Towards a Cosmological Dual to Inflation
我们推导出所有单位声速的单场宇宙学，在动力学吸引子背景上产生尺度不变的曲率扰动。我们确定了三个不同的阶段：慢卷膨胀;一个缓慢收缩的绝热ekpyrotic阶段，描述了一个快速变化的状态方程;和一个新的绝热ekpyrotic阶段在缓慢膨胀的背景。所有这些产生相同的功率谱。简并性在3点水平上被打破：与慢卷暴胀的近似高斯谱不同，绝热爆炸在小尺度上预测了大的非高斯性。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-th
On the Generation of a Scale-Invariant Spectrum of Adiabatic Fluctuations in Cosmological Models with a Contracting Phase
在前大爆炸和Ekpyrotic宇宙学中，今天宇宙尺度上的扰动是由宇宙收缩阶段的量子真空涨落产生的（在爱因斯坦框架中观察）。迄今为止所研究的背景并没有产生绝热涨落的标度不变谱。在这里，我们提出了一个新的收缩背景模型（既不是前大爆炸也不是Ekpyrotic形式），涉及一个单一的标量场耦合到重力，其中的曲率波动和引力波的结果的标度不变的频谱。这个标量场的状态方程对应于冷物质。我们证明，如果这个收缩阶段可以通过一个非奇异的反弹到一个扩展的弗里德曼宇宙学匹配，保持曲率波动的标度不变性。我们还发现了新的背景解决方案，前大爆炸和Ekpyrotic宇宙学，其中涉及两个标量场的指数潜力与背景值的演变时间。我们评论的困难，获得一个标度不变的光谱绝热起伏背景的解决方案，在过去的研究。
2002-11-19 astro-ph gr-qc hep-ph
On adiabatic perturbations in the ekpyrotic scenario
在最近的一篇论文arXiv：0910.2230中，Khoury和Steinhardt提出了一种方法，可以在收缩的宇宙中产生具有几乎平坦光谱的绝热宇宙学扰动。为了产生这些扰动，他们使用了一种状态方程在短时间间隔内呈指数快速变化的状态。撇开奇点问题和关于将这些微扰从收缩宇宙传递到膨胀阶段的可能性的难题，我们将证明arXiv：0910.2230中使用的方法不适用于描述宇宙学演化和这种情况下微扰产生的过程。
2010-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale-invariance in expanding and contracting universes from two-field models
我们研究了由两个标量场的最一般的二阶导数作用所产生的宇宙学扰动，耦合到爱因斯坦引力，具有任意的场空间度规，允许标度解。对于收缩的宇宙，我们表明，尺度不变的绝热扰动可以连续产生的模式离开视界的任何状态方程参数$w \ge 0$。相应的背景解决方案是不稳定的，我们认为这是一个普遍的功能收缩模型，产生标度不变的光谱。对于膨胀的宇宙，我们发现，几乎标度不变的绝热微扰谱只能产生$w \approx -1$，相应的标度解是吸引子。场空间上的非平凡度量的存在是我们的结果中的一个重要组成部分。
2007-04-13 astro-ph gr-qc hep-th
Adiabatic Spectra During Slowly Evolving
一般情况下，对于单场，曲率扰动的标度不变谱可以由其常模或增模给出。我们证明了在缓慢膨胀或收缩过程中，由其增长模给出的曲率扰动谱可以是尺度不变性的。扰动模态可以自然地扩展到视界外，扰动的幅度与观测结果一致。我们简要讨论了该方案的实现。
2011-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conflation: a new type of accelerated expansion
在标量张量引力理论的框架下，我们构造了一种新的宇宙学模型，它将暴胀和爆炸合二为一。在合并阶段，宇宙经历加速膨胀，但与普通的通货膨胀相比有着至关重要的区别。特别是，势能是负的，这对超引力和弦论很有意义，因为负势能和所需的标量-张量耦合都是相当自然的。该模型的一个显着特点是，对于一个大的参数范围，它不会显着放大绝热标量和张量波动，特别是不会导致永恒的通货膨胀和相关的无穷大。我们还展示了如何密度波动符合目前的意见，可能会产生通过添加第二个标量场的模型。合并可以被看作是对最近Ijjas和Steinhardt提出的变形宇宙的补充。
2016-09-01 astro-ph.CO hep-th
Systematics of Adiabatic Modes: Flat Universes
绝热模是一种宇宙学扰动，它在局部无法与坐标的（大）变化区分开来。在经典层次上，它们提供了模型独立的解决方案。在量子层面上，它们导致了宇宙学的软定理。我们提出了一个系统的推导绝热模式在空间平坦的宇宙学背景与渐近完美的流体。我们发现了几种新的绝热模，包括矢量模、含时张量模和含时标量模。新的矢量和张量模式在标准宇宙学中随时间衰减，但在收缩宇宙中是主要模式。我们提出了一个初步的推导相关的软定理。顺便讨论了经典绝热模和量子绝热模之间的区别，阐明了温伯格第二绝热模的微妙本质，并指出微扰的绝热本质是一种规范依赖性陈述。
2019-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scale Invariance via a Phase of Slow Expansion
我们考虑一个宇宙学的情况下，在一个缓慢膨胀的背景下，一个快速发展的状态方程产生的曲率扰动的标度不变的频谱。这种情况推广了最近在arXiv：0910.2230中提出的“绝热ekpyrotic”机制。虽然最初的建议假设一个缓慢收缩的背景下，目前的工作表明，该机制同样适用于扩大的背景。这极大地扩展了这种机制可以嵌入的更广泛的宇宙学场景的领域。我们提出了一个相空间分析，并表明，扩大和收缩版本的情况下，动态吸引子，与扩大分支有一个更广泛的吸引盆地。在这两种情况下，有限范围内的尺度不变模式可以产生的制度的有效性微扰理论。
2011-04-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the Transfer of Adiabatic Fluctuations through a Nonsingular Cosmological Bounce
我们研究了在一个特殊的模型中通过非奇异的宇宙学反弹传递宇宙学扰动，在该模型中，反弹的参数和物质的状态方程被选择为允许精确计算波动的演化。我们发现度量涨落在收缩阶段的增长模式转变为在膨胀阶段的增长模式，这一结果不同于在奇异超曲面处匹配涨落的分析中得到的结果。讨论了当流体状态方程变大时的极限情况下，Ekpyrotic宇宙学的结果。
2008-07-30 astro-ph gr-qc hep-ph
The Matter Bounce Curvaton Scenario
起源于量子真空态的无质量标量场在物质主导的收缩宇宙中获得尺度不变的涨落谱。我们表明，这些isocurvature波动转移到一个尺度不变的曲率波动谱在一个非奇异的反弹阶段。这提供了一种机制，以增强原始绝热涨落和抑制张量标量扰动的比例。此外，这种机制导致新的来源的非高斯曲率扰动。
2011-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A smooth bouncing cosmology with scale invariant spectrum
我们提出了一个弹跳宇宙学的发展从收缩到膨胀阶段，在一个顺利的方式，没有发展不稳定性或病理学，并保持在制度的有效性的4d有效场论。一个近尺度不变的扰动谱产生在收缩阶段的等曲率标量与负指数势，然后转换为绝热。该模型预测了一个略蓝的光谱，n_S >~ 1，没有可观测到的引力波和一个高水平的（但依赖于模型）的非高斯性与局部形状。该模型代表了一个明确的和预测性的通货膨胀替代方案，尽管目前它显然不那么引人注目。
2007-11-01 astro-ph gr-qc hep-ph
The anamorphic universe
我们介绍“变形”宇宙学，一种解释宇宙在大尺度上的平滑性和平坦性的方法，以及绝热密度扰动的近尺度不变谱的产生。定义的功能是一个平滑的阶段，就像一个收缩的宇宙的基础上一些外尔框架不变的标准和一个膨胀的宇宙的基础上其他框架不变的标准。收缩相位的一个优点是，它可以避免多重宇宙和测量暴胀模型中出现的问题。与Ekpyrotic模型不同，变形模型可以只使用单个场来构造，并且可以产生几乎尺度不变的张量扰动谱。变形模型也不同于前大爆炸和物质反弹模型，不能解释平滑。我们提出了一些宇宙模型的例子，将变形平滑阶段。
2015-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Quantum-To-Classical Transition for Ekpyrotic Perturbations
我们研究的过程中产生的密度扰动的量子压缩和退相干在缓慢收缩ekpyrotic阶段，其中熵扰动被转换为曲率扰动反弹到一个扩大的阶段。在产生阶段，熵涨落演化成高度压缩的量子态，类似于暴胀微扰的演化。随后，在转换阶段期间，由于熵和绝热模式的相互作用，量子相干性非常有效地损失。此外，当退相干发生时，绝热曲率扰动继承了熵扰动的半经典性质。我们的研究结果证实，就像通货膨胀，ekpyrotic阶段可以产生近尺度不变的曲率扰动，这可能被视为一个统计系综的经典密度扰动，在协议的宇宙背景辐射的观测。
2013-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Particle creation and particle number in an expanding universe
我描述的逻辑基础的方法，我在1962年和1963年开发的定义量子算子对应的可观察粒子数的量子自由标量场在空间平坦的各向同性膨胀（和/或收缩）的宇宙。这项工作还首次表明，粒子是由膨胀的空间平坦FLRW宇宙的弯曲时空从真空中产生的。在宇宙膨胀的暴胀阶段，暴胀子标量场的量子化微扰产生了几乎标度不变的谱，这一过程也是如此。我解释了我用来获得可观测粒子数算符的方法是如何涉及粒子数的绝热不变性（因此得名绝热正则化）和膨胀宇宙中粒子数测量的量子理论的。我还展示了我是如何导致一个令人惊讶的方式，发现在1964年，将不会有粒子创建这些空间平坦的FLRW宇宙的自由领域的任何整数或半整数自旋满足场方程是不变的下保形变换的度量。我用来定义粒子数的绝热正则化的方法是基于一般协变的概念，如绝热不变性和测量，它们是基本的和确定的结果，对于每个给定的绝热阶是唯一的。
2012-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large Adiabatic Scalar Perturbations in a Regular Bouncing Universe
研究表明，具有类尘埃（$w \approx 0$）流体的收缩宇宙可以为引力标量扰动提供几乎标度不变的谱。随着宇宙的收缩，这种扰动的幅度被放大。规范不变变量$Φ$发展了一个增长模式，它在反弹相附近变得比常数大得多。恒定模的振幅通过COBE归一化固定，因此增长模的振幅可以变得比1大得多。在本文中，我们首先表明，这是一个普遍的特点，弹跳模型，因为我们希望广义相对论应该是有效的，在所有尺度远离反弹。然而，在牛顿规范中，变量$Φ$给出了度规微扰$ϕ$的值，这引起了人们对反弹时线性微扰机制有效性的怀疑。为了解决这个问题，我们得到了一组必要条件的扰动系列是有效的沿整个历史的模型，我们表明，有一个规范，其中所有这些条件都得到满足，对于一组模型，如果固定的COBE规范化模式。作为这种分析的副产品，我们指出，有一些规范固定条件没有很好地定义的扰动变量的解决方案，把这些规范禁止这些解决方案。
2012-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Magnetogenesis in a Bouncing Universe
我们调查原始的磁场和通过量子反弹的电磁场的演化，在一个模型中，在遥远的过去开始从一个收缩阶段，只有灰尘是本和电磁场是在绝热量子真空状态。通过包括曲率和电磁之间的耦合的形式$RF_{μν}F^{μν}$，我们发现可接受的磁场种子在1兆秒差距（Mpc）的当前观测约束，和磁功率谱演变为幂律与频谱指数$n_B=6$。它还表明，电磁反作用是不是一个问题，在仔细审查的模型。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Galilean Genesis: an alternative to inflation
我们提出了一个新的宇宙学方案，在这个方案中，标准暴胀被一个膨胀相所取代，这个膨胀相严重违反了能量守恒条件（NEC）：\dot H >> H ^2。该模型是基于最近推出的Galileon理论，允许NEC违反没有不稳定性的解决方案。未扰动解描述了一个过去渐近闵可夫斯基的宇宙，随着能量密度的增加而膨胀，直到它退出有效场论的有效范围并重新加热。这个解是一个动力学吸引子，宇宙被驱动到它那里，即使它最初是收缩的。对伽利略场扰动的研究揭示了一些微妙之处，与NEC的严重违反有关，它表明绝热扰动在宇宙学上是无关的。然而，该模型提出了一种新的方法来产生等曲率扰动的标度不变谱，该谱可以在以后转换为绝热的：伽利略子由于对称性而被迫耦合到其他场作为一个标量子;它在NEC破坏解上产生的有效度量是德西特空间的度量，因此所有光标量将自动获得几乎标度不变的扰动谱。
2010-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scale-Invariance and the Strong Coupling Problem
任意弗里德曼-罗伯逊-沃克背景（包括膨胀和收缩）周围绝热涨落的有效理论允许不止一种方法来获得标度不变的两点关联。然而，正如我们在这篇论文中所展示的，在宇宙学观测所能达到的波长范围内产生弱耦合的标度不变波动是具有挑战性的。特别是，需要的背景是一个动态吸引子，曲率波动的尺度不变，弱耦合至少10个e-折叠，只有当背景是接近德西特空间。在这种情况下，背景的时间平移不变性保证了时间无关的n点函数。对于非吸引子解，任何预测都依赖于对背景演化的假设，即使扰动在视界之外。对于最简单的这种情况下，我们确定的区域的参数空间，避免经典和量子力学强耦合问题。最后，我们提出了我们的结果的背景下，高阶导数项发挥了重要作用的扩展。
2011-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Duality invariance and cosmological dynamics
一个对偶变换，相互关联的膨胀和收缩的宇宙学模型，挑选出一个对偶不变的，相互作用的两个组件的描述任何无旋，测地线和shearfree宇宙介质消失的三个曲率标量。我们将这一特点应用到一个系统的物质和辐射，暗物质和暗能量的混合物，最小和共形的标量场，并扩大Chaubergin气体模型的宇宙底层。我们将对偶变换的概念推广到宇宙学扰动，并证明了绝热压力扰动在这些变换下的不变性。
2008-02-01 astro-ph gr-qc hep-th
A general mechanism for producing scale-invariant perturbations and small non-Gaussianity in ekpyrotic models
我们探讨了一种新的熵机制，在收缩相中产生密度扰动，其中有两个标量场，但只有一个具有陡峭的负势。第一个场支配着能量密度，并且是核聚变状态方程的来源。第二场具有可忽略的势，但其动能能量密度通过非线性西格玛模型型相互作用耦合到第一场。我们表明，对于任何ekpyrotic状态方程，它是可以选择的潜力和动力学耦合，使精确的尺度不变（或近尺度不变）的熵扰动产生。相应的背景解是稳定的，熵扰动的双谱消失，因为在ekpyrotic阶段没有产生非高斯性。因此，对非高斯性的唯一贡献来自转换过程的非线性，在该过程中熵扰动转变为绝热扰动，导致局部非高斯性参数$f_{NL} \sim 5$。
2014-06-06 astro-ph.CO hep-th
Ekpyrotic Perturbations With Small Non-Gaussian Corrections
在收缩的外爆宇宙中，产生几乎尺度不变的密度扰动的熵机制依赖于不稳定的标量势。在这里，我们开发了这种机制的一个变体（最近提出的邱，高和Saridakis，和李），其中存在一个非平凡的绝热和熵场之间的耦合，并在不需要一个不稳定的潜力。在该模型中，几乎尺度不变的熵扰动首先产生。值得注意的是，我们发现，这些扰动的双谱消失，与本地，等边和正交型的非高斯参数的值都正好为零。随后，熵扰动可以通过各种机制转化为曲率扰动。曲率扰动的双谱取决于转换过程的非线性，因此更依赖于模型，然而，对于有效的转换过程，最终的双谱仍然很小。与单场慢卷暴胀模型相比，唯一的区别是没有原始引力波。因此，本模型提供了一个完美的匹配，目前的数据从普朗克卫星。
2013-11-06 astro-ph.CO hep-th
