议。这包括对弯曲时空中依赖于曲率的距离测量的广泛分析。我还介绍了林德勒加速，米尔恩模型，和牛顿宇宙学。
2019-11-13 gr-qc
Scalar and tensor perturbations in loop quantum cosmology: High-order corrections
圈量子宇宙学（LQC）为广义相对论暴胀模型中的反普朗克问题和初始奇点提供了有希望的解决方案。一般来说，由于量子化方法的不同，LQC涉及两种类型的量子校正，完整性和逆体积，对宇宙学背景演化和微扰。本文利用{ \em三阶一致渐近近似}，在LQC的框架下，在这些量子修正下，明确地导出了慢卷暴胀的观测量.我们计算功率谱，谱指数，并运行的标量和张量扰动的谱指数，从而得到张量标量比。当暴胀模式穿过哈勃视界时，我们展开所有的观测量。由于三阶一致渐近逼近的误差上界为$\lesssim 0.15\%$，因此这些结果是迄今为止文献中得到的最精确的结果。它还表明，与逆体积校正，标量和张量谱表现出偏离通常的形状在大尺度。然后，利用普朗克，BAO和SN数据，我们得到了新的约束量子引力效应的LQC校正，并发现这种影响可能在即将到来的实验检测。
2015-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Loop Quantum Cosmology: Anisotropy and singularity resolution
在这篇文章中，我们考虑了不同均匀模型的圈量子宇宙学（LQC）中的奇点分辨率问题。我们提出的数值演化的有效方程的各向同性以及各向异性的宇宙学，有和没有空间曲率。为了解决这个问题的奇异性决议，我们研究的时间演化的几何和曲率不变量，产生信息的半经典时空几何。我们讨论了各种初始条件下的通用行为。最后，我们表明，来自圈量子宇宙学的修改意味着在真空Bianchi IX模型的非混沌有效行为。
2012-12-03 gr-qc
Covariant Effective Action for Loop Quantum Cosmology from Order Reduction
圈量子宇宙学（LQC）似乎预测修改后的有效弗里德曼方程没有额外的自由度。一个难题出现，如果一个决定寻求一个协变的有效行动，这将导致给定的弗里德曼方程：爱因斯坦-希尔伯特行动是唯一的行动，导致二阶场方程，因此，不存在协变的行动，根据度量变化，导致修改弗里德曼方程没有额外的自由度。结果表明，至少各向同性模型在LQC，这个问题是自然解决和协变有效的行动，可以发现，如果一个考虑高阶理论的重力，但忠实地遵循有效场论技术。然而，我们的分析也提出了怀疑是否可以找到一个没有背景结构的协变描述各向异性模型。
2009-02-26 astro-ph gr-qc hep-th
Conceptual issues in combining general relativity and quantum theory
广义相对论和量子理论的原则之间的冲突点突出。我认为，目前的语言QFT是不足以处理重力和审查试图确定的一些功能，这是可能出现在正确的理论量子引力。
1998-12-02 astro-ph gr-qc hep-th
Some conceptual issues in loop quantum cosmology
圈量子引力是一个成熟的理论。为了在宇宙学中进行明确的计算，有必要根据宇宙学背景的对称性进行假设和简化。对称性约化在处理宇宙学扰动时尤其重要。本文回顾了几种方法来建立一个一致的形式主义，描述量子时空的扰动动力学的问题，并试图解决各自的优点和缺点。我们还回顾了圈量子宇宙学的主要开放问题。
2016-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Semiclassical Limit of Loop Quantum Cosmology
考虑圈量子宇宙学中k=0的Friedman-Robertson-Walker（FRW）模型，探讨其半经典极限问题.该模型是完全可解的，并允许我们构建解析（高斯）相干态的解决方案，为空间上的每个点的经典状态。我们提出的物理标准，选择从这些相干态，那些显示半经典的行为，并研究它们的性质在深普朗克制度。此外，我们考虑了广义压缩态，并将其与高斯态进行了比较。的问题的半经典保存反弹的研究，并被证明是通用的所有考虑的国家。最后，我们评论这些结果的一些影响，取决于空间切片的拓扑结构。特别是，我们考虑的问题的恢复，在我们的类的状态，在经典的描述系统的空间拓扑结构是非紧凑的缩放对称性。
2012-08-27 gr-qc
Loop quantum cosmology of k=1 FLRW: Effects of inverse volume corrections
从两种量子化方法的角度考虑了圈量子宇宙学中k=1的Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）模型.我们把注意力集中在量子化过程中所谓的“逆校正”的存在。我们推导了相应的量子约束算子，并详细研究了基于开完整性的两种量子化的量子哈密顿约束的自伴性问题.此外，我们详细分析了由此产生的有效理论，特别注意的问题，如不同的标量观测量，如能量密度和膨胀的有界性。我们发现，列入逆校正解决了以前的形式主义，即无界的能量密度和膨胀附近的反弹在全（有效）相空间的主要不良特征之一。我们简要地评论这一新功能的可能后果。
2013-07-26 gr-qc
Quantum Reduced Loop Gravity with matter: eigenvectors of the Hamiltonian operator in isotropic cosmology
引入一种新的方法，我们演示了如何减少运营商的行动，可以得出不诉诸再耦合理论，以及他们如何准确地再现量子约化圈引力（QRLG）的标准方法中获得的结果。这在处理物质场与重力的耦合时处理体积算子时特别相关。除了加强QRLG和圈量子宇宙学（LQC）之间的密切联系，这一过程也揭示了新的光的问题，如何提取连续极限，而不诉诸大- $j$扩展，从而指向一个新的方法来解决这个问题。
2020-07-03 gr-qc
Conceptual Issues for Noncommutative Gravity on Algebras and Finite Sets
我们讨论了一些问题，以解决在一个明确的非交换黎曼几何，概括传统的几何量子域和离散域。这也为我们1997年基于量子群标架丛的公式提供了一个介绍。本文概述了在基本“量子流形”和结构群上用一般微分学得到的定域公式，并讨论了用非普适演算得到的规范变换、Dirac算子、Levi-Civita条件、Ricci张量等问题。作为一个应用，我们概述了量子测量的内在或相对理论，并提出它作为一个可能的框架来探索量子系统中的引力和熵之间的联系。
2000-06-20 gr-qc hep-th math.QA
Probability of Inflation in Loop Quantum Cosmology
早期宇宙的暴胀模型提供了形成大尺度结构的自然机制。这一成功将自然性的问题带到了最前沿：一个足够长的慢滚暴胀是否一般地发生，或者它是否需要对初始参数进行仔细的微调？近年来，在这个问题上有相当大的争议。特别是，对于二次势，考夫曼、林德和穆哈诺夫认为至少有65个e折叠的暴胀概率接近1，而吉本斯和图罗克则认为这个概率被~ $\10^{-85}$的因子抑制。我们首先澄清，这种截然不同的预测可能会出现，因为所需的测量空间的解决方案是内在的模糊性在广义相对论。然后，我们表明，这种模糊性可以很自然地解决在圈量子宇宙学（LQC），因为大爆炸是由一个大的反弹和反弹面可以用来引入必要的结构，指定一个满意的措施。本文的第二个目标是提出一个详细的分析，使用分析和数值方法的LQC的暴胀动力学。通过将这些信息与空间的解决方案的措施相结合，我们解决了一个尖锐的问题比那些在文献中研究：什么是一个足够长的慢卷通货膨胀的概率是兼容的七年WMAP数据？我们证明概率非常接近1。这些材料是如此的有组织，以至于那些对LQC中的暴胀动力学比与测度相关的微妙之处更感兴趣的宇宙学家可以跳过这些材料而不会失去连续性。
2011-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Path integrals for the relativistic particle: Some conceptual and pedagogical comments
在我的量子场论教科书\cite{tpqft}和最近的一篇论文\cite{tpejc2018}中，我提倡用晶格正则化方法来定义相对论粒子的路径积分，使用的是包含平方根的非二次作用量。我还提供了一个解释这个结果的雅可比作用原理。本说明澄清了与这一方法有关的若干概念和教学问题，并强调了这一结果导致的一些有趣的未决问题。
2019-01-15 gr-qc hep-th
The status of Quantum Geometry in the dynamical sector of Loop Quantum Cosmology
这封信的动机是最近的论文由迪特里希和蒂曼，分别由罗维利讨论的地位，量子几何的动力部门圈量子引力。由于本文考虑的是模型的例子，我们也研究了一个例子的情况下，即在环量子宇宙学模型的空间各向同性宇宙的问题。我们推导出Rovelli-Thiemann-Ditrich部分观测值对应的量子几何运营商的LQC在两个希尔伯特空间：运动学的一个，分别是物理希尔伯特空间的解决方案的量子约束。我们发现，量子几何可以用来表征物理解，并且量子几何的算子保留了它们的许多运动学性质。
2007-09-29 gr-qc hep-th
A new look at scalar perturbations in loop quantum cosmology: (un)deformed algebra approach using self dual variables
利用自对偶Ashtekar变量，以协变的方式重新研究了圈量子宇宙学（LQC）中的标量宇宙学扰动.对于实值Ashtekar-Barbero变量，这种“变形代数”方法已被证明可以以一致的方式从回路量子引力（LQG）中实现完整性校正，尽管在此过程中变形了修改后的约束代数。这种变形具有严重的概念上的后果，而不仅仅是作为一个有效的“签名改变”在深量子制度。在本文中，我们表明，工作与自对偶变量导致一个未变形的代数超曲面变形，即使在包括完整性校正的有效约束。作为一个必要的结果，超纯约束拾取非微扰量子修正，从而暗示了底层时空结构的修改，与LQG中（空间）超纯的通常处理相比，这是一个新的成分。这项工作扩展了球对称重力耦合到标量场的背景下获得的类似结果，这表明自对偶变量可能比它们的真实对应物更适合于处理非均匀LQG模型。
2016-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Particle creation, classicality and related issues in quantum field theory: I. Formalism and toy models
频率依赖于时间的谐振子的量子理论在许多重要的物理问题中产生，特别是在外部背景下的量子场论研究中。虽然这个系统的数学是简单的，但在这样的研究中出现了几个概念问题。我们提出了一个一般的形式主义，以解决一些概念性的问题，如经典的出现，粒子内容的定义，反反应等。特别是，我们参数化的波函数方面的一个复杂的数字（我们称之为激发参数），并表示所有的物理相关的数量。许多的概念-如粒子数密度，有效拉格朗日等，这通常是使用渐近的输入输出状态定义-广义的时间依赖的概念，我们表明，这些广义的定义导致有用的和合理的结果。在发展了一般形式主义之后，我们将其应用于几个例子。精确的解析表达式被发现为一个特定的玩具模型和近似的解析解得到极端情况下的绝热和高度非绝热的演变。然后，我们计算出各种模型的精确结果，并将其与解析结果和近似值进行比较。形式主义是有用的，在解决问题的出现经典的量子态，它的关系，粒子生产和澄清几个概念问题与此相关。在论文II（arXiv：0708.1237），这是一个续集，形式主义将被应用于分析相应的问题，在背景宇宙模型和电场的背景下，量子场论。
2007-08-09 astro-ph gr-qc hep-th
Phenomenological implications of modified loop cosmologies: an overview
在本文中，我们首先提供了一个简短的回顾的有效动力学的两个最近研究的模型修改的圈量子宇宙学（mLQCs），这产生于不同的正则化的哈密顿约束，并显示了鲁棒性的大爆炸奇异性的通用解决方案，取代了量子反弹由于非微扰普朗克尺度效应。与圈量子宇宙学（LQC）一样，在这些修改的模型中，慢卷暴胀一般都会发生。我们考虑了宇宙学扰动的dressed和hybrid方法，并澄清了一些微妙的问题，关于扩展的有效潜力的标量微扰量子反弹，和初始条件的选择的模糊性。这两个修改后的正则化产生的原始功率谱是一致的，与当前的观测Starobinsky潜在的框架内的穿着或混合的方法。但原始功率谱的差异之间的mLQC和LQC。此外，对于mLQC-I，在红外和振荡制度中，着装和混合方法之间出现了显著的差异。虽然这两个修改后的模型之间的差异可以归因于普朗克尺度物理的差异，允许的初始条件的选择和两种微扰方法之间的差异已首次报道。所有这些差异，由于不同的正则化或不同的扰动方法，原则上可以观察到的非高斯性。
2021-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structural Issues in Quantum Gravity
一个话语，非技术性的，分析了一些基本问题，出现在几乎任何方法量子引力，以及如何这些问题的立场，在该领域的最新发展。具体的主题包括经典广义相对论和标准量子理论的概念和数学结构的适用性。在讨论之前，我们先简要回顾了过去25年来量子引力的研究历史，最后对未来的理论进行了推测。
1995-10-31 gr-qc hep-th quant-ph
Space and Time as Containers of the "Physical Material World" with some Conceptual and Epistemological Consequences in Modern Physics
一门特殊的科学不仅由它的研究对象来定义，而且还由它研究同一对象的观点和方法来定义。以空间和时间为例，我们在这里的主要目的是提出一种几乎被遗忘的科学概念，这种概念存在于许多学说中，这些学说主要寻求（但不仅仅是）定性和综合的知识，而不是像现代物理学那样寻求定量和分析的知识。后一种观点被认为是非常有限和分散的，留下了许多科学问题和答案，而前者开辟了对这些问题和许多其他问题的有价值和有趣的答案的道路。特别是，我们认为，空间和时间作为容器的概念，分别，机构和事件，澄清了许多概念和认识论问题的现代科学有关的物理物质世界。
2012-05-08 gr-qc physics.hist-ph
Atomism and Relationalism as guiding principles for Quantum Gravity
近年来，量子引力的研究取得了令人瞩目的发展，它与一些历史悠久的概念和哲学问题相互交叉。本文分析了圈量子引力发展的概念基础、它处理科学哲学经典问题的方式以及它所基于的主要方法论和哲学假设。特别是，我强调的重要性，原子论（在最广泛的意义上）和关系主义在理论的建设。
2013-09-05 gr-qc physics.hist-ph
Boundaries, frames and the issue of physical covariance
本文论证引力物理中的边界电荷、关系动力学与量子参考系属于同一研究计划，旨在超越理想化边界条件与参考系，刻画完全物理参考系间的物理协变性，并探讨观测者对客观性的影响。
2025-01-31 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Quantum Geometry and Black Holes
非微扰量子广义相对论提供了一个可能的框架，从基本的角度来分析与黑洞热力学相关的问题。在这方面的最新发展的教学帐户。重点是概念和结构问题，而不是技术上的微妙之处。本文是针对研究生和初级研究人员的。
1999-02-04 gr-qc hep-th
Interpretations of Quantum Theory in the Light of Modern Cosmology
与量子力学的解释有关的困难问题，特别是“测量问题”被重新审视，作为动力的过程中产生的结构从量子涨落在暴胀宇宙学。通过在宇宙学问题所建立的范式内考虑另一个以对称性为焦点的问题：莫特问题的简化版本，绕过了特定问题的不必要的数学复杂性，促进了概念问题的讨论。
2014-12-24 gr-qc quant-ph
Conceptual and Geometric Foundations for a Teleparallel Approach to Quantum Gravity
Dalhousie University（达尔豪斯大学）
本文回顾弯曲时空量子场论的局限性，提出基于共框架和自旋联络的teleparallel框架，以挠率替代曲率描述引力，为量子引力研究提供几何基础。
2026-06-08 gr-qc hep-th math-ph
Obtaining the Non-relativistic Quantum Mechanics from Quantum Field Theory: Issues, Folklores and Facts
给定一个非相对论粒子的经典动力学的哈密顿量或作用量，得到系统的非相对论量子力学（NRQM）是相对简单的。然而，这些基于哈密顿量或路径积分的标准方法在相对论粒子的情况下不起作用。因此，我们没有一个相对论性量子力学（RQM）的单粒子描述。相反，正确的方法需要将动力学变量从单个粒子的位置和动量转化为场及其正则动量。粒子与反粒子一起，以一种非常不平凡的方式作为场的激发重新出现。相对论性和非相对论性自由粒子需要采用完全不同的语言来描述，这意味着QFT的NRQM极限的获得在概念上是不平凡的。我用几种方法来研究这个限制（例如，哈密顿动力学，拉格朗日和哈密顿路径积分，场论描述等）并确定在这些方法中的每一种方法中，当人们试图从QFT获得NRQM时出现的确切问题。NRQM和QFT之间描述的二分法并不像有时声称的那样仅仅起源于哈密顿量的平方根或洛伦兹不变性的要求。真正的困难源于反粒子的必要存在，以确保相对论因果关系的特定概念。由于这些概念上的问题，事实证明，人们实际上不能通过任何适用于QFT的合理限制程序来获得NRQM的一些流行描述。为了以无缝的方式从QFT获得NRQM，有必要使用以更接近QFT的语言表达的NRQM。（节录）
2018-07-31 gr-qc hep-th
Philosophical Foundations of Loop Quantum Gravity
理解引力的量子方面不仅仅是方程和实验的问题。引力与空间和时间的结构密切相关，而理解量子引力要求我们找到一种概念结构，以便理解空间和时间的量子方面。在过去的几十年里，对这个问题的广泛讨论已经导致了一个清晰的概念图片，提供了一个连贯的概念基础，今天的圈量子引力。我们回顾这个基础，解决的问题，如空间和时间是紧急的意义上，局部性的概念，截断的作用，使物理计算上有限的图形，时间的问题，以及在量子引力的可观测量的表征。
2022-11-27 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Disappearance and emergence of space and time in quantum gravity
我们在微观尺度上讨论了连续时空消失的暗示。这些包括在引力的量子理论中对它们的离散性或基本非定域性的争论。我们讨论了这些想法是如何实现在特定的量子引力的方法。然后把问题转过来，我们认为连续空间和时间的出现从量子空间的离散的，前几何原子的集体行为，并理解时空作为一种“凝聚”，我们提出的情况下，这个出现过程是一个相变的结果，被称为“几何发生”。我们讨论了这种情况下的一些概念性问题和一般的涌现时空的想法。作为一个具体的例子，我们概述了量子引力的GFT框架，并说明了在这个框架中时空出现的尝试性过程。最后，我们根据这个具体的例子，重新审视涌现时空场景所提出的概念问题。
2013-02-12 gr-qc hep-th physics.hist-ph
On the backreaction issue for the black hole in de Sitter space-time
本文研究德西特-史瓦西时空中量子标量场对几何的反作用，通过二维模型近似计算应力-能量张量期望值，证明量子涨落会强烈修正时空几何。
2023-04-12 gr-qc hep-th
The time measurement problem in quantum cosmology
在引力量子化的规范方法中，人们经常使用相关的时钟变量和条件概率的解释来克服时间问题。在这篇文章中，我们表明，这些遭受严重的概念问题。
2017-05-19 gr-qc hep-th quant-ph
Same-diff? Conceptual similarities between gauge transformations and diffeomorphisms. Part II: Challenges to sophistication
下面的问题与我们对规范变量和物理可能性的理解密切相关：规范变换和时空同构如何被理解为对称性，它们在哪些方面是相似的，在哪些方面是不同的？我们在多大程度上有理由赞同不同的态度--现在被称为世故主义、黑格尔主义和淘汰主义--对每一种态度？这是讨论这个问题的四篇论文中的第二篇，也是围绕着我们对对称性和等价性的理解而展开的形而上学辩论最多的一篇。在本文中，我将提供两个必要的应用程序的对称性的处理称为“复杂性”，并表明，广义相对论和杨米尔斯理论满足这些必要的。对称性的第一个必要条件是数学上的，并且在第一篇论文中被证明对广义相对论和杨-米尔斯成立：（i）它们对应于两个理论模型的结构基集的自同构。在这里，我将把这一迫切需要扩展到更一般的理论。第二个必要条件是物理性的：（ii）必要条件（i）所指的一般结构类型是可公理化的，这种公理化可以用理论的基本物理谓词来表述。在本系列的第三篇论文中，我将提供第三个迫切需要解决的问题，这个问题超出了关于复杂性的标准辩论。
2022-10-26 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Levels of spacetime emergence in quantum gravity
我们探讨了时空出现在量子引力的问题，通过阐明几个层次，这可以是有意的。这些能级对应于恢复时空的经典和连续概念所需的重建移动，在更基本的量子引力描述中，时空在越来越深的意义上逐渐丢失。它们也可以被理解为一个不断扩大视角的过程中的连续步骤，在每一步中揭示新的细节和新的问题。每一级都确实带来新的技术问题和机会，并提出新的概念问题。这加深了关于时空性质的辩论，无论是在物理上还是在物理上。
2018-07-13 gr-qc hep-th physics.hist-ph
