Relaxing neutrino mass bounds by a running cosmological constant
我们建立了遗迹中微子和暗能量部门之间的间接联系,这源于中微子量子场的真空能量贡献。通过重整化群效应,它们引起了宇宙学常数随时间的变化,从而动态地影响了宇宙中微子背景的演化。我们证明,由此产生的减少的遗迹中微子丰度允许在很大程度上逃避目前的宇宙学中微子质量界限,并讨论如何可能会被探测的帮助下,未来的大尺度结构调查和普朗克数据的情况。
2008-03-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Running of the Spectrum of Cosmological Perturbations in String Gas Cosmology
我们计算了弦气体宇宙学中宇宙学扰动谱的运行,利用了早期哈格多恩阶段和后期辐射阶段之间的过渡的平滑参数化。我们发现,在简单的单标量场暴胀模型的运行具有相同的符号。它的大小与$(1 - n_s)$($n_s$是光谱的斜率指数)成正比,因此它在参数上比暴胀宇宙学中的大,在暴胀宇宙学中它与$(1 - n_s)^2$成正比。
2017-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
General Relativity, the Cosmological Constant and Modular Forms
研究了在存在宇宙学常数的情况下广义相对论引力场方程的强场(精确)解。特别是,一个完整的精确解内的非齐次Szekeres-Szafron家庭的时空线元素与非零宇宙学常数。由此产生的解决方案以内在的方式将广义相对论与模形式和椭圆曲线理论联系起来。恢复了上述时空元素的齐次FLRW极限,并精确地求解了相应的Friedmann Robertson场方程,其中适当的物质密度对应于宇宙学常数%Lambda和曲率常数K的一般值。导出了哈勃常数的形式表达式。由此产生的非线性解决方案的宇宙学意义进行了系统的研究。两个特别有趣的解决方案i)一个平坦宇宙K=0,λ不= 0的情况下,和ii)的情况下,所有三个宇宙学参数非零,描述了椭圆曲线的性质复杂的乘法和绝对模不变量j=0和1728,分别。本文讨论了广义相对论的所有非线性解用与黎曼曲面相关的θ函数表示的可能性。
2002-08-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Renormalization-group running of the cosmological constant and its implication for the Higgs boson mass in the Standard Model
本文研究了标准模型中大质量场真空涨落零点能量的重整化群方程。我们的主要观察是,在任何规模的运行必然是由最重的自由度,在明确的对比与Appelquist和Carazzone解耦定理。这种增强的运行将代表宇宙学的灾难,除非在重粒子的质量之间强加一个微调的关系。这样,我们就得到了希格斯粒子质量的$m_H \simeq 550 GeV$,这个值安全地落在幺正性的范围内,但远远高于标准模型的有效性被推到大统一(或普朗克)尺度时更为严格的平凡性的范围。
2001-11-16 astro-ph hep-ph
Evolution of flat universe with a cosmological term in modified Relativistic Theory of Gravitation as a scalar-tensor extension of General Relativity
本文考虑了相对论引力理论中张量和标量引力场的动力学,并将其推广到无质量引力子。在明确的物理动机下,确定了存在宇宙项时标量场的势。我们发现宇宙膨胀的解决方案,并分析提供过渡到热膨胀宇宙制度的条件。
2002-04-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Composite dark energy: cosmon models with running cosmological term and gravitational coupling
在最近关于暗能量(DE)模型构建的文献中,我们了解到具有可变宇宙学参数的宇宙学可以完全基于标量场(例如,quintessence和phantom)来模拟更传统的DE图像。在以前的工作中,我们已经说明了这种情况下的一个重整化群运行的宇宙学项,λ。在这里,我们分析的可能性,宇宙学项和引力耦合,G,运行参数在一个更一般的框架内(所谓的“LXCDM模型”的变体),其中DE流体可以是一个运行的λ和另一个动力学实体X(“宇宙子”)的混合物,它可能会表现出像精粹或幻影一样。我们计算的有效的EOS参数,w,这种复合流体,并表明,LXCDM可以模仿在很大程度上的标准LCDM模型,同时保留功能暗示其潜在的复合性质(如平滑交叉的宇宙学常数边界w=-1)。我们进一步论证了LXCDM模型可以解决宇宙学符合问题。总而言之,我们建议,未来的精密宇宙学实验研究应该认真考虑的可能性,DE流体可以是一种复合介质,其动力学特征部分引起和重整化的量子运行的宇宙学参数。
2006-12-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Matter-antimatter asymmetry and other cosmological puzzles via running vacuum cosmologies
目前的天文观测成功地解释了目前的宇宙学范式的基础上的和谐模型($Λ_0$ CDM +通货膨胀)。然而,这样一个场景是由描述宇宙演化不同阶段的成分的异质混合组成的。特别是,它没有给出一个统一的解释连接的早期和晚期的时间加速通货膨胀制度,这是由许多亿元分离。和谐模型的其他挑战包括:早期的奇点或宇宙从量子引力体系中出现,从暴胀到标准辐射阶段的“优雅”退出,以及巧合和宇宙学常数问题。我们在这里表明,一个简单的运行真空模型或一个依赖于时间的真空可以提供洞察上述一些开放的问题(包括一个完整的宇宙历史),也可以解释观察到的物质反物质不对称后,最初的通货紧缩时期。
2018-05-24 gr-qc hep-ph hep-th
Tilt and Running of Cosmological Observables in Generalized Single-Field Inflation
采用有效场论方法研究暴胀微扰,详细分析了曲率生成的拉格朗日算子对各种观测量的影响,重点是它们的尺度运行。在二次阶,我们解决了运动方程在下一个领先的领先阶在一个非常普遍的单场膨胀理论的广义慢滚近似。我们推导出由此产生的功率谱,它的倾斜和运行。然后,我们专注于原始的非高斯振幅f_{NL}来源于一个特定的相互作用项的贡献。我们表明,运行的f_{NL}可以大大大于慢滚参数所规定的。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Tests of General Relativity with Future Tomographic Surveys
未来的弱透镜巡天将绘制出物质扰动和引力势的演化图,从而在宇宙尺度上对广义相对论进行新的检验。他们将探讨物质超密度,局部曲率和牛顿势之间的关系。这些关系可以在其他引力理论中或通过大质量中微子或外来暗能量流体的影响进行修改。我们引入两个函数的时间和规模占任何这样的修改的线性制度。我们使用主成分分析,找到这些功能的宇宙学数据将约束的本征模。约束模式的数量给出了一个独立于模型的预测,即有多少描述偏离广义相对论的参数可以被约束,以及$w(z)$。模式的尺度和时间依赖性告诉我们哪些理论模型将得到更好的检验。
2009-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological interplay between general relativity and particle physics
我们清楚地制定和研究进一步的宇宙学背景下的有效场论与引力相互作用的猜想。这个猜想源于这样一个事实,即量子理论和引力的融合通常表明存在固有的紫外截止。注意到这个UV截止的物理起源,即背景度量波动不允许QFT以比背景空间分辨率更好的精度操作,我们推测相反的陈述也可能是正确的。也就是说,有效场论不能以比其固有UV尺度所允许的更好的精度感知背景空间。这个猜想的一些微妙之处和宇宙学的影响进行了探讨。
2008-09-29 astro-ph gr-qc hep-ph
An emergent cosmological model from running Newton constant
本文提出源于牛顿常数渐近安全反屏蔽行为的涌现宇宙学模型,通过物质拉格朗日量乘性耦合刻画可变 $G$,并证明可用 CMB 数据限制过渡标度以实证探测该反屏蔽特征。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Emergence of General Relativity from Cosmological Constant Via Ghost Condensation
本文提出在弯曲时空中利用 BRST 规范固定与 Faddeev–Popov 鬼凝聚,使宇宙学常数动力学生成 Einstein–Hilbert 作用量,并以束缚态与非物理 Hilbert 空间解释该机制。
2025-09-28 gr-qc hep-ph hep-th
A string-inspired running-vacuum-model of cosmology, primordial-black-hole dark matter, and the current tensions in cosmological data
该研究提出一种带反常与挠率的弦启发宇宙学运动真空模型,可缓解H₀与结构增长宇宙学张力,提升暴胀期原初黑洞密度,使其可作为暗物质组分并在辐射主导期引力波中留痕。
2023-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Revisiting the decoupling effects in the running of the Cosmological Constant
我们重新讨论了真空能量的重整化群中重粒子的退耦效应。我们发现运行的真空能量源于希格斯凝聚在整个能量范围内,并表明它的行为如预期的简单的尺寸参数,这意味着它表现出二次灵敏度的重粒子的质量在红外制度。分析了这种运行对宇宙学常数测量值的微调问题的影响,导出了对给定模型的质量谱的约束。我们表明,在标准模型(SM),这种微调约束不满足,而在无质量理论,这种约束形式上符合众所周知的Veltman条件。我们还提供了一个非常简单的扩展SM的饱和,这一约束使我们能够正确地预测辐射希格斯质量。还给出了常曲率空间的推广。
2017-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing the running of the cosmological constant with Type Ia Supernovae at high z
在量子场论的背景下,“宇宙学常数“随时间演化的概念看起来很自然,因为它正好反映了真空能量随宇宙典型能量的变化。在Ref的特定帧中。[30]在普朗克尺度M_P附近的一般量子效应可能引起低能的“运行CC”,只要M_P以下的所有大质量粒子都是平滑的退耦。CC的变化率保持缓慢,没有微调,与H^2 M_P^2相当。它可以用单个参数ν来描述,该参数可以从已经计划的实验中使用高z下的SNe Ia来确定。ν的允许值范围主要来自核合成限制。目前Ia型超新星的样本还不能区分“恒定”CC或“运行”CC。在这项工作中提出的数值模拟表明,SNAP可以探测预测的CC的变化,要么排除这种想法或确认以后预期的演变。
2004-02-10 astro-ph gr-qc hep-ph
On the possible running of the cosmological "constant"
尽管许多杰出的宇宙学观测为引力场方程中的非零宇宙学常数(CC)项提供了强有力的证据,但这个量的理论地位似乎远远落后于观测的成功。因此,重新审视量子场论(QFT)中CC项的一些基本方面似乎是及时的。我们强调,在弯曲的时空中,没有任何先验的东西可以阻止这个项潜在地具有与量子效应相关的温和的运行行为。值得注意的是,这可能是暗能量的动力学性质的起源,与文献中考虑的许多其他流行的选择相反。在讨论这种可能性时,我们还讨论了最近关于这种运行可能性的一些批评。我们的结论是,虽然没有全面的证据证明CC运行,但也没有证据证明CC不运行。这个问题只能通过更深入地理解弯曲时空背景下大质量量子场的真空贡献来解决。我们认为,这样的调查是在未来几年的基础理论宇宙学的最重要的努力之一的核心。
2009-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbation of Unimodular Gravity and General Relativity are identical
单模引力(UG)是广义相对论(GR)的一个限制版本,其中度规的行列式是一个固定的函数,场方程由完整的爱因斯坦方程的无迹部分给出。UG和GR中的背景方程是相同的。最近有人提出,在UG中宇宙微波背景(CMB)温度涨落的一阶贡献与GR不同。本文计算了UG中的一阶微扰方程,证明了UG中的Sachs-Wolfe效应在规范不变变量意义下与GR完全相同,并证明了UG中Mukhnanov-Sasaki变量的二阶微扰方程,唯一的区别是由于对度规行列式的约束而导致的规范选择。因此,UG和GR在大尺度CMB数据中是相同的和不可区分的。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The cosmological constant as a boundary term
比较了单模引力和广义相对论中转移函数的路径积分。在么模引力中,宇宙学常数是在边界处指定的状态的属性,而在广义相对论中,宇宙学常数是作用量的参数。具有非动力学背景时空体积元的单模引力有一个正则共轭于宇宙学常数的时间变量。波函数依赖于时间并满足薛定谔方程。相反,在亨诺和泰特尔博伊姆提出的具有3形式规范场的单模引力的协变版本中,波函数是与时间无关的,并且满足惠勒-德维特方程,就像在广义相对论中一样。在类空超曲面上积分的3-形式规范场只有在半经典近似下才成为“宇宙时间”。在幺模引力中,观测到的宇宙学常数很小,必须解释为初始状态的一种性质。
2022-10-27 gr-qc hep-ph hep-th
A Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker cosmological model with running Lambda
可变暗能量的想法在文献中已经被多次接受,并从许多不同的角度来看。Quintessence只是最近流行的一种实现这一想法的方式,但到目前为止收效甚微。另一种可能性是把宇宙项λ看作一个"运行量“,就像电磁耦合常数一样。然而,λ是一个四维参数的事实意味着它可能服从一个特殊的重整化群方程,在低能量下,该方程可能由普朗克尺度附近物理学产生的λ ~ H^2 M_P^2形式的“软扰动”贡献所支配。这个值与CMB和高Z超新星的测量值大致相同。这种“重整化”的FLRW宇宙学可能会揭示自己是一个健全的,可检验的,在弯曲时空中的量子场论中的变量λ模型的建议。
2004-01-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Vacuum energy in effective field theory of general relativity
Ruhr-University Bochum(波鸿鲁尔大学);Tbilisi State University(第比利斯国立大学);Beihang University(北京航空航天大学)
研究广义相对论有效场论中真空能为零与宇宙学常数一致性的关系
2026-01-16 gr-qc hep-ph hep-th
Constraints on small-scale cosmological fluctuations from SNe lensing dispersion
我们提供了超新星透镜色散的小尺度宇宙学密度功率谱的预测。参数化的原始功率谱与运行$α$和运行的运行$β$的光谱指数,我们排除了大的积极的$α$和$β$参数,导致太大的透镜色散超过目前的观测上限。我们运行了无碰撞暗物质粒子的宇宙学N体模拟,以研究具有正运行参数的原始功率谱的非线性演化。当进入非线性区域时,功率谱的初始小尺度增强在很大程度上被消除。例如,即使在$k>10h {\rm Mpc}^{-1}$处的线性功率谱被增强了$1-2$数量级,该增强也大大降低到后期的$2-3$的因子($z \leq 1.5$)。因此,由暗物质涨落引起的透镜色散对运行参数的约束很弱。当包括重子冷却效应(这大大增强了小尺度的集群),约束是可比的或更严格的普朗克约束,取决于UV截止。需要对重子过程的非线性物质谱进行进一步的研究,以达到严格的约束。
2015-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Quantum Gravitational Relaxation of The Cosmological Constant
与QCD相似,广义相对论也有一个$Θ$扇区,这是由于大的量子同态。首次明确了引力CP破坏$Θ$参数与宇宙学常数的非微扰关系。引力赝标与大质量费米子的耦合通过手征对称性破缺机制从拓扑$B\wedge F$理论产生了广义相对论。我们证明了引力Peccei-Quinn机制可以动态地松弛宇宙学常数。
2005-03-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological constant, renormalization group and Planck scale physics
从普朗克尺度M_P的一般量子效应出发,我们发现,如果所有大质量粒子从M_P到最轻中微子的质量之间存在一个平滑的退耦,那么低能下宇宙学常数(CC)的重整化群运行是可能的。我们讨论的理论意义,这运行的“老”和“新”的宇宙学常数的问题。有趣的是,CC的运行意味着量子场论和宇宙学之间有很强的关系,这在不久的将来应该可以通过测量CC的立方红移依赖性在SNAP等实验中观察到。
2003-05-25 astro-ph gr-qc hep-ph
The scaling evolution of cosmological constant
在量子场论中,真空作用量的参数服从重整化群运行。特别是,"宇宙学常数"在量子场论中不是常数,更不应该是零。本文在弯曲时空标准模型的框架下,继续前人的工作,导出了粒子对宇宙常数和引力常量的贡献。在更高的能量下,计算在锐截止近似中进行。我们评估,在两个不同的框架,是否宇宙学和引力常量的标度依赖性破坏原始核合成。最后,讨论了宇宙学常数运行的宇宙学意义。
2002-02-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Can the cosmological "constant" run? - It may run
利用标准量子场论,我们讨论了爱因斯坦方程中宇宙学常数(CC)项可能运行的几个理论方面。目前工作的基本动机是强调,这种可能性也应该考虑到考虑动力学模型的暗能量(DE),现在主要集中在识别DE与相关的一个或多个特设标量场的能量密度。与此同时,我们解决最近发表的(或私下传达给我们的)一些批评,试图对这种运行的基本可能性提出质疑。在这项工作中,我们认为,虽然没有全面的证明CC运行,也没有严格的证明非运行。特别是,最近在文献中引用的一些所谓的“非运行定理”,在我们看来,是完全没有实质性的和形式上不正确的。因此,CC运行的方式仍然是开放的,我们借此机会对这一领域的现有技术进行教学回顾,包括简短的历史叙述。
2008-10-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Asymptotically safe gravity as a scalar-tensor theory and its cosmological implications
本文研究了Einstein-Hilbert截断下的渐近安全引力,考虑了引力常数和宇宙学常数的重整化群运行。我们证明了该理论的经典行为等价于一类Brans-Dicke参数为零的Jordan-Brans-Dicke理论,势由重整化群方程决定.该理论可以重新表述为$f(R)$理论。在最简单的宇宙学的情况下,我们发现大-场暴胀的解决方案,普朗克尺度附近的有效场论的描述打破。最后,我们通过宇宙学扰动理论讨论了运行引力常量对背景动力学的影响。我们表明,与广义相对论的兼容性需要从运行的引力常量的应力能量张量的贡献,以考虑在微扰分析。
2011-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Constant Problem and Renormalized Vacuum Energy Density in Curved Background
目前的真空能量密度观察到的暗能量${ ρ}_{ \rm dark }\simeq 2.5\times10^{-47}\ {\rm GeV^{4}}$是不可接受的小相比,任何其他尺度。因此,我们在推导暗能量时遇到了严重的微调问题和理论困难。然而,在理论上有吸引力的方案已被提出并在文献中讨论:根据宇宙学常数的重整化群(RG)运行,真空能量密度可以表示为${ ρ}_{ \rm vacuum }\simeq m^{2}H^{2}$,其中$m$是标量场的质量,并且在弯曲时空中相当动态。然而,一直没有严格的证据来推导这个表达式,有一些批评的物理解释RG运行宇宙学常数。在本文中,我们重新讨论了宇宙学常数的RG运行效应,并研究了弯曲时空中的重整化真空能量密度。我们证明了${ ρ}_{ \rm vacuum }\simeq m^{2}H^{2}$描述的真空能量密度是弯曲背景的量子效应而不是宇宙学常数的运行效应。通过与宇宙学观测数据的比较,我们得到了标量场质量的一个上界,它小于普朗克质量$m \lesssim M_{\rm Pl}$。
2017-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brans-Dicke cosmology mimicking running vacuum
Brans-Dicke(BD)宇宙学是从一种方法重新考虑的,在这种方法中,模型可以用$Λ$ CDM形式表示,但代价是用一个依赖于小参数$ε$的动力学准真空分量代替刚性宇宙学常数$Λ$. $ε$乘以BD参数$ω_{\rm BD}$的乘积,就可以用普通的宇宙学参数精确地确定。当$ε\to 0$时,$ω_{\rm BD}\to\infty$的GR限度恢复。我们解决了背景宇宙学的模型以及微扰方程。当拟合的宇宙学数据,我们发现,BD宇宙学,转录在这样一个有效的GR形式,似乎是竞争与$Λ$ CDM和模拟运行真空模型。
2018-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
BD-$Λ$CDM and Running Vacuum Models: Theoretical background and current observational status
本文分析了具有宇宙学常数和冷暗物质的Brans-Dicke宇宙学模型(BD- $Λ$ CDM)。与宇宙学的标准模型相比,我们发现BD- $Λ$ CDM更符合宇宙学的总体数据(SNIa+BAO+ $H(z)$ +LSS+CMB). BD- $Λ$ CDM模型可以从GR的角度被视为具有随时间演化的真空能量密度的运行真空模型(RVM)。由于这一事实,也由于其时间演变的有效引力耦合,该模型可以减轻$σ_8$和$H_0$张力在同一时间。我们还提出了不同类型的RVM的结果时,他们在宇宙学数据的光测试,我们表明,一个温和的动力学的真空能量密度可以帮助平滑上述紧张局势,从而改善$Λ$ CDM模型的性能。
2021-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph