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
Linear perturbations in spherically symmetric dust cosmologies including a cosmological constant
研究了含有宇宙学常数的球对称尘埃宇宙中规范不变线性微扰的动力学行为。与空间均匀FLRW模型相比，空间对称度的降低导致规范不变量的非平凡动力学耦合已经在一阶微扰理论和这种耦合的时空演化的强度和影响进行了研究。我们提出的结果的基本动力学方程增广的宇宙学常数，并将它们数值积分。我们还提出了一种方法来获得宇宙学相关的初始变量，这种设置。每个度量变量的角功率谱的估计计算和评价的中央观察员的过去零锥。通过比较完整的演变自由演变的初始配置文件，耦合强度将被确定为一个最佳的拟合径向不均匀补丁在以前的工作（见Redlich等。（2014））。我们发现，耦合效应是不明显的宇宙方差限制内，因此可以安全地忽略相关的宇宙学场景。相反，我们发现非常强的耦合效应，在一个最佳拟合的球形空洞模型匹配的距离红移关系的SNe，这是根据以前的研究结果，使用参数空洞模型。
2017-09-14 astro-ph.CO gr-qc
Newtonian and Relativistic Cosmologies
宇宙学N体模拟现在正在使用牛顿引力在大于哈勃半径的尺度上进行。众所周知，在牛顿引力中，均匀膨胀的均匀尘埃球满足相对论FLRW宇宙学中出现的相同方程，并且在边缘束缚/空间平坦的情况下，牛顿和相对论尘埃宇宙学之间的对应关系在线性微扰理论中继续保持。然而，当在小尺度上存在显著的非线性动力学行为时，牛顿引力能提供一个很好的非均匀宇宙学的全局描述还远未可知。我们调查这个问题的光微扰框架，我们最近开发的，它允许在小尺度的非线性。我们提出了一个相对简单的“字典”-这是准确的线性化水平-映射到广义相对论尘埃宇宙学的牛顿尘埃宇宙学，我们用我们的“排序方案”来确定所得到的度量和物质分布解决爱因斯坦方程的程度。我们发现爱因斯坦方程在小尺度下不能保持在“1阶”，在大尺度下不能保持在“$ε$阶“。然后，我们找到额外的修正的度量和物质分布需要满足爱因斯坦方程的这些订单。虽然这些修正本身就有一定的意义，但我们计算它们的主要目的是，它们的微小性应该为原始词典（以及本词典的简化版本）的有效性提供一个标准。我们预计，在现实的牛顿宇宙学中，这些额外的修正将非常小;如果是这样，这应该为使用牛顿模拟来描述相对论宇宙学提供强有力的理由，即使在大于哈勃半径的尺度上。
2012-02-07 astro-ph.CO gr-qc
Perturbations in Lemaitre-Tolman-Bondi and Assisted Coupled Quintessence Cosmologies
在这篇论文中，我们研究了Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）和辅助耦合精粹（ACQ）宇宙学中的线性微扰。首先，我们简要介绍宇宙学的标准模型。然后，我们介绍了宇宙学扰动理论（CPT）在线性阶的平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学。接下来，我们研究Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）背景时空的线性扰动。研究了扰动在规范变换下的变换行为，构造了LTB中的规范不变量。我们表明，使用微扰能量守恒方程，有一个保守的量在LTB是保守的所有尺度。然后，我们简要地延长我们的讨论勒梅特时空，并构建规范不变的扰动在这个扩展的LTB时空。我们还研究了FRW背景下辅助耦合quintessence模型中的线性扰动行为。我们提供了这类模型的完整的控制方程组，并解决了系统的数值。为此目的编写的代码，然后用于发展各种模型和参数值的增长函数，我们比较这些标准的$Λ$ CDM模型和当前和未来的观测范围。我们还研究了“小尺度近似”的适用性，通常用于计算增长函数的精华模型，在即将到来的实验，如SKA和欧几里得。我们发现，这些未来的调查的全部方程的结果偏离近似超过实验的不确定性。构造的数值代码，PYESSENCE，写在Python中解决系统的背景和扰动演化方程的辅助耦合的精髓，也进行了讨论。
2017-05-01 astro-ph.CO
Unstable growth of curvature perturbation in non-singular bouncing cosmologies
我们考虑非奇异的弹跳宇宙学，如新的ekpyrotic模型，其中宇宙经历了一个缓慢的收缩阶段与状态方程$w \gg 1$，其次是反弹，发生在一个有限的标度因子时，量子引力修正仍然可以忽略不计。这种非奇异反弹需要违反零能量条件，其中$w$在反弹之前的某个时间下降到-1以下。在本文中，我们表明，一个组成部分的绝热曲率扰动，虽然衰减和可以忽略不计的ekpyrotic阶段，是指数放大之前，$w$接近-1，足以破坏的标度不变的扰动谱。我们讨论如何避免这个问题，例如，在奇异反弹。
2010-07-16 astro-ph.CO hep-th
An analytical approximation of the luminosity distance in flat cosmologies with dark energy
本文给出了一个在含有尘埃和宇宙学常数的空间平坦宇宙学中光度距离的解析近似公式。我们还给出了所谓的Dyer-Roeder距离（空束情况）和从红移$z=z_1$到$z=z_2$的广义角直径距离的近似公式，这些公式在分析引力透镜效应时特别有用。我们的公式是广泛适用的密度参数和红移的范围内具有足够小的不确定性。特别地，在密度参数$0.3 \lid Ω_{\rmn m} \lid 1$和红移$0.03 \lid z \lid 1000$的范围内，我们公式计算的光度距离的相对误差总是小于\cite{wu}最近的工作.
2011-11-29 astro-ph.CO
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
xPand: An algorithm for perturbing homogeneous cosmologies
在本文中，我们详细地发展了一种完全几何方法来推导空间均匀背景的扰动方程。这种方法依赖于背景时空的3+1分裂，并且不使用任何特定的坐标集：它仅根据几何量来实现，使用xAct分布中的张量代数包xTensor以及微扰xPert的扩展。我们的算法允许一个获得的扰动方程的所有类型的均匀宇宙学，任何顺序和在所有可能的规范。作为应用，我们恢复了著名的扰动爱因斯坦方程的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学在二阶和Bianchi I宇宙学在一阶。这项工作铺平了道路，这些模型的研究在更高的订单和任何其他扰动比安基宇宙学，通过规避通常过于繁琐的推导扰动方程。
2013-11-13 astro-ph.CO gr-qc
Standard Perturbation Theory for Interacting Dark Sector cosmologies I: Breakdown of Einstein de Sitter kernels
Universidade Federal da Bahia（巴伊亚联邦大学）；Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia（巴伊亚联邦教育、科学与技术学院）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本文发展了不依赖爱因斯坦-德西特近似的一阶标准扰动理论框架，揭示了弱相互作用导致扰动核时间依赖性增强，从而破坏了传统ΛCDM分析中的爱因斯坦-德西特近似，对暗物质领域模型的非线性修正进行了系统性研究。
2026-03-12 astro-ph.CO
Skewness of matter distribution in clustering dark energy cosmologies
本文计算了动态暗能量宇宙学中物质分布的偏度（三阶矩$S_3$）。我们特别注意暗能量扰动对这个量的影响。在这个量上确实有一个明显的暗能量扰动的信号。通过适当地允许暗能量扰动，我们表明它们对$S_3$的影响足够强（一个因子$\sim 3$更大），可以很容易地区分成簇和非成簇的暗能量宇宙学。这表明宇宙密度场的高阶统计对暗能量模型的研究是有用的，并且有可能排除成簇的暗能量宇宙学。
2019-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Scale-invariant perturbations in ekpyrotic cosmologies without fine-tuning of initial conditions
Ekpyrotic反弹宇宙学已经被提出作为通货膨胀的替代品。在这些场景中，宇宙在反弹之前的缓慢收缩期间被平滑和扁平化，而量子涨落产生几乎尺度不变的超视界扰动，在反弹后的宇宙中播种结构。Tolley和Wesley（2007）的分析表明，对于大范围的Ekpyrotic模型，只有在宇宙学背景不稳定的情况下，才有可能产生绝热或熵涨落的标度不变谱，在这种情况下，场景对初始条件非常敏感。在本文中，我们分析了一个重要的反例：一个简单的行动，产生一个高斯，尺度不变的熵扰动谱在ekpyrotic收缩，而不需要微调的初始条件。基于这个例子，我们讨论了一些推广。
2015-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horizon-preserving dualities and perturbations in non-canonical scalar field cosmologies
本文将交换$a \leftrightarrow H$下的宇宙学膨胀与循环收缩的对偶性推广到具有变化声速的非正则标量场理论的情形。在典型的情况下，单一的对偶性推广到一个家庭的三个对偶构造离开宇宙学的声学视界不变。我们发现三类模型：（I）DBI通货膨胀，（II）非规范的推广周期性收缩，（III）一个新的宇宙学解决方案与快速下降的声速和相对缓慢增长的比例因子，我们称之为{ \it停滞}宇宙学。我们构造的膨胀慢滚近似的对偶类似物，并解决在所有三种情况下的曲率扰动。周期性收缩和停滞宇宙学都预测了与观测不一致的曲率扰动的强烈蓝色光谱。
2011-11-08 astro-ph.CO gr-qc
Linear Growth of Matter Perturbations Probed by Redshift-Space Distortions in Interacting $Λ(t)$CDM Cosmologies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）；Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（国家空间研究所）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文通过红移空间畸变探测相互作用Λ(t)CDM宇宙学中物质扰动的线性增长，研究了暗能量相互作用对S_8参数的约束。
2026-02-11 astro-ph.CO
Cosmological perturbation theory using generalized Einstein de Sitter cosmologies
本文推广爱因斯坦-德西特宇宙的扰动理论至广义EdS模型，推导解析核，并简化标准宇宙学模型中的单环功率谱修正，仅用少量有效增长率参数即可近似。
2023-04-17 astro-ph.CO
Matter bispectrum in cubic Galileon cosmologies
本文在协变立方Galileon理论的框架下得到了暗物质密度扰动的双谱。这个结果是通过一个半解析的方法在Galileon宇宙学的二阶微扰，假设高斯初始条件。特别是，我们表明，即使在存在大偏差的线性增长率w.r.t.在双谱水平上，这种偏差被减小到几个百分比。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbations and stability of nonsingular cosmologies with limiting curvature
我们重温非奇异宇宙学中的极限曲率假设实现。我们研究了该理论的宇宙学扰动并确定了稳定性的一般判据。对于最简单的模型，我们发现一般Ostrogradski不稳定性，除非行动包含外尔张量平方与适当的系数。当考虑两个特定的非奇异宇宙学场景（一个暴胀和一个成因模型），我们发现鬼和梯度不稳定性在大多数宇宙演化。此外，我们表明，该理论是等效的引力理论的作用是一个一般的函数的Ricci和高斯-Bonnet标量，这种类型的理论是已知的遭受各向异性背景的不稳定性。这使我们构造了一种新的曲率不变标量函数。我们表明，它没有奥斯特罗格拉茨基不稳定性，它避免了鬼和梯度不稳定性的最有趣的背景通货膨胀和成因轨迹。我们进一步表明，它不拥有额外的新的自由度在各向异性时空。这为研究稳定的替代非奇异极早期宇宙学打开了大门。
2017-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The mass density contrast in perturbed Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker cosmologies
本文研究平坦FLRW宇宙学球对称微扰中质量密度对比的演化，纳入暗物质与暗能量，并证明无暗能量时结果与Bonnor的牛顿宇宙学方程一致。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Non-Gaussianity Generated by the Entropic Mechanism in Bouncing Cosmologies Made Simple
微波背景辐射中的非高斯性必然会在为我们提供关于极早期宇宙物理学的线索方面发挥关键作用。然而，相关的计算，在第二，甚至第三阶微扰理论，往往是复杂的点，掩盖简单的基本物理过程。本文给出了一个简单的解析方法来近似计算由熵机制产生宇宙学扰动的循环模型的非线性参数f_{NL}和g_{NL}。我们的方法是快速的，物理上透明的，并同意与数值计算的结果。
2009-09-14 astro-ph.CO hep-th
Bianchi spacetimes as super-curvature modes around isotropic cosmologies
本文全面阐述了各向异性Bianchi模型可视为线性宇宙学微扰均匀极限的理论，发现近开放Friedmann空间的各向异性模型对应超曲率微扰，从而可通过扩展标准微扰理论计算各向异性对宇宙学可观测量的影响以约束大尺度各向异性。
2025-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Conformal Symmetries of FRW Accelerating Cosmologies
我们证明了任何状态方程w < -1/3的加速Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学（因此不仅是w =-1的de Sitter阶段）在未来的恒时超曲面上都表现出三维共形对称性。我们还提供了一个替代的推导这一结果的共形Killing向量，并表明，长波长共动曲率扰动的扰动FRW度量只是共形Killing运动的FRW背景。然后我们将边界共形对称性推广到加速宇宙学中。我们的研究结果表明，人们可以很容易地产生扰动的标量场，这不仅是规模不变，但也完全共形不变的超哈勃尺度。测量宇宙学扰动的标度不变功率谱并不自动意味着宇宙经历了德西特阶段。
2013-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of Dark Energy Perturbations in Scalar-Tensor Cosmologies
我们通过解析和数值求解标量张量宇宙学中的广义爱因斯坦方程，得到了暗能量和物质线性微扰的演化。我们比较我们的结果与相应的结果最小耦合quintessence扰动。我们的结果自然（O（1））值的拉格朗日参数，导致类似于LCDM的背景展开总结如下：1。在小于100 h^{-1} Mpc的尺度上，标量-张量暗能量密度扰动与最小耦合的精粹扰动相比，被放大了约10^6倍。在这些尺度上，暗能量扰动与物质密度扰动相比只占10%左右。2.标量张量暗能量密度扰动与亚哈勃尺度上的物质线性扰动反相关。因此，星系团被预测与暗能量的空洞重叠。3.这种物质与负压扰动的反相关性导致了物质扰动在亚哈勃尺度上轻微放大约10%。4.亚哈勃尺度上标量场扰动的演化与尺度无关，因此它对应于消失的有效声速（c_{sΦ} =0）。它还涉及由场的放大有效质量引起的早期大振荡。这种放大是由于场与里奇曲率标量以及（因此）与物质的非最小耦合。没有这样的振荡存在于最低限度的耦合的精粹扰动，这是抑制亚哈勃尺度（c_{sΦ} =1）。我们的研究结果的影响，包括修改后的预测集群晕配置文件观察到的属性。已知这些剖面与LCDM的预测存在一定的张力。
2010-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Perturbation theory for cosmologies with non-linear structure
下一代宇宙学巡天将在前所未有的规模上进行，因此将为检验广义相对论提供令人兴奋的新机会。对这些巡天观测到的结构进行建模的标准方法是，对视界尺度上的线性结构使用宇宙学扰动理论，对小得多的尺度上的非线性结构使用牛顿引力理论。我们提出了一个两参数的形式主义，概括了这种方法，从而允许大，小尺度之间的相互作用进行研究，在一个自我一致的和定义良好的方式。它使用后牛顿引力和宇宙学扰动理论，可以用来模拟现实的宇宙学场景，包括物质，辐射和宇宙学常数。我们发现，由此产生的场方程可以写为一个层次的扰动方程组。在领先的顺序，这些方程使我们能够恢复一组标准的弗里德曼方程，以及牛顿-泊松方程的非均匀部分的牛顿能量密度在一个不断扩大的背景。然而，对于大尺度宇宙学中的微扰，由于小尺度结构的存在，我们发现场方程是由非线性项和模式混合项共同产生的。这些额外的项应该会通过混合小尺度和大尺度的引力模而产生新的引力效应--这种效应超出了标准线性宇宙学扰动理论的范围。我们希望我们的形式主义是有用的精确建模引力物理在宇宙中包含非线性结构，并调查在超大规模调查的时代，非线性引力的影响。
2018-03-27 astro-ph.CO gr-qc
The nonlinear power spectrum in clustering quintessence cosmologies
我们研究了在声速为零的经典场驱动的宇宙学中密度扰动的非线性演化。对于这些模型，物质和精华扰动是共动的，并且有可能为由两个分量的加权和给出的总密度波动写出单个连续性方程。包括欧拉方程的共同速度场，我们解决了非线性，总密度功率谱的时间-重整化群方法的发展方程。事实上，任何宇宙学的可观测性都只与总密度扰动的引力直接相关，而这两个分量是单独不可观测的。我们发现，聚类的精华扰动诱导小的修正功率谱的非线性演化在光滑的精华模型所描述的相同的状态方程。然而，这种小的修正与低红移时声速消失对线性增长函数的巨大影响形成对比。由于这个原因，具有相同的线性密度功率谱归一化的模型可以根据声速的值呈现显著不同的非线性校正。虽然这种差异在w \rightarrow-1，ΛCDM极限下消失，但我们认为，在约束非均匀暗能量模型时，应适当考虑结构的线性和非线性生长之间的关系.
2011-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CosmicNet II: Emulating extended cosmologies with efficient and accurate neural networks
在现代分析管道中，Einstein-Boltzmann Solvers（EBSs）是获得CMB和物质功率谱的宝贵工具。为了加速这些观测量的计算，CosmicNet的策略是用神经网络取代EBS的瓶颈，EBS是线性宇宙学扰动的微分方程系统的积分。这种策略提供的优势相比，直接仿真的最终可观的，包括小的网络，很容易训练在高维参数空间，并不依赖于原始的频谱参数，也没有观察相关的数量，如选择功能。在第二篇CosmicNet论文中，我们提出了一组更有效的网络，这些网络已经针对LCDM之外的扩展宇宙学进行了训练，具有大质量中微子，额外的相对论自由度，空间曲率和动态暗能量。我们发布了CLASS代码的一个新分支，称为CLASSNET，它自动使用可信准确性区域内的网络。我们展示了CLASSNET的准确性和性能，提出参数推断运行普朗克，BAO和超新星的数据，进行CLASSNET和COBAYA推理包。我们已经消除了扰动模块作为EBS的瓶颈，在扩展宇宙学中的加速效果更加显着，通常的方法会更昂贵，而网络的性能保持不变。我们得到了一个加速因子的阶150级的仿真扰动模块的类。对于整个代码，这转化为3阶的整体加速因子时计算CMB谐波谱（现在占主导地位的高度并行化和进一步优化的视线整合），和50阶时计算物质功率谱（小于0.1秒，即使在扩展的宇宙学）。
2022-07-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Effective Inhomogeneous Cosmologies and Emerging Scalar Fields
在这方面的贡献，我们总结了最近的两个应用程序的平均非均匀宇宙学和一个有效的标量场（“形态”）之间的对应反反应项。反作用项，添加到弗里德曼运动学定律的标准源，并出现从几何曲率不变量建立的不均匀性，可以解释在尘埃物质源的情况下的最小耦合标量场。我们认为封闭条件的平均方程，导致不同的演化：a）的标准Chaubergin方程的状态施加的运动学波动和内在曲率的空间部分之间的有效关系，和b）出现的爱因斯坦真空的不均匀性，其中平均曲率的不均匀性模型的潜在的一个有效的经典暴胀的情况。
2010-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A simplified structure for the second order cosmological perturbation equations
随着对宇宙微波背景和星系大尺度分布的观测越来越精确，研究Friedmann-Lemaitre宇宙学的非线性扰动是必要的，而Friedmann-Lemaitre宇宙学方程是出了名的复杂。在本文中，我们提出了一个新的推导的控制方程的二阶扰动的框架内的度量为基础的方法是最小的，至于计算量和长度的表达式，和灵活的，至于选择的规范和应力-能量张量。由于它们的一般性和简单的结构，我们的方程提供了一个方便的起点，用于确定任何给定的应力-能量含量的FL宇宙学的非线性扰动的行为，使用泊松规范或均匀曲率规范。
2013-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Linear perturbations in K-mouflage cosmologies with massive neutrinos
我们提出了一个全面的推导线性微扰方程的不同的物质种类，包括光子，重子，冷暗物质，标量场，无质量和大量的中微子，在存在一个通用的共形耦合。从拉格朗日量开始，我们展示了共形变换如何影响动力学。特别是，我们讨论了如何将一致的标量耦合在玻尔兹曼方程的大质量中微子和随后的流体近似的层次。我们使用最近提出的K-mouflage模型作为一个例子来演示我们的线性扰动方程的数值实现。K-动量是一种新的机制，它抑制了标量耦合引起的物质粒子之间的第五种力，但在线性区域，第五种力不受抑制，并以不同的方式改变不同物质的聚集。我们展示了第五种力对宇宙微波背景辐射、透镜势和物质功率谱的影响，并找到了K-动量参数的范围，其影响可以通过观测看到。我们还发现，标量耦合可以有非平凡的影响，移动的透镜势和密度波动的功率谱的振幅在相反的方向，虽然都探测整体集群的物质。本文可供一般耦合标量场宇宙学研究者或对K-模场模型的宇宙学行为感兴趣者参考。
2015-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter creation and primordial CMB Spectrum in the inflationless Milne-like cosmologies
我们提出了一个新的见解的原始谱的标量粒子密度扰动的解释。基于频谱普遍性的假设，即，平均能量密度和不均匀性的典型值可以在所考虑的模型框架中任意选择，谱的形式变得完全确定。它接近平坦的Harrison-Zeldovich谱，但具有被抑制的低频模式。
2018-01-01 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of cosmological perturbations and the production of non-Gaussianities through a nonsingular bounce: Indications for a no-go theorem in single field matter bounce cosmologies
假设曲率扰动和引力波最初起源于物质主导的收缩相的真空涨落，我们研究了通过非奇异弹跳相演化的宇宙学扰动的动力学，该非奇异弹跳相由与爱因斯坦引力最小耦合的一般单标量场拉格朗日量描述。为了使这样的模型与当前张量-标量比的上限保持一致，必须在反弹阶段增强曲率波动。我们表明，虽然它仍然有可能扩大曲率扰动的振幅，由于非平凡的背景演化，这种增长是非常有限的，因为超级哈勃尺度上的曲率扰动的守恒。我们进一步通过反弹阶段的原始非高斯性的演变进行了一般性的分析。通过研究双谱的一般形式，我们表明，非高斯参数$f_{\mathrm{NL}}$（这是为了团结之前的反弹阶段）是在反弹阶段，如果曲率波动增长增强。因此，在这种由单个标量场给出物质的非奇异反弹模型中，在获得足够小的张量-标量比和不获得超过当前上限的$f_{\mathrm{NL}}$值之间似乎存在张力。这个结论可以被认为是一个“不可行”的定理，它排除了任何以真空初始条件为涨落的单场物质反弹宇宙学。
2015-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic Euler Equations in cosmologies with non-linear structures
我们考虑一个新的变种的宇宙学扰动理论，已专门设计，包括非线性密度对比尺度100百万秒差距，同时仍然允许在更大的尺度上的线性波动。这个理论是用来推导欧拉流体力学的相对论方程在现实的宇宙学场景，包含辐射和一个宇宙学常数，以及已被允许成团的星系和星系团的物质。这些方程可以用来在小尺度非线性结构的存在下，以及在一直到视界和更远的尺度上，演化能量密度和速度。这些方程的首阶部分再现了预期的牛顿方程，而随后的阶则规定了相对论修正。我们证明，这些演化方程是一致的，保持爱因斯坦的约束，因此，系统作为一个整体是数学适定性。我们得到的相对论修正被发现表现出不同尺度上的扰动之间的非平凡的相互作用，以及标量，矢量和张量模式的混合。它们偏离了后弗里德曼和标准宇宙学扰动理论方法中出现的结果，并指向了新的相对论效应，这些效应可以通过即将到来的超大规模巡天测量。
2019-04-05 astro-ph.CO gr-qc
Growth of spherical overdensities in scalar-tensor cosmologies
宇宙的加速膨胀是宇宙学中一个相当确定的事实，许多不同的模型被提出来作为一个可行的解释。这些模型中的许多都是基于非相互作用流体的标准广义相对论框架或最近的耦合（相互作用）暗能量模型，其中暗能量（标量场）耦合到暗物质分量，产生第五种力。一个有趣的替代方案是通过Ricci标量将标量场直接耦合到重力扇区。这些模型被称为非最小耦合模型，并产生一个依赖于时间的引力常量。在这项工作中，我们研究属于这一类的几个模型，并描述如何观测依赖于耦合的强度。我们还考虑到扰动的标量场的影响，并显示其相对重要性的质量函数的演变，延长最近的工作在这个问题上。通过工作的框架内的球形崩溃模型，我们表明，扰动的标量场有一个有限的影响的增长因子（小耦合常数）和质量函数的情况下，扰动被忽略。
2016-03-07 astro-ph.CO gr-qc
On the power spectrum of inflationary cosmologies dual to a deformed CFT
我们分析慢卷暴胀宇宙学，全息对偶的三维共形场论变形的近边际标量算子。我们发现宇宙学功率谱与变形CFT中应力张量迹线的2点函数的谱密度成反比。用二阶共形微扰理论计算这个量，我们得到了一个全息功率谱与预期的暴胀功率谱在慢卷二阶完全一致。
2013-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial black holes and gravitational waves in nonstandard cosmologies
如果原初黑洞（PBH）形成于辐射期，那么要使PBH形成相当大比例的冷暗物质，所需的原初标量扰动幅度（$P_ζ(k) \sim 10^{-2}$）是相当大的。在交替的宇宙学历史中，任意状态方程的额外时期先于辐射时期，PBH形成的动力学和相关的质量范围可以是不同的，从而导致在较小尺度的暴胀下对原始功率的需求较低。此外，这种交替的历史可以修改对引力波（GW）谱的预测，这可以通过即将到来的GW观测来探测。在本文中，我们表明，一个早期的kination时代可以导致百分之水平丰度的PBH为一个较低的振幅的$P_ζ(k)$相比，PBH形成在一个标准的辐射时代。此外，我们计算的影响，早期kinination历元上的GW频谱的一阶和二阶微扰理论，显示增强的GW频谱的振幅在kinination历元相对于在一个标准的辐射历元。
2020-08-25 astro-ph.CO hep-ph
Particle Creation in Bouncing Cosmologies
我们调查标量粒子创建一组反弹模型，反弹发生由于量子宇宙学效应描述的惠勒-德威特方程。标量场可以共形地或最小地耦合到引力，并且它可以是有质量的或无质量的，没有自相互作用。分析是由一个单一的辐射流体的模型，并为更现实的情况下，模型包含通常观察到的辐射和尘埃流体，它可以适合我们的宇宙，包括一个几乎标度不变的功率谱的标量宇宙学扰动的观测功能。在共形耦合情况下，粒子的产生可以忽略不计。在最小耦合情况下，对于大质量粒子，结果在观测约束下指向相同的物理结论：粒子产生在反弹能量尺度下最重要，并且它对它的质量和背景模型中是否有尘埃都不敏感。唯一需要注意的是粒子质量大于反弹能量标度的情况。另一方面，产生的大质量粒子的能量密度取决于它们的质量和反弹的能量尺度。对于非常大的质量和深反弹，这个能量密度可以克服背景的能量密度。在无质量粒子的情况下，产生的粒子的能量密度可以变得与背景能量密度相当，只有在能量尺度相当于普朗克尺度或更高时才能发生反弹，这超出了本文的范围：我们预计，我们使用的简单惠勒-德威特方法应该只在普朗克能量以下几个数量级的尺度上有效。然而，在尘埃存在的情况下，存在红外发散，这只有在比今天的哈勃半径大得多的尺度上才变得重要。
2016-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phenomenological implications of modified loop cosmologies: an overview
在本文中，我们首先提供了一个简短的回顾的有效动力学的两个最近研究的模型修改的圈量子宇宙学（mLQCs），这产生于不同的正则化的哈密顿约束，并显示了鲁棒性的大爆炸奇异性的通用解决方案，取代了量子反弹由于非微扰普朗克尺度效应。与圈量子宇宙学（LQC）一样，在这些修改的模型中，慢卷暴胀一般都会发生。我们考虑了宇宙学扰动的dressed和hybrid方法，并澄清了一些微妙的问题，关于扩展的有效潜力的标量微扰量子反弹，和初始条件的选择的模糊性。这两个修改后的正则化产生的原始功率谱是一致的，与当前的观测Starobinsky潜在的框架内的穿着或混合的方法。但原始功率谱的差异之间的mLQC和LQC。此外，对于mLQC-I，在红外和振荡制度中，着装和混合方法之间出现了显著的差异。虽然这两个修改后的模型之间的差异可以归因于普朗克尺度物理的差异，允许的初始条件的选择和两种微扰方法之间的差异已首次报道。所有这些差异，由于不同的正则化或不同的扰动方法，原则上可以观察到的非高斯性。
2021-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viable Gauge Choices in Cosmologies with Non-Linear Structures
在宇宙学扰动理论中使用了各种各样的规范。这些通常被选择以将物理性质归因于坐标的特定选择，或者以其他方式简化所得方程的形式。然后进行计算，理解它们可以在任何量规中完成，并且可以随意进行不同量规之间的转换。我们表明，这种逻辑可以扩展到域的大密度对比度，不同类型的微扰膨胀是必需的，但在这种结构的存在下，可以选择的方式是严重的限制。特别是，在宇宙学文献中通常认为的大多数量规在非线性结构的存在下是不可行的。这包括空间平坦规范、同步规范、共动正交规范、总物质规范、N体规范和均匀密度规范。相比之下，我们发现，纵向规范和牛顿运动规范都是可行的选择在这两个标准的宇宙学扰动理论，并在后牛顿微扰膨胀，为了模拟非线性结构。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Non-fluid like Boltzmann code architecture for early times f(T) cosmologies
针对早期宇宙 f(T) 幂律模型，提出非流体类玻尔兹曼方法，利用 Planck 2018 和 SDSS 数据对比发现低 l 下 C_l 变化约 17%，显著影响早期宇宙学张力分析。
2024-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Modified gravity versus shear viscosity: imprints on the scalar matter perturbations
在牛顿规范下研究的宇宙标量微扰理论依赖于两个势$Φ$和$Ψ$。在广义相对论（GR）中，在没有能量动量张量引起的各向异性应力的情况下，它们必须重合（$Φ=Ψ$）。另一方面，在文献中广泛接受的是，可以通过$Φ\neq Ψ$来参数化与GR的潜在偏差。因此，后者的功能是目前在GR宇宙学配备剪切粘性流体或修改重力。我们研究了标量物质密度扰动的演变，使用红移-空间-失真的$f(z)σ_8(z)$数据作为工具，区分和表征这两种情况下的印记。我们表明，在$f(z)σ_8(z)$的演变这两种情况下产量完全不同的印记相比，标准的宇宙学。虽然目前可用的数据对于区分修正重力和粘性剪切宇宙学并不敏感，但未来的精确数据可以用来打破这种不可区分性。
2018-12-26 astro-ph.CO gr-qc
What is dust? - Physical foundations of the averaging problem in cosmology
本文从物理学的角度评述了非均匀宇宙学的粗粒化和平均化问题，以及它们对平均宇宙演化的反作用。一个特别的重点是放在比较不同的平均空间均匀性的概念，并对观测结果的解释。其中的物理问题，我们考虑的是：平均哥白尼原则的性质，马赫原理的作用，问题的准本地引力能和不同的角色的时空，空间和零锥平均。的观测解释的时间逃逸的情况下，宇宙学平均的其他方法进行了比较，并讨论了悬而未决的问题。
2011-06-09 astro-ph.CO gr-qc
Observables and unobservables in dark energy cosmologies
本文的目的是回答以下两个问题：（1）给定宇宙学观测的膨胀历史和线性扰动的范围内的红移和标度的精确要求，哪一个属性的暗能量实际上可以重建没有强加任何参数化？(2)这些可观测量是否足以排除一个特定的暗能量模型，以及包含单个标量场的整个一般可行模型？这份报纸有好消息也有坏消息。一方面，我们发现重建暗能量模型的目标从根本上受到物质密度Omega_m0、微扰归一化σ_8以及物质功率谱的不可观测性的限制。另一方面，我们发现，在某些条件下，宇宙学观测仍然可以排除最一般的单标量场模型，即那些基于霍恩德斯基拉格朗日的模型。
2012-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
String Theory and the First Half of the Universe
本文详细研究了暴胀结束至热大爆炸之间的弦模驱动宇宙学，指出跨普朗克场偏移需弦论完备化，并揭示了微扰增长增强及标准模型耦合变化在重子生成、暗物质和引力波产生中的潜在应用。
2024-02-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic perturbations with running G and Lambda
如果宇宙的演化最终可以从量子场论或弦论的第一性原理导出，那么具有运行宇宙学项（λ）和引力牛顿耦合（G）的宇宙学自然是可以预期的。本文导出了具有变量G和λ的模型的一般宇宙学扰动方程，其中明确地包含了两个变量的涨落。我们证明了，如果物质是协变守恒的，物质密度扰动的后期增长是独立的波数。此外，如果在高红移下Lambda可以忽略，G变化缓慢，我们发现这些宇宙学产生的物质功率谱与和谐LCDM模型的形状相同，从而预测了相同的结构形成的基本特征。尽管有这种形状的不变性，变量G和Lambda模型的自由参数仍然可以有效地约束从观测范围的频谱振幅。
2010-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
