A brief introduction to cosmic topology
我们是否生活在一个空间有限的宇宙中，以及它的形状和大小可能是什么，是宇宙学中长期存在的基本问题之一。这些拓扑性质的问题已成为特别热门的话题，因为越来越精确的天体宇宙学观测的财富，特别是最近的观测宇宙微波背景辐射。简要介绍了宇宙拓扑学的基本内容、最近观测中的可探测性约束、探测的主要方法和一些最新结果。
2005-04-16 astro-ph gr-qc hep-th
Dark energy equation of state and cosmic topology
宇宙的非平凡空间拓扑的直接观测结果是，观测者可能会探测到辐射源的多个图像。特别是，一个非平凡的拓扑结构将产生成对的相关圆的温度波动的各向异性地图的宇宙微波背景（CMB），所谓的圆在天空中。通过这种方式，可检测的非平凡空间拓扑可以被视为可观察的属性，可以通过所有局部均匀和各向同性宇宙的天空中的圆圈进行探测，而无需对宇宙学暗能量（DE）状态方程（EOS）参数进行假设。我们表明，通过在天空中的圆圈的空间拓扑结构的知识提供了一种有效的方法，减少退化的DE EOS参数。作为一个例子，我们通过假设Poincaré十二面体空间拓扑，并重新分析Ia型超新星、重子声学振荡和CMB加上统计拓扑贡献对特定状态方程参数的约束，具体说明了拓扑作用.
2010-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Statistical Isotropy of CMB and Cosmic Topology
宇宙微扰统计均匀性和各向同性的破坏是宇宙超大尺度结构的一个普遍特征，特别是非平凡宇宙拓扑结构。宇宙微波背景温度涨落的统计各向同性（SI）（CMB各向异性）在与宇宙视界相当甚至超出宇宙视界的最大尺度上对这种击穿非常敏感。我们研究了一组措施，$κ_\ell$（$\ell=1,2,3, >...$）的非零值表示和量化统计各向同性违反CMB地图。这里的主要目标是解释的$κ_\ell$频谱，并将其与宇宙拓扑结构所产生的CMB各向异性的关联函数中的特征模式。我们数值计算了平坦环面宇宙模型中CMB各向异性的预测$κ_\ell$谱。的基本特征被捕获在领先的顺序近似的关联函数，其中$κ_\ell$可以计算分析。的$κ_\ell$频谱示出，以反映由紧凑空间的狄利克雷域（DD）的形状和它的大小相对于宇宙视界的CMB相关的主方向的数量，重要性和相对取向。因此，除了检测宇宙拓扑结构，$κ_\ell$还可以区分宇宙的不同拓扑结构，补充正在进行的宇宙微波背景辐射各向异性数据中的宇宙拓扑结构搜索。
2003-08-11 astro-ph gr-qc hep-th
Spectroscopy of Cosmic topology
爱因斯坦关于支配时空几何的引力理论，加上宇宙学观测的惊人进展，有望在不久的将来提供一个宇宙学的“标准模型”。然而，空间的局部几何限制了宇宙的拓扑结构，但并不决定它。因此，宇宙拓扑学一直是宇宙学“标准模型”的一个谜。最近的进步，在数量和质量的观察带来了这个问题的领域内的观察查询。统计均匀性和各向同性的宇宙扰动的故障是一个通用的后果，非平凡的宇宙拓扑结构所产生的“晶体学”周期性的拉普拉斯的本征态。宇宙微波背景（CMB）各向异性和偏振的天空图是最有希望的观测结果，它将携带违反统计各向同性和均匀性的签名。因此，使用温度和极化的双极功率谱（BiPS）可以量化统计各向同性的违反，从而使宇宙拓扑的可测量光谱成为可能。
2006-09-07 astro-ph gr-qc hep-th
Promise of Future Searches for Cosmic Topology
本文探讨宇宙拓扑未来搜索的前景，指出微波背景异常若源于宇宙拓扑，则宇宙最短周长不会远大于视界直径，并分析了在缺乏匹配温度圆圈的观测限制下拓扑可能性的探测与计算挑战。
2024-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supernovae Constraints on Cosmological Density Parameter and Cosmic Topology
我们说明了一个非平凡的空间拓扑的可能的检测可能会放置在宇宙学密度参数的限制，考虑$Λ$ CDM模型庞加莱十二面体空间（PDS）的拓扑作为一个圆在天空中可检测的拓扑。为此，我们重新分析了Ia型超新星的密度参数平面上的约束$Ω_k$ - $Ω_Λ$，并表明，一个圆圈在天空中可检测的PDS拓扑结构产生了重要的约束，这个参数平面上。
2007-02-23 astro-ph gr-qc hep-th
Supernovae Constraints on DGP Model and Cosmic Topology
我们研究了一个非平凡的空间拓扑的检测可能会对膜世界模型的参数的约束，考虑Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）和全球均匀庞加莱十二面体空间（PDS）拓扑作为一个圆在天空中的可观察拓扑。为此，我们重新分析了Ia型超新星的DGP模型的参数的约束，并表明PDS拓扑结构引起的DGP模型的参数的强大和互补的约束。
2007-02-27 astro-ph gr-qc hep-th
Detectability of Cosmic Topology in Generalized Chaplygin Gas Models
如果宇宙的空间部分是多重连接的，重复的图像或模式预计将被观测到。然而，由于到最后散射表面的有限距离，这种图案重复可能是不可观察的。这就提出了一个问题，即一个给定的宇宙拓扑是否是可检测的，这取决于宇宙学模型的参数值。我们研究了宇宙的物质能量含量的模型本身的选择如何影响可探测性，将我们的注意力集中在暗物质和暗能量统一的广义Chaubergin气体（GCG）模型上，并研究宇宙拓扑的可探测性如何依赖于GCG参数。我们确定在何种程度上的一些拓扑结构是检测到这些参数的当前观测界。从我们的结果中可以看出，选择GCG作为$Λ$ CDM物质能量含量模型的替代方案对宇宙拓扑的可探测性有影响。
2005-06-21 astro-ph gr-qc hep-th
Orbifold Line Topology and the Cosmic Microwave Background
我们扩展我们的研究与非经典弦拓扑的宇宙，并考虑一个orbifold线拓扑，$\mathbb{R}\times\mathbb{R}^2/\mathbb{Z}_p$。该拓扑具有固定的线，并将空间中的每个点与$p-1$其他点标识。CMB上的轨道线的一个可观察到的印记是出现多达$(p-1)/2$对的匹配圆。搜索WMAP数据中的匹配圆，我们可以排除$p$高达10的轨道线拓扑，除了$p=8$。虽然$p=8$峰值的重要性在WMAP的数据发布之间有所不同，但它没有出现在普朗克数据中，这也使我们能够排除$p=8$。
2013-10-24 astro-ph.CO hep-th
Supernovae observations and cosmic topology
关于我们对宇宙的描述，有两个基本问题涉及到三维空间的几何和拓扑。虽然几何是一个局部特征，给出了内在的曲率，拓扑是一个全局特征，表征了三维空间的形状和大小。几何图形约束但不决定空间拓扑。我们发现，除了确定的空间几何形状，空间拓扑结构的知识允许放置紧密的约束与暗物质（$Ω_m$）和暗能量（$Ω_Λ$）的密度参数。利用Poincaré十二面体空间作为可观测空间拓扑，重新分析了密度参数空间$Ω_{m} - Ω_Λ$上的Ia型超空间（SNe Ia）约束.从这个超新星Ia加上宇宙拓扑分析，我们发现最佳拟合值的密度参数，这是与一些独立的宇宙学观测。
2006-04-14 astro-ph gr-qc hep-th
Constraints on the cosmological density parameters and cosmic topology
宇宙空间截面的非平凡拓扑是一个可观测量，它可以在所有局部均匀和各向同性的宇宙中进行探测，而不需要对宇宙学密度参数进行任何假设。我们讨论如何可以使用这个可观察到的宇宙的密度参数设置约束，通过使用一个特定的空间拓扑结构，以及Ia型超新星和X射线气体质量分数数据集。
2006-05-09 astro-ph gr-qc hep-th
Detectability of Cosmic Topology in Flat Universes
最近的观测似乎表明，我们生活在一个空间截面几乎或完全平坦的宇宙中。出于这一动机，我们研究的问题，观测检测的拓扑结构的宇宙与平坦的空间部分。本文首先给出了紧致平坦三维流形的纯纯分类的完整描述，并导出了每类欧氏三维流形的内射性半径和体积的表达式。从我们的计算中，出现了每一类（拓扑）平坦宇宙的不可探测性条件。为了说明平面拓扑结构的可检测性，我们使用Bernshtein和Shvartsman的假设来构建玩具模型，该假设允许建立拓扑典型长度与平面模型动力学之间的关系。
2003-04-01 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmic topology. Part IIc. Detectability with non-standard primordial power spectrum
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Sofia University ``St Kliment Ohridski''（索非亚大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究探讨了非标准原始功率谱对宇宙拓扑可检测性的影响，通过Kullback-Leibler散度和机器学习算法评估拓扑检测的观测前景。
2026-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalized Chaplygin gas model, supernovae and cosmic topology
在这项工作中，我们研究在何种程度上的知识空间拓扑可能会对参数的广义Chaubergin气体（GCG）模型统一的暗能量和暗物质的约束。通过使用庞加莱十二面体和二元八面体空间作为可观测的空间拓扑结构，我们研究了目前的Ia型超新星（SNe Ia）的GCG模型参数的约束。我们发现，空间拓扑的知识提供了额外的约束的$A_s$参数的GCG模型，但不解除退化的$α$参数。
2006-04-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmic topology. Part IVa. Classification of manifolds using machine learning: a case study with small toroidal universes
本研究探索多种机器学习方法对宇宙微波背景的谐波空间实现进行分类，以小型3-环面宇宙为测试案例，发现在已知拓扑方向时分类准确率超99%，为宇宙拓扑分类和无似然推断提供了计算成本更低的替代方案。
2024-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Circles-in-the-sky searches and observable cosmic topology in a flat Universe
在一个具有可检测的非平凡空间拓扑的宇宙中，最后一个散射表面包含成对的匹配圆，它们具有相同的温度波动分布-所谓的天空中的圆。在宇宙微波背景图中寻找近对极圆的方法至今没有成功。这个否定的结果，以及最近的理论结果，关于近平坦紧凑拓扑的可检测性，足以排除一个可检测的非平凡拓扑的大多数观察者在非常近平坦的积极和消极弯曲的宇宙（$0<|Ω_{tot}-1| \lesssim 10^{-5}$）。在这里，我们调查的后果，这些可观察的非平凡拓扑结构的搜索，如果宇宙原来是完全平坦的（$Ω_{tot}=1$）。我们证明，在这种情况下，从这种搜索推导出的结论可以是根本不同的。我们表明，对于所有的多连通定向平坦流形，它是可以直接研究的作用的holonomies，以获得一个一般的上限的角度，其特征在于偏离对的匹配圆与最短的封闭测地线。这个界对所有观测者和紧化长度参数的所有可能值都是有效的。我们还表明，在一个平坦的宇宙中，有观察者的圆圈在天空中的搜索已经进行不足以排除一个可检测的非平凡的空间拓扑的可能性。值得注意的是，宇宙空间曲率的如此微小的变化，在几何上实际上是无法区分的，如何能对宇宙拓扑的可探测性产生如此剧烈的影响。
2010-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Parameters and Cosmic Topology
几何约束但不决定三维空间的拓扑。然而，在一个局部空间均匀和各向同性的宇宙中，其空间截面的拓扑决定了它的几何形状。我们发现，除了确定的几何形状，通过圆的空间拓扑结构的知识，在天空中提供了一个有效的方式设置与暗物质（$Ω_m$）和暗能量（$Ω_Λ$）的密度参数的约束。通过假设庞加莱十二面体空间为宇宙空间截面的天空中的圆可探测拓扑，我们重新分析了密度参数平面$Ω_{m}$ -- $ Ω_Λ $的约束条件，证明一个圆目前，十二面体空间拓扑的天空检测对密度参数平面的区域产生了强的互补约束这些观测数据所允许的。
2006-04-04 astro-ph gr-qc hep-th
Constraints on the Detectability of Cosmic Topology from Observational Uncertainties
最近的观测结果表明，我们的宇宙几乎是平坦的，并且在$Λ$ CDM框架内得到了很好的模拟。$Ω_{m}$和$Ω_Λ$的观测值不可避免地包含不确定性。受此启发，我们做了系统的研究的必要条件和充分条件的不可探测性，以及可探测性（原则上）的宇宙拓扑结构（使用模式重复）存在这样的不确定性。我们通过开发两种互补的方法来确定近平坦宇宙的可探测性。利用第一种方法，我们得到了无限红移不可探测的解析条件，其准确性，然后由第二种方法证实。基于WMAP数据的估计与其他测量的密度参数一起被用来说明这两种方法，这表明提供非常相似的结果，高红移。
2003-10-16 astro-ph gr-qc hep-th
Constraints from the Detection of Cosmic Topology on the Generalized Chaplygin Gas
尽管我们目前无法预测宇宙的拓扑结构，但鉴于天体宇宙学观测的准确性越来越高，我们可以预期在不久的将来我们应该能够探测到它。出于这一动机，我们研究在何种程度上可能检测到的一个非平凡的拓扑结构的低曲率（Ω_0 ~ 1）的宇宙，建议由一组不同的当前观测，可以用来放置约束的物质内容的宇宙，集中我们的注意力在广义Chaplgygin气体（GCG）模型，它统一了暗物质和暗能量在一个单一的物质组件。我们发现，除了约束GCG自由参数，检测的非平凡拓扑结构也允许设置的总密度参数Omega_0的界限。我们还研究了从拓扑检测的界限与从194 SNIa的当前数据中产生的限制的组合，并表明，一个给定的非平凡拓扑的确定集互补的GCG参数（和Omega_0）的界限，从SNIa的数据。
2005-07-05 astro-ph gr-qc hep-th
Limits of the circles-in-the-sky searches in the determination of cosmic topology of nearly flat universes
宇宙的可探测的非平凡空间拓扑的可观测特征是CMB天空中的天空中的圆圈。在最一般的搜索中，对偏离反足性$0^\circ \leq θ\leq 169^\circ$和半径$10^\circ \leq λ\leq 90^\circ$的圆进行了研究，但没有匹配的circles.Suppose这个否定的结果，我们研究的问题，是否有接近平坦的宇宙与紧凑的拓扑结构，将产生的圆的可观察参数$λ$和$θ$落在本搜索所涵盖的范围之外。我们推导出与完整群$Γ$的一对元素（$γ\,$，$γ^{-1}$）相关的圆的半径和反足性的偏差的表达式，完整群定义了具有非平凡拓扑的任何正弯曲宇宙的空间部分。我们表明，有一个临界位置，最大限度地偏离反足性，并证明，无论多么接近平坦的宇宙，它总是可以有一个非平凡的空间拓扑结构，产生的圆，其偏离反足性$θ$大于$169^\circ$，其半径的圆$λ$小于$10^\circ$的一些观察者。这表明，宇宙学参数在普朗克范围内的稍微正弯曲的宇宙可以被赋予非平凡的空间拓扑，其参数$λ$和$θ$的值在迄今为止进行的圆搜索所覆盖的范围之外。因此，迄今为止进行的这些圆搜索不足以排除宇宙具有可检测的非平凡宇宙拓扑的可能性。我们提出了具体的例子，这样的近平坦的宇宙，并讨论了我们的结果的影响，鉴于不可避免的实际限制的圆圈在天空中的方法。
2016-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic topology. Part IIIa. Microwave background parity violation without parity-violating microphysics
针对CMB观测中的宇称破坏异常，本文提出宇宙拓扑通过改变空间边界条件，在不引入底层微观物理宇称破坏的情况下，自然解释了CMB的偶奇宇称观测量相关性及EB相关性。
2024-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Topology and Size of the Universe from the Cosmic Microwave Background
我们利用WMAP七年的数据研究了宇宙具有紧凑拓扑T^3、T^2 x R^1或S^1 x R^2的可能性。对于这三种情况，紧致方向尺寸L的极大似然95%置信区间分别为1.7 <L/L_0 <2.1，1.8 <L/L_0 <2.0，1.2 <L/L_0 <2.1，其中L_0 = 14.4 Gpc。一个无限大的宇宙与4.3 sigma的数据是相容的。我们发现，使用贝叶斯分析，最可能的宇宙具有拓扑T^2 x R^1，L/L_0 = 1.9。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Circles-in-the-sky searches and observable cosmic topology in the inflationary limit
虽然宇宙的拓扑结构目前还没有被任何已知的基本理论所确定，但原则上可以通过观测来确定。特别是，非平凡的拓扑结构将在宇宙微波背景地图中产生成对的匹配温度波动圆，即所谓的天空圆。对这样的成对圆的一般搜索将是极其昂贵的，并且因此将需要被限制在有限的参数范围内。为了从这种局部搜索的负面结果中得出定量结论，我们需要一个具体的理论框架。在这里，我们提供了这样一个框架，通过获得这些圆的角度参数作为宇宙学密度参数和观测者的位置的函数的约束。作为我们的结果的应用程序的一个例子，我们认为最近的搜索限制对几乎背靠背的圆圈与负的结果。我们表明，假设宇宙是非常接近平坦的，其总物质能量密度满足$ 0 <|Ω_0 - 1| \lesssim 10^{-5}$的界限，与典型的暴胀模型的预测兼容，这种搜索，如果得到证实，原则上足以排除一个可检测的非平凡的宇宙拓扑大多数观察者。我们进一步明确地关系到观察者的分数，这一结果保持宇宙学密度参数。
2008-09-29 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmic topology. Part IIb. Eigenmodes, correlation matrices, and detectability of non-orientable Euclidean manifolds
本文研究不可定向欧几里得宇宙拓扑的可探测性，推导相关矩阵并发现近邻克隆距离小于1.2倍最后散射面直径时信号超宇宙方差，指出需全面探索参数空间。
2025-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic topology. Part IIIb. Eigenmodes and correlation matrices of spin-2 perturbations in orientable Euclidean manifolds
本研究探讨可定向欧几里得流形中自旋2扰动的本征模与相关矩阵，揭示非平凡拓扑对CMB张量各向异性统计特性的影响，发现张量信息饱和更慢，为未来CMB极化测量探测宇宙拓扑提供新途径。
2025-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum Signatures of Cosmic Topology: How Casimir Backreaction Transmits Isotropy Violation
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙国家科学研究委员会理论物理研究所）；Imperial College London（帝国理工学院）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理学院帕多瓦分部）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Laboratoire Univers et Théories, Observatoire de Paris, Université PSL, Université Paris Cité, CNRS（巴黎天文台宇宙与理论实验室（巴黎文理研究大学、巴黎西岱大学、法国国家科学研究中心））
该研究探讨了量子场在非平凡空间拓扑宇宙中产生的Casimir效应对爱因斯坦方程的反作用，揭示了量子效应如何导致局部各向异性。
2026-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic topology. Part I. Limits on orientable Euclidean manifolds from circle searches
该研究利用宇宙微波背景圆对特征，基于WMAP和Planck数据得出宇宙最短不可收缩回路的限制，转化为可定向欧几里得拓扑流形参数约束，发现观测允许的流形范围更广。
2024-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic topology. Part IIa. Eigenmodes, correlation matrices, and detectability of orientable Euclidean manifolds
本文研究了可定向欧几里得流形的宇宙拓扑，推导了原初曲率本征模与CMB球谐系数的相关矩阵，发现当最近克隆体距离小于1.2倍最后散射面直径时拓扑信号可探测，并指出三维大尺度结构数据能更好保留拓扑信息。
2024-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Topology of the Universe
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Sofia University ``St. Kliment Ohridski''（索非亚大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Institute of Theoretical Astrophysics（理论天体物理研究所）
通过CMB和物质分布中的特征信号探测宇宙拓扑，现有数据未发现非平凡拓扑，但未来实验有望扩展可探测参数空间。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Super Liouville action for Regge surfaces
利用球面拓扑在超共形群下和环面拓扑在超模群下的理论不变性，计算了二维Regge曲面的超Liouville作用量.对于具有偶自旋结构的球拓扑和环面拓扑，作用量被完全固定到一个在连续极限中转变为拓扑不变量的项，而作用量的整体归一化可以从微扰理论中获得。对于环面上的奇自旋结构，由于费米超模的存在，作用量在费米零模中被固定为模不变的二次多项式。
1998-05-01 gr-qc hep-lat hep-th
Effective action and tension renormalization for cosmic and fundamental strings
我们推导出了耦合到声子场、引力场和轴子场的经典弦的有效作用量。我们展示了如何使用这种有效的作用：（i）重整化弦的张力，（ii）链接紫外线发散的红外线（远程）之间的相互作用的字符串，（iii）带来额外的光的特殊取消发生的基本字符串，和（iv）指出狄拉克著名的场能重整化方法的局限性。
1998-07-10 gr-qc hep-th
Topological invariants for superconducting cosmic strings
超导宇宙弦（SCS）最近重新引起人们的兴趣。本文将闭的混沌系统看作是有向的纽结线缺陷，通过研究其Hopf拓扑不变量来研究其拓扑结构。这个不变量是阿贝尔Chern-Simons作用，从它可以构造HOMFLYPT纽结多项式。结果表明，多项式的两个独立参数分别对应于扭振和扭转的贡献。这种新方法在拓扑上比传统的（自）连接数方法更强，因为传统的（自）连接数方法有时不能检测出纽结的本质拓扑，从而为研究超导宇宙弦作为复杂系统的物理相互联系提供了新的思路.
2017-09-10 hep-th
Topology and Flux of T-Dual Manifolds with Circle Actions
我们给出了一般II型紧化的T-对偶的拓扑和H-通量的显式公式，显着推广了早期的结果。我们的结果适用于T-对偶关于任何圆作用时空。和以前一样，T对偶交换了IIA型和IIB型弦论。一个新的推论是，当不动点集非空时，T-对偶时空是奇异空间;奇性对应于卡鲁扎-克莱因单极。我们提出奇异对偶上的II型弦论的Ramond-Ramond荷是用扭曲的等变上同调群来分类的。我们还包括K理论方法。
2012-02-06 hep-th math-ph math.DG
A Topological Signature in Cosmic Topology
给出了求取（提取和构造）多连通Robertson-Walker（RW）论域拓扑特征的两种方法。它示出通过计算机辅助模拟，这两种方法产生相同的拓扑签名的多连接平坦RW宇宙。这些方法的强度是通过提取平面（$k=0$），椭圆（$k=1$）和双曲（$k=-1$）多连通RW宇宙的拓扑签名来说明的。我们还展示了如何单独的贡献的覆盖等距加起来，形成一个RW平坦的宇宙的拓扑签名。从我们的理论结果和模拟中可以看出，即使每个对象只有几张图像，拓扑签名也会出现（平均值）。它还表明，平均对分离直方图技术的工作原理，它是一个合适的方法来研究RW宇宙的拓扑签名以及非平移等距的作用。
2001-03-30 astro-ph gr-qc hep-th
Light-Cone Fluctuations in the Cosmic String Spacetime
在本文中，我们考虑光锥波动所产生的结果，非平凡拓扑的局部平坦宇宙弦时空。通过沿z方向设置光锥，我们能够发展一个完整的分析来计算重整化引力子两点函数，以及测地间隔函数中的均方涨落和光脉冲传播中的时间延迟（或提前）。我们发现，所有这些表达式依赖于参数表征的圆锥拓扑的宇宙弦时空和消失，在没有它的情况下，我们还指出，在大距离的宇宙弦的测地间隔函数的均方波动是非常小的，而在相反的限制，它增加了几何，改善了信号，从而使检测这样的数量成为可能。
2016-06-06 gr-qc hep-th
Detectability of Cosmic Topology in Almost Flat Universes
最近的观测表明，宇宙的总密度与临界密度之比$Ω_0$可能非常接近1，其中很大一部分能量是以负压的暗成分的形式存在的。基于这一结果，我们研究了观测探测问题的可能的非平凡拓扑结构的宇宙与$Ω_0 \sim 1$，其中包括一个宇宙学常数。使用一些指标，我们发现，作为$Ω_0 \to 1$，越来越多的家庭可能的流形（拓扑）变得不可检测或可以排除观察。此外，给定$|Ω_0 - 1|$的非零下界，我们可以排除拓扑（流形）家族作为我们宇宙形状的可能候选者。我们证明了这些发现具体考虑家庭的拓扑结构，并采用从最近的观测宇宙学参数的界限。我们发现，鉴于目前的宇宙学参数的界限，有家庭的双曲和球面流形仍然无法检测和家庭，可以排除我们的宇宙的形状。这些结果是重要的，在未来的搜索策略，为检测我们的宇宙的形状，有一个无限数量的理论上可能的拓扑结构，并预计未来的观测把一个非零的下限$|Ω_0 - 1|$这是更准确，更接近零。
2001-09-07 astro-ph gr-qc hep-th
Tackling tangledness of cosmic strings by knot polynomial topological invariants
近年来，早期宇宙中的宇宙弦重新引起人们的兴趣。在本文中，我们从暗能量的精粹场的奇异分布导出这些结构作为拓扑缺陷。我们的重点放在纠缠宇宙弦的拓扑荷上，它起源于Hopf映射，是一个具有强大的内在结拓扑的Chern-Simons作用。结果表明，Kauffman括号结多项式可以构造在此收费unoriented打结字符串，作为一个拓扑不变量比传统的高斯链接数更强的字符串拓扑。特别是，我们介绍了一个数学方法的断裂重联，这提供了一个很有前途的候选人研究复杂性降低级联的纠缠宇宙弦的物理重联过程。
2016-03-02 hep-th
Dirac Fermions in Non-trivial Topology Black Hole Backgrounds
本文讨论了一般球对称黑洞背景中狄拉克费米子的行为，该背景具有非平凡的事件视界拓扑。有质量和无质量的情况都考虑在内。本文将分析研究在一个具有全局双粒子和被宇宙弦穿透的黑洞的黑洞背景下，大质量狄拉克头发的中晚期行为。结果表明，在静态黑洞吞噬全局粒子的情况下，中间晚期行为依赖于狄拉克场的质量、波模的倍数和全局粒子参数。后期行为与这些因素完全无关，并且具有与$t^{-5/6}$成比例的衰减率。就被宇宙弦穿透的黑洞而言，中间的晚期行为只依赖于头发质量和波模的多极数，而晚期行为的依赖性与前一种情况相同。主要的修改源于被宇宙弦穿透的$S^2$球的拓扑结构。这个因子修改了作用在横流形上的狄拉克算子的本征值。
2010-04-29 gr-qc hep-th
Cosmic fluctuations from quantum effective action
宇宙涨落的可观测光谱依赖于详细的初始条件吗？这就解决了这样一个问题：在给定的模型中，一般的暴胀范式是否足以预测宇宙波动的频谱和振幅，或者是否需要对初始条件进行额外的特定假设。答案取决于暴胀开始和可观测波动的视界交叉之间的e折叠$N_{in}$的数量。利用量子有效作用量$Γ$，讨论了任意均匀各向同性几何中的相互作用暴胀子场。关联函数的精确时间演化方程涉及二阶函数导数$Γ^{(2)}$。不需要相互作用场的算符形式和量子真空。有效作用的使用还允许通过场变换（场相对性）来处理帧的变化。在有效作用量的导数展开近似下，我们找到了关联函数的最一般解，包括混合量子态。对于不太大的$N_{in}$，保留初始条件的记忆。在这种情况下，宇宙微波背景无法解开初始光谱与其在视界交叉处的处理之间的纠缠。如果不对宇宙的初始状态作假设，暴胀子势就无法重建。我们认为，对于非常大的$N_{in}$的关联函数的一个普遍的缩放形式达到的范围内的可观察的模式。这可能是由于对称化和平衡效应，还没有包含在我们的近似，驱动器的短距离尾部的关联函数的洛伦兹不变传播在平坦的空间。
2015-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Topology in the Little Higgs Models
我们研究了小希格斯模型的非平凡真空结构的含义。特别是，专注于最小的希格斯模型，我们证明了三种类型的拓扑缺陷的存在。一个是真正拓扑的全局宇宙弦。第二种更微妙;一种半局域宇宙弦，由于动力学效应，它可能是稳定的。最后一个缺陷是结构异常的$Z_2$双金属溶液。我们简要地讨论了这种非微扰结构可能的宇宙学后果，虽然我们注意到，这些依赖于模型的费米内容至关重要。
2004-04-12 hep-ph hep-th
Exploring the global topology of the universe
在这个演讲中，我们小组对宇宙拓扑学所做的工作进行了回顾。它的范围从早期试图解决一个著名的争议类星体通过多重图像，量子宇宙学在这种情况下，并应用到QED重整化。
2001-12-30 astro-ph gr-qc hep-th
Breaking de Sitter Symmetry with Cosmic Topology: Cosmological Role of Infrared Vacuum Freedom
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所）；Imperial College London（帝国理工学院）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究院帕多瓦分部）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Laboratoire Univers et Théories, Observatoire de Paris, Université PSL, Université Paris Cité, CNRS（巴黎天文台宇宙与理论实验室（巴黎文理研究大学、巴黎西岱大学、法国国家科学研究中心））
本文研究非平凡拓扑破坏德西特对称性时，红外真空自由度对宇宙学的影响，发现零模可贡献宇宙学常数项，影响暴胀与加速膨胀。
2026-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Finite temperature Casimir effect for a spinor field in cosmic dispiration spacetime
本文采用广义 zeta 函数正则化研究宇宙弦及宇宙螺位错时空中大质量旋量场的有限温度 Casimir 效应，分析热核系数、拓扑贡献及高低温渐近行为。
2025-05-22 hep-th
Renormalization group equations in curved space-time with non-trivial Topology
给出了非平凡拓扑弯曲时空中无质量大统一理论的重整化群方程。得到了有效作用量在高能和低能下的渐近性。结果表明，在高曲率（早期宇宙）的Casimir能量的贡献成为有效的行动中不必要的。
1992-05-15 hep-th
Topology changing processes and symmetries of string effective action
从约化弦有效作用量中得到了时空几何$R^1\times S^1\times S^2$和$R^1\times S^3$对应的虫洞解，并将作用量写成明显的$O(d,d)$不变形式.本文给出了从降维方法得到不同拓扑结构的虫孔解的一般方法。对于内部度规和反对称场的特殊赋形，约化作用量具有整体$SL(2,C)$对称性。的$SL(2,C)$和对偶对称性已被利用，以产生新的配置的内部领域产生虫洞的解决方案，在四个时空维度。本文讨论的$SL(2,C)$对称性是由于模的特殊形式而产生的，这些变换属于$O(d,d)$整体对称性的一个子群.
1993-02-14 hep-th
Effective action and motion of a cosmic string
我们研究了宇宙弦运动的Nambu有效作用量的首阶修正，它出现在弦的宽度与曲率半径之比的第四阶。我们确定这些外在的曲率修正的数值系数，并推导出世界面的运动方程。利用这些方程，我们计算了对坍缩环、行波和螺旋呼吸器运动的修正。从我们计算的数值系数，我们讨论是否可以标记为“刚性”或“反刚性”的字符串运动，因此是否尖或扭结的形成可能会被抑制或增强。
1997-07-11 astro-ph hep-ph hep-th
Four-dimensional CDT with toroidal topology
3+1维因果动态三角剖分（CDT）描述了一种涨落几何的量子理论，而不引入背景几何。如果空间的拓扑结构被限制为三维环面，我们表明，系统将波动的动态形成的背景几何，可以理解从一个简单的minisuperspace行动，其中包含一个经典的一部分和量子的一部分。我们通过在完整模型中积分出自由度以及通过传递矩阵方法来确定该作用。
2017-05-22 gr-qc hep-lat hep-th
Regge-Liouville action from group theory
本文给出了球面拓扑的SL（2C）不变性和环面拓扑的模不变性对Polyakov非局部协变形式的Liouville作用量离散化形式的约束。这些都足以完全固定的离散行动，除了整体规范化常数和一项，其中在连续极限去一个拓扑不变。这种处理可以推广到超对称情形。
1998-10-06 gr-qc hep-lat hep-th
The DKP oscillator in spinning cosmic string background
在这篇文章中，我们研究了相对论性自旋零玻色子在由旋转宇宙弦产生的时空中的行为。我们得到了平坦时空的广义β矩阵，并改写了自旋宇宙弦时空中DuffinKemmer-Petiau（DKP）方程的协变形式。我们求出了DKP振子的解，并确定了其能级。我们还讨论了宇宙弦的拓扑结构对能级和DKP旋量的影响。
2018-12-21 hep-th quant-ph
Topology of dynamical lattice configurations including results from dynamical overlap fermions
我们研究了费米子作用引起的手征对称性破坏对格点量子色动力学模拟中拓扑电荷密度的影响。为此，我们比较晶格配置产生了一些不同的行动，包括第一配置产生的确切的动力学重叠夸克。我们可视化的拓扑轮廓后，温和的涂抹。在拓扑电荷相关器中，我们测量了正核的大小，已知正核在连续极限中收缩到零扩展。为了领导秩序，我们发现核心的大小与晶格间距线性缩放具有相同的系数，所有的行动，甚至包括淬火模拟。在次引导项中，不同的作用在大约10%的范围内变化。我们的研究结果表明，在当前的晶格间距的非手征晶格行动并没有太大的不同拓扑结构相关的观测，无论是在自己之间和重叠费米子相比。
2012-01-09 hep-lat hep-th
Self-Interactions in the Spacetime of a Scalar-Tensor Cosmic String
研究了标量张量宇宙弦时空的几何和拓扑结构对线源电场和磁场的影响。它示出的重力的双音耦合沿字符串引起的效果相媲美的电流允许附近的字符串的禁区。
2005-11-08 hep-th
Thermodynamic properties of neutral particle in presence of Topological defects in Magnetic Cosmic String Background
本文研究了宇宙弦产生的时空中非相对论性Schrodinger-Pauli方程的协变形式，讨论了磁偶极子动量与电磁场相互作用时该方程的解。我们研究了拓扑结构对系统的影响。我们得到了径向部分的解以及能级。本文用基于配分函数方法的方法研究了磁宇宙弦背景中中性粒子的全部热力学性质。
2016-09-20 hep-th
Cosmic Rotation Axis, Birefrigence and Axions to detect Primordial torsion fields
Nodland Ralston（PRL，1997）研究了电磁场的宇宙学各向异性，本文证明了对Nodland-Ralston作用量是从黎曼时空中的大质量Proca电动力学出发，通过扭转进行最小耦合。我们最终得到一个包含Nodland Ralston作用量而不破坏规范不变性的作用量。然而，这种机制使光子这种方法打破了共形不变性，使我们能够从已知的光子质量极限出发，确定出$10^{-29}eV$量级的原初挠率。
2001-11-19 hep-th
