Evading the theoretical no-go theorem for nonsingular bounces in Horndeski/Galileon cosmology
我们表明，一个非奇异的反弹，鬼和梯度不稳定性的自由，可以实现在Horndeski或广义Galileon宇宙学的框架。特别是，我们首先回顾，理论上的不去定理，它指出上述是不可能的，是基于两个非常强的假设，即一个特定的量不能在反弹期间不连续，只有一个反弹。然而，正如我们在目前的工作中所示，第一个假设不仅可以在一般的Horndeski/Galileon场景中被违反，而且在Horndeski/Galileon引力子类内的反弹点处也必然被违反，其中$K(ϕ,X)$在$X=0$处变为零。此外，关于第二个假设，这是至关重要的，在改进版本的定理，声称即使非线性免费的病理可以实现，它将导致病理在无限的过去或无限的未来，我们表明，如果需要的话，它可以回避考虑循环宇宙学，与无限序列的非奇异反弹免费的病理，它禁止宇宙在无限的过去或无限的未来达到“有问题的”状态。最后，为了使分析更加透明，我们提供了明确的例子，可以实现无理论病理的非奇异反弹。
2019-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bounce in Dipole Cosmology
本文从圈量子引力的偶极近似出发，导出了宇宙学的大反弹方案。我们表明，一个非奇异的演化发生在任何物质场，并认为，通过考虑一个无质量的标量场作为一个关系时钟的动力学，半经典性质的初始状态被保存在反弹的另一边。因此，这个模型加强了圈量子宇宙学和完整理论之间的关系。
2010-10-06 gr-qc hep-th
Matter Bounce in Horava-Lifshitz Cosmology
Horava-Lifshitz引力，一个最近提出的UV完全可重整引力理论，可能会导致一个反弹的宇宙学。在本文中，我们认为Horava-Lifshitz宇宙学可能会产生一个具体的实现的物质反弹的情况下，从而产生一个替代暴胀产生的尺度不变谱的宇宙学扰动。在这种情况下，量子真空涨落在反弹前阶段离开哈勃半径，并且在反弹之前光谱被转换成超哈勃尺度上的尺度不变光谱，因为长波长模式比短波长模式经历更长时间的波函数压缩。曲率波动谱的尺度不变性在反弹期间和之后被保留。这种情况的一个独特的预测是双谱的幅度和形状。
2009-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Robustness of the primordial power spectrum in hybrid loop quantum cosmology to approximations near the bounce
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Instituto de Estructura de la Materia, IEM-CSIC（物质结构研究所）；Università degli Studi di Roma “La Sapienza”（罗马第一大学）
该研究证明了混合圈量子宇宙学中计算特定真空态原初功率谱的解析近似的鲁棒性，发现反弹附近扰动有效质量的不同近似若捕捉到反弹特征尺度，所得功率谱无显著差异。
2026-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Matter Bounce Alternative to Inflationary Cosmology
一个具有初始物质主导的收缩阶段的弹跳宇宙学，在此阶段中，目前用宇宙学观测探测的尺度退出哈勃半径，提供了一种替代暴胀的机制，用于产生几乎尺度不变的宇宙学扰动谱。在这篇评论文章中，我首先讨论了物质反弹场景中宇宙学波动的演化，然后讨论了实现这种场景的各种尝试。观测签名，这将使该问题的反弹，以区别于通货膨胀的范式进行了讨论。
2012-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bounce and cyclic cosmology in extended nonlinear massive gravity
本文研究了在广义非线性大质量引力支配下的非奇异反弹和循环宇宙学演化，其中引力子质量被提升为标量场势。该理论的额外自由度可能导致某些能量条件的违反，并通过两种不同的机制驱动周期性：要么在给定的Stuckelberg标量函数下使用适当选择的标量场势，要么在给定的标量场势下使用适当选择的Stuckelberg标量函数。我们的分析表明，扩展的非线性大质量引力可以显著改变宇宙早期和晚期的演化。
2012-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fermi-bounce cosmology and the fermion curvaton mechanism
通过引入一个在高能尺度下发生BCS凝聚的费米子场，可以得到非奇异的弹跳宇宙学。本文通过释放辐射态和凝聚态之间的相变附近的能能量密度来稀释反弹附近的各向异性应力。为了解释几乎标度不变的CMB谱，需要另一个费米子场。我们研究了一种可能的曲率机制，即在没有凝聚的情况下，当质量比背景场轻时，两个费米子场相互作用。我们表明，凭借费米子曲率机制，我们的模型可以很好地满足最新的宇宙学观测，和费米子物种可能会实现一个宇宙学的跷跷板机制后，微调模型参数。
2014-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Energy Scale of the Big Bounce
我们在经典和量子水平上研究了圈量子宇宙学的圈几何中宇宙学大反弹跃迁的性质。我们的正则量子化方法是标准圈量子宇宙学的一种替代方法。我们使用的一个演化参数有一个明确的解释。我们的方法打开了大门，分析光谱的物理观测量，如能量密度和体积算子。我们发现，没有观测宇宙学的额外输入，人们不能通过使用环几何来确定大反弹特有的能量尺度。
2009-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$Λ$CDM Bounce Cosmology without $Λ$CDM: the case of modified gravity
本文给出了一个$Λ$ CDM弹跳模型的$F(R)$引力描述，它不需要物质流体或宇宙学常数.正如我们明确证明的那样，构成$Λ$ CDM弹跳模型的两个宇宙纪元可以由$F(R)$引力产生，这可以导致加速宇宙学。由此产生的F（R）引力具有爱因斯坦框架暴胀性质，与最新的普朗克观测数据一致。这两个$F(R)$重力稳定性的性质进行了彻底的调查，也重力粒子的生产，必要的功能的可行性的$Λ$ CDM反弹的情况下，也得到了解决。正如我们将展示的，$Λ$ CDM反弹模型可以成功地用纯$F(R)$引力描述，具有吸引人的唯象属性，我们对此进行了广泛的讨论。
2015-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bounce and cyclic cosmology in weakly broken galileon theories
我们在弱破缺伽利略理论的框架下研究了系统的反弹性和循环性的实现。我们研究反弹和循环的解决方案在背景水平，重建的潜力和伽利略功能，可以引起一个给定的比例因子，并提出了分析表达式的反弹要求。我们继续详细调查的扰动，跨越弹跳点后产生各种可观的，如标量和张量谱指数和张量标量比。虽然手头的情况下，所有反弹模型的缺点，即，它提供了一个大的张量标量比，引入一个额外的光标量显着减少它通过动力学放大的等曲率波动。
2017-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Focused Review of Quintom Cosmology: From Quintom Dark Energy to Quintom Bounce
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Key Laboratory for Research in Galaxies and Cosmology, School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学院星系与宇宙学重点实验室，中国科学技术大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Theoretical Physics Division, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所理论物理部）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）
本文回顾了 Quintom 宇宙学，重点讨论了 Quintom 跳跃和循环宇宙，探讨了动态黑暗能量理论及其在宇宙学中的应用。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ekpyrotic loop quantum cosmology
我们认为ekpyrotic范式的循环量子宇宙学的背景下。在圈量子宇宙学中，经典的大爆炸奇点由于量子引力效应而被解决，因此宇宙的收缩的ekpyrotic分支和它后来的膨胀相通过平滑的反弹连接起来。因此，可以明确地确定标量扰动的演化，从收缩ekpyrotic阶段通过反弹和反弹后的扩展时代。对于ekpyrotic宇宙，已经有人提出了一个或两个标量场的可能性，这里将考虑这两种情况。在单个标量场的情况下，发现反弹后曲率扰动的常模具有蓝谱。另一方面，对于两个标量场的宇宙学模型，当熵的尺度不变扰动在曲率扰动中产生附加项时，在反弹后膨胀宇宙学中的功率谱几乎是尺度不变的，因此与观测结果一致.
2013-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter Bounce Cosmology with the f(T) Gravity
我们表明，f（T）引力范式，其中引力是由任意函数的扭转标量描述，可以提供一种机制，实现弹跳宇宙学，从而避免大爆炸奇点。在构造了最简单的f（T）物质反弹模型后，我们研究了宇宙学扰动的标量和张量模式。我们的研究结果表明，在标量部门的度规扰动导致的背景依赖的声速，这是一个区别于爱因斯坦引力的功能。此外，我们得到了一个标度不变的原始功率谱，这是符合宇宙学观测，但患有一个大的张量标量比的问题。然而，这可以通过引入额外的场来避免，例如物质反弹曲率。
2011-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-singular bounce scenarios in loop quantum cosmology and the effective field description
在圈量子宇宙学中，由于非微扰的量子引力效应，一般得到了非奇异的弹跳宇宙学。在标准的广义相对论中，如果存在一个具有非标准动力学项的标量场，在高能量密度下，场演化成鬼凝聚并引起非奇异反弹，也可以得到类似的图像。在弹跳阶段，扰动可以通过引入Horndeski算子来稳定。将物质分为尘埃场和外爆标量场，在背景和微扰两个层次上比较了圈量子宇宙学和具有非标准动力学项的非奇异弹跳有效场模型中的动力学.我们发现，这两个设置共享许多重要的属性，包括它们都产生标度不变的标量扰动的结果。这表明，早期宇宙的某些量子引力效应可以用有效场模型来模拟。
2014-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stable bounce and inflation in non-local higher derivative cosmology
原初暴胀的最大问题之一是暴胀时空是过去不完全的。这主要是因为爱因斯坦的GR遭受了类似于空间的大爆炸奇点。最近的研究表明，爱因斯坦引力的无幽灵、非局部高导数紫外线修正可能能够通过非奇异反弹来解决宇宙学大爆炸奇点。在这种非定域宇宙学模型的框架内，我们将研究在过去的大反弹之前的暴胀轨迹周围的亚哈勃和超哈勃扰动，并证明暴胀轨迹具有紫外线完成，并且扰动不受任何病理学的影响。
2012-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Searching for a matter bounce cosmology with low redshift observations
物质反弹的情况下，允许一个相当大的参数空间，宇宙学波动最初退出哈勃半径时，背景能量密度小。在这种情况下，它的扩展版本，低能量自由度可能是负责的统计特性的宇宙微波背景功率谱在大的长度尺度。一个有趣的结果是，这些模式可能只在相对较晚的时间才被观察到。因此，低红移观测可以为各种弹跳模型提供证据，甚至是证伪。我们提供了一个例子，最近暗示潜在的偏离$Λ$冷暗物质宇宙学的结果从暗物质和暗能量相互作用。同样的相互作用允许物质反弹模型产生一个红色的倾斜与宇宙微波背景实验证实的原始曲率扰动。
2016-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parity violation in primordial tensor non-Gaussianities from matter bounce cosmology
本文研究物质弹跳宇宙学中的原初张量非高斯性，发现非动力学耦合下其振幅仍小于慢滚暴胀情形，引入动力学耦合后可增强非高斯性并有望通过宇宙微波背景实验检验。
2024-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The high-density regime of kinetic-dominated loop quantum cosmology
我们研究了态的动力学微扰扩展约圈量子宇宙学的谐波系统，表现出反弹。特别地，分析了系统的一阶和二阶矩的演化方程。这些时刻反作用于状态的期望值的轨迹，从而改变反弹时的能量密度。这种分析是各向同性圈量子宇宙学耦合到一个标量场与一个小的，但非零的恒定电位，因此在一个政权中，物质的动能占主导地位。讨论了动力学相干态存在的解析限制条件和这些系统中半经典性的意义。一个数值研究的轨道状态，保持半经典的反弹表明，至少对于这样的国家，反弹持续存在，其性质是类似的标准情况下，在其中的时刻的国家是完全忽略。然而，反弹密度确实发生了变化，这意味着当势不再可以忽略时，量子反弹可能无法保证发生。
2010-12-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bounce Inflation Cosmology with Standard Model Higgs Boson
将早期宇宙的宇宙学与粒子物理学的标准模型联系起来是非常有趣的。本文尝试用标准模型希格斯玻色子构造一个反弹暴胀模型，其中Higgs场的有效势考虑了单圈修正。在该模型中，Galileon项的引入消除了反射时的鬼模。此外，由于费米子环修正可以使部分Higgs势为负的事实，人们自然地在收缩相中获得大的状态方程（EoS）参数，这可以消除各向异性问题。在反弹之后，该模型可以驱动宇宙进入标准希格斯膨胀阶段，这可以产生几乎标度不变的功率谱。
2015-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial full bispectra from the general bounce cosmology
本文计算一般反弹宇宙学收缩阶段标量与张量扰动的完整自双谱及交叉双谱，比较两类分支的非高斯振幅和形状，并给出满足理论与观测约束的可行参数空间。
2025-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Loop Quantum Cosmology Matter Bounce Reconstruction from $F(R)$ Gravity Using an Auxiliary Field
利用带辅助场的重建技术，我们研究了哪些$F(R)$引力能产生物质反弹宇宙学解。由于物质反弹哈勃参数的特定函数形式，经过一些简化后，重建技术导致与物质反弹场景中相同的哈勃参数。通过对大、小宇宙时间$t$极限的研究，我们发现了哪些$F(R)$引力能产生物质反弹哈勃参数。在小宇宙时间极限的情况下，对应于大曲率值，$F(R)$引力是$F(R)\sim R+αR^2$，这是一个膨胀产生的引力，而在小曲率，或等效的，大宇宙时间，$F(R)$引力产生物质反弹哈勃参数的相应极限，是$F(R)\sim \frac{1}{R}$，一个已知会产生晚期加速度的引力。因此，我们有一个物理上吸引人的图片，其中约旦框架$F(R)$重力，模仿物质反弹的解决方案，在大和小的曲率，可以产生Starobinsky通货膨胀和后期的时间加速度。此外，当在上述极限曲率情况下考虑时，对应于重建技术的比例因子几乎完全与物质反弹场景比例因子一致。这是详细审查，以检查在这些限制情况下的重建方法的有效性，并根据我们的分析，实现了准确的协议。
2015-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
G-Bounce Inflation: Towards Nonsingular Inflation Cosmology with Galileon Field
我们研究了一个非奇异的反弹暴胀模型，它可以驱动早期宇宙从一个收缩阶段，反弹到一个普通的暴胀阶段，然后再加热的过程。除了在标准宇宙学方案中避免了大爆炸奇点的反弹外，我们还利用Horndesky理论设计了拉格朗日量的动力学和势形式，从而使反弹宇宙学中的两大问题，即鬼现象和各向异性问题都不会出现。宇宙学扰动既可以产生于收缩相，也可以产生于暴胀相，后者的功率谱是标度不变的，符合观测数据，而前者的扰动具有非平凡的特征，可以通过大尺度结构实验进行检验。我们还将我们的模型拟合到CMB TT功率谱。
2015-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards Anisotropy-Free and Non-Singular Bounce Cosmology with Scale-invariant Perturbations
我们研究了无幽灵广义Galileon宇宙学框架下的非奇异反弹实现，它可以进一步摆脱各向异性问题。考虑类Ekpyrotic势，我们可以得到一个总的状态方程（EoS）大于一个在收缩阶段，这是必要的演化是稳定的对小的各向异性波动。由于这样一个大的EoS禁止伽利略场产生所需形式的扰动，我们另外引入曲率场，它可以在一般情况下产生所观察到的近尺度不变的光谱。特别是，我们提供了近似的解析和精确的半解析表达式下，弹跳的情况是与观测一致的。最后，组合的Galileon-curvaton系统在反弹后没有大撕裂。
2013-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards testing the general bounce cosmology with the CMB B-mode auto-bispectrum
本文研究了具有非最小导数耦合的一般反弹宇宙学模型，评估了其CMB B模极化的三点相关函数，发现B模自双谱信噪比在$\ell_{\rm max}=100$时可达5.39，有望通过未来CMB实验检验。
2024-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar and Tensor Perturbations in DHOST Bounce Cosmology
我们在DHOST宇宙学的框架下研究了反弹实现，重点研究了它与观测量的关系。我们进行了详细的分析，标量和张量扰动在Ekpyrotic收缩阶段，反弹阶段，和快速滚动膨胀阶段，计算功率谱，谱指数，和张量标量比。此外，我们研究的初始条件，包括扰动产生的Ekpyrotic真空波动，物质真空波动，和热波动。标量功率谱的标度不变性可以通过在喷发相之前引入物质收缩相或调用热气体作为源来获得。由热涨落产生宇宙学扰动的DHOST反弹方案被证明是最有效的方案，相应的预言与观测界完全一致。特别是张量标量比是许多数量级的允许范围内，因为它被抑制的哈勃参数在反弹阶段的开始。
2021-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum Ekpyrotic mechanism in Fermi-bounce curvaton cosmology
在费米反弹曲率机制下，分析了Einstein-Cartan-Holst-Sciama-Kibble理论中非动力学扭转场对四个费米子相互作用的单圈辐射修正.我们发现，从单回路辐射校正产生的贡献修改的能量动量张量，{ \it模仿}一个有效的Ekpyrotic流体的贡献。由于这些原因，我们称这种效应为{ \it量子Ekpyrotic}机制。这导致了能量-动量张量的各向异性贡献的动力学清洗，而没有引入任何新的额外的Ekpyrotic流体。我们讨论的弹跳机制的稳定性，并推导出重整化群流的维度耦合常数$ξ$，检查其符号的任何变化发生的反弹。这加强了支持挠曲率反弹宇宙学作为暴胀范式的替代候选者的理论动机。
2018-10-12 gr-qc hep-th
Quasi-isotropic cycles and non-singular bounces in a Mixmaster cosmology
Bianchi IX Mixmaster时空是爱因斯坦方程最普遍的空间齐性解，它可以代表空间平均的宇宙。我们引入了两种新的机制，导致在一个Mixmaster宇宙与非奇异的反弹，这是准各向同性。具有非线性状态方程的流体允许非奇异反弹。使用负各向异性应力成功地使这个宇宙各向同性化，并减轻了众所周知的Mixmaster混沌行为。因此，宇宙可以是一个永恒的混合器，经历由反弹分隔的无限系列不同的周期，其中相当大一部分周期是各向同性的，足以用辐射时代以后的标准弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克模型很好地近似。
2019-03-14 astro-ph.CO gr-qc
Non-singular Bounce Cosmology from Lagrange Multiplier $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们研究的背景下的拉格朗日乘子广义$F(R)$引力理论的引力非奇异{反弹宇宙}。我们指定我们的研究通过使用一个特定的变体形式的众所周知的物质{反弹宇宙学}，与比例因子$a(t) = \left(a_0t^2 + 1 \right)^n$，我们证明，对于$n < 1/2$，原始曲率扰动产生的收缩时代。特别是，我们明确地表明，扰动模式退出视界在一个大的负时间在收缩时代，这反过来又使“低曲率”制度，时代的观测指标的计算有关的原始功率谱可以被认为是可靠的。利用拉格朗日乘子$F(R)$引力的重构技术，构造了能实现这种宇宙演化的有效$F(R)$引力的形式，并确定了原初曲率扰动的功率谱.相应地，我们计算了原始曲率扰动的谱指数和张量标量比，我们面对这些与最新的观测数据。我们还解决了原始度规扰动的稳定性问题，为此，我们确定了$F(R)$的形式，它实现了整个宇宙时间范围内的非奇异宇宙学$-\infty < t < \infty$，通过求解弗里德曼方程没有“低曲率”近似。然而，由于所得微分方程的高度复杂性，本研究采用数值方法进行。我们还调查了目前的背景下的能源条件。在标准$F(R)$引力的背景下，还研究了非奇异反弹的现象学。
2019-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analysis of big bounce in Einstein--Cartan cosmology
我们分析了一个均匀和各向同性的宇宙在爱因斯坦-嘉当引力理论的动力学。费米子的自旋产生时空扭曲，阻止了引力奇点，并以非奇异的大反弹取代了大爆炸。我们表明，一个封闭的宇宙存在，只有当它的尺度因子和温度的一个特定的函数是高于某个阈值，而一个开放的和平坦的宇宙没有这样的限制。我们还表明，反弹的比例因子是双重的：随着温度的增加，然后减少，比例因子减少，增加，减少，然后增加。
2019-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Bounce cosmology in $f(\mathcal{R})$ gravity
本文分析了Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker（FLRW）背景下修正的$f(\mathcal{R})$引力模型.在$f(\mathcal{R})$引力理论中考虑了不同的可行模型，研究了弹跳宇宙学的作用，解决了标准大爆炸宇宙学中奇异性的困难.在$f(\mathcal{R})$引力理论的不同可行模型下，绘制了宇宙学约束在宇宙时间规定下的分布，并研究了反弹情况。此外，利用红移参数重建了修正引力，并编制了推断宇宙加速膨胀的宇宙学参数。最后，局势稳定性评估与声速功能，这说明后期的稳定性。
2021-02-06 gr-qc hep-th
Bounce cosmology from $F(R)$ gravity and $F(R)$ bigravity
我们重建了$F(R)$引力模型，并给出了指数和幂律形式的标度因子，在这些模型中，反弹宇宙学可以被实现。通过分析背景解的扰动，我们研究了重构模型的稳定性。此外，我们还研究了一个尺度因子为指数和形式的$F(R)$引力模型，在这个模型中，早期宇宙的反弹和晚期宇宙的加速可以统一实现。因此，我们建立了一个二阶多项式型模型的$R$，并表明它可以是稳定的。此外，当比例因子用指数形式表示时，我们导出了空间曲率为非零时的多项式型$F(R)$重力模型和空间曲率为零时的一般型重力模型。此外，对于指数形式的比例因子，实现弹跳行为的$F(R)$双重力模型的重建。研究发现，在物理和参考度规中，尽管收缩和膨胀率通常是不同的，但都可以发生弹跳现象。
2013-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Two Field Matter Bounce Cosmology
我们重新审视了在[arXiv：1206.2382]中首次开发的非奇异物质反弹场景，该场景从物质主导的收缩期开始，并过渡到收缩的Ekpyrotic阶段。我们认为这两个领域的物质，其中第一个发挥的作用，经常的问题，和第二个负责的非奇异反弹。由于主导物质场是有质量的，所以诱导的曲率涨落最初不是标度不变的，而第二个标量场的涨落（最初是熵涨落）是标度不变的。我们研究了初始熵扰动到曲率波动的物质为主的阶段的收缩，并表明，后者成为近尺度不变的大尺度上，但蓝色倾斜的小尺度。我们研究了曲率和熵涨落通过反弹的演化，并表明两者都有一个尺度不变的光谱，这是蓝倾斜的小尺度。然而，我们发现，熵波动的幅度是远远小于曲率扰动，由于引力放大的曲率扰动在反弹阶段。
2014-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational signatures of a non-singular bouncing cosmology
我们研究了一个宇宙学的情况下，通货膨胀之前的反弹。在这种情况下，膨胀的主要缺点之一的原始奇点被非奇异的反弹所取代，在此之前宇宙经历了一个收缩阶段。我们的出发点是Falciano等人（2008）研究的弹跳宇宙学，我们通过详细研究通过弹跳的宇宙学扰动的转移和讨论弹跳宇宙学可能的观测效应来完成。我们着重于对称反弹，计算了收缩、反弹和暴胀阶段的宇宙学扰动演化。我们推导出一个表达式的Mukhanov-Sasaki扰动变量在开始的通货膨胀阶段，以下反弹。而不是在Bunch-Davies真空中，它被发现处于取决于反弹时间尺度的激发态。然后，我们表明，这诱导振荡叠加在近标度不变的原始谱标量和张量扰动。我们讨论了这些振荡在宇宙微波背景和物质功率谱中的影响。我们提出了一种新的方法来间接测量的空间曲率能量密度参数在这个模型的上下文中。
2011-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Genericness of Big Bounce in isotropic loop quantum cosmology
在圈量子宇宙学中，各向同性奇点的缺失可以在一个有效的经典描述中被理解为宇宙表现出一个大反弹。我们表明，与标量物质场，大反弹是通用的意义上说，它是独立的量化模糊性和细节的标量场动力学。宇宙在反弹点的体积由一个参数表示。它提供了一个最小长度尺度，作为密度扰动计算的截止值，从而影响其振幅。
2004-12-08 astro-ph gr-qc hep-th
Matter Bounce Loop Quantum Cosmology from $F(R)$ Gravity
使用重建方法，我们调查的$F(R)$理论，有或没有物质流体的存在下，可以产生的完整性校正的圈量子宇宙学的物质反弹的情况。我们的研究主要集中在宇宙时间的两个极限，大宇宙时间极限和小宇宙时间极限。对于前者，我们发现，在非相互作用和非相对论性物质的存在下，再现物质反弹解的晚期时间极限的$F(R)$引力实际上是Einstein-Hilbert引力加上幂律项。在早期的时间极限，因为它对应于大的时空曲率，假设约旦框架是由一个一般的度量，当它被共形变换到爱因斯坦框架，产生一个加速的弗里德曼-罗伯逊-沃克度规，我们发现明确的标量场依赖于时间。在证明了Einstein坐标系中的解确实在加速后，我们计算了由$F(R)$理论的Einstein坐标系标量-张量对应理论导出的谱指数，并与普朗克实验数据进行了比较。为了实现所得到的图片，我们嵌入的$F(R)$引力显式的圈量子宇宙学框架引入holonomy校正的$F(R)$引力。这样，对应于$F(R)$重力的最终暴胀图像可以被校正，以便在某种程度上与当前的实验数据相一致。
2014-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Little Rip, Pseudo Rip and bounce cosmology with generalized equation of state in non-standard backgrounds
本文研究了在存在粘性流体的情况下，利用广义状态方程在非标准宇宙学背景下探讨Little rip、Pseudo rip和Bounce cosmology，并发现这些场景在Chern-Simons宇宙学和RS-II Braneworld中的行为与广义相对论宇宙存在显著差异。
2024-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Convergence of Perturbations for a Big Bounce in Loop Quantum Cosmology
研究了圈量子宇宙学中标量和矢量微扰对大反弹相的收敛行为。讨论了两种模型：一个是由无质量的标量场填充的宇宙;另一个是在渐近的过去和未来中辐射占主导地位的玩具模型。我们发现，在零能条件的反弹点和跃迁点附近，标量模的Barrington势的行为都很好，而且，我们的反弹模型可以避免矢量扰动的无限增长.这与纯广义相对论中的反弹模型不同。我们还发现，可观测矢量模的最大值与最小标量因子$a_{bounce}$的平方成反比。这一结论与反弹模型无关，我们可以认为圈内反弹量子宇宙学是合理的。
2011-04-11 gr-qc
Non-adiabatic Evolution of Primordial Perturbations and non-Gaussinity in Hybrid Approach of Loop Quantum Cosmology
虽然圈量子宇宙学（LQC）预言了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空在标准慢卷暴胀之前的背景演化的稳健量子反弹，从而解决了大爆炸奇点，但对于宇宙学扰动有几种不同的量子化过程，例如，{ \em变形代数，穿着度规和混合量子化}。本文用混合方法研究了原始微扰的量子反弹效应。这种方法的主要差异是在量子反弹的有效正质量的背景，这是占主导地位的动能的暴胀子场在反弹的演化，而这个质量总是非正的穿着度规的方法。正是这种有效质量的正性，在量子反弹的初始时刻违反了原始微扰的绝热演化。在假设背景的演化受暴胀子在反弹时的动能支配的情况下，我们发现标量和张量扰动的有效势都可以用Pöschl-Teller（PT）势很好地近似描述，这使我们能够找到扰动的解析解，从这些解析表达式中，我们可以详细地研究原始微扰的非绝热演化。特别是，我们推导出它们的量子反弹效应，并研究它们的观测约束。此外，还探讨了量子反弹效应对非高斯性的影响及其对解释CMB中观测到的功率不对称性的意义。
2018-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the propagation across the big bounce in an open quantum FLRW cosmology
在IKKT矩阵理论框架下研究了标量场在开放FLRW反弹型量子时空中的传播。在本文的第一部分中，我们采用广义相对论的工具来研究零和类时测地线在经典水平。这个分析揭示了无质量和有质量的非相互作用粒子可以穿过大反弹。然后，我们利用量子场论技术来评估的标量场传播。在晚时间区域，我们发现它类似于平坦闵可夫斯基空间的标准费曼传播子，而在早期，它控制着穿过大反弹的传播，并在时空的相对片上的两点之间产生了定义明确的相关性。
2022-10-02 gr-qc hep-th
Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling
爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论通过将其反对称部分--挠率张量--视为动力学变量，消除了广义相对论中关于仿射联络必须对称的约束。扭转张量和狄拉克旋量之间的最小耦合产生自旋-自旋相互作用，这在极高密度的费米子物质中是重要的。我们表明，这样的相互作用避免了非物理的大爆炸奇点，取而代之的是一个尖状反弹在一个有限的最小尺度因子，在此之前，宇宙是收缩。这种情况也解释了为什么现在的宇宙在最大尺度上看起来是空间平坦的，均匀的和各向同性的。
2012-07-04 astro-ph.CO gr-qc
Bounce solutions in viscous fluid cosmology
我们研究了FRW时空（非必然平坦）中由非均匀粘性流体引起的反弹宇宙学，考虑了反弹后的早期加速。将考虑比例因子的不同形式和流体的几个示例。我们还分析了反弹和有限时间奇点之间的关系，以及实现这种情况下相应的流体之间。在最后一部分的工作中，研究扩展到$f(R)$的框架-修改的重力，其中重力的修改也可以被认为是一个有效的（粘性）流体产生的反弹。
2014-03-24 gr-qc
Universal scattering laws for quiescent bouncing cosmology
宇宙学反弹发生在许多引力理论中。我们定义的奇异散射映射相关的大规模几何反弹（假设没有BKL振荡）和编码的理论微观细节之前和之后。通过对所有合适的局部映射进行分类，我们发现了三个普遍的规律：Kasner指数的标度，物质的正则变换，方向度量标度。在弦论、圈量子宇宙学和修正的物质模型中，比安奇I的反弹确实遵循了这些原则;我们的分类确定了非均匀性和各向异性如何穿越反弹，并精确地提取了依赖于模型的自由度。
2021-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Matter bounce cosmology with a generalized single field: non-Gaussianity and an extended no-go theorem
我们扩展的物质反弹的情况下，一个更一般的理论，其中的背景动力学和宇宙学扰动所产生的$k$本质标量场与任意的声速。当声速较小时，曲率扰动增强，张量标量比，这是过大的原始模型，可以充分抑制，以符合观测范围。然后，我们研究了物质主导收缩阶段产生的原始三点关联函数，发现它只取决于声速参数。与典型情况类似，双谱的形状主要由局部形式主导，尽管对于某些特定的声速值，出现新的形状并且缩放行为发生变化。同时，小的声速也会导致大幅度的非高斯性，这是目前观测所不看好的。因此，似乎不可能在不放大非高斯性的产生而不超出当前观测约束的情况下抑制张量-标量比（反之亦然）。这表明了以前在单场非奇异物质反弹宇宙学中的不去定理的扩展，它排除了一大类模型。然而，非高斯结果仍然是物质反弹宇宙学的一个可区分的签名，并有可能在不久的将来被观测到。
2017-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Radiation Bounce from the Lee-Wick Construction?
最近人们认识到，在均匀和各向同性的宇宙学背景下，由李-威克标准模型的标量场扇区模拟的物质产生了一种跳跃的宇宙学。然而，由无压力物质引起的反弹宇宙学通常对相对论性物质（即辐射）的加入不稳定。在这里，我们研究的可能性，获得一个弹跳宇宙学，如果我们不仅添加辐射，但它的李-威克伙伴，物质部门。我们发现，在一般情况下，没有反弹发生。获得反弹的唯一方法是选择具有辐射场及其Lee-Wick伙伴的非常特殊相位的初始条件。
2010-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Matter Bounce By Means of Ghost Condensation
假设存在一个经历“鬼凝聚”并具有适当选择的势的标量场，在规则物质和辐射存在的情况下，有可能获得非奇异的弹跳宇宙学。可以选择虚凝聚场的势，使得宇宙学反弹在各向异性应力的存在下是稳定的。与当前宇宙学观测相关的长波长宇宙学波动穿过反弹，而不受产生反弹的新物理学的影响。因此，这个模型允许实现的“物质反弹”的情况下，一个替代暴胀宇宙学的产生所观察到的原始波动，其中的不均匀性起源于量子真空扰动退出哈勃半径在物质为主的收缩阶段。
2010-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Observational Implications of Loop Quantum Cosmology
本文在圈量子宇宙学的框架下研究了暴胀的现实模型。暴胀阶段之前是量子反弹阶段。我们展示了通货膨胀的参数如何依赖于在收缩前反弹阶段建立的初始条件。我们的研究表明，反弹阶段很容易为通货膨胀设定适当的初始条件。随后，我们研究了由于量子引力修正而可能产生的观测效应。我们进行初步的观测约束的Barbero-Immirzi参数$γ$，临界密度$ρ_{\text{c}}$和参数$λ$。在下一步中，我们将研究扰动对功率谱的影响。我们计算了从反弹和从联合反弹+通货膨胀阶段的扰动谱。基于这些研究，我们指出了将量子宇宙学模型与天文观测联系起来的可能途径。利用Sachs-Wolfe近似计算了超水平CMB各向异性谱。我们表明，量子宇宙学效应可以，在自然的方式，解释抑制低CMB多极。我们表明，微调是不需要在这里和模型是一致的观察。我们还分析了量子宇宙学的其他可能的探测，并讨论了其实施的前景。
2009-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Ekpyrotic Quantum Cosmology
自燃瞬子描述了经典收缩宇宙从无边界量子态中的出现。然而，到目前为止，这些瞬子都以大坍缩奇点结束。我们通过增加一个高阶导数项来弥补这一点，从而形成幽灵凝聚。这导致从收缩阶段到膨胀的动力学主导阶段的平滑的、非奇异的反弹。值得注意的是，虽然在反弹期间有一个不平凡的演化，但在WKB意义上，宇宙的波函数在反弹之后和之前一样是“经典的”。因此，这些新的非奇异瞬子可以形成从创世到现在的完全非奇异和可计算的宇宙爆炸历史的基础。
2015-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Shortcomings of the Big Bounce derivation in Loop Quantum Cosmology
给出了在圈量子引力中定义与均匀各向同性宇宙时空标度因子有关的电场算符的方法。这个过程允许将基本理论与其宇宙学实现联系起来。由于完整性与通量之间存在共轭关系，因此在基准度量中曲面的边长和面积满足一个对偶条件。因此，面积算符在圈量子宇宙学中也有一个离散谱。这一特点使得超哈密顿正则化成为整个公式的一个公开问题。
2010-06-25 gr-qc hep-th
A non-singular generalized entropy and its implications on bounce cosmology
我们提出了一个新的五参数熵函数，证明了它在整个宇宙演化过程中是无奇性的，同时也推广了Tsallis，Barrow，Rényi，Sharma-Mittal，Kaniadakis和Loop量子引力熵，给出了合适的参数范围.特别地，当哈勃参数在宇宙演化过程中消失时（例如，在反弹宇宙学中在反弹的瞬间），所有上述已知的熵都变得奇异（或发散），而新提出的熵函数似乎即使在$H = 0$（其中$H$代表宇宙的哈勃参数）也是无奇异的。熵函数的这种非奇异行为在描述弹跳场景中变得有用，在这种情况下，宇宙在弹跳的瞬间经历了$H = 0$。结果表明，对应于无奇异广义熵的熵宇宙学自然允许对称反弹情景，如指数反弹和准物质反弹情景。在指数反弹的情况下，微扰模式是在超哈勃域在遥远的过去，而对于准物质反弹，微扰模式产生在深亚哈勃制度远之前的反弹，因此解决了“视界问题”。基于这一事实，我们进行了详细的微扰分析的准物质反弹的奇异自由熵宇宙学的背景下。此外，在本上下文中的熵宇宙学被证明是等价的广义全息宇宙学的全息截止被确定在未来的视界及其衍生物或粒子视界及其衍生物。
2022-12-11 gr-qc
Gauge-invariant perturbations at a quantum gravity bounce
我们研究了在修正的Friedmann方程下的宇宙学场景中规范不变标量微扰的动力学，例如量子引力反弹宇宙学。我们在一个单独的宇宙近似下工作，该近似捕获了大于宇宙视界的波长;这种近似已成功地应用于圈量子宇宙学和群场论。我们考虑了两个常用来描述标量扰动的变量：均匀密度超曲面$ζ$上的曲率扰动和共动曲率扰动$\mathcal{R}$。对于广义相对论和圈内量子宇宙学中的标准宇宙学模型，这些量在超视界尺度上对于绝热扰动是守恒和相等的。在这里，我们表明，虽然这些声明可以扩展到一个更一般的形式修改后的弗里德曼方程类似于圈量子宇宙学，在其他情况下，如最简单的群场论反弹的情况下，$ζ$是保守的反弹，而$\mathcal{R}$不是。我们将我们的研究结果的基础上的一个单一的扰动变量，如Mukhanov-Sasaki方程的二阶方程的方法。
2023-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter creation in a nonsingular bouncing cosmology
我们研究了双场物质反弹宇宙学中的再加热。在这个模型中，宇宙在非奇异反弹之前从物质主导的收缩阶段演化到收缩的Ekpyrotic阶段。Ekpyrotic阶段从不必要的各向异性中解放了模型，但在反弹后使宇宙变得寒冷和空无粒子。为此，我们探讨了两种粒子产生机制，发生在宇宙学演化的过程中：帕克粒子生产的物质场耦合到重力和粒子创建通过物质场和反弹场之间的相互作用。尽管我们表明这两种机制都可以在这个模型中产生粒子，但我们发现帕克粒子的产生足以将宇宙重新加热到高温。因此，{ \it{a priori} }不需要在模型的拉格朗日量中加入相互作用项。尽管如此，通过相互作用产生的粒子可以有助于物质和辐射的形成，但前提是场之间的耦合被调节得很大。
2014-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The loop quantum cosmology bounce as a Kasner transition
对于Bianchi I型时空（真空或无质量标量场），圈量子宇宙学反弹可以被看作是两个经典解之间的快速跃迁，两个历元的Kasner指数之间有一个简单的转换规则。这个变换规则可以扩展到其他Bianchi时空的假设下，在圈量子宇宙学反弹的贡献的空间曲率的哈密顿约束是可以忽略的相比，动力学项。对于真空比安基IX型时空，在反弹过程中，每个表征卡斯纳历元的参数如何变化都有变换规则。这为广义相对论的Mixmaster动力学提供了一个量子引力扩展，并可能对Belinski-Khalatnikov-Lifshitz猜想产生有趣的影响。
2018-02-08 gr-qc
Constraining a de Broglie--Bohm quantum bounce cosmology with Planck data
Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN Sez. di Napoli（那不勒斯 INFN 分部）；Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）；Faculdade de Tecnologia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学技术学院）
本文提出利用普朗克数据约束德布罗意-玻姆量子 bounce 宇宙学模型，通过量子 bounce 解决奇点问题，并揭示其对 $H_0$-$σ_8 $ 矛盾的缓解机制。
2026-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Phantom Bounce: A New Proposal for an Oscillating Cosmology
一个振荡的宇宙通过一系列的膨胀和收缩循环。我们提出了一个模型，在该模型中，具有超负压（$p < - ρ$）的“幻影”能量迅速增长，并在后期膨胀阶段占主导地位。宇宙的能量密度如此之大，以至于量子引力的影响在每次膨胀（或收缩）的开始和结束都很重要。这种反弹可能是由对控制宇宙膨胀的弗里德曼方程的高能修改引起的，这使得宇宙学变得非奇异。经典的振荡宇宙的黑洞生产过剩是由于它们被幽灵能量破坏而解决的。
2008-02-27 astro-ph gr-qc hep-th
