Electric Time in Quantum Cosmology
有效的量子宇宙学是制定一个现实的全球内部时间由电矢势。时空量子行为的新的可能性被发现,并且高密度区域被证明对实现的状态的特定形式非常敏感。
2012-12-10 gr-qc
GRAMSES: a new route to general relativistic $N$-body simulations in cosmology. Part I. Methodology and code description
我们提出了GRAMSES,在广义相对论(GR)的非线性宇宙学$N$体模拟的新管道。该程序采用GR的Arnowitt-Deser-Misner(ADM)形式,具有常平均曲率和最小畸变规范固定,为相对论宇宙学提供了一个完全非线性和背景无关的框架。采用一个完全约束的配方,爱因斯坦方程减少到一组10个椭圆方程,使用多重网格松弛与自适应网格细化(AMR)解决,和三个双曲方程张量自由度的演变。当前版本的GRAMSES通过使用保形平坦近似忽略了后者,这允许它计算度量的两个标量和两个矢量自由度。在本文中,我们描述的方法,实施,代码测试和宇宙学模拟的第一个结果在$Λ$ CDM宇宙,而产生的初始条件和物理结果将在其他地方讨论。从公开的$N$ -体和流体动力学模拟代码RAMSES继承了高效的AMR和大规模并行化基础设施,GRAMSES是研究维里化宇宙结构内时空的详细行为的理想选择,因此可以准确地量化逆反应效应对宇宙膨胀的影响,以及使用宇宙体积模拟研究GR对宇宙学观测值的影响。
2020-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Hořava-Lifshitz cosmology in light of new data
我们提出了新的观测约束洛伦兹违反Hoenava-Lifshitz宇宙学的情况下,使用更新的宇宙学数据集从宇宙微波背景(普朗克CMB),椭圆和透镜星系的膨胀率,JLA汇编(联合光变曲线分析)数据的Ia型超新星(SneIa),重子声学振荡(BAO)和先验的哈勃参数与替代参数化的方程。与其他方法不同,我们将曲率参数$Ω_k$视为自由参数,在分析中,我们将参数$Ω_k$和$ΔN_ν$视为完全自由,这有助于在几个理论参数上设置新的更新边界。值得注意的是,详细的平衡方案表现出积极的空间曲率超过3 $σ$,而进一步的理论概括,我们发现的证据,积极的空间曲率在1 $σ$。这可以从观察中产生间接证据,并可用于挑选不同的提法和设想。
2018-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological reconstruction of realistic modified F(R) gravities
本文从e折叠(或红移)的角度发展了修正的$F(R)$引力的宇宙学重建方案。它演示了如何任何FRW宇宙学可能出现从特定的$F(R)$理论。重建了著名宇宙学演化的具体例子,包括$Λ$ CDM宇宙学,减速过渡到幻影超加速时代,可能发展奇点或短暂的。提出了将该方案应用于统一暴胀与暗能量时代的可行$F(R)$引力。这种模型的额外重建导致了非主导的引力修正,主要与早期/晚期宇宙有关,并有助于通过宇宙学边界(如果必要的话)。本文还讨论了在标量场存在下如何推广宇宙学重建方案。
2009-08-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Attracted to de Sitter: cosmology of the linear Horndeski models
我们考虑Horndeski宇宙模型,与一个minisuperspace拉格朗日线性的领域的衍生物,能够筛选任何真空能量和物质的内容,导致一个空间平坦的德西特真空固定的理论本身。此外,我们调查的宇宙演化独立的材料内容的特定模型,并使用它们来理解这个框架的一般特征。我们还考虑更现实的模型,我们表示的“长期长期”和“三脚架”模型,重点关注的情况下,临界点确实是一个吸引子的解决方案和宇宙学的历史是特别感兴趣的。
2015-05-06 astro-ph.CO gr-qc
The Big Bang, Modern Cosmology and the Fate of the Universe: Impacts upon Culture
在过去的一个世纪里,宇宙学的发现已经完全改变了我们对自己在宇宙中位置的看法。新的观测有可能在迄今无法想象的尺度上探索自然,因此正在改变基础科学的性质。也许没有其他科学领域有同等的能力完全改变我们对我们所生活的世界的看法。
2010-02-10 astro-ph.CO gr-qc physics.pop-ph
Cosmology in bimetric theory with an effective composite coupling to matter
研究了具有复合物质耦合的双度规宇宙学。我们发现了两个可能的背景进化分支。研究了宇宙学扰动的稳定性问题。对于张量和矢量扰动,我们推导出鬼和梯度不稳定性的情况下的条件。对于标量模式,我们得到了避免鬼度的条件。在第一个分支中,我们发现其中一个标量模在演化的后期变成了鬼模。相反,在第二分支中可以避免这个问题。然而,我们也发现,第二个分支的约束,防止双重耦合的物质场是宇宙学的标准成分。因此,我们得出结论,一个现实的和稳定的宇宙学模型需要额外的最小耦合的物质场。
2015-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Effective Field Theory of nonsingular cosmology
本文在宇宙学扰动的有效场论(EFT)框架下研究了非奇异宇宙学。由于最近证明的不可行定理,任何基于立方伽利略的非奇异宇宙学模型都会遭受病态。我们展示了EFT如何帮助我们澄清不去定理的起源,并为我们提供解决方案来打破不去。特别地,我们指出,梯度不稳定性可以通过使用一些空间导数算子EFT。基于EFT描述,我们得到了一个真实的健康的非奇异宇宙学模型,并证明了扰动谱与观测结果是一致的。
2017-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web Cosmology
本文提出纳入宇宙空洞与密度壁非均匀结构的宇宙学模型,通过修改弗里德曼方程描述宇宙网对膨胀和扰动增长的影响,并以此解决哈勃张力和σ8张力。
2025-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology and the S-matrix
我们研究宇宙学中渐近观测量存在的条件。除了德西特空间,加速宇宙的热性质允许任意长的观测,并保证产生任意大熵的可达状态。这意味着,尽管存在事件视界,一些渐近观测值可能存在。与减速宇宙的比较显示出惊人的相似之处:这两种类型都没有德西特空间中遇到的限制,例如热化和熵的有界性。然而,我们认为,没有现实的宇宙学允许与S-矩阵相关的全球观测。
2005-01-25 gr-qc hep-th
Classical and quantum Cosmology of the Sáez-Ballester theory
本文研究了Sáez-Ballester理论在平坦FRW宇宙学模型中的推广。经典的精确解的求积很容易得到使用汉密尔顿-雅可比方法。与专业文献中的主张相反,它表明,萨伊兹-巴列斯特理论不能为宇宙学的暗物质问题提供一个现实的解决方案。此外,在爱因斯坦框架下重新解释该理论,可以简化量子化过程,其中标量场可以解释为该理论的物质内容的一部分,在这种方法中,Wheeler-DeWitt方程也在量子区域中找到了精确解。
2009-04-02 gr-qc
From Fractal Cosmography to Fractal Cosmology
假设在宇宙中的物质的分形分布,从广义相对论和哥白尼原理分形宇宙学的后果进行检查。处理分形宇宙所需的视角的变化是突出的。提供了条件宇宙学原理的一个具体应用的例子。这种分形宇宙学是通过严格遵循标准宇宙学中所用的论证而得到的。由此产生的模型可能会在宇宙是分形还是在某种尺度上跨越同质性的争论中发挥重要作用。该模型也可以被认为是一个理想化的分形模型,围绕它可以建立更现实的模型。
2001-04-27 astro-ph gr-qc
Cosmology with Void-Galaxy Correlations
星系偏置,即星系团与暗物质密度场之间的未知关系,是从大尺度结构进行宇宙学推断的主要障碍。虽然传统的分析集中在星系调查绘制的高密度区域的绝对聚类幅度,我们提出了一个相对的测量,比较那些欠密集的地区,宇宙空洞。现实的模拟目录的基础上,我们证明,互相关的星系和空隙打开了校准星系的偏见和定义一个静态的统治者由于可观察到的几何性质的空隙的可能性。我们说明了如何集群的空隙是与质量补偿,并表明体积排除显着降低了随机性的程度,在其空间分布。提取球形平均分布的星系内部的空隙从他们的交叉相关揭示了一个显着的一致性与质量密度分布的空隙。
2014-01-30 astro-ph.CO gr-qc
An anisotropic, non-singular early universe model leading to a realistic cosmology
我们提出了一个新的宇宙模型,在双轴Bianchi IX几何标量场物质导致一个非奇异的“煎饼"解决方案:超曲面体积瞬间为零的”大爆炸“,但所有的物理量,如曲率不变量和物质能量密度保持有限,并继续顺利通过大爆炸。我们证明,存在测地线延伸到大爆炸,但也有不完整的测地线,螺旋无限周围的拓扑封闭的空间维度在大爆炸,渲染它,在最坏的情况下,一个准正则奇点。因此,该模型让人想起陶布NUT真空解决方案,因为它具有双轴Bianchi IX几何形状,其演变表现出在准正则奇点的降维;然而,这两个模型是相当不同的,我们将在未来的工作中展示。在这里,我们集中在我们的模型的宇宙学意义,并显示如何标量场驱动各向同性和通货膨胀,从而提出了一个问题,是否在最大尺度上的结构时,宇宙仍然扁圆(也建议由Pitrou等人和Contaldi等人)。我们还讨论了我们的模型的稳定性,以小扰动双轴和宇宙学扰动的类比。最后,我们提出了一个单独的,弹跳的解决方案,概括了已知的弹跳解决方案在封闭的FRW宇宙。
2009-02-04 astro-ph gr-qc hep-th
Effective Constraints and Physical Coherent States in Quantum Cosmology: A Numerical Comparison
介绍了一个循环解释的宇宙学模型,它受量子反作用的影响,但可以用物理相干态和有效的约束技术来处理。通过这种比较,量子反反应在量子宇宙学中的作用得到了明确的证明。还说明了这两个程序的优点和缺点的互补性。最后,有效的约束技术被应用到一个更现实的模型充满辐射,物理相干态不可用。
2009-11-25 gr-qc hep-th math-ph
Induced Gravity and Quantum Cosmology
研究了在小超空间近似下一类诱导引力模型的Wheeler-DeWitt方程。在这样的模型中,一个非极小耦合到重力的标量场决定了有效的牛顿常数。为了简单起见,我们的分析仅限于具有精确经典解的标量场的幂律势。我们表明,这些模型也有精确的解决方案时,量子化。最后得到了这些解的爱因斯坦标架形式,并发现了经典-量子对应.现实的诱导引力模型也必须包含对称破缺项,这是获得引力常量、成功的暴胀和随后的标准宇宙学演化所必需的.尽管如此,考虑的潜力是重要的,因为他们可能会描述膨胀阶段时,对称性破缺的潜力是可以忽略不计的。
2019-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology of Einstein-Vlasov system in a weak modification of general relativity
在早期的工作中,我们发现,在线性化的方法中,对广义相对论的一个弱修正,给出了一个球对称的、静止的宇宙模型。这是由于在线性化引力中存在第三种偏振模式,其中存在“曲率能量”项。这个术语被确定为宇宙的暗能量。在这封信中,讨论了一个更现实的模型。本文分析了爱因斯坦-弗拉索夫系统的一种不同的宇宙学解。这个解显示了合理的结果,这些结果在宇宙学观测所预测的标准范围内。
2011-08-19 gr-qc
Relative information entropy in cosmology: The problem of information entanglement
相对信息熵是区分宇宙紧致域上局部非均匀质量密度场与其空间平均质量密度场的必要信息。Kullback-Leibler(KL)公式在这种情况下非常自然地出现,然而,它提供了一种非常复杂的方法来计算在现实的非均匀模型中空间分离但因果连接的宇宙区域之间的互信息。为了避免这个问题,通过考虑KL测度的参数扩展,我们发展了一个简单的模型来描述通过引力场方程纠缠的互信息。我们证明了Tsallis相对熵在小的不均匀性的情况下可以是一个很好的近似,并且为了度量域内的独立相对信息,我们提出了Rényi相对熵公式。
2016-04-23 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Interaction of a black hole with scalar field in cosmology background
针对黑洞质量异常增长现象,本文研究了宇宙学背景下黑洞与代表暗能量的实标量场间的微扰相互作用,导出场、质量与膨胀率的解,发现标量场在视界连续有界且内部能量密度晚期趋于稳定非零值。
2024-08-24 gr-qc
On the relation between boundary proposals and hidden symmetries of the extended pre-big bang quantum cosmology
在\cite{7}中引入了一个将量子宇宙学边界条件与小超空间隐对称性联系起来的框架。该申请的范围尽管新颖,但由于缺乏涉及现实物质领域的讨论而受到限制。因此,在本文的信中,我们将框架范围扩展到包含宇宙学常数存在下标量张量理论的元素。更确切地说,它表明,隐藏的minisuperspace对称性存在于前大爆炸模型建议的过程中,边界条件可以选择。
2014-12-19 gr-qc hep-th
Effect of Lee-Wick thermodynamics in the cosmology of the early universe
李-威克理论要求标准模型(SM)粒子有不寻常的李-威克(LW)伙伴。奇异场的激发在Hilbert空间中可能具有不定范数。在本演讲中,将讨论玩具LW(其中每个正常粒子只有一个LW伙伴,标准无质量规范场不出现在正常粒子谱中,因为它们的LW伙伴有可能产生负能量密度)以及现实LW宇宙(其中不存在上述限制)的热力学结果。
2012-11-21 gr-qc hep-ph
Reconstruction in the Horndeski theory within the scope of the Bianchi I cosmology
在上一篇文章中,Phys. J. Plus 136,590(2021)(arXiv:2110.15396)我们在平坦的Friedman-Robertson-Walker时空框架下提出了一种动力学引力编织理论的重建方法。在这里,我们开发了这种方法在Bianchi I时空模型的一个子类的Horndeski理论:$G_5 \sim ϕ$,$G_2(X)\neq0$,$G_3(X)\neq0$。哈勃参数$H(t)$和正则动力学项$X(t)$是先验设置的。函数$X(t)$的选择决定了宇宙的各向异性。这使得可以提供可信的各向异性。所提出的方法允许一个现实的宇宙模型,简单地重建一些标量场理论。给出了各向异性后暴胀相变到辐射占优相变模型的重建实例。该模型的缺席鬼和拉普拉斯不稳定性进行了研究。
2022-02-01 gr-qc
The Targeted Standard Siren Cosmology with Pulsar Timing Arrays
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal(印度科学教育研究所博帕尔分校);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
利用脉冲星计时阵列进行靶向搜索,可实现高精度推断哈勃常数,为解决哈勃张力提供支持。
2026-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Bosonic condensates in realistic supersymmetric GUT cosmic strings
我们研究的现实结构的F-长期南武-后藤宇宙弦形成一般的超对称大统一理论的实现,假设标准的混合通货膨胀。考察统一规范群对称破缺到标准模型,我们讨论了描述在暴胀结束时出现的阿贝尔宇宙弦所需的最小场含量。我们发现,几个领域将在大多数理论中凝聚,质疑相关电流(玻色子和费米子)的合理发生。我们微扰评估的修改,他们的能量每单位长度由于凝聚。我们提供了一个标准比较通常的阿贝尔希格斯近似在宇宙学中使用的现实情况。
2016-04-08 gr-qc hep-ph hep-th
Cosmology from multimeasure multifield model
我们考虑宇宙学的应用(变种)相对较新提出的模型\cite{1609.06915}统一通货膨胀,暗能量,暗物质,和希格斯机制。该模型最初是使用额外的非黎曼测量定义的,但它可以被重新表述为有效的经典模型,统一通货膨胀,暗能量和暗物质。在这里,我们用数字证明了它能够以无缝的方式描述整个宇宙的演化,但这需要对模型设置进行一些修改。主要原因是模型中存在一个很强的有效摩擦力,这是前人工作中忽略的一个特点。这提高了模型对宇宙演化的正确描述的潜力,因为摩擦确保了在现实场景中动态维持低值慢卷参数的有限时间膨胀。此外,该模型还预言了宇宙晚期存在一个常数标量场。
2019-06-20 gr-qc
Slinky evolution of domain wall brane cosmology
在假定时间$ t $和额外空间维$ y $之间存在初始对称性的基础上,讨论了一种新的情形,即4维膜的动力学形成和宇宙学演化是由一种共同的$ t<->y $对称性破缺机制同时诱导的.底层标量势的局部最大值被映射到$ (t,y) $平面中的“分水岭”曲线上;与该曲线相切的方向被确定为宇宙时间,而垂直方向则被局部地用作额外的空间维度。特别注意的是所谓的苗条的配置,其膜宇宙学的特点是一个衰减的宇宙学常数沿分水岭曲线。首先在分水岭受$ y = 0 $约束的简化情况下构建这种灵活的解决方案。一个苗条的配置,以产生一个现实的宇宙学演化模型的物理要求,然后在一个更详细的框架进行讨论。
2012-08-09 gr-qc hep-ph hep-th
A simple quantum cosmology
一个简单的和令人惊讶的现实模型的宇宙起源可以开发使用弗里德曼方程从广义相对论,基本量子力学,和实验值的h,c,G和质子质量。该模型假设有N个空间维度(N > 6),并且约束不可见的N-3个紧致维度的半径r的势随r ^4而变化。在这个模型中,宇宙的总能量为零,它是从无到有创造出来的。没有初始奇点。如果时空是11维的,正如M理论所要求的那样,那么对应于紧凑维度大小的标量场将宇宙膨胀约26个数量级(60个e-折叠)。如果哈勃常数为65 km/sec Mpc,则暴胀后的标量场的能量密度为Ω-sub-Lambda = 0.68,这与最近的天体物理学观测结果一致。
2001-03-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Time reversal symmetry in cosmology and the creation of a universe-antiuniverse pair
宇宙的经典演化可以看作是一个参数化的小超空间的世界线,时间变量$t$是参数化世界线的参数。场方程的时间反演对称性意味着,对于任何正向解,都可以有一个对称的负向解,用相同的时间变量分别代表一个膨胀的宇宙和一个收缩的宇宙。然而,在两个宇宙中,由薛定谔方程的正确值引起的时间变量的选择使得它们的物理时间变量可能是相互关联的。在这种情况下,两个宇宙从其内部居民的观点来看都是膨胀的宇宙,他们将物质与在时空中运动的粒子等同起来,将反物质与在时间对称宇宙中运动的粒子等同起来。如果所考虑的假设与我们宇宙的现实情况相一致,宇宙-反宇宙对的产生可能解释宇宙学中两个主要的相关问题:我们宇宙的时间不对称性和原始物质-反物质不对称性。
2019-10-16 gr-qc hep-th