Evolution of cosmological perturbations and the production of non-Gaussianities through a nonsingular bounce: Indications for a no-go theorem in single field matter bounce cosmologies
假设曲率扰动和引力波最初起源于物质主导的收缩相的真空涨落，我们研究了通过非奇异弹跳相演化的宇宙学扰动的动力学，该非奇异弹跳相由与爱因斯坦引力最小耦合的一般单标量场拉格朗日量描述。为了使这样的模型与当前张量-标量比的上限保持一致，必须在反弹阶段增强曲率波动。我们表明，虽然它仍然有可能扩大曲率扰动的振幅，由于非平凡的背景演化，这种增长是非常有限的，因为超级哈勃尺度上的曲率扰动的守恒。我们进一步通过反弹阶段的原始非高斯性的演变进行了一般性的分析。通过研究双谱的一般形式，我们表明，非高斯参数$f_{\mathrm{NL}}$（这是为了团结之前的反弹阶段）是在反弹阶段，如果曲率波动增长增强。因此，在这种由单个标量场给出物质的非奇异反弹模型中，在获得足够小的张量-标量比和不获得超过当前上限的$f_{\mathrm{NL}}$值之间似乎存在张力。这个结论可以被认为是一个“不可行”的定理，它排除了任何以真空初始条件为涨落的单场物质反弹宇宙学。
2015-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Converting entropy to curvature perturbations after a cosmic bounce
我们研究两个领域的反弹宇宙学中，原始的扰动是在一个ekpyrotic或一个物质为主的收缩阶段。我们使用一个非奇异的幽灵凝聚反弹模型来跟踪宇宙的反弹到膨胀阶段的扰动。与绝热扰动相反，在大尺度上，绝热扰动在整个反弹过程中是守恒的，熵扰动在反弹阶段可以显着增长。如果它们在反弹之后被转换成绝热/曲率扰动，则它们通常形成对微波背景中所观察到的温度波动的主要贡献，这可以具有若干有益的含义。对于Ekpyrotic模型，这种机制放松了对Ekpyrotic势的振幅的约束，同时自然地抑制了非高斯性的内在量。对于物质反弹模型，与相关的原始引力波相比，该机制放大了标量扰动。
2016-10-05 astro-ph.CO hep-th
Tensor Perturbations from Bounce Inflation Scenario in f(Q) Gravity
该研究在f(Q)修正对称远平行引力中构建反弹暴胀模型，分析张量扰动稳定性与功率谱演化，发现稳定参数区可出现正倾斜并增强原初引力波。
2024-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Integrable cosmological models with non-minimal coupling and bounce solutions
我们回顾了获得非最小耦合标量场可积模型的方法。我们感兴趣的模型反弹的解决方案和比较反弹解决方案在两个已知的可积模型。我们发现，只有一个模型有一个反弹的解决方案，往往是一个稳定的德西特解决方案。
2016-11-07 astro-ph.CO gr-qc
Primordial non-Gaussianities of scalar and tensor perturbations in general bounce cosmology: Evading the no-go theorem
指出k-本质场驱动的物质反弹宇宙学不能同时满足张量-标量比和曲率微扰的非高斯性的观测界。在本文中，我们表明，这是不是在更一般的标量张量理论的情况下。为了做到这一点，我们评估的功率谱和双谱的标量和张量扰动的一般合同背景下的Horndeski理论。然后，我们讨论了如何区分收缩模型从膨胀的基础上非高斯签名的张量扰动。
2019-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Perturbations Through a Non-Singular Ghost-Condensate/Galileon Bounce
研究了超视界宇宙学扰动在非奇异反弹时空中的传播。我们考虑的模型结合了鬼凝聚与伽利略项，以诱导一个鬼自由反弹。我们的计算是在调和规范下进行的，这确保了线性化的运动方程始终保持良好的定义和非奇异性。我们发现，尽管事实上，反弹附近的声速成为虚构的，超视界曲率扰动保持基本恒定的反弹。事实上，我们表明，有一个时间接近反弹，所有波长的曲率扰动需要暂时完全恒定。我们将我们的计算与其他量规中进行的计算相关联，并评论与文献中先前结果的关系。
2014-05-05 astro-ph.CO hep-th
Gauge-invariant perturbations at a quantum gravity bounce
我们研究了在修正的Friedmann方程下的宇宙学场景中规范不变标量微扰的动力学，例如量子引力反弹宇宙学。我们在一个单独的宇宙近似下工作，该近似捕获了大于宇宙视界的波长;这种近似已成功地应用于圈量子宇宙学和群场论。我们考虑了两个常用来描述标量扰动的变量：均匀密度超曲面$ζ$上的曲率扰动和共动曲率扰动$\mathcal{R}$。对于广义相对论和圈内量子宇宙学中的标准宇宙学模型，这些量在超视界尺度上对于绝热扰动是守恒和相等的。在这里，我们表明，虽然这些声明可以扩展到一个更一般的形式修改后的弗里德曼方程类似于圈量子宇宙学，在其他情况下，如最简单的群场论反弹的情况下，$ζ$是保守的反弹，而$\mathcal{R}$不是。我们将我们的研究结果的基础上的一个单一的扰动变量，如Mukhanov-Sasaki方程的二阶方程的方法。
2023-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Evolution of scalar and vector cosmological perturbations through a bounce in metric $f(R)$ gravity in flat FLRW spacetime
本文在度规$f(R)$宇宙学的背景下，全面讨论了非奇异弹跳宇宙中标量和矢量宇宙学扰动。$f(R)$宇宙学中的标量度规扰动以前都是在Jordan框架下计算的，本文成功地利用Einstein框架计算了宇宙学反弹在Jordan框架下发生时的标量度规扰动.给出的爱因斯坦框架图修正和完善了以前标量微扰的计算，并增加了新的信息。在$f(R)$宇宙学中，首次详细计算了指数引力存在下的弹跳宇宙中流体速度势和纯矢量流体速度项的行为。结果表明，矢量扰动可以保持有界和几乎恒定的非奇异反弹期间，在$f(R)$重力不同于广义相对论模型，我们预计的矢量扰动增长在收缩阶段和衰减在扩展阶段。本文表明，除了非对称非奇异反弹外，Einstein框架在大多数情况下都可以用于计算反弹宇宙中的标量和矢量度规微扰。
2019-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spinor driven cosmic bounces and their cosmological perturbations
当费米子与引力耦合时，自然会产生扭转。我们考虑了费米子双线性可以作为扭转源的可能性，改变了早期宇宙的动力学，使得大爆炸被经典的非奇异反弹所取代。我们扩展以前的研究在几个方面：我们允许更一般的费米子耦合，考虑双方的交换和反交换旋量，并表明，与适当的选择潜在的一个可以很容易地获得基本上任意的状态方程，包括违反零能量条件，所需的反弹。作为一个例子，我们构建了一个模型的ekpyrotic收缩，然后由一个非奇异的反弹到一个膨胀阶段。我们分析了这些模型中的宇宙学涨落，并表明扰动可以被重写为真实的流体形式。我们发现的迹象表明，旋量反弹是稳定的，并表现出几个解决方案的扰动。有趣的是，旋量模型不允许标量-矢量-张量分解，因此某些类型的标量涨落可以作为已经处于线性量级的引力波的源。我们还发现，一阶动力学是方向依赖的，这可能会导致区分观测签名的效果。
2017-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A gauge invariant prescription to avoid $γ$-crossing instability in Galileon bounce
我们重新审视了非奇异Galileon反弹中标量扰动的演化。已知控制扰动的二阶微分方程在称为$γ$ -交叉的点处是数值不稳定的。这种不稳定性通常是规避使用某些规格的选择。我们表明，扰动可以通过求解一阶微分方程适当的规范不变量没有任何不稳定性跨越这一点。我们证明了这种方法中所描述的Galileon行动的物质反弹的情况。
2019-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic Evolution of Primordial Perturbations and non-Gaussinity in Hybrid Approach of Loop Quantum Cosmology
虽然圈量子宇宙学（LQC）预言了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空在标准慢卷暴胀之前的背景演化的稳健量子反弹，从而解决了大爆炸奇点，但对于宇宙学扰动有几种不同的量子化过程，例如，{ \em变形代数，穿着度规和混合量子化}。本文用混合方法研究了原始微扰的量子反弹效应。这种方法的主要差异是在量子反弹的有效正质量的背景，这是占主导地位的动能的暴胀子场在反弹的演化，而这个质量总是非正的穿着度规的方法。正是这种有效质量的正性，在量子反弹的初始时刻违反了原始微扰的绝热演化。在假设背景的演化受暴胀子在反弹时的动能支配的情况下，我们发现标量和张量扰动的有效势都可以用Pöschl-Teller（PT）势很好地近似描述，这使我们能够找到扰动的解析解，从这些解析表达式中，我们可以详细地研究原始微扰的非绝热演化。特别是，我们推导出它们的量子反弹效应，并研究它们的观测约束。此外，还探讨了量子反弹效应对非高斯性的影响及其对解释CMB中观测到的功率不对称性的意义。
2018-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Matter Bounce Scenario in Loop Quantum Cosmology
在物质反弹的情况下，尘埃主导的收缩时空产生标度不变的扰动，假设一个非奇异的反弹宇宙学，传播到膨胀的分支，并为辐射主导的时代设置适当的初始条件。由于这种情况取决于反弹的存在，因此在循环量子宇宙学的背景下考虑它似乎是合适的，在循环量子宇宙学中，反弹的宇宙自然出现。在圈量子宇宙学中，对于一个无压坍缩的宇宙，反弹后标量扰动的预测功率谱是标度不变的，张量与标量之比可以忽略不计。状态方程为$P = - ερ$的标量场的标量微扰的标度不变性可以有轻微的红色倾斜，其中$ε$是一个小正数。然后，张量扰动的功率谱也几乎是标度不变的，具有与标量扰动相同的红色倾斜，并且张量与标量之比预计为$r \approx 9 \times 10^{-4}$。最后，为了使预测的标量扰动振幅与观测相符，圈量子宇宙学中的临界密度必须是$ρ_c \sim 10^{-9} ρ_{\rm Pl}$量级。
2013-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Viable tensor-to-scalar ratio in a symmetric matter bounce
物质反弹指的是宇宙在早期收缩的场景，就像在物质主导的时代一样，直到尺度因子达到最小值，之后它开始膨胀。虽然这种情况下，已知会导致反弹后的原始扰动的尺度不变的频谱，挑战一直是构建完全对称的反弹，导致张量标量比是足够小，以符合最近的宇宙学数据。在这项工作中，我们构建了一个包含两个标量场（一个正则场和一个非正则鬼场）的模型来驱动对称物质的反弹，并研究了模型中标量扰动的演化。如果我们认为与反弹相关的尺度是普朗克尺度的量级，那么模型就完全可以用一个参数来描述，即反弹时的尺度因子值。我们发展的标量扰动数值反弹和评估反弹后的标量功率谱。我们表明，虽然标量和张量扰动谱的尺度不变的宇宙学的利益尺度，张量-标量比证明是远远小于目前的上限从观测的宇宙微波背景各向异性的普朗克任务。我们还通过分析论证来支持我们的数值分析。
2017-12-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves Spectrum in the Coupled-Scalar-Tachyon Bounce Universe
本文详细推导了耦合标量-超光速粒子反弹宇宙中原初度规微扰张量模的运动方程。我们求解了反弹前收缩期和反弹后膨胀期的引力波方程。为了与张量扰动的解相匹配，我们将反弹过程理想化，同时保留了反弹宇宙的基本物理性质。我们提出了两个匹配条件：一个是保证引力波函数的连续性，另一个是尊重反弹动力学的对称性。匹配条件连接了引力波解在反弹前后的两个独立模态。我们进一步分析了反弹宇宙中引力波谱的尺度依赖性和时间依赖性，并与单场暴胀情形下的原初谱进行了比较。我们讨论了早期宇宙物理学的影响，目前的模型独立的观测签名提取的反弹宇宙。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial full bispectra from the general bounce cosmology
本文计算一般反弹宇宙学收缩阶段标量与张量扰动的完整自双谱及交叉双谱，比较两类分支的非高斯振幅和形状，并给出满足理论与观测约束的可行参数空间。
2025-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining matter-bounce scenario from scalar-induced vector perturbations
本文研究物质反弹宇宙学中由标量涨落非线性诱导的次级矢量扰动，发现其振幅在满足宇宙微波背景观测时过大，威胁模型可行性。
2025-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Big-Bounce with Finite-time Singularity: The $F(R)$ Gravity Description
大爆炸宇宙学的另一种观点是大反弹宇宙学。在$F(R)$修正引力的背景下，我们研究了在反弹点处具有IV型奇点的反弹宇宙学。我们调查的哈勃半径的演变，我们详细研究原始的宇宙学扰动的问题。正如我们所证明的，对于奇异反弹，起源于反弹附近的宇宙时代的原始扰动，不产生标度不变的光谱和短波长模式，在这些退出视界后，不冻结，但随时间线性增长。在介绍了宇宙学扰动研究之后，我们讨论了奇异反弹模型的可行性，我们的结果表明奇异反弹必须与另一种宇宙学方案相结合，或者应该进行适当的修改，才能导致可行的宇宙学。对慢滚参数的研究也得到了同样的结果，表明对于一定的参数值，奇异弹跳理论在奇点处是不稳定的。我们还共形变换的约旦框架奇异反弹，正如我们所证明的，爱因斯坦框架度量导致一个大撕裂奇点。因此，约当框架中的IV型奇点在爱因斯坦框架中变成了大撕裂奇点。最后，我们简要地研究了一个广义奇异宇宙模型，它包含两个IV型奇点，具有相当吸引人的特点。
2017-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Galileon Bouncing Inflation after BICEP2
我们提出了一个非奇异的情况下，一个通货膨胀的时代后，从早期宇宙的收缩情况反弹。宇宙的收缩应该是缓慢的，这样初始的各向异性就不会增长得太快而成为主导并破坏反弹。在反弹之后，宇宙进入暴胀区域和再加热阶段，在那里产生原始扰动。预计扰动的张量标量比与新发布的数据$r=0.2^{+0.07}_{-0.05}$一致。增加反弹过程的目的是为了摆脱恼人的大爆炸奇点，这通常存在于纯暴胀模型中。
2014-04-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Entanglement entropy of cosmological perturbations for S-brane Ekpyrosis
我们计算的纠缠熵的标量扰动，由于引力非线性存在于任何模型的正则耦合，单场ekpyrosis。具体来说，我们专注于最近的改进ekpyrosis模型，它能够产生一个尺度不变的曲率扰动和引力波的功率谱，以及有一个非奇异的反弹，由于在ekpyrotic收缩结束时的S-膜。通过要求纠缠熵小于再加热过程中产生的热熵，我们得到了反弹能量尺度的上限。
2020-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ekpyrotic loop quantum cosmology
我们认为ekpyrotic范式的循环量子宇宙学的背景下。在圈量子宇宙学中，经典的大爆炸奇点由于量子引力效应而被解决，因此宇宙的收缩的ekpyrotic分支和它后来的膨胀相通过平滑的反弹连接起来。因此，可以明确地确定标量扰动的演化，从收缩ekpyrotic阶段通过反弹和反弹后的扩展时代。对于ekpyrotic宇宙，已经有人提出了一个或两个标量场的可能性，这里将考虑这两种情况。在单个标量场的情况下，发现反弹后曲率扰动的常模具有蓝谱。另一方面，对于两个标量场的宇宙学模型，当熵的尺度不变扰动在曲率扰动中产生附加项时，在反弹后膨胀宇宙学中的功率谱几乎是尺度不变的，因此与观测结果一致.
2013-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Universal features of quantum bounce in loop quantum cosmology
本文在圈量子宇宙学（LQC）的{ \em the dressed metric approach}框架下，分析研究了平坦Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙及其线性微扰的演化.假设背景的演化由暴胀子在量子反弹时的动能控制，我们发现在暴胀前阶段，背景的演化及其扰动都与暴胀势无关.在此期间，扰动的有效势可以很好地近似为Pöschl-Teller（PT）势，从中我们可以解析地找到模函数，然后计算出慢卷暴胀开始时相应的Bogoliubov系数，对任何具有单个标量场的暴胀模型都有效。施加Bunch-Davies（BD）真空在收缩阶段之前的反弹时，所有的模式都在哈勃视界内，我们表明，粒子一般是由于前膨胀动力学创建。将它们与慢卷膨胀阶段中获得的结果相匹配，我们研究了膨胀前动力学对标量和张量功率谱的影响，并找到了可以通过当前和即将到来的观测进行测试的特征。特别是，为了与普朗克2015年的数据保持一致，我们发现宇宙自反弹以来至少膨胀了$141$ e倍。
2017-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Matter Bounce Alternative to Inflationary Cosmology
一个具有初始物质主导的收缩阶段的弹跳宇宙学，在此阶段中，目前用宇宙学观测探测的尺度退出哈勃半径，提供了一种替代暴胀的机制，用于产生几乎尺度不变的宇宙学扰动谱。在这篇评论文章中，我首先讨论了物质反弹场景中宇宙学波动的演化，然后讨论了实现这种场景的各种尝试。观测签名，这将使该问题的反弹，以区别于通货膨胀的范式进行了讨论。
2012-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cuscuton Bounce Beyond the Linear Regime: Bispectrum and Strong Coupling Constraints
针对Cuscuton反弹非奇异宇宙学模型，研究通过线性分析、三阶扰动作用量推导及三点函数计算，验证其全演化红外微扰性、紫外标度层级，无强耦合问题且可观测尺度非高斯性可忽略，是符合观测的稳健弱耦合模型。
2025-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of curvature and anisotropy near a nonsingular bounce
我们考虑弹跳宇宙学，其中w >> 1的ekpyrotic收缩相之后是违反零能量条件的w < -1的弹跳相。弹跳阶段，引起的鬼凝聚，被设计成产生一个经典的非奇异反弹在一个有限值的比例因子。我们发现，初始曲率和各向异性，虽然稀释在ekpyrotic阶段，反弹阶段期间呈指数增长。此外，曲率扰动和各向异性产生的量子涨落在ekpyrotic阶段。然而，在弹跳阶段，绝热曲率扰动增长占主导地位，并有助于破坏标度不变性的蓝色光谱。与此同时，标量剪切扰动增长非线性，并创建一个压倒性的各向异性，破坏了非奇异反弹。
2011-09-25 astro-ph.CO hep-th
The tensor bi-spectrum in a matter bounce
物质反弹是宇宙在早期以物质为主的阶段收缩的反弹场景。这样的情形会导致张量扰动的尺度不变谱，就像德西特暴胀一样。在这项工作中，我们检查张量双谱是否可以区分暴胀和反弹的情况。使用Maldacena形式主义，我们分析评估张量双频谱在一个物质反弹的任意三角形配置的波矢。我们发现，在宇宙学的兴趣尺度，非高斯参数$h_{_{\rm NL}}$的张量双谱的振幅的特征是相当小的德西特通货膨胀相比，相应的值。在暴胀过程中，张量扰动的振幅在超哈勃尺度上冻结，这种行为导致了所谓的张量双谱和压缩极限下的功率谱之间的一致性条件。相比之下，在弹跳场景中，张量扰动的幅度随着接近弹跳而强烈增长，这表明一致性条件在这种情况下将是无效的。我们明确地表明，一致性关系确实违反了物质反弹。我们讨论了结果的影响。
2015-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unstable growth of curvature perturbation in non-singular bouncing cosmologies
我们考虑非奇异的弹跳宇宙学，如新的ekpyrotic模型，其中宇宙经历了一个缓慢的收缩阶段与状态方程$w \gg 1$，其次是反弹，发生在一个有限的标度因子时，量子引力修正仍然可以忽略不计。这种非奇异反弹需要违反零能量条件，其中$w$在反弹之前的某个时间下降到-1以下。在本文中，我们表明，一个组成部分的绝热曲率扰动，虽然衰减和可以忽略不计的ekpyrotic阶段，是指数放大之前，$w$接近-1，足以破坏的标度不变的扰动谱。我们讨论如何避免这个问题，例如，在奇异反弹。
2010-07-16 astro-ph.CO hep-th
Observational signatures of a non-singular bouncing cosmology
我们研究了一个宇宙学的情况下，通货膨胀之前的反弹。在这种情况下，膨胀的主要缺点之一的原始奇点被非奇异的反弹所取代，在此之前宇宙经历了一个收缩阶段。我们的出发点是Falciano等人（2008）研究的弹跳宇宙学，我们通过详细研究通过弹跳的宇宙学扰动的转移和讨论弹跳宇宙学可能的观测效应来完成。我们着重于对称反弹，计算了收缩、反弹和暴胀阶段的宇宙学扰动演化。我们推导出一个表达式的Mukhanov-Sasaki扰动变量在开始的通货膨胀阶段，以下反弹。而不是在Bunch-Davies真空中，它被发现处于取决于反弹时间尺度的激发态。然后，我们表明，这诱导振荡叠加在近标度不变的原始谱标量和张量扰动。我们讨论了这些振荡在宇宙微波背景和物质功率谱中的影响。我们提出了一种新的方法来间接测量的空间曲率能量密度参数在这个模型的上下文中。
2011-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Two Field Matter Bounce Cosmology
我们重新审视了在[arXiv：1206.2382]中首次开发的非奇异物质反弹场景，该场景从物质主导的收缩期开始，并过渡到收缩的Ekpyrotic阶段。我们认为这两个领域的物质，其中第一个发挥的作用，经常的问题，和第二个负责的非奇异反弹。由于主导物质场是有质量的，所以诱导的曲率涨落最初不是标度不变的，而第二个标量场的涨落（最初是熵涨落）是标度不变的。我们研究了初始熵扰动到曲率波动的物质为主的阶段的收缩，并表明，后者成为近尺度不变的大尺度上，但蓝色倾斜的小尺度。我们研究了曲率和熵涨落通过反弹的演化，并表明两者都有一个尺度不变的光谱，这是蓝倾斜的小尺度。然而，我们发现，熵波动的幅度是远远小于曲率扰动，由于引力放大的曲率扰动在反弹阶段。
2014-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter Bounce Cosmology with the f(T) Gravity
我们表明，f（T）引力范式，其中引力是由任意函数的扭转标量描述，可以提供一种机制，实现弹跳宇宙学，从而避免大爆炸奇点。在构造了最简单的f（T）物质反弹模型后，我们研究了宇宙学扰动的标量和张量模式。我们的研究结果表明，在标量部门的度规扰动导致的背景依赖的声速，这是一个区别于爱因斯坦引力的功能。此外，我们得到了一个标度不变的原始功率谱，这是符合宇宙学观测，但患有一个大的张量标量比的问题。然而，这可以通过引入额外的场来避免，例如物质反弹曲率。
2011-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-singular Bounce Cosmology from Lagrange Multiplier $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们研究的背景下的拉格朗日乘子广义$F(R)$引力理论的引力非奇异{反弹宇宙}。我们指定我们的研究通过使用一个特定的变体形式的众所周知的物质{反弹宇宙学}，与比例因子$a(t) = \left(a_0t^2 + 1 \right)^n$，我们证明，对于$n < 1/2$，原始曲率扰动产生的收缩时代。特别是，我们明确地表明，扰动模式退出视界在一个大的负时间在收缩时代，这反过来又使“低曲率”制度，时代的观测指标的计算有关的原始功率谱可以被认为是可靠的。利用拉格朗日乘子$F(R)$引力的重构技术，构造了能实现这种宇宙演化的有效$F(R)$引力的形式，并确定了原初曲率扰动的功率谱.相应地，我们计算了原始曲率扰动的谱指数和张量标量比，我们面对这些与最新的观测数据。我们还解决了原始度规扰动的稳定性问题，为此，我们确定了$F(R)$的形式，它实现了整个宇宙时间范围内的非奇异宇宙学$-\infty < t < \infty$，通过求解弗里德曼方程没有“低曲率”近似。然而，由于所得微分方程的高度复杂性，本研究采用数值方法进行。我们还调查了目前的背景下的能源条件。在标准$F(R)$引力的背景下，还研究了非奇异反弹的现象学。
2019-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A $Λ$CDM bounce scenario
我们研究的是一个收缩的宇宙，它由冷的暗物质和辐射组成，并且具有正的宇宙学常数。从标准的宇宙学扰动理论中可以知道，在初始量子真空涨落的假设下，在这样一个收缩的宇宙中，在物质占主导地位的时刻，离开（声音）哈勃半径的共动曲率微扰的傅立叶模将几乎是标度不变的。此外，当有效状态方程由于宇宙学常数而略微为负时，离开（声音）哈勃半径的模式将具有轻微的红色倾斜，与观测结果一致。我们假设圈量子宇宙学捕捉到了时空的正确的高曲率动力学，这确保了大爆炸奇点被解决，并被反弹所取代。我们计算的扰动通过反弹的演变，并发现它们保持近尺度不变。我们还表明，在这个宇宙学中的标量扰动的幅度取决于冷暗物质的声速的组合，哈勃率在收缩分支的冷暗物质和辐射的能量密度相等的时间，和曲率标度的圈量子宇宙学反弹发生。重要的是，由于这种情况预测标量指数的正向运行，观察可能会区分它和通货膨胀模型。最后，对于一个小的冷暗物质的声速，这种情况下预测一个小的张量标量比。
2015-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stable bounce and inflation in non-local higher derivative cosmology
原初暴胀的最大问题之一是暴胀时空是过去不完全的。这主要是因为爱因斯坦的GR遭受了类似于空间的大爆炸奇点。最近的研究表明，爱因斯坦引力的无幽灵、非局部高导数紫外线修正可能能够通过非奇异反弹来解决宇宙学大爆炸奇点。在这种非定域宇宙学模型的框架内，我们将研究在过去的大反弹之前的暴胀轨迹周围的亚哈勃和超哈勃扰动，并证明暴胀轨迹具有紫外线完成，并且扰动不受任何病理学的影响。
2012-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbations in Bouncing and Cyclic Models, a General Study
能够可靠地跟踪周期和弹跳宇宙学中的弹跳和翻转的扰动，是能够将这些模型的预测与宇宙微波背景观测进行比较的核心。这是一项具有挑战性的任务，因为在反弹期间涉及的物理性质未知，以及在膨胀和收缩阶段之间精确匹配扰动的技术挑战。在本文中，我们将介绍可用于理解波动物理学的一般技术（分析和数值），特别是那些具有“长”波长的波动，并在一些物理学已得到充分理解的简单弹跳/循环玩具模型中测试其有效性。然后，我们将把我们的技术应用于更有趣的宇宙学模型，如反弹暴胀和循环暴胀。
2015-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter Bounce in Horava-Lifshitz Cosmology
Horava-Lifshitz引力，一个最近提出的UV完全可重整引力理论，可能会导致一个反弹的宇宙学。在本文中，我们认为Horava-Lifshitz宇宙学可能会产生一个具体的实现的物质反弹的情况下，从而产生一个替代暴胀产生的尺度不变谱的宇宙学扰动。在这种情况下，量子真空涨落在反弹前阶段离开哈勃半径，并且在反弹之前光谱被转换成超哈勃尺度上的尺度不变光谱，因为长波长模式比短波长模式经历更长时间的波函数压缩。曲率波动谱的尺度不变性在反弹期间和之后被保留。这种情况的一个独特的预测是双谱的幅度和形状。
2009-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Robustness of the primordial power spectrum in hybrid loop quantum cosmology to approximations near the bounce
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Instituto de Estructura de la Materia, IEM-CSIC（物质结构研究所）；Università degli Studi di Roma “La Sapienza”（罗马第一大学）
该研究证明了混合圈量子宇宙学中计算特定真空态原初功率谱的解析近似的鲁棒性，发现反弹附近扰动有效质量的不同近似若捕捉到反弹特征尺度，所得功率谱无显著差异。
2026-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Constraining a de Broglie--Bohm quantum bounce cosmology with Planck data
Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN Sez. di Napoli（那不勒斯 INFN 分部）；Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）；Faculdade de Tecnologia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学技术学院）
本文提出利用普朗克数据约束德布罗意-玻姆量子 bounce 宇宙学模型，通过量子 bounce 解决奇点问题，并揭示其对 $H_0$-$σ_8 $ 矛盾的缓解机制。
2026-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fluctuations through a Vibrating Bounce
研究了非奇异弹跳宇宙学中宇宙学扰动的演化，其中弹跳相叠加了标度因子的振荡。我们确定的长度尺度的波动的最终频谱获得印记的非平凡的反弹动力学。这些印记在频谱中表现为阻尼振荡特征的形式，在尺度小于特征值和增加的红色的频谱在所有的尺度作为小反弹的数量增加。
2017-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unifying an asymmetric bounce to the dark energy in Chern-Simons F(R) gravity
我们提出了一个宇宙学方案，其中宇宙经历了一个非奇异的反弹，反弹后，它减速有一个物质主导的演化在减速时代的一些制度，并最终在目前的时代，它通过一个加速阶段的演变。我们的目标是在Chern-Simons修正的F（R）引力理论的背景下研究这种演化，并用各种观测数据对抗模型。使用重建技术，并通过采用适当的边界条件，我们确定的形式F（R）的宇宙时间的整个可能的范围。F（R）的形式似乎将非奇异反弹与暗能量时期统一起来，特别是从非奇异反弹到减速时期和从减速时期到后期加速时期。值得一提的是，在目前的情况下，反弹的情况是一个不对称的反弹，特别是，哈勃半径单调增加，并在后期收缩时代渐近发散，而它似乎随着时间的推移在目前的时代减少。哈勃半径的这种演化导致了原始微扰模在深收缩时期产生，此时所有的微扰模都位于视界内。我们计算了标量和张量功率谱，结果发现原始观测量与最新的普朗克2018约束一致。在这方面，Chern-Simons项似乎对张量扰动的演化有相当大的影响，但要保持微扰的标量部分与真空F（R）模型的标量部分相同，因此，Chern-Simons项在使可观测量与Planck结果一致方面起着重要的作用。此外，用Planck+SNe+BAO观测数据对暗能量观测值的理论预期进行了验证。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The bounce universe history from unimodular $F(R)$ gravity
在本文中，我们研究如何实现各种相当著名的宇宙学反弹模型的背景下，最近发展的么模$F(R)$引力。特别是，我们将研究物质反弹的情况下，奇异反弹，超反弹和对称反弹的情况。我们提出的行为的哈勃半径的每一个反弹模型，我们将考虑和我们调查的反弹模型的时代是负责的宇宙学扰动。正如我们将要证明的那样，不同的弹跳模型并不以相同的方式表现，因此与其他模型相比，每个模型的宇宙学扰动可能对应于不同的时代。并给出了实现各模型的么模$F(R)$引力。我们还证明了牛顿定律在单模$F(R)$引力中没有被修正，这也被证明是一个无鬼理论，此外，我们还讨论了物质的稳定性问题。最后，我们演示了如何有可能解决的宇宙学常数问题的背景下，么模$F(R)$重力。
2016-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Possible evolution of a bouncing universe in cosmological models with non-minimally coupled scalar fields
我们探讨宇宙模型的动力学与反弹的解决方案，在空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker背景。我们考虑包含希尔伯特-爱因斯坦曲率项，负耦合常数的诱导引力项，甚至标量场的多项式势的宇宙学模型。得到并分析了具有非单调哈勃参数的弹跳解。详细研究了标量场具有共形耦合和类希格斯势具有相反符号的情形。在这个模型中，反弹解的哈勃参数的演化基本上取决于宇宙学常数的符号。
2016-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stability of a viable non-minimal bounce
构造一个可行的早期宇宙弹跳模型的主要困难是：绕过观测和理论上的\emph{no-go}定理，构造一个稳定的非奇异弹跳相，也许，它的主要关注点是构造一个稳定的吸引子解，它也可以避开BKL不稳定性。本文在均匀各向同性背景下，对最近提出的非最小弹跳理论在附加正压流体存在下的稳定性进行了深入的研究，结果表明，在较宽的模型参数范围内，弹跳解保持稳定，并能避免BKL不稳定性。我们提供了解释宇宙在所需不动点附近行为的表达式，即，弹跳的解决方案，并比较我们的结果与最小理论，并表明ekpyrosis是最稳定的解决方案，在任何情况下。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological bounces, cyclic universes, and effective cosmological constant in Einstein-Cartan-Dirac-Maxwell theory
爱因斯坦-嘉当理论是广义相对论标准公式的扩展，其特征在于非零挠率。后者是由物质场通过自旋张量产生的，它的影响预计在非常高的自旋密度下是重要的。在这项工作中，我们详细分析了狄拉克和麦克斯韦场最小耦合到时空扭转的爱因斯坦-嘉当理论的物理。这打破了$U(1)$规范对称性，这是由早期宇宙中扭转引起的相变的可能性所暗示的。由此产生的Dirac-like和Maxwell-like方程是非线性的自相互作用，以及具有费米子玻色子非最小耦合。我们讨论了这个理论的几个宇宙学方面，包括反弹，加速阶段和扭转时代的物质-反物质不对称性，以及后期的影响，如产生一个有效的宇宙学常数，暗能量，和未来的反弹周期内的解决方案。
2020-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Smoking guns of a bounce in modified theories of gravity through the spectrum of the gravitational waves
我们提出了一个暴胀模型之前的反弹在一个度量理论一个$f(R)$，其中$R$是标量曲率的时空。这个模型是渐近的德西特，使得引力作用量渐近地趋向于希尔伯特-爱因斯坦作用量，因此修正的引力只影响宇宙的早期阶段。然后，我们分析的引力波的频谱通过方法的Bogoliubov系数通过两种方式：考虑到由于修改后的引力作用在$f(R)$设置和通过简单地考虑这些扰动固有的标准希尔伯特-爱因斯坦作用。我们发现，有独特的（振荡）信号的频谱非常低的频率，即对应于目前正在进入地平线的模式。
2013-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sourcing curvature modes with entropy perturbations in non-singular bouncing cosmologies
观测到的宇宙微波背景中的温度波动可以追溯到起源于绝热和/或熵物质扰动的原始曲率模式。在本文中，我们探讨的熵机制的背景下，非奇异弹跳宇宙学。我们表明，曲率模式自然产生的“优雅退出”，即，当平滑的缓慢收缩阶段结束，宇宙进入反弹阶段。在这里，动能成分起着关键作用，它们支配着能量密度，并推动宇宙学反弹的演化。
2020-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Matter Bounce By Means of Ghost Condensation
假设存在一个经历“鬼凝聚”并具有适当选择的势的标量场，在规则物质和辐射存在的情况下，有可能获得非奇异的弹跳宇宙学。可以选择虚凝聚场的势，使得宇宙学反弹在各向异性应力的存在下是稳定的。与当前宇宙学观测相关的长波长宇宙学波动穿过反弹，而不受产生反弹的新物理学的影响。因此，这个模型允许实现的“物质反弹”的情况下，一个替代暴胀宇宙学的产生所观察到的原始波动，其中的不均匀性起源于量子真空扰动退出哈勃半径在物质为主的收缩阶段。
2010-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fluctuations in a Hořava-Lifshitz Bouncing Cosmology
霍瓦瓦-利夫希茨引力是一个潜在的紫外完备理论，对早期宇宙有着重要的意义。特别是，在空间曲率的存在下，有可能获得非奇异的弹跳宇宙学。这种反弹是由于引力作用中的高阶空间曲率项而实现的。在这里，我们扩展了研究的线性宇宙学扰动在Hoenava-Lifshitz引力耦合到物质的情况下，空间曲率。在没有空间曲率的情况下，我们发现标量度量扰动没有额外的动力学自由度。我们研究的波动通过反弹的演变，并表明，解决方案始终保持非奇异。如果我们从收缩阶段亚哈勃尺度上的量子真空涨落开始，并且如果收缩阶段由无压物质主导，那么对于$λ= 1$和红外极限，后期的扰动是尺度不变的。因此，霍瓦瓦-利夫希茨引力可以实现结构形成的“物质反弹”情景。
2009-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-singular bounce scenarios in loop quantum cosmology and the effective field description
在圈量子宇宙学中，由于非微扰的量子引力效应，一般得到了非奇异的弹跳宇宙学。在标准的广义相对论中，如果存在一个具有非标准动力学项的标量场，在高能量密度下，场演化成鬼凝聚并引起非奇异反弹，也可以得到类似的图像。在弹跳阶段，扰动可以通过引入Horndeski算子来稳定。将物质分为尘埃场和外爆标量场，在背景和微扰两个层次上比较了圈量子宇宙学和具有非标准动力学项的非奇异弹跳有效场模型中的动力学.我们发现，这两个设置共享许多重要的属性，包括它们都产生标度不变的标量扰动的结果。这表明，早期宇宙的某些量子引力效应可以用有效场模型来模拟。
2014-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bounce Cosmologies in Generalized Coupling Theories
该研究在最小指数测度模型中通过线性化获得精确反弹解，为探索非奇异宇宙学提供了完整模型。
2025-04-22 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing Palatini cosmologies and their perturbations
在一阶形式主义的f（R）引力框架下研究非奇异宇宙学。本文给出了各向同性和均匀宇宙学中反弹的一般条件。它表明，只有一个二次曲率修正是需要预测反弹在一个单位或描述周期性演化在一个弯曲的充满灰尘的宇宙。在这些模型中的扰动形式成立。在最简单的情况下，扰动在周转处发散。得到了获得光滑演化的条件。
2010-04-29 astro-ph.CO gr-qc
Viable bounce from non-minimal inflation
构建一个可行的经典弹跳模型的基本困难是避免不可行定理，该定理指出，同时保持张量标量比和非高斯标量谱的观测界限是不可能的。此外，构造弹跳相会导致许多不稳定性，如梯度、重影等。最重要的是，该模型通常不能成为吸引子，这意味着解严重依赖于初始条件，导致系统中的各向异性（BKL）不稳定性。本文利用保角变换，从一个非最小慢卷暴胀模型出发，构造了一个经典的弹跳模型。作为保角变换的结果，我们表明，该模型是免费的上述不稳定性，它导致从弹跳到传统的再加热方案的平稳过渡。我们还研究了正压流体存在下系统的动力学分析，发现存在广泛的模型参数，使模型能够避免BKL不稳定性，使其成为通货膨胀动力学的可行替代方案。
2022-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Growth of covariant perturbations in the contracting phase of a bouncing universe
在本文中，我们检查的有效性的线性扰动理论附近的反弹的协变分析。定义了一些线性参数来建立线性理论的条件。密度扰动和引力波的线性演化以前已经计算过。我们计算了剪切张量的矢量和标量诱导部分。对于类辐射和类尘埃单流体主导的塌缩Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker背景，证明了在反弹附近不满足线性条件。
2012-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Primordial scalar power spectrum from the Euclidean Big Bounce
在圈量子宇宙学的有效模型中，完整性修正与时空对称性的变形有关。变形的最明显的表现是伴随着比例因子的非奇异弹跳动力学的欧几里得相位的出现。本文以质量标量场为物质内容，计算了该模型中标量扰动的功率谱。瞬时和绝热真空型标量扰动的初始条件施加在收缩阶段。通过欧几里德区域的演化计算的基础上的时间方向的外推法向的向量柯西超曲面在洛伦兹域。所获得的功率谱的特征在于在IR制度和振荡的中间能量范围内的抑制。此外，紫外线分析的推测性延伸揭示了功率的特定上升。
2016-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
