Quantum Weyl Invariance and Cosmology
宇宙演化方程的外尔不变形式主义制定考虑到可能的外尔异常。在二维附近，重整化的宇宙学项导致一个非定域的能量-动量张量和一个缓慢衰减的真空能量。自然地推广到四维意味着在长距离上对爱因斯坦场方程的量子修正。它提供了一个新的角度对时间的依赖性的耦合和自然的潜在深远影响的宇宙学常数问题，通货膨胀和暗能量。
2015-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
String cosmology coupled to Weyl-integrable geometry
物理定律必须在长度、时间和质量单位的点相关变换下保持不变的要求，在研究不同的通用有效引力理论时被用作选择原则。因此，具有非最小耦合的引力子与物质场的曲率和拉格朗日量的理论似乎代表了最可行的低能量[和低曲率]引力描述。因此，宇宙学奇点问题被视为弦宇宙学的背景下，非最小耦合的孤子p膜的正压气体的介子。所得结果将被解释的理由外尔可积几何。这些结果的马赫原理的影响进行了简要的讨论。
2000-09-21 gr-qc hep-th
Anisotropic Weyl symmetry and cosmology
我们构造了一个各向异性Weyl不变量理论的ADM形式主义，并讨论其宇宙学后果。它利用一个额外的标量场推广了Hoenava-Lifshitz引力的各向异性Weyl不变性。该作用在空间和时间度量分量的各向异性变换下是不变的，临界指数$z$为任意值。其中一个有趣的特征是宇宙学常数项保持了$z=-3$的各向异性对称性。我们还包括普通物质，并表明，它可以保持各向异性的Weylinvariance，如果状态方程满足$P_m= zρ_m/3$。然后，我们研究了具有和不具有各向异性Weyl不变性的Einstein-Hilbert-anisotropic Weyl（EHaW）作用量的宇宙学。临界指数$z$与状态方程参数$ω_m$的相关性为宇宙学研究提供了新的视角。我们还证明，对于特定的$z=-3$值，EHaW作用量允许存在一个晚期加速宇宙.
2010-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Brane cosmology, Weyl fluid, and density perturbations
我们发展了一种研究广义膜宇宙学中相对论性微扰的方法，它是多流体宇宙学扰动到膜宇宙学的推广。该技术的新颖之处在于包括一个辐射体，这是负责体膜能量交换，反过来，修改标准微扰分析在很大程度上。分析涉及到一种几何流体-称为外尔流体-其性质和作用已被广泛研究的空体和辐射体的情况。随后，我们发现，这种外尔流体可以是一个可能的几何候选人暗物质在这个广义膜宇宙学框架。
2008-06-27 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmology for quadratic gravity in generalized Weyl geometry
一类向量张量理论在具有线性向量畸变的时空中的二次引力框架中自然产生。要求矢量场不存在鬼点，对允许的矢量畸变连接施加了一个有趣的条件：由此产生的单参数连接族推广了通常的具有极挠的外尔几何。宇宙学这一类的理论进行了研究，侧重于各向同性的解决方案，其中的矢量场占主导地位的时间分量。德西特吸引子的发现和非均匀扰动等背景进行了分析。特别是，通过排除标量、矢量和张量波动中的病理，对模型施加进一步的约束。各种精确的背景解决方案，描述了一个恒定的和不断发展的暗能量，反弹和自调谐德西特阶段。然而，经过更仔细的审查，后两种情况并不可行。
2016-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Predictions of quantum gravity in inflationary cosmology: effects of the Weyl-squared term
我们导出了虚子量子引力对暴胀宇宙学中标量和张量涨落的振幅和谱指数的预言。作用量是$R+R^{2}$加上Weyl平方项。鬼被消除，把它变成一个假的，也就是说，一个纯粹的虚拟粒子。我们的工作是围绕德西特背景展开的次领先顺序。该方法的一致性为假子的质量$m_{χ}$相对于暴胀子的质量$m_{ϕ}$设定了一个下限（$ m_{χ}>m_{ϕ}/4$）。预测张量与标量比$r$在小于一个数量级内（$4/3<N^{2}r<12$到$e$ -折叠$N$的数量的首阶）。此外，关系式$r\simeq -8n_{T}$不受外尔平方项的影响。不存在向量和其他标量/张量自由度。
2020-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints for an Eddington-Born-Infeld field
我们考虑Eddington-Born-Infeld（EBI）模型，在此模型中没有假设任何宇宙学常数。EBI标量场被认为同时扮演着暗物质和暗能量的角色。宇宙学中的不同时代被重建的模型。利用Ia超新星、WMAP 7和BAO的观测资料，与$Λ$ CDM模型进行了比较。与$Λ$ CDM模式相比，这种形式的EBI场似乎不能很好地拟合观测数据。
2012-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Eddington-Born-Infeld cosmology: a cosmographic approach, a tale of doomsdays and the fate of bound structures
Eddington-inspired-Born-Infeld scenario（EiBI）可以防止状态方程为常数和正值的物质的大爆炸奇点。在最近的一篇论文中，我们表明，相反，EiBI设置中的大裂缝是不可能平滑的。事实上，对于其他奇点，情况仍然不同。在本文中，我们表明，在广义相对论（GR）中的大冻结奇点在某些情况下可以平滑到EiBI场景下的突然或IV型奇点。类似地，在EiBI框架中，GR中的突然或IV型奇点在参数空间的某些区域中可以分别由IV型奇点或游荡行为代替。此外，我们发现与物理连接相关的辅助度量通常比基于物理度量的辅助度量具有更平滑的行为。此外，我们表明，绑定结构接近一个大裂缝或小裂缝将被摧毁之前的奇点的出现，并将保持绑定接近突然，大冻结或IV型奇点。然后，我们约束模型的宇宙学的方法，这是众所周知的模型独立的，对于一个给定的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker几何。事实证明，在过去或现在的各种奇点中，宇宙学分析可以挑选出决定过去IV型奇点或游荡效应发生的物理区域。此外，为了确定未来的奇点或末日更有可能，需要对高阶宇宙学参数进行观测约束。
2014-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational duality, Palatini variation and boundary terms: A synopsis
我们考虑$f(R)$引力和Born-Infeld-Einstein（BIE）引力的公式，其中度规和联系被独立处理，并将度规积分以仅根据联系找到相应的模型，典型的处理是宇宙学爱因斯坦和爱丁顿理论之间的爱丁顿-薛定谔（ES）对偶性。对于尺寸$D\ne2$，我们发现，这需要$f(R)$有一个特定的形式，使模型外尔不变，其爱丁顿约化，然后与某些参数的BIE。对于$D=2$维，ES对偶是不适用的，我们发现，这两个模型是外尔不变的，相当于一阶制定的玻色弦。我们还讨论了变分原理在具有非零边界的流形上被良好定义所需的边界项的形式。这就需要对引力的Gibbons-Hawking-York（GHY）边界项进行修正。这种修改也意味着度量和连接公式之间的对偶是一致的，并包括边界项。
2023-03-08 gr-qc hep-th
Viscous cosmology in the Weyl-type $f(Q,T)$ gravity
体粘滞系数是唯一能改变均匀各向同性宇宙背景动力学的粘滞系数。本文分析了体粘滞系数为$ξ=ξ_0+ξ_1H+ξ_2\left(\frac{\dot{H}}{H}+H\right)$的体粘滞宇宙模型，其中$ξ_0$，$ξ_1$和$ξ_2$为体粘滞参数，$H$为哈勃参数.研究了最近提出的Weyl型$f(Q, T)$引力中体粘滞参数对宇宙动力学的影响，其中$Q$为非度规性，$T$为物质能量动量张量的迹.用粘性流体和$f(Q, T)=αQ+\fracβ{6κ^2}T$形式的线性重力模型得到了相应场方程的精确解，其中$α$和$β$是模型参数。利用$57$点Hubble数据集和最近发布的1048点Pantheon样本对模型参数进行了约束，结果表明模型与观测值具有良好的拟合性。我们通过减速参数、状态发现诊断、Om诊断来研究宇宙的可能场景和演化。据观察，宇宙表现出从减速到加速阶段的宇宙模型参数的某些约束下的过渡。
2021-11-20 gr-qc hep-th
Mini-Superspace Universality and No-Scale Quantum Cosmology
我们证明了，在迷你超空间水平上，对于任意的Brans-Dicke参数，人们不能区分传统的Einstein-Hilbert引力和局部尺度不变的Weyl-Dirac引力。这两种量子力学宇宙学都是由同一个与时间无关的单变量哈特-霍金波函数所支配的。只是它的原始参数，宇宙标度因子$a$，被$aϕ$（$ϕ$是介子场）所取代，形成了狄拉克标量内。外尔矢量只有在存在额外维度的情况下才进入量子宇宙学，其中它的第五个分量作为4维卡鲁扎-克莱因纯量，控制着波函数的近大爆炸行为。的情况下，一个常数卡鲁扎-克莱因半径进行了详细讨论。
2019-08-09 gr-qc hep-th
Inflationary Cosmology via Quantum Corrections in M-theory
我们通过求解M理论的有效作用量来研究暴胀宇宙学，M理论由11维超引力和Weyl张量的四次项组成。度量简单地由两个尺度因子表示，一个用于空间方向，另一个用于内部方向。由于M理论的有效作用量是微扰构造的，我们也微扰地求解运动方程。我们将证明，11维超引力的经典解并不代表暴胀膨胀，但如果我们包括量子修正，那么在非常早期的时间附近的解的行为被修改，暴胀情景得以实现。当标量曲率变小，外尔张量的四次项可以忽略时，暴胀自然结束。
2018-09-13 gr-qc hep-th
Cosmology of a brane radiating gravitons into the extra dimension
我们以自洽的方式研究了体引力子的发射对嵌入在五维时空中的三膜的（均匀）宇宙学的影响。在低能区，我们恢复了众所周知的结果，即体积影响弗里德曼方程只通过辐射类项$\C/a^4$，称为暗辐射或外尔辐射。相比之下，在高能量区，我们发现外尔参数$\C$不再是常数，而是非常迅速地增长为$\C\propto a^4$。因此，今天的值$\C$是不是一个自由参数，通常认为，但是一个固定的数字，一般来说，这只取决于在高/低能量过渡的相对论自由度的数量。我们估计的外尔辐射量满足目前的核合成界限。
2002-06-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Power-law cosmology in Weyl-type $f(Q,T)$ gravity
在经典的广义相对论中，引力被归因于时空曲率。但是，GR的其他等效公式或表示，如扭转或非度量性改变了这种看法。考虑Weyl型$f(Q, T)$引力，其中$Q$表示时空的非度规性，$T$表示能量动量张量的迹，其中矢量场$ω_μ$决定时空的非度规性$Q_{μνα}$.在这项工作中，我们采用动机良好的$f(Q, T)= αQ+ \fracβ{6k^{2}} T$，其中$α$和$β$是模型参数。此外，我们假设宇宙是由无压物质，即尘埃（$p=0$）的情况下占主导地位。在哈勃参数$H(z)$中，我们得到了类似于幂律的场方程的解。我们利用最近的57点哈勃数据和1048点万神殿超新星数据，通过约束模型参数$α$和$β$，研究了该模型的宇宙学意义。为了研究各种暗能量模型，我们使用状态探测器分析来解决当前的宇宙加速问题。我们还观察到描述宇宙各个阶段的$Om$诊断。最后，可以看出，模拟幂律的解决方案符合万神殿的数据比哈勃数据更好。
2021-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Eddington-Born-Infeld gravity and the large scale structure of the Universe
有人认为，由爱丁顿-玻恩-因菲尔德引力支配的宇宙可以与当前的宇宙学约束相容。这个理论中引入的额外场可以同时表现为暗物质和暗能量，将暗区统一在一个连贯的框架中。我们展示了额外的领域可以在宇宙的膨胀中发挥的各种作用，并研究了各种制度中的线性扰动的演变。我们发现，作为暗区的统一理论，Eddington-Born-Infeld引力在大尺度上会导致宇宙微波背景的过度起伏。然而，在宇宙学常数存在的情况下，额外的场可以表现为非粒子暗物质的形式，并可以导致与当前大尺度结构的观测完全兼容的宇宙学。我们讨论这种形式的暗物质的解释，以及它如何可以不同于标准的，颗粒状的暗物质。
2009-04-02 astro-ph gr-qc hep-th
Three dimensional Eddington--inspired Born--Infeld gravity: solutions
本文研究了三维Eddington-inspired Born-Infeld引力问题，目的是寻找新的解。从宇宙学出发，我们得到了空间平坦（k=0）和空间弯曲（k=+1，-1）的Friedmann-Roberston-Walker宇宙中尺度因子a（t）的解析和数值解，其中（i）无压尘埃（P=0）和（ii）理想流体（P=ρ/2）作为物质源。当理论参数κ>0时，我们的宇宙学解一般是奇异的（除了开放宇宙，有特定的条件）。另一方面，对于κ<0，我们确实发现了非奇异宇宙学。然后，我们继续寻找静态的、圆对称的线元，其物质服从（i）p=0和（ii）p=ρ/2。当p=0时，当κ<0时，所得到的解是非奇异的，其中物质-应力-能量代表非均匀尘埃。对于p=ρ/2，我们得到了所有κ的非奇异解，并讨论了这些解的一些有趣的特征.最后，我们来看看相当简单的p=-ρ情形，这里的解要么是德西特，要么是反德西特，要么是平坦时空。
2013-05-16 gr-qc hep-th
Local Conformal Symmetry in Physics and Cosmology
我们展示了如何提升一个通用的非标度不变的作用量在爱因斯坦框架到局部共形不变（或Weyl不变）的理论，并提出了一个新的一般形式的拉格朗日符合Weyl对称性。这种粒子物理学和引力的共形不变公式的优点包括可以构建测地线完备宇宙学。我们提出了一个共形不变版本的标准模型耦合到重力，并显示如何外尔对称性可能被用来获得前所未有的解析控制其宇宙学的解决方案。在这个新的框架下，一般的FRW宇宙学通过一系列的大挤压-大爆炸跃迁在测地线上是完备的。在一个\textquotedblleft最小\textquotedblright % \共形标准模型中讨论了一个由Higgs场驱动的宇宙演化的新方案，在这个方案中，在低能下没有新的物理超越标准模型，并且当前的Higgs真空是亚稳态的，正如最新的LHC数据所表明的那样.
2013-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Twisted ${\mathcal C}^{\star}$-algebra formulation of Quantum Cosmology with application to the Bianchi I model
考虑普朗克长度范围内坐标的不确定原理，构造了扩展的（非交换的）Heisenberg-Weyl群的扭曲${\mathcal C}^\star $ -代数.这个一般的结构，然后用来产生一个适当的希尔伯特空间和观测值的非对易理论，当应用到比安基我宇宙学，导致一组新的方程，描述量子演化的宇宙。我们发现，这个公式匹配理论的基础上，一个网状的海森堡-外尔代数的弹跳和膨胀区域的崩溃比安奇宇宙。然而，非对易性产生的动力学引入了一个额外的效应。这是宇宙体积算符谱中的振荡，在对易理论的弹跳区域内。我们表明，这种效果是通用的，产生的非对易动量交换的自由度之间的宇宙学。我们给出的渐近解和数值解显示了上述的非交换性的影响。
2014-03-31 gr-qc hep-th
Inflation with a Weyl term, or ghosts at work
为了评估鬼在宇宙学中的作用，我们研究了线性宇宙学扰动在暴胀过程中加入外尔项时的演化。我们的主要结果是矢量扰动不再可以忽略，标量模在牛顿规范中发散，但在共动切片中保持有界。
2010-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlocal Quantum Effective Actions in Weyl-Flat Spacetimes
量子环中的虚无质量粒子会导致非定域效应，这可能会产生有趣的结果，例如，宇宙学中的原始磁生作用或全息术中的有限$N$修正计算。我们描述了如何总结这些影响的量子有效行动可以有效地计算Weyl平坦度规通过整合Weyl异常，或等价地，本地重整化群方程。该方法仅依赖于热核的局部Schwinger-DeWitt展开，并允许在Weyl因子改变几个e-折叠的情况下重新求和领先的大矩阵。作为例子，我们得到了与无质量物质耦合的杨-米尔斯场的量子有效作用量和无质量标量场的量子有效作用量。我们的行动减少到非局部行动使用的Barvinsky-Vilkovisky协变微扰理论在制度$R^{2} \ll \nabla^{2} R $为一个典型的曲率尺度$R$，但有一个更大的有效性范围内有效地重新总结的协变微扰理论的曲率的所有订单。特别是，它也适用于相反的制度$R^{2} \gg \nabla^{2} R$，这是经常感兴趣的宇宙学。
2017-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Inflation Deflation and Frame-Independence in String Cosmology
在Brans-Dicke（或弦）框架中弦宇宙学的对偶性所提出的暴胀方案，当Weyl变换到爱因斯坦框架时，对应于加速收缩（紧缩）。我们指出暴胀理论的基本优点（解决平坦性和视界问题，放大真空涨落等）在通货紧缩（爱因斯坦框架）中有物理上等价的对应物。这可能是最近对超弦宇宙学提出的一些反对意见的答案。
1993-09-03 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial Cosmology in Mimetic Born-Infeld Gravity
Eddington启发的Born-Infeld（EiBI）模型在模仿方法中重新表述。在存在模拟场的情况下，该模型包含非平凡的真空解，由于理论的玻恩-因费尔德性质，这些解可能没有时空奇异性。我们研究了一个现实的太初真空宇宙，证明了正则解的存在性，如de Sitter型的太初暴胀解或弹跳解。此外，EiBI模型中存在的线性不稳定性被发现是可以避免的一些有趣的弹跳解决方案，其中的物理度量以及辅助度量是定期在背景水平。
2017-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vector fields in cosmology
向量场可以以不同的方式出现在宇宙学的背景下，我们讨论了阿贝尔和非阿贝尔部门。在阿贝尔扇形中，几何原点的矢量场（来自引力的降维和爱因斯坦-爱丁顿修正）可以提供非常非平凡的动力学，它可以用具有特定势的有效标量-标量引力来表示。在非阿贝尔部分，我们研究了允许各向同性和均匀组态的Yang-Mills SU（2）理论。假设拉格朗日量对不变量F*F（对偶）的非线性依赖性，可以得到尺度因子呈指数增长的暴胀状态。“电”和“磁”分量的有效振幅表现得像缓慢变化的标量在这个政权，允许考虑一些现实的模型与非线性项的杨-米尔斯拉格朗日。
2011-12-14 gr-qc hep-th
Born-Oppenheimer meets Wigner-Weyl in Quantum Gravity
从物质-引力系统量子宇宙学的Wheeler-DeWitt方程的Born-Oppenheimer分解出发，进行了Wigner-Weyl变换，得到了包含Wigner函数的标度因子及其共轭动量的方程。这使我们能够比以前更详细地研究引力经典极限的方法以及时间在这种极限中出现的方式。在最低阶，我们再现弗里德曼方程和以前得到的方程的物质演化。我们还得到了半经典极限的高阶修正表达式。
2021-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Topological Early Universe Cosmology
宇宙的早期历史可以用一个拓扑阶段和一个标准的爱因斯坦引力第二阶段来描述。为了研究这种情况下，在其充分的一般性，我们考虑了四个流形的欧几里得签名的拓扑阶段，其中共享一个共同的边界与相应的流形的洛伦兹签名的爱因斯坦阶段。我们发现边界的外曲率应该为零，而流形在拓扑相中的欧拉数应该为零。此外，我们表明，第二阶段的特点是必须由初始消失的Weyl张量和标准的宇宙学平坦性问题是不会自动解决，除非一个共形不变的边界项被添加。我们还描述了标准爱因斯坦相的标量扰动。我们发现，它们必须包含一个初始的非零剪切分量继承的拓扑相，我们估计的非高斯参数。最后，我们认为，拓扑早期宇宙宇宙学共享的共同特点，以前的想法，如所谓的外尔曲率假设，宇宙的创造从无到有和无边界的建议。
2021-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tensor ghosts in the inflationary cosmology
在作用量中有曲率平方项的理论一般都含有鬼模。然而，如果我们把曲率平方项看作是对原始理论的量子修正，鬼的出现可能仅仅是由于完全非微扰理论的微扰截断。如果是这样的话，应该有办法和鬼一起生活。在本文中，我们采取欧几里德路径积分的方法，其中鬼自由度可以是，并在欧几里德化的时空积分。我们将这个过程应用到爱因斯坦引力与外尔曲率平方修正的暴胀背景下。我们发现张量扰动的振幅被O（α ^2 H^2）项修正，其中α ^2是外尔平方项前的一个耦合常数，H是暴胀过程中的哈勃参数.
2009-07-22 hep-th
Eddington-inspired Born-Infeld gravity. Phenomenology of non-linear gravity-matter coupling
对泊松方程的物质部分进行可行的修正可能会导致性质不同的天体物理现象，例如引力坍缩和致密物体的性质可能会发生急剧变化。我们讨论了一类修正的非相对论性理论，并着重于相对论性的完善，爱丁顿启发Born-Infeld引力。这个最近提出的理论相当于真空中的广义相对论，但它与物质的非平凡耦合阻止了早期宇宙学和非相互作用粒子的非相对论坍缩中的奇点。我们扩展了先前的分析，讨论了进一步的发展。本文对尘埃的球对称非相对论性引力坍缩进行了全面的数值研究。对于任何正耦合，坍缩的最终状态是一个规则的无压星，而不是奇点。我们还指出，在这个理论中，非相对论性白矮星的质量不存在一个绝对值极限。最后，我们通过构造受核物理启发的状态方程支配的静态和缓慢旋转的致密星，扩展了我们以前在完全相对论理论中的结果。在相对论理论中，致密天体的质量存在一个上界，这表明黑洞仍然可以在相对论坍缩中形成。
2012-03-02 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Quantum Cosmology Near Two Dimensions
我们考虑了d维时空中具有宇宙学常数的引力的Weyl不变公式，并证明了在二维附近经典作用量约化为类时的Liouville作用量。我们证明了重整化宇宙项导致一个非定域量子动量张量，它以非平凡的方式满足Ward恒等式。由此产生的各向同性，均匀宇宙的演化方程导致缓慢衰减的真空能量和幂律膨胀。我们概述了宇宙学常数问题，通货膨胀和暗能量的影响。
2015-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy and Dilaton Cosmology
我们研究了基于Weyl-Scaled诱导引力的强子宇宙学。取介子场的势为指数形式。得到了爱因斯坦方程的解析解，从而证明了光子可以作为暗能量的候选者来解释加速宇宙。还考虑了结构形成。我们得到了密度扰动的演化方程，它的增长比标准模型中的增长快，这与CMBR测量的约束一致
2004-09-30 hep-th
Unitary theories in the work of Mira Fernandes (beyond general relativity and differential geometry)
分析工作的米拉费尔南德斯对单一的理论。首先，它是简要地提到葡萄牙科学背景的20世纪20年代。对黎曼几何推广到具有新仿射联络的新广义几何，如Weyl和Cartan的广义几何作了简要分析。基于这些新的几何，引力场和电磁场的酉理论，由外尔，爱丁顿，爱因斯坦，和其他人提出的解释。最后，对米拉·费尔南德斯（Mira Fernandes）撰写的这本书和一篇关于联系的论文以及两篇关于统一理论的论文进行了分析并置于上下文中。
2011-01-05 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Relativistic cosmology and intrinsic spin of matter: Results and theorems in Einstein-Cartan theory
本文在爱因斯坦-嘉当理论中研究具有内禀自旋的完美流体宇宙学解，证明宇宙必须平坦或开放，并揭示挠率可驱动加速膨胀但不能完全替代宇宙学常数。
2023-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Born-Infeld cosmology with scalar Born-Infeld matter
利用标量Born-Infeld场（例如快子凝聚）作为物质，研究了Eddington启发的Born-Infeld引力中的宇宙学。这样，在引力和物质两个部分，我们都有类似玻恩-因菲尔德的结构，其特征在于它们的作用，并分别通过两个独立的常数$κ$和$α_T^2$。通过对$\dotϕ$（Born-Infeld标量的时间导数）形式的特殊选择，我们得到了解析宇宙学解，并探讨了相应宇宙时空的一些独特特征.对于$κ>0$，我们的解决方案在早期和晚期都有类似德西特的膨胀，中间减速夹在加速阶段之间。另一方面，当$κ<0$时，初始de Sitter相位被弹跳取代。我们的解决方案，在晚些时候，符合现有的超新星数据-一个事实，我们明确证明。从$κ>0$解的拟合中得到的宇宙的估计性质与$Λ$ CDM宇宙学中的一样好。然而，$κ<0$的解决方案必须被丢弃，由于在一个不可接受的低红移反弹的发生。
2016-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Geometric Configurations, Regular Subalgebras of E10 and M-Theory Cosmology
我们根据M理论的E_{10}方法重新研究了以前发现的11维超引力的宇宙学解。我们主要研究由几何构型（n_m，g_3），n \leq 10决定的非零电场解.我们证明了这些解与E_{10}的秩$g$正则子代数有关，其Dynkin图是几何构型的（线）关联图.我们的分析提供了一个有趣的副产品类秩10 Coxeter子群的外尔群的E_{10}。
2006-06-29 gr-qc hep-th math.GR
Classical Weyl Transverse Gravity
我们研究的Weyl横向（WTDiff）引力在一般的时空维度的各种经典方面。首先，通过规范固定过程，阐明了保角不变标量张量引力、爱因斯坦广义相对论和WTDiff引力三种引力理论之间的经典等价性。其次，我们证明了在WTDiff引力中，宇宙学常数和么模引力一样仅仅是一个积分常数，但它不像么模引力那样接受任何辐射修正。证明的关键是构造一个协变守恒的能量动量张量，它是在这个等价关系的基础上实现的。第三，我们证明了Weyl变换的Noether流是同零的，从而暗示了存在于共形不变标量张量引力和WTDiff引力中的Weyl对称性是一个“假”对称性。我们发现有可能将这个证明扩展到所有的物质领域，即外尔不变标量，矢量和旋量领域。第四，明确地证明了在WTDiff引力中，Schwarzshild黑洞度规和带电黑洞度规只有在笛卡尔坐标系中才是运动方程的经典解。最后，我们考虑了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学，并给出了一些精确解。
2016-10-18 gr-qc hep-th
Cosmology with a light ghost
本文研究了带有Weyl项的可重整化二次引力场中宇宙学扰动的产生和演化。我们采用了一个处方，这意味着在引入一个巨大的自旋2鬼态的价格，导致幺正性的损失的真空的稳定性。无论对非幺正过程的解释如何，只要它们的速率与宇宙膨胀速率相比可以忽略不计，这个理论仍然可以预测。这意味着幽灵实际上是稳定的。在这样的设置中，存在在膨胀期间激发的两个标量自由度。第一种是通常的曲率扰动，其功率谱似乎与单场暴胀的功率谱一致。第二个是均匀暴胀子规范中度规的位移矢量中鬼信号的标量分量。原始张量和矢量扰动的振幅被强烈抑制。在暴胀之后，鬼场开始振荡，它的能量密度很快就在宇宙中占主导地位。对于实验室限制所允许的所有鬼质量来说，鬼应该在高于原始核合成的温度下“过度封闭”宇宙。因此，排除了具有轻外尔鬼的模型。
2016-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational Constraints on Scalar Field--Matter Interaction in Weyl Integrable Spacetime
本文利用超新星、宇宙计时器、重子声学振荡和伽马射线暴等观测数据，检验了Weyl可积时空中含标量场-物质相互作用的宇宙学模型，发现其优于ΛCDM模型，统计上呈弱到中等的偏好。
2025-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the physical consequences of a Weyl invariant theory of gravity
在本文中，我们探讨的物理后果，假设外尔不变性的引力定律从经典的立场。实际的外尔不变性要求用外尔可积几何（Weyl integrable geometry，WIG）来代替背景时空的基本黎曼几何结构。我们表明，规范的自由，Weyl不变的引力理论的一个显着特点，导致非常不寻常的后果。例如，在基于WIG的共形不变引力理论（也称为共形广义相对论）的宇宙学背景下，静态宇宙在物理上等价于经历德西特膨胀的宇宙。球对称黑洞在物理上也与无奇性虫洞等价。在CGR框架中规范自由的另一个突出结果是，在标准GR宇宙学中出现的其他难题中，不需要暴胀来解释平坦性，视界和残余粒子丰度。此外，在这个系统中也不会出现宇宙学常数和质量等级问题。
2020-04-15 gr-qc hep-ph hep-th
Stueckelberg breaking of Weyl conformal geometry with applications to gravity
外尔共形几何可能在早期宇宙学中发挥作用，在那里短距离的有效理论成为共形的。外尔共形几何也有一个内置的几何Stueckelberg机制：它在外尔规范变换（“规范固定“）后自发地断裂为黎曼几何，而Stueckelberg机制重新排列自由度，保持它们的数量（$n_{df}$）。局域尺度变换的外尔规范场（$ω_μ$）在吸收补偿子（Ekon）后获得质量，并产生质量，外尔联络成为黎曼联络。因此，质量的产生有一个动力学的起源，作为从外尔几何到黎曼几何的过渡。我们表明，一个“规范固定“的对称变换的原始Weyl二次引力作用在其Weyl几何公式立即给出Einstein-Proca行动的Weyl规范场和一个积极的宇宙学常数，加上物质的作用（如果存在）。因此，普朗克尺度是一个{ \it涌现}尺度，其中外尔规范对称性自发破缺，爱因斯坦作用量是外尔作用量的破缺相。这与局部尺度不变模型（无测量）相反，在局部尺度不变模型中，仍然存在负动力学项（鬼粒子），并且当这种对称性被破坏时，$n_{df}$不守恒。对于超弱耦合值（$q$），$ω_μ$的质量（设置非公制标度）可以远小于$M_\text{Planck}$。如果存在物质，标量场（$ϕ_1$）vev对普朗克尺度的正贡献会导致$ϕ_1$的负（质量）$^2$项和带电对称性的自发破缺。这些结果是立即使用外尔几何制定的行动，而不是它的黎曼图片。简而言之，外尔规范对称性是物理…
2019-10-19 gr-qc hep-ph hep-th
Deformation quantization of cosmological models
变形量子化的Weyl-Wigner-Groenewold-Moyal形式主义被应用于小超空间中的宇宙学模型。量子化过程是在一个平坦的小超空间量子宇宙学明确执行。详细推导了de Sitter宇宙学模型，数值计算了Hartle-Hawking、Vilenkin和Linde波函数的Wigner函数。本文对（非）对易量子宇宙学中的Kantowski-Sachs模型和具有介子指数势的弦宇宙学中的Wigner函数进行了解析计算。最后，婴儿宇宙的解决方案描述在这种情况下，维格纳函数得到。
2011-02-22 gr-qc hep-th math-ph
Cancelling the vacuum energy and Weyl anomaly in the standard model with dimension-zero scalar fields
标准模型是一个非常一致和完整的量子场论，但它与引力和希格斯场的耦合仍然存在问题，这反映在宇宙学常数问题、外尔异常和层次之谜中。我们指出，如果Higgs场是突现的，那么36个共形耦合的零维标量场可以同时抵消真空能量和Weyl反常中的两项。这种抵消是非常重要的：给定标准模型规范群$SU(3)\times SU(2)\times U(1)$，它需要精确的$48$ Weyl费米子，{ \it即}，三代标准模型费米子，包括右手中微子。由于一个大的额外的规范对称性，新的标量贡献没有新的局部自由度或粒子状态。它们唯一的物理状态是真空状态，在真空状态下，它们具有扩展到长波长的标度不变功率谱。这为宇宙学中的原始标量扰动提供了一种新的解释，而不需要暴胀。我们还讨论了如何希格斯场可能出现作为一个复合对象。
2022-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gauging the spacetime metric -- looking back and forth a century later
H.外尔在1918年提出用局部尺度规范来推广黎曼几何（后来称为{ \em外尔几何}），其动机是数学、哲学和物理上的考虑。这是他的电磁学和引力的统一场论的起点。在对这个研究计划感到失望之后，在出现了一种令人信服的替代规范概念的方法，将其转化为量子力学中波函数和旋量场的相位之后，外尔不再认为原始的尺度规范与物理相关。大约在上个世纪中叶，高能物理中的不同作者（Bopp，Wess等）重新考虑了共形和/或定域标度规范变换的问题。并独立地，在引力理论（约旦，Fierz，Brans，迪克）。在这方面外尔几何吸引了新的兴趣之间的不同团体的物理学家（Omote/Utiyama/Kugo，狄拉克/Canuto/Maeder，埃勒斯/皮拉尼/Schild和其他人），往往通过假设一个新的标量场链接到重力和/或高能物理。虽然没有加冕的直接成功，这“夺回”的外尔几何方法的生活，并已延长一个世纪后外尔的第一个建议，他的基本几何结构。它对当今的基本粒子物理学、宇宙学和物理学哲学的研究产生了新的兴趣。
2019-11-05 gr-qc hep-th math.DG
Born-Infeld gravity and its functional extensions
我们调查的动力学家庭的功能扩展（爱丁顿启发）玻恩-因菲尔德引力理论，构造逆的度量和Ricci张量。我们提供了一个通用的正式解决方案的连接和爱因斯坦式的表示为这个家庭的理论的度量场方程。对于特定的情况下，我们考虑应用到早期的宇宙学，并发现，非奇异宇宙与宇宙反弹是非常通用和强大的解决方案。
2014-08-04 gr-qc hep-th
Affine generalizations of gravity in the light of modern cosmology
我们讨论了新的模型的“仿射”理论的重力在多维时空对称连接。我们使用和发展的想法外尔，爱丁顿，和爱因斯坦，特别是爱因斯坦的建议，指定的时空几何的使用汉密尔顿原则。更具体地说，连接系数确定使用“几何”拉格朗日，这是一个任意函数的广义（非对称）里奇曲率张量（和，可能的话，其他基本张量）表示的连接系数视为独立变量。这样的理论用暗能量（一级近似下的宇宙学常数）、中性质量（或快子）矢量场（vecton）和质量（或快子）标量场来补充标准的爱因斯坦引力。这些场只与引力耦合，可以产生暗物质和/或暴胀。新的场质量（实的或虚的）有一个几何原点，并且必须出现在任何具体模型中。几何拉格朗日量的具体选择决定了理论的进一步细节，例如，可以描述大质量粒子、快子甚至“幻影”的矢量场和标量场的性质。在这里讨论的“自然”几何理论中，暗能量也必然出现。我们主要集中在几何和动力学之间的错综复杂的关系，而只是非常简要地考虑近似宇宙模型的几何方法的启发。
2010-11-11 gr-qc hep-th math-ph
Generalised effective cosmology from group field theory
我们扩展了最近的各种结果，从群场论（GFT）的动力学推导出有效的宇宙学弗里德曼方程。限制我们自己到一个单一的GFT场模式（或彼得-外尔表示标签的固定值），我们首先考虑由二次哈密顿量给出的动力学，它采取压缩算子的形式，然后添加一个四次相互作用，可以被看作是一个玩具模型的相互作用在完整的GFT。我们推导有效的弗里德曼方程并不需要平均场近似;我们主要遵循一种通用的方法，在这种方法中，这些方程实际上对任何状态都成立。由此产生的宇宙学方程表现出类似于圈量子宇宙学的经典弗里德曼动力学的修正，导致通用奇点分辨率，但也涉及进一步的状态依赖项。然后，我们指定这些方程的各种类型的相干态，如Fock相干态或Perelomov-Gilmore态的基础上的su（1，1）结构的谐波量子宇宙学。我们计算了这些态的体积和能量的相对不确定度，澄清了它们是否可以被解释为半经典的。在相互作用的情况下，分析和数值近似被用来获得修改后的宇宙动力学。我们的结果阐明了如何有效的宇宙学方程推导出GFT可以提供可靠的近似的完整的动态。
2020-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Renormalization-group techniques for single-field inflation in primordial cosmology and quantum gravity
我们把暴胀作为一个“宇宙”重整化群流来研究。流，编码的依赖于背景度量，描述了一个运行耦合$α$，参数化的慢卷，德西特自由，解析β函数和扰动谱是RG不变的超视界极限。使用RG不变性作为指导原则，我们分类的主要类型的流量根据其光谱的属性，而不涉及其起源从特定的行动或模型。新的功能包括光谱与$α$和违反的关系$r+8n_{\text{t}}=0$的领导秩序的基本奇点。在文献中研究的各种类别的潜力可以通过RG方法来描述，即使当行动包括外尔平方项，而其他人被排除在外。在已知的情况下，分类有助于识别被数据排除的模型。RG方法也能够生成不能从标准拉格朗日公式导出的光谱。
2021-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Purely Virtual Particles in Quantum Gravity, Inflationary Cosmology and Collider Physics
本文综述了纯虚粒子的概念及其在量子引力、原初宇宙学和对撞机物理中的应用。假粒子，或“fakeon”，它介导的相互作用，而不出现在传入和传出的状态，可以通过一个新的物理学引入。重整化与父欧几里德几何学的重整化一致，而么正性则来自光谱光学恒等式，它可以通过代数运算导出。物理粒子和赝子理论的经典极限由普通拉格朗日量加厄米特量、微非因果和微非定域自相互作用描述。量子引力传播引力子、大质量标量场（暴胀子）和大质量自旋2的假子，并导致一个约束的原始宇宙学，它预言了$0.4\lesssim 1000r\lesssim 3.5$窗口中的张量与标量比$r$。作为一个宇宙RG流的通货膨胀的解释，使我们能够计算的扰动谱的高阶外尔平方项的存在。在标准模型之外的新物理学模型中，赝粒子避开了各种唯象学的界限，因为它们比正常粒子受到的约束更少。自我能量的再确认表明，不可能太接近假峰。预期可观察到相关峰值不确定性（等于伪像宽度除以2）。
2022-03-04 gr-qc hep-ph hep-th
Consistent inflationary cosmology from quadratic gravity with dynamical torsion
引力的规范理论的思想预言，不仅应该存在无质量的引力子，而且应该存在携带引力的大质量粒子。我们研究了具有动力学挠率的二次引力中的宇宙学，其中引力可以被解释为与庞加莱群相关的规范力。除了无质量的自旋为2的引力子外，该模型还包含四种非鬼质量粒子：一对自旋为0的粒子，一个自旋为1的粒子和一个自旋为2的粒子。假设在UV极限和宇称不变性的局部Weyl不变性的恢复，我们发现最一般的minisuperspace作用描述一个均匀的和各向同性的宇宙与平坦的空间几何。然后，我们将minisuperspace作用量转换为准爱因斯坦框架，其中场空间是双曲面，场势是Starobinsky类暴胀和自然暴胀的组合。值得注意的是，由于多场动力学，即使初始条件远离类Starobinsky势的顶部，也可以实现类Starobinsky暴胀轨迹。我们还研究了线性张量扰动，发现了与Starobinsky暴胀、自发宇称破缺以及无质量和大质量自旋2模式的混合等性质不同的性质，这些性质可能通过暴胀观测揭示引力的潜在性质。
2020-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Emergent Cosmology, Inflation and Dark Energy
研究了时空流形上两个独立的非黎曼体积形式（一般协变积分测度密度）所定义的一类新的引力-物质模型.这些模型涉及一个额外的$R^2$（平方的标量曲率）项，以及标量物质场势的适当形式，使相关的行动是不变的全球外尔尺度对称。尺度不变性自发地打破后，集成的辅助体积形式的自由度的运动方程。在过渡到物理Einstein框架后，我们得到：（1）具有两个平坦区域的标量场的有效势，它可以统一描述早期宇宙暴胀以及现在的暗能量时代：（2）对于一定的参数范围，模型具有非奇异的“涌现宇宙”解，它描述了暴胀阶段之前的演化初始阶段;（iii）为了合理选择参数，本模型符合普朗克合作组的数据。
2015-01-08 gr-qc hep-th
The Generalized Dark Radiation and Accelerated Expansion in Brane Cosmology
在兰德尔-桑德拉姆模型的宇宙学中，描述膜宇宙演化的有效弗里德曼方程包含了一个暗辐射项（或称海市蜃楼或外尔辐射）。膜的演化可以解释为AdS-Schwarzschild体几何中膜的运动。暗辐射的能量密度与黑洞质量成正比。我们推广这个结果的AdS体空间与任意的物质成分。我们表明，海市蜃楼项保留其形式，但黑洞质量被替换的协变定义的整体质量的散装物质。由于这个质量明确地取决于膜上的标度因子，因此海市蜃楼项并不作为纯辐射标度。对于低能量密度的膜宇宙演化是一个四维宇宙的两个物质成分：物质局域在膜和海市蜃楼物质。这两个分量之间存在能量守恒。这种行为表明了体理论和膜上的四维理论之间的对偶性。广义暗辐射的状态方程是共形场论的状态方程，通过体相流体的压力明确打破了形共不变性。只有当膜上或本体中存在负压，或者本体流体的积分质量为负时，膜上的加速膨胀才是可能的。
2005-12-05 gr-qc hep-th
Infrared behavior of Weyl Gravity: Functional Renormalization Group approach
从紫外不动点出发，利用泛函重整化群（RG）流方程研究了量子Weyl引力的红外行为。为此，我们采用了两类巴赫平坦的背景，即最大对称时空和里奇平坦的背景中的改进的单圈计划。我们表明，在没有物质场的情况下，并与拓扑项包括，有效的作用量表现出动力学破缺的尺度对称性。特别是，它示出，除了一个真正的IR固定点，在运行规模的零值达到，RG流也表现出弹跳行为的IR制度。我们证明了$β_C$和$β_E$在相同的有限能量尺度下（几乎）同时达到RG转折点，而与所选择的背景无关。IR不动点本身被认为是IR稳定的空间中所考虑的耦合。随后的缩放尺寸的两个运营商也计算。显着的问题，包括观察到的反弹RG流行为与全息和未来的影响，在早期宇宙宇宙学的连接，也进行了简要讨论。
2020-05-18 gr-qc hep-th math-ph
Dilaton from Tractor and Matter Field from Twistor
牵引器和扭转器可以通过保形嘉当几何的规格缩减获得，这要归功于修整场方法。也许令人惊讶的是，我们有可能进一步降低规范对称性。由于牵引场的存在，人们确实可以消除外尔对称性，这让人想起在电弱模型中，C^2-标量场是如何消除SU（2）的。这表明了外尔或共形自发对称性破缺（SSB）的替代方案，一些作者提出了对标准模型物理学或暴胀宇宙学的改进。在这里，通过修整规范后，只剩下洛伦兹规范对称性，扭量场实际上变成了狄拉克旋量场。在一个非常简单和自然的玩具模型中，由于外尔不变牵引场的VEV，后者通过洛伦兹SSB获得质量。
2018-11-19 hep-th math-ph math.MP
Uncertainty relations for a non-canonical phase-space noncommutative algebra
我们考虑最近在量子宇宙学的背景下引入的海森堡-外尔代数的非正则相空间变形。我们证明了存在最小的不确定性的所有对非交换变量。我们还证明了使每个测不准不等式最小化的态是某些正算子的基态。代数被证明是稳定的，并违反通常的海森堡-泡利-外尔不等式的位置和动量。所使用的技术是潜在的时间-频率分析的背景下感兴趣的。
2019-05-04 hep-th math-ph math.FA
Bi-scalar modified gravity and cosmology with conformal invariance
我们研究了具有部分共形不变性的双标量修正引力在宇宙学中的应用，在没有通常的Einstein-Hilbert项的情况下，它可以成为完全的共形不变性，并引入Weyl导数或适当的重新标度场。这样的理论是通过考虑一个非最小共形耦合标量场的作用，并添加第二个标量，允许与爱因斯坦张量和第一个场的能量动量张量的非最小导数耦合来构建的。在宇宙学框架下，我们得到了一个由两个标量组成的有效暗能量扇区。在没有一个明确的物质部门，我们提取的解析解，这对于某些参数区域对应于一个有效的物质时代和/或有效的辐射时代，因此这两个标量分别产生“模拟暗物质“或“暗辐射”。在一个明确的物质部门的情况下，我们得到的宇宙学演化与观测一致，这是一个过渡到暗能量时代，宇宙加速的开始。此外，对于特定的参数区域，有效的暗能量状态方程可以过渡到幻影制度在晚的时候。这些行为揭示了理论的能力，因为它们纯粹来自于新颖的双标量结构和两个场之间的耦合。
2016-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Adiabatic and entropy perturbations in cosmology
这篇博士论文研究了宇宙学中非绝热微扰的影响和产生。我们研究绝热（曲率）和熵（isocurvature）扰动期间产生的宇宙膨胀，是由多个标量场与任意相互作用势。在场空间中进行局部旋转以分离出绝热和熵模式。由此产生的场方程明确显示如何在大尺度上熵扰动源绝热扰动，如果背景的解决方案遵循一个弯曲的轨迹在字段空间，以及如何绝热扰动不能源熵扰动在长波长的限制。我们表明，为什么一般预期的绝热和熵扰动是相关的通货膨胀结束。然后，我们考虑膨胀后的两个字段预热，检查条件下，熵扰动可以改变大规模的曲率扰动，并显示我们的新形式主义具有优势的数值稳定性时，背景解决方案遵循一个非平凡的轨迹在字段空间。然后，我们比较了最新的宇宙微波背景数据与理论预测，包括相关绝热和CDM等曲率扰动。我们发现，有一个相关的等曲率扰动的幅度和光谱倾斜之间的简并。然后，我们研究兰德尔-桑德拉姆型膜世界宇宙学中的扰动。密度扰动在体中产生外尔曲率，这反过来又通过应力-能量扰动对膜产生反作用。体效应产生非绝热模式，即使当物质扰动是绝热的，并改变背景动力学。
2001-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
