Stability analysis of the cosmological solutions with induced gravity and scalar field on the brane
研究了DGP膜上局域标量场的宇宙动力学和相空间。我们考虑膜上的最小和非最小耦合标量场和幻影场。在非极小情形下,标量场与膜上的诱导引力耦合。我们提出了一个详细的分析的临界点,其稳定性和后期的宇宙学生存能力的解决方案在相空间的模型。
2012-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Exact Scalar-Tensor Cosmological Solutions via Noether Symmetry
本文研究了广义标量张量Brans-Dicke型宇宙学模型的Noether对称性,在该模型中我们分别考虑了标量场与Ricci标量和标量场与动能的显式耦合.我们还把标量场的自相互作用势包含在引力作用量中。从引力宇宙学拉氏量对给定矢量场的李导数为零的条件出发,得到了描述空间平坦的充满标量场的Friedman-Robertson-Walker宇宙时间演化的三个宇宙学解.详细研究的解决方案的宇宙学性质,它表明,它们可以描述各种各样的宇宙学演化,包括模型,经历了从减速到加速阶段的平稳过渡。
2015-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining scalar field dark energy with cosmological observations
近十年来的高精度宇宙学观测表明,我们宇宙中大约70%的能量密度是所谓的“暗能量“(DE)。观测结果表明,DE具有负的有效压力,因此与常规能源不同,DE加速宇宙膨胀而不是减速。DE是高度均匀的,最近才成为主要成分。DE的最简单的候选者是与时间无关的宇宙学常数$Λ$。尽管宇宙学常数模型成功地拟合了现有的数据,但它仍有许多理论上的缺陷,因此人们考虑了DE的替代模型。在一个这样的场景中,宇宙学的标量场缓慢地降低它的势,就像一个依赖于时间的宇宙学常数。在慢滚动宇宙学标量场模型的框架下,我使用了不同的独立宇宙学数据集来约束DE能量密度的时间依赖性。目前的数据支持一个与时间无关的宇宙学常数,但在高置信水平下不能排除依赖于时间的DE。正在进行和计划进行的宇宙学探测和调查将在未来十年提供更多和更好的质量数据。当新的数据集可用时,我们将能够检测DE的时间依赖性或将其限制为非常小的物理上不感兴趣的值。
2009-08-31 astro-ph.CO
Releasing scalar fields: cosmological simulations of scalar-tensor theories for gravity beyond the static approximation
广义相对论和高能物理学的一些扩展包括标量场作为额外的自由度。在探索宇宙学演化的非线性状态的预测时,该团体利用数值模拟,其中在求解标量场的运动方程时假定了准静态极限。在这封信中,我们提出了一种方法来解决标量自由度耦合到物质的完整的运动方程。我们运行的宇宙学模拟,跟踪完整的时间和空间演化的标量场,并发现显着的差异与常用的准静态近似。这种新的方法揭示了标量场的新的物理性质,并揭示了隐藏在旧方法中的隐藏的天体物理现象。
2014-09-03 astro-ph.CO gr-qc
Power spectrum of large-scale structure cosmological models in the framework of scalar-tensor theories
我们在标量-张量理论的框架下研究宇宙中大尺度结构的形成,作为广义相对论的替代。本文简要回顾了非最小耦合标量-张量理论的牛顿极限和适用于研究宇宙大尺度结构形成的$N$ -体系统的演化方程。我们计算了宇宙现阶段的功率谱,揭示了宇宙的大尺度结构如何依赖于标量场的贡献。
2010-02-26 astro-ph.CO
Cosmological birefringence due to CPT-even Chern-Simons-like term with Kalb-Ramond and scalar fields
通过引入动力学Kalb-Ramond场和标量场来研究CPT偶维六Chern-Simons类项的宇宙学双折射。结果表明,中微子流和Kalb-Ramond场的联合作用可以在宇宙微波背景辐射极化中产生相当大的旋转极化角。
2010-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Missing Scalars at the Cosmological Collider
光标量场通常在暴胀期间形成空间变化的背景。它们通常不直接影响密度扰动,但与其他场相互作用,在原始扰动中留下非平凡的信号。从这个意义上说,它们成为宇宙对撞机上的“失踪标量”。我们研究潜在的可观察到的信号,这些失踪的标量,专注于一个特殊的例子,失踪的标量扭曲通常的振荡特征的压缩双谱。失真也是区分德西特背景诱导热质量与恒定固有质量的有用信号。
2022-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological perturbations in SFT inspired non-local scalar field models
我们研究了具有单个非定域标量场的模型中的宇宙学扰动,该场起源于滚动快子动力学的弦场论描述。我们构造了非定域标量场的能量密度扰动方程,并明确证明了对于自由场,它与具有多个(可能是无穷多个)定域自由标量场的特定模型中的定域宇宙学扰动方程组是相同的.
2012-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Role of Electric Charge and Cosmological Constant in Structure Scalars
分析了在宇宙学常数存在的情况下,带电耗散球形流体和中性尘埃的结构标量的物理意义。这些因素在结构标量中所起的作用被清楚地带出来,并讨论了物理后果。特别需要注意的是上述因素在不均匀性因子中引入的变化以及膨胀标量和剪切张量的演化。
2011-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological instability of scalar-Gauss-Bonnet theories exhibiting scalarization
在标量张量理论的一个子类中,已经证明了具有平凡标量场分布的中子星和黑洞的标准广义相对论解是不稳定的。这种不稳定性导致的解决方案是不同于那些广义相对论,并具有非平凡的标量场的档案,在一个过程中称为标量化。在目前的工作中,我们专注于标量化由于非最小耦合的标量场的高斯-邦纳曲率不变。这种耦合作用相当于标量模的快子质量,从而导致了广义相对论解的不稳定性。我们指出,在宇宙学背景下,标量模也可能出现类似的效应,导致宇宙学解的不稳定性。特别是,我们表明,一个灾难性的不稳定性的发展过程中的通货膨胀在一段时间内远远短于所需的最低持续时间的通货膨胀。因此,标准的宇宙动力学无法恢复。这就提出了表现出标度化的标度高斯-博内理论的可行性问题。
2019-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar-tensor theory with Lagrange multipliers: a way of understanding the cosmological constant problem, and future singularities
在quintessence/phantom标量场的背景下使用Lagrange乘子可以约束标量场的行为,这不仅为宇宙学解的重建,而且为宇宙学和引力物理中的一些问题的研究提供了一个强有力的工具。在本文中,我们主要研究通过对标量场施加一个约束来重构能够控制宇宙学常数值的宇宙学解,并给出了宇宙学常数值的一种弛豫机制.该方法也被推广到具有未来奇点的幻影标量场及其到Jordan标架的共形变换的研究中,得到了一类受Lagrange乘子约束的修正引力.
2012-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Evolution of Two-Scalar fields Cosmology in the Jordan frame
本文研究了在约当标架中定义的双标量场引力理论的宇宙学演化。具体地说,我们假设其中一个标量场与引力最小耦合,而第二个场是Brans-Dicke标量场,它与引力非最小耦合,同时也与另一个标量场耦合。在爱因斯坦框架中,这个理论简化为两个标量场的理论,其中两个场只能在势项中相互作用,这意味着五分理论被恢复。通过分析Jordan标架中场方程的平衡点,研究了宇宙演化。我们发现该理论可以描述大尺度下的宇宙学演化,同时也给出了暴胀解。
2020-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamics of cosmological scalar fields
本文综述均匀各向同性宇宙学标量场动力学,提出无需慢滚近似的爱因斯坦-克莱因-戈登方程通用解法,并展示由预定标量场行为反推标量势的方法。
2023-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Fluid and scalar field representations in the Brans-Dicke theory: cosmological scenarios
本文在Einstein和Jordan框架下研究Brans-Dicke标量-张量宇宙学模型,通过流体力学和自相互作用标量场表示得到相同背景解,揭示了减速到加速的转变并分析了现实构型。
2025-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Linear cosmological perturbations in Scalar-tensor-vector gravity
我们研究的宇宙学扰动的标量-张量-矢量引力理论的背景下,在文献中称为MOG。最近的研究表明,MOG再现了一个可行的背景宇宙学演化的$Λ$ CDM。然而,物质主导的时代略有不同。本文研究了线性物质扰动,并估计了相应的修正重力参数。我们发现,MOG降低了扰动的增长率,并与RSD数据比较表明,MOG表明$σ_8$的值更高,相比$Λ$ CDM。这一点对MOG的宇宙学可行性构成了强有力的挑战。
2020-02-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological braneworld solutions with bulk scalar field in DGP setup
本文用超势方法研究了DGP系统中正则体标量场的宇宙动力学。我们表明,这个DGP启发的模型的正常分支实现了晚时间de Sitter扩张的膜。我们将这项研究扩展到体块中包含一个幻影标量场的情况。我们在超引力类型分析中的详细研究揭示了在正常DGP装置中体标量场的宇宙动力学的一些尚未探索的方面。在每种情况下,一些澄清的例子,以及模型参数空间的数值分析。
2012-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Integrable Cosmological Models with an Arbitrary Number of Scalar Fields
本研究针对含任意数量与引力非最小耦合标量场的宇宙学场景,构建了里奇标量为运动积分的新型可积宇宙学模型,并得到了四次势下空间平坦FLRW度规演化方程的通解。
2024-10-07 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Thermal effects and scalar modes in the cosmological propagation of gravitational waves
我们考虑了宇宙学背景下引力波传播中的热效应。特别地,我们考虑了标量场宇宙学,并研究了宇宙学奇点附近的引力模。我们指出,热辐射对引力波动力学的贡献可以在量子和经典水平上产生增强或耗散效应,这些效应在广义相对论和改进的理论如$F(R)$引力理论中都有考虑,后者可以很容易地简化为标量张量宇宙学。本文还讨论了在随机背景下标准和标量引力模的可能探测和解纠缠。
2021-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessence scalar field and cosmological constant: Dynamics of a multi-component dark energy model
本文通过动力系统分析研究由精质标量场与宇宙学常数构成的多组分暗能量模型,识别不动点和晚期吸引子,并指出标量场的早期动力学贡献始于物质主导时代深处。
2025-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological dynamics of scalar fields with kinetic corrections: Beyond the exponential potential
我们扩展了[N]中提出的以动力学修正为特征的宇宙学标量场的动力学系统研究。Tamanini,Phys.Rev.D89(2014)083521]。特别是,我们不限制指数势的分析,但我们考虑任意的标量场的潜力,并得出相应的宇宙动力学的一般结果。两个特定的潜力,然后作为例子来展示如何使用这些模型不仅可以用来描述暗能量,但也实现动态跨越的幻影障碍,在晚些时候。在经典水平的稳定性和可行性问题进行了讨论。
2017-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Induced gravity, and minimally and conformally coupled scalar fields in Bianchi-I cosmological models
研究了充满共形耦合标量场的Bianchi-I宇宙的宇宙演化和奇点穿越,并与充满最小耦合标量场的Bianchi-I宇宙的宇宙演化和奇点穿越进行了比较.我们还写出了Bianchi-I宇宙在诱导引力宇宙学中的解。
2018-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy, Dirac's scalar field and the cosmological constant problem
给出了在Weyl-Cartan时空中Dirac标量场作用下的共形引力理论的场方程在极早期宇宙中的解。在这个理论中,暗能量(用一个有效的宇宙学常数来描述)是狄拉克标量场$β$的函数。这些解描述了在膨胀的第一指数阶段$β$的指数下降。这些解决方案之一有一个限制,在大的时间,可以提供一种方法来解决基本的宇宙学常数问题的结果,在早期宇宙的领域动态的暗能量的恒定值。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar-tensor cosmologies with dust matter in the general relativity limit
本文在一般标量-张量引力理论的框架下,考虑了当普通尘埃物质的能量密度超过标量势的能量密度时,在Jordan标架中任意耦合函数的平坦Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker宇宙学模型.受宇宙学观测的启发,我们在接近所谓的广义相对论极限的范围内采用了一种近似方案。随后的标量场和哈勃参数的非线性近似方程可以在宇宙学时间内解析求解。这使我们能够区分渐近收敛于广义相对论的理论,并得出一些关于这个极限附近的宇宙动力学的含义。
2011-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Spherical non-linear absorption of cosmological scalar fields onto a black hole
在本文中,我们跟踪到史瓦西黑洞时空的无质量标量场的非线性球演化作为一个第一近似的宇宙学动机的经典标量场的吸积。我们进行了相关的分析,波包描述波数和宽度。我们研究了波数k的不同值,发现当k = 0且包宽度大于Schwarzschild半径时,吸收是不完全的。在我们研究的k > 0的情况下,黑洞吸收了向视界运动的标量场的全部能量密度。我们的研究结果表明,假设球对称,在非线性制度,有情况下,标量场被允许生存的黑洞外,并最终可能有生命时间与宇宙学的时间尺度一致。
2012-01-17 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Field Cosmology -- Improving the Cosmological Evolutional Scenario
研究了充满标量场和正压物质的宇宙模型的演化。我们考虑了标量场与引力的极小耦合和非极小耦合。通过对物质含量的标量场描述,我们证明了演化情景复杂程度的增长。在研究所有初始条件下的所有演化路径时,使用了动力系统的方法。利用线性化的解,我们提出了推导哈勃函数的相应形式的简单方法,其标度因子为$H(a)$。
2012-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological parameter constraints for Horndeski scalar-tensor gravity
我们提出了新的宇宙学参数约束一般Horndeski标量张量理论,使用CMB,红移空间畸变,物质功率谱和BAO测量从普朗克,SDSS/BOSS和6dF调查。我们专注于宇宙引力波传播的光速,$c_{\rm GW} = c$的理论,实现和讨论了几个以前未考虑的方面,在这种理论的约束推导,定性地影响所产生的约束。为了确保我们的结论是稳健的,我们比较了Horndeski标量张量理论中自由函数的三种不同参数化的结果,确定了约束的几个参数化独立特征。我们还考虑模型,其中$c_{\rm GW} \neq c$在宇宙学设置(仍然允许后GW 170817的频率依赖性$c_{\rm GW}$),并显示这如何影响宇宙学参数的约束。
2018-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exact Scalar-Tensor Cosmological Models
标量-张量引力理论是标准广义相对论的重要扩展,它可以解释宇宙最初的暴胀演化,以及后来的加速膨胀。本文研究标量-张量引力理论的宇宙学解,其中标量场$ϕ$通过任意函数($F(ϕ$)与几何耦合。标量场的动能以及它的自相互作用势$V(ϕ)$也包含在引力作用量中。在标量-张量引力框架下,利用标准的数学方法、李群方法和Noether对称性技巧,我们得到了描述平坦Friedman-Robertson-Walker宇宙时间演化的引力场方程的几个精确解.所得到的解可以描述宇宙膨胀过程中的加速和减速阶段。
2016-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conformal-Frame (In)dependence of Cosmological Observations in Scalar-Tensor Theory
给出了标量-张量引力中Jordan框架和Einstein框架中变量的对应关系,并考虑了宇宙学观测量的框架依赖性。特别是,我们表明,宇宙学观测值/关系(红移,光度距离,温度各向异性)是框架无关的。我们还研究了曲率微扰的标架依赖性,发现当微扰是绝热的且物质与Brans-Dicke标量之间的熵微扰为零时,曲率微扰是共形不变的。本文还讨论了两种框架中曲率摄动的各种定义之间的关系,阐明了等价的条件。
2013-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Possible evolution of a bouncing universe in cosmological models with non-minimally coupled scalar fields
我们探讨宇宙模型的动力学与反弹的解决方案,在空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker背景。我们考虑包含希尔伯特-爱因斯坦曲率项,负耦合常数的诱导引力项,甚至标量场的多项式势的宇宙学模型。得到并分析了具有非单调哈勃参数的弹跳解。详细研究了标量场具有共形耦合和类希格斯势具有相反符号的情形。在这个模型中,反弹解的哈勃参数的演化基本上取决于宇宙学常数的符号。
2016-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological bounces and Lorentzian wormholes in Galileon theories with an extra scalar field
我们研究是否有可能设计一个“经典的”空间平坦的弹跳宇宙学或静态的,球对称的渐近平坦的洛伦兹虫洞在立方伽利略理论与一个额外的标量场相互作用。我们发现,弹跳模型总是受到梯度不稳定性的困扰,而虫洞背景中总是有鬼。
2017-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analysis of scalar perturbations in cosmological models with a non-local scalar field
我们发展了一个单一的非本地标量场的模型中的宇宙学扰动形式主义起源于滚动快子动力学的弦场论描述。我们构造了任意势存在下非定域标量场的能量密度扰动方程,并在特征方程的单根和二重根都存在时,给出了线性化模型中扰动的定域方程组。我们进行了一般的分析有关的曲率和熵扰动,并考虑最具体的例子扰动时,在模型中的重要量变得复杂。
2011-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Integrable modified gravity cosmological models with an additional scalar field
我们考虑了通过共形度规变换可以转化为双场手征宇宙学模型的修正引力宇宙学模型。对于具有附加标量场的$R^2$引力模型和相应的具有宇宙学常数和非标准动力学作用量的双场模型,在空间平坦FLRW度规下得到了一般解.我们分析了宇宙时间的解决方案和不同的可能演变的哈勃参数在爱因斯坦和约旦框架的对应关系。
2021-10-31 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Cosmological collider non-Gaussianity from multiple scalars and $R^2$ gravity
本文回顾了宇宙学对撞机非高斯性的形式体系,指出基于普朗克物理的暴胀理论预测标量双谱处于引力基准水平,而经历多次标量转向的亚普朗克理论可产生远高于该基准的信号。
2024-10-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Early-time cosmological solutions in scalar-Gauss-Bonnet theory
考虑一个包含爱因斯坦项、标量场和二次高斯-邦纳项的引力理论。我们专注于早期的宇宙动力学,并证明,Ricci标量不影响宇宙学的解决方案在早期,当曲率是强的。然后,我们考虑一个纯标量GB理论与二次耦合函数:对于一个负耦合参数,我们得到的解决方案,总是包含一个通货膨胀,德西特阶段,而对于一个正耦合函数,我们发现,而不是扩大奇性自由的解决方案。
2015-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Coincident Massless, Minimally Coupled Scalar Correlators on General Cosmological Backgrounds
本文在经历暴胀的一般宇宙学背景上,利用维度正规化推导了无质量、最小耦合标量传播子及其前两阶导数重合极限的解析近似,为求和暴胀引力子圈主导对数项提供关键工具。
2023-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Bound from the Neutron Star Merger GW170817 in scalar-tensor and $F(R)$ gravity theories
我们考虑标量张量理论和$F(R)$引力理论中宇宙引力波的演化作为修正引力的典型模型。虽然传播速度没有从光速改变,但当我们将这些修改的引力理论中的传播与$Λ$ CDM模型中的传播进行比较时,传播相位发生了变化。相位变化可能在未来的观测中被发现。
2018-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Arbitrary scalar field and quintessence cosmological models
宇宙初始暴胀和后期加速的机制可以通过假设存在一些引力耦合标量场$ϕ$来描述,暴胀子场产生暴胀,而精粹场负责后期加速膨胀。各种通货膨胀和后期加速的情况下,区分一个有效的自相互作用潜力$V(ϕ)$,它模拟了一个暂时不消失的宇宙学术语的选择。在这项工作中,我们提出了一个新的形式主义分析的标量场在平坦的各向同性和均匀的宇宙学模型。模型的基本演化方程可化为一阶非线性微分方程。该方程的近似解可以分别在标量场动能和势能占优势的极限情况下以及在中间状态下构造。此外,我们提出了几个新的加速和减速精确宇宙学解的基础上的标量场宇宙学的基本演化方程的精确积分。更具体地说,精确的解决方案获得指数,广义余弦双曲,幂律潜力,分别。对具有幂律标量场势的宇宙学模型也进行了详细的分析。
2014-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Singular cosmological evolution using canonical and phantom scalar fields
我们证明,有限时间奇点IV型可以始终纳入宇宙的宇宙学演化,无论是出现在暴胀时代,或在晚时间制度。虽然仅使用一个标量场,但原则上在幻影分割交叉时可能发生不稳定性,但当涉及两个场时,我们能够避免这种不稳定性。此外,双场标量张量理论被证明能够提供大量可行的宇宙学场景,在这些场景中可以实现各种类型的宇宙学奇点。其中,有可能用IV型奇点的出现来描述暴胀,以及以大撕裂结束的幻影后期加速。最后,为了完整性,我们还提出了适当重建的$F(R)$重力的上下文中的IV型实现。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cosmological Bootstrap: Weight-Shifting Operators and Scalar Seeds
宇宙学相关性的自助方法的一个关键见解是,所有的慢卷膨胀因子可以减少到一个独特的积木-共形耦合标量的四点函数,产生于一个巨大的标量的交换。然后,通过将自旋提升算子应用于标量交换解,获得与自旋粒子交换相对应的相关器。类似地,无质量外场的标量可以通过作用一个适当的增权算符而得到。在本文中,我们提出了一个系统的和高度简化的推导这些运营商(及其推广)使用的工具,共形场论。我们的结果大大简化了宇宙学自助程序的理论基础。
2020-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph