Philosophical aspects of modern cosmology
本文是对宇宙学哲学特刊的简短介绍，该特刊发表在2014年5月的《现代物理学历史与哲学研究》上。我简要地介绍了宇宙学的哲学，然后提供了一个简短的大纲的内容，论文在特刊。撰稿人是George Ellis、Dominico Giulini、Marc Lachièze-Rey、Helge Kragh、Jeremy Butterfield、Jean-Christophe Hamilton、Martín López-Corredoira、Brigitte Falkenburg、Robert Brandenberger和Chris Smeenk。最后，我对美学和宇宙学之间的关系做了一些评论。
2014-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Number counts, confusion, mapping issues and sky coverage analysis for radio continuum surveys through EMU Early Science, EMU-ASKAP, and WODAN especially for cosmology science goals
探索宇宙深处的真相是人类长期以来的目标。随着新技术和观测技术的发展，我们现在已经能够看到距离我们数十亿光年的物体。在这项研究中，我们将讨论射电天文学家在观测射电连续源时面临的一些挑战。我们将讨论与均方根噪声、混淆、位置精度、散粒噪声相关的问题，以及这些问题如何影响观测结果、数据分析和我们试图实现的科学目标。我们将主要集中在宇宙演化地图（EMU-ASKAP）的天空调查，EMU早期科学调查和韦斯特博克观测的深APERTIF北方天空（WODAN），为我们的研究。这项研究也将有助于未来的调查，如可能通过MeerKAT（如MIGHTEE）和SKA-1进行的连续调查。晚时间积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应探测是暗能量宇宙学的重要研究领域之一。我们将特别讨论如何技术，数据分析和映射问题，影响星系的密度依赖的科学目标，如检测晚时间综合萨克斯-沃尔夫（ISW）的影响，通过宽场无线电连续调查。
2021-07-21 astro-ph.CO
Scientific Realism and Primordial Cosmology
我们从现代宇宙学，特别是原初宇宙学，即对极早期宇宙的宇宙学研究的角度来讨论科学实在论。我们首先（第2节）声明我们对科学实在论的忠诚，并讨论宇宙学可能产生的关于它的见解，而不是“仅仅”提供哲学家可以评估的科学主张。特别是，我们讨论：宇宙学定律的想法，并确定全球时空结构的限制。然后，我们回顾一下我们现在所知道的关于早期宇宙的一些情况（第3节）：大致上，从大爆炸后的千分之一秒开始（！）。论文的其余部分讨论了两个关于原始宇宙学的问题，即非常早期的宇宙，这里的“非常早期”大致上意味着比大爆炸后的一秒早得多：比如说，不到$10^{-11}$秒。这两个问题都说明了对科学实在论的熟悉的哲学威胁，即在宇宙尺度上，数据对理论的决定性不足。第一个问题（第4节）是关于观测探测极早期宇宙的困难。更具体地说，困难在于确定假定的暴胀时期的细节。第二个问题（第5节）涉及确认假设多元宇宙的宇宙学理论的困难，即一组域（宇宙），其每个居民（如果有的话）不能直接观察到其他域，或以其他方式与其他域发生因果关系。这又与暴胀有关，因为许多暴胀模型都假设存在一个多元宇宙。对于所有这些问题，很明显，在物理学和哲学方面还有许多问题没有解决。但我们将坚持认为，这些剩余的争论不会威胁到科学实在论。
2016-06-13 astro-ph.CO gr-qc physics.hist-ph
Quantum Cosmology: Effective Theory
量子宇宙学传统上是在量子化的微型超空间模型水平上研究的，分析波函数的行为。然而，在没有一个完整的量子引力和量子态的具体属性的详细知识的情况下，仍然很难做出可测试的预测。要使量子宇宙学成为经验科学的一部分，它必须允许一个系统的框架，在这个框架中，可以导出对经过充分检验的经典方程的修正，任何模糊和无知都可以充分参数化。就像在粒子和凝聚态物理中一样，一个成功的观点是一个有效的理论，适用于量子宇宙学中遇到的特定问题。本文介绍了这样一个有效的量子宇宙学框架，考虑到，除其他事项外，时空结构，协方差，时间问题和异常问题。
2012-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards a holographic theory of cosmology -- threads in a tapestry
在这篇论文中，我们将讨论宇宙学中的几个基本问题：暗能量和暗物质的本质是什么？为什么暗区与普通物质如此不同？为什么有效的宇宙学常数不为零，但却如此之小？在银河系动力学中出现一个临界加速度参数$10^{-8} cm/sec^2$的原因是什么？我们认为，全息原理是理解这些不同问题的统一方案的关键。
2013-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Challenges in Cosmology from the Big Bang to Dark Energy, Dark Matter and Galaxy Formation
我回顾了大爆炸宇宙学的现状，重点是暗物质，暗能量和星系形成的当前问题。这些主题激发了实验宇宙学的许多当前目标，其范围从针对暗能量和暗物质的性质到探测第一批恒星和星系的时代。
2016-12-20 astro-ph.CO
Comments on gauge-invariance in cosmology
我们重新审视了宇宙学扰动理论中的规范问题，并强调了它与广义相对论中协方差概念的关系。我们还讨论了微扰理论中的协变方法的相似性和差异，以非技术性的方式在Barbohor度量方法。
2013-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Intragroup dark matter distribution in small groups of halos in a LCDM cosmology
我们研究了LCDM宇宙学中类星系大小的小团暗物质晕中团内暗物质的分布。这些星系群是使用物理标准来识别的，可能是小星系群的适当代表。我们量化了组内暗物质的数量并描述了其分布。我们发现，紧密的协会晕，以及那些中间和松散的群体，有相当平坦的群内暗物质的配置文件与对数斜率的伽玛~0和~-0.2$，分别。因此，这些晕系统的群内暗物质并不像星系晕那样具有尖突的趋势。在中等和松散的星系晕星协中，群内物质往往小于群总质量的50%，而在紧凑的星协中，群半径内的物质则小于20%。
2014-10-08 astro-ph.CO
Parametrizing theories of gravity on large and small scales in cosmology
我们提出了在宇宙学中的大尺度和小尺度上的引力替代理论的参数化之间的联系。这种关系仅使用理论一致性条件来建立。我们发现，在这两个限制的“滑移”和“有效牛顿常数”可以写在一组四个函数的时间，其中两个是直接概括的$α$和$γ$参数从后牛顿物理。这概括了以前的工作，已经构建了框架，在小尺度上测试重力，是尽我们所知的第一次，重力参数化之间的联系，这样非常不同的尺度已经建立。我们希望我们的结果，以促进观测约束的实施，通过大幅减少所需的功能自由度的数量一致测试在宇宙学的多个尺度上的引力。
2019-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology of axion dark matter
本文综述轴子暗物质宇宙学，涵盖早期宇宙产生机制、轴子质量预言、宇宙学界限及直接与间接探测，为当前搜寻提供关键背景。
2024-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Comment on "Is Dark Matter with Long-Range Interactions a Solution to All Small-Scale Problems of ΛCDM Cosmology?"
In Phys. Rev. Lett. 109（2012）231301，van den Aarssen等人试图通过引入暗物质粒子和MeV质量矢量玻色子之间的相互作用来解决冷暗物质场景中的所有小尺度结构问题。此外，后者与普通中微子耦合，为此需要中微子-矢量玻色子耦合常数10^{-5} < g_nu < 0.1。我们表明，这种暗物质的情况下，受到大爆炸核合成的限制性约束。
2013-09-04 astro-ph.CO hep-ph
Modified Einstein-Cartan Gravity and its Implications for Cosmology
我们提出了一个修正的Einstein-Cartan引力方程。修正后的宇宙学偏离了小哈勃参数宇宙学的标准模型。一个特征性的哈勃尺度h 0，它与宇宙学常数有着内在的联系，它标志着宇宙学的标准模型和修正宇宙学的有效域之间的边界。对于大的哈勃参数，恢复了宇宙学的标准模型。在小哈勃参数的相反限制下，这是目前的情况，洛伦兹破坏效应将表现出来。其中一个含义是，可能没有必要援引暗物质来解释宇宙质量的差异。
2014-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic tango between the very small and the very large: Addressing CMB anomalies through Loop Quantum Cosmology
虽然标准的、六参数的、空间平坦的$Λ$ CDM模型已经非常成功，但宇宙微波背景中的某些异常使该模型与观测之间产生了紧张关系。任何一个异常的统计意义都很小。然而，如果把它们加在一起，两个或两个以上的存在就意味着，根据标准的暴胀理论，我们生活在一个相当特殊的宇宙中。我们重新使用圈量子宇宙学的普朗克合作的分析，在紫外线和红外线之间的不可预见的相互作用，使\emph{primordial}功率谱尺度依赖于非常小的$k$。因此，我们被引导到一个有点不同的$Λ$ CDM宇宙中，与大尺度功率抑制和透镜振幅相关的异常都得到缓解。分析还导致对未来观测的新预测。这篇文章是针对宇宙学和LQG社区的，我们试图使它自成一体。
2021-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Neutrinos in Cosmology and Astrophysics
本文简要介绍了中微子物理和天体物理的最新进展，这些进展对核物理前沿研究具有重要意义。我们认为，这些发展以新的方式将核物理与观测宇宙学和天体物理学的令人兴奋的发展联系起来。此外，中微子在稠密物质中的行为本身就是多体量子力学的一个基本问题，在某些方面类似于核物质和原子核中的众所周知的问题，在某些方面则完全不同，特别是因为非线性和量子去相干。自相互作用中微子气体是唯一由弱相互作用驱动的多体系统。
2013-03-15 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Viscous Self Interacting Dark Matter Cosmology For Small Redshift
宇宙学模型中暗物质的粘性可能导致加速膨胀，当这种效应足够大时，它可以解释暗能量。在本工作中，我们将粘性的起源归结为暗物质的自相互作用，研究了小红移$(0\leq z\leq2.5)$下的粘性宇宙学。假设星系团的尺度被维里化，并通过模拟速度梯度的幂律行为，我们计算哈勃膨胀率，$H(z)$和减速参数，$q(z)$。然后，我们进行$χ^{2}$分析，以估计最佳拟合模型参数。通过使用最佳拟合值，我们解释了宇宙计时器和Ia型超新星的数据。我们的结论是，如果耗散效应只在宇宙演化的后期才变得突出，并且在更高的红移处较小，我们可以解释观测数据，而不需要任何暗能量成分。我们的分析是独立于任何特定的自相互作用的暗物质模型。
2018-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Is dark matter with long-range interactions a solution to all small-scale problems of ΛCDM cosmology?
冷暗物质（DM）范式非常好地描述了宇宙的大尺度结构。然而，观测到的场矮星系和星系卫星的丰度和内部密度结构存在一些张力。在这里，我们证明了一个简单的类DM模型可以同时提供一个可行的解决方案，所有这些问题。它们的主要现象学性质是由光矢量信使介导的速度依赖性自相互作用和热产生，其动力学解耦比标准情况晚得多。
2012-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Reheating in Inflationary Cosmology: Theory and Applications
再加热是暴胀宇宙学的重要组成部分。它描述了标准物质粒子在加速膨胀阶段之后的产生。我们给出了一个回顾的再加热过程，重点是在预热阶段的深入讨论，其特征在于由于参数共振或快子不稳定性的指数粒子生产。我们给出了一个简短的概述预热后的热化过程，并结束了一些应用超对称理论和宇宙学中的其他问题，如重子生成，暗物质和度规预热的调查。
2010-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anomaly-free vector perturbations with holonomy corrections in loop quantum cosmology
本文在圈量子宇宙学的框架下研究了具有完整修正的矢量微扰。这些扰动的条件，以实现异常自由，发现在所有订单。这需要在哈密顿约束中引入反项。我们还表明，异常的自由度需要的非同构约束，以保持其经典的形式时，标量物质添加虽然问题的矢量物质源，所需的完全一致性，仍有待调查。导出了规范不变变量和相应的运动方程。最后讨论了矢量模通过反射的传播。
2012-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Self-Accelerating Universe in Galileon Cosmology
我们提出了一个宇宙学模型的解决方案，自加速在后期没有鬼不稳定性的小尺度上的迹象。该模型是Brans-Dicke（BD）理论的自然延伸，包括非线性导数相互作用，它出现在具有伽利略位移对称性的理论中。自加速宇宙的存在需要一个负的BD参数，但由于非线性项，解周围的小波动在小尺度上是稳定的。广义相对论在早期和小尺度上通过这种经由万施泰因机制的非线性相互作用得以恢复。在后期，引力被强烈地修改，背景宇宙学表现出类似幻影的行为，结构形成的增长速度加快。因此，这个模型在宇宙学观测中留下了不同的特征，它可以与标准的$Λ$ CDM宇宙学区分开来。
2009-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
