Big brake singularity is accommodated as an exotic quintessence field
我们用一个修正的Chaubergin气体状态方程$p=(\ga_{m}-1)ρ+\al\ga_{m}ρ^{-n}$描述了一个大制动奇异性，将这个晚期事件作为一个由能量动量张量得到的奇异的精粹模型，并着重讨论了奇异场的宇宙学行为及其动能和势能.在背景水平上，奇异场不会爆炸，而它的动能和势能在未来奇点附近都无限增长。我们评估的经典稳定性，这个背景下的解决方案，通过检查标量扰动的度量以及包括熵扰动的扰动压力。在牛顿规范中，引力场在奇点附近接近一个常数加上附加的正则项。当扰动奇异场与$\al>0$相关联时，扰动压力和对比度密度都发散，而扰动奇异场和奇异场速度的发散指数地趋于零。当扰动奇异场与$\al<0$相关联时，对比密度总是爆炸，但扰动压力可以保持有界。另外，在大制动奇点附近，扰动奇异场和奇异场速度的发散消失。我们还简要地看看奇异事件附近的内禀熵扰动的行为。
2016-02-22 astro-ph.CO gr-qc
Emergence of Fluctuations from a Tachyonic Big Bang
最近有人推测，坍缩宇宙的最终状态是一个超光速大坍缩。这一过程的时间逆转将是一个膨胀的宇宙从超光速大爆炸中出现。在这个框架下，我们研究宇宙学涨落的出现。特别地，我们比较了在快子相的末端的扰动的幅度与假设通常的真空初始条件下得到的结果。我们发现宇宙学涨落出现在热态。我们评论的关系，反普朗克问题的暴胀宇宙学。
2007-08-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Towards A Nonsingular Tachyonic Big Crunch
我们讨论了一个包含引力场、介子和闭弦快子的有效场论背景，并将这个背景耦合到基本弦和D弦气体中。考虑到Casimir类型的非零快子势的可能性，我们证明了获得一个非奇异的，静态快子凝聚相固定的快子的可能性。我们的解决方案的时间反演提供了一个候选的有效场论描述的Hagedorn阶段的弦气体宇宙学与固定的光子。
2007-06-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Tradeoff between Smoother and Sooner "Little Rip"
有暗能量模型可以预测“小裂缝”的发生。在小裂口点，哈勃率及其宇宙时间导数接近无穷大，这与大裂口奇点非常相似，只是前者发生在无限的未来，而后者发生在有限的宇宙时间;这两个事件都发生在未来和高能量。在大裂缝的情况下，紫外线和红外线效应的组合可以平滑其末日。因此，我们想知道是否也可以以类似的方式消除小裂缝。我们通过一个在体中引入高斯-邦纳项，在膜上引入诱导引力项的膜世界模型，讨论了广义相对论中的紫外和红外效应。我们发现，在这种情况下，小裂缝转化为一个突然的奇点，或“大刹车”。尽管大刹车比小裂缝更平滑，因为哈勃速率在事件发生时是有限的，但代价是它发生得更快，在有限的宇宙时间内。在我们的估计中，大刹车将发生在大约1300 Gyr。
2013-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological future singularities in massive gravity and massive bigravity
我们在大质量引力和最小大质量双引力理论的框架下研究了未来宇宙学奇点。在这方面，我们考虑有限时间未来奇点的可能类别，如突然，大撕裂，大冻结和大制动奇点在大规模的宇宙。在开放膨胀宇宙的dRGT模型中，我们得到了未来有限时刻的突然奇异性，这种奇异性一般不考虑任何特殊的现实状态方程，是不可避免的，并且除了流体密度外，所有的动力学物理量如压力都趋近于无穷大。为了完成我们的研究，我们在最小质量双引力理论的背景下寻找未来的宇宙学奇点，我们发现这个理论的宇宙学遭受突然和大刹车奇点，其中我们可以看到，模型的参数接近零，突然奇点可以被删除。
2022-01-26 gr-qc
Barotropic index w-singularities in cosmology
我们发现一个明确的宇宙模型，它允许一种特殊类型的宇宙奇点，我们称之为$w$ -奇点。这种奇异性具有有限的尺度因子，能量密度和压力为零，并且唯一的奇异行为出现在与时间相关的正压指数$w(t)$中。它不同于IV型宇宙学奇点，因为它不表现出哈勃参数的高阶导数的发散，也不同于大刹车，因为它不满足反Chaubergin气体状态方程。我们还发现了$w$ -奇点和大爆炸奇点之间有趣的对偶性。$w$ -奇点的物理例子出现在$f(R)$、标量场和膜宇宙学中。
2009-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting realization of cosmological singularities with variable vacuum energy
我们研究了空间平坦的弗里德曼-罗伯逊-沃克时空的相互作用暗物质-可变真空能量模型，重点关注宇宙学奇异性（例如\emph{big rip, big brake, big freeze}和\emph{ big separation}）以及晚期突然事件（\emph{infinite $γ$- singularity}和\emph{new w-singularity}）的出现。我们引入了一个唯象的相互作用，它具有非线性的依赖于总的能量密度的暗部门及其衍生物，精确地解决了源方程的模型，并找到了能量密度的比例因子的函数，以及在附近的奇异性的近似比例因子的时间依赖性。我们描述了这些奇点的主要特征，通过探索使它们成为可能的相互作用的类型以及它们附近的暗成分的行为。我们应用几何Tipler和Królak方法来确定奇点周围的类时测地线曲线的命运。我们还通过分析一些几何不变量如平方Riemann标量和Ricci标量中的主导项来探讨它们的强度。
2015-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The non-Abelian gauge theory of matrix big bangs
我们研究在经典和量子力学水平上的时间依赖杨米尔斯理论，一个通过广义的离散光锥量子化奇异均匀平面波。这个理论的非阿贝尔性质对于奇点附近的物理学是很重要的，至少就自由度的数量而言。我们将表明，四次相互作用总是subleading作为一个接近奇点，足够接近t=0的演变是由发散的快子质量项。向渐近平坦时空的演化也揭示了一些令人惊讶的特征。
2010-03-26 gr-qc hep-th
Cosmological Singularities and Quantum Particles
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；University of Bologna（博洛尼亚大学）；INFN, section of Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分部）
本文研究了在大爆炸-大收缩、大撕裂和大制动三种宇宙奇点附近描述量子粒子的可能性，通过推导狄拉克方程并选择合适的基函数参数化，发现对于这三种奇点，对应的二阶微分方程有两个非奇异解，从而可以构建费米子的福克空间，表明费米子有机会穿越这些奇点，而标量粒子则无法实现这一点。
2026-05-21 gr-qc hep-th
Cosmological perturbations through the big bang
已经提出了几种方案，其中原始扰动可能起源于量子真空涨落，其相位对应于大爆炸之前的坍缩阶段（在爱因斯坦框架中）。本文简要回顾了三种能在坍缩过程中产生标度不变谱的模型：（1）无压坍缩过程中的曲率扰动，（2）大爆炸前情形中的轴子场扰动，（3）多场爆炸坍缩过程中的快子场。在分离宇宙的图景中，人们可以推导出广义微扰方程来描述大尺度微扰通过半经典反弹的演化，假设一个大尺度极限，其中非均匀微扰可以用局部均匀斑块来描述。对于绝热扰动，在大尺度上存在守恒曲率扰动，而等曲率扰动可以通过大尺度上的非绝热压力扰动改变曲率扰动。不同的大尺度结构起源模型导致不同的观测预言，包括引力波和非高斯性。
2008-09-26 astro-ph gr-qc hep-th
Exotic singularities and spatially curved Loop Quantum Cosmology
我们利用一个足够普遍的唯象模型来研究$k = \pm 1$ Friedmann-Robertson-Walker模型和圈量子宇宙学在过去和未来的演化中各种奇异类空奇点的出现.我们强调的非平凡的作用所发挥的内在曲率为这些奇点和新的物理出现在普朗克尺度。我们证明了量子引力效应一般地解决了所有的强曲率奇点，包括大撕裂和大冻结奇点。当空间曲率为负时，弱奇异性，包括突然的和大的刹车奇异性被量子引力忽略，就像以前在空间平坦模型中发现的那样。有趣的是，对于空间封闭的模型，存在弱奇点可能在过去的演化中发生时被解决的情况。空间封闭模型表现出另一个新的特点。对于一类特殊的状态方程，这个模型还展示了圈量子宇宙学中的一个额外的物理分支，一个与父分支分离的婴儿宇宙。我们的分析将以前关于平坦模型中强曲率奇异性的分辨率获得的结果推广到具有非零空间曲率的各向同性时空。
2010-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Entanglement entropy at critical points of classical evolution in oscillatory and exotic singularity multiverse models
利用第三量子化理论，我们研究了在标准均匀各向同性宇宙学框架内成对宇宙的量子纠缠。特别是，我们调查纠缠量（熵，温度）周围的最大值，最小值和拐点的经典演化。从以前的作品的新颖之处是，我们展示了如何在扩展的minisuperspace参数化的尺度因子，此外，由无质量的标量场的纠缠变化。我们研究的纠缠量的宇宙经典表现出大爆炸和其他比大爆炸（异国情调）奇点，如大刹车，大冻结，大分离，和小撕裂。当考虑标量场时，我们发现纠缠熵在大爆炸奇点处是有限的，在膨胀的极大值或极小值处发散。对于奇异奇异模型，我们发现在所有的临界点和奇异点处的纠缠熵或温度要么是有限的，要么是无限的，但它永远不会消失。这表明，一对宇宙中的每一个都纠缠到了一定程度，纠缠量是衡量系统量子性的参数。除了von Neumann纠缠熵外，我们还检验了Tsallis和Renyi纠缠熵的行为，发现它们的行为与量子度的度量相似。最后，我们发现，纠缠熵和哈勃参数（经典的标志着宇宙演化的特殊点）之间的最佳拟合关系是对数形状，而不是多项式，因为人们可以最初预期的。
2020-09-29 gr-qc hep-th
k-essence and tachyons in brane-worlds
研究了定域在膜上的k-本质场随宇宙学时间线性演化的任意动力学函数，并考虑了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学中线性和非线性k-场的非典型k-本质模型.在前一种情况下，k场由一个逆二次多项式势驱动，解表现出几种不同的行为，包括宇宙的膨胀、收缩和弹跳，以及一个有限时间跨度的模型，其中一些以大崩溃或大撕裂结束。在后一种情况下，我们发现的潜力，并表明，非典型的k-本质模型是动态不完整的。特别地，通过选取扩展的快子动力学函数，分析了模型的高、低能极限，得到了近似幂律解。我们引入了一个负能量密度的快子场，并证明了宇宙在两个奇点之间演化。
2011-06-16 astro-ph.CO gr-qc
Phase Portraits of general f(T) Cosmology
我们使用动力系统方法来探索$f(T)$宇宙学的一般行为。与动力学分析的标准应用相反，我们提出了一种将方程转化为一维自治系统的方法，利用平坦FRW几何中的挠标量只是哈勃函数的函数的关键性质，因此场方程只包括它的一阶导数，因此，在一般的$f(T)$宇宙学方案中，每个量都只能用哈勃函数来表示。最大的优点是，对于一维系统，很容易构建相空间肖像，从而提取信息，并详细探索$f(T)$宇宙学的特征和可能的行为。我们利用相空间的肖像，我们表明，$f(T)$宇宙学可以描述宇宙的演化与观测一致，即从大爆炸奇点开始，演变到随后的热历史和物质的统治，进入后期的时间加速膨胀，并导致在遥远的未来的de Sitter阶段。然而，$f(T)$宇宙学可以呈现出丰富的一类更奇异的行为，如宇宙学的反弹和转向，幻影鸿沟交叉，大刹车和大紧缩，它可能会表现出各种各样的奇点，包括无害的II型和IV型奇点。我们研究了三个具体可行的$f(T)$模型的相空间，提供了一个完整的图片。此外，我们提出了一个新的$f(T)$引力模型，可以导致宇宙与观测一致，无微扰不稳定性，并应用Om（z）诊断测试，我们证实，它是在1 $σ$置信水平与SNIa，BAO和CMB数据的组合一致。
2018-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$\mathcal{R}^2$-corrected Tachyon Scalar Field Inflation, the ACT Data, and Phantom Transition
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Khazar University（哈扎尔大学）
本文研究了包含$\mathcal{R}^2$校正项的塔奇yon标量场膨胀模型，探讨其能否实现虚影分界线过渡，并与ACT数据相容。
2026-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Future soft singularities, Born-Infeld-like fields and particles
我们考虑宇宙演化的不同场景，其中存在时空几何中的奇点或某些非解析性，试图回答以下问题：当宇宙中存在一个选定的量子场接近奇点时，是否有可能保存某种粒子的概念？我们研究了具有不同类型拉格朗日量的标量场，给出了这些场在奇点附近的线性扰动的二阶微分方程。如果两个独立的解都是正则的，我们将量子粒子的真空态构造为相应变量的高斯函数。如果两个独立解中至少有一个解具有奇异渐近行为，则我们不能定义产生和湮灭算子，也不能构造真空。这意味着粒子的概念本身失去了意义。我们证明，在接近大撕裂奇点，粒子对应的幻影标量场驱动宇宙的演化必须消失，而其他领域的粒子仍然可以定义。在由具有特殊三角势的快子场描述的宇宙模型中，大制动奇点发生，我们看到（伪）快子粒子不通过这个奇点。在这个模型中加入一些尘埃，我们稍微改变了这个奇点的特性，快子粒子就存活了下来。最后，我们考虑了一个具有尖点势的标量场模型，其中出现了幻影分界线交叉。这里粒子在这个交叉点附近被很好地定义。
2020-07-21 gr-qc hep-th
Non-singular bounce transitions in the multiverse
根据经典GR，多重宇宙中的负能量（AdS）气泡终止于大紧缩奇点。然而，已经证明，基本理论可以解决这些奇异性，并用非奇异的反弹来代替它们。在这里，我们探索可能的动力学，这样的反弹使用一个简单的修改弗里德曼方程，这确保了标度因子反弹时，物质密度达到某个临界值$ρ_c$。这与一个简单的标量场“真空”相结合，其中不同真空之间的能量势垒与$ρ_c$相比很小。我们发现，反弹通常会导致过渡到另一个真空，标量场位移$Δϕ\sim 1$在普朗克单位。如果新的真空是AdS，我们会有另一次反弹，依此类推，直到场最终过渡到正能量（de Sitter）真空。我们还考虑了关于齐次解的扰动，并讨论了它们的一些放大机制（例如，快子不稳定性和参数共振）。对于一般的势函数，这些机制的效率要比慢卷膨胀模型的效率低得多。但这种放大仍然可能足够强大，导致气泡分裂成不同真空的马赛克。
2013-09-24 gr-qc hep-th
