Entropic Accelerating Universe
为了适应观测到的宇宙加速膨胀,一个流行的想法是在Friedmann-Lemaitre暗能量方程中调用一个驱动项,该驱动项必须包含当前宇宙学能量密度的70%。我们提出了另一种解释,它考虑到熵和温度固有的宇宙视界由于全息存储在那里的信息。因此消除了暗能量,并且加速是由于从水平表面屏幕上的信息存储自然产生的熵力。我们考虑了一个额外的定量方法的启发,表面项在广义相对论,并表明,这导致熵加速宇宙。
2010-10-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Entropic cosmology in a dissipative universe
宇宙流体的体粘滞性和冷暗物质的产生都导致了均匀和各向同性宇宙中不可逆熵(与耗散过程有关)的产生。为了考虑这种影响,一般宇宙学方程重新制定,集中在一个空间平坦的物质主导的宇宙。一个现象学的熵力模型,包括作为范围从$\tildeμ =0$,对应于一个非耗散$Λ$ CDM(λ冷暗物质)模型,到$\tildeμ =1$,对应于一个完全耗散CCDM(创建冷暗物质)模型的耗散率的函数的常数项进行检查。一个时间演化方程推导出的物质密度对比度,以表征密度扰动在本熵力模型。研究发现,即使晚期宇宙的背景演化与精细调谐的纯$Λ$ CDM模型的背景演化等价,耗散率也会影响密度扰动。随着耗散率$\tildeμ$的增加,计算的团簇增长率逐渐偏离观测,特别是在低红移。然而,低$\tildeμ$(小于0.1)的增长率被发现与测量值吻合良好。低耗散模型预测的增长率小于纯$Λ$ CDM模型(其中$\tildeμ =0$)。需要更详细的数据来区分低耗散模型和纯$Λ$ CDM模型。
2014-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Spin precession in anisotropic cosmologies
本文研究了各向异性Bianchi宇宙中Dirac粒子自旋的进动。这种效应已经存在于Bianchi-I宇宙中。我们讨论了一些细节的测地线和自旋旋进的卡斯纳和Heckmann-Schucking解决方案。在Bianchi-IX宇宙中,由于振荡接近宇宙奇点的随机性,自旋进动获得了混沌特征。在非常早期的宇宙中,费米子的相关螺旋翻转可能会产生促成暗物质的无菌粒子。
2016-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Optimal polarisation equations in FLRW universes
本文给出了平坦、开放和封闭FLRW宇宙学中标量、矢量和张量扰动下光子的线性Boltzmann方程。我们表明,所有类型的E-和B-模式偏振可以计算仅使用一个单一的层次。这一点以前在平坦宇宙学中的张量模中得到了明确的证明,但在矢量和非平坦宇宙学中却没有。
2013-10-03 astro-ph.CO
Sterile Neutrino Dark Matter from Generalized $CPT$-Symmetric Early-Universe Cosmologies
我们将辐射主导的$CPT$对称宇宙中的引力粒子产生推广到非标准的,但也是$CPT$对称的早期宇宙宇宙学。我们计算了右手“不育”中微子成为宇宙学暗物质所需的质量。由于一般的无菌中微子与标准模型的活性中微子混合,我们使用最先进的工具来计算超重无菌中微子暗物质衰变的伽马射线和高能活性中微子的预期光谱。我们证明了在早期宇宙中,无菌中微子从未处于热平衡。我们表明,非常高的能量切伦科夫望远镜可能会检测到一个信号的无菌中微子寿命高达约10 $^{27}$ s,而在高能量中微子望远镜,如冰立方的信号可以检测到的寿命高达10 $^{30}$ s,提供了一个更好的机会,在一个广阔的景观可能的质量检测。
2021-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Nonsingular Chaplygin gas cosmologies in universes connected by wormhole
我们提出了一些精确的解决方案,爱因斯坦方程的各向异性流体利用Chaobergin状态方程。该解描述了具有两个相同T区域和一个包含虫洞的中间静态球对称R区域的时空。T区域的度规表示各向异性的Kantowski-Sachs宇宙模型。它的演化从一个事件视界开始,并根据不同的场景发展,包括永恒的膨胀,收缩和有限的宇宙寿命。
2013-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Entropic mechanisms with generalized scalar fields in the Ekpyrotic universe
对于Ekpyrotic宇宙,具有最小耦合的熵机制被证明是不稳定的,这已经被用来产生近标度不变的原始扰动。为了克服这一困难,提出了一些非最小耦合熵模型。本文将这些研究推广到所有标量场都含有非标准动力学项的情形。我们首先证明,在这些一般情况下,没有非最小耦合的熵模型仍然是不稳定的。稳定性的条件与实现尺度不变扰动的要求相冲突。然后,我们研究了非最小耦合模型,并证明了至少在某些简单的情况下,这些模型是稳定的,能够产生与当前观测相一致的原始扰动。
2015-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Universe as a driven quantum system: Unbounded heating in cyclic cosmologies
一个不断发展的宇宙的哈密顿量被证明是形式上等价于一个驱动的量子系统,其驱动如下的时空度规的时间依赖性。这种类比允许从驱动量子系统领域的见解被应用到宇宙学设置。特别是,它表明,周期性循环宇宙学一般禁止(除非在某些限制约束下),由于它们的对应关系与量子驱动的量子系统(通常预计将经历无限的加热在无限的未来)。这一结果强调了未来如何需要对非周期驱动的量子系统进行研究,以充分描述更一般的循环宇宙学的动力学(简要讨论了定性图像)。
2021-09-02 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
General form of entropy on the horizon of the universe in entropic cosmology
熵宇宙学假设了宇宙视界上的几种形式的熵,其中熵可以被认为表现得好像它与能量的交换(转移)有关。为了讨论这种交换,从两种不同的方法得到的两个连续性方程的一致性进行检查,集中在一个均匀的,各向同性的,空间平坦的,和物质主导的宇宙。第一个连续性方程来自热力学热力学第一定律,而第二个方程来自弗里德曼方程和加速方程。为了研究熵的形式对一致性的影响,我们用一个与哈勃视界的$n$次方成正比的熵的一般形式,检验了一个唯象熵力模型.在这个公式中,贝肯斯坦熵(面积熵)、察利斯-奇尔托黑洞熵(体积熵)和四次熵分别用$n=2$、$3$和$4$表示。本模型的两个连续性方程被发现是相互一致的,特别是当$n=2$,即,贝肯斯坦熵主体(宇宙)和边界(宇宙视界)之间的能量交换应该是符合全息原理的可行方案。
2016-02-05 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
Some Inflationary Einstein-Aether Cosmologies
我们展示了如何推导出几个家庭的加速宇宙的解决方案,爱因斯坦-以太引力理论。这些解提供了对早期宇宙和晚期宇宙加速的暴胀行为的可能描述。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the No-Boundary Proposal for Ekpyrotic and Cyclic Cosmologies
无边界假设为我们宇宙的初始条件提供了一个令人信服的理论。我们研究的影响,这样的初始条件ekpyrotic和循环宇宙学。这些宇宙学允许存在一种新型的“ekpyrotic instanton”,它描述了宇宙在ekpyrotic收缩阶段的创造。值得注意的是,我们发现ekpyrotic吸引子可以解释宇宙如何成为经典的。在一个循环的背景下,除了ekpyrotic瞬子,还有描述宇宙在暗能量阶段出现的de Sitter类瞬子。我们的研究结果表明,通常的ekpyrotic瞬子产生更高的概率。事实上,在一个既允许暴胀宇宙学又允许循环宇宙学的势能图景中,无边界假设意味着宇宙爆炸和循环初始条件的概率要远远高于暴胀宇宙学。
2014-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic-like accelerated expansion of the late universe in entropic cosmology
在“熵宇宙学”中,考虑到宇宙视界的熵和温度,在弗里德曼方程和加速度方程中增加了一个额外的驱动项,而不是宇宙学常数$Λ$。利用修正的Friedmann方程和加速方程,研究了熵宇宙学中的类非绝热加速膨胀。在这项研究中,我们考虑一个均匀的,各向同性的,空间平坦的宇宙,专注于单流体(单组分)占主导地位的宇宙在后期。为了研究晚期宇宙的性质,我们求解了修正的弗里德曼方程和加速方程,忽略了早期宇宙的高阶修正。我们从热力学热力学第一定律推导出连续性(守恒)方程,假设视界上的熵和温度引起非绝热膨胀。利用连续性方程,我们制定了广义弗里德曼和加速方程,并提出了一个简单的模型。通过光度距离,它表明,简单的模型符合观测到的宇宙加速膨胀和微调的标准$Λ$ CDM(λ冷暗物质)模型。然而,我们发现,简单模型的熵的增加可能是均匀的,而标准的$Λ$ CDM模型的熵的增加是逐渐缓慢的,特别是在目前的时间。换句话说,与标准$Λ$ CDM模型的预测不同,简单模型预测当前时间不是特殊时间。
2013-02-09 astro-ph.CO
Isogrowth Cosmology (and How to Map the Universe)
虽然广义相对论将宇宙膨胀历史和大尺度结构的生长历史联系在一起,但在标准模型之外,它们可以有独立的行为。我们推导出具有相同的增长历史,但不同的膨胀历史,或其他偏差的宇宙学的表达式。这为等生长宇宙学提供了一个关系,但也突出了一般需要观测来测量每个生长,膨胀,重力和暗物质属性的历史。
2022-04-19 astro-ph.CO
Entropic cosmology for a generalized black-hole entropy
熵力情景,即,熵宇宙学,假设宇宙的视界有熵和温度。在本研究中,为了考察熵宇宙学,我们不仅从贝肯斯坦熵而且从C. Tsallis和L.J.L. Cirto [欧洲J. C \textbf{73},2487(2013)]。与贝肯斯坦熵不同,它与面积成正比,广义熵与体积成正比,因为适当的非加性推广。来自广义熵的熵力项的行为,如果它是一个额外的驱动项的大体积粘性宇宙学,其中宇宙流体的体积粘度是假定的。使用一个有效的描述类似于散装粘性宇宙学,我们制定了修改后的弗里德曼,加速度和连续性方程的熵宇宙学。基于这个提法,我们提出了两个熵力模型来自贝肯斯坦和广义熵。为了研究这两个模型的性质,我们考虑一个均匀的,各向同性的,空间平坦的宇宙,专注于一个单一的流体占主导地位的宇宙。这两个熵力模型与观测到的超新星数据吻合得很好。有趣的是,从广义熵导出的熵力模型预测了一个减速和加速的宇宙,就像微调的标准$Λ$ CDM(λ冷暗物质)模型一样,而从贝肯斯坦熵导出的熵力模型预测了一个均匀加速的宇宙。
2013-10-24 astro-ph.CO 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
Constraining models of inflation via an asymptotic de Sitter realization of Bianchi cosmologies
School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Mandi(印度技术学院曼迪分校物理科学学院)
研究比安基宇宙通过均匀暴胀场实现特定状态,无需宇宙学常数,且此条件可约束暴胀模型并举例说明。
2026-11-13 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves induced by matter isocurvature in general cosmologies
Leibniz University Hannover(汉诺威莱布尼茨大学);Institute for Theoretical Physics, Leibniz University Hannover(汉诺威莱布尼茨大学理论物理研究所);Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut(马克斯·普朗克引力物理学研究所,阿尔伯特·爱因斯坦研究所)
本文研究了由物质等幅波动在早期宇宙中诱导的引力波,通过分析其谱形和振幅,探讨了方程状态参数对早期宇宙物理的影响。
2025-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Entropic Inflation
现代宇宙学理论的主要支柱之一是早期宇宙的加速膨胀时期。这种加速膨胀,或膨胀,必须至少持续30个e-折叠。用来驱动加速的一种机制是增加一个新的能量场,称为Inflaton;通常这是一个标量场。我们提出了一种替代机制,就像我们解释晚期加速宇宙的方法一样,使用全息存储在封闭观察空间的表面上的信息固有的熵和温度。在这两种情况下,加速度都是由于涌现的熵力,自然产生于视界上的信息存储。
2012-04-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Can Cosmic Parallax Distinguish Between Anisotropic Cosmologies?
在一个各向异性的宇宙中,观测者如果没有处在一个特殊的对称点上,就应该观测到宇宙视差--测试星系在宇宙时间内的相对角运动。最近有人认为,在即将到来的精确天体测量任务(如盖亚)中不观察到这种效应,可能会被用来在勒梅特-托尔曼-邦迪度规描述的空洞模型宇宙中对偏离中心的观察者的位置施加强约束。我们认为类似的效果,在各向异性宇宙学模型所描述的轴对称均匀Bianchi I型度规和讨论是否有任何观察宇宙视差将区分不同的各向异性演化。
2009-05-22 astro-ph.CO
Curvature Constraints from the Causal Entropic Principle
目前的宇宙学观测表明,人们倾向于选择一个比传统粒子物理学所能解释的小得多的宇宙学常数。因果熵原理(Bousso,{ \it et al}.)通过计算因果菱形中产生的熵,提供了另一种方法来预测我们观测到的宇宙学常数值。我们已经扩展了这项工作,使用因果熵原理来预测“多重宇宙”中的首选曲率。我们已经发现,大于$ρ_k = 40ρ_m$的值不受欢迎超过99.99%,并且对于开放宇宙,峰值在$ρ_Λ = 7.9 \times 10^{-123}$和$ρ_k =4.3 ρ_m$处。对于只允许正曲率或正负曲率的宇宙,我们发现曲率和暗能量之间的相关性,导致优选值的扩展区域。我们的宇宙被发现是不利的,在一定程度上取决于曲率的先验。我们还提供了一个比较以前的人择约束开放的宇宙,并讨论这项工作的未来方向。
2009-02-06 astro-ph.CO
Primordial Gravitational Waves in Nonstandard Cosmologies
假设暴胀之后是一个阶段,其中宇宙的能量密度是由一个具有一般状态方程的组件占主导地位,我们评估的原始引力波的频谱诱导后暴胀宇宙。我们证明,如果宇宙的能量密度在大爆炸核合成之前是由一个分量$ϕ$支配的,那么它的状态方程可以被引力波实验所约束,这取决于$ϕ$和辐射的能量密度之比,以及$ϕ$支配时代结束时的温度.此外,我们还讨论了在$ϕ$ -支配期间张量模的尺度依赖性对原初引力波的影响。这些模型的动机是超越标准模型的物理和场景的暗物质在早期宇宙的非热生产。我们还限制了张量谱指数和张量标量比的参数空间,使用引力波实验的实验限制。
2019-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Singularities in cosmologies with interacting fluids
我们研究了充满两个相互作用但任意完美流体的平坦各向同性宇宙的有限时间奇点附近的动力学。整体动力学图像揭示了在时空奇点周围局部有效的各种渐近解。我们发现所有的标准衰减的解决方案的吸引子,并为'幻影'的问题在早期渐近。我们给出了一些特殊的渐近解,描述宇宙坍缩到零尺寸和其他结束在一个大裂缝奇点。我们还找到了一个非常复杂的奇点,对应于一个类似于循环论域的对数分支点,并给出了一般解在无穷远处的渐近局部级数表示.
2012-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Distinguishing cosmologies using the turn-around radius near galaxy clusters
在星系团之外,宇宙向内的引力吸引和向外的膨胀之间的竞争导致了一个特殊的速度抵消半径,这被称为转向半径。对回转半径的测量有希望限制宇宙学参数,甚至可能限制引力的性质。然而,这样的测量是复杂的,因为星系团的周围不是球形的,而是一个复杂的细丝、薄片和空隙的集合。在本文中,我们使用数值模拟宇宙的结果来量化现实的误差条的测量的回转半径。我们发现,对于一个$Λ$ CDM宇宙学,这些误差棒通常是$20\%$的顺序。我们数值模拟了三种不同的实现暗能量模型和标量暗扇区相互作用,以解决是否可以用来约束非平凡的宇宙学的转弯半径,我们发现,只有相当极端的模型可以区分从$Λ$ CDM宇宙由于大的误差条所产生的非平凡的集群环境。
2020-05-31 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the High Redshift Universe
我们比较了标准宇宙学模型和两种不同的宇宙学模型下形成的空洞的演化。这两个模型是一个精粹模型($ϕ$ CDM)和一个耦合的暗物质-暗能量(CDE)模型,这两个模型都有演化和相互作用的暗扇区。从$N$体绝热流体动力学模拟这些模型,我们测量的统计数据和量化的红移范围内的$z=1.5-12$的空洞的属性:这些包括他们的人口规模,体积,形状和平均密度。我们发现,后者的属性有潜力作为宇宙学的探针,特别是暗能量,平均空隙密度之间存在显着差异的替代模型和标准模型。我们假设,这种签名产生于一个增加的疏散率的颗粒出空隙,或更早开始空疏散,在替代模型作为一个直接后果的动态标量场,这也导致了更大的空隙合并率。此外,两种替代模型之间的差异可能是由于暗扇区耦合产生的拖曳力,作用于我们耦合模型中的暗物质粒子。
2018-07-09 astro-ph.CO
A new substantive proton to electron mass ratio constraint on rolling scalar field cosmologies
新的PKS 1830 -211射频观测甲醇的红移为0.88582已经建立了最严格的限制变化的质子电子质量比μ日期。观测结果给出的极限为(delta mu)/mu </=(0.0 +/- 1.0)x 10^{-7},这比之前的最低极限0.6742低了大约四倍。这个严格的限制在大约是宇宙年龄一半的回顾时间,对滚动标量场宇宙学和它们所需要的新物理学有着深远的影响。这些宇宙学中的许多都调用了一个标量场,它也与电磁场耦合,导致基本常数μ和精细结构常数α随时间滚动。如果最低期望值的耦合到μ,zeta_{mu} $被调用的新的限制需要限制的暗能量状态方程参数w,使w+1 </= 0.001在红移为0.88582。这消除了几乎所有的预期参数空间,这样的宇宙学和新的物理学,有一个耦合到电磁场。在这些情况下,这个极限要求在宇宙年龄的后半部分w必须非常接近-1,或者滚动标量场与μ和电磁场的耦合必须显著低于或处于其预期范围的极限。新的观测结果巩固了基本常数在探索可能的宇宙学和新物理学以解释宇宙加速膨胀方面的作用。
2013-02-22 astro-ph.CO
Sound Speed Resonance in the Gravitational Wave Background as a probe for non-standard early universe cosmologies
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Instituto de Fisica, Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所);Pengcheng Laboratory(鹏城实验室);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台)
研究通过引力波背景中的声速共振探测早期宇宙非标准理论,分析共振如何增强原始张量模式信号以达到可检测水平。
2026-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB acoustic scale in the entropic-like accelerating universe
我们考虑了文献[4,5]中最近提出的熵加速宇宙的推广,并证明了它们的背景方程可以等价于一个具有常态参数$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
Hubble tension as a guide for refining the early Universe: Cosmologies with explicit local Lorentz and diffeomorphism violation
本文致力于评估基于引力标准模型扩展(SME)的修改后的宇宙学设置。我们的分析依赖于哈勃张力(HT),这是通过宇宙微波背景(CMB)和Ia型超新星的数据观测确定的哈勃参数之间的差异。虽然后一种方法是模型独立的,但前者高度依赖于用于描述早期宇宙物理的模型。出于HT,我们考虑到两个最近推出的宇宙学模型作为前CMB时代的测试框架。这些设置涉及局部洛伦兹和单态违反参数化的非动力学SME背景场$s_{00}$和$s^{ij}$,分别。我们的目的是解释的紧张局势,在早期和晚期的宇宙膨胀率的测量结果诉诸这两个修改后的宇宙学作为前CMB时代的潜在描述。只要HT不是一个纯粹的系统效应,它就可以作为探索某些前CMB新物理学候选者(如SME宇宙学)的参数空间区域的标准。通过设置提取的限制SME系数的角度与文献中已经存在的界限,我们推断,没有上述模型是合适的前CMB候选人固定HT。这样,本文所研究的洛伦兹和超同态破坏的特殊实现所产生的新物理学并不能解释HT。我们的论文阐明了如何利用这种差异作为改进我们对早期宇宙描述的新可能性。
2023-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
G-essence cosmologies with scalar-fermion interactions
研究了标量场$ϕ$与经典Dirac场$ψ$之间具有Yukawa型相互作用的两种特殊g-本质模型.对于均匀的、各向同性的、平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙,我们找到了这些模型的精确解,并重建了相应的标量势和费米势。
2011-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
DUCA: Dynamic Universe Cosmological Analysis. I. The halo mass function in dynamical dark energy cosmologies
针对动态暗能量宇宙学下暗晕质量函数建模需求,提出以转向时刻减速参数构建HMF的方法,经N体模拟校准实现亚百分比系统精度,满足未来巡天精度要求。
2025-04-10 astro-ph.CO
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
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型,$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM),和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区:一个精粹模型($ϕ$ CDM)和耦合暗物质-暗能量(CDE)模型。使用这些模型的$N$体模拟,我们得到了几个措施的空隙统计和属性,包括分布的空隙体积,椭圆率,prolateness,和平均密度。我们发现,来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布,在当今的宇宙,这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现,分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$,表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是,我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地,平均而言,空隙在精粹模型下趋于最空,而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明,这是标量场存在于两种替代模型,导致空的空洞形成,而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
Viscous cosmologies with variable $G$ and $Λ$ in $R^2$ gravity
在引力和宇宙学常数随时间变化的情况下,利用高阶导数引力理论研究了充满体粘宇宙流体的平坦Friedmann-Robertson Walker宇宙的演化.本文讨论了在完全Israel和Stewart理论所描述的不完美流体存在下,同时满足幂律和指数膨胀的宇宙学模型。我们注意到一些新的和有趣的宇宙学解决方案相关的模型建设,包括目前的加速阶段。在幂律情形下,当宇宙学常数为正时,引力常量随时间的变化而增大;当宇宙学常数为负时,引力常数随时间的变化而减小。还确定了粘性宇宙的温度演化。
2011-05-17 astro-ph.CO gr-qc
Unification of Dark Matter and Dark Energy in a Modified Entropic Force Model
在Verlinde的引力熵方案中,牛顿定律和爱因斯坦方程可以从第一原理和一般假设得到。然而,能量均分定律在非常低的温度下是无效的。我们清楚地表明,能量均分定律的阈值与宇宙的视界有关。因此,在修正熵力(MEF)半径方向上的一维德拜(ODD)模型可能适合于描述加速膨胀的宇宙。我们在ODD-MEF框架下提出了一个Friedmann宇宙动力学模型。我们仔细研究了超新星宇宙学计划(SCP)的Union 2汇编的ODD-MEF模型的约束条件,以及大尺度结构(LSS)和宇宙微波背景(CMB)的观测数据,即SNe Ia+LSS+CMB。组合的数值分析给出了模型参数$ζ\simeq10^{-9}$和$Ω_{m0}=0.224$的最佳拟合值,其中$χ_{min}^2=591.156$。相应的宇宙年龄与D. Spergel { \it等} \cite{Spergel2003},95%置信水平。数值结果也产生了一个加速膨胀的宇宙,而没有引起任何形式的暗能量。以$ζ(\equiv 2πω_D/H_0)$作为与结构标度$r$相关联的运行参数,在Verlinde熵力框架下得到了旋涡星系径向速度色散的渐近平坦性、加速膨胀宇宙和先锋10/11异常的可能统一方案.
2011-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Modified Friedmann equations and non-singular cosmologies in $d=4$ non-polynomial quasi-topological gravities
Abdus Salam Centre for Theoretical Physics, Imperial College London(阿卜杜斯·萨拉姆理论物理中心,伦敦帝国理工学院)
研究非多项式曲率准拓扑引力中修正的弗里德曼方程,发现三种无大爆炸奇点的宇宙模型,包括de Sitter相、反弹宇宙和渐近闵可夫斯基起源。
2026-07-15 astro-ph.CO 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
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
Kinematical and dynamical aspects of ghost-matter cosmologies
我们认为弗里德曼宇宙的运动学和动力学演化与非相互作用的物质和幽灵般的领域的混合物,在一个类似的情况下,提倡的Quintom模型。假设常规物质在今天占主导地位,我们发现鬼成分可以使模型的未来膨胀和过去收缩有限地停止。此外,在膨胀或收缩停止的那一刻,我们发现宇宙的趋势是反弹,重新坍缩或重新膨胀。因此,一个具有负密度的(从不占主导地位的)鬼场的存在,原则上可以驱使宇宙进入有限膨胀、坍缩和再膨胀的永恒循环。我们的研究概述了这种情况的关键特征,并提供了一个简单的条件,它发生。我们还推导出一个自治的微分方程组,然后采用动力系统的技术来确定两个家庭的不动点,有和没有空间曲率分别。第一家族的成员对应于滑行宇宙,并且在李雅普诺夫意义上是稳定的。后者的家庭是不稳定的排斥时,他们的物质满足强能量条件和李雅普诺夫稳定的情况下,相反。
2020-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamically consistent entropic late-time cosmological acceleration
相对于暗能量的描述,熵力宇宙学提供了对宇宙加速膨胀的具体物理理解。加速似乎是与宇宙中信息存储相关的熵的结果。由于这些宇宙学模型是无法解释的不同时期的加速和减速,除非考虑一个校正项,我们研究的影响,包括一个次主导的幂律项在一个可接受的熵力模型。宇宙视界的温度是通过一个明确的物理原理获得的,即,要求热力学的勒让德结构得以保持。我们分析了各种类型的行为,我们比较了性能一致的熵力模型与现有的超新星数据,通过提供适当的约束优化替代熵和温度的哈勃屏幕。我们工作的新颖之处在于,分析是基于熵缩放与哈勃半径的任意功率,而不是一个特定的熵。这使我们能够立即对各种模型做出结论,比较它们,并将标度指数作为一个参数与观测数据进行拟合,从而提供有关实际宇宙学熵和温度形式的信息。我们表明,引入的修正项是能够解释不同时期的加速和减速在晚时间宇宙。
2022-04-30 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
An analysis of the phase space of Horava-Lifshitz cosmologies
利用动力系统方法,系统地研究了基于Horava-Lifshitz引力的宇宙学模型的性质.特别是,宇宙相空间的Horava-Lifshitz模型的特点。分析允许比较施加(或不施加)细致平衡的一些关键物理后果。研究的结果是,在细致平衡的情况下,理论中的吸引子之一对应于振荡行为。这种振荡可以与布兰登伯格先前描述的弹跳宇宙相关联,并将阻止向德西特宇宙演化的可能性。其他结果表明,在没有细致平衡假设的情况下,Horava-Lifshitz引力模型确实有可能描述Friedmann时代和暗能量时代之间的过渡.整个分析得出一个似乎合理的结论,即只有当细致平衡条件被打破时,才能获得与当前宇宙观测相一致的宇宙学。
2009-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Constraints on the Modified Entropic Force Model
最近,Verlinde考虑了一个理论,其中空间是通过全息场景出现的,并提出引力可以解释为与物质体位置相关的信息变化引起的熵力。然后,受热力学中在极低温下非常成功的德拜模型的启发,高修正了熵力方案。修正的熵力(MEF)模型实际上是一个修正的引力模型,宇宙可以在没有暗能量的情况下加速。在目前的工作中,我们考虑了宇宙学约束的MEF模型,并成功地约束模型参数到一个狭窄的范围。我们还讨论了MEF模型的许多其他问题。特别地,我们清楚地揭示了MEF模型中加速宇宙的隐含根源。
2010-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th