Bouncing cosmologies with dark matter and dark energy
我们回顾了物质反弹的情况下，物质的内容是暗物质和暗能量。这些宇宙学预言了一个几乎标度不变的功率谱，对于标量扰动和小的张量-标量比，它具有轻微的红色倾斜。重要的是，这些模型预测了标量指数的正向运行，与最简单的暴胀和爆炸模型的预测相反，因此可能会被未来的观测所证伪。我们还审查如何反弹宇宙时空可以出现在理论中，无论是爱因斯坦方程修改或违反零能量条件的物质场包括在内。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Running of the scalar spectral index in bouncing cosmologies
我们计算运行的标量指数在ekpyrotic和物质反弹宇宙学的情况下，并发现它通常是负的ekpyrotic模型，而它通常是积极的实现的物质反弹多个领域。这可以与通货膨胀相比较，在通货膨胀中，观察上优选的模型通常预测负运行。运行的幅度预计在$10^{-4}$和高达$10^{-2},$之间，在某些情况下导致对近期观测的有趣预期。
2015-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing cosmologies in massive gravity on de Sitter
在具有de Sitter参考度规的质量引力框架下，研究了具有正空间曲率的齐次解和各向同性解。值得注意的是，我们发现当宇宙学物质满足强能量条件时，会发生反弹，这与经典广义相对论中发生的情况相反。这是由于弗里德曼方程中存在附加项，这些附加项取决于标度因子及其导数，并且可以被解释为有效流体。我们提出了一个详细的研究系统使用相空间分析。在确定了系统的不动点并研究了它们的稳定性之后，我们讨论了整体物理相空间中的宇宙演化。我们发现跳跃解
2013-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity excess problem in classical bouncing cosmologies
最简单的可能导致宇宙学反弹的经典模型，它可以产生的非高斯光检查。仅关注收缩和膨胀之间的过渡，并假设在收缩阶段结束时最初是纯高斯扰动，我们发现反弹充当了一个源，使得反弹后$f_{\mathrm{NL}}$的结果值可能会大大超过所有当前限制，以至于可能对微扰膨胀的有效性产生怀疑。我们推测，如果可以假设非高斯性生产只取决于比例因子的弹跳行为，而不是对所研究的模型的具体情况，那么许多现实的模型中，一个非奇异的经典弹跳发生可能会表现出一个通用的非高斯性过剩的问题，将需要解决的每一种情况。
2015-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Critical Review of Classical Bouncing Cosmologies
鉴于近年来弹跳模型的激增，我们在全面审查中收集并严格评估这些建议。普朗克数据显示了一个明确无误的红色，准标度不变，纯绝热的原始功率谱，没有主要的非高斯性。虽然这些观测结果与暴胀预言一致，但反弹宇宙学渴望提供一个替代框架来解释它们。这样的模型面临着许多问题，既有纯理论的问题，如违反NEC和不稳定性的必要性，也有宇宙学应用层面的问题，如可能存在的剪切。我们提供了一个教学介绍这些问题，并评估适合不同的建议相对于数据。例如，许多模型预测一个轻微的蓝色光谱，必须进行微调，以产生一个红色光谱指数;作为一个副作用，大的非高斯性往往导致。我们强调几个有前途的尝试，违反NEC而不引入危险的不稳定性在经典和/或量子水平。如果原始引力波被观测到，某些反弹的宇宙学，如循环的情况，就有麻烦了，而其他的仍然有效。我们的结论是，虽然大多数弹跳宇宙学远未提供暴胀范式的替代方案，但已经出现了一些有趣的提议，值得进一步研究。本审查中提出的制约因素和经验教训可指导今后的研究。
2014-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On initial conditions for inflationary and bouncing cosmologies
我们考虑的问题，推导初始条件的标量场在驱动早期和晚期的quintessence阶段。暗能量场提出了一个尚未解决的均匀性问题。进一步的困难与初始条件的辅助，动力学和幻影膨胀。我们回顾了正则测度的应用，发现Gibbons和Hawking的否定结论可以通过合理的量子宇宙学输入得到缓解。我们评论一些尝试将通货膨胀计划纳入循环和弹跳模型。
2012-12-19 gr-qc hep-th
Isotropic and Anisotropic Bouncing Cosmologies in Palatini Gravity
我们研究各向同性和各向异性（Bianchi I）的宇宙学在Palatini $f(R)$和$f(R,R_{μν}R^{μν})$引力理论，并考虑在早期宇宙中的非奇异弹跳解的存在。我们发现，所有的$f(R)$模型与各向同性反弹的解决方案发展的各向异性的情况下的剪切奇点。相反，简单的二次模型$R+a R^2/R_P+R_{μν}R^{μν}/R_P$在各向同性和各向异性的情况下表现出规则的反弹的解决方案，广泛的状态方程，包括灰尘（$a<0$）和辐射（任意$a$）。因此，它代表了一个纯粹的引力解大爆炸奇异性和各向异性问题的广义相对论，而不需要外来的（$w>1$）源的物质/能量。
2010-05-22 gr-qc hep-th
Generalized Galileons: instabilities of bouncing and Genesis cosmologies and modified Genesis
我们研究空间平坦的弹跳宇宙学和模型与早期的创世时代在一个流行的广义伽利略理论类。我们问是否存在这些类型的解决方案是免费的梯度和鬼不稳定性。我们发现，不管拉格朗日函数的形式，弹跳模型要么是困扰与这些不稳定性或有奇点。同样的结果也适用于原始的Genesis模型及其变体，其中比例因子趋于恒定为$t\to -\infty$。这个结果在附加物质的理论中仍然有效，这些附加物质服从能量条件，只与伽利略粒子引力相互作用。我们提出了一个修改后的创世纪模型，它回避了我们的不去的论点，并给出了一个明确的例子，健康的宇宙学，连接修改后的创世纪时代与kination（时代仍然由伽利略场驱动，这是一个传统的无质量标量场在该阶段）。
2016-08-16 hep-th
Cosmological perturbations in bouncing cosmologies and the case of the Pre-Big Bang scenario
前大爆炸宇宙学启发了几代宇宙学家，他们试图用弦论提出的基本长度尺度来治愈最初的大爆炸奇点。在视界和曲率问题的解决方案中，存在一个曲率增加的坍缩/暴胀阶段，然后是宇宙反弹，作为标准暴胀的替代方案。然而，几乎尺度不变的扰动谱的产生并不是对这种情况的自动预测。在本文中，我回顾了一些一般性的声明，在弹跳宇宙学和一些历史上重要的尝试，以调和预测的光谱与观测的扰动的演变。弹跳宇宙学，特别是大爆炸前的宇宙学，虽然更复杂，但仍然是暴胀的可行替代方案，可能有助于解决当前的理论和观测紧张局势。
2022-07-13 gr-qc hep-th
A solution to the anisotropy problem in bouncing cosmologies
弹跳宇宙学经常被提议作为标准暴胀的替代品，用于解释宇宙的均匀性和平坦性。在这种情况下，目前的宇宙膨胀之前是一个收缩阶段。然而，在收缩过程中，一般来说，宇宙的各向异性会增长，最终导致混沌的混合行为。这要么很难与观测相一致，要么甚至导致奇点而不是反弹。为了保持平滑和各向同性的反弹，收缩源必须具有具有$P/ρ=w>1$的超刚性状态方程。在这封信中，我们提出了一个新的机制来解决任何低能量值的$w$的各向异性问题，认为高能物理导致修改的状态方程，引入非线性项。在这种情况下，即使当$w$的低能量值小于1时，各向异性在高能量阶段期间也被强烈抑制，从而允许优美的各向同性反弹。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Waves in Bouncing Cosmologies from Gauge Field Production
我们计算了早期宇宙中各种规范场源产生的引力波（GW）谱，从而将早期的暴胀计算推广到弹跳宇宙学。我们考虑规范场和标量场之间的一般耦合支配宇宙的能量密度。我们分析了避免会破坏背景演化的反向反应所需的要求。当标量仅与$F \tilde F$项耦合时，源GW谱呈指数增强，并且参数化地为真空涨落谱${\cal P}^s_T\sim ({\cal P}^v_T)^2$的平方，从而给出比标准真空谱更蓝的谱。当标量场也耦合到$F^2$项时，振幅仍然是指数增强的，但光谱可以任意接近标度不变量（仍然是轻微的蓝色）$n_T\gtrsim 0$，这与轻微的红色暴胀光谱是不同的。因此，我们有一个可观测的GW的概念证明在CMB尺度上的弹跳宇宙学。
2016-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bouncing Eddington-inspired Born-Infeld cosmologies: an alternative to Inflation ?
我们研究了一个均匀的和各向同性的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的背景下，爱丁顿启发的玻恩-因菲尔德引力理论的动力学。我们推广早期的结果，在辐射主导的宇宙的背景下，占一个完美的流体渗透的宇宙的演化与任意状态方程参数$w$。我们表明，反弹可能会发生$κ>0$，如果$w$是时间依赖的，我们证明，它是免费的张量奇点。我们认为，爱丁顿启发的玻恩-因菲尔德宇宙学可能是一个可行的替代暴胀范式作为解决标准宇宙学模型的基本问题。
2012-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bouncing and cyclic string gas cosmologies
我们表明，在弦气体的存在下，简单的高阶导数修改的有效作用重力可以导致反弹和循环宇宙模型。这些修改限制了膨胀率，避免了有限时间内的奇点。在这些模型中，比例因子可以有很长的徘徊阶段，解决了地平线问题。添加一个介子的势能，就可以简单地实现大爆炸前的情形。在循环阶段的熵产生驱动最终过渡到辐射主导的宇宙。作为一个测试的Brandenberger-Vafa的情况下，我们评论在这类模型的解压缩三个空间维度的概率。
2009-10-15 hep-th
Scalar perturbations in regular two-component bouncing cosmologies
我们考虑一个从收缩到膨胀的两分量规则宇宙学，其中，为了包括标量场和理想流体作为特殊情况，允许占主导地位的组件有一个内在的等曲率模式。我们表明，在反弹前的Barnesian势的增长模式的频谱从来没有转移到反弹后的主导模式。后者最多获得一个占主导地位的等曲率分量，这取决于两种流体的相对性质。我们的研究结果意味着，在文献中的几个索赔需要大幅修订。
2005-06-13 gr-qc hep-th
Bouncing Cosmologies
我们回顾了非奇异宇宙（{ \em，即}）的一般特征.那些从加速坍缩的时代到膨胀的时代而不显示奇点的宇宙）以及循环宇宙。我们讨论反弹背后的机制，并分析实现这些机制的解决方案的例子。观测结果，这种经常宇宙学也被认为是，重点是在行为的扰动。
2008-02-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Bouncing cosmologies from quantum gravity condensates
我们展示了如何在Gross-Pitaevskii近似下从各向同性群场论凝聚态的流体力学中得到大尺度宇宙动力学。正确的弗里德曼方程恢复在半经典极限的一些参数的选择，在行动的群场论，和量子引力的修正出现在高曲率制度，导致反弹，一般解决了大爆炸和大紧缩奇性。
2017-01-17 gr-qc hep-th
Thermal Fluctuations and Bouncing Cosmologies
我们研究的条件下，在收缩阶段产生的非奇异弹跳宇宙学的热波动可以导致在膨胀阶段的后期宇宙学波动的尺度不变的频谱。我们考虑了点粒子气体、全息气体和弦气体。在这样确定的模型中，我们还研究了由此产生的不均匀性分布的热非高斯性。对于规则的点粒子辐射，我们发现，背景必须有一个状态方程$w = 7/3$，以获得一个标度不变的光谱，和非高斯性抑制尺度大于热波长。对于Gibbons-霍金辐射，我们发现物质主导的背景产生标度不变性，并且非高斯性很大。弦气体也简要考虑。
2009-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
General solution for scalar perturbations in bouncing cosmologies
弦论/M理论提出的弹跳宇宙学，可能提供标准暴胀的替代方案，以解释我们宇宙中不均匀性的起源。基本问题是如何正确地通过反弹来演化标量扰动。在这项工作中，我们确定了任意（空间平坦）反弹宇宙学的扰动和最终频谱的演变，唯一的假设是反弹是由一个单一的物理尺度。特别是，我们发现，只有当同动压力扰动与巴氏势成正比，而不是与它的拉普拉斯算子成正比时，巴氏势（它在一定限度内是标度不变的，因此与观测结果相一致）的反弹前增长模式的谱在反弹后才能保持不变，这与任何已知形式的普通物质一样。如果某种作用于反弹的新物理学证明了这种关系，那么反弹宇宙学就有资格成为产生所观察到的不均匀性的一个真正可行的替代方案。我们的治疗还包括一些类的模型与额外的维度，而我们表明，反弹引起的正空间曲率在结构上不同于所有反弹在空间平坦的宇宙，需要一个独特的分析。
2005-12-06 gr-qc hep-th
On the properties of the transition matrix in bouncing cosmologies
我们进一步阐述了宇宙学涨落通过反弹的演化性质。我们表明，这种演变是可描述的“传输”和“反射”系数或一个有效的酉S-矩阵。我们还表明，他们的行为在一个时间反转不变的方式。因此，以前的结果现在从不同的角度解释，并建立在更坚实的基础上。
2004-03-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity and Strong-Coupling Problem in a Two-Field DHOST Bouncing Model
Kim Il Sung University（金日成大学）
本文通过调整双场DHOST反弹模型，使其局部非高斯性参数fNL符合观测，并证明强耦合标度始终远高于背景特征能标，从而将模型的可行性从线性扩展到非线性水平。
2026-06-02 hep-th
Implications of Planck2015 for inflationary, ekpyrotic and anamorphic bouncing cosmologies
普朗克2015的结果，结合WMAP，ACT，SPT和其他实验的早期观测，是第一个不赞成“经典”暴胀范式的观测结果。为了满足观测的限制，暴胀理论家不得不考虑平台型暴胀子势，它引入了更多的参数和更多的微调，有问题的初始条件，多重宇宙的不可预测性问题，以及一个新的“不相似问题”。有些人建议转向“后现代”暴胀范式，在这种范式中，我们可观测宇宙中的宇宙学性质只是局部有效的，并且是随机设置的，在我们视界之外的大多数区域存在完全不同的性质（甚至可能是不同的物理定律）。相比之下，新的结果与最简单版本的ekpyrotic循环模型相一致，其中宇宙在缓慢收缩期间被平滑和扁平化，然后反弹，另一个有前途的反弹理论，变形宇宙学，已经提出，可以产生独特的预测。
2015-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing and emergent cosmologies from ADM RG flows
渐近安全引力提供了一个框架的描述引力从trans-Planckian制度的宇宙学尺度。根据这种情况，宇宙学常数和牛顿耦合是能量标度的函数，其演化由重整化群方程决定。基于Arnowitt-Deser-Misner（ADM）形式主义，叶层时空上的重整化群方程的表述提供了一种从空间切片上的拉普拉斯算子谱构造RG能量标度的自然方法。结合这一思想和重整化群改进方法，我们研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下Einstein-Hilbert作用量的量子引力修正.由此产生的量子修正的弗里德曼方程可以产生弹跳宇宙学和涌现宇宙解决方案。我们的弹跳模型不需要奇异物质的存在，并且可以为任何允许的空间切片拓扑结构构建紧急宇宙解决方案。
2017-10-23 gr-qc hep-th
Perturbations in bouncing cosmologies: dynamical attractor vs scale invariance
对于弹跳宇宙学，如ekpyrotic/循环的情况下，我们表明，它是可能的预测密度扰动是独立的弹跳阶段的细节。这可以实现，就像在暴胀宇宙学中一样，这要归功于动力学吸引子的存在，它使得局部可观测量等于未微扰解，直到指数小项。假设反弹的物理学对这些修正不是非常敏感，那么即使在非线性水平上，扰动也可以演化。由此产生的光谱不是尺度不变的，因此与实验数据不相容。这可以在同步规范中明确地显示出来，与通常使用的牛顿规范相反，所有的微扰都保持很小的反弹，吸引子的存在是明显的。
2004-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Four-dimensional Traversable Wormholes and Bouncing Cosmologies in Vacuum
在这封信中，我们指出，存在的广义相对论的解决方案与一个负的宇宙学常数在四维，其中包含孤子以及可穿越的虫洞。后者连接两个渐近局部AdS $_{4}$时空。在径向坐标的每一个常数值上，时空都是类空的扭曲AdS $_{3}$。我们计算的对偶能量动量张量在每个边界显示，它产生不同的结果。我们还表明，这些真空虫洞可以有一个以上的喉咙，他们确实是通过计算光信号从一个边界到另一个所需的时间，由测地线观察员。我们将虫洞推广到包括旋转和电荷。当宇宙学常数为正时，我们发现宇宙学处处正则，有一个或两个反弹，并且在晚期和早期与Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker度规和球形拓扑相匹配。
2018-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing Brane Cosmologies from Warped String Compactifications
本文研究了IIB型弦论卡-丘紧化中在膜上探测弯曲喉区所诱导的宇宙学。对于BPS D3-膜探测Klebanov-Strassler扭曲变形锥的情况，合适的膜观测者所描述的宇宙学是一个弹跳的、空间平坦的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙，具有随时间变化的牛顿常数，从收缩阶段平滑地过渡到膨胀阶段。在对克列巴诺夫-斯特拉斯勒解的克列巴诺夫-蔡特林近似中，宇宙学将以一个大挤压奇点结束。在这个意义上，扭曲变形的圆锥体提供了膜宇宙学中类空奇点的弦论解析。适用于膜观测者的四维有效作用量是一个简单的标量-张量引力理论。在这个物理描述中，反弹是可能的，因为相关的能量-动量张量可以经典地违反零能量条件。
2002-05-30 hep-th
Bouncing Cosmologies and Self-Gravitational Corrections
一个四维类时膜被认为是$SAdS_{5}$体背景的边界。利用CFT/FRW-宇宙学关系，我们导出了第一类类弗里德曼方程（膜运动方程）的自引力修正。由于半经典分析而产生的附加项可以看作是刚性物质，其中自引力修正是它的来源，这一结果与标准分析认为$SAdS_{5}$体黑洞的电荷是刚性物质的来源相反。FRW方程的解的一个非常有趣的特征是它们（对于$k=0,\pm1$）都有一个非零的尺度因子的最小值。
2004-09-29 hep-th
Non-Singular Bouncing Cosmology: Consistency of the Effective Description
我们明确证实，空间平坦的非奇异弹跳宇宙学作为有效的理论是有意义的。在空间平坦的宇宙中存在非奇异反弹意味着零能量条件的暂时违反，这可以通过鬼凝聚阶段实现。我们计算强耦合的规模，并证明了幽灵凝聚反弹始终是值得信赖的，并且有效描述的有效性范围内的所有扰动模式仍然处于控制之下。为此目的，我们需要的扰动作用高达三阶的扰动，我们计算在平坦和共同移动的规范-因为这两个规范使我们能够突出不同的物理方面。我们的结论是，存在健康的描述非奇异的反弹宇宙学提供了一个可行的解决方案的大爆炸奇异的宇宙学模型。我们的研究结果还表明了一种变形的ekpyrotic宇宙学，其中熵扰动产生在收缩阶段，但只有在反弹后转换为曲率扰动。
2015-12-11 astro-ph.CO hep-th
Bouncing cosmologies from Born-Infeld-type gravity
Fudan University（复旦大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
本文基于Born-Infeld电动力学构建了Born-Infeld型f(R,G)引力理论，通过五维纯修改引力嵌套，实现了曲率标量与电磁场强度标量的对应关系，从而在引力领域复制Born-Infeld电动力学结构，得到无鬼f(R,G)理论，并探讨了该理论中反弹宇宙的解及其观测后果。
2026-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing Galileon Cosmologies
我们提出了非奇异的，均匀的和各向同性的共形Galileon模型的弹跳解。我们表明，这样的解决方案必然开始与辐射为主的收缩阶段。其次是一个五分之一的情况下，背景状态方程跨越宇宙学常数边界允许一个非奇异的反弹，这反过来又是其次是伽利略成因。我们分析了在这种背景下的宇宙学扰动谱。我们的结果表明，起伏的演变顺利，没有任何病理，但绝热模式形成一个蓝色的倾斜光谱。为了获得当前观测所要求的标度不变的原始功率谱，我们引入了一个光标量场与Galileon的动力学耦合。我们发现两个耦合产生一个标度不变的频谱，其中之一需要微调的初始条件。这个模型还预测了一个蓝色的倾斜光谱的引力波源于量子真空波动在收缩阶段。
2011-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Notes on the post-bounce background dynamics in bouncing cosmologies
我们研究了文献中研究的一类单次反弹场景中的反弹后背景动力学，其中宇宙反弹是由具有负指数势的标量场驱动的，如ekpyrotic势。我们表明，这些模型实际上可以导致循环演变与反复反弹。然而，这些循环演化并不能解释目前观测到的晚期加速膨胀，因此在宇宙学上是不可行的。在这方面，我们考虑了最近提出的一种新的循环模型，并导出了该模型的一些宇宙学约束。
2021-09-16 gr-qc hep-th
Time-Dependent Warping and Non-Singular Bouncing Cosmologies
本文构造了一类六维引力理论的非奇异含时解，它们是四维反弹宇宙学解和二维内部流形的翘曲积.扭曲因子与时间相关，并沿其中一个内部方向破坏平移不变性。当扭曲因子在时间上是周期性的时，几何体的非紧凑部分会周期性地反弹。六维几何由不违反零能量条件的物质支持。我们表明，这6D几何不承认一个封闭的捕获表面，因此霍金-彭罗斯奇点定理不适用于这些解决方案。我们还提出了奇异的解决方案的内部流形的拓扑结构动态变化的例子。
2014-10-23 gr-qc hep-th
On the "Causality Argument" in Bouncing Cosmologies
我们展示了一种情况下，通过反弹传播的天体物理相关的宇宙学扰动的规模依赖的方式受到影响。该模型只涉及广义相对论所描述的封闭宇宙中标量场的演化，符合因果关系。这样一个具体的反例导致的结论是，强加的因果关系是不足以确定的扰动谱后，反弹，如果它是已知的。我们讨论的后果，这一结果字符串动机的情况下。
2003-12-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Regular two-component bouncing cosmologies and perturbations therein
我们提出了一个全面的调查标量扰动在一个相当通用的模型，一个经常反弹的宇宙，反弹是由一个有效的完美流体与负能量密度。在反弹之前和之后很长一段时间，宇宙都是由一个具有正能量密度的源所支配的，这个源可以是一个完美的流体、一个标量场，或者任何其他具有内在等曲率扰动的源。在这个框架内，我们提出了一种分析方法来准确估计大规模标量扰动的谱，直到它们在反弹后很长一段时间内重新进入。我们还提出了一个简单的方法来确定非奇异规范不变变量通过反弹，并提出了广泛的数值测试的结果，在几种可能的实现方案。在任何情况下，我们都没有发现反弹前增长模式的巴氏势的谱可以转移到反弹后的常数模式。
2005-09-08 gr-qc hep-th
Superbounce and Loop Quantum Ekpyrotic Cosmologies from Modified Gravity: $F(R)$, $F(G)$ and $F(T)$ Theories
我们调查的实现两个弹跳范式，即超反弹和圈量子宇宙学ekpyrosis，在各种修改的引力的框架。特别是，我们专注于$F(R)$，$F(G)$和$F(T)$重力，我们重建其特定的子类，导致这样的宇宙演化。这些子类由幂律、多项式或超几何ansatzes构成，它们可以由幂律近似。实现上述两种反弹宇宙学的不同有效引力的定性相似性表明了这种反弹背后的某种普遍性。最后，进行线性扰动分析，我们证明了所获得的解决方案是条件稳定或完全稳定的。
2015-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Arrows of time in bouncing cosmologies
该研究聚焦反弹宇宙学中的时间之箭问题，以圈量子宇宙学反弹为案例，结合其含无压尘埃与宇宙学常数的有效弗里德曼方程精确解，分析了不同定义的时间之箭在反弹处的性质与分支区分方法。
2024-10-31 gr-qc hep-th
Falsifying Tree Level String Motivated Bouncing Cosmologies
树层次的弦有效作用量在玻色子扇区中包含Einstein-Hilbert项、介子和轴子，以及来自Ramond-Ramond扇区的标量场和规范场。减少到四个维度带来了场景模场。我们通过引入两个任意的参数，$ω$和$m$，与介子和轴子耦合，推广了这种有效的作用。通过这种方式，可以分析更一般的框架。对于参数$ω$的一系列（负）值，可以得到具有反弹的正则解，但是，不包括纯弦配置（$ω= - 1$）。我们研究在这样的宇宙学场景标量扰动的演变。预测的原始功率谱随着波数的增加而减小，谱指数为$n_s=-2$，这与$WMAP$的结果相矛盾。因此，所有这些有效的弦激发的宇宙学弹跳模型似乎都被排除了，至少在树级近似下是这样。
2005-12-16 astro-ph gr-qc hep-th
Generalised perturbation equations in bouncing cosmologies
我们考虑广义引力中长波标量度量扰动的线性扰动方程，适用于非奇异宇宙学模型，包括在非常早期的宇宙中从坍缩到膨胀的反弹。我们提出了一般形式的扰动方程，它遵循的要求，在大尺度上的非均匀宇宙服从相同的局部方程的均匀弗里德曼-罗伯逊-沃克背景宇宙学（分离宇宙的方法）。在赝纵向规范中，这变成绝热微扰的齐次二阶微分方程，在各向异性应力消失的情况下，它简化为广义相对论中纵向规范度规微扰的通常方程。作为应用，我们证明了在一个简单的反弹模型中，在热爆坍缩过程中产生的尺度不变的纵向规范扰动谱并没有转移到膨胀相的绝热密度扰动的增长模中。
2008-07-14 astro-ph gr-qc hep-th
Phase-resolved field-space distance criteria in ekpyrotic, bouncing and cyclic cosmologies
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics and Astronomy, University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学物理与天文学学院理论物理研究所）
本文研究了ekpyrotic、bouncing和cyclic宇宙学中各相位场空间距离界，提出非膨胀平滑过程的相位分辨距离标准，并探讨了各相位对标量距离的贡献。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of curvature and anisotropy near a nonsingular bounce
我们考虑弹跳宇宙学，其中w >> 1的ekpyrotic收缩相之后是违反零能量条件的w < -1的弹跳相。弹跳阶段，引起的鬼凝聚，被设计成产生一个经典的非奇异反弹在一个有限值的比例因子。我们发现，初始曲率和各向异性，虽然稀释在ekpyrotic阶段，反弹阶段期间呈指数增长。此外，曲率扰动和各向异性产生的量子涨落在ekpyrotic阶段。然而，在弹跳阶段，绝热曲率扰动增长占主导地位，并有助于破坏标度不变性的蓝色光谱。与此同时，标量剪切扰动增长非线性，并创建一个压倒性的各向异性，破坏了非奇异反弹。
2011-09-25 astro-ph.CO hep-th
Transitioning from a bounce to $R^2$ inflation
本文在修改引力框架下提出含 $R^2$ 项的经典反弹模型，证明反弹后宇宙自然进入 $R^2$ 驱动的暴胀阶段，并发现标量子有助于模型稳定性。
2023-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Particle Creation in Bouncing Cosmologies
我们调查标量粒子创建一组反弹模型，反弹发生由于量子宇宙学效应描述的惠勒-德威特方程。标量场可以共形地或最小地耦合到引力，并且它可以是有质量的或无质量的，没有自相互作用。分析是由一个单一的辐射流体的模型，并为更现实的情况下，模型包含通常观察到的辐射和尘埃流体，它可以适合我们的宇宙，包括一个几乎标度不变的功率谱的标量宇宙学扰动的观测功能。在共形耦合情况下，粒子的产生可以忽略不计。在最小耦合情况下，对于大质量粒子，结果在观测约束下指向相同的物理结论：粒子产生在反弹能量尺度下最重要，并且它对它的质量和背景模型中是否有尘埃都不敏感。唯一需要注意的是粒子质量大于反弹能量标度的情况。另一方面，产生的大质量粒子的能量密度取决于它们的质量和反弹的能量尺度。对于非常大的质量和深反弹，这个能量密度可以克服背景的能量密度。在无质量粒子的情况下，产生的粒子的能量密度可以变得与背景能量密度相当，只有在能量尺度相当于普朗克尺度或更高时才能发生反弹，这超出了本文的范围：我们预计，我们使用的简单惠勒-德威特方法应该只在普朗克能量以下几个数量级的尺度上有效。然而，在尘埃存在的情况下，存在红外发散，这只有在比今天的哈勃半径大得多的尺度上才变得重要。
2016-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On gravitational waves in Born-Infeld inspired non-singular cosmologies
我们研究的引力波的演化的非奇异宇宙学解决方案的框架内的Born-Infeld启发的引力理论，特别强调Eddington启发的Born-Infeld理论。我们回顾了两种类型的非奇异宇宙学的存在，即反弹和渐近闵可夫斯基解决方案，从一个角度，使他们的功能更加明显。我们详细研究了这些非奇异解附近的引力波的传播，并仔细讨论了出现的不稳定性和强耦合问题的起源和严重程度。我们还调查的作用，绝热声速的物质部门正规化的引力波的演变。我们将我们的分析扩展到更一般的Born-Infeld启发的理论，在那里找到类似的解决方案。作为一个一般性的结论，我们得到的弹跳解决方案通常更容易不稳定，而渐近闵可夫斯基解决方案可以呈现稳定，使他们吸引人的早期宇宙模型。
2018-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Transitions Between Classical Histories: Bouncing Cosmologies
在引力的量子理论中，当几何和场的历史在时间上由爱因斯坦方程关联时，时空的行为是经典的。概率是从量子态推导出来的。这种对经典性的量子观点具有重要的意义：（1）经典历史通常只在状态存在的配置空间的有限块中可用。(b)在一个给定的补丁状态一般预测相对概率的一个合奏可能的经典历史。(c)在补丁之间，经典的可预测性被打破，取而代之的是量子进化，连接不同补丁中的经典历史。(d)经典的可预测性可以在普朗克尺度以下的尺度上崩溃，而经典的运动方程不会崩溃。我们通过计算在无边界量子态中连接渐近经典的膨胀历史的类德西特喉道的量子跃迁来支持和说明（a）-（d）。这就为一侧的经典历史如何过渡并分支为另一侧的一系列经典历史提供了可能性。我们还评论了（a）-（d）对黑洞动力学和永恒暴胀的影响。
2015-08-28 gr-qc hep-th
Bouncing Cosmology in f(Q) Symmetric Teleparallel Gravity
我们考虑f（Q）扩展的对称远程平行宇宙学，其中Q是非度量标量，并通过降阶方法约束其函数形式.通过使用这种技术，我们能够减少和整合的场方程，从而选择相应的模型引起反弹宇宙学。选定的拉格朗日然后被用来开发的哈密顿形式主义，并获得波函数的宇宙，这表明，经典的可观测宇宙可以恢复根据哈特尔标准。
2020-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing Braneworlds Go Crunch!
最近，有趣的膜世界宇宙学在兰德尔-Sundrum方案已被构造使用一个大块时空，对应于一个带电的AdS黑洞。特别是，这些解决方案似乎“反弹”，使一个平稳的过渡，从收缩到扩大阶段。通过更仔细地考虑时空几何，我们证明，一般在这些解决方案中的膜将遇到一个奇异的过渡区。
2003-09-20 hep-th
Exploring Bouncing Cosmologies with Cosmological Surveys
根据最近来自天空的观测数据，我们最近在理论宇宙学领域有两个重要的方向。首先，我们现在能够利用目前的观测，如普朗克和BICEP 2数据，来检验几十年前标准暴胀$Λ$ CDM的理论预测。其次，我们可以寻找新的宇宙学特征，作为探索标准宇宙范式之外的物理学的一种方式。特别是，早期宇宙模型的一个子集承认一个非奇异的反弹解决方案，试图解决大爆炸奇点的问题。近年来，这些模型取得了一系列重大发展，特别是在微扰框架方面，这些框架对当前和未来观测中可能可见的宇宙学特征做出了全新的预测。在这篇文章中，我们提出了两个非常早期的宇宙物理学的代表性范例。第一种是所谓的新物质（或物质爆炸）反弹场景，在这种场景中，宇宙从物质主导的收缩阶段开始，并过渡到爆炸阶段。在这种范式的背景下，我们提出了一些可能的机制，产生一个红色倾斜的原始曲率微扰，并面对它的一般预测与最近的宇宙学观测。第二种是物质反弹暴胀，它可以被看作是暴胀宇宙学的延伸，在暴胀之前物质会收缩。我们提出了一类可能的模型构造，并审查其对当前CMB实验的影响。最后，我们回顾了这些范式的显着成就以外的通货膨胀$Λ$ CDM模型，我们希望在未来十年的观测宇宙学的方向，新的光。
2014-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity in a Matter Bounce
一个非奇异的弹跳宇宙学，其中今天感兴趣的尺度退出哈勃半径在物质占主导地位的收缩阶段产生一个替代通货膨胀产生的尺度不变的光谱绝热宇宙学波动。在本文中，我们确定签名的非高斯性的波动，这是特定于这种情况下，并允许它从通货膨胀模型的结果进行区分。
2009-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bounce Loop Quantum Cosmology Corrected Gauss-Bonnet Gravity
通过在改进的$F(\mathcal{G})$引力理论中引入完整性修正，我们发展了圈量子宇宙学的Gauss-Bonnet扩展。在我们的形式主义的上下文中，我们提供了一个微扰膨胀的临界密度，圈量子引力理论的参数特性，我们的结果有领先的顺序校正经典的$F(\mathcal{G})$引力理论。在广泛讨论的形式主义，我们提出了一种重建方法，使可能找到圈量子宇宙学校正$F(\mathcal{G})$理论，可以实现各种宇宙学方案。具体地说，我们研究了指数和幂律反弹宇宙学，强调反弹点附近的行为，在某些情况下，宇宙时间的所有值的行为得到。我们通过使用弹跳宇宙学来验证我们的理论构造，并研究了哪些圈量子宇宙学修正的高斯-邦纳修正引力可以成功地实现这样的宇宙学。
2015-11-16 gr-qc hep-th
Non-local gravity in bouncing cosmology scenarios
本文以避免初始奇异态为前提，在五种不同的弹跳宇宙学背景下，分析了改进的Escherich-Woodard非定域引力理论。我们开发了数值解的非局部失真函数，其中包括修改的爱因斯坦-希尔伯特作用，使用重建过程，我们发现，他们有一个可行的宇宙学解决方案。之后，我们讨论了这些模型的扭曲函数在整个反弹点的演化的物理方面和结果，具体地说：对称反弹，振荡反弹，物质反弹，有限时间奇点模型，和前暴胀非对称反弹。
2022-05-30 gr-qc hep-th
A Radiation Bounce from the Lee-Wick Construction?
最近人们认识到，在均匀和各向同性的宇宙学背景下，由李-威克标准模型的标量场扇区模拟的物质产生了一种跳跃的宇宙学。然而，由无压力物质引起的反弹宇宙学通常对相对论性物质（即辐射）的加入不稳定。在这里，我们研究的可能性，获得一个弹跳宇宙学，如果我们不仅添加辐射，但它的李-威克伙伴，物质部门。我们发现，在一般情况下，没有反弹发生。获得反弹的唯一方法是选择具有辐射场及其Lee-Wick伙伴的非常特殊相位的初始条件。
2010-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scale-invariant perturbations in ekpyrotic cosmologies without fine-tuning of initial conditions
Ekpyrotic反弹宇宙学已经被提出作为通货膨胀的替代品。在这些场景中，宇宙在反弹之前的缓慢收缩期间被平滑和扁平化，而量子涨落产生几乎尺度不变的超视界扰动，在反弹后的宇宙中播种结构。Tolley和Wesley（2007）的分析表明，对于大范围的Ekpyrotic模型，只有在宇宙学背景不稳定的情况下，才有可能产生绝热或熵涨落的标度不变谱，在这种情况下，场景对初始条件非常敏感。在本文中，我们分析了一个重要的反例：一个简单的行动，产生一个高斯，尺度不变的熵扰动谱在ekpyrotic收缩，而不需要微调的初始条件。基于这个例子，我们讨论了一些推广。
2015-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A note on accelerating cosmologies from compactifications and S-branes
我们给出了一个简单的解释最近的宇宙学的解决方案与一个短暂的加速阶段，从紧化双曲流形，或从S-膜解决方案的弦/M-理论。在四维图像中，这些解对应于辐射场从指数势反弹。加速发生在转折点，此时辐射子停止，势能暂时占主导地位。在这种解释中，这些方法的优点和局限性变得相当明显。
2003-04-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational wave background in perfect fluid quantum cosmologies
我们讨论了基于充满完美流体的宇宙的完全量子演化的弹跳模型所产生的引力波背景。背景波函数的本体论解释使我们能够解决张量扰动的模式方程，我们发现作为流体状态方程的函数的光谱指数。
2006-05-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Observational signatures of a non-singular bouncing cosmology
我们研究了一个宇宙学的情况下，通货膨胀之前的反弹。在这种情况下，膨胀的主要缺点之一的原始奇点被非奇异的反弹所取代，在此之前宇宙经历了一个收缩阶段。我们的出发点是Falciano等人（2008）研究的弹跳宇宙学，我们通过详细研究通过弹跳的宇宙学扰动的转移和讨论弹跳宇宙学可能的观测效应来完成。我们着重于对称反弹，计算了收缩、反弹和暴胀阶段的宇宙学扰动演化。我们推导出一个表达式的Mukhanov-Sasaki扰动变量在开始的通货膨胀阶段，以下反弹。而不是在Bunch-Davies真空中，它被发现处于取决于反弹时间尺度的激发态。然后，我们表明，这诱导振荡叠加在近标度不变的原始谱标量和张量扰动。我们讨论了这些振荡在宇宙微波背景和物质功率谱中的影响。我们提出了一种新的方法来间接测量的空间曲率能量密度参数在这个模型的上下文中。
2011-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
