Proper Size of the Visible Universe in FRW Metrics with Constant Spacetime Curvature
在本文中，我们继续研究弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）度规的基本基础及其在宇宙学中的应用，特别是解决这个问题：可见宇宙的适当大小是多少？有几种方法可以回答光的大小问题，尽管我们常常不完全理解光从最遥远的光源到达我们今天的实际距离。困难通常来自于坐标的不一致使用，或者对物理量的过度解释，例如所谓的真距离R（t）=a（t）r，用（不变的）共同移动半径r和万有展开因子a（t）来表示。在本文中，我们使用五个具有恒定时空曲率的非平凡FRW度量（即，静态FRW度规，但不包括Minkowski），以证明在从初始奇点开始膨胀的静态FRW时空中，今天的可见宇宙具有等于R_h（t_0/2）的适当大小，即，引力视界的年龄减半例外的是德西特和兰索斯，其内容已经预先存在的位置远离原点。在这样做，我们证实了早期的结果，显示了同样的现象，在广泛的宇宙学，包括LCDM，基于数值积分的零测地线方程通过FRW度量。
2013-05-31 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Affine ANEC selects the closed FRW branch for geodesically complete cosmology
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文研究了测地完整性、平均null能量条件(ANEC)和空间曲率在弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙学中的关系，证明了非静态平坦或开放FRW时空无法同时满足测地完整性和ANEC条件，而闭合FRW几何则可以支持非奇异、测地完整的宇宙。
2026-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbation of FRW Spacetime in NP Formalism
FRW时空的微扰是在NP形式下进行的。控制标量、矢量和张量模式的方程呈现出非常简单和透明的形式。所有这些都可以结合在一个主方程的所有螺旋度。封闭、平坦和开放FRW的解是相同函数的解析延拓，因此仅描述封闭模型中的解。标量方程与共形耦合无质量Klein-Gordon场的方程相同，矢量方程与麦克斯韦方程组相同，张量方程适用于自旋为2的场。确定了相应的本征函数，特别是求解了格林函数和Lienard-Wiechert型势。这些解可简化为平坦空间中常见的形式。
2013-11-17 astro-ph.CO
Open FRW universes and self-acceleration from nonlinear massive gravity
在最近提出的具有Lorentz不变质量项的非线性大质量引力的背景下，我们研究了由任意物质源驱动的开放Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙.虽然最近发现平坦的FRW解是不存在的，但证明并没有延伸到开放宇宙。我们发现三个独立的分支解决方案的运动方程的施托克伯格标量。其中一个分支不允许任何非平凡的FRW宇宙学，就像前面的不通过结果一样。另一方面，其他两个分支都允许一般开放的FRW宇宙由弗里德曼方程与物质源，标准曲率项和一个有效的宇宙学常数$Λ_{\pm}=c_{\pm}m_g^2$。这里，$m_g$是引力子质量，+和-代表两个分支，$c_{\pm}$是由理论的两个无量纲参数决定的常数。由于一个开放的FRW宇宙具有足够小的曲率常数可以近似平坦的FRW宇宙，但没有完全平坦的FRW解，该理论在平坦的FRW极限处表现出不连续性。
2011-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dirac Field in FRW Spacetime: Current and Energy Momentum
研究了FRW时空中Dirac场的行为。求解相关方程以确定粒子和能量分布。角向和径向部分用雅可比多项式求解。仅对充满辐射的平坦空间，用已知函数解出了质量场的时间依赖性。在一般的FRW空间中，采用WKB方法进行近似求解。在这两个独立的解中，一个被发现随着宇宙的膨胀而衰减，而另一个解则在增长。这可能是局部粒子流的来源。研究了粒子数和能量密度的变化规律。它被发现，粒子安排自己的数量和密度分布模式，产生一个恒定的牛顿势所需的星系的平坦的旋转曲线。此外，密度对比度被发现与膨胀的增长。
2014-02-19 astro-ph.CO
Dynamical attractors in contracting spacetimes dominated by kinetically coupled scalar fields
我们提出了非微扰的数值相对论模拟缓慢收缩时空中的标量场驱动缓慢收缩耦合到第二个标量场通过指数非线性西格玛模型型动力学相互作用。这些模型很重要，因为它们可以产生一个几乎尺度不变的超哈勃密度波动光谱，与宇宙微波背景观测完全一致。我们表明，非线性演化迅速接近均匀的，各向同性的和平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）的几何形状为广泛的非均匀和各向异性的初始条件。最终，我们发现，动力学耦合导致演化偏离平坦的FRW并转向一个新的类似卡斯纳的稳定点，但一般来说，这发生在太长而与观测相关的时间尺度上。
2021-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The generalized second law of gravitational thermodynamics on the apparent and event horizons in FRW cosmology
研究了广义引力热力学第二定律在包含暗物质与暗能量相互作用的非平坦FRW宇宙中的视视界和事件视界上的有效性。我们证明了对于动力学视视界，广义第二定律在整个宇宙历史中对任何空间曲率总是满足的，并且它与相互作用暗能量模型的状态方程参数无关.而对于宇宙学事件视界，广义第二定律的有效性依赖于模型的状态方程参数。
2011-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cosmological Constant as a Function of Extrinsic Curvature and Spatial Curvature
本文假设当宇宙膨胀时，宇宙学常数也会发生变化。一般认为，宇宙学常数是尺度因子和哈勃常数的函数。根据ADM公式，对于FRW度量，非固有曲率$I$等于$-6H^{2}$，空间曲率$R$等于$6k/a^{2}$。因此我们假设宇宙学常数是外曲率和空间曲率的函数。我们在这些模型中研究了FRW宇宙的宇宙学演化。最后我们研究了两个能很好地拟合观测数据的特殊的暗能量模型。实际上，不变的宇宙学常数并不是必需的。如果宇宙膨胀时，宇宙学常数变化缓慢，并逐渐趋于常数，那么暗能量的观测数据也可以用这种理论很好地拟合。
2010-08-01 astro-ph.CO hep-th
Signatures of Spatial Curvature on Growth of Structures
我们在空间弯曲的FRW宇宙中写出了大质量粒子的Boltzmann方程，并求解了物质密度演化的近似视线解，包括空间曲率对一阶近似的影响。结果表明，空间曲率的存在会影响早期引力势的记忆。然后我们重新审视一般FRW背景下的光子波尔兹曼方程。使用它，我们展示了如何振荡的频率和阻尼因子（称为丝绸阻尼）的空间曲率的存在下发生变化。最后，在宇宙学扰动的流体力学区域中，利用修正的阻尼因子，得到了空间曲率对物质密度增长模式影响的解析解。
2020-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations in Massive Gravity and the Higuchi bound
在德西特时空中，由Higuchi束缚m^2 \geq 2 H^2所确定的自旋为2的场的质量存在一个绝对最小值。通过对宇宙学扰动进行哈密顿分析，我们在最近提出的具有FRW参考度规的大质量引力无鬼模型的背景下，将此约束推广到任意空间平坦的FRW几何。我们发现，绑定一般表明，空间平坦的FRW解决方案FRW大规模的重力，表现出Vainshtein机制的背景下所需的一致性与观测，意味着螺旋度零模式是一个鬼。与以前的工作相比，Higuchi约束和Vainshtein机制之间的张力同样强大，无论物质的状态方程如何。
2012-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On The Equivalence of the FRW Field Equations and those of Newtonian Cosmology
我们提出了一个简单的论点来解释为什么Friedmann-Robertson-Walker度规的场方程等价于牛顿宇宙学的场方程。通过传递到一个家庭的共形重标度FRW度量在适当的坐标的无限极限，我们揭示了牛顿的空间和时间。限制过程保留了爱因斯坦方程，这些方程可以直接从牛顿极限到标量曲率参数的确定来阐明。考虑FRW时空上共形不变的标量场方程，从牛顿理论出发，有效地恢复了爱因斯坦方程。我们接着研究与牛顿引力的嘉当公式有关的极限过程。
2014-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Baryogenesis via Hawking-like Radiation in the FRW Space-time
提出了一个基于粒子产生的FRW时空重子生成唯象模型。这项研究是我们提出的FRW时空中的类霍金辐射解释了早期宇宙的几个物理方面，包括通货膨胀的建议的延续。在这个模型中，我们研究的FRW时空之间的耦合，在里奇标量的衍生物的形式，和$B-L$电流，$J^μ _{B-L}$，这导致重子和反重子之间的不同的化学势，从而导致过量的重子反重子与正确的数量级。在这个模型中，重子不对称性的产生原则上发生在宇宙的整个历史中，从辐射阶段开始。然而，在实践中，几乎所有对重子不对称性的贡献都来自宇宙的开始，此后可以忽略不计。在我们的模型中有一个自由参数，它可以被解释为定义了未知的量子引力区域和我们的模型所涵盖的暴胀/重子生成区域之间的边界。当这个参数被调整到重子不对称性的观测值时，我们得到了一个比通常更高的能量标度，然而，鉴于BICEP 2和普朗克的结果，我们的暴胀模型可能与大统一理论的暴胀标度一致。此外，我们的模型提供了正确的温度的CMB光子在去耦时。
2015-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Noncommutative Double Scalar Fields in FRW Cosmology as Cosmical Oscillators
研究了FRW宇宙学中两个与曲率共形耦合的标量场所产生的相空间的非对易性效应。我们将微超空间的形变限制在标量场之间及其正则共轭动量之间的非对易性。通过对经典模型中变量随时间演化的数学性质和量子水平上宇宙波函数的数学性质的比较分析，对宇宙的演化规律进行了研究。我们发现，非对易性的引入使标量场的时间解具有更强的调谐能力，从而对宇宙演化有重要的意义。我们得到了动量扇区中的非对易参数是唯一对非对易效应负责的参数。标量场的非对易解的一个显著特点是它们可以用已知的谐振子来模拟，取决于空间曲率的值。即自由的，受迫的和阻尼的谐振子对应于平坦的，封闭的和开放的宇宙。在这方面，我们称它们为宇宙振子。在封闭宇宙中，当非对易参数较小时，宇宙振子具有与声音现象中常见的拍频效应类似的效应。非零常势的存在并不改变标量场的解，但改变了标量场的标度因子。波函数的良性解的一个有趣的特征是，只要对由非对易参数引起的常数进行给定的替换，其径向部分的函数形式与对易部分的函数形式相同。进一步，Noether定理被用来研究非交换性对交换框架下潜在对称性的影响。一般来说，在非对易情况下，平坦宇宙的六个Noether对称性中有两个保持不变，在非平坦宇宙中，三个Noether对称性中有一个保持不变。
2010-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Differing Manifestations of Spatial Curvature in Cosmological FRW Models
本研究发现宇宙学FRW模型中光子测地线与弗里德曼方程的空间曲率参数存在“曲率滑移”，多数据集联合分析验证了该现象，修正模型拟合效果优于标准ΛCDM模型，可能反映FRW度规与ΛCDM动力学的内在不一致。
2024-10-31 astro-ph.CO
FRW Cosmology in F(R,T) gravity
本文考虑一个挠率依赖于度规的引力理论，即$F(R,T)$引力，其中$R$是曲率标量，$T$是挠率标量.我们研究这样的理论的几何根。特别是我们从几何的角度给出了该模型的推导过程。然后我们给出了具有两个任意函数的$F(R,T)$引力的更一般形式，并给出了它的一些特殊情况。特别地，通常的$F(R)$和$F(T)$引力理论是$F(R,T)$引力的特例。在宇宙学的背景下，我们发现我们的新引力理论可以描述宇宙的加速膨胀。
2012-11-17 astro-ph.CO gr-qc
Weak field equations and generalized FRW cosmology on the tangent Lorentz bundle
研究了时空流形切向Lorentz丛$TM$上弱各向异性模型的场方程。通过引入局部各向异性的概念，即几何量对观测者$4-$速度的直接依赖性，考虑了广义相对论（GR）的几何扩展。在这种方法中，我们考虑$TM$上的一个度规是一个h-黎曼度规结构和一个弱各向异性扰动的和，得到了该模型的带附加项的场方程。同时，在类Finsler扩张的框架下研究了扩展Raychaudhuri方程.正则动量和质量壳方程也推广到它们的GR对应。量子化的质量壳层方程导致了一个推广的克莱因-戈登方程和色散关系的标量场。在这个模型中，宇宙的加速膨胀可以归因于几何学本身。通过引入各向异性标量场，建立了宇宙学反弹模型。此外，电磁场方程直接纳入这个框架。
2019-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Classification of the FRW universe with a cosmological constant and a perfect fluid of the equation of state $p = wρ$
系统地研究了耦合宇宙学常数$Λ$和具有状态方程$p=wρ$的理想流体的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙的演化，其中$p$和$ρ$分别表示流体的压力和能量密度，$w$是任意实常数.根据$w,\; Λ$的具体值和三维空间的曲率$k$，我们将所有的解分成不同的情况。在每一种情况下的演化的主要属性的详细信息，包括减速和/或加速的周期，以及大爆炸，大紧缩，和大撕裂奇点的存在。在某些情况下，标准教科书中出现的分类和解释错误已得到纠正。
2012-05-18 astro-ph.CO gr-qc physics.pop-ph
