Perturbations of a Universe Filled with Dust and Radiation
本文发展了一种研究充满尘埃和辐射的$k=0$ Friedmann宇宙学的一阶微扰方法。采用与扰动物质同动的坐标规范，在忽略辐射涡度的情况下，得到了度量扰动迹$h$和速度势$v$的一对耦合方程。一个向上截止的幂级数解的存在，使得无量纲时间$ξ$的大值的主导项与萨克斯和沃尔夫的尘埃解的相对增长项一致。
1995-11-13 gr-qc
Vorticity survival in magnetised Friedmann universes
本文用广义相对论方法研究了宇宙辐射期和尘埃期弱宇宙磁场对线性转动扰动的影响。这包括普通的运动学涡度，以及宇宙介质密度分布中的涡状不均匀性。我们的研究证实，磁场可以产生这两种类型的扰动，并表明它们的存在也有助于宇宙旋转生存更长的时间。在协议与以前的牛顿的研究，我们发现，在尘埃时代的涡度衰减慢于非磁化宇宙学。在均分之前，磁效应更加明显，因为它有助于上述旋转失真保持恒定的大小。总的来说，磁化宇宙似乎比无磁宇宙提供了更好的宇宙涡旋生存环境。
2014-05-07 astro-ph.CO gr-qc
On average properties of inhomogeneous fluids in general relativity I: dust cosmologies
对于充满无旋“尘埃”的广义相对论时空，导出了非均匀宇宙学“有效”膨胀因子$a_D (t)$的Friedmann方程的一般形式。与适用于各向同性宇宙学的标准弗里德曼方程相反，新方程包括了模型平均膨胀的不均匀性的“反反应效应”。还给出了“反作用”与平均标量曲率之间的普遍关系。对于平均空间标量曲率与$a_D^{-2}$成正比的宇宙学，可以找到控制一般域的膨胀定律，然而，正如一般方程所示，“反作用"在结构形成过程中产生平均曲率，即使从平均空间平坦的空间部分开始。
1999-12-27 astro-ph gr-qc
Possible wormholes in a Friedmann universe
研究闭合尘埃弗里德曼宇宙中可存在的演化虫洞，基于勒梅特-托尔曼-邦迪解及其推广，发现虫洞喉寿命远短于宇宙寿命，边界密度低于平均密度，并通过径向零测地线数值分析证明其可穿越性。
2023-09-06 astro-ph.CO gr-qc
Some remarks on the horizon in the dust cloud collapse
International Centre for Space and Cosmology, Ahmedabad University（阿默达巴德大学国际空间与宇宙学中心）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；National Centre for Energy Analysis（国家能源分析中心）
研究通过扩张函数探讨孤立尘埃云坍缩中的视界存在性，发现远离引力奇点区域存在视界，表明奇点被覆盖，但该方法在奇点附近可能受限。
2026-04-29 gr-qc
A remark on Brans-Dicke dust cosmological solutions with negative $ω$
分析Brans迪克解决方案的尘埃阶段，我们表明，为负值的$ω$，他们包含的情况下，显示初始的亚光速膨胀，随后的通货膨胀阶段。本文结合高红移超新星的观测结果以及年龄问题和结构形成问题讨论了这些解。我们建立这些解决方案与那些新兴的字符串有效的模型可能的连接。
2000-01-19 gr-qc
Complete solutions to the metric of spherically collapsing dust in an expanding spacetime with a cosmological constant
我们提出了半解析解的背景方程描述的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）度规以及齐次弗里德曼方程，在尘埃，曲率和宇宙学常数λ的存在下。对于所给出的任何解，都不需要进行任何数值积分。所有提出的解决方案给出的扩展和崩溃阶段，保持时间和半径的连续性。因此，这些解描述了膨胀宇宙中坍缩球形物体的完整时空。在附录中，为了完整起见，我们给出了辐射存在下弗里德曼方程的一个解，它只对罗伯逊-沃克度规有效。
2012-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Distance-redshift relation in an isotropic inhomogeneous universe: Spherically symmertic dust-shell universe
研究了球对称尘壳宇宙中的角直径距离与红移的关系。该模型在小尺度上具有很大的物质分布不均匀性。我们发现，如果我们设定一个“对称”的展开律和一个“对称”的平均密度场，这个关系与一个适当的Friedmann-Lemaitre（FL）模型的关系是一致的。这将支持平均化假设，即如果宇宙的平均密度场在大尺度上是均匀的，那么尽管密度场有小尺度的涨落，宇宙看起来就像一个FL模型。
1998-08-05 gr-qc
Bouncing Model in Brane World Theory
本文在具有类时额外维的膜世界理论框架下研究了封闭的Friedmann-Robertson-Walker宇宙的非线性动力学。在这种情况下，弗里德曼方程包含了由体膜相互作用产生的附加项，它为宇宙早期阶段的非奇异反弹提供了一个具体的模型。我们构造了一个由尘埃、辐射和宇宙学常数构成的非奇异宇宙学方案。相空间的结构显示了一个非奇异轨道与两个加速阶段，分离的平滑过渡对应的减速膨胀。给定观测参数，我们将这些阶段连接到原始加速阶段，到弗里德曼的软过渡（经典制度是有效的），以及到德西特加速阶段的优雅退出。
2013-01-22 gr-qc
Oscillating cosmological correlations in f(R) gravity
本文的目的是通过类薛定谔的Friedmann方程和由f（R）引力理论描述的修正的引力背景来研究宇宙的振荡行为。这样做的动机来自于在广义相对论的范围内描述时观察到的大尺度宇宙结构的周期性行为。对幂律f（R）模型中尘埃期的修正弗里德曼方程的分析，得到了宇宙波函数的不同行为。
2018-07-30 gr-qc
Remarks on a solvable cosmological model
在空间平坦的Robertson-Walker度规下，给出了具有宇宙学常数的爱因斯坦方程的精确解析解.这被解释为宇宙学弗里德曼模型的各向同性勒梅特型版本。最近发现的宇宙加速和宇宙暴胀模型理论的影响是在视图中。这个解决方案的一些性质指出作为一个结果的模型的数值研究。
2001-10-05 gr-qc
Spatially-Flat Robertson-Walker models with combined CDM and stiff matter sources and the corresponding thermodynamics
在本文中，我们考虑了一个空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙模型，燃料与刚性物质和尘埃，处理为非相互作用的理想流体源。通过求解相应的具有非零宇宙学常数的Friedmann方程，我们得到了标度函数和基本宇宙学参数。在热力学方法中，得到了状态方程的一般形式，以及能量密度和压力对温度的显式依赖关系。
2017-04-26 gr-qc
Distance-redshift relation in an isotropic inhomogeneous universe II: Spherically symmetric dust-shell universe
研究了球对称尘壳宇宙中的角直径距离与红移的关系。我们发现，如果我们设定一个“对称”的展开律和一个“对称”的平均密度场，这个关系与一个适当的Friedmann-Lemaitre（FL）模型的关系是一致的。这将支持平均化假设，即如果宇宙的平均密度场在大尺度上是均匀的，那么尽管密度场有小尺度的涨落，宇宙看起来就像一个FL模型。我们还研究了壳的固有质量与引力束缚物体质量之间的关系。结合距离-红移关系的结果，讨论了局域非均匀性对通过观测局域非均匀宇宙确定宇宙学参数的影响。
1999-11-24 gr-qc
Exact solution for a black hole embedded in a nonstatic dust-filled universe
本文研究了Lemaittre-Tolman-Bondi类的精确解，它是一种可能的嵌入在非静态尘埃宇宙中的类Schwarzschild黑洞模型，适用于三种类型的空间曲率.在随动坐标系下用质量函数法求解。它表明，空间的中心部分包含一个Schwarzschild类黑洞。由此产生的时空的R-T结构被建立。结果表明，该解决方案包括Schwarzschild和Friedmann解决方案作为其自然极限。分析了试验粒子的测地线方程。粒子的可观测速度的发现。测试粒子的轨迹是建立从同向和远距离观察者的角度来看。对于远距离观测者，结果与史瓦西图像在对称中心附近的二阶精度一致。
2018-10-19 gr-qc
On a remarkable electromagnetic field in the Einstein Universe
我们提出了爱因斯坦宇宙中麦克斯韦方程组的一个时间依赖的解决方案，其电场和磁场，所看到的固定的观察者，是对齐的$3$ -球$S^3$的克利福德平行线。闵可夫斯基的时空和（区域）的爱因斯坦圆柱体之间的共形等价，然后利用，以获得一个打结，有限的能量，辐射解决方案的麦克斯韦方程组在平坦的时空。我们还讨论了在扩展的封闭弗里德曼模型中类似的电磁场，并计算了这种配置的物质含量。
2017-05-22 gr-qc
Primordial dust universe in the Hořava-Lifshitz theory
本研究以Hořava-Lifshitz理论为引力框架，结合尘埃理想流体的FLRW宇宙模型，通过量子宇宙学方法推导惠勒-德威特方程，引入正则变换消除因子排序歧义，用WKB近似求解并分析宇宙诞生隧穿概率随尘埃能量及HL自由耦合常数的变化行为。
2024-03-08 gr-qc
MG13 Proceedings: A lattice Universe as a toy-model for inhomogeneous cosmology
我们简要报告以前发现的新的，近似的，解决爱因斯坦场方程，描述了一个立方晶格的球形质量。这个模型以一种令人满意的方式模拟了一个在小尺度上可以是强烈不均匀的宇宙，但在大尺度上是非常均匀的。作为场方程的结果，我们发现晶格宇宙的膨胀或收缩方式与一个充满具有相同平均密度的尘埃的弗里德曼宇宙的解相同。然而，对观测量的研究表明可能存在一个拟合问题，即从过去光锥观测量获得的弗里德曼模型与通过平滑宇宙物质含量获得的模型不匹配。
2013-03-01 gr-qc
Unitary evolution of the quantum universe with a Brown-Kuchar dust
本文用解析和数值方法研究了由Wheeler-DeWitt方程控制的空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙的波函数随时间的演化。为了在量子宇宙学中引入“时钟”，我们将Brown-Kuchar尘埃看作一个物质场，并采用Laplace-Beltrami算符序。哈密顿算子允许无穷多个自伴扩张，对应于minisuperspace中原点处的单参数边界条件族。对于边界条件中的任意扩张参数，波函数的演化都是幺正的，经典的初始奇异性被量子系统中的大反弹所取代。精确的波函数表明，宇宙空间体积的期望值在晚时服从经典时间演化，但方差发散。
2015-10-21 gr-qc
Relativistic cosmological perturbation scheme on a general background: scalar perturbations for irrotational dust
在标准的微扰方法和N体模拟中，不均匀性被描述为在预定义的背景宇宙学上演化，通常被认为是爱因斯坦场方程的各向同性解（Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学）。为了使物理意义，这种背景宇宙学必须提供一个合理的描述，有效的，即空间平均，结构不均匀性的演变，也在非线性制度。基于以下认识：（i）物质和几何形状的非均匀分布的平均值一般不是由广义相对论的均匀解给出的，以及（ii）FLRW宇宙学类在相关情况下不仅局部而且全局引力不稳定，我们在这里发展了一种微扰方法，它描述了在一般背景下的非均匀性的演化，该背景是由空间平均演化定义的方程这种物理背景与结构的形成相互作用。我们推导和讨论所产生的扰动方案的物质模型“无旋尘埃”的拉格朗日图片，限制我们的注意力标量扰动。
2012-05-10 gr-qc
Scalar-tensor cosmologies with dust matter in the general relativity limit
本文在一般标量-张量引力理论的框架下，考虑了当普通尘埃物质的能量密度超过标量势的能量密度时，在Jordan标架中任意耦合函数的平坦Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker宇宙学模型.受宇宙学观测的启发，我们在接近所谓的广义相对论极限的范围内采用了一种近似方案。随后的标量场和哈勃参数的非线性近似方程可以在宇宙学时间内解析求解。这使我们能够区分渐近收敛于广义相对论的理论，并得出一些关于这个极限附近的宇宙动力学的含义。
2011-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing universes and their perturbations: remarks on a toy model
Martin和Peter在文献[1]中研究了由标量场驱动的、空间封闭的、跳跃的Friedmann-Lemaitre宇宙，并得出结论：当宇宙经历跳跃时，其大尺度物质扰动的谱一般会发生改变。本文给出了这类模型中的标量场势的性质。
2004-06-16 astro-ph gr-qc hep-th
Spherical Domain Wall Collapse in a Dust Universe
为了阐明暴胀时代气泡成核的观测结果，我们分析了膨胀宇宙中球形畴壁的动力学。考虑球对称尘埃宇宙中具有张力$σ$的畴壁球壳的坍缩，该球壳最初被分离为壳内的开放Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙和壳外的Einstein-de Sitter宇宙.畴壁壳层由于张力而塌陷，并将尘埃流体扫过。坍缩后的宇宙变得不均匀，可以用勒梅特-托尔曼-邦迪模型来描述。我们构造的解决方案描述这个不均匀的宇宙，通过求解动力学方程从以色列的交界处的条件适用于这个系统。我们发现，在任何初始条件下，黑洞都是在畴壁坍缩后形成的，并且黑洞形成时的质量普遍由$M_{\rm BH}\simeq 17 σ/H_{\rm hc}$给出，其中$H_{\rm hc}$是当壳半径等于哈勃半径时的哈勃参数.我们还发现，尘埃流体分布$ρ\propto R^{3/2}$附近的中心区域的崩溃后，其中$R$的面积半径。这些特征将提供早期宇宙中产生的球形畴壁的可观测特征。
2015-05-13 gr-qc
FRW Universe Models in Conformally Flat Spacetime Coordinates. III: Universe models with positive spatial curvature
我们推导出共形平坦时空坐标描述的具有正空间曲率的宇宙模型的线元的一般表达式。展示了具有尘埃、辐射和真空能量的模型。讨论了粒子视界的存在性，证明了在正空间曲率的Friedmann-Robertson-Walker模型中使用共形时间时，在尘埃和辐射主导的宇宙中存在着空间、物质和能量的不断湮灭，在LIVE主导的宇宙中存在着不断的创生.本文给出了求彭罗斯图坐标的一般方法。我们还利用共形时间计算了一些宇宙模型的年龄和红移。
2011-03-24 gr-qc
The paradox of soft singularity crossing avoided by distributional cosmological quantities
一个充满反查伯金气体和尘埃物质混合物的平坦弗里德曼宇宙演化成未来的软奇点，尽管有无限的潮汐力，测地线仍然可以继续。在奇点中，反查伯金气体的压力发散，而其能量密度为零。然而，尘埃的能量密度并没有消失，哈勃参数也没有消失，这意味着如果它的演化是连续的，它将进一步膨胀。如果是这样，反查伯金气体的能量密度和压力将变得不明确，因此只允许收缩。巧合的是，在这个宇宙学模型中，宇宙必须同时膨胀和收缩。从分布意义上重新定义反Chaubergin气体可以避免这一悖论。然后哈勃参数可以被镜像到奇点处有一个跳跃，允许随后的收缩。通过这种修改，弗里德曼，Raychaudhuri和连续性方程的集合在奇点及其附近都得到了遵守。
2013-02-16 gr-qc
A canonical transformation and the tunneling probability for the birth of an asymptotically DeSitter universe with dust
本文研究了具有正宇宙学常数和一般理想流体的封闭Friedmann-Robertson-Walker模型的量子宇宙学描述。我们采用Schutz变分形式。如果使用比例因子和其正则共轭动量作为描述这些模型的几何扇区的相空间变量，则得到具有算子排序模糊性的Wheeler-DeWitt方程。为了避免这些模糊性和简化量子处理的模型，我们引入了新的相空间变量。我们明确证明了从旧变量集到新变量集的转换是规范的。为了证明上述正则变换简化了这些模型的量子处理，我们考虑一个理想流体是尘埃的特定模型。我们用Crank-Nicholson格式数值求解Wheeler-DeWitt方程，并确定初始波函数的时间演化。最后，我们将本模型的结果与另一个模型的结果进行比较，其中唯一的区别是存在辐射完美流体，而不是尘埃。
2009-03-23 gr-qc
Absolute Objects and Counterexamples: Jones-Geroch Dust, Torretti Constant Curvature, Tetrad-Spinor, and Scalar Density
James L.安德森分析了爱因斯坦引力理论的新颖之处，因为它缺乏“绝对对象”。迈克尔·弗里德曼的相关工作受到罗杰·琼斯和罗伯特·格罗赫的批评，因为他们难以置信地承认爱因斯坦理论中宇宙模型中尘埃的类时4速场是绝对的。使用罗森-索金拉格朗日乘数技巧，我完成安娜梅登斯的论点，这个问题并没有解决，禁止变化的绝对对象的行动原则。回顾安德森的“无关”变量的proscription，我推广到本地无关的变量，不工作，在某些模型的某些地方。这一举动证明了弗里德曼的直觉，并消除了琼斯-格罗赫反例：一些有灰尘的引力模型的某些区域是无尘的，因此自然缺乏类时4速度，因此与（1，0，0，0）的复纯等价被破坏了。Torretti的例子涉及常曲率空间被证明有一个绝对对象安德森的分析，即，共形空间度量密度。以前被忽视的威胁，一个绝对的对象从正交四元耦合旋量重力似乎可以解决消除不相关的领域。然而，根据安德森的定义，GTR本身有一个绝对的对象（正如罗伯特·格罗赫最近观察到的那样）：变量到共形度规密度和标量密度的变化表明后者是绝对的。
2006-02-28 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Remarks on (super-)accelerating cosmological models in general scalar-tensor gravity
我们考虑Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学模型的框架内的一般标量张量理论的重力（STG）与任意耦合函数，设置在约旦框架。首先，我们描述了正压物质流体和标量场势在任意空间曲率（平坦、球面、双曲）下相空间的一般性质。然后，我们解决的问题，在何种条件下，时代的加速和超加速膨胀是可能的STG。对于充满尘埃物质（和零势）的平坦模型，我们给出了标量场的耦合函数的一个必要条件，该条件必须满足才允许加速和超加速。这是通过一个具体的例子来说明。
2009-03-25 gr-qc
Is the cosmological singularity really unavoidable in general relativity?
在标准的广义相对论中的初始奇点问题是根据一种观点来处理的，这种观点认为爱因斯坦理论的这个公式和它的共形公式在物理上是等价的。我们表明，平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙和开放的充满尘埃和辐射的宇宙是奇异自由时，描述的广义相对论共形的正则一个公式。
2012-10-29 gr-qc
The Modification of the Oppenheimer and Snyder Collapsing Dust Ball to a Static Ball in Discrete Space-time
除了奇异性问题外，著名的Oppenheimer和Snyder解还存在两个缺陷：内部Friedmann时空不具有固有对称性，不能与外部Schwarzschild时空连通。所以这个解所描述的引力坍缩过程是值得怀疑的。这一缺陷与奇点问题一起，是由连续时空中的场论的不完善性造成的，而这种不完善性是用无限精度函数论来表示的。奥本海默和斯奈德尘埃球的时空结构被发现是离散的而不是连续的，为了描述离散时空中的场论，它需要一个具有有限精度的函数理论。基于实数域中定义的i阶实数及其等价类，将无限精度函数论推广到有限精度函数论.将爱因斯坦场方程表示为有限精度形式，将连续时空中坍缩的尘球解修正为离散时空中的静态球解。它解决了Oppenheimer和Snyder解的所有问题，并表明以Planck长度和Planck时间作为时空量子，通过时空离散化可以得到抵抗引力坍缩的机制。
2008-08-27 gr-qc
Unified dark energy from Chiral-Quintom model with a mixed potential in Friedmann--Lema\^ıtre--Robertson--Walker cosmology
本研究在FLRW宇宙学框架下提出含混合势的Chiral-Quintom双标量场暗能量模型，可描述加速宇宙、大撕裂等多种渐近宇宙学场景，实现暗能量的统一描述。
2023-08-21 gr-qc hep-th
FRW Universe Models in Conformally Flat Spacetime Coordinates. II: Universe models with negative and vanishing spatial curvature
我们推导了共形平坦时空坐标描述的具有负曲率和零曲率的宇宙模型的线元的一般表达式。给出了空Milne宇宙模型和含尘埃、辐射和真空能量的模型。讨论粒子视界的存在，我们表明，有连续创造的空间，物质和能量时，共形时间使用在弗里德曼-罗伯逊-沃克模型与负空间曲率。
2011-03-24 gr-qc
Cyclic Szekeres Universes
考虑了具有非均匀尘埃流体和均匀各向同性鬼物质源的Szekeres宇宙，其状态方程为$p_{g}=\left( γ-1\right) ρ_{g},$，其中$γ$为常数.场方程决定了两类时空，分别描述了均匀Kantowski-Sachs宇宙和非均匀Friedmann宇宙。爱因斯坦的幽灵场允许静态和循环解存在。用临界点分析方法研究了爱因斯坦方程静态解和循环解的稳定性。
2019-04-18 gr-qc
Some remarks about non-minimally coupled scalar field models
推广了标量-张量引力理论的共形（Einstein）框架下的平坦Friedmann-Lematre-Robertson-Walker模型的几个结果.考虑了具有任意正势和任意耦合函数的标量场。温和的假设下，这样的功能（可微类，奇异点，渐近线的数量等），以一种简单的方式，以描述相空间上的渐近结构。我们特别注意可能的缩放解决方案。数值证据证实我们的结果。
2014-10-12 gr-qc hep-th
Cosmic magnetic fields from velocity perturbations in the early Universe
我们表明，使用协变和规范不变的带电多流体微扰方案，速度扰动的物质占主导地位的尘埃Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）模型可以导致宇宙磁场的产生。此外，使用宇宙微波背景（CMB）的限制，有人认为，这些领域可以达到10^{-28}和10^{-29} G之间的发电机机制设置时的强度，使他们似乎种子场候选人。
2003-10-21 gr-qc
Friedmann cosmology with decaying vacuum density
在解决观测到的小宇宙学常数值与量子场论得到的大宇宙常数值之间不相容性的几个建议中，我们可以找到一个衰减真空能量密度的想法，它导致宇宙演化早期的高值变成现在观测到的小值。在本文中，我们考虑的真空密度的变化规律最近提出的Schutzhold的弯曲，膨胀的背景下，其特征在于真空密度成比例的哈勃参数的量子场估计的基础上。我们表明，在一个各向同性和均匀的，空间平坦的模型的上下文中，相应的解决方案保留了既定的标准宇宙学的功能，并且，此外，是根据所观察到的宇宙学参数。我们的方案提出了一个初始阶段占主导地位的辐射，其次是一个尘埃时代足够长的时间，以允许结构的形成，并由宇宙学项占主导地位的时代，这往往渐近地德西特宇宙。假设物质密度等于真空能量密度的一半，正如观测所建议的那样，我们得到宇宙年龄为Ht = 1.1，减速参数等于-1/2。
2005-03-09 astro-ph gr-qc
Regular Friedmann Universes and Matter Transformations
本文提出一种简单方法，为平坦弗里德曼宇宙构建非奇异模型，发现反弹存在要求标量场从标准动能项向幻影项转变，且势在转变点具有指数为2/3的尖点非解析性，并分析了演化稳定性。
2024-03-13 gr-qc hep-th
The paradox of soft singularity crossing and its resolution by distributional cosmological quantitities
一个平坦的弗里德曼宇宙的宇宙学模型充满了反查伯金气体和尘埃状物质的混合物，表现出未来的软奇点，其中反查伯金气体的压力发散（而其能量密度是有限的）。尽管有无穷大的潮汐力，测地线还是会通过奇点。由于尘埃成分，哈勃参数在遇到奇点时具有非零值，因此尘埃意味着进一步的膨胀。然而，随着持续膨胀，反查伯金气体的能量密度和压力将变得不明确，因此从反查伯金气体的观点来看，只允许收缩。巧合的是，在这个宇宙学模型中，宇宙必须同时膨胀和收缩。这显然不可能发生。我们通过重新定义反Chaubergin气体的分布意义上解决了这个悖论。然后，在奇点处的膨胀阶段之后可能会出现收缩，代价是哈勃参数的跳跃。虽然这种突然的变化是不常见的任何宇宙学的演变，我们明确表明，弗里德曼，Raychaudhuri和连续性方程组都服从在奇点及其附近。我们还证明了奇异空间超曲面满足Israel结条件。特别是，我们宣布并证明了一个更一般的形式的Lanczos方程。
2012-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Monte Carlo simulation of cosmologies with dust
具有尘埃和宇宙学常数的弗里德曼宇宙模型（$Λ$）的量子理论不能精确地解析求解。我们采用路径积分蒙特卡罗（PIMC）方法，以对应于尘埃场的物理哈密顿量为时钟，研究了它的量子动力学。我们研究（i）经典路径周围的量子涨落和（ii）制定类似的无边界和隧道的建议，并模拟基态波函数。对于$Λ< 0$，存在唯一的基态波函数。对于$Λ> 0$，物理哈密顿量没有下界，但传播子的路径积分在欧氏时间$T$的范围内收敛。研究了收敛传播子的性质。通过限制作用大于等于零的路径上的积分，可以使路径积分对所有$T$值收敛。我们将探讨这种选择的后果。
2020-09-04 gr-qc hep-th physics.comp-ph
The averaging problem on the past null cone in inhomogeneous dust cosmologies
宇宙学模型通常忽略小尺度下时空流形的复杂性质，以假设理想化的广义相对论解来描述宇宙的平均动力学。虽然这些解决方案在解释数据方面非常成功，但它们在宇宙学中引入了许多难题，因此它们的基本假设很重要。在本文中，我们超越了通常的宇宙学假设，并提出了一个形式主义的平均本地广义相对论时空观察者的过去零锥：我们制定的平均性能的光阵面，因为它们从宇宙发射器传播到观察者。能量-动量张量由一个无旋尘埃源和一个宇宙学常数组成--与晚期宇宙时代的$Λ$ CDM模型中的组件相同--但度规解并不被\emph{a priori}约束为局部均匀或各向同性。这通常使大尺度动力学通过\emph{backreaction}效应偏离简单的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker解。我们的形式主义量化这种偏离通过一个完全协变系统的面积平均方程的光阵面传播到一个观察者，它可以直接应用于分析和数值研究的宇宙观测。为此，我们制定了可观测量，包括有效角直径距离和宇宙学红移漂移的光阵面平均值，我们还讨论了这些观测量的反反应效应。
2022-12-28 gr-qc
On the magnetic evolution in Friedmann universes and the question of cosmic magnetogenesis
我们分析了原始磁场在空间平坦的弗里德曼宇宙的演变，并重新考虑的信念，通货膨胀后，这些领域的衰减在所有尺度上。在不放弃经典电磁学或标准宇宙学的前提下，我们证明了对于超视界大小的磁场，情况未必如此。这背后的原因是因果关系，它将后暴胀过程中的电流形成、电场消除和磁通冻结限制在视界内。因此，绝热磁衰变在超哈勃尺度上并不是先验保证的。相反，在暴胀之后，大尺度磁场服从幂律解，其中一种模式以比绝热模式慢的速率下降。这种缓慢衰减的模式是否能够主导和支配暴胀后的磁场演化取决于初始条件。这些是由膨胀期间场的演化以及从德西特阶段到再加热时代，然后到随后的辐射和尘埃时代的过渡性质决定的。我们讨论了两种替代和互补的方案，以说明宇宙磁场的初始条件的作用和影响。我们的主要主张是，磁场在暴胀后可以被超光速放大，只要它们保持在视界之外。这意味着暴胀产生的场可以达到与天体物理学相关的剩余强度，而不会脱离标准物理学。此外，使用相同的因果关系论点，人们可以限制（或在某些情况下帮助）原始磁场的非传统场景，这些场景在膨胀期间放大了它们的场。最后，我们表明，我们的结果自然延伸到边缘开放和边缘封闭的弗里德曼宇宙。
2016-12-21 astro-ph.CO gr-qc
A Dynamical System Analysis of Three Fluid cosmological Model
在Friedman-Robertson-Walker平坦时空中，考虑一个包含暗物质、暗能量和重子物质的三流体宇宙学模型，该模型以理想流体的形式存在，具有正压状态方程.暗物质以尘埃的形式存在，暗能量则由具有势$V(ϕ)$的标量场描述。通过对基本变量的适当重新定义，爱因斯坦场方程被简化为一个自治的动力系统。考虑标量场的指数势，得到了自治系统的临界点。最后分析了临界点的稳定性和宇宙学意义。
2015-12-22 gr-qc
Asymptotic analysis of perturbed dust cosmologies to second order
具有尘埃和正宇宙学常数的Friedmann-Lemaitre宇宙学的非线性扰动最近引起了人们的广泛关注。在本文中，我们的第一个目标是比较的一阶和二阶扰动的演变，确定其渐近行为在不断扩大的模型在后期。我们证明了在空间曲率K或正的宇宙学常数的存在下，密度微扰在一阶和二阶都接近一个有限的极限，但接近的速率依赖于模型，如果宇宙学常数为正，则尺度因子为幂律，如果为零，则为对数，且K<0.标量微扰一般包含一个增长模式和一个衰减模式。我们发现，有些令人惊讶的是，如果宇宙学常数是积极的衰减模式不会消失，即它的贡献在一个平等的立足点上的增长模式的密度扰动的渐近表达式。另一方面，爱因斯坦-德西特宇宙的未来渐近状态（其中宇宙学常数和空间曲率都为零）是完全不同的，如发散的密度扰动所示;此外，二阶微扰的发散比一阶微扰快，这表明爱因斯坦-德西特宇宙对微扰是不稳定的，并且扰动序列不朝向未来收敛。我们的结论是，空间曲率或宇宙学常数的存在稳定的扰动。我们的第二个目标是推导出一个显式表达式的二阶密度微扰，可用于研究的影响，包括一个宇宙学常数和空间曲率。
2013-03-19 gr-qc
Generation of exact solutions in cosmology on the basis of five-dimensional Projective Unified Field Theory
在五维投影统一场论的框架下，考虑了均匀各向同性的宇宙模型，其中引力由时空曲率和某种假设的标量场（σ场）描述。我们提出了一个生成方法获得精确解。找到了尘埃模型的新的精确类Friedmann解和暴胀解，在指数型暴胀的框架下，我们得到了为什么目前我们没有观测到σ场效应或为什么这些效应可以忽略不计的自然解释.
2003-11-27 gr-qc
The Universe as an Oscillator
我们把在量子引力中使用物质时间规范的思想应用到量子宇宙学中。对于具有尘埃和宇宙学常数$Λ$的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙，我们证明了动力学完全映射到尘埃-时间规范中的简谐振子.对于$Λ>0$，振荡器频率是虚的，对于$Λ<0$，振荡器频率是实的，对于$Λ=0$，宇宙是一个自由粒子。这一结果提供了（i）一个简单的证明，非微扰奇异性避免在量子引力的所有$Λ$，（ii）一个精确的洛伦兹哈特尔-霍金波函数，和（iii）给出了宇宙的年龄作为传播子的特征衰变时间。
2018-07-20 gr-qc hep-th
On spherical dust fluctuations: the exact vs. the perturbative approach
本文研究了LTB尘埃模型（有无$Λ$）的动力学与两种常见的宇宙学形式：基于度规的宇宙学扰动理论（CPT）和协变规范不变（GIC）微扰中尘埃微扰动力学之间的关系.为此目的，我们重铸的LTB模型的演变的协变和规范不变形式主义的本地和非本地的“精确波动“的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker（FLRW）的背景下定义的协变标量的适当平均。我们研究这些波动的性质，它可以被定义为一个封闭的共动域或渐近域扩展到整个时间片。特别地，非局部密度波动为“密度对比度“的概念提供了协变和精确的定义。我们表明，在它们的线性制度，这些LTB精确的波动（本地和非本地）是完全等价于传统的宇宙学扰动在CPT的同步共动规范和GIC扰动。作为一个直接的后果，我们展示了一个简单的形式的空间曲率扰动的时间不变性。本文的工作可能为广义相对论中尘埃源动力学的精确方法和微扰方法（线性或非线性）之间提供重要的理论联系。
2015-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Slowly rotating voids in cosmology
我们考虑一个时空，它由一个与几乎Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker（FLRW）尘埃宇宙分离的空洞组成，空洞被一个与宇宙尘埃共动的球对称的缓慢旋转的壳层隔开。我们以统一的方式对待所有类型的FLRW宇宙。度量表示在一个常数表征的角动量的壳，和参数化的壳的共动半径。将自转视为一阶摄动，计算了惯性系的拖曳以及遥远恒星在空洞内的视运动。最后，我们讨论，在原则上可测量的量，“马赫”的模型功能。
2000-06-15 astro-ph gr-qc
Post-Newtonian cosmological models
我们构建了一个框架来探讨非线性结构的形成对宇宙大尺度膨胀的影响。我们采用自下而上的方法来进行宇宙建模，将我们的宇宙分裂成细胞。每个细胞内的物质含量是由后牛顿形式主义。我们假设大部分的细胞是在附近的弱引力场，所以它可以用微扰闵可夫斯基度规来描述。我们的细胞是用以色列的连接条件拼凑在一起的。我们在这些细胞的边界上施加反射对称。这使我们能够计算细胞边界的运动方程，从而计算宇宙的膨胀率。在牛顿阶下，我们恢复了标准的类弗里德曼方程。在后牛顿阶，我们得到了宇宙大尺度膨胀的修正。我们的框架并不依赖于宇宙学中的平均过程。作为一个例子，我们使用这个框架来研究大量规则排列的点状质量的宇宙学演化。在牛顿阶下，类弗里德曼方程采取尘埃和空间曲率的形式。在后牛顿阶，我们得到了对尘埃项的修正，我们得到了一个额外的项，它的形式和辐射一样。类辐射项是爱因斯坦方程非线性的结果，是由于我们模型中存在的不均匀性。
2015-12-15 astro-ph.CO gr-qc
The spherically symmetric gravitational field
在考虑完美尘埃和宇宙学常数的情况下，对于空间分布平坦、时间同步的各向同性宇宙，找到了广义相对论方程组的一般解。史瓦西解、弗里德曼解和爱因斯坦-德西特解（以及它们之间的所有融合）都是所发现的通解的特例。找到了一种产生无穷多个类托尔曼解的方法，得到了充满辐射的膨胀宇宙中完美尘埃云球对称引力场的精确解。在充满辐射和非相对论性气体的膨胀宇宙中，得到了理想尘埃云球对称引力场的常微分方程组。本文得到了超相对论天体（超新星、类星体）爆炸球对称引力场的方程组。本文讨论了广义相对论中理想尘埃云的负密度问题。
2017-06-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological Backreaction in Spherical and Plane Symmetric Dust-Filled Space-Times
我们研究的实施Buchert的和绿色和Wald的平均形式主义在精确的球对称和平面对称的充满灰尘的宇宙模型。我们发现，给定一个宇宙时空，布歇特的平均计划给出了一个忠实的方式来解释大规模的空间膨胀，明确的条款，精确量化的行为预期从弗里德曼方程的均匀和各向同性的宇宙模型的偏差。另一方面，格林和瓦尔德形式主义似乎没有给出任何关于给定非均匀时空的大尺度性质的信息。相反，这种形式主义的目的是计算周围的一个给定的“背景”的几何形状的短波长波动的反向反应的影响。我们发现，在这种方法中推断的空间膨胀是完全依赖于这个背景的选择，这是不是唯一指定的任何给定的非均匀时空，并从小尺度结构的“反作用”在我们研究的每一种情况下消失。这似乎限制了格林和瓦尔德的形式主义在研究真实宇宙中大尺度膨胀的适用性，而真实宇宙也没有预先定义的背景。需要进一步的研究，以提高这些平均形式主义的评价和比较，并确定是否存在同样的困难，在不太理想化的时空几何。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc
CMB acoustic scale in the entropic-like accelerating universe
我们考虑了文献[4，5]中最近提出的熵加速宇宙的推广，并证明了它们的背景方程可以等价于一个具有常态参数$w_{X} = -1 + 2\, γ/3$的暗能量分量的模型，其中$γ$与Friedman方程中新项的系数有关。在讨论了任意$γ$的所有弗里德曼方程之后，我们展示了如何恢复尘埃和辐射的标准标度。与宇宙微波背景辐射各向异性的角功率谱图中的峰位置有关的声学尺度$\ell_A$也被计算出来，并得到严格的边界$|γ|\ll 1$。然后，我们认为，未来的数据可能能够区分这种模式从纯$Λ$ CDM（对应于$γ=0$）。
2011-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Global Future Stability of the FLRW Solutions to the Dust-Einstein System with a Positive Cosmological Constant
在类空柯西超曲面与T^3同构的情形下，研究了具有正宇宙学常数的尘埃-爱因斯坦系统的著名的Friedman-Lematre-Robertson-Walker（FLRW）解族的小扰动.这些解决方案模拟了一个安静的无压流体在一个动态的时空经历加速膨胀。我们证明了FLRW解在初始数据的小扰动下是非线性全局未来稳定的。我们的分析相对于一个谐波型坐标系，其中宇宙常数的结果在发展方程中的耗散项的存在。我们的结果推广了文献[38，44，42]的结果，其中对于状态方程p = c_s^2 ρ，0<c_s^2 <= 1/3的Euler-Einstein系统也证明了类似的结果.尘埃-爱因斯坦系统是欧拉-爱因斯坦系统，其中c_s=0。我们克服的主要困难是，与0 < c_s^2 <= 1/3的情况相比，尘埃的能量密度失去了一个可微度。由于尘埃-爱因斯坦方程是耦合的，这种可微性的损失为推导所有解变量的高阶导数的估计引入了新的障碍。为了解决这个困难，我们用一个精心选择的微分算子来交换方程，并推导出一系列椭圆估计，补充了[38，44]的能量估计。我们的分析的一个重要特征是，即使所有解变量的高阶导数的增长速度比0<c_s^2 <= 1/3的情况快得多，我们也能够接近我们的估计。我们的结果特别适用于小的紧凑的扰动消失的尘埃状态。
2013-11-06 gr-qc math.AP
What's the Matter in Cosmology?
几乎所有的宇宙模型都是从假设物质场可以被模拟为尘埃开始的。然而，在真实的宇宙中，物质聚集成致密的物体，这些物体被几乎空无一物的空间区域隔开。如果我们把这样一种物质分布看作是一种流体，在某种平均或粗粒度的意义上，那么就有许多问题必须回答。其中最基本的一个问题是，质量之间的相互作用能是否应该受到引力的影响。如果是这样的话，那么灰尘般的描述可能是不够的。然后，我们需要问，在宇宙学中，相互作用能应该如何计算，以及它们应该如何出现在控制宇宙大尺度行为的类弗里德曼方程中。我将讨论一些可能阐明这些问题的最新结果。
2015-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Tolman-Bondi collapse in scalar-tensor theories as a probe of gravitational memory
在引力常量变化的宇宙学模型中，还不清楚原始黑洞是否保持形成时期的$G$值。我们利用Tolman-Bondi模型研究了平坦Friedmann宇宙中尘埃坍缩形成黑洞时背景标量场的演化。假设标量场对度规的反作用可以忽略不计，我们发现在事件视界的标量场的值很快就呈现出背景宇宙学的值。这表明引力记忆非常少。
2002-10-08 astro-ph gr-qc
New Cosmological Solutions in Massive Gravity
我们发现了新的，简单的宇宙学解决方案与平面，开放和封闭的空间几何，相反，以前的智慧，只有开放的模型是允许的。度规和Stückelberg场被明确地给出，显示了在通常的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker坐标中Stückelberg的非平凡配置。该解决方案表现出自加速，而从鬼不稳定性。我们的解决方案可以容纳不均匀的尘埃崩溃所代表的Lemaintre-Tolman-Bondi度量以及。因此，我们的结果不仅可以用来描述均匀和各向同性的宇宙学，而且可以用来研究大质量引力下的引力坍缩。
2012-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
