General Relativistic Evolution Equations for Density Perturbations in Closed, Flat and Open FLRW Universes
本文证明了York，Stewart和Walker关于对称空间二阶张量（如扰动度规张量和扰动Ricci张量）和空间流体速度矢量的分解定理，这意味着对于开放的，平坦的或封闭的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙，存在两个唯一的，独立的规范不变量来描述真实的，对能量密度和粒子数密度的物理扰动。利用这两个新的量，宇宙学的密度扰动和熵扰动的演化方程，适用于非正压状态方程的压力，推导。当且仅当粒子数密度对压强没有贡献时，密度扰动才以螺旋方式演化。局部密度扰动不会影响宇宙的整体膨胀。新的微扰论在非静态宇宙中有一个精确的非相对论极限。宇宙学的规范问题就这样解决了。
2021-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Weighed scalar averaging in LTB dust models, part II: a formalism of exact perturbations
我们研究了在前一篇文章（第一部分）中应用于Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）模型的q平均形式主义所产生的精确扰动。通过引入一个初始值参数化，我们表明，所有的LTB标量，采取FLRW“看起来像”的形式（经常使用的文献中处理LTB模型）遵循的协变标量的q-平均值是常见的FLRW模型。这些q-标量确定每个平均域一个独特的FLRW背景状态，通过Darmois匹配条件在域边界，虽然这个背景的定义并不需要一个实际的匹配FLRW区域（瑞士奶酪型模型）。局部扰动描述了从FLRW背景状态的偏差，通过协变标量的局部梯度在每个共动域的边界，而非局部扰动这样做的一个直观的概念的“对比度”的局部标量相对于FLRW参考值出现从q平均分配给整个域或整个时间片的渐近极限。我们推导出流体流动的演化方程，完全确定的动力学模型的q标量和两种类型的扰动。一个严格的形式主义的精确球形非线性扰动的定义在FLRW背景状态相关联的q标量，恢复线性微扰理论的标准结果在适当的限制。我们检查的振幅的概念，并说明本地与非本地扰动之间的差异定性图，并通过一个例子的宇宙密度空洞，从演化方程的数值解。
2013-02-15 gr-qc
Large-Scale Tides in General Relativity
宇宙学中的密度微扰，即弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）时空的球对称绝热微扰，只要它们的波长远大于所有流体组分的声视界，就局部精确等价于不同的FLRW解。这一事实被称为“分离宇宙”范式。然而，没有这样的关系是已知的各向异性绝热扰动，这对应于一个FLRW时空与大尺度潮汐场。在这里，我们提供了一个封闭的，完全相对论的演化方程组的非线性演化的模式，共形费米（CFC）框架的基础上。我们明确地表明，潮汐效应是由外尔张量编码，因此是完全不同的各向异性Bianchi I时空，其中各向异性是由里奇张量的来源。为了关闭系统，必须删除某些高阶导数项。我们证明了这种近似与Hui和Bertschinger（1995）的局地潮近似是等价的。我们还表明，这个非常简单的方程组匹配的密度场的精确演化在二阶，但在第三和更高的顺序失败。这提供了一个有用的，易于使用的框架计算完全相对论性增长的结构在第二顺序。
2017-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Electroweak Vacuum Instability and Renormalized Vacuum Field Fluctuations in Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker Background
宇宙学中的Higgs真空稳定性一直是一个很有吸引力的研究课题，准确跟踪Higgs涨落的发展是至关重要的。在本工作中，我们深入研究了在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下，Higgs场的真空涨落如何影响电弱真空的稳定性。采用绝热（WKB）近似或绝热正则化方法，我们清楚地证明了FLRW背景中Higgs场的真空涨落依赖于Higgs场或其他标量场的曲率和质量.希格斯涨落可以产生真正的真空泡，并引发电弱真空的坍缩。此外，我们清楚地表明，在FLRW背景下的有效希格斯势修改的希格斯真空涨落。标准模型场的真空涨落可以通过反反应效应使有效希格斯势稳定或不稳定。考虑各种背景下Higgs真空涨落$\left< { δϕ}^{ 2 } \right>$的改进有效Higgs势，给出了Higgs耦合标量场质量的新的宇宙学约束，并定量描述了FLRW背景下Higgs稳定性.
2018-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
FLRW-Compatible Tensors and Perfect-Fluid Universality in Modified Gravity
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Bilkent University（比尔肯特大学）
该研究在(D+1)维FLRW时空中证明，满足D>N的协变N阶张量可分解为度规与类时单位矢量的单项式，D>2时FLRW背景下修正引力的二阶修正项具理想流体形式，为相关方程提供张量分类并探讨应用。
2026-10-09 gr-qc
Asymptotic symmetries and memories of gauge theories in FLRW spacetimes
本文研究了在减速和空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker宇宙中规范理论的渐近结构。首先，我们深入探讨了电动力学的渐近对称性在这种背景下，这揭示了一个主要的不一致性已经存在于平面的情况下。利用这种治疗方法，我们得到了相关的记忆效果，讨论他们的政权的有效性和差异，相对于他们的平板。接下来，我们将我们的分析扩展到非阿贝尔杨米尔斯，耦合它的动态和同时的狄拉克旋量和一个复杂的标量场。在这个新的设置，我们研究的可能性，构建泊松超括号的基础上的协变相空间形式主义。
2022-10-26 gr-qc hep-th
Quasi-local variables and inhomogeneous cosmological sources with spherical symmetry
我们研究了一个大类的非均匀球对称时空，推广的勒梅特-托尔曼-邦迪尘埃解决方案，非零压力（“LTB时空”）。局部协变LTB对象可以表示为满足等价Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）标量演化方程的协变准局部（QL）标量的扰动。因此，这些时空的动力学可以被严格地描述为非线性的，规范不变和协变扰动的正式FLRW背景下给出的QL标量。由于LTB时空与各种各样的“状态方程”和理论假设兼容，它们为理想化但完全非线性条件下的宇宙学源的数值模型提供了一个理想的框架。作为一个说明性的例子，我们简要地研究了一个黑洞的形成在一个不断扩大的Chaubergin气体宇宙。
2008-10-07 gr-qc
Quasi-local variables in spherical symmetry: numerical applications to dark matter and dark energy sources
一个数值方法被认为是球对称时空，推广勒梅特-托尔曼-邦迪尘埃解决方案，非零压力（“LTB时空”）。我们引入准局部（QL）变量，这些变量是协变的LTB对象，满足Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学演化方程。我们严格证明，从QL标量的局部协变标量的相对偏差是非线性的，规范不变和协变扰动FLRW形式的“背景”的QL标量。LTB时空的动力学完全由QL标量和这些精确微扰决定。由于LTB时空与各种各样的“状态方程”兼容，无论是单一流体还是混合物，在FLRW框架（或线性扰动）中，大量已知的暗物质和暗能量源的解决方案可以在理想化但非平凡的非均匀条件下容易地进行检查。坐标的选择和初始条件推导出的微扰方程的数值处理，使我们能够研究在各种现象，如引力坍缩，非本地效应，空洞形成，暗物质和暗能量耦合和粒子创建的非线性效应。特别是，嵌入的非均匀区域可以通过一个合适的FLRW解决方案的平滑匹配，从而推广了牛顿的“礼帽”模型，广泛用于天体物理学文献。作为应用的形式主义的例子，我们研究数值的形成中的一个黑洞在一个不断扩大的Chaubergin气体FLRW宇宙，以及密度团块和空洞的冷暗物质和暗能量的交互式混合物的演变。
2008-12-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Covariant scalar-tensor theories beyond second derivatives
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本文提出一种协变且 gauge 不依赖的 foliation 基础标量-张量理论构造，定义了至四阶导数的独立不变量基，包括首个非平凡的奇偶伪标量，扩展至更高阶导数。框架超越了退化高阶标量-张量理论，提供非线性扩展的 U-DHOST 理论。
2026-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant Horava-like and mimetic Horndeski gravity: cosmological solutions and perturbations
我们考虑的Nojiri-Odintsov协变Horava类引力模型的一个变体，其中的非标准耦合到一个完美的流体动态地打破了非同态不变性。该理论允许解决一些潜在的不稳定性问题，目前在Horava-Lifshitz引力由于显式的同态不变性破缺。而流体是从受拉格朗日乘子约束的标量场构造的。事实上，拉格朗日乘子的结构允许扩展Horava模型，包括模拟重力的标量场，我们彻底探索的扩展。通过增加一个潜在的标量场，我们展示了如何可以重现一些有趣的宇宙学场景。然后，我们转向周围的平坦FLRW背景的扰动的研究，表明在问题中的流体的行为作为一个无旋流体，与零声速。为了解决这个问题，我们考虑一个修改后的版本的理论，增加更高的衍生条款的方式，使我们超越Horndeski框架。我们计算的声速在这个修改后的高阶模仿Horava-like模型，并表明它是非零的，这意味着其中的扰动可以合理地定义。我们的分析，以及比较投影Horava-Lifshitz引力的警告，也进行了讨论。总之，我们提出了一个引力理论，它保留在行动的水平，但动态地打破它在紫外线，减少到广义相对论在红外线，允许实现一些有趣的宇宙学场景，是很好地定义时，考虑周围的扰动平坦FLRW背景，并具有宇宙学暗物质作为一个集成常数出现。
2018-06-01 gr-qc
A new approach for doing theoretical and numeric work with Lemaitre-Tolman-Bondi dust models
引入准局部积分标量变量研究球对称Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型。除了提供一个协变量，理论上有吸引力，这些模型的参数的解释，这些变量使我们能够研究其动力学（在其充分的一般性）的流体流动演化方程，可以处理简单的数值技术，并具有显着的潜力天体物理学和宇宙学的应用。这些演化方程也可以理解的规范不变和协变形式主义的框架内的FLRW背景上的球形非线性扰动。协变时间分裂与新的变量导致，在一个自然的方式，改写已知的解析解的初始值框架内，其中协变标量给出了简单的标度律。通过使用这种重新参数化的解析解，我们重新审视，并提供了一个替代的前景已经在文献中处理的各种理论问题：正则性条件，欧米茄参数，以及拟合给定的LTB模型的密度或速度的径向分布在不同的宇宙时间。其他理论问题和数值应用将在单独的文章中进行研究。
2010-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Covariant cosmography in the presence of local structures: comparing exact solutions and perturbation theory
National Institute for Theoretical & Computational Sciences（国家理论与计算科学研究所）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯-马赛大学，土伦大学，法国国家科学研究中心，理论物理中心）；Department of Physics & Astronomy, Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学物理与天文系）；Department of Physics & Astronomy, University of the Western Cape（西开普大学物理与天文系）
本文研究局部宇宙膨胀率的轴对称各向异性是否能用LTB框架解释，通过 Sachs 方程计算精确距离并与协变宇宙学方法比较，揭示其可靠性范围，并对比LTB与线性扰动理论的结果，为解释大尺度引力场各向异性提供一致的解读框架。
2026-03-09 astro-ph.CO gr-qc
The Spatial Averaging Limit of Covariant Macroscopic Gravity - Scalar Corrections to the Cosmological Equations
众所周知，任何明确的平均方案类型的描述宇宙的大尺度行为必不可少的，必须产生修正的爱因斯坦方程应用在宇宙学的设置。爱因斯坦方程的修正是否有意义的问题仍然是一个争论的主题，部分原因是现有的平均方案可能存在模糊性。特别是，它已在文献中认为，平均的影响可能是规范的文物。我们应用Zalaletdinov的宏观引力（MG）的形式主义，这是一个完全协变和非微扰的平均计划，试图构建规范独立的修正标准的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）方程。我们发现，而不能逃避的问题，依赖于\emph{one}规范的选择-这是固有的假设大规模的均匀性和各向同性-然而，它是可能的，以建设\emph{spacetime scalar}校正标准FLRW方程。这部分地解决了关于修正是规范伪影的批评。对于一个特定的初始选择的规范，简化了形式主义，我们明确地构建这些标量的基本非齐次几何，并附带证明，正式的结构与此规范选择的修正是相同的类似的修正由Buchert导出的标量的空间平均的上下文中。
2007-06-23 astro-ph gr-qc hep-th
Dark Energy and Dark Matter from an additional adiabatic fluid
暗区是由一个额外的正压流体描述的，它在宇宙的历史中不断演化，其绝热指数$γ$来自比热的标准定义。虽然在一般$γ$是一个函数的红移，哈勃参数及其衍生物，我们发现，我们的假设必然导致解决方案与$γ= $常数在FLRW宇宙。绝热流体有效地作为两个不同成分的总和，一个像非相对论性物质一样演化，另一个取决于绝热指数的值。这使得该模型作为同时解释暗能量和暗物质的性质的一种方式特别有趣，至少在背景宇宙学的水平上。当$Λ$。我们将我们的模型拟合到SNIa、$H(z)$和BAO数据，讨论了模型选择标准。对早期宇宙的影响和在这个模型中的小扰动的增长进行了讨论。
2016-04-23 gr-qc
On spherical dust fluctuations: the exact vs. the perturbative approach
本文研究了LTB尘埃模型（有无$Λ$）的动力学与两种常见的宇宙学形式：基于度规的宇宙学扰动理论（CPT）和协变规范不变（GIC）微扰中尘埃微扰动力学之间的关系.为此目的，我们重铸的LTB模型的演变的协变和规范不变形式主义的本地和非本地的“精确波动“的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker（FLRW）的背景下定义的协变标量的适当平均。我们研究这些波动的性质，它可以被定义为一个封闭的共动域或渐近域扩展到整个时间片。特别地，非局部密度波动为“密度对比度“的概念提供了协变和精确的定义。我们表明，在它们的线性制度，这些LTB精确的波动（本地和非本地）是完全等价于传统的宇宙学扰动在CPT的同步共动规范和GIC扰动。作为一个直接的后果，我们展示了一个简单的形式的空间曲率扰动的时间不变性。本文的工作可能为广义相对论中尘埃源动力学的精确方法和微扰方法（线性或非线性）之间提供重要的理论联系。
2015-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Backreaction of Cosmological Perturbations in Covariant Macroscopic Gravity
在宇宙学的背景下，由于平均不均匀性（“反反应”）而引起的爱因斯坦方程的修正问题最近得到了相当大的关注。本文给出了在Zalaletdinov完全协变宏观引力框架下分析宇宙学扰动理论的结果。我们表明，这个框架可以适应设置的宇宙学扰动的方式是免费的规范相关的歧义。我们推导出的表达式可以很容易地应用在\emph{any}的情况下（不一定局限于这里考虑的线性扰动），其中的\emph{metric}可以带来扰动FLRW形式的反作用。特别是这些表达式可以用于研究非线性结构形成的玩具模型，也可能用于N体模拟。此外，我们提出的例子计算结果表明，逆反应仍然可以忽略不计，以及到物质主导的时代。
2008-08-14 astro-ph gr-qc
A study of perturbations in scalar-tensor theory using 1+3 covariant approach
这项工作讨论标量张量引力理论，重点是Brans-Dicke子类，也注意到后者与$f(R)$引力理论的等价性。在这种情况下，1+3协变形式主义被用来讨论背景Friedmann-Laimaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空上的协变扰动。线性扰动方程的开发，规范不变的梯度变量的基础上。标量和谐波分解，以获得二阶方程。这些方程可以用来进一步分析这种标量-张量引力理论中微扰量的行为。研究了两个系统的能量密度扰动，即标量流体辐射系统和标量流体尘埃系统，$R^{n}$模型。对于物质主导的时代，它表明，尘埃能量密度扰动指数增长，这一结果与那些已经在现有的文献。在辐射占优时期，发现辐射能量密度扰动的行为是振荡的，当n>1时振幅增大，当0<n<1时振幅衰减。这是一个新的结果。
2018-01-05 gr-qc
Adiabatic regularization with a Yukawa interaction
我们将膨胀宇宙的绝热正则化方法推广到量子化狄拉克费米子与均匀背景标量场之间的汤川相互作用。我们给出了空间平坦FLRW时空中应力-能量张量$\langle T_{μν} \rangle$和双线性$\langle \barψψ\rangle$的重整化期望值的显式表达式。这些是弯曲时空中费米子物质与背景标量场相互作用的半经典场方程的基本成分。绝热正则化的紫外扣除项可以自然地解释为来自背景场的适当的反项。我们修正了所需的协变反项。为了测试我们的方法，我们确定的汤川相互作用的贡献，在无质量限制的共形异常，并显示其一致性与热核方法使用的有效行动。
2017-05-23 gr-qc hep-th
Cosmological perturbations of brane-induced gravity and the vDVZ discontinuity on FLRW space-times
本文研究了在Minkowski背景下线性化时具有van Dam-Veltman-Zakharov（vDVZ）不连续性的膜诱导（Dvali-Gabadadze-Porrati）模型的宇宙学扰动.我们证明了当四维和五维引力之间的过渡半径相对于背景哈勃半径为无穷大时，任意Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空上的线性膜标量宇宙学扰动有一个明确的极限.就vDVZ不连续性而言，这个跃迁半径在膜诱导引力模型中的作用相当于保利-菲尔茨理论中引力子的康普顿波长。当哈勃因子不为零时，这个定义良好的极限服从线性化的四维爱因斯坦方程。这表明了vDVZ不连续性的消失一般FLRW背景，并推广了以前已知的结果的最大对称时空的非零曲率。我们的推理对于具有简单状态方程的物质是有效的，例如标量场，或者具有绝热扰动的理想流体，并且涉及区分具有消失标量曲率的时空和具有非消失标量曲率的时空。我们还讨论了线性微扰理论的有效性，特别是对于那些FLRW时空的Ricci标量是零的一组措施消失。在这些情况下，我们认为，线性微扰理论崩溃时，里奇标量消失（和过渡半径被发送到无穷大），在某种程度上类似于已经发现发生在闵可夫斯基背景源周围。
2005-01-05 astro-ph gr-qc hep-th
Stress-Energy Tensor of a Scalar Field on a Product Spacetime with a Time-Dependent Compact Dimension
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Harvard University（哈佛大学）
研究标量场在FLRW背景与时间依赖紧致维度构成的乘积时空中的真空期望值，改进正则化方法得到d=3和d=4的解析表达式，并验证在无质量共形耦合极限下的时间依赖结果与已知Casimir贡献一致。
2026-09-21 gr-qc hep-th
Time-covariant Schrödinger equation and invariant decay probability: The $Λ$-Kantowski-Sachs universe
所研究的系统是$Λ$ -Kantowski-Sachs宇宙。它的正则量子化是基于最近开发的方法：描述系统的奇异小超空间拉格朗日量被简化为一个正则的（通过在动力学方程中插入由二次约束决定的时间流逝），具有显式（尽管是任意的）时间依赖性;因此，时间协变的薛定谔方程出现了。此外，定义了一个不变的（在变换$t=f(\tilde{t})$下）衰变概率，因此对应于不同规范选择的“转换器”在默认情况下获得相同的结果。计算出位于点$a=0$（其中$a$为径向比例因子）周围的高斯波包的衰减时间为$\sim 10^{-42}-10^{-41}\mathrm{s}$量级。获得的值接近普朗克时代的末期（与FLRW宇宙相比），在此期间量子效应最为突出。一些结果进行了比较，通过以下著名的宇宙学系统的正则量子化，即惠勒-德维特方程的解决方案所获得的。
2021-12-01 gr-qc hep-th
Cosmic microwave background with Brans-Dicke Gravity: I. Covariant Formulation
在协变的宇宙学扰动理论中，1+3分解保证了标架无关方程中的所有变量都是协变的，规范不变的，并且有明确的物理解释。我们在Brans-Dicke引力的情况下发展了这一方法，并将其应用于宇宙微波背景（CMB）各向异性和大尺度结构（LSS）的计算.我们修改了现有的Boltzmann程序CAMB，数值计算了背景扰动和绝热扰动的演化，得到了Brans-Dicke理论标量模和张量模的温度谱和偏振谱，首次数值计算了Brans-Dicke引力的张量模结果.我们首先详细介绍了我们的理论形式主义，然后明确描述了修改CAMB代码中使用的技术。这些技术对其它重力模型也是非常有用的。接下来，我们比较了Brans-Dicke理论和标准广义相对论理论中的CMB和LSS谱。最后，我们研究了Brans-Dicke理论中的ISW效应和CMB透镜效应。Brans-Dicke模型与当前观测数据的约束条件在配套文件（文件II）中提出。
2010-09-10 astro-ph.CO gr-qc
δN versus covariant perturbative approach to non-Gaussianity outside the horizon in multifield inflation
本文采用两种形式：Δ N和协变形式，计算了双场暴胀模型中原始曲率扰动的非高斯性的超哈勃演化。虽然两种形式主义对待波动的演变从根本上不同，我们表明，f_{NL}参数的公式在1%的精度内相互定量一致。我们分析发现，当暴胀轨道达到一般势的绝热极限时，f_{NL}的振幅衰减不快于a^{-3}。
2012-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of curvature perturbation with new covariant form for energy-momentum transfer in dark sector
发现冷暗物质（CDM）与暗能量（DE）的相互作用正比于CDM $ρ_m$的能量密度和DE $w_d$的常数状态方程的模型在超哈勃尺度下存在密度扰动的不稳定性。在这里，我们提出了一个新的协变模型的CDM和DE之间的能量动量转移。然后利用协变模型分析了超哈勃尺度下密度扰动的演化。我们发现，在具有常数$w_d$和与$ρ_m$成比例的相互作用的模型中，可以避免不稳定性。此外，我们还分析了在辐射期占主导地位的非绝热模，发现该模有规律地增长。
2011-10-09 gr-qc
Cosmic magnetic fields from velocity perturbations in the early Universe
我们表明，使用协变和规范不变的带电多流体微扰方案，速度扰动的物质占主导地位的尘埃Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）模型可以导致宇宙磁场的产生。此外，使用宇宙微波背景（CMB）的限制，有人认为，这些领域可以达到10^{-28}和10^{-29} G之间的发电机机制设置时的强度，使他们似乎种子场候选人。
2003-10-21 gr-qc
Gauge versus (hidden) physical symmetries of FLRW cosmologies
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）；Collège de France（法兰西公学院）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
该研究在耦合任意n个自由无质量标量场的平直FLRW几何中，建立了区分规范与物理对称性的框架，将单场共形代数结果推广到任意n，明确了艾森哈特-杜瓦尔提升的对称性代数依赖于规范，恢复了约化相空间无法感知的规范不变荷。
2026-09-22 gr-qc hep-th
Covariant approach to the conformal dynamical equivalence in astrophysics
我们使用协变技术来研究测地线运动和绝热流体动力学流动之间的动力学等价性的影响。假设测地线和非测地线运动流体的度量是共形相关的，我们计算和比较它们的质量密度。然后，密度差用流体的基本物理量表示，例如其能量和各向同性压力。相对论和非相对论的情况下进行检查，并确定其差异。我们的分析表明，基于纯粹开普勒运动的天体物理质量的观测测定可能低估了物质的可用量。
2004-03-30 astro-ph gr-qc
Covariant cosmological quantum space-time, higher-spin and gravity in the IKKT matrix model
本研究在 IKKT 矩阵模型中构建了描述带有大反弹的 FLRW 宇宙学的协变量子时空背景，分析了其高自旋玻色子涨落谱，揭示了包含引力自由度的高自旋规范理论结构。
2024-11-18 gr-qc hep-th
For a flat Universe, $C_P/C_V=-q$ : another coincidence in Cosmology?
该文研究带耗散的FLRW宇宙表观视界的引力热力学，发现平坦宇宙下定压与定容比热容比等于负减速参数，且该关系不依赖宇宙学模型，还给出了热力学稳定性的相关约束。
2025-02-21 gr-qc hep-th
Quasi-local variables, non-linear perturbations and back-reaction in spherically symmetric spacetimes
我们引入一个准局部积分泛函和标量准局部变量来研究一类球对称非齐次时空，推广了Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃解（“LTB”时空）。通过使用这些变量，我们可以将流体流动演化方程转化为Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学的非线性、协变、规范不变扰动的演化方程。在线性极限下，我们得到了长波近似下同步规范中的球微扰。形式主义有一个显着的潜力，宇宙学的应用，因为它允许一个检查各种各样的来源与不同的“状态方程”，推广已知的FLRW解决方案，理想化，但非平凡和非线性非均匀条件。准局部泛函可以被重新表述为加权的真体积平均分布，其权重因子由与准局部质能函数相关的标量不变量给出。在Buchert的适当平均形式主义中出现的反反应项可以表示为平均和准局部能量密度波动之间的差异。通过比较这个平均值与加权准本地的，我们可以定义一个结合能泛函的空间梯度的平均和准本地变量中出现的反反应条款。
2008-09-19 gr-qc
Density perturbation and cosmological evolution in the presence of magnetic field in $f(R)$ gravity models
本文在$f(R)$引力框架下，研究FLRW宇宙中宇宙磁场对密度扰动和宇宙学演化的影响，推导传播方程并分析扰动演化，指出与广义相对论及高阶引力理论的差异。
2022-04-20 gr-qc hep-th
The effective theory of fluids at NLO and implications for dark energy
我们提出的有效理论的流体在下一个领导阶导数，包括一个运营商，到现在为止还没有被认为是。强调了功率计数方案及其与声子传播和度规涨落的联系。在扰动FLRW几何中，该理论提出了一系列特征，使其非常丰富，可用于模拟宇宙的加速度。这些包括各向异性应力，非绝热声速和修改的标准方程的矢量和张量模式。这些效应由能量标度决定，该能量标度控制高阶导数项的大小并确保不出现不稳定性。
2015-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Covariant Canonical Gauge Gravitation and Cosmology
本文提出协变正则规范引力理论，通过在爱因斯坦方程中引入二次黎曼项赋予时空惯性，并用宇宙学函数替代常数宇宙学项，从而在弗里德曼模型中再现哈勃常数、减速参数及晚期暗能量图景。
2023-11-28 gr-qc
Inflation in general covariant theory of gravity
本文在具有可投射性条件和任意耦合常数$λ$的Hoenava-Lifshitz引力的非相对论性广义协变理论框架下研究暴胀问题.我们发现，Friedmann-Robterson-Walker（FRW）宇宙在这样的设置必然是平坦的。我们在不指定特定规范的情况下，明确地计算了平坦FRW宇宙的线性微扰，发现由于高阶空间导数项的存在，微扰不同于广义相对论中的微扰.将一般公式应用于单个标量场，我们证明了在亚视界区域，度规场和标量场是紧耦合的，并且具有相同的振荡频率。在超视界区，扰动变为绝热的，共动曲率扰动为常数。我们还计算了标量和张量扰动的功率谱和指数，并将它们明确地表示为慢滚参数和高阶空间导数项的耦合常数。特别地，我们发现标量和张量的扰动几乎是尺度不变的，并且谱指数与GR中给出的相同，但是标量和张量功率谱的比值取决于高阶空间导数项，并且可以与GR中的显著不同.
2012-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Symmetry restoration for TDiff scalar fields
本文通过引入附加矢量场恢复TDiff标量场的完全微分同胚对称性，分析了势主导与动能主导区间的动力学行为，并推导了非绝热完美流体的有效声速表达式及耦合函数的物理条件。
2024-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Time-reparametrization invariance and Hamilton-Jacobi approach to the cosmological sigma-model
回顾了具有局域时间重参数化不变性的物理模型的构造。对哈密顿量的负能量贡献对于实现这种重参数化对称性是至关重要的。动力学的协变公式被用来发展一个时间和规范不变的哈密顿-雅可比理论。这种形式主义适用于解决宇宙学的均匀宇宙的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克型。在讨论了空宇宙后，FLRW理论被推广到标量流形上的均匀标量场，该标量场一般由$\sg$ -模型描述。对于非线性O（N）模型，构造了一个明确的规范不变解。
2013-08-21 gr-qc hep-th
Point splitting renormalization of Schwinger induced current in de Sitter spacetime
给出了1+3维de Sitter时空中均匀电场中电流期望值的协变和规范不变量计算。这一结果与前人用绝热减影方法得到的结果一致。因此，我们得出结论，在红外（IR）制度，如IR超导和负电流的电流的违反直觉的行为是不是伪影的重整化方案，而是真正的时空的IR效应。
2016-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Emergent gravity from nonlinear perturbation of spherical accretion with variable adiabatic index
Visva-Bharati（维斯瓦-巴拉蒂大学）；University of North Bengal（北孟加拉大学）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立研究所）
本文通过非线性高阶扰动研究球形吸积流，证明类引力现象并非线性扰动的产物，而是通过非线性扰动产生引力效应，提出动态类几何框架。
2026-05-07 astro-ph.HE gr-qc
Radial adiabatic perturbations of stellar compact objects
Universidade de Lisboa - UL（里斯本大学）；Escola Superior Náutica Infante D. Henrique（因凡特·唐·亨利克斯高等航海学院）；Charles University（查理大学）；Università di Genova（热那亚大学）；INFN Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）
本文提出一种协变且规范不变的理论，研究一般相对论下自引力、非耗散非完美流体的径向绝热线性扰动。通过将热力学性质编码为方程状态和各向异性压力假设，比较了Eckart理论、Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun理论和截断Israel-Stewart理论的预测。
2026-04-22 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Dynamical systems analysis of a cosmological model with interacting Umami Chaplygin fluid in adiabatic particle creation mechanism: Some bouncing features
本文研究了在绝热粒子创生机制下包含相互作用Umami Chaplygin流体的空间平坦FLRW宇宙模型，通过动力学分析发现部分临界点能描述宇宙从早期暴胀到晚期暗能量主导的统一演化，并验证了其非奇异反弹行为。
2024-12-25 gr-qc
Spatial anisotropies from long wavelength scalar and tensor modes
研究平坦FLRW宇宙中超视界标量与张量绝热模式的联合演化，导出保持Bianchi I、V、IX型对称性的有效度规，揭示标量扰动引发曲率、张量扰动产生剪切。
2025-04-01 gr-qc
g$δN$ formalism
本文以U(1)规范场模型为例，详细解释了用于计算任意玻色子场产生的标量、矢量和张量扰动的广义δN形式，并探讨了引力波偏振振幅差异条件及各向异性背景下的Weinberg绝热模式。
2024-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of the Density Contrast with Particle Production in a Gauge-Invariant Formalism
在这项工作中，我们推导出考虑开放系统宇宙学的密度对比度的演化方程，其中绝热粒子产生过程对均匀和各向同性的动态的影响在一个明显的协变公式中进行了研究。作为应用，我们推导出两个源的解，其中之一是Prigogine模型的推广。然后，我们建立的条件，达到非线性制度的密度对比度，这是一个必要条件的结构形成。
2001-03-22 gr-qc
A fully covariant description of CMB anisotropies
从物质和辐射的精确非线性描述出发，通过积分从上次散射到今天观测点的光子测地线，得到了用Weyl张量的电（$E_{ab}$）和磁（$H_{ab}$）部分表示的宇宙微波背景辐射（CBR）观测温度各向异性的完全协变和规范不变公式.这改进和扩展了Russ等人的早期工作，其中通过对红移进行一阶变化获得了类似的公式。在标量（密度）扰动的情况下，$E_{ab}$是有关的引力势$Φ_k$和通常占主导地位的萨克斯-沃尔夫贡献$δT_R/\bar{T}_R\simΦ_k$的温度各向异性的谐波分量恢复，连同由于时间变化的潜力（里斯-Sciama效应），熵和速度扰动在最后散射和压力抑制项重要的低密度宇宙的贡献。我们还明确地证明了假设微扰在退耦时是绝热的有效性，并表明，如果最后一次散射的表面被正确地放置，背景宇宙模型是一个平坦的尘埃主导的Friedmann-Robertson-Walker模型（FRW），那么大尺度温度各向异性可以解释为由于物质相对于恒定温度表面的运动，最后散射的表面。
1997-07-10 astro-ph gr-qc
A space dependent Cosmological Constant
该研究通过绝热完美流体中的固有熵扰动产生空间依赖的宇宙学常数，利用1+1+2协变方法在勒梅特时空中解释局部空洞，解决哈勃常数张力并提供$w\leq -1$的有效状态方程。
2024-03-13 gr-qc
Vacuum fluctuations of the supersymmetric field in curved background
研究了弯曲背景时空中的超对称模型。利用协变正则化方法计算了能量动量张量的有效作用量和真空期望值。软超对称破缺对真空能量密度和压强有非零贡献。假设宇宙流体的存在，除了真空涨落的超对称场的一个有效的状态方程推导出在一个循环阶的自洽方法。超对称场的真空涨落的净效应是牛顿常数和宇宙学常数的重整化。
2012-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge invariant perturbations of static spatially compact LRS II spacetimes
本文构建静态空间紧致 LRS II 时空的一阶协变、规范不变扰动框架，并将各向同性绝热扰动化为奇异 Sturm–Liouville 特征值问题以获得频率下界。
2024-05-08 astro-ph.SR gr-qc math-ph
Nonlinear perturbations of cosmological scalar fields
提出了一种研究标量场非线性微扰的协变形式。特别是，我们考虑的情况下，两个标量场，并介绍了绝热和等曲率余向量的概念。我们得到的微分方程的演化这两个covector，以及与曲率扰动的covector的演化方程。这些方程的形式非常接近于线性理论中得到的类似方程，但我们的方程是完全非线性的和精确的。作为我们的形式主义的应用，我们展开这些方程在二阶扰动。在大尺度上，我们得到了一个耦合标量方程的封闭系统，给出了二阶绝热和熵扰动在一阶扰动下的演化。这些方程一般包含一个非定域项，然而，在膨胀的宇宙中，它会迅速衰减。
2008-09-22 astro-ph gr-qc hep-th
Wigner function and quantum kinetic theory in curved space-time and external fields
本文以标量场和狄拉克场为例，研究了弯曲时空和外部杨-米尔斯场耦合量子场的维格纳函数的一种新定义。该定义使用切丛的形式，并且是显式协变和规范不变的。利用Duffin和Kemmer的一阶形式推导了两个量子场的无碰撞量子动力学方程。Wigner函数的演化由量子修正的Liouville-Vlasov方程和广义质量壳约束控制。量子修正的结构是微扰发现在所有的绝热订单。最低阶的量子曲率修正与温特的结果一致。
1993-09-02 gr-qc
Ultraviolet Structure of the Gravitational-Wave Response in a Time-Dependent Scalar Medium
Chongqing University（重庆大学）
研究闵氏背景下时变共振标量场中引力波的实时线性响应，利用Schwinger-Keldysh形式发展不等时关联函数的绝热正则化方案，提取单圈响应的紫外结构，并通过局域抵消项实现重整化。
2026-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Particle creation, clock variables, and relabelling symmetry in pull-back variational fluids
School of Liberal Arts and Sciences, Korea National University of Transportation（韩国国立交通大学生命科学与艺术学院）
本文探讨了在拉回变分流体中粒子数守恒与重标号对称性的关系，指出当物质空间密度包含粒子产生信息时，流体的重标号对称性会改变，通过分析不同描述方法下的对称性变化，揭示了粒子产生与流体动力学的兼容性。
2026-07-03 gr-qc hep-th
Non-Relativistic Gravity and its Coupling to Matter
我们研究了耦合到物质的广义相对论的非相对论展开。这是通过以$1/c^2$的幂解析地扩展度规和物质场来完成的，其中$c$是光速。为了进行这种扩展，它被证明是非常方便的重写广义相对论方面的类时维尔本和空间度规。这种扩展可以协变和离壳进行。我们研究了Einstein-Hilbert作用量到次-次-首阶的展开。我们将其与不同形式的物质结合起来：点粒子、理想流体、标量场（包括薛定谔-牛顿方程的离壳推导）和电动力学（包括其电和磁极限）。我们发现，物质的作用是至关重要的，以了解牛顿-嘉当几何的性质，出现从扩展的度量。事实证明，这是决定允许什么类型的时钟形式的问题，即我们是否有绝对时间或常数时间超曲面的全局叶状。最后，我们研究了各种解决方案的非相对论性引力耦合到完美的流体。这包括史瓦西几何，托尔曼-奥本海默-阿斯托夫解决方案的流体星，FLRW宇宙学解决方案和反德西特时空。
2020-04-03 gr-qc hep-th
Regularized stress tensor of vector fields in de Sitter space
本文通过最小减除规则对德西特空间中 Stueckelberg 矢量场的真空应力张量进行绝热正则化，得到收敛且满足协变守恒的正能量密度结果，并将其认定为驱动德西特暴胀的宇宙学常数。
2025-04-14 gr-qc math-ph math.MP
Conserved non-linear quantities in cosmology
我们给出了一个详细的和改进的介绍，我们最近提出的形式主义的非线性扰动宇宙学，基于协变和完全非微扰的方法。我们的工作，特别是，与一个covector相结合的梯度的能量密度和当地的e-折叠的数量，以获得一个非线性推广熟悉的线性均匀密度扰动。我们表明，这个covector服从一个非常简单的守恒方程，这是准确的，完全非线性的，在所有尺度上有效。我们明确地涉及我们的方法，以坐标为基础的形式主义的线性扰动和二阶扰动。我们也考虑其他的量，这是保守的绝热扰动足够大的尺度，并讨论规范不变性的问题。
2006-02-24 astro-ph gr-qc hep-th
