Gauge fixing in cosmological perturbations of Unimodular Gravity
本研究在幺模引力框架下推导牛顿与同步规范的等价形式，首次证明二者可自洽固定但异于广义相对论，揭示了其对冷暗物质密度扰动的影响并验证了萨克斯-沃尔夫效应。
2023-10-03 astro-ph.CO gr-qc
Note on gauge invariance of second order cosmological perturbations
我们研究了规范不变的宇宙学扰动直到二阶。我们证明了在一阶和二阶都有无限族的规范不变变量。不同的家庭之间的转换公式被证明是由有限数量的基地，规范不变。对于由一阶标量微扰引起的二阶宇宙学扰动，我们分别用规范不变量牛顿变量、同步变量和混合变量明确地表示了它们的运动方程。
2021-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Gauge-dependence of Scalar Induced Gravitational Waves
本综述探讨了标量诱导引力波（SIGWs）的规范依赖性，通过在三种不同规范下研究SIGWs的源项，发现数值计算的核在亚视界模式下表现一致，指向规范不变的观测量。
2025-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Axion as a fuzzy-dark-matter candidate: Proofs in different gauges
作为相干振荡的质量标量场的轴子在小尺度下表现为具有特征量子应力的零压无旋流体。在相对论微扰论中，这种情况在轴子共动规范中得到了完全非线性和精确阶的证明。我们的基本假设是场以康普顿频率振荡，康普顿波长小于视界尺度。在这里，我们重新讨论了在其他规范条件下线性序的相对论性证明。我们表明，在非相对论处理中已知的密度微扰的相同的方程可以在两个额外的规范条件下导出：零剪切规范和均匀曲率规范。均匀膨胀规范不能得到目标方程，同步规范缺少量子应力项。为了比较，我们给出了零压流体在这些规范条件下的相对论密度微扰方程。除了共动和同步规范外，这些方程与轴子的情况有显著的不同。我们澄清，基于时间平均的相对论分析是有效的尺度大于康普顿波长。在康普顿波长以下，场不振荡，我们的振荡定理不适用。我们提出了一个在共动规范中适用于所有尺度的方程。为了比较，我们回顾了非相对论量子流体力学，并提出了薛定谔方程的一阶后牛顿展开在宇宙学的背景下。
2022-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Light-Cone Approach to Higher-Order Cosmological Observables
Università di Pisa（比萨大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Università LUM（卢梅利亚大学）；Universidade Estadual de Londrina（隆德里纳州立大学）
本文发展了基于光锥坐标表达背景几何的第二阶宇宙扰动理论，探讨了第二阶扰动量的规范变换及其与标准扰动理论的联系，并计算了到第二阶的光度距离-红移关系。
2026-02-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Proper-Time Hypersurface of Non-Relativistic Matter Flows: Galaxy Bias in General Relativity
计算了非相对论物质流真时超曲面中的二阶密度涨落，并将其与广义相对论中的星系数密度涨落联系起来。在线性级，它等价于同动同步规范中的密度涨落，其中两个独立的规范条件重合。然而，在二阶时，这些规范条件下的密度涨落是不同的，而这两种规范条件都代表了真时超曲面。与时间共动和空间C规范条件下的密度涨落相比，常用规范条件（$N=1$和$N^α=0$）下的密度涨落违反了质量守恒的二阶性质.通过求解测地线方程和非相对论物质的非线性演化方程，给出了它们在各种规范条件下的物理解释。我们将这一发现应用于广义相对论中的二级星系偏置，这补充了Yoo & Zaldarriaga（2014）中星系团的二级相对论描述。
2014-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Second-order cosmological perturbation theory and initial conditions for $N$-body simulations
我们使用规范不变的宇宙学扰动理论来计算位移场，为$N$体模拟设置初始条件。在同步共动规范中使用一阶和二阶完全相对论性微扰理论，使我们能够超越牛顿预言，并计算相对论性修正。我们使用Einstein-de Sitter模型，在我们的解中包括增长和衰减模。我们的结果的影响应通过实施的宇宙学$N$体模拟的特色位移进行评估。
2015-12-23 astro-ph.CO gr-qc
General perturbations in D+1 standard and brane cosmology revisited
本文将D+1维时空扰动理论推广到标量、矢量和张量扰动及牛顿与同步规范，并应用于任意截面曲率的膜宇宙学，可用于双同心膜模型和σ_{8}张力问题。
2024-04-03 astro-ph.CO gr-qc
Fully nonlinear and exact perturbations of the Friedmann world model
在1988年Barthel提出了一个务实的制定宇宙学扰动理论是强大的在实践中采用各种基本规范条件很容易取决于性质的问题。微扰方程的提出没有固定的时间规范条件，并安排，使人们可以很容易地施加基本规范条件，只需设置一个扰动变量的方程等于零。通过这种方式，人们可以使用规范自由度作为处理问题的优势。除同步规范条件外，所有其他基本规范条件都完全固定了规范模，因此，这种规范中的每一个变量都有唯一的规范不变对应物，从而我们可以把它确定为规范不变变量。在这里，我们将Barnut的线性公式扩展到完全非线性的扰动阶，规范优势保持不变。导出的方程是精确的，从这些我们可以很容易地扩展到更高阶的微扰规范准备的形式。我们考虑了平面背景下理想流体的标量和矢量型扰动，并给出了理想流体的多分量情形。作为应用，我们提出了完全非线性密度和速度扰动方程在爱因斯坦的重力在零压力介质中，涡产生纯标量型扰动，和流体制剂的最小耦合标量场，所有在共动规范。我们还给出了纯标量和矢量型扰动产生的引力波方程。
2013-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Second-order matter perturbations in a LambdaCDM cosmology and non-Gaussianity
我们得到的原始非高斯性的物质密度扰动的影响，在LambdaCDM宇宙学的第二顺序的精确表达式，充分占的广义相对论修正所产生的规模可比的哈勃半径。我们提出了我们的结果在泊松规范和共动和同步规范，这是相关的比较不同的宇宙学观测。
2010-02-19 astro-ph.CO
Simple expressions for second order density perturbations in standard cosmology
本文给出了$Λ$ CDM宇宙学在泊松规范、一致曲率规范、全物质规范和同步规范下相对论性一阶和二阶分数密度微扰的四个简单表达式。我们的方法的一个显着特点是使用一套规范的二次微分表达式，涉及一个任意的空间函数，所谓的共动曲率扰动，来描述的空间依赖性，这使我们能够统一，简化和扩展以前看似不同的结果。表达式的简单结构使密度扰动的演化完全透明，并清楚地显示了宇宙学常数对动力学的影响，即它稳定了扰动。我们期望这些结果在应用上是有用的，例如，研究原始非高斯性对宇宙大尺度结构的影响。
2014-02-11 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmological Perturbation Theory on the Geodesic Light-Cone background
受完全非线性测地线光锥（GLC）规范的启发，我们考虑了描述未扰动宇宙的类似坐标系。在此基础上，我们建立了一个宇宙学扰动理论，研究了与这组新的微扰有关的规范变换性质，并指出了它与标准宇宙学扰动理论的联系。特别是，我们得到的规范在标准微扰理论对应的GLC规范，并证明这是一个有用的替代标准同步规范。此外，我们利用几个可行的定义规范不变的组合。其中，我们建立规范不变变量，使其值等于线性化GLC规范扰动。这种选择是由GLC规范的两个关键性质所激发的：i）它允许在完全非线性水平上的类光观测量的简单表达式，例如红移和角距离; ii）GLC真时与自由落体观测者的真时一致。由于第一个属性，精确表达式可以很容易地扩展到线性顺序，以获得线性规范不变的表达式所选择的观察。此外，第二个功能自然提供规范不变的物理观测量的时间，如测量这样的自由落体观察者的表达式。最后，我们明确地显示所有这些方面的情况下的线性化角距离红移关系。
2020-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological dynamics: from the Eulerian to the Lagrangian frame - I. Newtonian approximation
本文分析了在广义相对论的牛顿极限下，无压流体在欧拉和拉格朗日两种情形下的非线性引力动力学。本文从泊松规范中的牛顿度规出发，变换到同步共动规范中，得到了牛顿近似下的拉格朗日度规。我们的方法是完全非微扰的，这意味着如果我们的量根据标准微扰论的规则展开，则所有项都可以在微扰论中的任何阶精确地恢复，只要它们是牛顿的。我们明确地表明，这一结果的二阶和两个规。我们的转换澄清了在牛顿近似下从欧拉坐标系到拉格朗日坐标系的空间和时间坐标的变化的意义。
2014-06-12 astro-ph.CO
Covariant transverse-traceless projection for secondary gravitational waves
非线性引力诱导的二阶张量模是引力波宇宙学背景的重要组成部分。对这种背景的探测将使我们能够在其他无法达到的尺度上探测原始功率谱。通常，这些引力波的能量密度是在一个特定规范的微扰理论中研究的--这是我们的物理时空和虚构背景之间的一种联系。标量诱导的二阶引力波是规范相关的，这是一个被广泛认识的问题。这个问题的出现是因为它们在二阶物理时空中没有被很好地定义为张量，因此是非物理的。本文利用外曲率的协变横截无迹投影研究空间超曲面上的宇宙引力波。我们定义了一个新的能量密度，它是纯粹的时空张量的基础上，独立的微扰理论，因此是规范不变的定义。我们表明，在二阶微扰理论的背景下，这个新的能量密度只包含在牛顿规范的恒时超曲面的传播模式。我们进一步表明，只要我们正确地识别牛顿超曲面，我们可以恢复相同的引力波后，变换到同步规范。
2022-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parametrization for the Scale Dependent Growth in Modified Gravity
本文提出了一种标量张量宇宙学中密度微扰精确线性增长的尺度依赖解析近似。特别是，我们表明，在大的亚视界尺度上，在牛顿规范，通常的尺度无关的亚视界增长方程不准确地描述扰动的增长，作为一个结果的尺度相关的相对论修正的泊松方程。精确的线性数值分析的比较表明，我们的近似是一个显着的改进，在大的subhorizon尺度上的标准subhorizon尺度独立的结果。与同步规范中相应结果的比较表明了我们分析的正确性和一致性。
2010-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Second-order cosmological perturbations produced by scalar-scalar coupling during inflation stage
本文研究了标量场驱动幂律暴胀中的二阶宇宙学扰动，解析求解了含标量-标量耦合的二阶微扰Einstein方程，给出了标量、矢量和张量度规扰动及微扰标量场的二阶解，并分析了规范变换。
2024-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Limited Accuracy of Linearized Gravity
标准的宇宙学模型依赖于重力的近似处理，利用线性化爱因斯坦方程的解以及物理近似。在一个精确宇宙学的时代，我们应该问：这些近似的预测是否足够准确，可以与观测结果进行比较，我们能否从中得出有关宇宙性质的有意义的结论？在这项工作中，我们研究的准确性，线性化的重力存在下的碰撞物质和宇宙学常数利用完全广义相对论模拟。我们观察到的规范依赖的线性理论的修正，并注意到这些修正的幅度。对于振幅符合标准$Λ$ CDM模型预期的微扰，我们发现在牛顿规范和调和规范中，完整的广义相对论度规可以用线性理论很好地描述，而在共动-同步规范中则不能.对于我们宇宙中观测到的最大结构，我们的结果表明，对线性引力理论的修正可以达到或超过π-水平。
2018-10-11 astro-ph.CO
Chiral primordial blue tensor spectra from the axion-gauge couplings
我们提出了起源于轴子-规范耦合的原初引力波的新特征，其形式是由弦论中形场的降维所激发的。在我们的暴胀模型中，作为暴胀子，我们采用了两种类型的轴子，称为模型无关轴子和模型相关轴子，它们与两个符号组合不同的规范群相互耦合。由于这些形式，规范场的两个偏振模在暴胀过程中都被放大，张量模的两个偏振模都被增强。我们指出，一个原始的蓝倾斜的张量功率谱与小的手征的可能性，提供了这些轴规范耦合的组合，有趣的是，振幅和手征是潜在的未来的空间为基础的引力波干涉仪，如DECIGO和BBO项目测试。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large-scale gauge spectra and pseudoscalar couplings
结果表明，由规范耦合的变化产生的超视界超磁谱的斜率实际上不受宇称破缺项的相对强度的影响。本文提出了一种新的方法来估计暴胀过程中赝标相互作用下的规范功率谱。为了证实的一般结果，各种具体的例子进行了明确的分析。由于大尺度规范谱也决定了晚期磁场，因此赝标量贡献对磁生要求的影响很小。相反，宇称破缺项对回旋谱有着至关重要的影响，在某些模型中，回旋谱可能是宇宙重子不对称性的种子。在参数空间中最有趣的区域，对称破缺之前的模式重入导致足够大的重子不对称性，而与对称破缺之后的模式重入相关的磁功率谱在典型的长度尺度上甚至可能是百分之几个nG的量级，与原星系坍缩之前的Mpc相当。从有效场论描述磁成因情景的观点来看，这些考虑一般适用于暴胀子不受任何基本对称性约束的整个暴胀模型类。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
