Bouncing cosmologies via modified gravity in the ADM formalism: Application to Loop Quantum Cosmology
我们认为ADM形式主义作为一种工具来建立弹跳宇宙学。在这种方法中，时空的叶理必须是固定的，以便超越广义相对论对引力扇区的修正。一旦我们根据外尔假设的精神基于宇宙的物质含量选择的优选切片已经固定，依赖于切片的外在和内在曲率的$f$理论对于保留叶理的所有参考系是协变的，即，对于所有这些观测器，约束和动力学方程具有相同的形式。此外，选择多值$f$函数，弹跳背景以自然的方式出现。事实上，最简单的是对应于完整性校正的圈量子宇宙学。这项工作的最终目标是提供微扰方程，不同于完整的方程，在这个理论中成为规范不变的，并将它们应用到所谓的物质反弹的情况下。
2018-02-22 gr-qc
Fermion Production in Bouncing Cosmologies
我们解决的问题，费米子粒子创建宇宙学反弹模型由广义相对论，但反弹本身发生由于量子效应。如果反弹的能量尺度不是非常接近普朗克能量，那么惠勒-德威特方法可以用来提供合理的无奇点背景模型，在费米子演化的膨胀阶段之前有一个收缩阶段。所考虑的费米子场是大质量的，中性的，与引力的耦合最小。我们特别感兴趣的中微子，中子和重中微子的理论超越粒子物理学的标准模型的动机。本文对一个含有辐射和无压流体的弹跳模型进行了数值分析。结果表明，费米子的产生是非常小的，没有反反应，除非费米子是非常重的质量高达$10^9$ GeV。因此，在这样的弹跳模型中，关于重子生成的研究应该超越这里所考虑的引力和费米子场之间的最小耦合，或者假设这样的重费米子的存在作为起点。
2018-07-16 gr-qc
Bouncing Cosmologies: Progress and Problems
本文综述了弹跳宇宙学作为宇宙学暴胀的替代物的地位，它提供了对极早期宇宙的描述，也是当今观测到的宇宙学扰动的来源。我们专注于考虑弹跳宇宙学的动机，在这些模型中的波动的起源，以及各种实现所面临的挑战。
2016-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correction to Lagrangian for Bouncing Cosmologies in $f(Q)$ Gravity
本文在修正对称远平行引力中，通过重构技术为多种反弹宇宙学解建立拉格朗日量，发现额外项可修正广义相对论并呈现反弹宇宙学。
2023-06-28 gr-qc
Quantum Circuit Complexity as a Measure of Particle Creation in Bouncing Cosmologies
Department of Science and Technology, Nampong Pattanasuksa Ratchamangklapisek School（Nampong Pattanasuksa Ratchamangklapisek 学校科学与技术系）
利用Lewis-Riesenfeld不变量方法，非微扰地研究了反弹宇宙背景中标量场的量子电路复杂度演化，发现复杂度在反弹点有限，且反弹后的增长与粒子产生强相关，其中“啁啾”贡献作为几何记忆量化了粒子产生的信息代价。
2026-06-03 gr-qc
A class of regular bouncing cosmologies
本文构造了一类具有跳跃解的处处正则几何西格玛模型。准确地说，我表明，每一个反弹度量可以这样一个模型的解决方案。我以前试图用一个标量场来做这件事，但由于在反弹附近出现了有害的奇点而失败了。本文利用四个标量场构造了一类无奇点的几何西格玛模型。类中的模型由其背景几何参数化。我证明，无论背景是选择，其小扰动的动态是经典稳定的整个时间轴上。与人们从初始拉格朗日量的结构所期望的相反，发现背景涨落的物理携带2个张量、2个矢量和2个标量自由度。引力子的质量，自然出现在这些模型中，被证明是几个数量级小于其实验范围。我提供了三个简单的例子来演示如何在实践中做到这一点。特别是，我表明，引力子质量可以任意小。
2017-05-20 gr-qc
No Open or Flat Bouncing Cosmologies in Einstein Gravity
我们表明，反弹开放或平坦的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙学是不一致的世界片弦论的第一近似。具体地说，维拉索罗约束转化为在α素数展开中处于领先阶的时空中的零能量条件。因此，为了找到反弹解，必须超越最小耦合爱因斯坦引力。
2015-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole Formation in Dust-Radiation Bouncing Cosmologies
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidade Estadual de Londrina（朗德里纳州立大学）；Université de Savoie, CNRS, IN2P3, LAPP（萨瓦省大学、法国国家科学研究中心、法国国家核子和粒子物理研究所、阿讷西粒子物理实验室）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）；The University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；COSMO– Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
研究尘辐射反弹宇宙中原始黑洞的形成，发现其形成阈值极低且质量无关，但辐射压和双流体条件显著抑制了PBH产生。
2026-02-26 gr-qc
Singularity scattering laws for bouncing cosmologies: a brief overview
对于收缩/膨胀的弹跳宇宙学，作者最近与B. Le Floch和G.威尼斯诺这里感兴趣的区域是所谓的静态区域，在该区域中观察到度量的单调行为，并且可以导出渐近展开式。在这里，我们概述了我们的新方法的基础上的概念{\sl奇异散射映射}和{\sl循环时空}，我们提出了我们的主要结论。特别是，我们提供了一个分类的所有允许反弹结的条件，包括三个普遍的法律。
2022-03-12 gr-qc math.AP
On initial conditions for inflationary and bouncing cosmologies
我们考虑的问题，推导初始条件的标量场在驱动早期和晚期的quintessence阶段。暗能量场提出了一个尚未解决的均匀性问题。进一步的困难与初始条件的辅助，动力学和幻影膨胀。我们回顾了正则测度的应用，发现Gibbons和Hawking的否定结论可以通过合理的量子宇宙学输入得到缓解。我们评论一些尝试将通货膨胀计划纳入循环和弹跳模型。
2012-12-19 gr-qc hep-th
Isotropic and Anisotropic Bouncing Cosmologies in Palatini Gravity
我们研究各向同性和各向异性（Bianchi I）的宇宙学在Palatini $f(R)$和$f(R,R_{μν}R^{μν})$引力理论，并考虑在早期宇宙中的非奇异弹跳解的存在。我们发现，所有的$f(R)$模型与各向同性反弹的解决方案发展的各向异性的情况下的剪切奇点。相反，简单的二次模型$R+a R^2/R_P+R_{μν}R^{μν}/R_P$在各向同性和各向异性的情况下表现出规则的反弹的解决方案，广泛的状态方程，包括灰尘（$a<0$）和辐射（任意$a$）。因此，它代表了一个纯粹的引力解大爆炸奇异性和各向异性问题的广义相对论，而不需要外来的（$w>1$）源的物质/能量。
2010-05-22 gr-qc hep-th
Bouncing Cosmologies in Palatini $f(R)$ Gravity
我们考虑早期的宇宙学的f（R）理论的Palatini形式主义和研究的条件，保证存在的均匀和各向同性的模型，避免大爆炸奇点。我们表明，对于这样的模型的大爆炸奇点可以被宇宙反弹，而不违反任何能量条件。事实上，即使是无压的灰尘也可能反弹。我们给出了这样的模型的一个特征，并讨论了它们在反弹附近区域的动力学。我们还发现，幂律拉格朗日与有限数量的条款可能会导致非奇异的宇宙，这与无限系列的Palatini f（R）拉格朗日，一个需要完全捕捉有效的动力学圈量子宇宙学。我们认为，这些模型也可以避免恒星引力坍缩过程中奇点的形成。
2009-10-24 gr-qc
Bouncing Palatini cosmologies and their perturbations
在一阶形式主义的f（R）引力框架下研究非奇异宇宙学。本文给出了各向同性和均匀宇宙学中反弹的一般条件。它表明，只有一个二次曲率修正是需要预测反弹在一个单位或描述周期性演化在一个弯曲的充满灰尘的宇宙。在这些模型中的扰动形式成立。在最简单的情况下，扰动在周转处发散。得到了获得光滑演化的条件。
2010-04-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological perturbations in bouncing cosmologies and the case of the Pre-Big Bang scenario
前大爆炸宇宙学启发了几代宇宙学家，他们试图用弦论提出的基本长度尺度来治愈最初的大爆炸奇点。在视界和曲率问题的解决方案中，存在一个曲率增加的坍缩/暴胀阶段，然后是宇宙反弹，作为标准暴胀的替代方案。然而，几乎尺度不变的扰动谱的产生并不是对这种情况的自动预测。在本文中，我回顾了一些一般性的声明，在弹跳宇宙学和一些历史上重要的尝试，以调和预测的光谱与观测的扰动的演变。弹跳宇宙学，特别是大爆炸前的宇宙学，虽然更复杂，但仍然是暴胀的可行替代方案，可能有助于解决当前的理论和观测紧张局势。
2022-07-13 gr-qc hep-th
Nonsingular bouncing cosmologies in light of BICEP2
我们面对各种非奇异反弹宇宙学与最近公布的BICEP 2数据，并调查其参数空间的观测约束。特别是，在有效场方法的背景下，我们分析了约束的物质反弹曲率的情况下，一个轻的标量场，和新的物质反弹宇宙学模型中，宇宙连续经历一段时间的物质收缩和ekpyrotic阶段。此外，我们考虑了三个非奇异的反弹宇宙学的框架下修改的引力理论，即Hoenava-Lifshitz反弹模型，$f(T)$反弹模型，圈量子宇宙学。
2014-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar perturbations in regular two-component bouncing cosmologies
我们考虑一个从收缩到膨胀的两分量规则宇宙学，其中，为了包括标量场和理想流体作为特殊情况，允许占主导地位的组件有一个内在的等曲率模式。我们表明，在反弹前的Barnesian势的增长模式的频谱从来没有转移到反弹后的主导模式。后者最多获得一个占主导地位的等曲率分量，这取决于两种流体的相对性质。我们的研究结果意味着，在文献中的几个索赔需要大幅修订。
2005-06-13 gr-qc hep-th
Bouncing cosmologies in the presence of a Dirac-Born-Infeld field
本文通过动力学系统分析闭合 FLRW 宇宙中的 DBI 场，比较幂律与指数势及张力，发现超相对论极限和幂律形式更有利于宇宙反弹，但不存在稳定循环。
2024-05-09 gr-qc
Bouncing cosmologies from quantum gravity condensates
我们展示了如何在Gross-Pitaevskii近似下从各向同性群场论凝聚态的流体力学中得到大尺度宇宙动力学。正确的弗里德曼方程恢复在半经典极限的一些参数的选择，在行动的群场论，和量子引力的修正出现在高曲率制度，导致反弹，一般解决了大爆炸和大紧缩奇性。
2017-01-17 gr-qc hep-th
General solution for scalar perturbations in bouncing cosmologies
弦论/M理论提出的弹跳宇宙学，可能提供标准暴胀的替代方案，以解释我们宇宙中不均匀性的起源。基本问题是如何正确地通过反弹来演化标量扰动。在这项工作中，我们确定了任意（空间平坦）反弹宇宙学的扰动和最终频谱的演变，唯一的假设是反弹是由一个单一的物理尺度。特别是，我们发现，只有当同动压力扰动与巴氏势成正比，而不是与它的拉普拉斯算子成正比时，巴氏势（它在一定限度内是标度不变的，因此与观测结果相一致）的反弹前增长模式的谱在反弹后才能保持不变，这与任何已知形式的普通物质一样。如果某种作用于反弹的新物理学证明了这种关系，那么反弹宇宙学就有资格成为产生所观察到的不均匀性的一个真正可行的替代方案。我们的治疗还包括一些类的模型与额外的维度，而我们表明，反弹引起的正空间曲率在结构上不同于所有反弹在空间平坦的宇宙，需要一个独特的分析。
2005-12-06 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 Braneworld Cosmologies and Initial Conditions to Inflation
我们在D-膜形式主义的框架下研究了封闭FRW宇宙的完全非线性动力学。弗里德曼方程包含了由体膜相互作用产生的附加项，为宇宙早期阶段的非奇异反弹提供了一个具体的模型。我们构建了非奇异的宇宙学场景来源于完美的流体和一个巨大的暴胀子场，这是过去的永恒的，不确定的，并可能出现到一个暴胀阶段，由于非线性共振机制。当系统被驱动到模型的参数空间的共振窗口时，振荡行为变得亚稳态，随之而来的是KAM环的破裂，它捕获了暴胀子，导致宇宙进入暴胀状态。构造了模型的共振图。谐振窗口由整数$n \geq 2$标记，其中$n$与比例因子/标量场自由度中的频率的比率相关。它们通常是小的体积相比，整个参数空间，我们研究的约束所施加的非线性共振在物理域的初始配置，使通货膨胀可能会实现。我们讨论了在这个前暴胀阶段所产生的复杂动力学，共振模式的结构稳定性及其在暴胀物理学中的一些可能的印记。我们还接近的问题，连接到一个混乱的退出通货膨胀的初始配置。构造了纯标量场弹跳宇宙学。与具有完美流体成分的模型相反，弹跳动力学的结构对初始振幅和暴胀子的质量高度敏感;允许弹跳的动力学势垒作为动力学的新特征出现。
2012-12-16 gr-qc
Bouncing and emergent cosmologies from ADM RG flows
渐近安全引力提供了一个框架的描述引力从trans-Planckian制度的宇宙学尺度。根据这种情况，宇宙学常数和牛顿耦合是能量标度的函数，其演化由重整化群方程决定。基于Arnowitt-Deser-Misner（ADM）形式主义，叶层时空上的重整化群方程的表述提供了一种从空间切片上的拉普拉斯算子谱构造RG能量标度的自然方法。结合这一思想和重整化群改进方法，我们研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下Einstein-Hilbert作用量的量子引力修正.由此产生的量子修正的弗里德曼方程可以产生弹跳宇宙学和涌现宇宙解决方案。我们的弹跳模型不需要奇异物质的存在，并且可以为任何允许的空间切片拓扑结构构建紧急宇宙解决方案。
2017-10-23 gr-qc hep-th
Bouncing Cosmologies
我们回顾了非奇异宇宙（{ \em，即}）的一般特征.那些从加速坍缩的时代到膨胀的时代而不显示奇点的宇宙）以及循环宇宙。我们讨论反弹背后的机制，并分析实现这些机制的解决方案的例子。观测结果，这种经常宇宙学也被认为是，重点是在行为的扰动。
2008-02-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Covariant action for bouncing cosmologies in modified Gauss-Bonnet gravity
具有弹跳解的循环宇宙是解决大爆炸初始奇点问题的候选者。在这里我们寻求一个改进的Gauss-Bonnet引力理论中的弹跳解，它是$R+f(G)$型的，其中$R$是Ricci标量，$G$是Gauss-Bonnet项，$f$是它的某个函数.在寻找这样的弹跳解时，我们采用一种技术，将$R+f(G)$理论的微分方程降阶为二阶方程.由于广义相对论是一个方程是二阶的理论，这种降阶技术使人们能够找到微扰接近广义相对论的解。我们还建立了降阶理论的协变作用量。
2019-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Notes on the post-bounce background dynamics in bouncing cosmologies
我们研究了文献中研究的一类单次反弹场景中的反弹后背景动力学，其中宇宙反弹是由具有负指数势的标量场驱动的，如ekpyrotic势。我们表明，这些模型实际上可以导致循环演变与反复反弹。然而，这些循环演化并不能解释目前观测到的晚期加速膨胀，因此在宇宙学上是不可行的。在这方面，我们考虑了最近提出的一种新的循环模型，并导出了该模型的一些宇宙学约束。
2021-09-16 gr-qc hep-th
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
On the properties of the transition matrix in bouncing cosmologies
我们进一步阐述了宇宙学涨落通过反弹的演化性质。我们表明，这种演变是可描述的“传输”和“反射”系数或一个有效的酉S-矩阵。我们还表明，他们的行为在一个时间反转不变的方式。因此，以前的结果现在从不同的角度解释，并建立在更坚实的基础上。
2004-03-17 astro-ph gr-qc hep-ph
The CMB bispectrum from bouncing cosmologies
在本文中，我们计算的CMB双谱的弹跳模型的激励圈量子宇宙学。尽管事实上，这些模型的原始双谱是指数衰减以上的一个大的枢轴尺度，我们发现，在CMB从尺度$\ell < 30$诱导的双谱的累积信噪比大于$10$在所有情况下的利益，因此可以，在原则上，在普朗克数据中检测到。
2021-10-20 astro-ph.CO gr-qc
Time-Dependent Warping and Non-Singular Bouncing Cosmologies
本文构造了一类六维引力理论的非奇异含时解，它们是四维反弹宇宙学解和二维内部流形的翘曲积.扭曲因子与时间相关，并沿其中一个内部方向破坏平移不变性。当扭曲因子在时间上是周期性的时，几何体的非紧凑部分会周期性地反弹。六维几何由不违反零能量条件的物质支持。我们表明，这6D几何不承认一个封闭的捕获表面，因此霍金-彭罗斯奇点定理不适用于这些解决方案。我们还提出了奇异的解决方案的内部流形的拓扑结构动态变化的例子。
2014-10-23 gr-qc hep-th
Running of the scalar spectral index in bouncing cosmologies
我们计算运行的标量指数在ekpyrotic和物质反弹宇宙学的情况下，并发现它通常是负的ekpyrotic模型，而它通常是积极的实现的物质反弹多个领域。这可以与通货膨胀相比较，在通货膨胀中，观察上优选的模型通常预测负运行。运行的幅度预计在$10^{-4}$和高达$10^{-2},$之间，在某些情况下导致对近期观测的有趣预期。
2015-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbations in bouncing cosmologies: dynamical attractor vs scale invariance
对于弹跳宇宙学，如ekpyrotic/循环的情况下，我们表明，它是可能的预测密度扰动是独立的弹跳阶段的细节。这可以实现，就像在暴胀宇宙学中一样，这要归功于动力学吸引子的存在，它使得局部可观测量等于未微扰解，直到指数小项。假设反弹的物理学对这些修正不是非常敏感，那么即使在非线性水平上，扰动也可以演化。由此产生的光谱不是尺度不变的，因此与实验数据不相容。这可以在同步规范中明确地显示出来，与通常使用的牛顿规范相反，所有的微扰都保持很小的反弹，吸引子的存在是明显的。
2004-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
A Critical Review of Classical Bouncing Cosmologies
鉴于近年来弹跳模型的激增，我们在全面审查中收集并严格评估这些建议。普朗克数据显示了一个明确无误的红色，准标度不变，纯绝热的原始功率谱，没有主要的非高斯性。虽然这些观测结果与暴胀预言一致，但反弹宇宙学渴望提供一个替代框架来解释它们。这样的模型面临着许多问题，既有纯理论的问题，如违反NEC和不稳定性的必要性，也有宇宙学应用层面的问题，如可能存在的剪切。我们提供了一个教学介绍这些问题，并评估适合不同的建议相对于数据。例如，许多模型预测一个轻微的蓝色光谱，必须进行微调，以产生一个红色光谱指数;作为一个副作用，大的非高斯性往往导致。我们强调几个有前途的尝试，违反NEC而不引入危险的不稳定性在经典和/或量子水平。如果原始引力波被观测到，某些反弹的宇宙学，如循环的情况，就有麻烦了，而其他的仍然有效。我们的结论是，虽然大多数弹跳宇宙学远未提供暴胀范式的替代方案，但已经出现了一些有趣的提议，值得进一步研究。本审查中提出的制约因素和经验教训可指导今后的研究。
2014-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Regular two-component bouncing cosmologies and perturbations therein
我们提出了一个全面的调查标量扰动在一个相当通用的模型，一个经常反弹的宇宙，反弹是由一个有效的完美流体与负能量密度。在反弹之前和之后很长一段时间，宇宙都是由一个具有正能量密度的源所支配的，这个源可以是一个完美的流体、一个标量场，或者任何其他具有内在等曲率扰动的源。在这个框架内，我们提出了一种分析方法来准确估计大规模标量扰动的谱，直到它们在反弹后很长一段时间内重新进入。我们还提出了一个简单的方法来确定非奇异规范不变变量通过反弹，并提出了广泛的数值测试的结果，在几种可能的实现方案。在任何情况下，我们都没有发现反弹前增长模式的巴氏势的谱可以转移到反弹后的常数模式。
2005-09-08 gr-qc hep-th
On the "Causality Argument" in Bouncing Cosmologies
我们展示了一种情况下，通过反弹传播的天体物理相关的宇宙学扰动的规模依赖的方式受到影响。该模型只涉及广义相对论所描述的封闭宇宙中标量场的演化，符合因果关系。这样一个具体的反例导致的结论是，强加的因果关系是不足以确定的扰动谱后，反弹，如果它是已知的。我们讨论的后果，这一结果字符串动机的情况下。
2003-12-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining the bispectrum from bouncing cosmologies with Planck
本文利用Planck数据约束反弹宇宙学模型产生的双谱，发现能显著缓解CMB大尺度异常的模型被以高显著性（5.4、6.4或14个标准差）排除。
2023-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Constraining $F(R)$ bouncing cosmologies with primordial black holes
原始黑洞（PBH）物理现象学和相关的PBH丰度约束，可以用来探索早期宇宙的物理。在这项工作中，我们调查PBH的形成过程中的标准辐射主导的时代，通过研究早期的F（R）修改的重力相位的影响，引入了一个弹跳行为，以避免初始时空奇异性问题。特别是，我们计算的能量密度功率谱在地平线交叉的时间，然后我们提取的PBH丰度的峰值理论的上下文中作为我们的$F(R)$重力反弹模型在手的参数$α$的函数。有趣的是，我们发现，为了避免从大爆炸核合成（BBN）之前的早期PBH主导的时代GW过度生产，$α$应该位于范围$α\leq 10^{-19}M^2_\mathrm{Pl}$内。这个约束可以被转换为对热大爆炸（HBB）阶段开始时的能量标度的约束，$H_\mathrm{RD}\sim \sqrtα/2$可以被重铸为$H_\mathrm{RD}< 10^{-10}M_\mathrm{Pl}$。
2022-11-15 astro-ph.CO gr-qc
Persistent Black Holes in Bouncing Cosmologies
在这篇论文中，我们探讨了这样一种观点，即黑洞可以在宇宙中持续存在，宇宙坍缩成一个大的挤压，然后反弹到一个新的膨胀阶段。我们使用一个标量场来模拟这样一个宇宙的物质含量{接近时间}的反弹，并寻找解决方案，代表网络的黑洞在一个动态的宇宙学。我们发现爱因斯坦的约束方程，提供了在最小的膨胀空间的几何形状的精确解，可以用作超球形宇宙学的演化的初始数据。这些解决方案说明，存在多个不同的黑洞可以通过反弹持续存在的模型，并允许具体计算的数量，如黑洞填充因子。然后，我们考虑在平坦宇宙学的解决方案，以及在高维空间（多达九个空间维度）。我们推导出黑洞保持不同（即避免合并）的条件，从而持续到新的膨胀阶段。这些模型的一些潜在的有趣的后果也进行了讨论。
2017-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Waves in Bouncing Cosmologies from Gauge Field Production
我们计算了早期宇宙中各种规范场源产生的引力波（GW）谱，从而将早期的暴胀计算推广到弹跳宇宙学。我们考虑规范场和标量场之间的一般耦合支配宇宙的能量密度。我们分析了避免会破坏背景演化的反向反应所需的要求。当标量仅与$F \tilde F$项耦合时，源GW谱呈指数增强，并且参数化地为真空涨落谱${\cal P}^s_T\sim ({\cal P}^v_T)^2$的平方，从而给出比标准真空谱更蓝的谱。当标量场也耦合到$F^2$项时，振幅仍然是指数增强的，但光谱可以任意接近标度不变量（仍然是轻微的蓝色）$n_T\gtrsim 0$，这与轻微的红色暴胀光谱是不同的。因此，我们有一个可观测的GW的概念证明在CMB尺度上的弹跳宇宙学。
2016-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bouncing Eddington-inspired Born-Infeld cosmologies: an alternative to Inflation ?
我们研究了一个均匀的和各向同性的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的背景下，爱丁顿启发的玻恩-因菲尔德引力理论的动力学。我们推广早期的结果，在辐射主导的宇宙的背景下，占一个完美的流体渗透的宇宙的演化与任意状态方程参数$w$。我们表明，反弹可能会发生$κ>0$，如果$w$是时间依赖的，我们证明，它是免费的张量奇点。我们认为，爱丁顿启发的玻恩-因菲尔德宇宙学可能是一个可行的替代暴胀范式作为解决标准宇宙学模型的基本问题。
2012-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Arrows of time in bouncing cosmologies
该研究聚焦反弹宇宙学中的时间之箭问题，以圈量子宇宙学反弹为案例，结合其含无压尘埃与宇宙学常数的有效弗里德曼方程精确解，分析了不同定义的时间之箭在反弹处的性质与分支区分方法。
2024-10-31 gr-qc hep-th
A solution to the anisotropy problem in bouncing cosmologies
弹跳宇宙学经常被提议作为标准暴胀的替代品，用于解释宇宙的均匀性和平坦性。在这种情况下，目前的宇宙膨胀之前是一个收缩阶段。然而，在收缩过程中，一般来说，宇宙的各向异性会增长，最终导致混沌的混合行为。这要么很难与观测相一致，要么甚至导致奇点而不是反弹。为了保持平滑和各向同性的反弹，收缩源必须具有具有$P/ρ=w>1$的超刚性状态方程。在这封信中，我们提出了一个新的机制来解决任何低能量值的$w$的各向异性问题，认为高能物理导致修改的状态方程，引入非线性项。在这种情况下，即使当$w$的低能量值小于1时，各向异性在高能量阶段期间也被强烈抑制，从而允许优美的各向同性反弹。
2009-09-30 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
Bounded Scalar Perturbations in Bouncing Brane World Cosmologies
本文在具有类时额外维度的膜世界理论框架下，研究了封闭的Friedmann-Lemaitre-Robertson- Walker（FLRW）宇宙中标量扰动的动力学。在这种情况下，未扰动的弗里德曼方程包含额外的条款所产生的体膜相互作用，实现非奇异反弹的模型与宇宙学常数和非相互作用的完美流体。模型的相空间结构允许两种基本配置，即一个反弹解决方案或永恒的宇宙。假设该模型的物质含量是由尘埃和辐射，我们推导出的标量流体动力学扰动考虑共形平坦（德西特）散装或扰动散装的动力场方程。我们进行了一个数值分析，可以揭示一些光的宇宙学标量扰动的研究在反弹膜世界模型。从数学的角度来看，我们表明，虽然反弹增强标量扰动的振幅为一个反弹模型的情况下，德西特散装，扰动的振幅保持足够小，有界相对于背景值达到一定的规模。对于一个反弹模型的情况下，扰动散装的振幅的所有扰动（除了外尔流体能量密度）保持足够小，并有界相对于任何规模的扰动的背景值。我们还讨论和比较的稳定性和有界行为的扰动在后期加速阶段的一个反弹的解决方案。对于永恒的宇宙，我们认为其中一些特征只在早期（通常是第一次反弹的顺序）保持不变。在这个意义上，我们表明，永恒的解决方案是高度不稳定的配置考虑本文的背景模型。
2013-10-18 gr-qc
Large scale anomalies in the CMB and non-Gaussianity in bouncing cosmologies
我们认为，在宇宙微波背景辐射的大角度尺度上观察到的几种异常现象，在暴胀时代之前发生的宇宙反弹中有一个共同的起源。反弹在问题中引入了一个新的物理尺度，打破了暴胀的几乎尺度不变性。因此，暴胀开始时的标量扰动状态不再是Bunch-Davies真空，而是包含激发和非高斯性，这对于红外模式来说更大。我们认为，这些激发和CMB模式和较长波长的扰动之间的相关性的综合效应，可以解释所观察到的功率抑制，偶极不对称，它也可以产生一个偏好奇宇称相关。该模型还可以缓解透镜振幅$A_L$中的张力。我们采用唯象的观点，通过表征模型与一些自由参数，而不是限制到特定的弹跳理论。我们确定了我们的想法所需的最低限度的成分，并指出在文献中的理论，这些条件得到满足的例子。
2020-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Field Cosmologies with Viscous Fluid
研究了具有自由标量场和粘性流体的宇宙模型。我们找到了线性和非线性粘性压力的精确解。两者都产生奇异和弹跳的解决方案。在第一种情况下，德西特阶段是渐近稳定的，而在第二种情况下，我们发现幂律演化消失的宇宙学常数。
1995-08-08 gr-qc
Falsifying Tree Level String Motivated Bouncing Cosmologies
树层次的弦有效作用量在玻色子扇区中包含Einstein-Hilbert项、介子和轴子，以及来自Ramond-Ramond扇区的标量场和规范场。减少到四个维度带来了场景模场。我们通过引入两个任意的参数，$ω$和$m$，与介子和轴子耦合，推广了这种有效的作用。通过这种方式，可以分析更一般的框架。对于参数$ω$的一系列（负）值，可以得到具有反弹的正则解，但是，不包括纯弦配置（$ω= - 1$）。我们研究在这样的宇宙学场景标量扰动的演变。预测的原始功率谱随着波数的增加而减小，谱指数为$n_s=-2$，这与$WMAP$的结果相矛盾。因此，所有这些有效的弦激发的宇宙学弹跳模型似乎都被排除了，至少在树级近似下是这样。
2005-12-16 astro-ph gr-qc hep-th
Non-Gaussianity excess problem in classical bouncing cosmologies
最简单的可能导致宇宙学反弹的经典模型，它可以产生的非高斯光检查。仅关注收缩和膨胀之间的过渡，并假设在收缩阶段结束时最初是纯高斯扰动，我们发现反弹充当了一个源，使得反弹后$f_{\mathrm{NL}}$的结果值可能会大大超过所有当前限制，以至于可能对微扰膨胀的有效性产生怀疑。我们推测，如果可以假设非高斯性生产只取决于比例因子的弹跳行为，而不是对所研究的模型的具体情况，那么许多现实的模型中，一个非奇异的经典弹跳发生可能会表现出一个通用的非高斯性过剩的问题，将需要解决的每一种情况。
2015-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalised perturbation equations in bouncing cosmologies
我们考虑广义引力中长波标量度量扰动的线性扰动方程，适用于非奇异宇宙学模型，包括在非常早期的宇宙中从坍缩到膨胀的反弹。我们提出了一般形式的扰动方程，它遵循的要求，在大尺度上的非均匀宇宙服从相同的局部方程的均匀弗里德曼-罗伯逊-沃克背景宇宙学（分离宇宙的方法）。在赝纵向规范中，这变成绝热微扰的齐次二阶微分方程，在各向异性应力消失的情况下，它简化为广义相对论中纵向规范度规微扰的通常方程。作为应用，我们证明了在一个简单的反弹模型中，在热爆坍缩过程中产生的尺度不变的纵向规范扰动谱并没有转移到膨胀相的绝热密度扰动的增长模中。
2008-07-14 astro-ph gr-qc hep-th
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
Implications of Planck2015 for inflationary, ekpyrotic and anamorphic bouncing cosmologies
普朗克2015的结果，结合WMAP，ACT，SPT和其他实验的早期观测，是第一个不赞成“经典”暴胀范式的观测结果。为了满足观测的限制，暴胀理论家不得不考虑平台型暴胀子势，它引入了更多的参数和更多的微调，有问题的初始条件，多重宇宙的不可预测性问题，以及一个新的“不相似问题”。有些人建议转向“后现代”暴胀范式，在这种范式中，我们可观测宇宙中的宇宙学性质只是局部有效的，并且是随机设置的，在我们视界之外的大多数区域存在完全不同的性质（甚至可能是不同的物理定律）。相比之下，新的结果与最简单版本的ekpyrotic循环模型相一致，其中宇宙在缓慢收缩期间被平滑和扁平化，然后反弹，另一个有前途的反弹理论，变形宇宙学，已经提出，可以产生独特的预测。
2015-12-30 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
Hořava-Lifshitz Bouncing Bianchi IX Universes: A Dynamical System Analysis
我们研究了在Hoenava-Lifshitz引力中弹跳Bianchi IX宇宙学的哈密顿动力学。$6$ -dim相空间存在两个临界点，一个无穷远的渐近de Sitter吸引子和一个$2$ -dim不变平面.我们确定了四个不同的参数域$A$，$B$，$C$和$D$的关键点对产生不同的功能，在动态。在域$A$中，动力学基本上由周期性弹跳轨道或具有有限次数弹跳的振荡轨道组成。重数为2的中心在其邻域中产生稳定和不稳定的轨道柱$R \times S^3$的拓扑。我们表明，稳定和不稳定的圆柱体合并实现一个光滑的同宿连接的中心流形，一个罕见的事件，经常/非混沌动力学弹跳比安奇IX宇宙学。在域$B$中存在一个重数为2的鞍点，这在动力学中产生了很高的不稳定性，使得从中心流形向反弹方向出现的圆柱体具有四个不同的吸引子：中心流形本身、无穷远处的de Sitter吸引子和两个具有无穷大各向异性的动量主导吸引子。在域$C$中，我们研究了关于重数为2的鞍轨道的不变流形的特征。鞍的多重性的存在下，两个产生分叉的不变流形的能量$E_0$的系统增加相对于能量$E_{cr}$提供的结构，尚未观察到在文献中。不检查域$D$，因为其大部分特征已存在于先前的域中。
2017-10-18 gr-qc
Bouncing cosmologies from Born-Infeld-type gravity
Fudan University（复旦大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
本文基于Born-Infeld电动力学构建了Born-Infeld型f(R,G)引力理论，通过五维纯修改引力嵌套，实现了曲率标量与电磁场强度标量的对应关系，从而在引力领域复制Born-Infeld电动力学结构，得到无鬼f(R,G)理论，并探讨了该理论中反弹宇宙的解及其观测后果。
2026-08-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
