Dimensional (In)dependence of Lorentzian Quantum Cosmology
RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS));Graduate School of Science and Engineering, Saitama University(埼玉大学理工学研究科);Osaka Central Advanced Mathematical Institute (OCAMI), Osaka Metropolitan University(大阪公立大学大阪中央高级数学研究所(OCAMI));Department of Physics, College of Humanities and Sciences, Nihon University(日本大学人文科学部物理学系);Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息研究中心);Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University(名古屋大学小林-益川粒子宇宙起源研究所)
本研究通过洛伦兹路径积分和Picard-Lefschetz理论,在德西特迷你超空间近似下研究D维时空的量子宇宙跃迁振幅,发现隧穿提议在三维、四维、五维及大D极限中普遍成立,表明基于爱因斯坦引力的量子宇宙学具有跨维度普适性。
2026-09-29 gr-qc hep-th
Quantum cosmology from quantum gravity condensates: cosmological variables and lattice-refined dynamics
在群场论凝聚态宇宙学的背景下,我们阐明了从微观量子引力自由度中提取宇宙学变量的方法。我们表明,第二量子化形式主义的一个重要含义是依赖于量子引力原子序数N(自旋网络顶点/基本单形数)的宇宙变量和方程。我们阐明了有效宇宙学方程与圈量子宇宙学的关系,圈量子宇宙学被理解为一个更基本的量子引力理论的有效(类似流体动力学)近似。通过这样做,我们提供了一个基本的基础,晶格细化的想法,显示的有效宇宙学连接N的依赖性,因此间接的比例因子。我们的结果为探索有效的宇宙动力学开辟了一个新的舞台,因为这在很大程度上取决于新的可观测N,它完全是量子引力的起源。
2014-11-10 gr-qc hep-th
Cosmology from an exponential dependence on the trace of the energy-momentum tensor -- Numerical approach and cosmological tests
本文利用能量动量张量迹的指数依赖性,给出了由$f(R,T)$引力得到的宇宙学方案。与应用到运动方程的数值方法,我们显示了几个精确的拟合和各自的宇宙学后果。作为一个完整的问题,我们还分析了宇宙学的情况下,这个新版本的$f(R,T)$是一个真正的标量场耦合。为了得到解析的宇宙学参数,我们对标量场的演化采用了慢滚近似。这种近似使我们能够推导出哈勃和减速参数,其时间演化描述了加速膨胀的实际阶段,并与我们的数值研究相印证。因此,分析参数揭示了在暴胀子场的存在下$f(R,T)$的这个提议的可行性。
2019-11-06 gr-qc hep-th physics.comp-ph
Tunneling decay rate in quantum cosmology
在正则量子宇宙学中,宇宙的波函数缺乏明确的时间依赖性。然而,时间演化可以通过半经典超空间变量隐含地存在,而这些变量本身在经典动力学中依赖于时间。本文将这种方法应用到Graham等人最近提出的振荡宇宙模型中,通过扩展该模型,使其包含一个无质量的、最小耦合的标量场$ϕ$,它对动力学的影响很小,但可以起到“时钟”的作用,我们确定了振荡宇宙的衰变率.
2015-03-02 gr-qc hep-th
Spherical steady accretion flows -- dependence on the cosmological constant, exact isothermal solutions and applications to cosmology
我们研究了在宇宙学常数存在下的球形、等温和多方稳态吸积模型。精确的解决方案被发现三类等温流体,假设测试气体近似。宇宙学常数抑制了质量吸积速率,并且--超过一定限度--完全停止了对黑洞的稳定吸积。在实验气体极限下,在AdS时空中发现了多方气体的“同宿型”吸积流。这些结果可以有宇宙学的内涵,通过嵌入到弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克时空局部结构的爱因斯坦-斯特劳斯空泡模型。特别是,人们推断,在彭罗斯宇宙演化方案的后期阶段,稳定的吸积将不存在,称为外尔曲率假设。
2013-09-05 gr-qc
On the Dependence of the Spectra of Fluctuations in Inflationary Cosmology on Trans-Planckian Physics
我们计算了暴胀宇宙学中度规涨落的功率谱,从初始条件开始,当波长等于某个临界长度$\ell_{_{\rm C}}$时,一模一模地施加这些初始条件,该临界长度对应于一个新的能量标度$M_{_{\rm C}}$,在这个新的能量标度下,trans-Planckian物理变得重要。在这种情况下,功率谱可能与通常框架中计算的功率谱不同(这相当于选择绝热真空状态)。结果的分数差异取决于膨胀期间哈勃膨胀率$H_{\rm inf}$与新能量标度$M_{_{\rm C}}$之间的比率$σ_0$。我们展示了如何以及为什么不同的选择的初始真空状态(源于不同的假设trans-Planckian物理)导致分数的差异,这取决于不同的权力的$σ_0$。正如我们所强调的,功率一般也取决于计算的是密度涨落的功率谱还是引力波的功率谱。
2003-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
On $iε$ Prescription in Cosmology
这是宇宙学中$iε$公式的一个技术性说明,其中我们考虑了德西特空间的庞加莱补丁中的自相互作用标量场,其哈密顿量具有显式的时间依赖性。我们使用路径积分和算子形式化来计算状态从渐近无穷远到$iε$处方的演化,即使在自由理论中也变得非平凡,并明确地显示了任意状态如何投影到真空中。我们建立,在微扰理论的$iε$处方可以实现在温伯格的换向器公式,只需插入$ε$相关的收敛因子,使振荡的时间积分在无穷大的意义。
2019-03-25 gr-qc hep-th
Signed Coordinate Invariance, invariant lagrangians and manifolds, the time problem in quantum cosmology, quantum space time, spacetimes and antispacetimes
本文通过引入非黎曼积分测度,将体积元的标准广义坐标不变性扩展到负雅可比行列式变换,实现了拉格朗日密度和积分流形的严格不变性,为量子宇宙学时间问题、量子时空及反时空状态识别提供了新框架。
2023-07-03 gr-qc hep-th
Gauge-invariance in one-loop quantum cosmology
研究单圈量子宇宙学中的规范不变性和规范依赖性问题。我们提出了一些边界条件应满足的要求,以便给出规范无关的路径积分。QED的情况下进行了详细的研究。本文概述了有界区域内引力场规范不变量子化的困难。
1995-09-09 gr-qc
Polymer representation of the Bianchi IX Cosmology in the Misner variables
我们在聚合物量子力学的框架下分析了比安基IX宇宙,在宇宙奇点附近同时考虑了半经典和纯量子效应。我们采用Misner变量来描述模型的动力学,同时应用聚合物范式的各向同性的(链接到宇宙体积)和两个各向异性的(表征物理引力自由度)。设置两个不同的截止尺度为两个不同的变量集,即几何体积和重力张量模式,我们演示了如何的半经典性质的Bianchi IX动力学是敏感的截止参数的比例。特别是,只有当与体积离散化相关的参数大于或等于各向异性之一时,半经典演化才会被证明是混乱的。关于混沌的情况下,我们进行了一个纯粹的量子聚合物分析,表明原来的Misner结果的存在的准经典状态附近的奇点(在这个意义上的高占领数)仍然是有效的,在修订后的方法,并能够占截止物理效应。与Misner的原始研究进行比较的可能性是可能的,因为奇点仍然存在于所有参数空间的宇宙学模型的半经典演化中。我们解释这一令人惊讶的功能的结果,几何体积离散化,这并不阻止体积消失,即恢复在Minisuperspace分析其零值。
2019-11-30 gr-qc
Unitarity, clock dependence and quantum recollapse in quantum cosmology
我们继续我们的量子宇宙学模型的分析,描述了一个平坦的Friedmann-Lemaittre-Robertson-Walker宇宙充满了(自由)无质量的标量场和任意的完美流体。对于标量和流体中的正能量密度,每个经典解都有一个奇异性,并膨胀到无限大体积。当量子化时,我们以关系的方式来看待宇宙动力学,使用一个自由度作为其他自由度的时钟。这个时钟的三个自然候选者是体积、与理想流体共轭的时间变量和标量场。我们以前已经表明,需要在“流体”时间的幺正演化导致在奇异性和通用的奇异性分辨率的边界条件,而在体积时间半经典状态遵循经典的奇异轨迹。在这里,我们分析了第三种选择,即把标量场当作时钟,发现与前面的情况有更大的不同:由幺正性引起的边界条件现在是无穷大。与奇点解析不同,这个理论的特点是宇宙在大体积下的量子涨落,就像帕夫斯基和阿什特卡尔在类似的背景下所展示的那样。我们用解析和数值方法说明了该理论的性质,表明不同的量子理论偏离或不偏离经典行为的方式直接来自于对不同时钟的酉性要求。我们认为,使用狄拉克量子化不会解决这个问题。我们的结果进一步说明了量子引力中的时间问题。
2022-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Weyl Invariance and Cosmology
宇宙演化方程的外尔不变形式主义制定考虑到可能的外尔异常。在二维附近,重整化的宇宙学项导致一个非定域的能量-动量张量和一个缓慢衰减的真空能量。自然地推广到四维意味着在长距离上对爱因斯坦场方程的量子修正。它提供了一个新的角度对时间的依赖性的耦合和自然的潜在深远影响的宇宙学常数问题,通货膨胀和暗能量。
2015-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Counter-example where cosmic time keeps its original role in quantum cosmology
在量子宇宙学的小超空间模型中,Wheeler-DeWitt(约束)方程中没有时间是导致普遍接受的结论的主要原因,即在量子宇宙学中不可能描述宇宙在宇宙时间(经典宇宙学中通常使用的时间)中的演化过程。我们表明,尽管在约束,在特定的情况下,平均的一些海森堡方程可以给出非平凡的额外信息,明确的时间依赖性的量子宇宙学中的某些动力学变量的期望值。这个想法在一个具有负宇宙学常数和尘埃作为引力源的高维模型中得到了明确的实现。当宇宙演化存在各向异性时,上述现象(即某些期望值的显式宇宙时间依赖性)出现了,我们发现了新的量子效应,它包括某些维度的“量子暴胀相”和其余维度的同时“量子紧缩收缩”。在这个量子“膨胀-收缩”过程中,宇宙“体积”的期望值保持不变。
2003-02-16 gr-qc
Quantum Hamilton-Jacobi cosmology and classical-quantum correlation
经典宇宙学中典型的时间演化是如何从量子宇宙学中产生的?这个问题的答案并不简单,因为惠勒-德威特方程与时间无关。在文献[1]中,我们提出了一个将量子哈密顿-雅可比与小超空间宇宙学模型联系起来的框架。在本文中,我们表明,时间依赖性和量子经典对应都自然出现在量子哈密顿-雅可比形式的量子力学应用于量子宇宙学。研究了物质为理想流体的均匀各向同性空间平坦早期宇宙的量子Hamilton-Jacobi宇宙学。经典宇宙学出现在一个普朗克时间,其线性尺寸约为几毫米,不需要任何经典的暴胀阶段之后,使其增长到目前的大小。
2017-03-27 gr-qc
Expansion-sensitive coupling of a local quantum system in de Sitter cosmology
University of Nottingham(诺丁汉大学);Instituto de Estructura de la Materia, IEM-CSIC(物质结构研究所,IEM-CSIC)
本文提出了一种在德西特宇宙中考虑宇宙膨胀影响的局部量子系统耦合方法,通过分析探测器响应发现新耦合增强了去激发峰,尤其对单模式探测器效果显著。
2025-12-22 gr-qc
Cosmology of Bianchi type-I metric using renormalization group approach for quantum gravity
我们研究了各向异性的Bianchi I型宇宙模型在后期的时间,考虑到量子引力修正的形式主义的精确重整化群流的有效平均作用的重力。考虑到牛顿常数$G$和宇宙学常数$Λ$的尺度依赖性,导出了宇宙演化方程.我们考虑了$G$和$Λ$在红外截止尺度下次高阶流动方程的解。利用Bianchi-I模型的Einstein方程中与尺度相关的$G$和$Λ$,我们得到了不同方向的尺度因子。结果表明,对于已知的类物质辐射,尺度因子最终演化为FLRW宇宙。然而,对于尘埃和硬物质,我们发现宇宙一般不需要演化到FLRW宇宙学,但也可以表现出卡斯纳类型的行为。
2020-02-10 gr-qc hep-th
Cosmology in $R^2$-gravity: Effects of a Higher Derivative Scalar Condensate Background
本文将$R^2$引力中的高阶导数标量时间晶体凝聚体作为宇宙学源,研究FLRW背景及其反作用,发现其可诱发早期减速阶段并在某些情形下避免减速参数奇点。
2024-08-08 gr-qc hep-th quant-ph
A Renormalization Group Approach to Relativistic Cosmology
我们讨论的平均假设默认在标准宇宙学。我们的方法是实现在一个“3+1”的形式主义和调用粗粒度的参数,提供和支持的实空间重整化群(RG)的方法。块变量的引入和递归关系写下来明确使我们能够表征相应的RG流。对于首阶,RG流由与三流形的几何学有关的Ricci-Hamilton方程提供。Ricci-Hamilton流的性质使得研究宇宙学模型的临界行为成为可能。这种临界性进行了讨论,有人认为,它可能与形成的片状结构在宇宙中。我们提供了一个明确的表达式的重整化哈勃常数和物质分布的尺度依赖性。结果表明,哈勃常数是由非平凡的尺度相关的剪切项的影响,而度规的空间各向异性显着影响的尺度依赖的物质分布。
1995-02-08 gr-qc
Quantum cosmology of 5D non-compactified Kaluza-Klein theory
研究了一个五维非紧化Kaluza-Klein理论的量子宇宙学,其中四维度规依赖于第五坐标$x^4\equiv l$ .这个模型有效地等价于一个四维非最小耦合的非线性场,除了在四维度规中额外的坐标依赖性在超曲面l=常数上产生的物质。我们表明,宇宙的Vilenkin波函数是更方便的这个模型,因为它预测了一个新诞生的4D宇宙上的$l\simeq0$常数超曲面。
2000-05-10 gr-qc
The redshift dependence of black hole mass distribution: Is it reliable for standard sirens cosmology?
由对不稳定超新星(PISN)过程设定的黑洞的质量上限可以通过提升质量与红移之间的简并度来推断引力波(GW)源的红移。然而,要使这项技术发挥作用,PISN的质量尺度必须是与红移无关的,或者至少有一个可预测的红移依赖性。我们发现,所观察到的PISN的质量尺度可以得到涂抹和PISN的质量尺度的位置很可能表现出强烈的红移依赖性,由于从一个恒星的形成和合并的两个黑洞和PISN质量尺度的金属依赖性之间的延迟时间的非零值的综合效应。由于延迟时间分布的未知形式,双黑洞(BBH)的PISN质量截止的红移依赖性不能很好地表征,并将表现出很大的变化,在红移的变化。因此,使用固定的PISN质量标度来从观测到的质量推断BBH的红移将是系统性的偏差。虽然这种不确定性对于LIGO-Virgo-KAGRA合作进行的第三次观测运行来说并不严重,但在未来,这种不确定性将导致从PISN质量标度推断的红移的系统误差。相应的系统误差将是未来利用该方法实现宇宙学参数百分之几精度测量的瓶颈。
2022-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Clocks and trajectories in quantum cosmology
我们考虑一个简单的宇宙学模型组成的一个空的Bianchi I宇宙,其哈密顿我们deparametrise提供一个自然的时钟变量。因此,该模型有效地描述了一个各向同性的宇宙与诱导时钟的剪切。量化这个模型,我们得到各种不同的可能的弹跳轨迹(半量子期望值相干态或获得的德布罗意-玻姆制定)和明确的时钟依赖性,特别强调的问题的对称性反弹。
2022-01-25 gr-qc
Effective State Metamorphosis in Semi-Classical Loop Quantum Cosmology
在短尺度下对几何密度行为的修正是圈量子宇宙学的一个关键结果,是非常早期宇宙中一个有趣现象的原因。我们证明了任意比例因子依赖的物质在哈密顿量中将这种变化纳入其有效动力学中的循环修改阶段。对于一般物质,状态方程在临界标度因子附近开始变化,在低于该标度因子时变为负值,违反了强能量条件。这为推广圈量子宇宙学中的各种唯象应用开辟了一条新的途径。我们表明,不同的方式来定义能量密度可能会产生根本不同的结果,特别是对于相应的经典尘埃的情况下。我们还讨论了在小尺度上修改几何密度引起的频率色散的影响。
2005-08-29 astro-ph gr-qc hep-th
Regional averaging and scaling in relativistic cosmology
平均非均匀宇宙学是最受关注的,因为宇宙学参数,如膨胀率或质量密度,被认为是体积平均量,只有这些可以与观测进行比较。由于这个原因,相关的参数本质上是尺度依赖的,人们希望控制这种依赖性,而不受非物理假设的限制。在后一方面,我们对比我们的方式来接近平均问题的平均牛顿模型的缺点相对论宇宙学。在此基础上,我们研究了黎曼三流形上标量函数的欧拉体积平均的尺度依赖性。我们提出了一个互补的观点拉格朗日平滑(张量)变量,而不是他们的欧拉平均空间域。这个程序是实现与帮助下的全球里奇变形流的度量。我们严格解释的起源的里奇流,启发式的理由,已经被建议作为一个可能的候选人平滑的宇宙时空的初始数据集。几何的平滑意味着平均空间变量的重正化。我们讨论的结果,有效的宇宙学参数,将被分配到平滑的宇宙时空。
2002-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Warm inflation in loop quantum cosmology: a model with a general dissipative coefficient
研究了圈量子宇宙学中耗散系数为$Γ=Γ_0(ϕ/ϕ_0) ^n(T/τ_0) ^m$的一般形式的温暴胀.在这种情况下,我们利用稳定性分析的方法,得到了圈量子宇宙学中存在温暴胀吸引子的条件。具体分析了耗散系数为$(m=0)$独立和$(m\neq0)$依赖于温度的两种情况。在后一种情况下,我们使用新的功率谱时,应考虑温度依赖性的耗散系数。我们发现,在$m>0$的情况下,热效应增强。与标准暴胀圈量子宇宙学一样,我们也得到了量子效应在宇宙微波背景(CMB)天空中留下微小印记的结论。
2013-02-01 gr-qc
On the measure problem in slow roll inflation and loop quantum cosmology
从圈量子宇宙学的角度考虑标准慢卷暴胀模型中的测度问题。根据Ashtekar和Sloan最近的结果,我们研究了有足够的e-折叠的概率,并专注于它对量子引力标度的依赖性,包括理论向恢复广义相对论(GR)的极限的过渡。与标准预期相反,当接近GR极限时,足够通货膨胀的概率(在LQC中接近1)会增长并趋于1。我们研究了这些结果与吉本斯和Turok的结果之间的紧张关系的起源,并提供了一个解释,使这些明显矛盾的结果成为一个连贯的画面。正如我们所示,相互矛盾的结果源于不同的选择初始条件的概率计算。圈量子宇宙学的无奇点方案提供了一个自然的初始条件选择,并表明足够的暴胀是通用的。
2011-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology, Oscillating Physics and Oscilllating Biology
最近的研究表明,银河系的一维极区分布具有明显的规律性和超相关性,其特征尺度为128 $h^{-1}$ Mpc。这种明显的空间周期性可以很自然地用引力常量$G$的时间振荡来解释。另一方面,双壳类和珊瑚礁的周期性生长特征似乎显示出每年天数的时间依赖性中的周期性成分。在这封信中,我们表明,具有相似周期和振幅的时间振荡引力常量可以解释这种特征。
1993-05-07 gr-qc
Cosmology of the Planck Era from a Renormalization Group for Quantum Gravity
在考虑量子引力效应的情况下,研究了经典爱因斯坦方程成立之前普朗克时代的均匀和各向同性宇宙学。本文改进了重整化群的宇宙演化方程,使之包括牛顿常数和由引力有效平均作用量流方程给出的宇宙学常数的标度关系。有人认为,普朗克制度可以可靠地在这个框架中,因为重力被发现成为渐近自由在短距离。宇宙初始奇点之后的时间由改进方程的吸引子解描述,它是紫外吸引重整化群不动点的直接表现。结果表明,极早期宇宙中的量子引力效应可能解决标准宇宙学中的视界和平坦性问题,并产生无标度的原始密度涨落谱。
2001-06-15 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmology In Terms Of The Deceleration Parameter. Part II
七十年代早期,艾伦·桑德奇(Alan Sandage)将宇宙学定义为寻找两个数字:哈勃参数${{H}_{0}}$和减速参数${{q}_{0}}$。两个基本宇宙学参数中的第一个(哈勃参数)描述了比例因子与时间的线性关系。把宇宙当作一个动力学系统,很自然地会假设它是非线性的:事实上,线性只不过是近似,而非线性代表了一般情况。很明显,未来的宇宙模型必须考虑到其演化的不同方面。一旦标度因子成为唯一的动力学变量,决定其时间依赖性的量就必须基本上存在于宇宙演化的各个方面。宇宙学演化的基本特征,包括静态和动态的,可以用参数${{H}_{0}}$和${{q}_{0}}$来表示。正是这些参数(以及标度因子的更高的时间导数)使我们能够构建宇宙膨胀的独立于模型的运动学。标度因子的时间依赖性反映了宇宙历史上的主要事件。此外,减速参数决定了哈勃球体的膨胀率,并决定了可观测星系数变化的动力学:根据减速参数的符号,这个数字要么增长(在减速膨胀的情况下),要么我们将在宇宙中保持绝对孤独(如果膨胀加速)。该报告的预期目的反映在其标题-“从减速参数看宇宙学”。我们想表明,实际上宇宙演化的任何方面都与减速参数紧密相关。这是报告的第二部分。第一部分见这里http://arxiv.org/abs/1502.00811
2015-06-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cuscuta-Galileon cosmology: Dynamics, gravitational "constant"s and the Hubble Constant
我们讨论宇宙学的基础上库斯库塔-伽利略引力理论,它只保留两个自由度。虽然不存在额外的自由度,但引入标量场的势改变了动力学。标量场完全由物质场决定。以指数势为例,讨论了宇宙动力学。在有效弗里德曼方程中出现的引力“常数”$G_{\rm F}$变为与时间有关。我们还介绍了如何构建一个潜在的,当我们知道的哈勃参数的演变。当我们假设背景演化为$Λ$ CDM宇宙学时,我们发现了潜在的形式。然后,我们分析的密度扰动,该方程的特点是只有一个变化的引力“常数”$G_{\rm eff}$,这也成为时间依赖性。从大爆炸核合成的约束和引力常量时变的约束等观测约束出发,对模型中的参数进行了约束。考虑到有效弗里德曼方程中引力常量的时间依赖性,我们可能有机会解释哈勃张力问题。
2022-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gaussian state for the bouncing quantum cosmology
我们给出了高斯态在宇宙量子反弹中的传播结果。将圈量子宇宙学的约化相空间量子化应用于具有自由无质量标量场的Friedman-Robertson-Walker宇宙。研究了正则变量的量子矩的演化。协方差是一个单调的函数,因此它可以作为一个具有量子起源的演化参数。我们表明,高斯态的宇宙是最小的量子在反弹。我们建议解释这个反直观的功能使用熵的压缩。所得熵的时间依赖性与基于混合态冯诺伊曼熵的定性预测一致。我们发现,对于所考虑的高斯态,半经典性在整个反弹过程中保持不变,因此不存在宇宙遗忘。
2012-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Partial rip scenario - a cosmology with a growing cosmological term
一个宇宙学与不断增长的宇宙学项被认为是。如果真空和物质成分之间没有能量交换,广义协方差的要求意味着引力常量$G$的时间依赖性。不管宇宙学项增长的确切函数形式如何,宇宙都以一个具有恒定渐近$Λ$但消失$G$的德西特状态结束。虽然在有限时间内没有尺度因子的发散,例如在“大撕裂”的情况下,引力束缚的系统最终会变得不受束缚。在由非重力约束的系统的情况下,不存在解约束效应,因为渐近$Λ$不足以大到干扰这些系统。
2004-05-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Bouncing and inflationary dynamics in quantum cosmology in the de Broglie-Bohm interpretation
该研究在德布罗意-玻姆诠释框架下探究平坦FRW宇宙的量子宇宙学,得到刚性物质量子反弹解,分析暴胀动力学对反弹参数的依赖并结合宇宙学观测给出参数约束。
2023-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology In Terms Of The Deceleration Parameter. Part I
七十年代早期,艾伦·桑德奇(Alan Sandage)将宇宙学定义为寻找两个数字:哈勃参数${{H}_{0}}$和减速参数${{q}_{0}}$。两个基本宇宙学参数中的第一个(哈勃参数)描述了比例因子与时间的线性关系。把宇宙当作一个动力学系统,很自然地会假设它是非线性的:事实上,线性只不过是近似,而非线性代表了一般情况。很明显,未来的宇宙模型必须考虑到其演化的不同方面。一旦标度因子成为唯一的动力学变量,决定其时间依赖性的量就必须基本上存在于宇宙演化的各个方面。宇宙学演化的基本特征,包括静态和动态的,可以用参数${{H}_{0}}$和${{q}_{0}}$来表示。正是这些参数(以及标度因子的更高的时间导数)使我们能够构建宇宙膨胀的独立于模型的运动学。标度因子的时间依赖性反映了宇宙历史上的主要事件。此外,减速参数决定了哈勃球体的膨胀率,并决定了可观测星系数变化的动力学:根据减速参数的符号,这个数字要么增长(在减速膨胀的情况下),要么我们将在宇宙中保持绝对孤独(如果膨胀加速)。该报告的预期目的反映在其标题中--“减速参数方面的宇宙学”。我们想表明,实际上宇宙演化的任何方面都与减速参数紧密相关。
2015-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relativity of spatial scale and of the Hubble flow: The logical foundations of relativity and cosmology
形式化的逻辑依赖性的物理量的物质参照物的规模,我表明,哈勃定律和宇宙学常数实际上是完全复制的空间收缩的参照物在地球上的本地,和先锋异常是无可辩驳的迹象表明,这是这种情况。形式主义从字面上体现了费曼的“热板”模型,可以预见地产生相对论假设的逻辑推导,重要的是,它足以证明广义相对论和量子力学内在的逻辑一致性,我已经分别证明了它们的基础从根本上是计算的。我进一步表明,我们的参照物的空间收缩也占了相当多的行星和地质数据无法解释的标准模型,并预测哈勃流出现不同或完全不存在于深空平台,这取决于当地的物理。
2000-05-04 gr-qc
FLRW Cosmology with Horava-Lifshitz Gravity: Impacts of Equations of State
受到凝聚态量子临界现象的Lifshitz理论的启发,Horava提出了一个在紫外光中具有各向异性标度的量子引力理论。在Horava-Lifshitz引力(HLG)中,我们研究了六种状态方程对哈勃参数和标度因子等宇宙学参数演化的影响。比较了广义相对论引力与HLG在详细平衡条件和无细致平衡条件下的引力,发现了显著的差别,同时也观察到奇异和非奇异大爆炸对物态方程的显著依赖性。我们的结论是,HLG解释了早期宇宙中的各个时期,并可能能够再现整个宇宙历史与单一的大爆炸。
2017-02-27 gr-qc
Polymer Quantization of the Isotropic Universe: comparison with the Bounce of Loop Quantum Cosmology
我们实现聚合物量子力学的哈密顿制定的各向同性宇宙在这两个代表性的标准Ashtekar-Barbero-Immirzi连接和一个新的广义坐标共轭的宇宙体积。由此产生的动力学是一个弹跳宇宙学;当量子化类体积变量时,大弹跳是宇宙学动力学的内在截止,而当使用标准连接时,弹跳密度结果取决于准备好的波包的初始条件。然后,我们比较所产生的反弹的性质与出现在圈量子宇宙学,其中的依赖性的临界密度的初始条件时,最小面积本征值是实施在一个共动表示,而不是物理的。我们的结论是,如果一方面,考虑到Ashtekar-Barbero-Immirzi连接在整个圈量子引力中所具有的特权SU(2)特征,更可取的方案应该是一个密度取决于初始条件的大反弹,另一方面,在聚合物宇宙学的背景下证明的等价性可能是一个有利于环量子宇宙学改进方案可行性的暗示,尽管它不是通过特权变量集来表达的。
2021-11-03 gr-qc
A note on cosmology in a brane model
我们研究了在四维膜上有物质、辐射和宇宙学常数而在体中没有物质的五维模型中的宇宙学的某些方面。模型的作用量在膜上不包含显式的曲率项。我们得到的广义弗里德曼方程的解作为尺度$b^2 = \frac{μM^2_{pl}}{M^3}$的无量纲比的函数($μ$是在翘曲因子的5维度量,这是采取的顺序$10^{3÷4}GeV$,$M\geqμ$是$5D$的基本尺度)。我们假设在4D和5D尺度之间存在层次结构。对于$b^2 =O(1)$,宇宙的年龄被发现是相当的,但低于目前的实验值,对于$b^2\gg 1$,它被获得比实验范围小得多。由于5D模型中宇宙温度的时间依赖性与标准宇宙学中的不同,原始核合成中产生的${}^4$ He的丰度比标准宇宙学中的高出约3倍。
2007-03-27 astro-ph gr-qc
Time in Cosmology
宇宙学中的时间概念是通过对宇宙中发生的辐射过程的跃迁矩阵元的检查来揭示的。首先,在经典物理学中,时间的概念是根据描述一个过程的一系列配置与称为时钟的标准轨迹之间的相关性来描述的。总能量是一个固定的孤立系。这与宇宙学有关,因为宇宙是一个孤立系,我们认为它是均匀的和各向同性的。此外,由于时间的重新参数化不变性所产生的约束,它的总能量为零。因此,标度因子的动量由物质的能量决定。在量子理论中,这是通过对标度因子的波函数使用WKB近似来利用的,对于大宇宙来说是合理的。然后,形式主义产生了描述物质过程的矩阵元。这些被示出采取通常的时间依赖性的量子振幅的形式,其中的时间依赖性是由一个背景,这是再一次固定的总能量的物质。
1999-02-05 gr-qc
Matter seen at many scales and the geometry of averaging in relativistic cosmology
本文研究了黎曼三流形上标量函数的欧拉体积平均的尺度依赖性。我们提出了一个互补的观点拉格朗日缩放的变量,而不是他们的欧拉平均空间域。这个程序严格地解释了度规的里奇变形流的起源,在启发式的基础上,这种变形流已经被认为是宇宙时空初始数据集平均化的可能候选者。
2001-01-17 gr-qc math-ph math.MP
Non-singular Power-law and Assisted inflation in Loop Quantum Cosmology
我们研究了圈量子宇宙学中具有指数势的单个和多个标量场的动力学,导致幂律和辅助暴胀。与经典理论不同,圈量子宇宙学中的动力学轨道一般是非奇异的,在普朗克区域中,大反弹取代了经典大爆炸。反弹后,经过一个阶段的超级通货膨胀,动力学轨迹演变的经典吸引子的通货膨胀的情况。取决于初始条件,反弹示出发生在动力学以及潜在的占主导地位的政权。我们分析了由超膨胀阶段产生的e-折叠的数量,并找到了最大可能的e-折叠数量对反弹时的状态方程和势的陡度的依赖性。我们发现,如果势不是陡峭的,这个阶段可以导致大量的幂律暴胀的e折叠。对于辅助暴胀场景,字段数量的增加可以在超级暴胀期间产生e折叠数量的显著增加。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc
Binary black holes population and cosmology in new lights: Signature of PISN mass and formation channel in GWTC-3
本研究利用GWTC-3联合分析双黑洞质量分布与并合率演化,发现短延迟偏好及与金属丰度相关的PISN质量峰证据。
2023-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum Oscillations Can Prevent the Big Bang Singularity in an Einstein-Dirac Cosmology
我们考虑一个空间均匀各向同性的狄拉克粒子系统与经典引力耦合。尘埃和辐射主导的封闭Friedmann-Robertson-Walker时空恢复为极限情况。我们发现一种机制,狄拉克波函数的量子振荡可以防止大爆炸或大紧缩奇点的形成。因此,在大坍缩之前,宇宙的坍缩被量子效应阻止,并逆转为膨胀,因此宇宙打开进入经典行为的新时代。给出了这种时空的数值例子,并讨论了对各种参数的依赖关系。一般来说,在有限数量的周期之后,会有一个崩溃。通过微调参数,我们构造了一个时空的例子,它是时间周期的,因此经历了无限多的收缩和膨胀循环。
2011-01-10 gr-qc math-ph math.MP