Thermodynamics of the universes admitting isotropic radiation
本文研究Stephani宇宙的热力学诠释,推导声速一般表达式及相应热力学方案,分析物理性质对解的约束,并重点考察观测者测得各向同性辐射的模型,详细分析了一个超相对论气体解。
2024-09-03 gr-qc
Collapsing open isotropic universe generated by nonminimally coupled scalar field
研究了由标量场与背景曲率非最小耦合且耦合常数为$ξ$的开放各向同性宇宙的行为。特别地,我们集中在标量场$ϕ_{\rm in}$的初始值大于临界值${\hat ϕ}_c$ = ${m_p}/{\sqrt{8πξ(1-6ξ)}}$的情况。这种行为类似于一个开放的德西特宇宙,其中$k=-1$具有负的宇宙学常数$Λ<0$。我们发现宇宙最终会坍缩到一个奇点,因此在未来的时间范围是有限的。此外,在某些情况下,在最终崩溃之前会出现反弹行为。
1998-08-14 gr-qc
A point mass in an isotropic universe: III. The region $R\leq 2m$
爱因斯坦场方程的McVittie解,代表嵌入各向同性宇宙的质点,在适当半径$R=2m$处具有标量曲率奇异性。奇点是类空间的,在膨胀的情况下,它先于时空中的所有其他事件。这里表明,这种奇异性是引力弱,和区域$R\leq 2m$的可能结构进行了研究。这个解决方案,不涉及渐近的一个特征。
1999-07-05 gr-qc
Killing vector fields and a homogeneous isotropic universe
综述了Killing向量场的一些基本定理。特别是,一个常数曲率空间的主题进行检查。给出了描述均匀各向同性时空度量最一般形式的一个定理的详细证明。虽然这个定理可以被认为是众所周知的,但它的完整证明在文献中很难找到。给出了一个度量的例子,使得它的所有空间截面都对应于常曲率空间,但它作为一个整体不是齐次的和各向同性的。给出了均匀各向同性时空在嵌入流形上的等价定义。
2016-10-12 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
Study of Homogeneous and Isotropic Universe in $f(R,T^φ)$ Gravity
本文研究了均匀各向同性宇宙模型在$f(R,T^φ)$引力下的宇宙学行为,其中$φ$是标量场.为此,我们遵循由$H=W(φ)$定义的一阶形式主义。计算了三种不同的$W(φ)$值下的哈勃参数、有效状态方程参数$(ω^{eff})$、减速参数和标量场势。在某些情况下,我们获得了早期的幻影时代。研究发现,对于平坦宇宙,$W(φ)$的指数表达式产生与时间无关的$ω^{eff}$,而对于平坦宇宙,则与模型参数无关。它的结论是,我们的模型对应于$Λ$ CDM的初始以及后期的时间。
2018-07-16 gr-qc
On homogeneous and isotropic universe
我们给出了一个简单的时空度规的例子,说明在所有时刻空间切片的均匀性和各向同性并不是时空中六个Killing矢量场的完整系统的必然提升,因此它不能被解释为四维度规的对称性。度量依赖于两个任意且独立的时间函数。其中一个功能是常用的比例因子。第二个函数不能通过坐标变换移除。我们证明了,如果度规满足爱因斯坦方程,物质能量动量张量是齐次的和各向同性的,它必须等于零。给出了均匀各向同性时空的一个新的等价定义。
2015-11-01 gr-qc
Some Gravity Waves in Isotropic Cosmologies
我们构造了两个族的各向同性膨胀宇宙的度量扰动,描述了通过这些宇宙传播的引力波。波是非平面的,它们的波前膨胀完全是宇宙膨胀的结果。这种辐射的存在会导致各向异性应力的出现,从而对宇宙中完美的流体物质含量产生微小的扰动。然后,我们在这些宇宙中构建重力波的精确模型。在这种情况下,模型的物质内容包括由各向异性应力补充的理想流体物质和随波传播的类光物质。在适当的近似条件下,类光物质可以忽略,精确模型与微扰模型一致。
2022-02-27 gr-qc
Semiclassical and Quantum Polymer Effects in the Flat Isotropic Universe
我们分析了聚合物量子力学应用于平坦各向同性宇宙现象学的一些相关的半经典和量子特征。我们首先研究了平坦各向同性宇宙的半经典聚合物动力学之间的平行性,减少到修改后的简单结构的影响,和所谓的广义不确定原理。我们展示了基本泊松括号的符号的差异是如何反映在弗里德曼方程中的修改后的源项的符号,负责消除聚合物的情况下的初始奇异性和生存的奇点在宇宙的过去,当广义不确定原理的关注。然后,我们研究了一个自由无质量标量场的真空能量的正则化,通过实现聚合物量子力学的上下文中的第二量子化形式。我们表明,从这个重新表述,自然出现了一个宇宙学常数项的各向同性宇宙,其值直接取决于聚合物参数的正规化。最后,根据半经典Friedmann方程,我们研究了在修正动力学背景下的引力波的行为。我们证明了宇宙中存在的反弹过去,自然消除了引力波振幅的发散,他们可以,在原则上,传播通过最小体积转折点。这一结果为探测来自大反弹前坍缩宇宙的引力信号提供了有趣的视角。
2020-04-16 gr-qc
Quantum gravitational processes in a hot ultrarelativistic gas and their effect on the isotropic Universe evolution
给出了强引力场中准经典(半量子)引力理论的变形。用非定域算符符号函数的形式给出了重整化能量动量张量计算问题的精确解。提出了准定域化方法,导出了温度和曲率的非平衡热力学方程。考虑了诱导粒子产生和介质极化的影响,并用于解决非爱因斯坦分支的阻尼问题。并讨论了宇宙从无到有的问题。
1999-02-09 gr-qc
The nature of cosmological singularities in isotropic universes and braneworlds
我们探讨的有限时间奇点,可能出现在FRW宇宙和特定braneworld配置的字符。对于FRW宇宙,我们得出的第一个分类的奇点是基于哈勃率的行为。我们进一步扩展和完成这一分类与贝尔-罗宾逊能量的使用。我们所研究的膜世界模型是由一个嵌入在五维体空间中的三膜组成的,五维体空间中居住着一个标量场或一种理想流体。我们用渐近分裂的方法进行的分析表明,这些膜世界可以表现出三种主要类型的奇点,这些奇点出现在离膜有限的距离内。
2008-06-02 gr-qc
On the emergence of a classical Isotropic Universe from a Quantum $f(R)$ Bianchi Cosmology in the Jordan Frame
本文研究了量子 f(R) 宇宙学中波包的经典化问题,发现Bianchi I模型的暴胀无法稳定波包局域化,而各向同性宇宙的微扰暴胀场景能引发稳定的经典化机制,突显了修正f(R)范式与标准相对论宇宙学的差异。
2023-04-11 gr-qc
Towards statistically homogeneous and isotropic perfect fluid universes with cosmic backreaction
提出了一种构造具有显著宇宙反作用的统计均匀各向同性理想流体宇宙模型的方法。该方法说明使用一个简化的模型构造为瑞士奶酪模型与勒梅特-托尔曼-邦迪结构。该模型表现出显着的宇宙反作用,并用于研究在文献中提出的方法与观测的体积平均量。比较表明,精确的红移距离的关系和预测的关系的基础上体积平均计划之间的协议差。然而,这些偏差中的大多数显然被示例模型的特性(例如大的局部膨胀率)夸大了。
2019-08-12 gr-qc
Spatially flat universes with isotropic tidal forces
我们研究了爱因斯坦方程下各向同性潮汐力和绝热膨胀作用下空间平坦宇宙的动力学。令人惊讶的是,随着我们假设强能量条件,在后期开始出现高哈勃各向异性的趋势,这一特征在辐射时代变得占主导地位,在刚性物质状态下甚至更加严格。我们引入参数b,它测量哈勃各向异性和标度因子的相对变化,并使用它来表明,只要我们假设宇宙已经通过了暴胀时期,各向异性必须保持很小,根据宇宙无毛定理。因此,我们有了一类模型,它们以简单而直接的方式向我们展示了FLRW宇宙的不稳定性,各向同性概念的隐秘性,以及它们如何仍然与宇宙学的标准模型相一致,只要我们假设暴胀早期的发生。
2022-07-19 gr-qc
A point mass in an isotropic universe. Existence, uniqueness and basic properties
给出了在开放的Robertson-Walker(RW)宇宙中时空表示质点所必须满足的判据。结果表明,McVittie的解决方案的情况下$k=0$满足这些标准,但不满足情况下$k=-1$。证明了$k=-1$情形解的存在性,并给出了其椭圆积分表示。以下属性的这和McVittie的$k=0$解决方案进行了研究;唯一性,行为在未来的零无穷大,恢复的RW和史瓦西极限,符合能源条件和发生的奇异性。更一般的球形物体嵌入在RW宇宙的解决方案的存在性也被证明。
1998-05-12 gr-qc
Redshift spherical shell energy in isotropic Universes
我们介绍了红移球壳能量(RSSE),它可以用来测试在红移空间的径向不均匀性的各向同性宇宙,提供额外的约束LTB模型,和更一般的宇宙均匀性测试。
2007-10-09 astro-ph gr-qc
Inflationary Quantum Spectrum of the Quasi-Isotropic Universe
我们研究了准各向同性暴胀解的量子动力学。这是通过推导拉格朗日和哈密顿的FLRW背景和非均匀校正,通过扩展的爱因斯坦-希尔伯特行动的二阶扰动振幅。我们这样做的规范不变的时尚采用Mukhanov-Sasaki变量的标量自由度。然后,我们构建的量子动力学的半经典WKB方案的宇宙的非均匀组件被视为一个“小”量子子系统,在经典的各向同性背景上发展。从惠勒-德维特方程出发,我们恢复了微扰的薛定谔动力学,其中由于背景的经典性,出现了波函数的时间依赖性,我们解决了德西特暴胀相位。本文的主要结果是,所得到的标量分量的功率谱具有标准的标度不变的配置文件,而张量的结果是不受通货膨胀的扩展(模的整体归一化因子),因此保留了空间分布的准各向同性校正的度量。
2022-12-16 gr-qc
Spherically Symmetric Perturbation of Ultrarelativistic Fluid in Homogeneous and Isotropic Universe
本文给出了均匀各向同性宇宙中超相对论性流体球对称微扰的线性化爱因斯坦方程的解。讨论了扰动边界的条件。并给出了类粒子解和类波解的例子。
1996-04-11 astro-ph gr-qc
Homogeneous isotropic cosmological models with pseudoscalar torsion function in Poincare gauge theory of gravity and accelerating Universe
本文在引力的庞加莱规范理论的框架下研究了四维黎曼-嘉当时空中的“暗能量“问题。利用引力拉格朗日的一般表达式,建立并研究了具有赝标挠率函数的均匀各向同性宇宙学模型。通过对引力拉氏量的不定参数的限制,在渐近状态下的宇宙学方程包含有效的宇宙学常数,并可导致可观测的宇宙膨胀加速。这种效应具有几何性质,并与时空扭转有关。
2007-01-03 gr-qc
Semi-classical and quantum analysis of the isotropic Universe in the polymer paradigm
我们在聚合物量子力学的框架下分析了各向同性宇宙的半经典和量子动力学,以实现对初始奇点的截断物理。我们首先在宇宙立方尺度因子(即空间体积)中确定合适的配置变量,提供恒定的临界能量密度,使得反弹作为内在几何特征出现。然后,我们调查所获得的半经典反弹动力学的原始宇宙,我们概述了它对宇宙学悖论的决议的影响,只要半经典的演化扩展(在埃克塞特定理的精神)的崩溃前反弹宇宙。最后,我们通过研究适当的半经典态的期望值的行为来验证半经典有效动力学的使用。本分析的优点是加强了微超空间中聚合物量子化范式与圈量子宇宙学方法之间的等价性。事实上,我们的研究允许定义聚合物截止尺度和LQG的离散几何结构之间的精确对应关系。
2019-03-11 gr-qc
An almost isotropic cosmic microwave temperature does not imply an almost isotropic universe
在这封信中,我们将表明,与人们普遍认为的相反,几乎各向同性的宇宙微波背景(CMB)温度并不意味着宇宙"接近弗里德曼-勒梅特宇宙“。各向异性在宇宙几何中有两种重要的表现形式,(i)整体膨胀中的各向异性,以及(ii)引力场的内禀各向异性,由外尔曲率张量描述,尽管前者在天体物理学文献中通常比后者受到更多的关注。在这里,我们考虑一类空间均匀模型的CMB温度的各向异性是在目前的观测范围内,但其外尔曲率是不可忽略的,即这些模型是不接近各向同性,即使CMB温度几乎是各向同性的。
1999-04-19 astro-ph gr-qc
Extracting Gravitational Energy From The Homogeneous Isotropic Universe
在弯曲的时空中,物体的局部系统的动能是通过物体在收缩的时空区域之后的加速度获得的。这通常发生在大质量引力恒星附近。然而,引力偶极矩已经被证明能够在其附近自造非对称扭曲的时空,因此能够沿着连续的自造时空漏洞无限加速。这种动能的定位可以通过设计一个系统来实现,该系统使用人工产生的重力偶极矩来旋转主轴。导出了从这种系统中提取无限引力能的力学约束。
1996-05-04 gr-qc
Quantum Big Bounce of the isotropic Universe via a relational time
本文采用自相互作用标量场作为关系时间,分析各向同性宇宙的正则量子动力学,发现在标准量子化和聚合物表述下,宇宙从坍缩到膨胀的跃迁概率分布相似,且在动量均值一致时达到最大,呈现半经典大反弹特征。
2023-05-08 gr-qc
On the time evolution of a homogeneous isotropic gaseous universe
本文研究了由Einstein-Euler-de Sitter方程控制的理想气体组成的均匀各向同性宇宙的时间演化。在适当的物态方程假设和当前态假设下,我们给出了在有限的过去存在大爆炸和宇宙在无限的未来膨胀的数学严格证明。
2015-11-20 gr-qc math.AP
Singular Isotropic Cosmologies and Bel-Robinson Energy
我们考虑在广义相对论中的\emph{FRW}宇宙演化过程中可能形成的时空奇点的性质和可能类型的问题。我们表明,通过使用,除了哈勃膨胀率和比例因子,这些宇宙的贝尔-罗宾逊能量,我们可以始终区分可能的不同类型的奇点,并达到一个完整的分类的奇点,可以发生在各向同性的情况下。我们还使用贝尔-罗宾逊能量来证明,已知的行为的确切平坦的各向同性宇宙与给定的奇点是通用的意义上说,他们持有真实的每一种类型的空间几何。
2006-03-31 gr-qc
Interacting tachyon dark energy in non-flat universe
本文研究了非平坦FRW宇宙中非相互作用和相互作用情形下的快子宇宙学。然后我们重建了描述快子宇宙学的势场和动力学。
2009-03-05 gr-qc
Interacting new agegraphic Phantom model of dark energy in non-flat universe
本文考虑了非平坦宇宙中相互作用暗能量的新年龄模型。我们证明了相互作用的年龄暗能量可以用一个幻影标量场来描述。然后,我们展示了这个幻影描述的年龄暗能量和重建的潜力幻影标量场。
2009-07-28 gr-qc
Interacting generalized Chaplygin gas model in non-flat universe
利用相互作用暗能量的广义Chaobergin气体,得到了非平坦宇宙中广义Chaobergin气体能量密度的状态方程。通过为$B$选择一个负值,我们看到,$w_{\rm Λ}^{eff}< -1$,对应于一个由幽灵暗能量主导的宇宙。
2007-11-04 gr-qc
The Role of Entropy in the Evolutionary Quantization of the Isotropic Universe
在本文中,我们分析了一个各向同性的封闭宇宙中存在的宇宙学常数项的动力学,我们比较了它的行为在标准的惠勒-德威特方程的方法与一个拉格朗日流体被认为是在精神的Kuchar-Brown范式。特别是,我们比较了从经典的禁止区域的允许的宇宙隧穿,表明考虑时间演化深深地影响了模型的性质。事实上,我们表明,在拉格朗日流体的存在下,宇宙学奇点恢复在经典和量子制度。然而,在量子制度的奇异性是概率抑制的一些能量本征值,并在后者等于零的情况下,一个恢复的标准WDW的情况下。最后,我们通过考虑聚合物量子力学方法在Minissuperspace中引入截止物理特征,主要将我们的注意力限制在半经典动力学上(量子处理被Hamilton算子的非局部性质所抑制)。我们表明,奇点再次被删除,就像在无流体模型,和反弹宇宙学出现,使本模型可以模仿循环宇宙学。
2020-04-15 gr-qc
On Nonrelativistic Isotropic and Homogeneous Universe
本文在五维伽利略流形中构建无普适速度极限的非相对论各向同性均匀宇宙模型,得到两类场方程解,维度约化后符合Planck观测的近零曲率结论,为伽利略协变下的宇宙动力学提供了新的非相对论研究框架。
2025-11-14 gr-qc
The isotropic blackbody CMB as evidence for a homogeneous universe
宇宙在最大尺度上是否是空间均匀和各向同性的问题对宇宙学来说是至关重要的,但尚未得到明确的回答。令人惊讶的是,无论是各向同性的主CMB还是光度距离和星系数计数的组合观测都不足以建立这样的结果。然而,在CMB观测中纳入Sunyaev-Zel'dovich效应,极大地改善了这种情况。我们表明,即使是一个孤独的观察者谁看到一个各向同性的黑体CMB可以得出结论,宇宙是均匀的,各向同性的因果过去时,Sunyaev-Zel'dovich效应存在。然而,至关重要的是,CMB必须被观察很长一段时间,或者必须检测到散射超过一次的CMB光子。这一结果为仅用宇宙微波背景辐射的观测来检验宇宙学原理提供了理论基础。
2012-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Interacting polytropic gas model of phantom dark energy in non-flat universe
通过引入相互作用暗能量的多方气体模型,得到了非平坦宇宙中多方气体能量密度的状态方程。我们表明,即使多方指数通过选择$K>Ba^{\frac{3}{n}}$,可以得到$ω^{\rm eff}_Λ<-1$,这对应于一个宇宙占主导地位的幻影暗能量。
2009-11-25 gr-qc
Polymer dynamics of isotropic universe in Ashtekar and in volume variables
我们分析了各向同性宇宙的半经典和量子聚合物动力学的标准Ashtekar-Barbero-Immirzi连接和它的共轭动量,也是新的广义坐标共轭的宇宙体积。我们研究所产生的反弹宇宙学出现在这两个表示的属性,我们表明,大反弹是一个内在的截止宇宙动力学只有当体积变量的实施,而在标准的连接宇宙反弹能量密度是固定的初始条件上准备的波包。作为一种唯象的含义,我们引入粒子创造作为一个耗散项,并研究在这两个公式的熵的产生。然后,我们比较所获得的动力学与出现在圈量子宇宙学,其中相同的差异在大反弹的性质是与固定的最小面积本征值在一个共同运动或在一个物理表示。我们的结论是,Ashtekar-Barbero-Immirzi连接的特权特性表明,聚合物框架中的自然场景是一个大反弹,而不是一个通用的截止。然而,通过聚合物和圈量子宇宙学性质的基本运营商之间的并行性,我们也开发了一些有利于圈量子宇宙学的$\barμ$计划的半经典水平上的可行性的考虑。
2022-05-31 gr-qc
Lyra's cosmology of homogeneous and isotropic universe in Brans-Dicke theory
本文在Lyra几何下构建Brans-Dicke标量场宇宙模型,用最新观测数据验证,所得哈勃常数和物质密度与WMAP、Plank一致,且解耦参数显示宇宙从减速到加速的转变。
2020-11-23 gr-qc
Extended Gravitational Decoupled Solutions in Self-interacting Brans-Dicke Theory
本文在自相互作用Brans-Dicke理论的背景下,利用推广的引力解耦方法,从已知的各向同性解出发,构造了各向异性球解.通过对径向和时间度量分量施加几何变形,将场方程解耦成两组。第一组对应于各向同性流体,而各向异性源的影响仅限于第二组。通过各向同性解决方案(托尔曼IV/Krori-Barua)的度量函数确定各向同性部门,而需要关闭第二个系统的各向异性源上的两个约束。图形分析了质量标量场以及解耦参数对各向异性解的物理特性的影响。我们还检查的可行性,紧凑性,表面红移和稳定性的解决方案。结果发现,所得到的解决方案遵循公认的物理趋势的解耦参数的某些值。
2020-06-05 gr-qc
Isotropic evolution of a JBD anisotropic Bianchi universe
我研究的动力学效应,由于布朗-迪克标量$ϕ$ -字段在一个被认为是各向异性的宇宙膨胀的早期阶段的标量张量宇宙学的约旦-布朗-迪克。这是考虑的行为的一般解决方案的均匀模型的Bianchi型VII在真空的情况下。我的结论是,Bianchi-VII $_0$模型表现出各向同性膨胀,它唯一的物理解等价于弗里德曼-罗伯逊-沃克时空,其演化可以根据JBD耦合常数的值从奇点开始,在膨胀(如果是$ω>0$,则膨胀)之后,收缩到另一个,或者从非奇点状态开始,坍缩到奇点。我还得出结论,一般的Bianchi-VII $_h$(与$h\neq 0$)模型表现出强烈的曲率奇异性产生的齐次曲面的2D流形,1D流形或单点的完全崩溃。我们的分析关键取决于所谓的内在时间,$Φ$,作为产品的JBD标量场$ϕ$乘以平均标度因子$a^3=a_1a_2a_3$,在有限的宇宙时间演化这个宇宙展开到一个无限的$Φ$ -范围。这些宇宙从各向异性的初始状态各向同性,因此我得出结论,他们对各向异性扰动是稳定的。
2001-09-05 gr-qc
The recollapse problem of closed isotropic models in second order gravity theory
在二阶引力理论的Jordan框架下研究了正弯曲Friedmann-Robertson-Walker(FRW)模型的闭合宇宙坍缩猜想.我们用动力系统的方法分析了模型的后期演化。我们发现,一个最初扩大封闭FRW宇宙,开始接近闵可夫斯基时空,可能会表现出振荡行为。
2006-09-07 gr-qc
Effective dynamics of a homogeneous and isotropic universe with quantum curvature
National Centre for Nuclear Research(国家核研究中心)
本文通过引入空间流形标量曲率的洛伦兹项修改标准圈量子宇宙学哈密顿量,提出新模型并分析其有效动力学,发现经典奇点被量子反弹替代,但反弹时体积显著低于标准情形。
2026-06-01 gr-qc
Quantum Dynamics of the Isotropic Universe in the Metric f(R) Gravity
我们分析了各向同性宇宙的正则量子动力学,作为新兴的哈密顿制定的度量f(R)的引力,在约旦框架。量子化的正则方法是通过在量子化之前求解哈密顿约束,并像关系时间一样采用出现在Jordan框架中的非最小耦合标量场来执行的。由此产生的薛定谔演化,然后研究在真空中,并在一个无质量的标量场的存在下,虽然作为一个暴胀子的动力学成分。我们表明,在真空中,局域波包的形态是一个非扩展的配置文件的宇宙学奇点。当外部标量场被包含在动力学中时,我们看到波包获得了令人惊讶的特征,即随着宇宙体积的膨胀,宇宙体积的局部化程度不断增加。这一结果表明,在引力的度规f(R)公式中,宇宙经典化的自发机制出现了。实际上,当标量场的相空间被充分探索时,在宇宙体积中的这种增加的局部化直到给定的时间值是有效的,即,非最小耦合模式,在该模式之后波包再次扩散。我们推断,在这个关键的过渡年龄达到之前,暴胀阶段可能会发生,在这里通过宇宙学常数建模。这个观点提供了一个有趣的场景,从普朗克宇宙过渡到经典的de-Sitter阶段,这在f(R)引力中比在爱因斯坦图像中更自然。
2021-09-03 gr-qc
Light propagation in statistically homogeneous and isotropic dust universes
我们推导出无旋转尘埃宇宙中的红移和角直径距离,这些宇宙是统计均匀和各向同性的,但具有任意的几何形状。从第一性原理的计算表明,Dyer-Roeder近似不能正确地描述聚团效应。相反,红移和距离是由平均膨胀率,今天的物质密度和零测地剪切决定的。特别是,CMB峰的位置是一致的显着的空间曲率提供的膨胀历史是足够接近的空间平坦的LambdaCDM模型。
2009-02-11 astro-ph gr-qc
The evolution of a spatially homogeneous and isotropic universe filled with a collisionless gas
我们回顾了一个空间均匀和各向同性的宇宙描述的Friedmann-Robertson-Walker时空充满了碰撞,中性,简单,大量的气体的演变。气体被描述为一个粒子的分布函数,满足刘维尔方程,并假定是均匀的和各向同性的。利用时空的等距性,我们精确地定义了分布函数的均匀性和各向同性性,并在此基础上给出了这类分布函数的最一般族的简明推导.对于这个家庭,我们构造的粒子流密度和应力能量张量,并考虑耦合的爱因斯坦-刘维方程组。我们发现,只要分布函数是无碰撞的,均匀的和各向同性的,Friedmann-Robertson-Walker宇宙的演化表现出一个奇异的起源。它的未来发展取决于空间截面的曲率:空间平坦或双曲面宇宙永远膨胀,这种膨胀稀释了气体的能量密度和压力,而具有紧凑球形截面的宇宙达到最大膨胀,之后它反转其运动,并最终坍缩到最终的紧缩奇点,在那里能量密度和各向同性压力发散。最后,我们分析了当包含一个宇宙学常数时,充满无碰撞气体的宇宙的演化。
2014-06-14 cond-mat.stat-mech gr-qc
An exhaustive list of isotropic apocalyptic scenarios
本文研究了宇宙物质任意状态方程的各向同性均匀宇宙学模型中未来奇点的可能类型。我们得到所有已知类型的这些奇点,以及两个新的类型,使用一个简单的方法。不可能有额外的奇点类型。我们将新的奇点类型命名为“大挤压”和“小冻结”。“大挤压”只有在有限时间间隔后的平坦宇宙中才有可能。物质和暗能量的密度趋于零,压力趋于负无穷大。这就要求暗能量有一个特定的状态方程,在低密度下具有与广义查伯金气体相同的渐近行为。“小冻结”涉及宇宙的永恒膨胀。某些解决方案可以模拟$Λ$ CDM模型。
2016-09-26 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
Can we remove the systematic error due to isotropic inhomogeneities?
通常,我们假设,就我们在宇宙中的位置而言,不存在各向同性的不均匀性。这个假设还没有被观测证实足够的准确性,我们需要考虑的可能性是,在我们的宇宙中存在不可忽略的大尺度各向同性不均匀性。大尺度各向同性不均匀性的存在影响了宇宙学参数的确定。特别是,由于宇宙学参数的模糊性,仅从距离-红移关系,我们不能区分非均匀各向同性宇宙模型和均匀各向同性宇宙模型。本文考虑了距离-红移关系、宇宙微波背景辐射(CMBR)的涨落谱和重子声学振荡(BAO)的尺度三个观测量,并在两个宇宙模型中对这些观测量进行了比较;一种是非均匀各向同性单轴对称,另一种是暗能量不为宇宙学常数的均匀各向同性宇宙模型。我们证明,这两个宇宙模型不能预测所有三个观测值的相同的观测数据,但只有两个相同的三个观测值,只要扰动是绝热的。如果微扰是绝热的,原则上我们可以通过适当的三个观测量来区分非均匀各向同性宇宙和均匀各向同性宇宙。
2017-03-03 astro-ph.CO gr-qc
On the relation between the isotropy of the CMB and the geometry of the universe
宇宙微波背景(CMB)的近各向同性被认为是宇宙均匀性和各向同性的最强指示,是大多数宇宙学分析的基石。我们推导出新的定理,扩展了Ehlers-Geren-Sachs的结果,各向同性CMB意味着宇宙是静止的或均匀的和各向同性的,及其推广到几乎各向同性的情况。我们讨论了为什么定理不适用于真实的宇宙,为什么CMB观测并不意味着宇宙将是近均匀和各向同性的。
2009-04-21 astro-ph.CO gr-qc
The generalized second law in irreversible thermodynamics for the interacting dark energy in a non-flat FRW universe enclosed by the apparent horizon
研究了在非平坦的FRW宇宙中不可逆热力学广义第二定律的有效性,其中包含了冷暗物质与暗能量的相互作用。宇宙的边界被假定为被动力学的视视界包围。本文证明了在能量传递常数的特定范围内,非平衡态热力学广义第二定律是满足的。
2010-01-06 gr-qc
Energy exchange for homogeneous and isotropic universes with a scalar field coupled to matter
研究了在非极小耦合的$f(R)$理论共形框架下,具有理想流体物质源和标量场的平坦和负弯曲Friedmann-Robertson-Walker(FRW)模型的晚期演化.在温和的假设下,潜在的V,我们证明了非负的局部最小值V对应的平衡是渐近稳定的,以及水平渐近线接近从上面的V.我们分类的所有情况下的平坦模型的物质成分之一,最终占主导地位。特别是对于临界值为零的势的非简并极小值,我们详细地证明了:如果状态方程的参数大于1,则存在从流体到标量场的能量转移,并且后者最终以一般的方式占主导地位。
2010-03-16 gr-qc
A Homogeneous and Isotropic Universe in Lorentz Gauge Theory of Gravity
洛伦兹引力规范理论是最近提出的。我们研究这个理论的均匀和各向同性的宇宙。结果表明,当宇宙中的物质被稀释到足够的程度后,在$z \sim 0.6$,减速膨胀自发地转变为加速膨胀,而没有暗能量。讨论了洛伦兹规范理论对目前宇宙的总能量含量没有约束,因此场论预言的真空能量的大小不再矛盾。结果表明,在该理论中,宇宙中相对论性粒子数的限制比GR中宽松得多,并讨论了暴胀机制。我们表明,该理论,不像GR,不需要慢卷或类似的条件来驱动宇宙开始时的通货膨胀。
2017-05-31 gr-qc hep-th
Universe's memory and spontaneous coherence in loop quantum cosmology
量子反弹先验地连接了宇宙演化的几个(半)经典时期,然而确定在这个过渡中是否以及如何保持半经典性是非常重要的。我们回顾了目前的知识状态在这方面的各向同性部门的圈量子宇宙学。这一知识接下来通过对承认正宇宙学常数的各向同性宇宙(具有无限大宇宙时代链)的研究得到扩展。还表明,只要在一定的运动常数中起能量作用的宇宙是半经典的,那么由于自发的自发相干性,这种宇宙总是允许一个半经典的时代。
2016-07-14 gr-qc
On theory of regular accelerating Universe in Riemann-Cartan spacetime
研究了建立在Riemann-Cartan时空中的各向同性宇宙学。研究了在宇宙膨胀开始时,在极限能量密度附近,填充有普通引力物质和标量场的均匀各向同性宇宙模型的性质。结果表明,宇宙学模型不仅关于哈勃参数和能量密度是正则的,而且关于挠率张量和曲率张量也是正则的。
2013-09-24 gr-qc
Light propagation in statistically homogeneous and isotropic universes with general matter content
我们推导出宇宙的平均膨胀率的红移和角直径的距离的关系是统计均匀的和各向同性的分布演变缓慢,但具有任意的几何形状和物质含量。相关的平均膨胀率是由观测到的红移和假设的时空对称性来选择的。我们说明了为什么光的偏转和剪切仍然很小。我们写出了平均膨胀率的演化方程,并讨论了尘埃近似的有效性。
2012-12-18 astro-ph.CO gr-qc
The relative energy of homogeneous and isotropic universes from variational principles
我们计算了两个均匀各向同性宇宙之间的相对守恒流、超势和守恒量。特别是,我们证明了它们的相对“能量”(定义为守恒量与宇宙时间坐标平移的一个comoving观察者)是消失的,所以是其他守恒量与李子代数的向量场同构的庞加莱代数。这些量在时间上也是守恒的。我们还找到了这类解的一个相对守恒量,它在时间上是守恒的,但不为零。这个例子至少提供了广义相对论中守恒量理论的两个见解。首先,仔细研究了宇宙物质流体对守恒量的贡献,并证明其为零。第二,我们明确表明,我们的超势(碰巧符合所谓的KBL潜力,虽然它是不同的产生)提供了强大的守恒律下弱得多的假设比通常需要的。特别地,对称生成器不需要是Killing(也不是背景的Killing,也不是渐近Killing),处方是准局部的,并且它在有限区域中也工作良好,并且不需要边界上的匹配条件。
2008-12-10 gr-qc
Non-flat universe and interacting dark energy model
对于非平坦宇宙的$k\not=0$,我们研究了全息暗能量与冷暗物质(CDM)相互作用的模型。全息暗能量衰变为CDM时,存在两种成分的混合物。在这种情况下,我们使用有效的状态方程($ω^{\rm eff}_{\rm Λ}, ω^{\rm eff}_{\rm m}$)代替本机状态方程($ω_{\rm Λ},ω_{\rm m})$)。因此,我们表明,在非平坦宇宙中的相互作用全息能量模型不能容纳从暗能量的幻影制度的过渡。
2007-03-14 gr-qc
The generalized second law for the interacting new agegraphic dark energy in a non-flat FRW universe enclosed by the apparent horizon
研究了广义引力热力学第二定律在包含新年龄暗能量与冷暗物质相互作用的非平坦FRW宇宙中的有效性。宇宙的边界被假定为被动力学的视视界包围。我们表明,对于这个模型,状态方程参数可以跨越幻影鸿沟。我们还指出,对于选定的模型在热平衡与霍金辐射,广义第二定律始终满足整个宇宙的历史。而宇宙熵和视视界熵的演化分别依赖于相互作用新年龄暗能量模型的状态方程参数。
2011-01-31 gr-qc