Bare and effective fluid description in brane world cosmology
一个有效的流体描述,在五个维度的膜世界模型,讨论了膜张力的两个迹象。我们发现了几个宇宙学场景,其中有效方程与裸状态方程有很大的不同。对于具有负膜张力的宇宙,当裸流体满足强能量条件时,有效流体可以穿过势垒$ω_{eff} =-1$。
2009-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fluids in cosmology
我们回顾了流体在宇宙学中的作用,首先介绍了他们在广义相对论,然后将其应用到FRW宇宙的模型。我们描述了相对论和非相对论分量如何在背景动力学中演变。我们还介绍了标量场,以表明他们能够产生一个暴胀动力学在非常早期(暴胀)和晚期(精华)。然后,我们继续研究的流体,最后,它的扰动运动学的物理性质。重点介绍了近年来宇宙学探测对参数的压缩。
2013-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with bulk viscosity and the gravitino problem
引力子问题是在宇宙学模型的框架中重新讨论的,在这个模型中,原始宇宙物质被描述为相对论性的不完美流体。耗散效应(或体积粘度效应)由于流体组分的不同冷却速率而产生。我们表明,体积粘度的影响,以避免晚丰度的引力子。特别是,我们发现,对于一个特定的选择的参数表征的宇宙模型,引力子丰度原来是独立的再加热温度。
2017-05-01 astro-ph.CO
An accurate fluid approximation for massive neutrinos in cosmology
针对宇宙学 Boltzmann 求解器中大质量中微子计算昂贵的问题,本文引入声速尺度依赖性以刻画中微子流体色散,提出改进流体近似,在 $z\lesssim5$ 时将传递函数误差降至约5%以内。
2023-07-06 astro-ph.CO
Friedmann cosmology with fluids and hyperfluids
Institute of Physics, University of Tartu(塔尔图大学物理研究所);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);INFN Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究院那不勒斯分部)
本文探讨了在空间各向同性条件下,利用度规和连接以及物质能量动量和超动量的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙学模型,其中暗尘流体的自旋超动量使其有效方程态动态变化,可能与DESI DR2数据相关。
2026-04-03 astro-ph.CO gr-qc
Statistical Decoupling of Lagrangian Fluid Parcel in Newtonian Cosmology
由于潮汐力的存在,自引力物质场中单个流体元素的拉格朗日动力学本质上是非定域的。这使得在拉格朗日流体动力学的背景下对各种宇宙物体(例如暗物质晕)的非线性演化的理论研究变得复杂,因为具有给定初始密度和形状的流体包裹可能根据其环境而不同地演化。在本文中,我们提供了一个统计解决方案,可以解耦这种环境依赖。在导出物质场的概率分布演化方程后,我们的方法产生了一组封闭的常微分方程,其解由流体元的初始条件唯一确定。在数学上,它对应于密度加权概率密度函数(PDF)的输运方程的投影特征曲线。因此,它是保证一个点的PDF将被保留,通过发展这些本地的,但非线性,曲线与相同的初始数据集作为真实的系统。在物理上,这些轨迹描述了平均演变的平均在所有环境中取代潮汐张量与其条件平均。对于高斯分布的动力学变量,该平均潮汐张量与速度切变张量简单成正比,并且在进一步假设线性化连续性方程的情况下,动力学系统将恢复Zel'dovich近似(ZA)的预测。对于弱非高斯场,平均潮汐张量可以微扰展开为所有相关动力学变量的函数,其系数由场的统计特性决定。
2016-01-11 astro-ph.CO
Classical and quantum cosmology with two perfect fluids: stiff matter and radiation
在这项工作中,均匀和各向同性宇宙的弗里德曼-罗伯逊-沃克研究中存在的两种流体:刚性物质和辐射所描述的舒茨的形式主义。我们得到了经典情况下宇宙的标度因子的行为。对于量子情形,构造了波包,并找到了宇宙的波函数。
2016-07-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The van der Waals fluid and its role in cosmology
我们分析了范德瓦尔斯状态方程描述的一般宇宙流体的性质。能量密度演化的精确解被发现作为一个平坦的Friedmann-Robertson-Walker时空的标度因子的隐函数。根据物理上相关的渐近行为,选择范德华方程中自由参数的可能值\emph{a posteriori}。通过流体的水动力扰动研究了模型对小扰动的稳定性。研究发现,范德瓦尔斯流体似乎适合描述非永恒的通货膨胀的情况。
2016-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Multi-fluid cosmology in Einstein gravity: analytical solutions
我们回顾了爱因斯坦方程的解析解,这些方程用初等函数表示,并描述了由多个(真实的或有效的)具有恒定状态方程的完美流体构成的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙。有效流体包括空间曲率、宇宙学常数和标量场。我们提供了一个描述与统一的符号,明确和参数形式的解决方案,以及文献中存在的不同表达式之间的关系。从现代观点来看,有趣的解决方案包括相互作用的流体和标量场。旧的解、可积性条件和求解方法不断被重新发现,这促使人们用现代的眼光进行回顾。
2021-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter Growth in Imperfect Fluid Cosmology
爱因斯坦的广义相对论(GR)的扩展可以形式上给出一个GR结构,其中附加的几何自由度映射到一个有效的能量动量张量。相应的有效的宇宙介质,然后可以被建模为一个不完美的流体内GR。不完美的流体结构允许我们包括,在现象学的基础上,各向异性应力和能量通量被认为是潜在的签名偏离宇宙学标准$Λ$ -冷暗物质($Λ$ CDM)模型。作为一个例子,我们考虑的标量张量扩展的标准模型,$e_ΦΛ$ CDM模型的动力学。我们约束的大小的各向异性压力和能量通量的红移空间畸变(RSD)的物质生长函数$f σ_8$的数据的帮助下。
2019-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Correspondence of cosmology from non-extensive thermodynamics with fluids of generalized equation of state
我们证明了非广延热力学的宇宙学和流体状态方程的宇宙学之间存在着对应关系。我们首先在基本非广延热力学的情况下建立对应关系,然后从量子场论的观点出发,研究更一致的情况,即变指数,即取决于尺度。得到的对偶性提供了一种方法来解释复杂的唯象形式的有效流体状态方程参数,被广泛使用的文献中,因为它们的微观物理起源可能确实在于非广泛的时空热力学。最后,关于宇宙学行为,我们表明,在后期的有效流体可以驱动宇宙加速,即使在没有明确的宇宙学常数,即使初始流体是标准的尘埃物质。类似地,在早期,我们获得了一个有效的宇宙学常数,它通过屏蔽而增强,因此它可以驱动一个成功的暴胀,而不会破坏正确的后期加速。
2019-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Cosmology with many fluids and the choice of cosmological time
在这项工作中,我们提出了量子化的宇宙学模型描述的原始宇宙充满了五个正压流体,即:辐射,尘埃,真空,宇宙弦和域壁。我们打算确定哪种流体是最适合提供现象学的时间变量根据可观察到的宇宙。利用Galerkin谱方法和Crank-Nicolson方案(真空情形)的有限差分方法,得到了量子宇宙学解,并进行了比较.我们还将量子宇宙学解与相应的经典宇宙学解进行了比较。真空的情况是特别有趣的,因为它提供了一个从量子到经典相的隧穿跃迁机制和计算量子隧穿概率的可能性。
2019-12-03 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with moving bimetric fluids
通过考虑广义Gordon和Kerr-Schild假设,研究了具有非同时对角度规的双引力和大质量引力解的宇宙学意义.我们得到的方案是等价的广义相对论与额外的非共动完美流体。我们表明,最一般的幽灵自由双度量理论产生三种有效流体的状态方程是固定的一个功能的anodic。这种函数的不同选择允许再现不同暗流体的行为。特别是,戈登模型适合于描述各种缓慢移动的流体,而克尔-希尔德模型描述的是零暗能量分量。这些暗流体相对于宇宙微波背景的运动,反过来又产生重子物质相对于辐射的相对运动,从而导致宇宙微波背景的各向异性。CMB偶极观测能够对由有效双曲流体描述的暗扇区设置严格的限制。
2016-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Lagrangian theory of structure formation in relativistic cosmology. V. Irrotational fluids
我们扩展的广义相对论拉格朗日微扰理论,最近开发的宇宙结构的形成在尘埃连续,包含一个单一的流体与单值解析状态方程的模型宇宙的情况下。使用基于共框架的扰动方法,我们调查的结构形成的压力支持的无旋流体,产生其静止框架时空叶理的演化方程。我们提供主方程的正压扰动的痕迹和无痕迹的部分,在扰动空间,后者描述的引力波在流体中的传播的演变一阶。我们说明了跟踪的线性状态方程和模型状态方程描述各向同性速度色散的演变,我们讨论了差异的尘埃物质模型,牛顿的情况下,和标准的微扰方法。
2018-08-09 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic Fluid Cosmology: an Alternative to Dark Matter?
我们用各向异性流体宇宙学来描述目前暗能量占主导地位的宇宙。类似于已经提出的星系动力学,各向异性流体给出了重子物质,暗能量和它们可能的相互作用的有效描述,而不假设暗物质的存在。由此产生的各向异性流体时空自然会在小尺度上产生不均匀性,由各向异性应力触发,因此可能是这些尺度上结构形成的原因。通过求解宇宙学方程,我们证明了尺度因子$a$的动力学可以用通常的FLRW宇宙学来描述,并且完全不同于描述不均匀性的动力学。我们假设宇宙学各向异性流体继承了用于描述星系旋转曲线的状态方程。我们表明,在大尺度制度,流体可以被描述为一个广义的Chaubergin气体和适合的距离模量实验数据的Ia型超新星,从而正确地模拟所观察到的宇宙加速膨胀。相反,在小尺度区域,我们使用宇宙学扰动理论推导出质量密度分布的功率谱$P(k)$。在短波长下,我们发现一个$1/k^4$行为,在很好地符合所观察到的关联函数的物质分布在小尺度。
2020-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Classical and quantum dynamics of a perfect fluid scalar-metric cosmology
在标量度量引力的背景下,我们研究了与理想流体耦合的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙学的经典和量子模型。使用Schutz'表示的完美流体,我们表明,在一个特定的规范选择,它可能会导致识别相应的动力系统的时间参数。结果表明,基于经典宇宙学的宇宙演化是一种晚期幂律膨胀,它来自于一个大爆炸奇点,当标量场爆炸时,标度因子趋于零.此外,这种形式主义产生了薛定谔-惠勒-德威特(SWD)方程,用于所考虑的模型的量子力学描述,其本征函数可以用来构造宇宙的波函数。我们使用由此产生的波函数,以调查的可能性,避免由于量子效应的经典奇异性,通过多世界和量子宇宙学的本体论解释。
2010-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology with a Non-minimally Coupled Dark Matter Fluid I. Background Evolution
SISSA(斯issa国际高等研究学院);Institute for Fundamental Physics of the Universe (IFPU)(宇宙基础物理研究所);INFN-Sezione di Trieste(的里雅斯特意大利国家核物理研究所);IRA-INAF(博洛尼亚天文台研究所)
本文研究非最小耦合暗物质流的宇宙模型,通过修改早期 Friedman 方程实现加速膨胀,解决视界和平坦性问题,并在更早时期通过空间曲率耦合产生宇宙 bounce,替代标准宇宙学的初始奇点。
2025-10-13 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic interacting fluids in cosmology
本文扩展了相对论性流体的作用量泛函以纳入非绝热过程和化学反应,并展示了其在自相互作用流体及暗区相互作用等宇宙学场景中的应用,提出了一个仅含单场单参数的统一暗区流体模型。
2025-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constant volume exponential solutions in Einstein-Gauss-Bonnet flat anisotropic cosmology with a perfect fluid
本文研究了Einstein-Gauss-Bonnet引力场中的常数体积指数解(即标度因子随时间呈指数变化而使共动体积保持不变的解)。我们发现这些解决方案存在的条件,并表明,他们是兼容的状态方程参数$ω<1/3$的任何完美的流体,如果宇宙的物质密度超过一些临界值。我们写出了一些精确解,这些精确解推广了我们在前一篇论文中发现的具有宇宙学常数的模型。
2014-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole evolution in two-fluid cosmology
早期宇宙中的几个过程可能导致不同质量的原始黑洞的形成。这些黑洞将通过吸积和发射过程与宇宙等离子体相互作用。这种相互作用可能影响了宇宙的动力学,并产生了相当大的熵。本文研究了原初黑洞的存在对早期宇宙演化的影响。我们采用一个具有辐射和原始黑洞气体的双流体宇宙模型。后者是仿照不同的初始质量函数,考虑到可用的约束条件的初始原始黑洞丰度。我们发现,某些人口与狭窄的初始质量函数是能够产生显着的变化的标度因子和熵。
2020-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Effective perfect fluids in cosmology
我们在有效场论的框架内描述了理想流体的宇宙动力学。有效作用量是一个导数展开式,其项由相关长距离自由度上的对称性要求选择,这些自由度用随动坐标识别。完美流体的定义是要求在保体积的内同态和广义协变性下作用的不变性。在导数的最低阶,动力学被编码在表征流体性质的熵密度的单个函数中,例如状态方程和声速。这个框架允许一个整洁的流体和度量扰动的同时描述。纵向流体扰动密切相关的绝热模式,而横向模式混合矢量度规扰动涡量守恒的结果。这种形式具有很大的灵活性,可用于高阶微扰理论和宇宙学参数估计。
2013-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phantom Fluid Cosmology -or- Ghosts for Gordon
本文研究了幽灵暗能量模型中负能量粒子的产生机制及其宇宙学约束,提出其可用于产生可探测的增强暗物质或辐射,并指出DAMIC实验的超阈事件可被该过程很好地拟合。
2024-01-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Disformal couplings in a $Λ$CDM background cosmology
这里处理具有非形式耦合的耦合精粹模型以模拟$Λ$ CDM背景。使用这种方法,不需要指定精髓潜力。该模型考虑了一个通用的流体耦合到精华,这是指定为暗物质或相对论流体。背景由一个宇宙学常数和另一个非耦合的通用流体,以满足三个研究方案。本文研究了耦合quintessence模型的宇宙动力学,其非正式耦合依赖于两种流体的状态方程。的情况下,即两个通用的流体是暗物质,进一步分析了模拟模型的膨胀历史。分析证实,质量规模的精髓影响的非正式的动力系统,这是描绘了一个有效的共形耦合的演变特性。
2021-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Exact solution and exotic fluid in cosmology
研究了与满足连续性方程的宇宙流体耦合的非线性西格玛模型的宇宙学结果。目标空间作用是de Sitter型的,由四个标量场组成。同时还引入了势函数,势函数仅为其中一个标量场的函数。我们进行了一般性的分析,随后的宇宙学方程,并给出各种临界点和它们的属性。然后,我们证明了该模型具有精确的宇宙学解,产生了从物质主导到暗能量的转变,并将其与$Λ$ CDM行为进行了比较。特别地,我们计算了宇宙的年龄,证明了如果宇宙流体的状态方程$ω_f$在$0.13 < ω_f < 0.22.$的范围内,则宇宙的年龄与观测值是一致的。
2012-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Timescape cosmology with radiation fluid
时间逃逸宇宙学代表了标准均匀宇宙学的一个潜在可行的替代方案,而不需要暗能量。虽然时间逃逸方案中的平均宇宙演化与Friedmann-Lemaitre模型的宇宙演化只有在相对较晚的时期(此时辐射能量密度的贡献可以忽略不计)才有实质性的不同,但为了使参数与光子退耦时期平滑匹配,并从宇宙微波背景数据中获得约束条件,需要对Buchert方程进行完整的求解以纳入辐射。在这里,我们扩展了在早期的工作中发现的物质主导的解决方案,包括辐射,在早期提供一系列的解决方案和一个有效的数值积分策略生成完整的解决方案。数值解被用来直接计算声视界的尺度在去耦,并在重子拖曳时代。普朗克卫星数据的这些尺度上的约束产生的时间逃逸宇宙学参数,这也同意从最近的SDSS-II超新星数据分析的最佳拟合值的界限,同时避免了原始锂-7丰度异常的问题。
2013-07-07 astro-ph.CO gr-qc
Islands in the Fluid: Islands are Common in Cosmology
讨论了在具有状态方程$w$的一般理想流体的宇宙时空中存在纠缠岛的可能性。我们发现,平坦的宇宙与时间对称切片的哈勃参数为零,总是有岛屿上的切片。然后,我们不再考虑这种切片,而是考虑具有一般完美流体的静止宇宙。在局部热平衡假设下,共动熵密度$s_c$为常数。结果,岛的条件变成了能量密度(或哈勃参数)和某个归一化时刻的温度之间的不等式。其结果是,几乎所有非辐射流体(即$w\neq 1/3$)都可能存在岛。我们还讨论了我们的结果与空间曲率的宇宙的后果。最后,我们表明,岛屿发生在简单的谐波宇宙模型,没有经典的奇异性在背景水平上,在所有以前的例子中,岛屿只发生在时空奇异性。
2022-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fluids, Superfluids and Supersolids: Dynamics and Cosmology of Self Gravitating Media
我们计算了由四个微分耦合的标量场描述的一般自引力介质的宇宙学扰动。根据标量场作用的内部对称性,人们可以描述理想流体、超流体、固体和超固体介质。对称性决定了介质的动力学和物理特性。一般来说,标量微扰除了引力势外,还包括一个与每个粒子的熵σ有关的非绝热模式。虽然理想流体和固体是绝热的,σ在时间上是常数,但超流体和超固体的特征是σ的非平凡动力学。也可以找到σ为零的特殊类等熵介质。张量模在固体和超固体中变得有质量。这种有效的方法可以用于给出暗扇区的非常一般的和对称驱动的建模。
2017-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phantom fluid cosmology: Impact of a phantom hidden sector on cosmological observables
本研究在量子层面探讨幻影标量理论,更新鬼粒子截断尺度约束至Λ≲19 MeV,提出真空衰变产生的幻影加暗物质流体可作为新暗能量来源,发现该模型略优于标准宇宙学模型,能适度缓解哈勃和S₈张力。
2023-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Two Fluid Quantum Bouncing Cosmology I: Theoretical Model
Universidade Estadual de Londrina(隆德里纳州立大学);COSMO – Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心);Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS & Sorbonne Université(巴黎天体物理学研究所,法国国家科学研究中心与索邦大学)
本文提出一个包含物质和辐射的双流反弹模型,通过量子真空涨落诱导红倾斜谱,为标准膨胀宇宙提供可行的初始条件。
2026-03-27 astro-ph.CO gr-qc
The Holographic cosmology with axion field
本文考虑了一个轴子F(R)引力模型,并利用全息原理描述了空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙中粘性暗流体与轴子物质耦合的宇宙学模型。这种描述是基于Nojiri和Odintsov提出的广义红外截止全息暗能量。我们探讨了小裂缝,伪裂缝,和幂律反弹宇宙学模型的粘性暗流体状态的非均匀方程的参数,并计算了红外截止解析。我们从全息的角度给出了暗流体的能量守恒方程,并证明了粘性流体宇宙学与全息宇宙学之间的对应关系。我们分析了自治动力系统。在流体之间没有相互作用的情况下,获得对应于两种情况的解决方案。在第一种情况下,暗能量是失踪和扩展描述的组成部分,暗物质。第二种情况对应于由于暗能量而扩展的宇宙学模型。研究所得溶液的稳定性。对于一类具有特殊相互作用的宇宙学模型,研究了动力系统解的稳定性。
2021-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational Constraints on the Cosmology with Holographic Dark Fluid
我们考虑了嵌入在5维体时空中的4维膜上的全息Friedman-Robertson-Walker(hFRW)宇宙,并利用观测数据拟合了该宇宙的参数.为了充分解释这种现象,我们考虑了膜宇宙学常数和负体宇宙学常数的模型。来自本体的贡献表示为膜上的全息暗流体。我们推导出通用的修改弗里德曼方程,包括所有这些影响在膜世界和全息截止的方法。对于三个具体的模型,即纯hFRW模型,一个与膜宇宙学常数,一个与负的体宇宙学常数,我们比较模型的预测与观测。所考虑的hFRW模型中的参数受到观测数据的约束。特别是,它表明,与膜宇宙学常数的模型可以拟合数据以及标准的$Λ$ CDM宇宙。我们还发现,在不同的大结构实验中观察到的$σ_8$张力可以有效地放松在这种全息方案。
2021-01-08 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics in Varying vacuum Finsler-Randers Cosmology
在芬斯勒-兰德斯理论的背景下,我们考虑,第一次,宇宙学的情况下,不断变化的真空。特别地,我们假设存在一个由理想流体和变化的真空项描述的宇宙流体源。我们通过对场方程的动力学进行详细的研究来确定这个模型的宇宙学历史。我们确定了广义相对论的极限,同时我们发现了由芬斯勒-兰德斯理论提供的几何动力学项所提供的宇宙学历史的新纪元。
2020-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Spatially averaged cosmology in an arbitrary coordinate system
本文提出了一个一般的平均程序的一组观察者是倾斜的宇宙物质流体。在给出了描述局域动力学的完整方程组后,我们定义了平均过程,并将其应用于爱因斯坦场方程的标量部分。除了标准的反作用,新的条款出现,占的特殊速度的物质流体的效果,以及可能的影响,在坐标系的移动。
2009-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Non-adiabatic dark fluid cosmology
我们模拟宇宙底层的暗区的粘性流体与状态方程$p=-ζΘ$,其中$Θ$是流体膨胀标量和$ζ$是体积粘度的系数,我们假设一个依赖$ζ\propto ρ^ν$的能量密度$ρ$。均匀和各向同性的背景动力学与状态方程为$p = - A/ρ^α$的广义Chaubergin气体的动力学一致。然而,粘性模型的扰动动力学本质上是非绝热的,并且与Chaubergin气体的情况有质的不同。特别是,它避免了短尺度的不稳定性和/或振荡,这显然已经排除了统一的模型的Chaubergin气体类型。我们计算了物质的功率谱,并证明了非绝热模型与2dFGRS和SDSS观测的数据是相容的。一个$χ^{2}$-分析表明,对于某些参数组合的粘性暗流体(VDF)模型是很好的竞争力与$Λ$ CDM模型。这些结果表明,\textit{non-adiabatic}统一模型可以被视为基于广义相对论描述宇宙底层的潜在竞争者。
2009-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ricci cosmology
我们根据标准模型相对论流体动力学的最新进展,重新审视空间平坦FLRW宇宙学。现代流体动力学要求在能量动量张量中存在曲率-物质项以保持一致性。这些项在里奇标量和张量中是线性的,因此相应的宇宙学模型被称为“里奇宇宙学”。不包括宇宙学常数,没有暴胀子场,体粘滞假定为零,我们只采用标准爱因斯坦引力。我们讨论了Ricci宇宙学的解析解,发现仅使用物理学的标准模型和时空的几何性质中的已知成分就可以支持早期暴胀宇宙。
2019-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Degenerate Fermi gas perturbations at standard background cosmology
研究了在某些占主导地位的宇宙学背景下,宇宙存量中的一小部分作为简并的费米气体试验流体在宇宙学上演化的假设。我们的分析结果允许进行初步计算的相对论和非相对论测试流体的扰动的演变。本文给出了简并费米气体在辐射背景区的密度涨落、流体速度发散和剪切应力动力学的显式表达式。扩展的主导地位的物质和$Λ$ CDM宇宙学背景也进行了调查和经验教训有关的简并费米气体的大结构的形成描绘。
2011-03-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
F(R) cosmology in presence of a phantom fluid and its scalar-tensor counterpart:towards a unified precision model of the universe evolution
在F(R)模型中引入一种对宇宙加速膨胀有贡献的幻影流体,研究了这种流体的宇宙演化行为。在宇宙历史的早期阶段,暗流体被认为会导致其膨胀的减速。在接近现在的时间里,它作为有效宇宙学常数的一个额外贡献而起作用,后来,它产生了向幻影时代的过渡,这可能实际上正在宇宙的某些区域发生,并可能产生可观察到的后果。当接近撕裂时间时,宇宙完全被暗流体所控制,其状态方程在那时是幽灵般的。我们的模型能够相当精确地再现暗能量周期,但仍然可以进行修改,使得由F(R)项和暗流体贡献产生的有效宇宙学常数主导的时期变得明显更短,当包括物质项时会发生什么。与只有可行F(R)项起作用的情况相比,具有幻影行为的暗流体产生超加速相。我们还清楚地看到,F(R)理论可以从标量-张量理论中的幻影模型构造出来,其中标量场不表现为幻影(在后一种情况下,F(R)的作用量将是复杂的)。明确地构造了能够以一种方便的方式跨越幻影鸿沟的有前途的F(R)模型。
2011-07-14 astro-ph.CO hep-th
Ricci cosmology in light of astronomical data
最近,一个新的宇宙学框架,被称为利玛窦宇宙学,已经提出。这样一个框架已经出现了从研究流体的相对论动力学的平衡在弯曲的背景下,其特征在于存在的偏差,从平衡压力的能量动量张量,这是由于线性项的里奇标量和里奇张量。这些项前面的系数称为二阶输运系数,它们将流体对由时空曲率引起的压力项的响应参数化。在二阶输运系数为常数的初步假设下,我们找到了Ricci宇宙学的最简单的解,其中压力项的存在导致了对充满宇宙的物质组分的完美流体红移标度的偏离。为了测试这种解决方案的可行性,我们对传输系数进行了四种不同的ansätze,从而产生了我们模型的四种不同情况。在非平衡压力流体热力学第二定律的物理基础上,我们找到了模型参数的一些理论界(先验)。我们主要关心的是,然后检查的情况下,对标准的宇宙学数据集,以获得观测的二阶输运系数的界限。我们发现这些边界也实现了Ricci宇宙学模型与$Λ$ CDM宇宙学对所有的ansätze是相容的。
2021-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in ghost-free bigravity theory with twin matter fluids: The origin of "dark matter"
本文基于无鬼双引力理论研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)时空的动力学。假设耦合参数保证de Sitter空间和Minkowski时空的存在,我们发现具有“孪生”尘埃物质场的时空有两个稳定的吸引子:一个是de Sitter加速宇宙,另一个是物质支配宇宙.虽然有相当数量的初始数据导致de Sitter宇宙,但我们也发现了物质支配的宇宙或具有未来奇点的时空。宇宙无毛猜想并不完全成立,但加速膨胀可以自然发现。将$Λ$ -CDM模型作为吸引子得到。我们还表明,在弗里德曼方程中的暗物质成分,它起源于另一个孪生物质,可以比重子物质大5倍左右,通过选择适当的耦合常数。
2014-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On a viable first order formulation of relativistic viscous fluids and its applications to cosmology
我们考虑一阶配方的相对论流体的体积粘度的基础上引入的应力-能量张量Lichnerowicz。选择一个正压状态方程,我们表明,这个理论满足基本的物理要求,并在进一步假设消失涡,运动方程是因果关系,无论是在一个固定的背景下,当方程耦合到爱因斯坦方程。此外,Lichnerowicz的建议不适合Hiscock和Lindblom研究的一阶理论的一般框架,因此他们的不稳定性结果不适用。这些结论适用于成熟的非线性理论,没有任何平衡或接近平衡的假设。这里探讨的方法和其他理论的相对论粘度,包括穆勒-以色列-斯图尔特制定之间的异同,得到解决。研究了基于Lichnerowicz应力-能量张量的宇宙学模型。最后,它也表明如何本模型可以推广到二阶制剂。
2017-05-31 astro-ph.CO gr-qc physics.flu-dyn
The Classical and Loop Quantum Cosmology Phase Space of Interacting Dark Energy and Superfluid Dark Matter
本文详细研究了由两种耦合流体组成的宇宙学系统的相空间,即暗能量流体与超流暗物质流体的耦合。假设暗物质流体具有超流状态方程,因此它不是无压的,我们的目标是找到这种非平凡状态方程对耦合系统相空间的影响。我们将使用两个理论背景,即经典宇宙学和圈量子宇宙学。在经典的情况下,我们研究了不动点的存在性和稳定性,正如我们将要展示的,没有德西特不动点发生,但是物质和辐射支配不动点发生,这是双曲的和不稳定的。我们还表明,存在有限的初始条件,奇异的解决方案发生在相空间。关于圈量子宇宙学的情况下,我们证明了稳定的德西特不动点存在,对于一些值的自由参数的理论,有趣的是,对于相同的值,奇异的解决方案对应的一般组的初始条件发生。据我们所知,这种特征在圈量子宇宙学框架中并不经常发生。我们还表明,非奇异的解决方案对应的一组一般的初始条件发生,但这些发生时,暗物质超流体具有负压,所以它是一个相当物理上没有吸引力的情况。
2019-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant renormalizable gravity and its FRW cosmology
本文考虑了非标准耦合的理想流体的同态不变引力。在这样的理论中,引力子传播子的洛伦兹不变性被认为是在平坦背景下的微扰,结果是由于与理想流体的非标准耦合而被打破。结果,传播子在紫外/红外区域的行为表明,这种理论的某些版本是(超)重整化的(只有物理横模的外观)。FRW宇宙学在相同情况下可能不同于广义相对论宇宙学,可能存在着类似于虚膨胀的精粹阶段。
2010-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropic Matter in Cosmology: Locally Rotationally Symmetric Bianchi $I$ and $VII_o$ Models
我们研究均匀的,各向异性的时空,特别是局部旋转对称的Bianchi型$I$和$VII_o$在各向异性物质的存在下的行为。通过找到一个合适的运动常数,并转换的运动方程,我们能够提供精确的解决方案,在存在完美的流体与各向异性的压力。解决方案的空间涵盖的问题组成的一个单一的完美的流体,满足弱能量条件,是丰富的,足以包含解决方案,表现出的行为是定性不同于各向同性部门。因此,我们发现,有更多的“物质的问题”接近一个均匀的奇点比通常的刚性流体。示例度量给出的宇宙学的物质来源是磁场,相对论粒子,宇宙弦和域壁。
2016-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-singular Cyclic Cosmology without Phantom Menace
本文综述了循环宇宙学的最新进展。广义相对论中典型的非奇异循环模型需要具有负有效能量密度的非常规流体,以抵消物质成分并导致非奇异反弹。然而,这种非常规流体的存在通常会导致量子不稳定性,并使理论不明确。在目前的工作中,我们遵循另一种方式,获得两个场景的非奇异循环宇宙演化的引力理论超越广义相对论的背景下。自由度检验表明,这两个模型不受幻影威胁的影响。我们的分析表明,如果循环宇宙学描述整个宇宙,超越爱因斯坦的引力理论可能是预期的。
2011-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology with non-linear barotropic Israel-Stewart fluid with causal relaxation time
Cochin University of Science and Technology(科钦科技大学)
本文提出了一种非线性等熵以色列-斯图尔特流体模型,通过扩展的弛豫时间简化了非线性IS方程,并在弗里德曼宇宙中提供了新的解析解,支持慢滚膨胀阶段向辐射主导宇宙的平滑过渡。
2025-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards A Realistic Dipole Cosmology: The Dipole $Λ$CDM Model
本文提出偶极$\Lambda$CDM模型,在偶极宇宙学框架下实现多独立流动流体成分,发现辐射与物质相对流动晚期可增强并贡献CMB偶极子,探讨其对晚期宇宙学张力的意义。
2023-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion cosmology with post-Newtonian corrections
本文在宇宙学背景下建立一般非理想流体与相干振荡轴子的1PN近似,导出不依赖时间规范的Schrödinger与Madelung流体方程,并给出规范不变的线性不稳定性及静态极限分析。
2022-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Classical and Quantum Solutions in Brans-Dicke Cosmology with a Perfect Fluid
我们考虑应用群不变变换来约束一个平坦的各向同性的均匀宇宙学模型,该模型包含一个Brans-Dicke标量场和一个具有常数状态方程参数$w$的理想流体,其中后者不与引力作用积分中的标量场相互作用. Wheeler-DeWitt方程在单参数点变换下不变的要求为我们提供了Brans-Dicke场的两族幂律势,其中幂是Brans-Dicke参数$ω_{BD}$和参数$w$的函数。惠勒-德威特方程中李对称性的存在等价于场方程中守恒量的存在和宇宙波函数中振荡项的存在。这使我们能够解出场方程。对于一个特定的守恒量值,我们找到了哈勃因子的封闭解,它等价于广义相对论中包含两个理想流体的宇宙模型。这为我们提供了参数$ω_{BD},$和$w$的特定值的不同模型。最后,结果适用于Brans-Dicke参数$ω_{BD}$为零的特殊情况,即适用于O 'Hanlon质量介子理论,从而适用于度规形式中的$f\left( R\right) $引力。
2016-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonrelativistic superfluids in cosmology from a relativistic approach: Revisiting two formulations of superfluidity
本研究回顾朗道二流体模型与相对论有效场论两种超流体表述,证明可从相对论有效理论非相对论极限还原二流体形式,还能从弯曲空间相对论方法牛顿极限得到自引力非相对论超流体,为相关读者提供易懂阐释。
2024-10-23 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Stable analytic bounce in non-local Einstein-Gauss-Bonnet cosmology
我们考虑最一般的曲率二次弦激励的非局部作用量的修正爱因斯坦引力。我们提出了精确的解析宇宙学解,包括反弹的,并发展了相关的技术,为进一步研究这类模型。我们还阐述了扰动形式主义,并认为,发现反弹解决方案是稳定的反弹阶段。
2013-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical Systems Perspective of Cosmological Finite-time Singularities in $f(R)$ Gravity and Interacting Multifluid Cosmology
在这项工作中,我们将研究未来宇宙学有限时间奇点的发生在动力系统相应的两个宇宙学理论,即真空$f(R)$引力和三流体的。真空$f(R)$引力就是一个例子,我们将选择这些变量来量化相空间动力学,它们不一定在宇宙学奇点附近爆炸。在适当地选择变量之后,我们将研究相应的动力系统在某些类型的宇宙学有限时间奇点附近的行为,对于某些极限情况,我们可以给出动力变量的解析解。从数学和物理的角度来看,最有趣的情况是大撕裂的情况,特别是在非常强的奇点的极限情况下。物理上吸引人的结果是,由此产生的非自治动力系统被吸引到一个加速吸引子的解决方案,与状态方程参数$w_{eff}=-1$。我们的分析结果表明,真空$f(R)$引力理论中的一个极强的大撕裂奇性总是与加速解有关,或趋向于加速.相反的说法可能不是真的。我们要研究的第二种宇宙学是多流体宇宙学,它由三种流体组成:相互作用的暗物质和暗能量流体,以及重子流体。通过适当地选择变量,我们将证明动力系统可以成为一个自治的多项式动力系统,在这种情况下,通过使用主导平衡分析,我们将调查在这个系统中的有限时间奇点的发生。
2018-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy cosmology: the equivalent description via different theoretical models and cosmography tests
我们回顾了不同的暗能量宇宙学。特别是,我们提出了$Λ$ CDM宇宙学,小撕裂和伪撕裂宇宙,幻影和精华宇宙与I,II,III和IV型有限时间未来奇点和非奇异暗能量宇宙。在第一部分中,我们解释了$Λ$ CDM模型和完善的观测测试,限制了目前的宇宙加速。之后,我们研究了暗流体宇宙,其中流体具有相当一般的状态方程(EoS)[包括不均匀或不完美的EoS]。所有这些暗能量宇宙学都被明确地实现了,并探讨了它们的性质。结果表明,上述所有的暗能量宇宙都可以模拟目前的$Λ$ CDM模型,与最近的观测数据相一致。此外,特别注意不同的暗能量模型的等效性。我们考虑单标量场和多标量场理论,快子标量理论和全息暗能量作为模型的电流加速度的精髓/幻影宇宙学的功能,并证明其等价于相应的流体描述。第二部分研究了另一类等价的暗能量模型,包括$F(R)$引力、$F(R)$ Hoenava-Lifshitz引力和遥平行$f(T)$引力。描述了代表$Λ$类CDM宇宙或具有精华/幻影性质的加速膨胀的模型的宇宙学。最后,我们探讨了用宇宙学检验暗能量和广义相对论的替代引力模型的问题。通过对大样本数据的精确数据分析,可以消除参数间的退化,并给出了实例。
2012-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th