Cosmology of multigravity
Teruki Hanada, Kazuhiko Shinoda, Kiyoshi Shiraishi
我们建立了一个非线性多重引力子理论。这一理论的应用宇宙学进行了讨论。我们发现，在这个理论的解决方案的比例因子重复加速和减速。
We have constructed a nonlinear multi-graviton theory. An application of this theory to cosmology is discussed. We found that scale factors in a solution for this theory repeat acceleration and deceleration.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Classical and Quantum Cosmology of Multigravity
最近，一个简单的闭合电路图上的多重引力子理论对应的离散化的$S^1$紧化的卡鲁扎-克莱因（KK）理论已被考虑。本文将这一理论推广到一般图上，并研究了一般图上的粒子模式。此外，我们将其推广到一个可能的基于Vierbein形式的非线性理论中，并研究了该理论中的经典和量子宇宙学解。我们发现，在这个理论的解决方案的比例因子重复加速和减速。
Effective Lagrangians and Universality Classes of Nonlinear Bigravity
我们讨论了多重引力的完全非线性公式。引入了描述多重引力最简单形式的双引力的有效拉格朗日量普适类的概念。我们表明，非线性多重引力理论可以自然地出现在几个不同的物理环境：膜配置，某些卡鲁扎-克莱因减少和一些非交换几何模型。形式和唯象方面的多重引力（包括问题的线性化理论的大质量引力子）进行了简要的讨论。
Elementary introduction to pre-big bang cosmology and to the relic graviton background
这是在{ \sl“VI Seminario Nazionale di Fisica Teorica”}上为研究生和本科生举办的一系列讲座的合同版（帕尔马，1997年9月），在第二届国际会议{ \sl“围绕处女座”}（比萨，1998年9月），并在第二届{ \sl SIGRAV}学校关于{ \sl“天体物理学中的引力波，宇宙学和弦论“}（中心“A。Volta”，Como，April 1999）。其目的是提供一个基本的，自成一体的介绍弦宇宙学，特别是在所谓的“前大爆炸”的情况下预测的遗迹宇宙引力子的背景。除了广义相对论和标准（暴胀）宇宙学的基本知识外，不需要特别的准备。所有必要的计算都在正文或附录中有详细的报告。如需对大爆炸前场景进行更深入、更完整的研究，感兴趣的读者请参阅更新的论文集，网址为{ \tt http：//www.to.infn.it/\~{}gasperin/}。
Kaluza-Klein gravitons are negative energy dust in brane cosmology
本文讨论了体度规扰动的Kaluza-Klein（KK）模对第二类Randall-Sundrum（RS II）型膜宇宙学的影响，并考虑了体和膜上可能的反反应. KK引力子可能是在我们的膜宇宙的德西特（dS）膨胀阶段通过量子涨落产生的。在一个有效的四维理论中，我们将作用量中的额外维度依赖性整合出来，KK引力子等价于质量为$m>3H/2$的膜上的大质量引力子，其中$H$代表dS膜的膨胀率。因此，即使是极少量KK引力子的产生，最终也可能对晚期膜宇宙学产生重大影响。作为量化KK引力子对膜的影响的第一步，我们计算了单个KK模的有效能量密度和压强。令人惊讶的是，我们发现KK模式的行为与宇宙尘埃的负能量密度的膜上。我们注意到，KK模的体能量密度是正定的，体中没有奇异现象。
The graviton background at early times in string cosmology
我们讨论了弦宇宙学预言的随机引力子背景的一些特殊性质。在普朗克时间，对于在引力波实验中更感兴趣的模型参数值，引力子的数密度比普朗克密度大，并且在小能量处达到峰值。大参数与弦相位的持续时间有关，是弦宇宙学的一个特征。典型的相互作用时间在参数上大于普朗克时间或弦时间。因此，引力子谱的形状不受普朗克时代热效应的影响，可以携带弦宇宙学所建议的大爆炸前阶段的信息。
On graviton production in braneworld cosmology
我们在一个五维的散装研究braneworlds，宇宙膨胀是模仿运动通过AdS $_5$。我们证明了在这种膜世界的晚期近似下，五维引力子约化为四维引力子。在远离物理膜的地方插入一个固定的调节膜，我们研究了由于膜的运动而产生的量子引力子。我们表明，大量的卡鲁扎-克莱因模式完全解耦的无质量模式，他们根本没有产生的限制，其中调节膜的位置去到无穷大。在低能量极限下，无质量的四维引力子服从通常的四维方程，因此也不是在辐射主导的宇宙中产生的。
Axions, Black Holes and the Detection of Gravitons: from Astrophysics to Cosmology
研究通过旋转黑洞附近的轴子云产生纠缠压缩引力子态，探讨其在天体物理和宇宙学中的探测可能性及对宇宙学参数的约束。
Instability of 1-loop superstring cosmology
稳定性分析的背景下，以前发现的非奇异宇宙学解决方案，从1圈校正超弦有效作用。我们发现该解在引力子模中具有不稳定性，这与通过能量条件避免初始奇异性有密切关系。我们还估计了背景解由于引力子的超优势而崩溃的条件。
Large volume quantum correction in loop quantum cosmology: Graviton illusion?
由大体积真空各向同性圈量子宇宙学导出的对爱因斯坦-希尔伯特哈密顿量的量子修正与量子化模糊参数无关。这里表明，这种修正可以被视为由于单圈“引力子”贡献而产生的有限体积引力卡西米尔能量。在真空情况下，次引导量子修正和在非真空情况下，甚至引导量子修正依赖于模糊参数。我们可以回想起，这些事实上是微扰量子引力的类似特征，众所周知，纯引力（在壳层上）是单圈有限的，而更高圈的贡献甚至不能重整化。这些来自非微扰量子化的量子修正的特征，揭示了一个主要的开放问题，即如何在量子引力的非微扰和微扰方法之间进行沟通。
Peak and end point of the relic graviton background in string cosmology
使用一般的参数，我们确定的端点频率和峰值能量密度的随机背景的重力波弦宇宙学预期的允许区域。我们提供了一个准确的估计所需的最小实验灵敏度检测到的Hz到GHz范围内的信号。
Graviton Spectra in String Cosmology
我们建议通过寻找遗迹引力子谱中的一个显著峰来揭示原始宇宙中弦时代的特征。在我们的特定模型中，这一特征终止了PDMATHAMM的增加，并引发了$ω^{-7}$的减少，它是在迄今为止被忽视的收缩通缩时代（或大爆炸前）和膨胀通胀时代（或大爆炸后）之间的标度因子的反弹过程中引起的。我们评估分析和数值的频率和强度的峰值，我们表明，他们可能会落入新一代干涉检测器的领域。峰值的存在与正则宇宙学中通常单调（增加或减少）的引力子谱不同;因此，它的检测将为弦宇宙学提供强有力的支持。
Graviton production in non-inflationary cosmology
我们讨论宇宙中无质量粒子的产生，宇宙从辐射主导的时代过渡到任何其他膨胀定律。我们详细计算了在过渡到物质主导时代的引力子的产生。我们表明，在标准辐射/物质过渡产生的引力子是可以忽略不计的。我们使用我们的结果来约束一个或多个以前的物质主导时代，或任何其他膨胀定律，这可能发生在早期宇宙中。我们还推导了早期物质主导时代对一般初始引力子谱的修改的一般公式。
Cosmology of a brane radiating gravitons into the extra dimension
我们以自洽的方式研究了体引力子的发射对嵌入在五维时空中的三膜的（均匀）宇宙学的影响。在低能区，我们恢复了众所周知的结果，即体积影响弗里德曼方程只通过辐射类项$\C/a^4$，称为暗辐射或外尔辐射。相比之下，在高能量区，我们发现外尔参数$\C$不再是常数，而是非常迅速地增长为$\C\propto a^4$。因此，今天的值$\C$是不是一个自由参数，通常认为，但是一个固定的数字，一般来说，这只取决于在高/低能量过渡的相对论自由度的数量。我们估计的外尔辐射量满足目前的核合成界限。
Graviton Mode Function in Inflationary Cosmology
我们考虑暴胀宇宙学中引力子的产生，把状态方程中的每一个变化时期近似为突然的，由此导出了一个简单的解析引力子模函数。我们用这个模函数计算了引力子谱能量密度和张量引起的宇宙微波背景各向异性。然后将结果与包含光滑辐射-物质相变的数值计算进行比较。我们发现，突然逼近是一个相当好的方法。此外，在确定模函数的频率范围和振幅时，我们引入了一个暴胀前辐射占优的历元，并采用了物理上合理的正则化方法。
Gravitons in One-Loop Quantum Cosmology: Correspondence Between Covariant and Non-Covariant Formalisms
分析了在量子宇宙学中高自旋场协变单圈计算与非协变单圈计算结果之间的差异。详细研究了由两个同心3-球围成的平坦欧氏背景的微扰量子引力，包括非物理自由度和鬼模，得到了与协变Schwinger-DeWitt方法一致的单圈振幅.这个计算提供了以前的分析的费米场和电磁场在一个循环的平坦的欧几里德背景承认一个定义良好的3+1分解的推广。
Graviton Self-Energy from Gravitons in Cosmology
虽然物质对引力子自能$-i[\mbox{}^{μν} Σ^{ρσ}](x;x')$的贡献必须分别在$x^μ$和${x'}^μ$上守恒，但引力子的贡献服从较弱的沃德恒等式的约束，这涉及到两个坐标上的发散。在一般均匀和各向同性的背景下，这导致物质贡献只有四个结构函数，但引力子贡献有九个结构函数。我们提出了一个方便的参数化这九个结构功能。我们也适用于形式主义明确的一个循环计算的$-i[\mbox{}^{μν} Σ^{ρσ}](x;x')$德西特背景下，一个贡献从一个无质量，最小耦合标量和其他的贡献从引力子在最简单的规范。我们还专门的线性化，量子校正爱因斯坦方程的引力子模式功能和引力响应的质点。
Relic gravitons as the observable for Loop Quantum Cosmology
在本文中，我们研究张量模式的微扰宇宙所管辖的圈量子宇宙学。我们推导了张量模的方程，并研究了量子修正的数值效应。研究表明，张量模的超绝热放大区域比经典情况小。在忽略对张量模方程的量子修正和保持基本的圈动力学的情况下，我们解析地研究了引力子的产生。我们计算了圈量子引力诱导的超暴胀阶段的张量扰动的功率谱。获得的主要结果是引力子的光谱，产生于宇宙从量子到经典的过渡状态。所获得的光谱的特征在于一个硬分支。数值计算结果表明，$ν_{\text{max}}$频率与量子数有很强的相关性.对于最高频率，参数$Ω_{\text{gw}}(ν_{\text{max}})$甚至接近于$\sim 10^{-1}$。我们将我们的结果与激光干涉引力波天文台（LIGO）的最新限制进行比较，发现在早期宇宙中测试量子效应是可能的。
Quantum Effects In Cosmology
内容：导言。宇宙的现状。我们能从一个完整的宇宙学理论中期待什么？宇宙学中的量子效应概述。经典波的参量（超绝热）放大。暴胀宇宙中的引力子产生。谐振子的量子态。遗迹引力子的压缩量子态与原初密度微扰。量子宇宙学，微超空间模型和暴胀。从经典解空间到波函数空间。从“无”论量子隧穿的可能性。充盈持续时间
Dynamical analysis of the cosmology of mass-varying massive gravity
研究了引力子质量由滚动标量场给出且随时间变化的广义非线性质量引力模型的宇宙演化。通过动力学分析，我们得到了该系统的临界点，并研究了它们的稳定性。根据这些临界点是否与传统的广义相对论中得到的临界点一致，可以将它们分为两类。我们讨论了相关临界点的宇宙学含义。
Graviton production in anti-de Sitter braneworld cosmology: A fully consistent treatment of the boundary condition
在我们两人最近的工作中，[Durrer & Ruser，PRL 99，071601（2007）; Ruser & Durrer PRD 76，104014（2007）]，考虑了在一个五维体中由于移动的时空边界（膜世界）而产生的引力子。就像导电板的存在改变了电磁真空一样，膜的存在改变了引力子真空。随着膜的移动，真空的时间依赖性通过所谓的“动态卡西米尔效应”导致粒子的产生。在我们以前的工作中，忽略了边界条件中与膜速度成线性关系的一项。在这项工作中，我们开发了一种新的方法，克服了这种近似。我们表明，以前的结果是没有修改，如果膜速度低。
Multi-messenger lensing time delay as a probe of the graviton mass
本文利用多信使引力透镜时间延迟探测引力子质量，提出了一种新的约束方法，且结果独立于透镜模型、波形模型和宇宙学参数。
Variable-Speed-of-Light Cosmology from Brane World Scenario
我们认为，在兰德尔-桑德拉姆方案的TeV膜上的四维宇宙采取克莱顿和莫法特的双度规结构，引力子的速度比光子快，而辐射子随时间变化。我们证明了这样的膜世界双度规模型，从而解决了平坦性和宇宙学常数问题，只要引力子的速度下降到今天的值足够快。其他宇宙学问题的解决，如视界问题和黑洞问题，需要通过暴胀来补充，这可以通过辐射场来实现，只要辐射势满足慢滚近似。
A Match Made in Heaven: Linking Observables in Inflationary Cosmology
研究早期宇宙可观测量是否独立，发现膨胀扰动理论中奇偶性奇 sector 中的可观测量并非独立，通过动态陈-西蒙斯引力理论推导出三阶关联函数的表达式，将其表示为双阶谱的二次组合。
Spectrum of relic gravitational waves in string cosmology
我们计算了弦宇宙学模型中残余引力子的谱。在低和高频率的限制，我们重现已知的结果。然而，完整的光谱也显示了一系列的振荡，这些振荡可能会在计划中的LIGO/VIRGO探测器上产生特征信号。对于模型参数的特殊值，信号已经在LIGO和VIRGO可访问的频率处达到最大值，并且接近第一代实验的灵敏度。
Holographic RG and Cosmology in Theories with Quasi-Localized Gravity
本文研究了具有准定域引力的膜理论的长距离行为。大尺度下的五维有效理论是由全息重整化群流导出的。正如直觉所预期的，引力子在中等尺度下实际上是四维的，在大尺度下变成五维的。然而，在全息有效理论中，基本上4D的辐射子在长距离处占主导地位，并产生标量反引力。全息描述表明，在大的距离GRS模型是等效的模型最近提出的Dvali，Gabadadze和Porrati（DGP），其中一个无张力膜嵌入到5D闵可夫斯基空间，与额外的诱导4D爱因斯坦-希尔伯特项上的膜。在全息描述中，GRS模型的辐射子自动地定域在无张力膜上，并提供了消除DGP模型的额外引力子极化所必需的幽灵场。因此，在这些理论之间存在着一种全息对偶。这种分析提供了对GRS模型如何在中间尺度下工作的物理见解;特别是它揭示了引力子共振宽度的大小，并且还演示了全息RG如何用作计算的实用工具。
Addressing the Hubble tension in Yukawa cosmology?
该研究利用引力子波长的不确定性关系解释哈勃常数随红移的变化，指出哈勃张力源于测量固有的量子力学限制，并暗示引力子质量可能随尺度变化。
Horava-Lifshitz Cosmology: A Review
本文评述了Horava最近提出的幂次计数可重整引力理论的基本结构和宇宙学意义。我们解释了：（i）在低能量下，这个理论并不能完全恢复广义相对论，而是模仿广义相对论加上暗物质;（ii）更高的空间曲率项允许弹跳和循环宇宙作为正则解;（iii）动力学临界指数z=3的各向异性标度解决了视界问题，并导致即使没有暴胀也是标度不变的宇宙学扰动。我们还评论有关的问题，称为标量引力子的额外标量自由度。特别是，对于球对称的，静态的，真空配置，我们证明了非微扰连续性的λ->1+0的限制，其中λ是一个参数的动力学行动和广义相对论的值λ =1。我们还导出了标量引力子不出现线性不稳定性的条件。
Gravitational Theory of Cosmology, Galaxies and Galaxy Clusters
修正的引力理论解释了早期宇宙和晚期宇宙学，星系和星系团动力学。修正的引力理论（MOG）扩展了广义相对论（GR）三个额外的自由度：标量场$G$，增强牛顿引力常数$G_N$的强度，引力，自旋1的矢量引力子场$ϕ_μ$，以及超轻自旋1引力子的有效质量$μ$。对于$t < t_{\rm rec}$，其中$t_{\rm rec}$表示复合和再电离的时间，矢量引力子的密度$ρ_ϕ> ρ_b$，其中$ρ_b$是重子的密度，而对于$t > t_{\rm rec}$，我们有$ρ_b > ρ_ϕ$。物质密度由$Ω_M=Ω_b+Ω_ϕ+Ω_r$参数化，其中$Ω_r=Ω_γ+Ω_ν$。对于由普朗克合作组得到的宇宙学参数值，CMB声振荡功率谱、偏振和透镜数据可以像$Λ$ CDM模型那样拟合。当重子密度$ρ_b$主导晚期宇宙时，MOG解释了星系旋转曲线，星系团的动力学，星系透镜和星系团物质功率谱没有主导暗物质。
Bounce and cyclic cosmology in extended nonlinear massive gravity
本文研究了在广义非线性大质量引力支配下的非奇异反弹和循环宇宙学演化，其中引力子质量被提升为标量场势。该理论的额外自由度可能导致某些能量条件的违反，并通过两种不同的机制驱动周期性：要么在给定的Stuckelberg标量函数下使用适当选择的标量场势，要么在给定的标量场势下使用适当选择的Stuckelberg标量函数。我们的分析表明，扩展的非线性大质量引力可以显著改变宇宙早期和晚期的演化。
Multi-Metric Gravity via Massive Gravity
本文给出了质量引力理论的一个推广，它包括三个动力学度量。结果表明，在线性水平上，该理论预言了一个无质量的自旋为2的场，它与另外两个有质量的相互作用的引力子是解耦的。在这种情况下，物质自然应该与无质量引力子耦合，这引入了一个优选的度量，即主要度量的平均值。该理论的宇宙学解表现出以质量为宇宙学常数的deSitter行为。令人惊讶的是，它缺乏任何非平凡的解决方案时，采取的度量之一是闵可夫斯基的，似乎加强了预测，这表明没有均匀的，各向同性和平坦的解决方案的标准大规模宇宙学。
A Caveat on Building Nonlocal Models of Cosmology
宇宙学的非定域模型可能来自引力子环对原初暴胀时期有效场方程的修正。虽然Schwinger-Keldysh形式主义会自动产生因果和守恒的有效场方程，但迄今为止提出的模型都是纯粹的唯象。两种技术已被用来生成因果和保守的场方程：要么改变不变的非局部有效作用，然后通过临时替换任何先进的格林函数与其推迟的对应物来执行因果关系，或者将因果非局部性引入场方程的一般近似中，然后执行保守。我们在这里指出，这两种技术访问非常不同的模型类别，它们中的任何一个都可能代表实际上从基础理论中产生的东西。
Using Cosmology to Establish the Quantization of Gravity
虽然广义相对论的许多方面已经得到了检验，量子动力学的一般原理要求它的量子化，但没有直接的证据。有人认为，开发对单个引力子敏感的探测器是不可能的，也许是不可能的。然而，我们在这里认为，由于早期宇宙暴胀产生的引力波的长波长随机背景，对宇宙微波背景偏振的测量将坚定地建立引力的量子化。
Cosmology in nonrelativistic general covariant theory of gravity
Horava和Melby-Thompson最近提出了Horava-Lifshitz引力理论的一个新版本，其中自旋为0的引力子通过引入牛顿预势$ϕ$和局域U（1）规范场$A$而被消除。本文首先导出了相应的哈密顿量、超动量约束、动力学方程以及在物质场存在下的$ϕ$和$A$方程。然后，我们将该理论应用于宇宙学，得到了修正的Friedmann方程和能量守恒定律，以及$ϕ$和$A$的方程。当空间曲率不为零时，存在暗辐射和刚性流体等项，从中可以构造出弹跳宇宙。我们还研究了具有任意空间曲率$k$的FRW宇宙的线性扰动，并导出了标量扰动的最一般公式。矢量和张量扰动与作者[A. Wang，Phys. Rev. D {\bf 82}，124063（2010）]在Sotiriou，Visser和Weinfurtner的设置中。将这些公式应用于闵可夫斯基背景，我们已经明确地表明，度规的标量和矢量微扰确实消失了，唯一剩下的模式是无质量的自旋2引力子。
Non-local gravity in D-dimensions: Propagator, entropy and bouncing Cosmology
我们提出的引力子传播的无穷衍生物，$D$维，非本地的行动，高达二次阶曲率周围的闵可夫斯基背景，并讨论了这类引力理论所需的条件是鬼免费的。然后，我们研究的引力熵的德西特和反德西特背景下，比较与最近推导出的结果为史瓦西黑洞，推广到任意$D$维，其中熵是简单地由面积法。为了更清楚地说明差异，采用了将熵分解成其$(r, t)$和球形分量的新方法。最后，我们讨论的de-Sitter熵的框架内的非奇异弹跳宇宙学。
Novel Instability in Superstring Cosmology
超弦理论作为引力量子理论最有希望的候选者，吸引了包括宇宙学家在内的众多研究者。人们期望在超弦理论的背景下避免宇宙学的初始奇点。事实上，安东尼亚迪斯等人。通过考虑弦单圈修正，发现了一个有趣的非奇异宇宙学解的例子。在这里，我们将讨论这个模型的稳定性，并发现一种新的不稳定性的引力子模式。我们还认为，这种不稳定性将继续存在，即使在非微扰制度。我们发现的不稳定性可能提供了一种产生原始黑洞的机制。
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