Two fundamental cosmological laws of the Local Universe
局域宇宙是可观测空间中最详细的研究部分,半径R约为100 Mpc。有两个独立于宇宙学理论,直接从局域宇宙的观测中建立的经验基本宇宙学定律:第一个是哈勃-胡马森-桑德奇线性红移距离定律,第二个是卡彭特-卡拉琴采夫-德沃库勒密度半径幂定律。评述了这些经验定律的现代状况及其宇宙学意义。可能的理论解释的令人惊讶的共存,这两个法律在空间尺度从1兆秒差距到100兆秒差距进行了讨论。给出了宇宙学红移的标准空间膨胀解释与可能的整体引力红移模型的比较
2016-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Departures from the FLRW Cosmological Model in an Inhomogeneous Universe: A Numerical Examination
虽然使用数值广义相对论来模拟天体物理现象和致密物体是司空见惯的,但在宇宙学场景中的应用才刚刚开始。在这里,我们研究膨胀的时空使用鲍姆加特夏皮罗柴田中村(BSSN)形式主义的数值相对论在同步规范。这项工作代表了第一个完全相对论性,非线性和不对称的数值宇宙学研究。出现的宇宙表现出平均的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克(FLRW)行为,然而这个宇宙也表现出局部非均匀膨胀,超出了FLRW背景下线性微扰理论的预期。
2016-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Can a late-time cosmological model based on baby universe absorption explain the z-variation of w?
The Niels Bohr Institute, Copenhagen University(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics (IMAPP) Radbaud University Nijmegen(奈梅亨拉德堡德大学数学、天体物理与粒子物理研究所);Dept. of Physics, High Energy Theory Group, Institute of Science Tokyo(东京科学大学物理系高能理论组)
该研究提出一个基于婴儿宇宙吸收的晚期宇宙模型,无需宇宙常数即可解释宇宙指数膨胀,并导致w(z)参数随红移变化,且在足够大的红移下w(z)小于-1。
2026-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Eras Tour: Mapping the Eras of Taylor Swift to the Cosmological Eras of the Universe
本文创造性地将宇宙学时代与泰勒·斯威夫特的音乐时代进行类比,通过映射两者关键特征与转变,提供新颖视角,并预测其未来作品,提出第十三张专辑或揭示宇宙终极命运的大胆猜想。
2025-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Micro black holes formed in the early Universe and their cosmological implications
粒子的高能碰撞可能在早期宇宙中产生了微小的黑洞,由于霍金辐射,这些黑洞可能会留下稳定的残余物,而不是完全蒸发。如果再加热的温度足够接近基本引力标度(这可能与通常的普朗克标度不同,取决于空间额外维度的存在和性质),那么形成速率可能足够高,因此这些残余物可以解释宇宙中整个冷暗物质。
2018-11-12 astro-ph.CO gr-qc
On rips and cosmological singularities in a universe merging with baby universes
本文在宇宙与其他“婴儿”宇宙合并以驱动晚期膨胀的多元宇宙场景下,首次探测了撕裂场景与未来宇宙学奇点,并通过检验两个合并模型证明此类模型中不会出现任何撕裂或未来奇点。
2024-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Structure formation in the local Universe and the cosmological constant
本文在含宇宙学常数的弱场修正广义相对论框架下研究局部宇宙结构形成,解释哈勃张力源于局部与全局两种流,并预言局部纤维结构的半周期性,同时探讨宇宙学常数在共形循环宇宙学中的作用。
2025-02-05 astro-ph.CO gr-qc
The effect of universe inhomogeneities on cosmological distance measurements
本文根据Y.B.院士的观点,利用聚焦方程,导出了宇宙学角径距离的方程。Zel'dovich,即,在小角度的物质分布是不均匀的,光锥是接近空的。我们提出了一些方法来测试的方法测量的角直径的距离,并表明,所提出的方法导致的结果,更好地符合实验数据比通常的方法得到的。
2016-04-05 astro-ph.CO gr-qc
Conformal invariant cosmological perturbations via the covariant approach: multicomponent universe
近年来,在共形变换下讨论宇宙学扰动的标架依赖/独立性引起了人们的极大兴趣。这个问题以前已经研究了单组分宇宙的协变方法,它被发现,协变方法是非常强大的挑选出的微扰变量,这是规范和共形不变。在这项工作中,我们扩展了协变方法的多组分流体的宇宙。我们发现,可以得出类似的结果,正如预期的那样。此外,一些有趣的扰动也被证明是共形不变的,如两个不同分量之间的熵扰动。
2018-01-17 astro-ph.CO gr-qc
Reconciling a decelerating Universe with cosmological observations
本文通过建立定理阐明超新星过度变暗的条件,论证现代宇宙学观测可能无需暗能量即可与广义相对论减速宇宙相调和。
2023-05-25 astro-ph.CO gr-qc
A Modified FRW Metric to Explain the Cosmological Constant
当今宇宙学标准模型最突出的问题之一是宇宙学常数/暗能量问题。它相当于宇宙能量的73%消失了。在此,我假设我们的宇宙有一个修正的FRW度规,它使宇宙以一个与哈勃常数相等的角频率刚性地但非常缓慢地旋转。一个简单的论证表明,在这样的宇宙中,将有一个被忽视的转动能量,其平均值与坐标观测者所观测到的宇宙的物质能量含量相等。
2012-10-05 astro-ph.CO physics.gen-ph
Cyclic Universe with an Inflationary Phase from a Cosmological Model with Real Gas Quintessence
本文对一个把宇宙描述为含有重子尘埃和实维里气体精粹的二组分流体的动力学系统进行了相平面稳定性分析。存在一个稳定的周期解经历通货膨胀时期。重新考察了范德瓦尔斯经典模型,并再次找到了循环宇宙解。
2012-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On A Cosmological Invariant as an Observational Probe in the Early Universe
k-本质标量场模型通常被认为具有${\mathcal L}=-V(ϕ)F(X)$形式的拉格朗日量,其中$F$是$X=\nabla_μϕ\nabla^μϕ$的某个一般函数。在某些条件下,这个拉格朗日量在早期宇宙的背景下可以采取振荡器的形式,其频率依赖于时间。在宇宙学的情况下,依赖于时间的振荡器的Ermakov不变量,然后导致一个不变的二次形式,涉及哈勃参数和对数的比例因子。原则上,这个不变量可以导致对早期宇宙的进一步观测探测。此外,如果这样一个不变量可以被观测证实,那么暗能量的存在也将被间接证实。
2010-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Bianchi type-I Universe with Cosmological constant and quadratic equation of state in f(R,T) modified gravity
本文在f(R,T)引力的背景下研究Bianchi I型宇宙。在有宇宙学常数存在的情况下,f(R,T)引力中的爱因斯坦场方程已被求解。和二次状态方程。本文讨论了两类f(R,T)引力,即f(R,T)= R + 2f(T)和f(R,T)= f_1(R)+ f_2(T)。基于这种合理的关系,我们考虑了一组模型。并对模型的一些物理和运动学性质进行了研究。
2015-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Hawking radiation from the cosmological horizon in a FRW universe
众所周知,在de-sitter时空的宇宙视界中存在着霍金辐射,de-sitter时空可以是FRW宇宙的一个特例。因此,在FRW宇宙中可能存在相应的霍金辐射。事实上,已经有几条线索表明,在FRW宇宙的视视界中存在着霍金辐射。然而,在我们的论文中,我们发现霍金辐射可能来自宇宙学视界。此外,我们还发现,在已有的工作中,来自FRW宇宙视视界的霍金辐射可以是我们结果的特例,条件是宇宙视界的变化率$\overset{.}{r}_{H}$为零.请注意,这个条件也与这些作品中从表观视界出发的基本可积条件一致。
2011-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamics of Cosmological Perturbations and Reheating in the Anamorphic Universe
我们讨论标量张量实现的变形宇宙学方案最近提出的Ijjas和Steinhardt。通过对宇宙学扰动动力学的分析,我们得到了对模型参数的约束。我们还研究了引力帕克粒子生产的收缩变形阶段,我们计算之间的分数的能量密度的创建粒子在结束的阶段和背景能量密度。我们发现,就像暴胀的情况一样,需要一种新的机制来重新加热宇宙。
2017-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Our Universe from the cosmological constant
在这篇文章中,我们考虑一个弹跳的宇宙,例如循环量子宇宙学所描述的。如果当前的加速度是由于一个真正的宇宙学常数,这个常数在反弹过程中自然是守恒的,那么宇宙在遥远的过去也应该处于(收缩的)德西特阶段。我们在这里调查的可能性,在收缩分支的德西特温度充满了宇宙的辐射,并导致反弹和随后的通货膨胀和再加热。我们还考虑了这种可能性,这引起了宇宙的循环模型,并提出了一些可能的测试。
2014-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological hysteresis in cyclic universe from membrane paradigm
宇宙学滞后是由压力梯度引起的纯物理现象,因此在宇宙的膨胀和收缩阶段的特征状态方程是不同的,只要宇宙是反弹和坍缩的。在滞后过程中,由于在动态过程中存在单个标量场而产生压力不对称。此外,这样一个有趣的场景有生动的宇宙学的影响时,适用于修改后的重力模型的框架内描述的膜范式的变体。循环宇宙与标量场一起导致宇宙标度因子的振幅在宇宙的每个连续循环中增加。详细的分析表明,创造一个宇宙与不断增加的膨胀的条件,依赖于签名的磁滞回线积分$\oint pdV$和膜模型参数。
2016-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A unified geometric description of the Universe: from inflation to late-time acceleration without an inflaton nor a cosmological constant
我们提出了一个由引力理论产生的宇宙学模型,它具有一个无限高的高阶曲率不变量,可以再现宇宙的整个演化:从暴胀到晚期加速,而不需要调用暴胀子或宇宙学常数。这个理论是爱因斯坦式的。弗里德曼-勒迈特-罗伯逊-沃克度规的场方程是二阶的,并且可以再现与低红移时宇宙学常数提供的加速度一致的晚期演化。我们的研究结果迫使我们重新解释暗能量的本质,成为一种完全继承自时空几何的机制。
2022-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints on axionic dark radiation from axion-photon conversion in the early Universe
轴子在弦论中似乎无处不在,其中一些可能是由重标量衰变产生的非热,有助于暗辐射。研究了在原初磁场存在下,由轴子暗辐射通过轴子-光子转换产生的光子的各种宇宙学效应,导出了轴子-光子耦合与原初磁场结合的严格约束.
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New Quantum Phase of the Universe before Inflation and its Cosmological and Dark Energy Implications
宇宙的物理历史是通过在宇宙的标准模型中包含与观测一致的暴胀之前的量子普朗克和超普朗克相来完成的。一个新的量子先驱相出现在普朗克尺度之外。我们将de Sitter宇宙推广到量子领域:经典量子de Sitter对偶。结果是:经典和量子对偶德西特温度和熵自然包括在内,不同的(经典,半经典,量子普朗克和超普朗克)德西特制度的特点,在一个精确和统一的方式。相关的宇宙学的例子,如通货膨胀和暗能量的描述。这允许以简单和一致的方式找到:量子暴胀谱及其CMB观测值,特别是包括经典已知的暴胀谱及其量子修正。宇宙纪元及其量子前兆的统一图景出现了,宇宙学常数是宇宙的真空能量、熵和温度,为宇宙学常数问题提供了线索(节略)。
2019-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hamiltonian formalism for cosmological perturbations: the separate-universe approach
分离宇宙的方法提供了一个有效的描述宇宙学扰动在大尺度上,宇宙可以被描述为一个独立的,局部均匀的和各向同性的补丁的合奏。通过将相空间减少到均匀和各向同性的自由度,它大大简化了大尺度波动的分析。这也是随机暴胀形式主义的前提。在这项工作中,我们制定的分离宇宙的方法在哈密顿形式主义,这使我们能够分析的扰动的完整的相空间结构。这样的相空间描述确实需要在动力学制度,不受益于背景吸引子,以及调查量子特性的宇宙学扰动。我们发现,分离宇宙的方法总是成功地再现相同的相空间动力学均匀和各向同性的自由度作为完整的宇宙学扰动理论,所考虑的模式的波长大于一些下限,我们得到的。我们还比较了分离宇宙的方法和宇宙学扰动理论的规范匹配程序的水平,协议并不总是保证,需要具体的匹配处方,我们目前。
2022-04-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological bounces, cyclic universes, and effective cosmological constant in Einstein-Cartan-Dirac-Maxwell theory
爱因斯坦-嘉当理论是广义相对论标准公式的扩展,其特征在于非零挠率。后者是由物质场通过自旋张量产生的,它的影响预计在非常高的自旋密度下是重要的。在这项工作中,我们详细分析了狄拉克和麦克斯韦场最小耦合到时空扭转的爱因斯坦-嘉当理论的物理。这打破了$U(1)$规范对称性,这是由早期宇宙中扭转引起的相变的可能性所暗示的。由此产生的Dirac-like和Maxwell-like方程是非线性的自相互作用,以及具有费米子玻色子非最小耦合。我们讨论了这个理论的几个宇宙学方面,包括反弹,加速阶段和扭转时代的物质-反物质不对称性,以及后期的影响,如产生一个有效的宇宙学常数,暗能量,和未来的反弹周期内的解决方案。
2020-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Locally Rotationally Symmetric Bianchi Type-I cosmological model in $f(T)$ gravity: from early to Dark Energy dominated universe
在引力$f(T)$理论框架下研究了局部旋转对称Bianchi I型暗能量模型,其中$T$表示挠率标量.一个可行的宇宙学模型进行和各向同性的检查,后者,产生的结果,反映了我们的宇宙的真实演化。此外,在各向异性光学中,由宇宙学重建方案得到了一个更复杂的$f(T)$模型,分析表明,如果不考虑$T$中的高阶项,宇宙在开始时更具有各向异性.这意味着非线性模型应该受到观测数据的支持。
2013-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Relaxed Universe: towards solving the cosmological constant problem dynamically from an effective action functional of gravity
提出了一种非传统的方法来解决一类修正引力F(R,G)模型中的旧宇宙学常数(CC)问题。对于任意大小和符号的CC,相应的宇宙演化遵循与我们真实宇宙惊人相似的膨胀历史。大CC的影响是动态放松的,并且在任何阶段都没有微调。此外,弛豫机制简化了重合问题。结果是,一个大的宇宙学常数和观测到的宇宙膨胀历史在弛豫宇宙中和平共存。这个模型宇宙可以被认为是宇宙学常数问题的一个有趣的初步解决方案,在这个意义上,它提供了一个成功的动力学机制,能够完全避免微调问题(CC问题的最棘手的方面)。然而,由于松弛宇宙是在修正引力的背景下制定的,它仍然可能遭受与这些理论相关的一些已知问题,因此它只能被视为一个玩具模型的建议,以最终解决CC问题。
2010-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph