Anisotropic cosmology using observational datasets: exploring via machine learning approaches
本研究利用CC、BAO、CMBR观测数据，结合MCMC约束毕安基I型各向异性宇宙学模型参数，并通过多种机器学习方法估计哈勃参数$H(z)$，发现多项式回归表现最优，且更大数据集有助于宇宙学研究。
2025-07-30 astro-ph.CO gr-qc
Spontaneous symmetry breaking in inflationary cosmology: on the fate of Goldstone Bosons
我们认为，在暴胀宇宙学的时间平移不变性的缺乏的后果是，自发破缺的连续对称性和戈德斯通的定理\emph{do not}意味着存在的\emph{massless}戈德斯通模式。我们研究了O（2）模型中的自发对称性破缺，以及在de Sitter时空中O（N）的含义。Goldstone模式获得辐射产生的质量作为红外发散的结果，并且对于任何有限的$N$，连续对称性自发地被破坏，但是存在作为霍金温度$T_H=H/2π$的函数的\emph{first order phase transition}。对于O（2），$T_H < T_c= λ^{1/4} v/2.419$的对称性自发破缺，其中$λ$是四次耦合，$v$是树能级真空期望值，Goldstone模获得辐射产生的质量$\mathcal{M}^2_π\propto λ^{1/4} H$ .跃迁的一阶性质是de Sitter时空中最小耦合标量场的强红外行为的结果，在$T_H=T_c$处序参量的跳跃为$σ_{0c} \simeq 0.61\, {H}/{λ^{1/4}}$。在严格的$N\rightarrow \infty$中，对称性不能自发破缺。此外，缺乏运动学阈值意味着Goldstone模式\emph{decay}到Goldstone和Higgs模式的超视界量子的发射和吸收。
2012-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconciling spontaneous scalarization with cosmology
讨论了Damour-Esposito-Farèse引力模型，该模型预言了中子星在一定参数空间范围内的自发标量化。在宇宙学的设置中，负责标量化的标量场在暴胀和物质支配阶段受到快子不稳定性的影响，导致今天的场值很大。这个值输入到PPN参数中，结果与太阳系的测量结果严重冲突。我们修改了原来的Damour-Esposito-Farèse模型通过耦合标量的暴胀子场。这种耦合在暴胀期间充当标量的有效质量。对于一般的耦合，不是非常小，标量（包括其扰动）松弛到零的热阶段开始时的指数精度。虽然标量在随后的宇宙学阶段中表现出增长，但由此产生的现值仍然非常小-与太阳系测试的一致性令人满意。
2019-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in theories with spontaneous scalarization of neutron stars
在Damour和Esposite-Farese提出的中子星自发标量化模型中，广义相对论分支变得不稳定，从而引发标量场$ϕ$向标量化分支的快速增长.应用这种情况下的宇宙学，有致命的快子不稳定性的$ϕ$膨胀和物质的主导地位是不兼容的太阳系约束今天的字段值$ϕ_0$。在$ϕ$和暴胀子场$χ$之间存在四点耦合$g^2 ϕ^2 χ^2/2$的情况下，安森等人认为，正质量的平方大于哈勃膨胀率的平方，导致暴胀期间$ϕ$的指数抑制，并且即使在辐射主导时期之后$ϕ$增长，$ϕ_0$也可以保持很小。对于几种近似为$V(χ)=m^2 χ^2/2$的暴胀子势，我们详细研究了$ϕ$在再加热过程中以及其他宇宙学时期的动力学行为。对于一定范围的耦合$g$，均匀场$ϕ$可以在暴胀子的相干振荡过程中被参数共振放大。在Hartree近似下计算产生的粒子的逆反应，在预热过程中达到的最大值$ϕ$明显小于没有逆反应时得到的值。我们还发现，$g$符合太阳系边界上的$ϕ$在再加热结束时的最小值的顺序为$10^{-5}$，因此有一个广泛的可接受的值的$g$。因此，Anson等人提出的方案自然导致$ϕ$的可行宇宙学演化与局部引力约束一致，而不修改标量化中子星的性质。
2023-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Kasner cosmology in bumblebee gravity
本文在大黄蜂引力模型中研究卡斯纳宇宙学，指出其各向异性源于洛伦兹对称性自发破缺，并建议应用于暴胀前宇宙学。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Collapse models and cosmology
本文综述了将量子坍缩理论应用于宇宙学和宇宙暴胀的尝试。这些尝试的动机是量子力学起源的宇宙学扰动理论受到单一结果问题的困扰，这是量子测量问题的现代化身，而坍缩模型可以提供这些问题的解决方案。由于暴胀预言可以通过宇宙学数据非常准确地检验，这也导致了对坍缩模型的限制。这些约束的情况下，连续自发本地化（CSL），并被证明是前所未有的效率。
2021-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in the Lorentz gauge theory
本文介绍洛伦兹规范理论在宇宙学中的应用，通过自发对称破缺（khronogenesis）描述时空涌现，预言暴胀，并允许一致描述自旋流，为ΛCDM宇宙学提供要素。
2023-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Asymmetric Dark Matter from Spontaneous Cogenesis in the Supersymmetric Standard Model
宇宙中重子密度与暗物质密度的观测关系$Ω_{\rm DM}/Ω_B\simeq 5$是现代宇宙学中最难解决的问题之一。我们讨论的方案，解释这种关系相结合的非对称暗物质的情况下，自发重子生成与超对称标准模型中的平坦方向。如果在高温下发生的对称性破坏相互作用不仅破坏了$B-L$对称性，而且也破坏了$D$对称性，那么一部分重子不对称性将转移到暗物质所携带的电荷不对称性$D$上。在这种情况下，如果暗物质的对称部分充分湮灭，那么重子和暗物质的当前数密度可以是同一数量级。此外，在暗物质自发生成后，如果另一个$B-L$破坏相互作用仍处于热平衡状态，则重子数密度相对于暗物质的重子数密度会有所增加，这符合TeV尺度的非对称暗物质模型.
2012-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Beyond standard models in cosmology (In French)
目前对基本相互作用的描述是基于两种处于标准模型地位的理论。电磁和核的相互作用是在量子水平上由粒子物理学的标准模型描述的，使用的工具包括规范理论和希格斯机制的自发对称性破缺。另一方面，引力相互作用由广义相对论描述，它基于经典水平上的时空动力学描述。虽然这些模型在太阳系实验中得到了高精度的验证，但它们存在一些理论上的缺陷，并且在普朗克尺度和宇宙学尺度上缺乏预测能力;因此它们不再被视为基本理论。由于宇宙学的现象学涉及这两个极端尺度，因此它是一个很好的实验室，可以探索超越这些标准模型的理论。本文第一部分主要研究宇宙弦，即早期宇宙中大统一理论在自发对称性破缺过程中形成的拓扑缺陷。我特别展示了如何研究这些缺陷，同时考虑到导致其形成的粒子物理模型的完整结构，超越了简化的玩具模型的标准描述。第二部分致力于构建和检验与伽利略模型相关的不同的修正引力理论，该模型特别试图解释暗能量现象学。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Emergent Early Universe Cosmology from BFSS Matrix Theory
BFSS矩阵模型是弦论的非微扰定义。从这个矩阵模型的热态出发，我们展示了空间和时间如何动态地出现。从IKKT矩阵模型的结果表明，$SO(9)$空间对称性自发破缺为$SO(3) \times SO(6)$，三维子空间变大。给定这个初始状态的宇宙，我们表明，宇宙学扰动和引力波与标度不变的频谱产生，而不需要假设宇宙膨胀的早期阶段。大爆炸奇点自动解决。
2022-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Pseudo-Conformal Universe: Scale Invariance from Spontaneous Breaking of Conformal Symmetry
我们提出了一个新的理论，非常早期的宇宙，解决了传统的大爆炸宇宙学的视界和平坦性问题，并预测了尺度不变的扰动谱。与暴胀不同的是，这种情况不需要时空的指数加速膨胀。相反，早期宇宙是由一个与引力最小耦合的共形场论来描述的。共形场产生了一个依赖于时间的期望值，它将平坦空间的so（4，2）共形对称性打破为so（4，1），即德西特对称性，使扰动具有标度不变谱。解是一个吸引子，至少在单个时间依赖场的情况下是这样。与此同时，度规背景保持近似平坦，但缓慢收缩，这使得宇宙变得越来越平坦，均匀和各向同性，类似于ekpyrotic宇宙学的平滑机制。我们的方案是非常一般的，只需要一个共形场论，能够发展出适当的依赖于时间的期望值，并包括现有的体现这一想法，特别是U（1）鲁巴科夫模型和伽利略创世纪方案。它的基本特征只依赖于对称性破缺模式，而不依赖于底层拉格朗日量的细节。它做出了一般的观测预测，使其可能与标准的暴胀区分开来，特别是显着的非高斯性和原始引力波的缺乏。
2012-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology with subdominant Horndeski scalar field
假设标量场相对于宇宙流体是次占优的，研究了Horndeski引力场中标量场的宇宙演化。我们首先分析最一般的移位对称的行动，尊重当地的洛伦兹对称性。我们证明了由GW 170817 + GRB 170817 A所设定的引力波速度的界只对标量和Gauss-Bonnet不变量之间的线性耦合施加了一个约束，而且这个约束是相当温和的.然后，我们考虑一些打破移位对称性的有趣理论例子，例如自发标量化的Damour-Esposito-Farèse模型以及与高斯-博内特不变量二次耦合的理论，该理论可以导致黑洞标量化。在这两种情况下，宇宙学的初始条件的调整是必要的，以保持标量场在宇宙演化过程中休眠。
2020-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Higgs-Dilaton cosmology: Are there extra relativistic species?
最近对宇宙学数据的分析表明，在标准模型的内容之外，存在着一种额外的相对论成分。希格斯-膨胀子宇宙学模型预言存在一种无质量粒子--介子--它与尺度不变性的自发对称性破缺有关，而且任何加速器实验都无法探测到。它的超相对论特性使它成为宇宙中光自由度有效数量的合适候选者。在这封信中，我们分析了暴胀后（p）再加热阶段的希格斯子产生，并得出结论，在最简单的希格斯-膨胀情景中，除了标准模型中已经存在的自由度之外，预计不会有额外的相对论自由度。因此，任何粒子物理学实验或宇宙学观测基本上都无法探测到难以捉摸的介子。
2012-11-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
BRS structure of Simple Model of Cosmological Constant and Cosmology
在arXiv：1601.02203中，为了解决与宇宙学常数有关的问题之一，提出了一个简单的模型。该模型由拓扑场论给出，具有无限多个BRS对称性。然而，BRS对称性通常是自发破缺的。本文对BRS对称性进行了更详细的研究，证明了存在且只有一个BRS对称性是不破的，并且可以保证其幺正性。在该模型中，真空能量的量子化问题（它可以用宇宙学常数来表示）归结为初始条件的经典问题。本文研究了由该模型给出的宇宙学，并确定了与宇宙演化相一致的初始条件区域。我们还表明，有一个稳定的解决方案，描述德西特时空，这可能解释在当前宇宙的加速膨胀。
2017-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Focus Point on Tensions in Cosmology from Early to Late Universe: Part II: New Directions in the Light of Observations from the Most Modern Astronomical Facilities
Dipartimento di Fisica E. Pancini, Universit di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学物理系）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与物理科学学院）；Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Laboratory and Yerevan State University（阿利哈尼安国立实验室与埃里温州立大学宇宙学与天体物理中心）
该专题聚焦最新观测带来的宇宙学张力，涵盖LARES-2检验参考系拖曳、PINN分析银河系中心S星数据、遗迹引力波转化与随机背景产生及Starobinsky暴胀模型预言等新方向。
2025-11-07 astro-ph.CO gr-qc
Constraining tachyonic inflationary β-exponential model with Continuous Spontaneous Localization collapse scheme
Universidade Federal de Campina Grande（坎皮纳格兰德联邦大学）
本文通过连续自发定位崩溃方案约束tachyonic膨胀性β指数模型，分析了β-指数势对功率谱的影响，并推导了标量谱指数和张量-标量比。
2025-11-21 astro-ph.CO hep-th
Signature change in loop quantum cosmology
威克旋转通常只被认为是一种有用的计算技巧。然而，正如哈特尔和霍金在80年代初提出的那样，威克旋转可能在普朗克时代获得物理意义。虽然这种可能性在概念上是有趣的，导致无边界的建议，背后的签名变化的机制仍然是神秘的。我们表明，哈特尔和霍金预期的签名变化自然出现在圈量子宇宙学。讨论了具有量子完整效应的宇宙学扰动理论。这是由Cailleteau \textit{et al.}（Class.定量重力{ \bf 29}（2012）095010），该理论可以以无异常的方式唯一地公式化。得到的代数的有效约束原来是修改，使度量签名是从洛伦兹在低曲率政权的高曲率政权的欧几里德。讨论了这一现象对宇宙学扰动传播的影响，并导出了标量和张量扰动的暴胀功率谱的修正。与其他方法的量子引力的可能关系进行了概述。我们还提出了一个直观的解释所观察到的签名的变化，使用类比的自发对称性破缺在“有线”的超材料。
2012-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum gravity and scale symmetry in cosmology
我们讨论宇宙学的预测结果的引力的量子场论的泛函流方程的标度解。一个标度解是使量子引力可重整化的必要条件。我们的标度解直接连接到耦合到标量场的度规的量子有效作用量。它包括量子涨落的所有效应，并且在一般坐标变换下是不变的。求解由量子有效作用量的变分导出的宇宙学场方程提供了对宇宙演化的详细定量描述。宇宙的\qq{beginning state}被发现接近流动方程的紫外线固定点。它可以用暴胀时期来描述，而观测到的原始涨落谱的近似尺度不变性可以用近似量子尺度对称性来解释。整体宇宙学实现了从紫外不动点到红外不动点的动力学交叉，并在无限的未来接近红外不动点。目前的宇宙学接近红外不动点。它的特点是由光标量场介导的动态暗能量。这个宇宙子的微小质量来自于它作为自发破缺量子尺度对称性的伪戈德斯通玻色子的角色。目前的暗能量密度在普朗克单位中的极小值是由于宇宙的巨大年龄而动态产生的。宇宙学常数问题找到了动力学解。我们给出了标量有效势标度解和曲率标量场依赖系数的详细定量计算。这使得进一步的定量预测成为可能。
2023-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analogue of Chern-Simons invariant in non-metricity gravity and axion cosmology
本文在非度量引力中提出Chern-Simons不变量的类比赝标量，通过与轴子耦合，解决轴子错位、$S_8$问题，并提出由GUTs相变诱发暴胀的机制。
2025-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A cosmic shadow on CSL
连续自发局域化（CSL）模型通过将量子系统的质量密度耦合到白噪声场来解决标准量子力学的测量问题。由于质量密度在广义相对论中没有唯一的定义，这个模型在应用于宇宙学时是模糊的。然而，我们表明，大多数自然选择的密度对比度已经使目前的测量宇宙微波背景与其他实验室实验不兼容。
2021-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
