Fourth order deformed general relativity
每当在圈量子宇宙学的有效方法框架内强加反常自由的条件时，人们似乎得出结论，需要对一般协方差进行变形。在这里，从一般的变形，我们重新获得一个有效的引力拉格朗日，包括条款，四阶外曲率。随后，我们限制了修正的形式，然后研究在存在完美流体或标量场的情况下发生大反弹和实现暴胀时代的条件。
2018-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Cosmology for a Quadratic Theory of Gravity
对于纯四阶（${\cal{L}} \propto R^2$）量子宇宙学，在封闭的均匀各向同性模型下精确求解了Wheeler-DeWitt方程.结果表明，在宇宙起源处施加$Ψ= 0$作为边界条件时，波函数的行为与Vilenkin所建议的一样.
1994-11-29 gr-qc
Spinfoam cosmology with the proper vertex amplitude
适当的顶点振幅是从EPRL顶点通过限制到一个单一的引力扇区，以实现正确的半经典行为。我们应用适当的顶点来计算宇宙学跃迁振幅，它可以被看作是Hartle-Hawking波函数。为了进行这种计算，我们推导出适当的顶点的积分形式，并使用扩展的固定相方法来估计大体积的限制。我们表明，由此产生的振幅满足一个运营商的约束，其经典的模拟是哈密顿约束的Friedmann-Robertson-Walker宇宙学。我们发现，约束动态选择相关的家庭的相干态，并证明了类似的动态选择在标准量子力学。我们研究了动态选择对长程关联的影响。
2017-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Thousand Problems in Cosmology. Chapter 4: Black holes
第四章宇宙学问题集，专门讨论黑洞。包括基本介绍、史瓦西和克尔黑洞、一般黑洞时空中粒子的运动和碰撞，以及天体物理部分。这个版本只包含137个问题的公式。完整的集合，包括解决方案，可以在www.universeinproblems.com上以基于维基的资源的形式获得。欢迎宇宙学界为它的发展作出贡献。
2013-05-01 astro-ph.CO gr-qc physics.ed-ph
Inflationary Cosmology in Scalar-Tensor Gravity: Reconstructing Higgs-Like Potentials
本文研究标量张量（Bergmann Wagoner）引力中的宇宙学，将耦合函数$ω(ϕ)$限制为常数。而不是指定形式的宇宙函数，$λ(ϕ)$，标量场被建模为一个函数，衰减到其目前的价值$ϕ=1$。场方程的解决方案被发现，其中$λ(ϕ)$演变从一个大的值（约1）附近的奇点到一个小的，非零值在以后的时间，避免了在标准的广义相对论宇宙学的暴胀前崩溃的问题。解释模型的Brans-Dicke理论的框架内的标量势，我们发现，在适当的初始条件下，重建的潜力在后期的平坦，开放和封闭的宇宙是很好地描述了一个希格斯像墨西哥帽潜力，四次在$ϕ$，虽然这不是内置的初始假设。
2017-02-14 gr-qc
Lagrangian theory of structure formation in relativistic cosmology. IV. Lagrangian approach to gravitational waves
研究了牛顿拉格朗日微扰理论的相对论推广。在以前的工作中，扰动和解决方案所产生的空间投影的Weyl张量的引力电的一部分，给出了任何顺序的扰动，以及扩展和应用程序访问的非微扰制度。在这里，我们讨论更详细的一般一阶计划内的嘉当形式主义，包括并集中在引力波传播的物质。我们提供主方程的所有部分的拉格朗日线性化扰动传播的扰动时空，我们概述了解决方案的过程，使人们能够找到一般的解决方案。特别强调的是全局性质的拉格朗日扰动场采用Hodge-de-Rham理论的结果。我们在这里讨论如何霍奇分解涉及到标准的标量-矢量-张量分解。最后，我们证明，我们得到已知的线性扰动解决方案的标准相对论性微扰方案，通过执行两个步骤：第一，通过限制我们的解决方案的扰动，传播在一个平坦的未扰动的背景时空，第二，通过转换到欧拉背景坐标与截断的非线性项。
2017-12-29 astro-ph.CO gr-qc
Is backreaction really small within concordance cosmology?
在广义相对论中，对结构的平滑导致了背景的重新正规化，以及潜在的许多其他人们知之甚少的效应。像距离-红移关系这样的观测量在天空中平均时，不一定会产生与空间平均时相同的平滑模型。这些问题被认为只在宇宙学的标准模型中才有技术上的意义，只给出微小的修正。然而，当我们试图计算可观测的量，如距离红移关系的全天空平均值，我们发现微扰理论提供了不同的答案，在紫外线和修正的背景秩序统一。还有更多的问题。二阶扰动的大小与一阶扰动的大小相同，而四阶扰动至少与二阶扰动的大小相同，而且可能更大，这是由于发散的缘故。这在很大程度上取决于两个数字的巧合平衡：原始功率，以及物质辐射平等和今天的哈勃尺度之间的比率。因此，即使在和谐模型中，反向反应也是不相关的，这一点也远非显而易见，无论它在直觉上看起来多么自然。
2011-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on fourth order generalized f(R) gravity
考虑了四阶广义f（R）引力理论（FOG），其中Einstein-Hilbert作用量$R+aR^{2}+bR_{μν}R^{μν},$ $R_{μν}$为Ricci张量，R为曲率标量.场方程适用于牛顿引力是一个很好的近似的球体。结果是，对于$0\leq a\sim -b<<R^{2}$，$R$是物体半径，物体外的引力场除了牛顿项外还包含两个Yukawas，一个吸引，另一个排斥。对于$a\sim -b>>R^{2}$，引力场在物体附近为零，但在大于$\sqrt{a}\sim \sqrt{-b}$的距离上，引力场实际上是牛顿的。通过与实验室实验的比较，我得出结论，$\sqrt{a}$和$\sqrt{-b}$应该小于几毫米，这排除了FOG对恒星，星系或宇宙学的任何相关影响。
2011-08-08 gr-qc
Gravitational Baryogenesis: Problems and Possible Resolution
引力重子生成（GBG）中曲率标量的导数$R$与重子流的耦合导致了$R$的四阶运动微分方程，而不是广义相对论中的代数方程.四阶微分方程是一般不稳定的。我们考虑了一种可能的机制，通过修改重力的GBG的稳定，引入一个$R^2$ -长期的正则作用的GR。它表明，这种机制允许稳定的玻色子和费米子重子流的GBG。我们已经建立了区域的模型参数导致稳定的$R$。尽管如此，标准的宇宙学仍将被显著修改。
2023-01-19 astro-ph.CO gr-qc
Minisuperspace Quantization of $f\left(T,B\right) $ Cosmology
本文讨论了广义四阶远程平行宇宙理论$f\left( T,B\right) $在小超空间中的量子化。具体地说，我们关注的情况下，该理论是线性的扭转标量，在考虑到我们能够写的宇宙场方程的使用标量场不同的标量张量理论，但与相同的动力学约束的标量张量理论。我们首次用小超空间描述写出惠勒-德维特方程。利用相似变换理论，我们可以找到Wheeler-DeWitt方程的精确解，也可以研究量子力学的deBroglie-Bohm表象中的经典极限和半经典极限。
2021-04-01 gr-qc
Analytical solutions in $R+qR^{n}$ cosmology from singularity analysis
高阶引力理论的可积性在确定这些模型的性质以及它们作为现实模型的可行性方面具有重要意义。建立可积性的一个重要工具是奇异性分析。我们应用这种分析的情况下，四阶引力理论$f(R) = R + qR^{n}$，以建立这些值的自由参数$q$和$n$的可积性在这个意义上存在。作为预备，我们研究了著名的$n = 4/3$的情况。
2016-06-29 gr-qc math-ph math.MP
Gravitational radiation reaction for compact binary systems at the fourth-and-a-half post-Newtonian order
该研究在4.5阶后牛顿近似下计算致密双星的引力辐射反作用力，发现质心系运动方程存在此前被忽略的时间非局域贡献，最终得到自洽的非局域运动方程与通量平衡定律。
2024-12-18 gr-qc
Cosmology in cubic and $f(P)$ gravity
我们构建立方引力和它的$f(P)$扩展，我们调查他们的早期和晚期的宇宙学应用。立方引力是基于一个特殊的不变量$P$，它是由黎曼张量的立方收缩构造的，有三个要求：（i）由此产生的理论具有与广义相对论相同的谱，（ii）它在四维中既不是拓扑的也不是平凡的，（iii）它被定义为与维度无关。放松最后一个条件，限制立方引力的参数，我们可以得到宇宙学背景下的二阶场方程。我们表明，在早期的时候，人们可以获得通货膨胀，德西特解决方案，这是由一个有效的宇宙学常数纯粹从简单的立方或$f(P)$引力的立方项。关于晚期演化，新的条款构成了一个有效的暗能量部门，我们表明，宇宙经历了通常的热历史和晚期加速的开始。在$f(P)$引力的情况下，根据参数的选择，我们发现，暗能量状态方程参数可以是quintessence-like，phantom-like或它可以在演化过程中经历的phantom-divide交叉，即使一个明确的宇宙学常数是缺席的。
2019-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Intrinsic problems of gravitational baryogenesis
考虑了引力重子生成方案中曲率相关项对引力的修正。结果表明，这一项导致四阶微分运动方程的曲率标量，而不是代数之一的广义相对论（GR）。四阶引力方程对于小扰动一般是不稳定的。曲率项的非线性可能会稳定解，但稳定曲率标量的大小将远远大于GR所规定的，因此标准宇宙学将被强烈扭曲。
2017-03-24 gr-qc
Inflationary spectra with inverse-volume corrections in loop quantum cosmology and their observational constraints from Planck 2015 data
首先，在圈量子宇宙学的框架下，采用反体积量子修正，导出了平坦暴胀宇宙中标量和张量扰动对慢卷参数的二阶近似的原初功率谱、谱指数和运行.这代表了我们先前工作的扩展，其中参数$σ$被假定为整数，其中$σ$表征量子校正并且通常可以从范围$σ\in (0, 6]$中取任何值。限制到慢滚参数的一阶近似，我们发现以前在文献中得到的结果的更正，并指出这种错误的原因。据我们所知，这些代表了迄今为止文献中给出的标量和张量扰动的最精确的计算。然后，将扰动拟合到Planck（2015）最近发布的数据，我们获得了$σ$的各种值的最严格约束。以这些约束条件为参照点，我们讨论了这些量子引力修正是否能在未来的宇宙学观测中产生可测量的信号。我们表明，根据$σ$的值，由于反体积修正的相对论性暴胀光谱的尺度依赖的贡献可以很好地在未来几代实验，如阶段IV实验的可探测性范围内。
2016-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Wave Propagation in K-essence Cosmology: Theory and Observational Constraints
University of Calcutta（加尔各答大学）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)（法兰克福高等研究所）；Bahamas Advanced Study Institute and Conferences（巴哈马高级研究院与会议）；Sister Nivedita University（尼维蒂达修女大学）；Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦爾帕萊索天主教大學）；Prabhat Kumar College（普拉巴特庫瑪學院）；Institute of Astronomy, Space and Earth Science（天文、太空與地球科學研究所）
在K-essence宇宙学中，通过高频率近似推导张量扰动的修正演化方程，发现引力波速度保持光速，但背景场诱导的有效质量项导致频率依赖的相位偏移，联合贝叶斯分析表明该机制可能缓解H0张力。
2026-10-20 astro-ph.CO gr-qc
On the superstrings-induced four-dimensional gravity, and its applications to cosmology
我们回顾了超弦/M理论（在翘曲环面上紧致化）在相对于Regge斜率参数的领先阶引起的四阶（时空曲率的四次）项的状态，并研究了它们在四维FRW宇宙学背景下对哈勃尺度演化的（非微扰）影响。在考虑了离壳超弦有效作用量定义中的量子模糊性后，我们提出了广义Friedmann方程，找到了它们的（de Sitter）精确暴胀解的存在性而不存在时空奇点，并通过要求解的稳定性和标度因子对偶不变性来约束模糊性.排除了最简单的（Bel-Robinson张量平方）四次项，从而证明了超弦离壳引力有效作用量中额外四次项（与Ricci张量相关）的必要性.我们的方法是推广到高阶的时空曲率。
2008-09-04 gr-qc hep-th
The Martin-Benito-Mena Marugan-Olmedo prescription for the Dapor-Liegener model of Loop Quantum Cosmology
最近，Dapor和Liegener受到Thiemann正则化工作的启发，提出了圈量子宇宙学的另一种哈密顿约束。在这里，我们按照Mart 'ın-Benito，Mena Marugán和Olmedo提出的宇宙学处方来构造这个哈密顿量。为此，我们首先正则化的欧几里得和洛伦兹部分的哈密顿约束的情况下，分别比安基我宇宙学。这使我们能够确定一个自然的对称化的哈密顿量，这是明显的各向异性的情况下。在各向同性区域中保持这种对称性，然后我们确定对应于Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker宇宙学的哈密顿约束，我们继续讨论它。我们计算这个哈密顿算子的体积本征基的行动，并表明它采取的形式的四阶差分方程，不像在标准的圈量子宇宙学，在那里它是已知的二阶。我们调查我们的约束算子的超选择部门，证明他们是半格只支持无论是积极的或消极的半轴，这取决于三重定向。值得注意的是，半轴之间的解耦使我们能够写出约束的几何部分的广义本征函数的封闭表达式。这个表达式完全由半格中最接近原点的两点的值决定，即具有最小本征体积的两个贡献。这与圈量子宇宙学的标准哈密顿量的情况形成鲜明对比，其中只有最小值是自由的。这一结果表明，新的几何哈密顿算符的简并度等于2，与迄今为止考虑的传统量子化相比，可能的解的数量增加了一倍。
2019-05-14 gr-qc
The picture of the Bianchi I model via gauge fixing in Loop Quantum Gravity
本文讨论了在Bianchi Ⅰ模型下，SU（2）规范固定对圈量子宇宙学中不变三重态选择的影响。特别地，通过对Dirac括号的分析，给出了当路径只与基准向量平行时，完整通量代数与圈量子引力的完整通量代数是如何重合的。这样，比安奇I模型的量子化过程是通过应用在圈量子引力中开发的技术来执行的，但限制了允许的路径。此外，由减少的变量保留的本地字符提供了一个遗留的同构约束，其施加意味着在量子水平上的均匀性。由此产生的基本空间流形的图像是一个附加SU（2）不可约表示的立方结。概述了几何算符的离散化，提出了圈量子宇宙学中超哈密顿正则化的新观点。
2012-01-12 gr-qc
Higher-order gravity in higher dimensions: Geometrical origins of four-dimensional cosmology?
确定宇宙学场方程是一个仍然存在争议的问题，并意味着围绕不同的理论提议进行广泛的讨论。一个合适的概念方案可以用引力模型来表示，这些模型自然地推广了爱因斯坦理论，如高阶引力理论和高维引力理论。这两种不同的方法都允许定义，在有效的水平，爱因斯坦场方程配备了源一样的能量动量张量的几何起源。本文讨论了建立一个五维四阶引力模型的可能性，该模型的低维降维可以解释宇宙学中的四维物质-能量分量。我们描述了模型的基本概念，完整的场方程形式主义和5维到4维的简化过程。在与超坐标正交的四维超曲面上，五维$f(R)$场方程等价于一个具有三个物质能量张量的类爱因斯坦宇宙学模型，其中三个张量与高阶导数和高维反项有关.通过考虑一个引力模型$f(R)=f_0R^n$，研究了获得五维幂律解的可能性。有效的四维图片和行为的几何诱导源的最后概述在对应于简单的情况下，这种高维的解决方案。
2017-02-23 gr-qc
The Cosmology of Modified Gauss-Bonnet Gravity
我们考虑的宇宙学中的高斯-邦纳项G的一些函数f（G）被添加到引力作用，以说明宇宙的后期加速膨胀。用一种同样适用于一般f（R，R^abR_ab，R^abcdR_abcd）引力理论的方法导出了协变和规范不变微扰方程。我们指出，尽管f（G）引力模型具有四阶性质，但它们一般不能再现任意背景宇宙演化;例如，标准LCDM范式（Omega_DE = 0.76）不能在f（G）引力理论中实现，除非f是一个真正的宇宙学常数，因为它对f（G）的形式施加了排斥性约束。我们分析了扰动方程，发现与f（R）模型一样，扰动增长的稳定性对f（G）的函数形式有一定的限制，此时d^2 f/dG^2 < 0.此外，小尺度扰动的稳定性还要求f不显著偏离常数。这些分析说明了数值传播的微扰方程与一个特定的模型再现一个有代表性的LCDM宇宙历史。我们的结果表明，f（G）模型是如何高度约束的宇宙学数据。
2007-07-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Symmetric teleparallel cosmology with boundary corrections
本文研究对称远平行引力中边界项的几何动力学效应，分析不同规范下的场方程与标量场流体，并给出可解释晚期加速并统一暗能量与暗物质的新解析宇宙解。
2023-09-26 gr-qc hep-ph math-ph
$SU(\infty)$ Quantum Gravity and Cosmology
本文提出 $SU(\infty)$-QGR 抽象方法，基于宇宙为孤立量子系统且具有无限可对易观测量的公理，预测量子引力存在自旋-1中介粒子，并证明经典时空作为涌现的洛伦兹几何出现。
2025-02-20 gr-qc hep-th quant-ph
Gravitational wave from cosmic inflation in a gravity with two small four-derivative corrections
我们研究了一个暴胀宇宙学模型，其中最小耦合标量场理论被附加的修正项所修正。在Weinberg在有效场论背景下提出的最一般的十个修正项中，我们仅考虑两个项：$f_1(ϕ) R^2$和$f_2(ϕ) R^{ab}R_{ab}$，遵循Noh和Hwang的工作，其中$f_1$和$f_2$是常数。由此模型导出了背景宇宙和张量型微扰的四阶微分方程。我们表明，这些方程可以减少到二阶方程，假设$f_n$是小的。由这些近似方程，我们发现由于$f_2$项的存在，引力波的传播速度略小于光速，并且张量型扰动的演化在大尺度极限下是守恒的.
2020-03-08 gr-qc hep-th
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
On $f(R)$ gravity in scalar-tensor theories
我们用标量张量理论的语言研究了$f(R)$引力模型。由于$f(R)$引力是Brans-Dicke模型的一个子类，耦合常数为零（$ω=0$），因此重新讨论了$f(R)$引力和标量张量理论之间的对应关系。在这种处理中，四个$f(R)$玩具模型被用来分析早期宇宙宇宙学，当标量场$ϕ$占主导地位的标准物质。我们已经得到了这些模型的Klein-Gordon方程的解。结果表明，对于第一种模型$\left(f(R)=βR^{n}\right)$，标量场随时间的增加而减小，并渐近衰减。对于第二个模型$\left(f(R)=αR+βR^{n}\right)$，发现对于不同的$β$值，函数$ϕ(t)$以不同的值穿过$t$轴。对于第三个模型$\left(f(R)=R-\frac{ν^{4}}{R}\right)$，当$ν$的值很小时，势$V(ϕ)$的行为类似于标准暴胀势。对于第四个模型$\left(f(R)=R-(1-m)ν^{2}\Big(\frac{R}{ν^{2}}\Big)^{m}-2Λ\right)$，我们表明，有一个过渡之间的$1.5<m<1.55$。$m<1.5$的电位行为与$m>1.55$的电位行为完全不同。慢滚近似应用到四个$f(R)$模型，我们得到相应的表达式的光谱指数$n_{s}$和张量标量比$r$。
2017-06-27 gr-qc
Slow-Fast Evolution of Scalar Fields in Higher-Order Cosmological Gravity: Dynamics Inspired by the Pais--Uhlenbeck Oscillator
本文将受 Pais–Uhlenbeck 振子启发的高阶标量场方程改写为慢-快动力系统，结合数值与几何方法分析其稳定性、幻影分界线穿越及循环行为，证明其可描述现实宇宙演化。
2025-07-25 gr-qc hep-th math-ph
