Seeing through the cosmological bounce: Footprints of the contracting phase and luminosity distance in bouncing models
研究了收缩宇宙中光度距离的演化。结果表明,对于相当多的自然动力学演化,它的行为是远远不是平凡的,它的值甚至可以减少事件之间的时间间隔增加。的后果进行了调查,并强调,这既可以把严格的一致性条件弹跳模型和打开一个新的观测窗口“大爆炸前”的物理学使用标准的引力波。
2017-11-14 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing cosmologies in massive gravity on de Sitter
在具有de Sitter参考度规的质量引力框架下,研究了具有正空间曲率的齐次解和各向同性解。值得注意的是,我们发现当宇宙学物质满足强能量条件时,会发生反弹,这与经典广义相对论中发生的情况相反。这是由于弗里德曼方程中存在附加项,这些附加项取决于标度因子及其导数,并且可以被解释为有效流体。我们提出了一个详细的研究系统使用相空间分析。在确定了系统的不动点并研究了它们的稳定性之后,我们讨论了整体物理相空间中的宇宙演化。我们发现跳跃解
2013-05-28 astro-ph.CO gr-qc 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
Cosmological bounces and Lorentzian wormholes in Galileon theories with an extra scalar field
我们研究是否有可能设计一个“经典的”空间平坦的弹跳宇宙学或静态的,球对称的渐近平坦的洛伦兹虫洞在立方伽利略理论与一个额外的标量场相互作用。我们发现,弹跳模型总是受到梯度不稳定性的困扰,而虫洞背景中总是有鬼。
2017-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological phase space analysis of the F (X) - V (phi) scalar field and bouncing solutions
我们分析了由充满正压流体的宇宙加上具有形式为L = F(X)- V(phi)的修正动力学项的标量场所定义的动力学系统。经过适当的选择变量,使我们能够研究系统的相空间,我们得到的临界点及其稳定性。我们发现,当F(X)= X时,它们约化为为典型情况定义的那些。我们还研究了非奇异反弹的场能量条件。
2013-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Regular Bouncing Solutions, Energy Conditions and the Brans-Dicke Theory
一般来说,为了避免宇宙学模型中的奇点,需要引入奇异的物质场,例如,具有负能量密度的标量场。为了在经典广义相对论中有一个弹跳解,需要违反能量条件。在这项工作中,我们讨论了一个情况下的弹跳解决方案的Brans-Dicke理论与辐射流体,遵守的能量条件,并没有鬼。
2019-09-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing and collapsing universes dual to late-time cosmological models
本文利用 Jordan frame-Einstein frame 对应关系,证明晚期物理宇宙的演化(如 $Λ$CDM 和 quintessence 模型)可对偶描述为 Brans-Dicke 理论下的弹跳或坍缩宇宙,并研究了共形映射的稳定性。
2024-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing Cosmology made simple
我们引入了“楔形图”,这是一种直观的方式来说明具有经典(非奇异)反弹的宇宙学模型如何解决宇宙学中的基本问题。这些问题包括众所周知的视界、平坦性和不均匀性问题;在宇宙微波背景中观察到的小张量-标量比;热膨胀阶段开始时的低熵;以及避免量子失控。同样的图解方法也可以用来与其他宇宙学场景进行比较。
2018-03-06 astro-ph.CO gr-qc
Space-time slicing in Horndeski theories and its implications for non-singular bouncing solutions
在本文中,我们展示了如何正确的选择规范是至关重要的,在分析的稳定性的非奇异宇宙反弹解决方案的基础上Horndeski理论。我们表明,这是可能的,以构建非奇异的宇宙学反弹的解决方案与经典稳定的行为的所有模式的波长以上的普朗克尺度:(a)的解决方案涉及一个阶段的零能量条件的违反,在此期间,引力是由爱因斯坦的广义相对论的修改;和(b)解决方案减少到爱因斯坦引力之前和之后的零能量条件违反阶段。类似的考虑也适用于伽利略起源的假设。
2018-01-27 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
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
Bouncing solutions in Rastall's theory with a barotropic fluid
拉斯塔尔的理论是爱因斯坦引力理论的修正,其中应力-能量张量的协变发散不再为零,而是正比于里奇标量的梯度。这个理论的动机是研究一种可能的非最小耦合的物质场的几何,是成比例的曲率标量,可能代表一个有效的描述量子引力效应。非守恒的应力能量张量,通过比安基身份,意味着新的场方程,最近已被用于宇宙学的背景下,导致一些有趣的结果。在本文中,我们采用Rastall的理论再现的有效弗里德曼方程出现的圈量子宇宙学的一些功能。我们确定了一类反弹宇宙学的解决方案和评论的可能性,采用这些模型作为有效的描述完整的量子理论。
2014-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black holes in a bouncing universe
Instituto Argentino de Radioastronomía, (IAR, CONICET/CIC/UNLP)(阿根廷射电天文研究所);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, UNLP(拉普拉塔大学天文学与地球物理学学院)
研究黑洞在弹跳宇宙的收缩、弹跳和膨胀阶段中的演化,以及黑洞对背景宇宙流体性质的影响,通过双流体模型分析发现宇宙流体在固定几何时空中改变性质。
2026-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Evidences for bouncing evolution before inflation in cosmological surveys
暴胀宇宙学与先前的非奇异反弹可以导致原始密度波动的变化。一个重要的预测是,功率谱的幅度可能会在临界尺度上发生跳跃。在这封信中,我们提出了一个唯象参数化的原始功率谱在这种情况下,面对最新的宇宙学数据的跳跃功能。执行一个全球性的拟合,我们利用这种可能性,通过宇宙学测量来约束反弹参数推导出一种新的方法。结合CMB,LSS和SNIa的数据,我们的结果有趣地揭示了一个非奇异的反弹,如果存在的话,应该是一个快速反弹,发生在一个非常高的能量尺度,因为我们得到的反弹参数的上限。
2010-09-17 astro-ph.CO
Evolution in bouncing quantum cosmology
本文在圈宇宙学的约化相空间量子化的框架下,给出了描述量子宇宙学演化的方法。我们将我们的方法应用到耦合到无质量标量场的平坦Friedman-Robertson-Walker模型。我们确定的物理量子哈密顿量是正定的,并产生全球考虑量子系统的幺正演化。研究了量子大反弹跃迁过程中物理观测量的期望值的性质。研究了高斯态演化观测量的色散。计算出的相对涨落使半经典条件和可能发生的宇宙遗忘的检查。基于宇宙学数据的初步估计表明,不存在宇宙健忘症。所呈现的结果是分析性的,数值计算仅用于可视化目的。我们的方法可以推广到复杂的宇宙学模型,包括Bianchi型宇宙。
2012-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Four-dimensional Traversable Wormholes and Bouncing Cosmologies in Vacuum
在这封信中,我们指出,存在的广义相对论的解决方案与一个负的宇宙学常数在四维,其中包含孤子以及可穿越的虫洞。后者连接两个渐近局部AdS $_{4}$时空。在径向坐标的每一个常数值上,时空都是类空的扭曲AdS $_{3}$。我们计算的对偶能量动量张量在每个边界显示,它产生不同的结果。我们还表明,这些真空虫洞可以有一个以上的喉咙,他们确实是通过计算光信号从一个边界到另一个所需的时间,由测地线观察员。我们将虫洞推广到包括旋转和电荷。当宇宙学常数为正时,我们发现宇宙学处处正则,有一个或两个反弹,并且在晚期和早期与Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker度规和球形拓扑相匹配。
2018-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave signatures of non-singular matter bouncing cosmology in NANOGrav and beyond
本文研究非奇异物质反弹宇宙学模型中宇宙扰动的演化,发现其诱导的引力波背景具有f²的普适红外频率标度,与NANOGrav数据高度一致,还可能被LISA和ET探测到。
2025-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Perturbation in Symmetric Lee-Wick Bouncing Universe
研究了在普通标量场和鬼场共同驱动下的Lee-Wick跳跃宇宙中的标量微扰。我们只考虑宇宙和标量场关于弹跳点的对称演化。在空间平坦规范中数值求解了规范不变的Sasaki-Mukhanov变量。我们发现了一种新的形式的初始扰动增长在收缩阶段。在弹跳之后,该增长模式稳定为恒定模式,该恒定模式负责后期功率谱。
2011-10-04 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
Bouncing cosmology from nonlinear dark energy with two cosmological constants
本文研究了包含暗物质、辐射和具有二次状态方程暗能量的FLRW宇宙学动力学,发现了一类闭合非奇异反弹模型,并探讨了通过限制能量密度和暗能量参数以解决宇宙学常数差异的可行性。
2023-05-18 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing cosmologies with dark matter and dark energy
我们回顾了物质反弹的情况下,物质的内容是暗物质和暗能量。这些宇宙学预言了一个几乎标度不变的功率谱,对于标量扰动和小的张量-标量比,它具有轻微的红色倾斜。重要的是,这些模型预测了标量指数的正向运行,与最简单的暴胀和爆炸模型的预测相反,因此可能会被未来的观测所证伪。我们还审查如何反弹宇宙时空可以出现在理论中,无论是爱因斯坦方程修改或违反零能量条件的物质场包括在内。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring Bouncing Cosmologies with Cosmological Surveys
根据最近来自天空的观测数据,我们最近在理论宇宙学领域有两个重要的方向。首先,我们现在能够利用目前的观测,如普朗克和BICEP 2数据,来检验几十年前标准暴胀$Λ$ CDM的理论预测。其次,我们可以寻找新的宇宙学特征,作为探索标准宇宙范式之外的物理学的一种方式。特别是,早期宇宙模型的一个子集承认一个非奇异的反弹解决方案,试图解决大爆炸奇点的问题。近年来,这些模型取得了一系列重大发展,特别是在微扰框架方面,这些框架对当前和未来观测中可能可见的宇宙学特征做出了全新的预测。在这篇文章中,我们提出了两个非常早期的宇宙物理学的代表性范例。第一种是所谓的新物质(或物质爆炸)反弹场景,在这种场景中,宇宙从物质主导的收缩阶段开始,并过渡到爆炸阶段。在这种范式的背景下,我们提出了一些可能的机制,产生一个红色倾斜的原始曲率微扰,并面对它的一般预测与最近的宇宙学观测。第二种是物质反弹暴胀,它可以被看作是暴胀宇宙学的延伸,在暴胀之前物质会收缩。我们提出了一类可能的模型构造,并审查其对当前CMB实验的影响。最后,我们回顾了这些范式的显着成就以外的通货膨胀$Λ$ CDM模型,我们希望在未来十年的观测宇宙学的方向,新的光。
2014-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bouncing Galileon Cosmologies
我们提出了非奇异的,均匀的和各向同性的共形Galileon模型的弹跳解。我们表明,这样的解决方案必然开始与辐射为主的收缩阶段。其次是一个五分之一的情况下,背景状态方程跨越宇宙学常数边界允许一个非奇异的反弹,这反过来又是其次是伽利略成因。我们分析了在这种背景下的宇宙学扰动谱。我们的结果表明,起伏的演变顺利,没有任何病理,但绝热模式形成一个蓝色的倾斜光谱。为了获得当前观测所要求的标度不变的原始功率谱,我们引入了一个光标量场与Galileon的动力学耦合。我们发现两个耦合产生一个标度不变的频谱,其中之一需要微调的初始条件。这个模型还预测了一个蓝色的倾斜光谱的引力波源于量子真空波动在收缩阶段。
2011-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards a Resolution of the Cosmological Singularity in Non-local Higher Derivative Theories of Gravity
标准宇宙学最大的问题之一是大爆炸奇点。以前,它已被证明,在紫外区的爱因斯坦引力的非本地ghostfree高阶导数修改可以承认非奇异的弹跳解决方案。本文较详细地研究了这些引力理论在正负宇宙学常数和辐射存在下运动方程的动力学性质。我们发现稳定的通货膨胀吸引子的解决方案,在存在一个积极的宇宙学常数,使通货膨胀{ \it测地线完成},而在存在一个负的宇宙学常数的循环宇宙出现。我们还提供了一个算法,用于跟踪的超哈勃扰动在反弹,并表明反弹的解决方案是免费的任何微扰不稳定。
2010-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermal fluctuations in Einstein-Cartan-Sciama-Kibble-Dirac bouncing cosmology
本文研究了Einstein-Cartan-Sciama-Kibble引力理论中大反弹宇宙学中由热涨落引起的宇宙学扰动。我们表明,这样的扰动不能有一个标度不变的频谱,如果费米子物质最低限度地耦合到扭转张量宏观平均为自旋流体,但有一个标度不变的频谱,如果狄拉克形式的费米子物质的自旋张量被使用。
2011-12-31 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing Cosmology in VCDM
本文在具有两个局域自由度的VCDM(II型最小修改引力)中构建无鬼场、无梯度及BKL不稳定性的非对称反弹模型,可生成与观测相符的近尺度不变标量谱,并在CMB张量-标量比限制下给出蓝张量谱。
2023-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Conserved cosmological perturbations in USR inflation and bouncing scenarios
本研究探究单场暴胀超慢滚阶段与反弹收缩阶段中,共动曲率扰动的共轭动量在超哈勃极限下的守恒性,并利用该守恒计算相关功率谱。
2024-02-04 astro-ph.CO
Unbraiding the Bounce: Superluminality around the Corner
我们研究了Ijjas和Steinhardt最近提出的宇宙学反弹场景的一个特定实现。首先,我们发现他们的反弹解决方案开始于一个发散的声速,并结束于它的消失。因此,该解决方案连接两个强耦合配置。这些病变与弹跳状态仅相隔几个普朗克时间。然后,我们揭示了拉格朗日的确切结构,再现这种反弹的解决方案。这种重建使我们能够考虑该理论的其他宇宙学解并分析相空间。特别是,我们发现了其他的弹跳解和超光速解。这些稳定的超光速态可以连续地转化为Ijjas和Steinhardt构造的解。我们讨论的后果,这一功能可能的UV完成。
2018-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Duality and scale invariant magnetic fields from bouncing universes
最近,我们用数值方法证明了,对于非最小耦合,即标度因子的简单幂,标度不变的磁场出现在一类弹跳宇宙中。在这项工作中,我们{ \it解析}评估在此类模型的子类中产生的磁场和电场的频谱。我们说明,宇宙尺度的波数远小于波数与反弹,整个反弹的频谱的形状被保存。利用所得到的解析解,我们还说明了反弹问题是严重的。最后,我们证明了磁场的功率谱在非最小耦合函数的两参数变换下保持不变。
2016-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermal Fluctuations and Bouncing Cosmologies
我们研究的条件下,在收缩阶段产生的非奇异弹跳宇宙学的热波动可以导致在膨胀阶段的后期宇宙学波动的尺度不变的频谱。我们考虑了点粒子气体、全息气体和弦气体。在这样确定的模型中,我们还研究了由此产生的不均匀性分布的热非高斯性。对于规则的点粒子辐射,我们发现,背景必须有一个状态方程$w = 7/3$,以获得一个标度不变的光谱,和非高斯性抑制尺度大于热波长。对于Gibbons-霍金辐射,我们发现物质主导的背景产生标度不变性,并且非高斯性很大。弦气体也简要考虑。
2009-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Universal scattering laws for quiescent bouncing cosmology
宇宙学反弹发生在许多引力理论中。我们定义的奇异散射映射相关的大规模几何反弹(假设没有BKL振荡)和编码的理论微观细节之前和之后。通过对所有合适的局部映射进行分类,我们发现了三个普遍的规律:Kasner指数的标度,物质的正则变换,方向度量标度。在弦论、圈量子宇宙学和修正的物质模型中,比安奇I的反弹确实遵循了这些原则;我们的分类确定了非均匀性和各向异性如何穿越反弹,并精确地提取了依赖于模型的自由度。
2021-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Non-Gaussianity Generated by the Entropic Mechanism in Bouncing Cosmologies Made Simple
微波背景辐射中的非高斯性必然会在为我们提供关于极早期宇宙物理学的线索方面发挥关键作用。然而,相关的计算,在第二,甚至第三阶微扰理论,往往是复杂的点,掩盖简单的基本物理过程。本文给出了一个简单的解析方法来近似计算由熵机制产生宇宙学扰动的循环模型的非线性参数f_{NL}和g_{NL}。我们的方法是快速的,物理上透明的,并同意与数值计算的结果。
2009-09-14 astro-ph.CO hep-th
Bouncing cosmologies and stability analysis in symmetric teleparallel $f(Q)$ gravity
该研究在对称远平行$f(Q)$引力框架下构建幂律形式的$f(Q)$反弹宇宙模型,推导平坦FLRW宇宙的场方程与精确解,分析宇宙学参数与扰动演化,证实模型大部分时间稳定且满足反弹的物态穿越条件。
2024-09-02 astro-ph.CO
Does a wormhole survive a cosmological bounce?
Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET/CIC/UNLP)(阿根廷射电天文研究所);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata(拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院);Departamento de Física Teórica, Instituto de Física, Universidade do Estado de Rio de Janeiro(里约热内卢州立大学物理研究所理论物理系)
研究探讨了动态虫洞在经历宇宙反弹的宇宙中能否存活,分析了两种已知的爱因斯坦方程解,证明虫洞在反弹前后均存在,并讨论了其因果结构和物质内容。
2026-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Primordial magnetogenesis in a bouncing model with dark energy
研究量子反弹模型中电磁场与标量场的耦合,发现仅高斯耦合能解释宇宙学尺度原初磁场的产生。
2024-11-03 astro-ph.CO gr-qc
Non-Singular Bouncing Cosmology: Consistency of the Effective Description
我们明确证实,空间平坦的非奇异弹跳宇宙学作为有效的理论是有意义的。在空间平坦的宇宙中存在非奇异反弹意味着零能量条件的暂时违反,这可以通过鬼凝聚阶段实现。我们计算强耦合的规模,并证明了幽灵凝聚反弹始终是值得信赖的,并且有效描述的有效性范围内的所有扰动模式仍然处于控制之下。为此目的,我们需要的扰动作用高达三阶的扰动,我们计算在平坦和共同移动的规范-因为这两个规范使我们能够突出不同的物理方面。我们的结论是,存在健康的描述非奇异的反弹宇宙学提供了一个可行的解决方案的大爆炸奇异的宇宙学模型。我们的研究结果还表明了一种变形的ekpyrotic宇宙学,其中熵扰动产生在收缩阶段,但只有在反弹后转换为曲率扰动。
2015-12-11 astro-ph.CO hep-th
Radiation-dominated bouncing model with slow contraction and inflation
本研究提出一种仅含辐射流体的简单非奇异暴胀模型,通过量子宇宙学效应实现反弹与超60个e折叠的暴胀,其标量扰动谱近标度不变且振幅符合观测。
2023-10-24 astro-ph.CO gr-qc