TASI Lectures on Cosmic Acceleration
在这一系列的讲座中,我们回顾了宇宙加速和暗能量的观测证据和理论研究。注释分为四个部分。首先,我回顾了基本的宇宙学形式主义来描述宇宙的膨胀历史和如何定义距离措施。第二部分涵盖了从宇宙距离测量中得到的宇宙加速的证据。第3节讨论了解释宇宙学观测的理论途径,第4节讨论了不均匀性的增长和大尺度结构观测如何帮助我们确定宇宙加速的理论起源。
2010-03-24 astro-ph.CO
A note on the initial conditions within the effective field theory approach of cosmic acceleration
利用有效场论方法,我们研究了初始条件对暗能量模型或修正的引力模型的作用。详细地,我们考虑了有效的牛顿常数模型的常数和线性参数化。首先,在绝热假设下,发现超$Λ$ CDM模型中额外标量自由度的修正可以忽略不计。在这个系统中,起主导作用的是由暴胀机制引起的原初曲率微扰,而物质组分的能量收支并不十分重要。其次,研究了由额外标量场引起的等曲率微扰。对于等效牛顿常数为常数的线性模型,不存在这种标量模式。对于二次模型,存在非平凡模型。然而,标量场的振幅在所有尺度上衰减得非常快。因此,它不能支持一个合理的结构形成。最后,我们研究了建立标量场起始时间的重要性。通过设置不同的开启时间,即$a=10^{-2} $和$a=10^{-7} $,比较了在常数模型和线性模型下的宇宙微波背景辐射温度、透镜偏转角自关联函数以及物质功率谱。我们发现,在常数模型下,观测光谱的$\mathcal{O}(1\%)$差有一个数量级,而在线性模型下,$\mathcal{O}(1\%)$差小于$\mathcal{O}(0.1\%)$。
2017-05-01 astro-ph.CO
Holography and matter creation revisited
本文对单宇宙模型中的全息暗能量方法和物质创生效应进行了研究,并讨论了一些有趣的情况。我们测试这个宇宙学的建议对最近的观测。考虑到自由宇宙学参数的最佳拟合值,该模型表现出从减速宇宙膨胀到加速宇宙膨胀的过渡。对于这类模型,由符合参数不能一致地确定减速-加速转变。在有效水平上,与整个能量密度贡献相关联的参数状态描述了目前流体类比中的精华场景。
2022-10-14 astro-ph.CO gr-qc
Gif Lectures on Cosmic Acceleration
这些课堂讲稿涵盖了一些与宇宙加速有关的理论主题。对宇宙加速的合理解释包括暗能量、修正的引力和违反哥白尼原理。这些可能性中的每一个都被简要地描述。
2010-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and late time acceleration in braneworld cosmological models with varying brane tension
具有可变膜张力的膜世界模型$λ$引入了一个新的自由度,允许演化引力和宇宙学常数,后者是暗能量的自然候选者。我们考虑的热力学解释的变化膜张力模型,通过显示变量$λ$的场方程可以被解释为描述物质创造的宇宙学框架。粒子的产生速率取决于膜张力的变化速率,以及膜-体能量-物质的转移速率。我们调查的影响,一个变量膜张力的宇宙演化的宇宙,在一个特定的模型,其中膜张力是一个指数依赖的函数的标度因子的框架。由此产生的宇宙学表明,存在一个初始的暴胀膨胀,随后是一个减速阶段,并顺利过渡到后期加速德西特型膨胀。变化的膜张力也是宇宙中物质产生的原因(再加热期)。本文还讨论了宇宙学观测数据对模型参数的物理约束。
2010-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Do current observations support transient acceleration of our universe?
在本文中,我们研究了一个关于宇宙动力学的非常自然的问题,即在当前的加速阶段之后立即出现减速阶段的可能性。首先,我们集中在物质创造理论,这被认为是一个可行的替代暗能量和修改后的重力模型。此外,我们还介绍了宇宙学方法,它允许我们用已知的宇宙学参数来表示宇宙学模型的自由参数。假设一个广义的物质创造率,我们已经讨论了允许宇宙未来减速的模型参数的理论界限。此外,利用低红移观测探测器获得的宇宙学参数的观测界,我们还研究了宇宙减速阶段的可能性。最后,考虑到各种已知的宇宙学模型和参数化,我们已经测试了同样的可能性。我们的分析表明,宇宙未来减速膨胀的可能性高度依赖于宇宙学模型和参数化的选择,也依赖于观测数据。尽管未来的减速膨胀在某些宇宙学框架中是允许的,但我们没有看到任何支持这一点的有力证据。也许,未来的宇宙学调查可以提供更多关于宇宙命运的信息。
2022-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Non-Commutative fluid: an alternative source of cosmic acceleration
Indian Statistical Institute(印度统计研究所);Central University of Andhra Pradesh(安得拉邦中央大学)
本文提出非交换流体作为宇宙加速的替代驱动因素,通过非交换框架引入参数σ,无需暗能量或宇宙学常数即可解释宇宙加速膨胀。
2026-02-12 astro-ph.CO gr-qc
From Cosmic Inflation and Matter Creation to Dark Matter -- Journey of the Inflaton?
本文提出了暴胀子从宇宙暴胀和物质创生演化至今成为暗物质的情景,通过引入山顶势能模型解释了暴胀结束机制,其预测与CMB限制一致,并为当今暗物质丰度提供了合理解释。
2023-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Notes on several phenomenological laws of quantum gravity
量子引力的唯象方法试图通过分析思想实验并结合量子、相对论和引力成分来推断模型无关定律。我们首先回顾这些成分-三个基本不等式-并讨论它们与基本常数的性质的关系。特别地,我们论证了一个协变质量约束猜想:在一个没有视界的时空中,表面$A$内的质量不能超过$16 πG^2 m^2< A $,而在一个有视界的时空中,情况正好相反。这是一个精确的定义,使用光片的形式主义。我们表明,$\hbar/c$也可以给出一个几何解释,即$4 π\hbar^2/m^2< A$。然后,我们结合这些不等式,并发现/审查以下内容:(1)任何系统的尺寸必须大于普朗克长度,在这个意义上说,存在一个最小的区域(2)我们评论的最小长度的情况和洛仑兹对称的命运附近的普朗克尺度(3)量子与transplanck频率是允许在一个足够大的盒子(4)存在一个质量-由$m c^3/\hbar$如果$m<m_p$和由$c^4/G m$如果$m>m_p$给出的相关最大加速度(5)存在依赖于质量的最大力和功率(6)存在最大能量密度和压力(7)物理系统必须服从全息原理(8)全息边界只能由具有$m>m_p$的系统饱和;位于"康普顿线“$l \sim 1/m$上的系统是没有子结构的基本对象(9)我们从上面推测了作用量的一个新的界限。顺便说一下,我们注意到最大加速度是Milgrom的超轻粒子加速度$a_0$($m\sim H_0)$,可能与暗能量…
2013-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Does Viscosity turn inflation into the CMB and $Λ$
考虑到宇宙微波背景辐射产生的熵,我们可以得到一个简单的宇宙演化模型,这个模型表明了观测到的小加速度项和封闭宇宙早期膨胀之间的联系。从这一点上,我们发现了一个意想不到的关系之间的欧米茄的宇宙学和计算的总体积的宇宙。
2017-07-24 astro-ph.CO gr-qc
A note on the gravitational dark matter production
本文研究了暴胀子衰变和引力粒子产生两种背景下的暗物质引力产生机制,建立了再加热温度与暗物质质量的联系,并依据再加热约束确定了暗物质质量的可行范围。
2025-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Modified Gravity with Nonminimal Curvature-Matter Couplings: A Framework for Gravitationally Induced Particle Creation
本研究在非最小曲率-物质耦合的修正引力框架下,利用开放系统不可逆热力学推导了粒子产生相关物理量,证明其可驱动晚期宇宙加速且满足热力学广义第二定律,并综述了其他物质产生理论方法。
2025-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational induced particle production through a nonminimal curvature-matter coupling
我们认为引力诱导粒子生产的可能性,通过一个非最小曲率物质耦合的机制。这个引力理论的一个有趣的特征是能量-动量张量的散度不为零。作为我们研究的第一步,我们重新制定的等效标量张量理论的模型,有两个任意的潜力。通过使用开放的热力学系统的形式主义,我们解释的能量平衡方程在这个引力理论从热力学的角度来看,描述不可逆的物质创造过程。粒子数的创建率,创建的压力,和熵产生率的明确获得的标量场和它的潜力,以及物质的拉格朗日函数的函数。得到了新生成粒子的温度演化规律。宇宙学意义的模型进行了简要的调查,它表明,晚时间宇宙加速可能是由于粒子的创建过程。此外,还表明,由于曲率-物质耦合,在宇宙演化过程中也产生了大量的共动熵。
2015-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Irreversible thermodynamic description of dark matter and radiation creation during inflationary reheating
利用开放系统的不可逆热力学,研究了宇宙早期暴胀末期再加热阶段的物质生成过程。宇宙的物质内容被假设为由暴胀标量场组成,通过它的衰变,分别产生相对论性物质和无压暗物质。在再加热的早期阶段,暴胀标量场将其能量传递给新产生的物质粒子,场能量降低到接近零。将物质产生的热力学描述与引力场方程相结合,得到了再加热过程中不可逆物质产生的一般方程。本文还介绍了一般再热方程组的无量纲形式。用解析和数值方法分析了不同暴胀标量场势的作用,得到了再加热过程中物质和标量场密度以及宇宙学参数的演化.通常,相对论物质和暗物质的能量密度值在宇宙被重新加热到重新加热温度时达到最大值,重新加热温度是根据标量场衰变宽度、标量场粒子质量和宇宙学参数确定的。一个有趣的结果是,粒子产生导致宇宙在再加热阶段加速,减速参数显示出复杂的动力学。一旦标量场的能量密度相对于物质密度变得可以忽略不计,宇宙的膨胀就会减速,暴胀在重新加热后会优雅地退出。
2017-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th