The unification of inflation and late-time acceleration in the frame of $k$-essence
利用重建公式,我们明确地构造了$k$ -本质模型,它用一个标量场统一了早期宇宙的暴胀和现在宇宙的晚期加速膨胀.由于高阶导数项的存在,描述统一的解在解空间中是稳定的,从而放松了对初始条件的限制。高阶导数项也消除了快子。因此,我们可以建立一个描述时间发展的模型,这是由于快子的不稳定性或存在而不能用通常的正则标量场的暴胀子或精粹模型来实现的。我们还提出了由标量场的能量密度变化引起的量子效应的再加热机制。
2011-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Class of Effective Field Theory Models of Cosmic Acceleration
我们探索了一类涉及度规和单个标量场的宇宙加速度的有效场论模型。这些模型可以从一组超轻的伪南武-戈德斯通玻色子开始,它们与物质的耦合满足弱等效原理,假设一个玻色子比所有其他玻色子都轻,然后积分出较重的场。其结果是一个具有物质耦合的精粹模型,连同一系列在协变导数展开中的作用中的校正项,以及系数的特定标度。在消除高阶导数项和利用场的重新定义自由度后,我们证明了所得到的理论在四阶导数处截断时包含标量场的九个独立的自由函数。这与在单场暴胀的类似理论中发现的四个自由函数形成对比,其中物质不存在。我们讨论了几种不同的表示的理论,可以得到使用场重定义的自由。对于今天在比重场的康普顿波长更大的亚视界长度尺度上的精粹场的扰动,理论在特胡夫特意义上是弱耦合的和自然的。该理论承认一个政权的扰动成为适度的非线性,但非常强的非线性范围以外的有效性。
2012-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-minimal derivative coupling gravity in cosmology
简要回顾了标量场导数项与爱因斯坦张量之间存在非最小耦合的非最小导数耦合标量场理论。我们假设,对于小红移,展开是幂律型或超加速型。拉格朗日量包括NMDC项、自由动力学项、宇宙学常数项和正压物质项。对于与暴胀兼容的耦合常数的值,我们使用组合的WMAP 9(WMAP 9 +eCMB+BAO+ $H_0$)数据集,PLANCK+WP数据集和PLANCK $TT,TE,EE$ +lowP+Lensing+ext数据集来找到模型中宇宙学常数的值。用幂律展开模型得到负的宇宙学常数,而幻影幂律(超加速)展开模型得到正的宇宙学常数,误差带很大。所获得的值与$Λ$ CDM模型中的值具有相同的量级,因为在后期,NMDC效应由于小曲率而很小。
2020-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Derivative coupling in horizon brightened acceleration radiation: a quantum optics approach
SRM University AP(SRM大学阿帕分校);S.N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N.玻色基础科学国家中心)
本文研究了视界增强加速度辐射中导数耦合对原子与量子场相互作用的影响,发现点状探测器的跃迁概率与频率无关,且有限尺寸探测器可能产生非平衡热力学状态。
2025-05-22 gr-qc hep-th quant-ph
Cosmic Acceleration in an Extended Brans-Dicke-Higgs Theory
我们考虑一个扩展的标量-张量引力理论,其中作用有两个相互作用的标量场,一个使有效牛顿常数成为坐标函数的Brans-Dicke场和一个与拉格朗日量具有导数和非导数相互作用的Higgs场.两个标量场之间存在着非平凡的相互作用,这种相互作用决定了不同标量场在不同时代的主导地位。我们调查,如果这种设置可以描述一个晚时间的宇宙加速之前,从减速在最近的过去平稳过渡。从宇宙学的重建技术,我们发现的标量配置文件作为一个函数的红移。我们发现的约束条件的模型参数从马尔可夫链蒙特卡罗分析使用观测数据。研究了有效物态方程的演化、宇宙的物质密度差和热力学平衡,并讨论了它们与LCDM宇宙学的比较意义。
2020-12-29 gr-qc hep-th
Ricci curvature non-minimal derivative coupling cosmology with field re-scaling
本文在平直几何和尘埃物质存在的情况下,考虑了具有$ξR ϕ_{,μ}ϕ^{,μ}$项和自由动力学项的简单NMDC引力的宇宙学。唯象地提出了对数场变换$ϕ' = μ\ln ϕ$。在慢滚近似下,导出了运动学变量的运动方程、标量场解和势能。场的解决方案和潜在的发现直截了当的幂律,de-Sitter和超加速扩展。慢滚参数和慢滚条件被发现依赖于一个以上的变量。在大视场下,重标度效应可以增强加速度。对于慢滚场,负耦合$ξ$可以增强加速效应。
2017-08-21 gr-qc
Non-locality and late-time cosmic acceleration from an ultraviolet complete theory
提出了一个局部唯象模型,它可以简化为一个非局部引力理论,给出了暗能量。已知非局部重力作用与数据以及$Λ$ -CDM拟合,从而要求更基本的局部处理。可以看出,尺度不变的高阶导数标量张量引力理论,这是已知的紫外微扰重整化的所有循环和鬼成为无害的,在低能量产生非局域性。局部作用量由两个实标量场与高导数引力作用量非最小耦合组成。当其中一个标量达到真空期望值(VEV)时,产生Einstein-Hilbert引力,产生场的质量,并与系统解耦,留下一个剩余理论,从而导致产生暗能量效应的非局域引力。
2018-07-26 gr-qc hep-th
Observational tests of inflation with a field derivative coupling to gravity
场动力学与爱因斯坦张量的耦合导致了暴胀过程中引力增强的摩擦,即使是具有理论上自然模型参数的陡峭势能也可以驱动宇宙加速。在这种非最小的衍生物耦合的存在下,我们将观测约束的一些代表性的通货膨胀模型,如混沌通货膨胀,通货膨胀与指数潜力,自然通货膨胀,混合通货膨胀。我们发现,大多数的模型可以兼容目前的观测数据,主要是由于抑制张量标量比。
2012-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Extending Friedmann equations using fractional derivatives using a Last Step Modification technique: the case of a matter dominated accelerated expanding Universe
我们提出了一个玩具模型,用于扩展相对论宇宙学的弗里德曼方程使用分数导数。我们这样做,取代整数导数,在一些著名的宇宙学结果与分数导数离开他们的顺序作为一个自由参数。所有这些都是为了解释目前观测到的宇宙加速。我们应用分数阶微积分的最后一步修正技术构造了一些有用的分数阶宇宙学方程。未知的分数阶导数和分数宇宙学参数与超新星Ia数据的拟合表明,这种简单的构造可以解释当前宇宙的加速膨胀,而不需要使用具有MOND行为的暗能量分量,使用Milgrom的加速常数也可以解释暗物质分量的不必要性。
2021-01-14 gr-qc
Imperfect dark matter with higher derivatives
Cosmology, Gravity, and Astroparticle Physics Group, Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)(宇宙学、引力与天体物理组,宇宙理论物理中心,基础科学研究院)
本文提出一种具有高阶导数的作用量,描述非理想流体的能量动量张量,通过高阶导数耦合可避免caustic奇点,解决仿真实体暗物质的路径问题。
2026-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Metric-Affine Formalism of Higher Derivative Scalar Fields in Cosmology
高阶导数标量场理论因其对宇宙初始状态或当前宇宙加速度的潜在解释而受到相当大的关注。它们在引力的红外修正的唯象研究中也引起了许多兴趣。这些理论大多是用度规变分方法研究的,在这种方法中,只有度规是解释引力的基本场。本文用度量仿射形式研究了高阶导数标量场,其中的连接在开始时是任意处理的。由于在协变理论中高阶导数标量场直接与联络耦合,这两种形式将导致不同的结果。这些差异被普朗克质量的幂所抑制,并且通常预计会有很小的影响。但在某些情况下,它们可能会导致不可忽略的偏差。我们通过一个高阶导数的暗能量模型表明,这两种形式主义导致了未来宇宙的显着不同的图片。
2012-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spontaneous excitation of an accelerated multilevel atom in dipole coupling to the derivative of a scalar field
研究了加速多能级原子与无质量量子标量场导数偶极耦合的自发激发,分别计算了真空涨落和辐射反应对原子平均能量变化率的贡献.结果发现,与假设原子与场之间存在类牛顿相互作用的情况相比,除了可以看作是Unruh温度下环境热浴的结果的修正外,还出现了与加速度平方成比例的额外修正,与惯性情况相比,加速引起的修正项表现出各向异性,对于各向同性极化的加速原子,纵向极化的贡献是横向极化的4倍。我们的结果表明,加速度对原子平均能量变化率的影响不仅取决于原子所耦合的量子场,而且还取决于相互作用的类型,即使考虑的是同一个量子标量场。
2007-01-03 gr-qc
Oscillons in Higher-Derivative Effective Field Theories
我们调查的存在和行为的理论中,更高的衍生条款是目前在拉格朗日,如伽利略的dronons。这样的理论已经出现在广泛的背景下,从高维模型,到大质量引力,再到晚期宇宙加速模型。通过集中在最简单的例子-大质量伽利略有效场论-我们证明了更高的导数项可以导致全新的类呼吸子(quasi-breather)的存在。我们说明我们的技术在人工简单的情况下,1 + 1维,然后提出完整的分析有效的2 + 1和3 + 1维,探索这些新的解决方案是如何完全支持的非线性的四次伽利略。这些对象具有新颖的特性,即它们属于可微类$C^1$。
2018-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accelerating cosmologies from non-local higher-derivative gravity
本文研究了一类依赖于高斯-博内和其他高阶导数不变量的非线性引力的加速宇宙学解。为了实现这一目标,一个本地制定与辅助标量任意高导数非局部重力。它表明,非局部高斯-邦尼引力可以减少,在当地的制定,字符串启发标量高斯-邦尼引力模型。一个自然的统一,在这里开发的理论,早期的暴胀时代与后期的加速阶段也可以实现。
2008-11-26 astro-ph gr-qc hep-th
Inflationary universe from higher derivative quantum gravity coupled with scalar electrodynamics
本文研究了弯曲时空中的量子标量电动力学模型以及与标量电动力学耦合的高阶导数量子引力(QG)模型的暴胀现象。相应的重整化群(RG)改进的潜力评估约旦框架中的非最小标量引力耦合部门显式保持两个理论。单圈量子校正的作用进行了研究,通过显示这些校正如何进入表达式的慢卷参数,光谱指数和张量标量比,以及它们如何影响的约束的哈勃参数在开始的原始加速。我们证明了可行的暴胀可能成功地实现,因此它与最新的Planck和BICEP 2/Keck阵列数据是一致的。
2016-04-20 gr-qc hep-ph hep-th
Rapid Oscillatory quintessence with variable equation of state parameter in non minimal derivative coupling model
在非最小动力学耦合模型框架下,快速振荡的标量场被认为是其精髓。该标量场的行为就像一个完美的流体与一个可变的状态方程参数,可以表示为哈勃参数的函数。这一特点使我们能够通过连续性方程来研究它的演化。标量场可能在当前时期表现为暗能量,而在未来表现为暗物质。这一特性允许在当前加速之后发生减速膨胀,而不引起任何相互作用。该模型还研究了存在的暗部门之间的相互作用,减轻重合问题。研究了该模型的稳定性和稳定吸引子解。
2014-10-07 gr-qc hep-th
Galileon gravity and its relevance to late time cosmic acceleration
本文考虑了三阶和四阶标量场拉格朗日量L_3(π)和L_4(π)的协变伽利略引力,它们分别由三个和四个$π$以及作用在它们上面的四个和五个导数组成。建立了系统的背景动力学方程,并证明了自加速解在一般情况下的稳定性。我们将这项研究扩展到五阶理论的一般情况。对于球对称静态背景,我们列出了抑制伽利略场$π$介导的第五力效应的条件。我们研究了固定背景中的场扰动,并研究了它们因果传播的条件。简要讨论了度规涨落,导出了伽利略引力场中物质扰动的演化方程。
2010-06-26 astro-ph.CO gr-qc
The intrinsic derivative and centrifugal forces in general relativity: I. Theoretical foundations
离心力的日常经验总是引导人们思考引力和加速参考系之间的密切关系。一旦空间引力和加速度被引入到广义相对论中,通过将时空分裂成与一个测试观察者族相关联的时空,人们可以进一步分裂这些观察者相对于测试粒子世界线的相对运动方向的局部静止空间,以便定义纵向和横向加速度。沿着这样一条世界线的内禀协变导数(诱导连接)是分析这个问题的合适的数学工具,通过修改这个算子以对应于观测者的测量,人们可以更清楚地理解Abramowicz等人的工作,他们定义了静态轴对称时空中的“光学离心力”,并试图将它和其他惯性力推广到任意时空。在另一篇文章中,我们将这个框架应用于一些熟悉的静止轴对称时空,有助于更直观地描述它们的旋转特征,包括自旋进动效应,并将费利斯等人关于黑洞时空中圆形轨道的相关工作置于更一般的背景下。
2001-06-05 gr-qc
Super-Acceleration from Massless, Minimally Coupled $ϕ^4$
我们推导出一个简单的形式传播的无质量,最小耦合标量在局部德西特几何的任意时空维度。然后,我们用它来计算一个无质量的、最小耦合的φ ^4理论在一个和两个圈级上的完全重整化应力张量,该理论在t=0时释放在邦奇-戴维斯真空中,处于同动坐标系中。在这个系统中,不确定原理将标量提升到其势能的最小值以上,导致超加速阶段。在非导数的自相互作用下,标量对德西特不变性的破坏变得可观察。同样值得注意的是,弱能量条件在宇宙学尺度上是不成立的。一个有趣的辅助结果是,取消重叠发散的应力张量需要一个共形的反项,它没有影响纯标量图。
2002-07-23 astro-ph gr-qc hep-th
A scalar field inducing a non-metrical contribution to gravitational acceleration and a compatible add-on to light deflection
本文提出了一个标量场模型来解释星系和星系团尺度上的反常加速度和光偏转现象,而不考虑暗物质。它是制定在一个规模协变标量张量引力理论的框架内的可积Weyl几何和预先假定两个不同的阶段的标量场,像超流的方法Berezhiani/Khoury。在静态引力场的低加速度区域(在爱因斯坦坐标系中),相应地标量场梯度值较低,标量场拉格朗日量结合了一个三次动力学项,类似于MOND(RAQUAL)(Bekenstein/Milgrom:1984)的第一协变推广中使用的“a-quadratic”拉格朗日量,以及Novello等人在宇宙学的Weyl几何方法中引入的二阶导数项(Novello/Oliveira等人:1993,Oliveira/Salim/Sautu:1997)。在关于$ϕ$的变化中,后者在变化上等价于一阶表达式。因此,标量场方程保持为二阶。在爱因斯坦框架中,它假定了从经典MOND方法已知的Milgrom方程的协变推广的形式。它意味着对自由降落轨迹的加速有相应的“非度量”贡献。拉格朗日量的二阶导数项导致对能量动量张量的不可忽略的贡献和对光偏转势的{ \em附加},与低速轨道的动力学非常一致。--在截面曲率较高的区域,分别对应于静态场中的较高加速度,标量场拉格朗日量由具有足够高的JBD常数值以满足经验约束的Jordan-Brans-Dicke项组成。这里的动力学与爱因斯坦引力的动力学完全一致。
2020-03-22 astro-ph.GA gr-qc
Modelling Tachyon Cosmology with Non-Minimal Derivative Coupling to Gravity
研究了Friedmann-Robertson-Walker平坦宇宙学中与引力非最小导数耦合的快子模型。我们提出了一种特殊的快子场的重新定义,它使我们能够表示快子场方程,形式上与它的通常形式一致,但重新定义了哈勃参数。得到了模型方程的两个第一积分,这可以从根本上简化模型的进一步分析和解析求解。在最小耦合的情况下,这些积分成为平凡恒等式。得到了快子场的有效能量密度和压力,并导出了该模型随加速膨胀可能性的必要条件。
2011-08-06 gr-qc
String inspired explanation for the super-acceleration of our universe
我们研究了一般Gauss-Bonnet膜世界中的体含量对宇宙演化的影响。我们发现,高斯-邦纳项和暗辐射与体块物质含量的结合在宇宙演化中起着至关重要的作用。我们证明了我们的模型可以用与观测一致的有效暗能量状态方程来描述宇宙的超加速。
2007-07-10 astro-ph gr-qc hep-th
Impacts of supersymmetric higher derivative terms on inflation models in supergravity
我们讨论了超对称高阶导数项对超引力暴胀模型的影响。结果表明,当高阶导数算子的截断尺度足够小时,这些项一般地修正了暴胀过程中暴胀子的有效动力学系数。在这种情况下,超引力中的$η$ -问题不再出现,并且我们发现暴胀子的有效势一般变为幂次小于2的幂型势。
2015-06-10 gr-qc hep-ph hep-th
A Way to Dynamically Overcome the Cosmological Constant Problem
一旦我们要求完整的标准爱因斯坦-希尔伯特-拉格朗日量(重力加物质)乘以一个全导数,宇宙学常数问题就可以解决。我们分析这样一个图片写的全导数作为一个新的向量场(b_mu)的协变梯度。这个b_mu场的动力学可以在解释宇宙的当前宇宙学加速中发挥关键作用。
2007-04-13 astro-ph gr-qc
A simple property of the Weyl tensor for a shear, vorticity and acceleration-free velocity field
我们证明了,在n>3维的时空中,如果Weyl张量对速度的收缩为零,则Weyl张量的协变发散为零。另一方面,如果外尔张量的协变散度为零,则外尔张量对速度的收缩具有常返测地导数。这部分地扩展了广义罗伯逊-沃克时空中的一个性质,其中速度也是里奇张量的本征向量。尽管陈述很简单,证明却很复杂。作为同一计算的产物,我们引入了一个曲率张量与一个有趣的递归属性。
2018-08-21 gr-qc math-ph math.DG