Formation of Population III Stars in a flat FLRW Universe
与一般人的看法不同的是，基于爱因斯坦广义相对论的一阶宇宙学扰动理论解释了在平坦的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙中，在物质和辐射解耦后，无论是否存在冷暗物质，大质量原始恒星的形成。密度扰动的增长率取决于收缩过程中扰动的热损失，但与粒子质量无关。相对论性的金斯质量确实依赖于粒子的质量。如果冷暗物质粒子的质量等于质子的质量，那么相对论性的金斯质量就等于3500个太阳质量，而经典金斯质量则要大145倍。
2010-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Inflation in the closed FLRW model and the CMB
最近的宇宙微波背景（CMB）观测通过估计参数$Ω_k$假设一个几乎标度不变的原始功率谱的空间曲率提出了强约束。研究了暴胀FLRW模型中背景几何和规范不变标量微扰的演化，计算了原初功率谱。我们发现，由于空间曲率的存在，暴胀动力学被修改，导致在暴胀结束时的近标度不变的功率谱的修正。当演化到最后一次散射的表面时，所得到的温度各向异性谱（$C_{\ell}^{TT}$）在低多极子（$\ell<20$）处显示出功率亏损。通过比较我们的结果与最近的普朗克数据，我们讨论的作用，空间曲率占CMB异常和参数$Ω_k$的估计。由于曲率效应仅限于低多极，普朗克宇宙学参数的估计仍然包括积极的空间曲率的鲁棒性。
2016-10-26 astro-ph.CO gr-qc
General Relativistic Evolution Equations for Density Perturbations in Closed, Flat and Open FLRW Universes
本文证明了York，Stewart和Walker关于对称空间二阶张量（如扰动度规张量和扰动Ricci张量）和空间流体速度矢量的分解定理，这意味着对于开放的，平坦的或封闭的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙，存在两个唯一的，独立的规范不变量来描述真实的，对能量密度和粒子数密度的物理扰动。利用这两个新的量，宇宙学的密度扰动和熵扰动的演化方程，适用于非正压状态方程的压力，推导。当且仅当粒子数密度对压强没有贡献时，密度扰动才以螺旋方式演化。局部密度扰动不会影响宇宙的整体膨胀。新的微扰论在非静态宇宙中有一个精确的非相对论极限。宇宙学的规范问题就这样解决了。
2021-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics driven by the Trace Anomaly in FLRW Universes
通过半经典分析，我们证明了迹反常不影响宇宙学常数。我们计算的哈勃参数的演化在准德西特时空，哈勃参数随时间变化缓慢，并在FLRW时空。我们动态地证明了一个由具有常值状态方程、宇宙学常数和量子迹反常的物质组成的宇宙要么演化到经典的de Sitter吸引子，要么演化到量子迹反常驱动的吸引子。不存在影响宇宙学常数有效值的动力学效应。
2009-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Optimal polarisation equations in FLRW universes
本文给出了平坦、开放和封闭FLRW宇宙学中标量、矢量和张量扰动下光子的线性Boltzmann方程。我们表明，所有类型的E-和B-模式偏振可以计算仅使用一个单一的层次。这一点以前在平坦宇宙学中的张量模中得到了明确的证明，但在矢量和非平坦宇宙学中却没有。
2013-10-03 astro-ph.CO
Observable Deviations from Homogeneity in an Inhomogeneous Universe
不均匀性如何影响我们对宇宙学观测的解释？长期以来，人们一直想知道非均匀宇宙的可观测性质在多大程度上不同于相应的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）模型，以及非均匀性如何影响这种对应关系。在这里，我们使用数值相对论来研究光束穿越非均匀宇宙的行为，并构建由此产生的哈勃图。出现的宇宙表现出平均FLRW行为，但不均匀的结构导致观测者天空中观测值的偏差。我们还研究了角直径距离和源的角范围之间的关系，发现随着源的红移而增长的偏差。这些偏离FLRW是重要的路径依赖效应，对在非均匀宇宙（如我们自己的宇宙）中使用真实观测值具有影响。
2016-08-19 astro-ph.CO gr-qc
Solvable potentials in a FLRW+Scalar universe and Fits to type Ia supernovae data
本文在FLRW+标量宇宙模型中给出若干可解势，发现部分势能很好地拟合Ia型超新星数据，并由标量动能和势能解释暗物质与暗能量。
2023-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On Shear-Free perturbations of FLRW Universes
爱因斯坦场方程的一个令人惊讶的精确结果是，如果无压物质以无剪切的方式运动，那么它必须是无膨胀或无旋转的。有人认为这个结果对任何正压理想流体也是正确的，但证据仍然难以捉摸。我们考虑的情况下，正压理想流体解线性化的罗伯逊-沃克几何，并证明，结果仍然是正确的，除了一个特定的高度非线性状态方程的情况下。我们认为，这个状态方程是非物理的，因此，结果是真实的线性化的情况下，所有物理现实的正压理想流体。这个结果在牛顿宇宙学中是不正确的，它表明了被认为是导致标准局部牛顿理论的线性化解并不总是给出牛顿解的通常行为。
2011-07-27 astro-ph.CO gr-qc
Curvature vs Distances: testing the FLRW cosmology
我们测试的FLRW宇宙学重建在一个独立的模型的方式都哈勃参数$H(z)$和同向距离$D(z)$通过最新的哈勃和超新星Ia数据。特别是，我们用途：数据分箱与直接误差传播，主成分分析，遗传算法和Padé近似。使用我们的重建，我们评估的克拉克森{ \it等}测试称为$Ω_K(z)$，其值是恒定的红移的标准宇宙模型，但偏离elsewise。在实验误差范围内，我们发现与标准宇宙学模型的预期值吻合得很好。最后，我们提供预测，利用从欧几里德调查的重子声学振荡测量。
2014-09-12 astro-ph.CO
A homogeneous and isotropic universe must have a time varying light speed
本文提出了一个令人信服的论据，物理光速在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）宇宙的变化与宇宙时间坐标“t”的FLRW。当FLRW的径向随动微分坐标被解释为物理的时，它必须是可变的，因此可以通过洛伦兹变换局部地变换为静止物理坐标的微分。因为FLRW微分径向距离具有时变系数a（t），所以为了获得短径向距离的静止坐标而对变换的微分进行积分需要光速c（t）与da/dt的平方根成比例。由于我们假设空间是均匀的，因此导出的c（t）是FLRW宇宙中所有点的物理光速。这影响了对所有对光速敏感的遥远现象的天文观测的解释。从FLRW的世界变换，有一个闵可夫斯基度量接近原点的物理半径的可见宇宙的所有点。为了得到c（t）的数值，广义相对论（GR）场方程通过使用可变的引力常量和静止质量来保持引力和粒子静止能量不变而得到扩展。这也使场方程的GR张量之间的比例常数保持恒定，并保持FLRW GR场方程中使用的理想流体的剩余应力-能量张量。同样地，狭义相对论和广义相对论都被扩展到包含可变光速。
2011-10-04 astro-ph.CO gr-qc physics.gen-ph
Test of the FLRW metric and curvature with strong lens time delays
我们提出了一个新的模型独立的策略来测试的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker度规和约束宇宙曲率，基于未来的时间延迟测量强透镜类星体椭圆星系系统从大天气巡天望远镜和超新星观测从暗能量调查。该测试仅依赖于几何光学。它与宇宙的能量含量和爱因斯坦方程在宇宙尺度上的有效性无关。该研究包括两个层次：通过距离求和规则测试FLRW度量和确定/约束宇宙曲率。我们提出了一个有效的和高效的（红移）的演化模型进行前一个测试，这使我们能够具体指定FLRW距离求和规则的违反标准。如果FLRW度量与观测结果一致，那么在第二个层次上，宇宙曲率参数将被限制为$\sim0.057$或$\sim0.041$（$1σ$），这取决于高红移超新星的可用性，比目前的模型无关技术严格得多。我们还表明，在时间延迟方法的偏差可能会得到很好的控制，导致强大的结果。所提出的方法是一个新的独立的工具，用于检验宇宙学中的均匀性和各向同性的基本假设，并确定宇宙曲率。它是对宇宙微波背景加上重子声学振荡分析的补充，后者通常假设在晚期宇宙中暗能量占主导地位的宇宙学模型。
2017-04-14 astro-ph.CO
New test of the FLRW metric using the distance sum rule
我们提出了一个新的测试的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度规的有效性，基于比较从红移0到$z_1$和从$z_1$到$z_2$的距离从$0$到$z_2$。如果宇宙是用FLRW度量描述的，那么这种比较就提供了一个独立于模型的空间曲率测量。该测试依赖于几何光学，它独立于宇宙的物质含量和爱因斯坦方程在宇宙尺度上的适用性。我们应用测试的意见，使用联盟2.1汇编超新星距离和斯隆透镜ACS调查星系强透镜的数据。FLRW度量与数据是一致的，空间曲率参数被限制为$-1.22<Ω_{K0}<0.63$，或$-0.08<Ω_{K0}<0.97$与先前的宇宙微波背景和当地的哈勃常数，虽然透镜的建模是一个重要的系统不确定性的来源。
2015-09-09 astro-ph.CO gr-qc
Observables in a lattice Universe
我们探讨了最近发现的解决方案，爱因斯坦场方程描述的晶格宇宙中的观测值。该解决方案对均匀分布的质量相等的对象的规则晶格进行建模。这种不均匀的解决方案是微扰，并在一个小参数的二阶，它扩大的速度完全等于一个预期的灰尘为主的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）模型与等效的，平滑的，能量密度。因此，两种宇宙学的运动学在所研究的微扰阶数上是相同的。看的行为的红移和角距离，我们发现一个条件下的紧凑性的对象在每个单元格的中心，在此条件下的FLRW观测值的修正仍然很小，即在几个平行分量的顺序。然而，我们表明，如果违反这一条件，即如果对象是太紧凑，我们的微扰计划打破至于计算的可观的关注，即使运动学的晶格保持相同的FLRW对应部分（在微扰的顺序考虑）。这可能是实际拟合问题的指示，即从光锥可观测量获得的FLRW模型不对应于通过平滑物质的空间分布获得的FLRW模型的情况。要回答这个问题，必须对观测量进行完全非微扰的处理。
2012-12-07 astro-ph.CO gr-qc
Regge calculus models of the closed vacuum $Λ$-FLRW universe
将FLRW时空的Collins-Williams Regge演算模型和Brewin的细分模型应用于封闭真空$Λ$ -FLRW宇宙。在每种情况下，我们嵌入的Regge柯西曲面到3-球面$\mathbf{E}^4$，并考虑柯西曲面半径，可以从嵌入的可能措施。Regge方程是从全局变化和局部变化中获得的，全局变化是指整组相同的边缘同时变化，局部变化是指每个边缘单独变化。我们探讨了两组解决方案之间的关系，在何种条件下，Regge Hamilton约束将是第一个积分的演化方程，初始值方程为每个模型在其时刻的时间对称性，以及各种模型的性能。据透露，当地的变化一般不会导致一个可行的Regge模型。它还表明，各种模型满足各自的初始值方程。最后，它表明，该模型再现的连续模型的行为，而最初，性能提高，因为我们增加了用于构建的Regge柯西表面的四面体的数量。最终，所有模型都逐渐跟不上连续体FLRW模型的膨胀，四面体数量较少的模型下降得更快。我们认为这种失败是由于Regge Cauchy曲面的有限分辨率试图近似一个不断扩展的连续体Cauchy曲面;每个Regge曲面都有固定数量的四面体，随着被近似的曲面变大，分辨率会降低。最后，我们注意到，所有的Regge模型都在骨架的类时间支柱变为空的时候突然结束，尽管这个终点似乎随着四面体数量的增加而延迟。
2015-12-08 astro-ph.CO gr-qc
On the Problem of Vacuum Energy in FLRW Universes and Dark Energy
基于非零背景下量子场论的重整化，我们提出了一种新的计算膨胀FLRW时空中真空能量的方法。我们计算的重整化有效作用量的$2-$点函数，然后将形式主义感兴趣的宇宙学背景。作为一个例子，我们计算准德西特时空的领先修正真空能量给出的蝌蚪图，并表明它的行为作为$\sim H_0^2 Λ_{\rm pl}$其中$H_0$是哈勃常数和$Λ_{\rm pl}$是普朗克常量。这与宇宙中观测到的暗能量密度在同一数量级。
2013-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analytic derivation of GW spectrum from bubble collisions in FLRW Universe
Tohoku University（东北大学）
本文推导了在FLRW宇宙中气泡碰撞产生的引力波谱的解析公式，并分析了不同极限下的简化表达式及闵可夫斯基近似的适用范围。
2025-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holographic Entanglement Entropy in the FLRW Universe
在三维FLRW宇宙中，研究人员通过Ryu-Takayanagi处方计算全息纠缠熵，发现仅静态补丁类场景满足强次可加性且边界需在表观视界内，w<-1流体宇宙则需在事件视界内，为对偶量子场论提供必要条件。
2025-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of primordial black holes in an adiabatic FLRW universe with gravitational particle creation
本研究针对存在引力粒子创生形式体黏滞耗散的绝热FLRW宇宙，推导原初黑洞辐射时期吸积质量演化解析解与吸积效率上限，数值模拟不同吸积效率下100克初始质量原初黑洞的全演化周期，证实其蒸发质量或贡献晚期宇宙暗能量。
2025-01-18 astro-ph.CO gr-qc
Model-independent test of the FLRW metric, the flatness of the Universe, and non-local measurement of $H_0r_\mathrm{d}$
利用重子振荡谱学巡天DR 12的$H(z)$和$d_\mathrm{A}(z)$的测量值以及联合光变曲线分析（JLA）超新星（SN）汇编的光度距离，我们在没有任何模型假设的情况下测量了$H_0 r_\mathrm{d}$。我们对$H_0 r_\mathrm{d} = $（$10033.20^{+333.10}_{-371.81}$（SN）$\pm$ 128.19（BAO））km s $^{-1}$的测量与平直Λ CDM模型的普朗克约束是一致的.我们还报告说，更高的扩展历史率$h(z)$（在可能性中）以及$H_0 r\mathrm{d}$的下限值导致我们在这项工作中使用的独立数据（来自BAO的H（z）rd和$d_\mathrm{A}(z)/r_\mathrm{d}$，$z=0.32$和z = 0.57，以及来自JLA的$d_\mathrm{L}$）之间更好的内部一致性。这可以被解释为一个有趣的和独立的普朗克宇宙学的支持，而不使用任何宇宙微波背景数据。然后，我们结合这些观测值来测试的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）度规和宇宙的平坦性在两个红移，即0.32和0.57，通过引入一个新的诊断flat-FLRW，$Θ(z)$，它只依赖于观测的BAO和SN数据的模型无关的方式。我们的结果与$2σ$中的平坦FLRW宇宙一致。
2017-01-11 astro-ph.CO
How well is our universe described by an FLRW model?
非常好!在$Λ$ CDM模型中，我们宇宙的时空度规$g_{ab}$被FLRW度规$g_{ab}^{(0)}$近似为$10^4$的1分之一，或者在大尺度和小尺度上都更好，除了在非常强的场物体（如黑洞）附近。然而，$g_{ab}$的导数与$g_{ab}^{(0)}$的导数并不接近，因此测地线的行为可能存在显著差异，曲率也可能存在巨大差异。因此，实际宇宙中的可观测量可能与FLRW模型中相应的可观测量有很大的不同。然而，正如我们将在这里回顾的那样，我们已经证明了一般的结果表明-在我们处理反反应的方法的框架内-在小尺度上发生的大物质不均匀性不能在大尺度上产生显著的影响，所以$g_{ab}^{(0)}$满足爱因斯坦方程，以物质的平均应力-能量张量作为其来源。我们讨论的缺陷，在一些其他的方法，表明可能会发生大的反作用。正如我们在这里也将回顾的那样，通过一个合适的"字典"，牛顿宇宙学在所有尺度上都提供了爱因斯坦方程（有尘埃和宇宙学常数）的宇宙学解的极好近似。因此，我们的结果提供了强有力的理由的数学一致性和有效性的$Λ$ CDM模型的背景下，广义相对论宇宙学。
2014-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fixed points and FLRW cosmologies: Flat case
利用相空间方法研究了平坦FLRW模型中不动点的可能结果。这些结果之一是，具有有限声速或可微分压力的流体在无限时间内到达固定点，并且不具有在hep-th/0501025中描述的类型I、II和III的有限时间奇点。这样的流体不可能在有限的时间内穿过幻影分水岭。我们表明，一个发散的$dp/dH$，或声速是必要的，但不是充分条件幻影交叉。我们使用压力的性质，如渐近行为和不动点，定性地描述在平坦FLRW模型的解决方案的整个行为。讨论了具有体粘$η\sim ρ^r$的FLRW模型，特别是$r=1$和$r=1/4$情形的解，这些解可以用Lambert-W函数表示.最后的解决方案的行为作为一个非奇异的幻影流体或统一的暗流体。使用因果关系和稳定性约束，我们表明，宇宙必须结束作为德西特空间。放松稳定性约束会导致德西特宇宙，空宇宙，或者达到最大尺寸的周转解决方案，然后重新失效。
2013-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational orbits in the expanding universe revisited
在膨胀宇宙中，修正的牛顿引力轨道方程表明，像星系和行星系统这样的局部引力束缚系统不受宇宙膨胀的影响。这个结果是在标准FLRW度量所描述的空间扩展的假设下得出的。本文应用另一种度规，导出了共形FLRW度规所描述的空间展开的修正牛顿方程。如Vavryčuk（Frontiers in Physics，2022）所示，这个度量是有利的，因为它正确地预测了宇宙的时间膨胀，并适合SNe Ia光度观测，而不需要引入暗能量。令人惊讶的是，基于共形FLRW度规的牛顿方程的行为完全不同于基于标准FLRW度规的牛顿方程。与通常认为局域系统抵抗空间膨胀的观点相反，共形度规的结果表明，所有局域系统都按照哈勃流膨胀。以旋涡星系的数值模拟为例，说明了局域系统随宇宙时间的演化。螺旋星系的大小与观测一致，并且典型的螺旋图案得到了很好的再现。该理论预测了平坦的旋转曲线，而没有假设星系周围有暗物质。该理论解决了对$Λ$ CDM模型的挑战，如暗卫星星系问题，重子Tully-Fisher关系或径向加速度关系。此外，太阳系中的谜题也得到了成功的解释，如先驱者异常、年轻太阳的微弱悖论、月球和泰坦的轨道异常或古代火星上存在河流。
2022-07-17 astro-ph.CO gr-qc
Canonical D = 1 supergravity framework for FLRW cosmology
我们构造了一个扩展的标准平坦FLRW宇宙学的物质，具有局部D = 1，N = 1的固有时间超对称性。由此产生的量子宇宙的微型超空间模型的基本方程是弗里德曼和惠勒-德维特方程的狄拉克类似物。基于超对称O（3）和O（2，1）σ模型，我们给出了该方程在特定物质构型下的解。结果表明，在紧致模型中，由于标量场的零点能量，宇宙的体积增长率是量子化的且不为零。在非紧模型中，增长率的谱是连续的，但受一个不确定的关系，涉及的规模和增长因子。
2015-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbative treatment of the luminosity distance
本文导出了具有两个标量模激发的线性微扰FLRW度规的广义光度距离与红移的关系。我们使用两种等价的方法，分别基于Jacobi映射和van Vleck行列式。我们将所得公式应用于两个简单的模型-一个精确的FLRW宇宙和一个近似的FLRW宇宙由一个单一的标量模式正弦随时间变化的扰动。对于这两个模型，我们导出了d_L关于z的宇宙学展开式.我们评论我们的结果的解释和它们可能的应用更现实的宇宙模型。
2018-09-17 astro-ph.CO gr-qc
Does Hubble Tension Signal a Breakdown in FLRW Cosmology?
早期和晚期宇宙探测之间的紧张关系哈勃常数激发了各种新的FLRW宇宙学。在这里，我们重新分析哈勃张力与宇宙约束的最近年龄。这使我们能够将注意力限制在物质和暗能量领域，而不需要假设一个特定的模型。假设哈勃参数$H(z)$的解析性，以及对平坦$Λ$ CDM的一般低红移修改，我们发现低红移数据（$z \lesssim 2.5$）和动机良好的先验只允许接近宇宙学常数$Λ$的暗能量扇区。这个限制排除了FLRW中的后期宇宙修改。我们表明，早期宇宙物理，改变声音视界可以产生一个上限为$H_0 \sim 71 \pm 1$公里/秒/兆秒差距。由于各种地方测定可能会收敛到$H_0 \sim 73$ km/s/Mpc，FLRW框架的分解是一个合理的解决方案。我们概述了未来的数据，特别是强透镜类星体的数据，也可以提供进一步确认这样的决议。
2021-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Direct test of the FLRW metric from strongly lensed gravitational wave observations
大尺度均匀性和各向同性的假设是我们熟悉的Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker（FLRW）度规的基础，它似乎是我们宇宙的准确描述。在本文中，我们提出了一种新的策略来测试的有效性FLRW度规，基于银河系尺度的透镜系统，强透镜引力波和他们的电磁同行可以同时检测。每一个强透镜系统都创造了推断宇宙曲率参数的机会。因此，许多这样的系统的组合分析将提供一个独立于模型的工具来测试FLRW度量的有效性。我们的研究表明，第三代地基GW探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和天基探测器，如大爆炸观测器（BBO），是有前途的曲率参数的确定或可能的检测偏离FLRW度量。FLRW度量的这种精确测量可以成为精确GW宇宙学的里程碑。
2019-10-23 astro-ph.CO
Fast and accurate CMB computations in non-flat FLRW universes
我们提出了一种计算非平坦弗里德曼宇宙中的宇宙微波背景各向异性的新方法，该方法依赖于一种非常稳定的超球贝塞尔函数计算算法，可以将其推到任意精度水平。我们还介绍了一个新的近似方案，逐渐接管在平坦的空间限制，并显着的加速计算。我们的方法是在玻尔兹曼代码类实现。它可以用来衡量CAMB代码在弯曲空间中的精度，这是符合预期的。对于默认的精度设置，对应于0.1%的标量温度谱和0.2%的标量偏振谱，我们的代码是两到三倍快，这取决于曲率。我们还简化了温度和偏振源项显着，所以不同的贡献$C_\ell$的很容易识别的代码内。
2014-11-25 astro-ph.CO
The perturbed FLRW metric on all scales: Newtonian limit and top-hat collapse
线性化扰动FLRW度规对晚期明亮宇宙的适用性一直存在争议。我们认为，在一个基本的方式牛顿极限的爱因斯坦方程与此anomaly的情况下，在后期宇宙学的结构形成，在小尺度和大尺度上，并认为线性化的爱因斯坦张量只产生一个小的错误下降到任意小，解耦的尺度（例如太阳系尺度）。在subhorizon补丁，度量尺度因子成为一个坐标选择相当于选择的空间曲率，而不是一个标志，FLRW度量不能微扰容纳非常不同的本地物理膨胀率的问题，我们区分这些概念，并表明它们合并在大尺度上的牛顿极限是全球有效的。此外，在亚视界尺度上，扰动的FLRW度量分析并不意味着各向同性的假设，并且FLRW背景之外的影响，包括那些可能由广义相对论（GR）的非线性引起的影响，可以被编码到非平凡的边界条件中。相应的宇宙学已经由Heckmann和Schücking在牛顿环境中发展出来，这些边界条件都不能解释宇宙的加速膨胀。我们的场方程的分析证实了解决方案的水平上的一个例子的教学价值，比较崩溃的顶帽过密（嵌入到宇宙学背景）处理在这样的微扰方式，以相应的精确解GR，在那里我们发现很好的协议，即使在制度的强密度对比。
2019-12-17 astro-ph.CO gr-qc
Mechanical cosmology: simulating scalar fluctuations in expanding Universes using synthetic mechanical lattices
本文提出将FLRW宇宙膨胀模型映射到反馈耦合机械振子晶格，通过实验模拟真空能量和物质主导的两种膨胀情景，验证了机械晶格作为宇宙学模拟平台的可行性。
2025-04-20 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall gr-qc
Cosmological bounds on open FLRW solutions of massive gravity
在这项工作中，我们分析了一些宇宙学界限有关的开放FLRW解决方案的大质量引力。与最近的观测$H(z)$数据的约束被发现和宇宙学参数的最佳拟合值是一致的$Λ$ CDM模型，也指向一个几乎开放的空间曲率，从模型的预期。引力子质量与常数参数$α_3$和$α_4$的依赖关系，与模型的附加拉格朗日项，也进行了分析，我们已经得到了这样的参数的强依赖性，虽然条件$m_g\simeq H_0^{-1}$似乎占主导地位的参数$α_3$和$α_4$的长范围。
2015-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Loop quantum cosmology of a radiation-dominated flat FLRW universe
研究了具有麦克斯韦场的平坦Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空的圈量子宇宙学。我们表明，许多定性性质的情况下导出的无质量标量场也适用于麦克斯韦场。特别地，大爆炸奇点被量子反弹所取代，并且对应于物质能量密度的算符被相同的临界能量密度所限制。我们还数值研究了波函数的演变，尖锐的峰值在低能量区，并推导出有效的方程，非常接近的全量子动力学的尖锐的峰值状态在任何时候，包括近反弹时代。在这个过程中，分析和数值方法最初用于研究的情况下，无质量的标量场的LQC的动力学大大改善，以处理的困难（一般出现的物质内容以外的无质量的标量场）有关的麦克斯韦场的存在。
2014-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
FLRW cosmology in Weyl-Integrable Space-Time
本文研究了广义相对论的Weyl时空延拓，通过测地同余的聚焦和散焦来研究FLRW宇宙学。导出了外尔时空中膨胀、剪切和旋转的演化方程。特别地，我们考虑了爱因斯坦-帕拉蒂尼形式主义中引力的Starobinsky修正，$f(R)=R+βR^2-2Λ$，它被证明是以外尔矢量为梯度的外尔可积时空（WIST）。修正后的Raychaudhuri方程采用Hill型方程的形式，然后分析其用于研究焦散线的形成。在这个模型中，有可能有一个没有大爆炸奇点的循环宇宙，但不幸的是，周期性非常短。
2011-12-04 astro-ph.CO gr-qc
Local properties and global structure of McVittie spacetimes with non-flat FLRW backgrounds
McVittie时空将真空Schwarzschild（-（anti）de Sitter）时空嵌入到各向同性FLRW背景宇宙中。我们研究了具有空间非平坦FLRW背景的McVittie时空的整体结构。这就需要将这种时空的定义（以前只给出平坦和开放的情况）扩展到封闭的情况。我们重新审视了这个定义，并展示了它如何在开放和平坦的情况下产生一个独特的时空（给定FLRW背景，质量参数$M$和宇宙学常数$Λ$）。在封闭的情况下，宇宙时间的另一个自由函数出现了。我们推导出一些基本结果的度量，曲率和物质含量的McVittie时空，并推导出一个表示的线元素，使研究其整体性能成为可能。在封闭的情况下（与上述自由函数无关），时空（在每一时刻）被限制在一个由最小和最大面积半径界定的区域内，并且通过一个标量曲率奇点被限制在未来或过去。此允许区域仅在背景比例因子高于某个最小值时存在。在开放的情况下，径向零测地线起源于有限的仿射时间在过去的边界形成的联盟的大爆炸奇异性的FLRW背景和非奇异超曲面的变化的因果性质。此外，在不断膨胀的开放宇宙的情况下，我们表明，黑洞是无处不在的：进入的径向零测地线在有限的仿射时间延伸到一个超曲面，形成的边界的区域，光子可以逃脱到未来的零无限。我们重新审视黑洞的解释McVittie时空在空间平坦的情况下，并表明，这种解释也适用于消失的宇宙学常数的情况下，相反，我们以前的索赔。
2017-10-12 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of holographic dark energy with apparent-horizon cutoff and non-minimal derivative coupling gravity in non-flat FLRW universe
本文研究非平坦FLRW宇宙中非最小导数耦合引力与表观视界截断全息暗能量的动力学，通过稳定性分析发现一个对应de-Sitter膨胀的稳定不动点，并结合H(z)数据表明负NMDC耦合和大全息贡献可产生幻影状态方程。
2024-06-14 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological constraints on time-varying cosmological terms: A study of FLRW universe models with $Λ(t)$CDM cosmology
本文研究幂律形式 $Λ(t)=Λ_0a(t)^{-α}$ 的 FLRW 宇宙模型，通过精确解、$H(z)$+SNe Ia 数据与 MCMC 约束参数，并验证其与观测一致。
2024-04-24 astro-ph.CO
Slow-roll inflationary senario in the maximally extended background
在暴胀时期，宇宙的几何可以用拟德西特空间来描述。另一方面，在同动坐标系下，最大扩展的de Sitter度规与正曲率的FLRW模型相一致，因此本文主要研究正曲率的暴胀模型，首先根据慢滚动暴胀情形，推导出正曲率FLRW宇宙中的同动曲率微扰和原初引力波的功率谱.通过引入曲率因子，我们研究了标量扰动和张量扰动的相对振幅，发现该模型的张量-标量比与空间平坦模型的张量-标量比直接依赖于扰动模型的波长.
2015-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Spacetimes with Sign-Changing Spatial Curvature and Topological Transitions
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）；Euskal Herriko Unibertsitatea UPV/EHU（巴斯克地区大学）
本文研究了将FLRW时空中的空间曲率k推广为时间依赖函数k(t)的时空，允许其符号变化从而改变常数t切片的拓扑结构，并探讨其全局超曲性条件及 Killing 向量特性。
2026-03-20 astro-ph.CO gr-qc math.DG
Model independent test of the FLRW metric and the curvature in light of DESI DR2
Sejong University（世宗大学）；Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris Saclay & CNRS UMR 8617（法国航天物理研究所，巴黎萨克雷大学与法国国家科学研究中心联合实验室）
利用DESI DR2重子声波振荡数据和超新星数据，通过迭代平滑算法重建距离模量等，进行Ok诊断检验FLRW度规和宇宙平坦性，发现不同数据组合给出中等曲率参数值。
2026-06-09 astro-ph.CO
Impact of inhomogeneous curvature on growth rate measurements from magnitude fluctuations
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）
利用广义相对论数值模拟研究非均匀时空对星等涨落的影响，发现低红移下FLRW近似引起的增长速率系统偏差小于当前统计误差，但高红移数据需考虑引力透镜和非均匀曲率。
2026-06-18 astro-ph.CO
Holographic thermodynamic relation for dissipative and non-dissipative universes in a flat FLRW cosmology
本研究在平坦FLRW宇宙中，利用贝肯斯坦-霍金熵和Kodama-Hayward温度，推导了耗散与非耗散宇宙的修正全息热力学关系，并探讨了其与标准第一定律的等价性及热力学量演化。
2024-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Why is zero spatial curvature special?
本研究利用弯曲时空中的重整化群技术，从理论上证明了FLRW度规的零空间曲率是唯一的无标度、非奇异宇宙学微扰背景，为宇宙空间平坦性提供了除暴胀外的理论动机。
2023-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational corrections to light propagation in a perturbed FLRW-universe and corresponding weak lensing spectra
当从宇宙学模型计算大尺度结构的引力透镜效应时，有几个假设：$(i)$假设光子遵循未扰动的背景测地线，这通常被称为玻恩近似; $(ii)$透镜运动缓慢; $(iii)$源红移分布相对于背景量进行评估; $(iv)$透镜效应在引力势中是线性的。尽管这些近似值很小，但它们可以相加，特别是因为它们包括局部效应，如萨克斯-沃尔夫效应和特殊运动，但也包括非局部效应，如玻恩近似和积分萨克斯-沃尔夫效应。在这项工作中，我们将解决所有提到的点和微扰计算的影响层析宇宙剪切功率谱的每一个单独的效果，以及所有的互相关。我们的研究结果表明，每个效果是至少4至5个数量级低于领先的顺序透镜信号。最后，我们总结了所有的影响，以估计整体影响参数估计的未来宇宙学弱透镜调查，如欧几里德在$w$ CDM宇宙学参数化$Ω_\mathrm{m}$，$σ_8$，$n_\mathrm{s}$，$h$，$w_0$和$w_\mathrm{a}$，使用5个层析箱。我们始终发现$10^{-5}$的参数偏差，因此，这是完全可以忽略不计的所有实际目的，确认其他影响，如内在的路线和放大率偏差将是主要的系统源在未来的调查。
2018-01-10 astro-ph.CO
Virialization-induced curvature versus dark energy
和谐模型成功地解释了许多可观察到的现象，但代价是引入了一种未知来源的外来来源：暗能量。暗能量的优势发生在最近的时代，当我们预计大多数宇宙学结构已经形成，因此，当强迫均匀FLRW度量到数据上引起的误差预计是最重要的。我们提出了一种方法来量化宇宙学参数的演化偏离均匀性的影响。利用Einstein-de Sitter模型中的多尺度分割方法和数值模拟估计的维里化分数，通过FLRW度规的相对论修正，我们得到了红移0 < z < 3范围内观测上真实的距离模.
2013-11-21 astro-ph.CO
Gravitational waves from bubble collisions in FLRW spacetime
随机引力波背景（SGWB）是探索极早期宇宙的一种很有前途的工具，粒子物理学的标准模型和宇宙学有着密切的联系。一阶宇宙学相变过程中气泡碰撞产生的引力波作为SGWB的一个可能的组成部分，值得深入研究。在2017年，Ryusuke Jinno和Masahiro Takimoto提出了一种优雅的分析方法，用于从闵可夫斯基时空中的气泡碰撞中导出GW能谱的解析表达式，从而首次避免了大规模数值模拟[26]。然而，他们忽略了宇宙的膨胀，并认为相变的持续时间是无限的，这可能会偏离他们的估计从真实值。基于这两个原因，我们采用他们的方法，将时空背景转换为FLRW时空，并考虑有限的相变时间，给出了GW谱的一个新的表达式。通过将$σ$表示为相变速度与宇宙膨胀速度的比值，我们发现当$σ$在$\mathcal{O}(10)$附近时，估计的GW能谱的最大值比他们以前的工作给出的结果下降了大约1个数量级。即使当$σ=100$时，GW能量谱的最大值也仅是它们先前估计的$65\%$。这种显著的下降可能会带来新的挑战，从气泡碰撞GW的可检测性。幸运的是，通过比较新的光谱与GW探测器的PLI（\textit{power-law integrated}）灵敏度曲线，我们发现，在可预见的未来，DECIGO，BBO，LISA和TianQin对气泡碰撞产生的GW的探测前景仍然很有希望。
2022-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Energy conditions and entropy density of the universe
在标准的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学模型中，能量条件提供了与模型无关的距离模行为的界限。然而，这种方法不能提供能量条件与观测值之间违背的详细信息。在本文中，我们提出了一个扩展的分析的能量条件的基础上的熵密度的宇宙。一方面，我们发现这些条件意味着熵密度s依赖于哈勃参数H（z）。另一方面，我们比较了由能量动量张量的守恒定律得到的理论熵密度与由观测哈勃参数得到的能量条件得到的理论熵密度。当我们考虑FLRW宇宙时，根据理论预测，OHD，热力学和几个独立的宇宙学探测表明，主导能量条件比其他能量条件更适合。
2021-01-19 astro-ph.CO
Exact Geodesic Distances in FLRW Spacetimes
测地线在宇宙学和天体物理学中有着广泛的应用。然而，在任意时空中有效地计算精确的测地线距离并不是一项简单的任务。我们证明了在空间平坦的（3+1）维Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空中，可以积分二阶测地线微分方程，并导出了在给定初值或边值约束条件下求类时距离和类空距离的一般方法.在具有暗能量或物质（无论是尘埃、辐射还是刚性流体）的平坦时空中，我们找到了测地线距离的精确闭合解。在暗能量和物质混合的时空中，包括用来模拟我们的物理宇宙的时空，不存在封闭形式的解决方案，但我们提供了一个快速的数值方法来计算测地线。一个一般的方法也被描述为确定的FLRW流形的测地连通性，只提供其比例因子。
2017-11-27 astro-ph.CO gr-qc math-ph
