On initial conditions and global existence for accelerating cosmologies from string theory
我们从弦/M-理论中构造了一个满足加速宇宙学初始条件的解。Gowdy对称时空与正势被认为是。此外，一个整体存在性定理的时空。
2005-02-28 gr-qc hep-th math-ph
On the Nature of Singularities in Plane Symmetric Scalar Field Cosmologies
研究了空间紧致平面对称标量场宇宙学中初始奇点的性质。结果表明，这个奇异性是破碎和速度为主，Kretschmann标量发散一致，因为它是接近。最后一个事实特别意味着，此类最大全局双曲时空不能通过柯西视界延伸到过去。这些时空的一个子类确定的奇异性是各向同性的。
1994-08-01 gr-qc
Einstein-Cartan Cosmologies
基于广义相对论的宇宙学包含反对称联系（挠率），可以表现出良好的理想特征，如初始奇点的不存在和宇宙早期暴胀的可能性。在简要回顾了扭转宇宙学的标准方法之后，我们将其推广到证明几种扭转引力理论是可能的，使用拉格朗日量中的不同选择的非纯不变量。结果，不同的宇宙学出现了。在所有这些情况下，宇宙都有可能避免初始奇点，并经历初始加速膨胀。这些理论之间的差异突出。
2018-12-11 gr-qc hep-th
Bouncing Braneworld Cosmologies and Initial Conditions to Inflation
我们在D-膜形式主义的框架下研究了封闭FRW宇宙的完全非线性动力学。弗里德曼方程包含了由体膜相互作用产生的附加项，为宇宙早期阶段的非奇异反弹提供了一个具体的模型。我们构建了非奇异的宇宙学场景来源于完美的流体和一个巨大的暴胀子场，这是过去的永恒的，不确定的，并可能出现到一个暴胀阶段，由于非线性共振机制。当系统被驱动到模型的参数空间的共振窗口时，振荡行为变得亚稳态，随之而来的是KAM环的破裂，它捕获了暴胀子，导致宇宙进入暴胀状态。构造了模型的共振图。谐振窗口由整数$n \geq 2$标记，其中$n$与比例因子/标量场自由度中的频率的比率相关。它们通常是小的体积相比，整个参数空间，我们研究的约束所施加的非线性共振在物理域的初始配置，使通货膨胀可能会实现。我们讨论了在这个前暴胀阶段所产生的复杂动力学，共振模式的结构稳定性及其在暴胀物理学中的一些可能的印记。我们还接近的问题，连接到一个混乱的退出通货膨胀的初始配置。构造了纯标量场弹跳宇宙学。与具有完美流体成分的模型相反，弹跳动力学的结构对初始振幅和暴胀子的质量高度敏感;允许弹跳的动力学势垒作为动力学的新特征出现。
2012-12-16 gr-qc
Bianchi IX Cosmologies and the Golden Ratio
通过使用Ellis MacCallum Wainwright（膨胀归一化）变量，研究了比安奇IX宇宙学的爱因斯坦方程的解。使用从爱因斯坦方程导出的迭代映射，可以构造无限多个周期解。最简单的周期解由3-圈组成。结果表明，对于3个周期的时间序列的扩张归一化的空间曲率分量与归一化的时间（这是向后运行的初始奇点），产生一组自相似的黄金矩形。此外，黄金比例也出现在同一时间序列的其他方面。
2016-10-13 gr-qc
Dynamical Systems Treatment of Scalar Field Cosmologies
讨论了Brans-Dicke理论中某些宇宙学模型与具有标量场的广义相对论宇宙学的共形等价性。在辐射主导的宇宙的情况下，它示出的标量场的存在下，爱因斯坦框架中的模型的演变有一个可以忽略的影响。它还表明，幂律膨胀在广义相对论，这是共形的“扩展”幂律膨胀在Brans-Dicke理论，是不是一个独特的吸引子膨胀封闭宇宙，而是膨胀的发生依赖于初始动能的标量场。
1994-10-28 gr-qc
Asymptotic dynamics of the exceptional Bianchi cosmologies
本文首次给出了一类非倾斜空间均匀（SH）宇宙学的渐近动力学的定性描述，即所谓的例外Bianchi宇宙学，它是Bianchi VI型$_{-1/9}$ .这个类之所以有趣有两个原因。首先，它在非倾斜SH宇宙学类中是通用的，与Bianchi VIII型和IX型模型具有相同的通用性。其次，它是一类空间非均匀$G_{2}$宇宙学的SH极限。使用正交框架形式主义和哈勃归一化变量，我们表明，例外的比安基宇宙学不同于非例外的比安基宇宙学的VI型$_{h}$在两个显着的方式。首先，该模型表现出振荡的初始奇异性的方法，因此不是渐近自相似的。其次，在后期，虽然模型是渐近自相似的，真空主导模型的未来吸引子是所谓的Robinson-Trautman SH模型，而不是真空SH平面波模型。
2002-11-21 gr-qc
The Dynamics of Inhomogeneous Cosmologies
在这篇论文中，我们研究了比各向同性和齐次Friedmann-Lemaitre模型更一般的宇宙学模型。我们专注于一个空间自由度的宇宙学，其物质内容包括一个完美的流体和宇宙学常数。我们将爱因斯坦场方程表述为一个准线性一阶偏微分方程组，使用标度不变变量。主要目标是研究两个渐近制度，即在初始奇异性附近和在后期的动力学。我们强调空间均匀动力学的背景动力学的作用，并分析动力学的非均匀方面。我们进行了各种数值模拟，以支持我们的分析，并探索新的现象。
2004-10-26 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
The asymptotic regimes of tilted Bianchi II cosmologies
在本文中，我们给，第一次，一个完整的描述倾斜的空间均匀的Bianchi II型宇宙学的动力学。假设源是具有状态方程$p = (γ-1) μ$的理想流体，其中$γ$是常数。我们表明，除非完美的流体是刚性的，倾斜不稳定的卡斯纳解决方案，导致一个混合器一样的初始奇点，倾斜动态显着。在后期，倾斜变得动态地可忽略，除非状态方程参数满足$γ> {10/7}$。我们还发现，倾斜不稳定的平面FL模型，其结果是，倾斜的存在增加了中间各向同性的可能性。
2000-08-15 gr-qc
Chaos and Universality in the Dynamics of Inflationary Cosmologies
我们描述了一个新的统计模式在封闭的膨胀宇宙学的混沌动力学，与哈密顿旋转运动能量和双曲运动能量块的分区，在一个线性邻域的鞍中心存在于相空间的模型。双曲能量的轨道访问附近的鞍中心有一个随机的分布相对于合奏的初始条件，但相关的直方图定义的统计分布规律的形式$p(x) = C x^{-γ}$，几乎整个范围内的双曲能量考虑。我们提出的数值证据表明，$γ$决定的分形盆地边界的初始条件的合奏的维数。这种分布是普适的，因为它不依赖于模型的参数，并且是尺度不变的。我们讨论了这种普适性对暴胀物理学的可能物理后果。暴胀定律的形式为$p(x) = C x^{-γ}$，几乎在整个双曲能量范围内考虑。我们提出的数值证据表明，$γ$决定的分形盆地边界的初始条件的合奏的维数。这种分布是普适的，因为它不依赖于模型的参数，并且是尺度不变的。我们讨论了这种普适性对暴胀物理学的可能物理后果。
1999-09-14 gr-qc
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
Alfven modes driven non-linearly by metric perturbations in anisotropic magnetized cosmologies
我们考虑充满导电等离子体流体的各向异性磁化宇宙学，并研究平行于环境磁场传播的度量扰动的影响。已知在相对于扰动幅度的一阶（线性）近似中，没有电场和密度扰动出现。然而，当我们考虑度量扰动与其时间导数的非线性耦合时，某些类型的解可以引起在时间上急剧增加的电场扰动。这是验证数值和分析。这些扰动的来源可以是在宇宙演化的早期阶段由宇宙泵场驱动的高频量子真空涨落，或者是天体物理过程，或者是最初各向异性宇宙时空的非线性各向同性过程。
2007-05-15 gr-qc
Bianchi Cosmologies with Anisotropic Matter: Locally Rotationally Symmetric Models
具有各向同性物质源（理想流体）的宇宙学模型的动力学在文献中得到了广泛的研究;相比之下，具有各向异性物质源的宇宙学模型的动力学则没有。在本文中，我们考虑空间均匀的局部旋转对称的解决方案的爱因斯坦方程的各向异性物质模型，包括碰撞物质（弗拉索夫），弹性物质，和磁场的一大类。比安基I型、II型和IX型模型的动力学被完整地描述;两个最引人注目的结果如下：（1）存在与标准能量条件相容的物质模型，使得比安基IX型（封闭宇宙学）的解不一定会坍缩;存在一组永远膨胀的解。(ii)一般IX型解决方案与一个问题的模型，如弗拉索夫物质表现出振荡行为的初始奇点。这种行为与真空/完美流体宇宙学的行为有很大不同;因此“物质很重要”。最后，我们表明，我们的方法可能可以扩展到治疗一些开放的问题，特别是，比安奇第八型和Kantowski-Sachs解决方案的动态。
2009-11-03 gr-qc
A de Sitter no-hair theorem for 3+1d Cosmologies with isometry group forming 2-dimensional orbits
我们研究，使用平均曲率流方法，3+1维宇宙学与一个积极的宇宙学常数，物质满足占主导地位的和强能量的条件，并与空间切片，可以由2维表面，是一个对称群的封闭轨道的叶状。如果这些表面具有非正的欧拉特征（或在2-球的情况下，如果初始的2-球足够大），并且如果初始空间切片到处膨胀，那么我们证明，在任意大的时空区域上，时空在物理上渐近地变得与de Sitter空间不可区分。尽管存在初始任意大的密度涨落，这仍然成立。
2020-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inhomogeneous String Cosmologies
本文给出了低能弦论中包含介子场和轴子场的精确非均匀各向异性宇宙学解。时空度规具有圆柱对称性。这些解描述了具有初始曲率奇异性的不断膨胀的宇宙，并包含已知的齐次解作为子情形。解在初始奇点附近的渐近形式具有空间变化的Kasner形式。非均匀的轴子和介子领域被发现准均匀演化的尺度大于粒子视界。当不均匀性进入视界时，它们作为非线性波振荡，并且不均匀性衰减。当不均匀性很小时，它们表现得像均匀宇宙的小扰动。对偶的表现形式和渐近行为的解决方案进行了调查。
1997-01-17 gr-qc hep-th
On Unitary Time Evolution in Gowdy $T^3$ Cosmologies
本文考虑了Gowdy $T^3$极化模型的非微扰正则量子化。这种方法利用了对称约化模型与耦合到无质量实标量场的2+1引力之间的等价性。该系统是部分规范固定的，并进行内部时间的选择，其中的真实自由度的模型减少到一个无质量的自由标量场上传播的2维扩展环面。结果表明，决定经典动力学的辛变换不能在相应的量子态的希尔伯特空间上幺正地实现。这一结果的影响都量子化领域的曲流形和物理有关的问题，关于初始奇异性进行了讨论。
2002-06-24 gr-qc
Exact Conformal Scalar Field Cosmologies
本文导出了耦合到自相互作用共形标量场的爱因斯坦引力场的新的精确解。我们的方法扩展了最初由贝肯斯坦介绍的无质量共形标量场的解决方案生成技术。本文给出了Friedmann-Robertson-Walker几何在零曲率和非零曲率两种情况下的解，并发现了一些有趣的特征，证明了一类解渐近地趋向于幂律暴胀行为$S(t)\sim t^p$和$p>1$，而另一类解则渐近地趋向于滑行模型的$S(t)\sim t$行为.还获得了避免初始奇异性的弹跳模型。一般讨论的渐近行为和发生通货膨胀的可能性。
1994-01-25 gr-qc
Cosmological initial data for numerical relativity
我们找到了非均匀宇宙学的数值相对论模拟的初始数据。这涉及到处理广义相对论约束方程的一个例外情况。我们设计分析和数值方法来处理这种特殊情况。我们将分析方法应用于具有单个标量场的宇宙学的标准情况。本文将数值方法应用于双场爆炸宇宙学。
2020-06-29 gr-qc
Anisotropy in Bianchi-type brane cosmologies
在膜世界宇宙学模型的框架下，研究了任意类型、均匀和各向异性Bianchi模型的各向异性参数在初始奇异态附近的行为.假设膜上的物质是各向同性的理想宇宙流体，服从正压状态方程。为了获得在任意时刻的各向异性参数的值的演化方程推导出，描述作为宇宙的体积比例因子的函数的各向异性的动态。该方程的一般解可以在Bianchi I型和V型的精确解析形式中获得，并且在所有其他均匀和各向异性几何的封闭形式中获得。对小时间极限下各向异性值的研究表明，对于所有充满非零压宇宙流体的Bianchi型时空，服从线性正压状态方程，膜上的初始奇异态是各向同性的.这个结果是通过假设在小时间的极限尺度因子的渐近行为是Kasner型的。对于充满尘埃的膜世界，各向异性的初始值在膜世界和标准四维广义相对论宇宙学中是一致的。
2004-01-16 gr-qc hep-th
Initial data for superposed rotating black holes
黑洞碰撞的解析和数值计算的初始数据的标准方法是使用保角平坦的初始几何。在其他优点中，这种选择允许具有任意质量、位置和自旋的空穴的简单叠加。然而，共形平坦的限制，是不合适的克尔洞的研究，因为标准的恒定时间切片是不共形平坦的。在这里，我们指出，对于旋转孔的轴对称排列，可以选择一个非共形平坦形式的3-几何，它允许相当简单的叠加任意质量和自旋的克尔孔。我们提出了初始数据的解决方案，代表本地克尔孔在大的分离，并表示旋转孔足够接近，使一个共同的视界外的时空几何是一个扰动的一个单一的克尔孔。
1998-06-03 gr-qc
Non-Equilibrium Evolution of Scalar Fields in FRW Cosmologies I
本文导出了空间平坦FRW宇宙学中标量场理论的序参量和涨落的非平衡时间演化的有效方程.计算在单圈和非微扰自洽Hartree近似下进行.该方法包括随时间演化一个初始泛函热密度矩阵，适用于研究非平衡相变.重整化方面进行了详细的研究，我们发现，反项依赖于初始状态。我们研究了高温膨胀，并表明它在很长一段时间内分解。我们还得到了初始玻尔兹曼分布函数的时间演化，并认为，单圈阶或在Hartree近似下，时间演化状态是一个“压缩”状态。我们说明了偏离热平衡的情况下，一个自由的大量标量场在德西特和辐射主导的宇宙学的数值研究。研究发现，在de Sitter宇宙学中，每模的非平衡熵随共动时间线性增加，而在辐射占优的情况下，它是{ \it not}单调增加的函数.
1993-10-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Generalized Quantum Theory of Recollapsing Homogeneous Cosmologies
针对均匀超小空间A型Bianchi宇宙学模型，发展了一个历史求和广义量子理论，重点讨论经典超时空Bianchi IX宇宙的特殊例子.展示了这种宇宙的退相干泛函。我们展示了如何退相干集的替代，粗粒度的历史，这些模型宇宙的概率可以计算。我们认为，特别是经典的进化定义的一个合适的粗粒化的概率。对于一类受限制的初始条件和粗粒化，我们展示了近似退相干的替代历史中，宇宙行为的经典和那些在它不。对于这些情况下，我们表明，概率是近单位的宇宙，经典的收缩，如果它的经典膨胀。我们还确定了WKB形式的初始状态的准经典轨迹的相对概率，恢复这种状态的精确形式的熟悉的启发式的“J d”规则的量子宇宙学，以及一般的初始状态，这一规则的推广。
2004-04-04 gr-qc hep-th
Angular velocity of rotating black holes -- a new way to construct initial data for binary black holes
本文基于Kerr黑洞角速度的几何理解，提出通过指定视界角速度构建旋转双黑洞初始数据的新方法，建立椭圆方程并在共形平坦度规下数值演化，发现非均匀角速度会产生类似准正态振荡的引力波形。
2025-11-12 gr-qc
The Evolution of Distorted Rotating Black Holes III: Initial Data
本文研究了一类新的黑洞初始数据集，它们分别对应于具有中等转动参数的畸变“Kerr'"黑洞和具有奇偶宇称辐射的畸变Schwarzschild黑洞.这些数据集建立在鲍恩和约克早期旋转的黑洞和扭曲的布里尔波加上黑洞数据集的基础上。我们描述了这个大家庭的旋转黑洞的建设。我们提出了一个系统的研究，这些数据集的重要属性，如大小和形状的明显的地平线，以及在进化过程中可以离开系统的最大辐射量。这些数据集应该是研究高度动态黑洞演化的一个非常有用的起点，并且可以很容易地扩展到3D。
1996-01-09 gr-qc
Dynamical Analysis of Scalar Field Cosmologies with Spatial Curvature
我们探讨宇宙学模型的动力学行为，包括一个标量场（具有指数势和正则动力学项）和一个物质流体的运动方程中包含的空间曲率。利用适当定义的参数来描述这种情况下标量场能量的演化，我们发现存在两个额外的不动点，这两个不动点在没有曲率的情况下是不存在的。我们还分析了有效状态方程参数在不同曲率初值下的演化。
2016-02-08 astro-ph.CO gr-qc
Failures of homogeneous and isotropic cosmologies in Extended Quasi-Dilaton Massive Gravity
我们分析了在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学背景下的扩展的准膨胀子大质量引力模型。我们提出了一个仔细的渐近不动点的稳定性分析。我们发现，传统的不动点不能接近动态，除了从一个完美的微调初始条件，涉及准介子和哈勃参数。一个不太好的不动点解，其中0阶Stückelberg场的时间导数为零$\dotϕ^0=0$，没有遇到这样的困难，并且不动点是初始条件的某个有限区域中的吸引子。我们研究的问题存在的Boulware-Deser鬼的理论。我们表明，一般允许消除的Boulware-Deser模式的附加约束只存在于特殊的初始条件下。我们发现，唯一的可能性对应于传统的不动点和初始条件是相同的微调条件，允许动态接近的不动点。
2017-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulations of solitonic core mergers in ultra-light axion dark matter cosmologies
使用三维模拟，我们研究合并孤子核心的动力学和最终结构预测形成超轻轴子暗物质晕。自引力标量场的经典牛顿运动方程可以用薛定谔-泊松方程来描述。我们调查合并的基态（玻色子星）的配置与不同的质量比，相对相位，轨道角动量和初始分离的主要目标，以了解新兴的核心引力冷却的质量损失。证实了以前的结果表明，最终的密度分布有孤子的核心和NFW样的尾巴。在二元并合中，最终的核心质量不依赖于初始相位差或角动量，而只依赖于系统的质量比、总初始质量和总能量。对于非零角动量，原本球形的核变成旋转的椭圆体。多核合并的结果是定性相同的。
2017-01-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Emergence of multiverse in third quantized varying constants cosmologies
虽然标准宇宙学模型解释了大多数观测到的现象，但它仍然在与初始奇点问题作斗争。在弦论的背景下，提出了一个有趣的方案，在这个方案中，初始奇点的问题以某种方式被规避了，在这个背景下，正则量子化过程被另外应用。在正则量子化理论的上下文中，当光速和引力常量都变化时，也可以获得类似的效果，其中两个量都由非最小耦合的标量场表示。这种理论包含了大爆炸前的收缩阶段和大爆炸后的膨胀阶段，并预言了从大爆炸前的收缩阶段到大爆炸后的膨胀阶段的跃迁的非零概率。在本文中，我们通过应用第三量子化方案再次验证了这样一个理论，并表明由此产生的理论包含了整个多元宇宙从无到有的场景。宇宙的生成族由玻色-爱因斯坦分布描述。
2019-07-03 gr-qc hep-th
Dual Inflation and Bounce Cosmologies Interpretation of Pulsar Timing Array Data
本文提出广义膨胀与反弹宇宙学的双重情景，通过贝叶斯分析脉冲星计时阵列数据，首次同时解释随机引力波背景信号与CMB各向异性，并发现膨胀与反弹在SGWB上的对偶性。
2024-06-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signatures of loop quantum gravity in primordial black hole cosmologies
Instituto de Estructura de la Materia, IEM-CSIC（物质结构研究所）；Université Libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）
研究圈量子引力建议的稳定普朗克残留物作为暗物质的可能性，通过分析不同现象学区域并推导新约束，发现质量约10^3 kg的原初黑洞可自然实现再加热并完全构成暗物质，同时产生可观测的引力波信号。
2026-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Transition from accelerated to decelerated regimes in JT and CGHS cosmologies
在这项工作中，我们讨论了可能性的正加速制度，并将其过渡到减速制度，在二维（2D）宇宙学模型。我们在二维时空中使用广义相对论和热力学，其中气体被视为引力场的源。本文分析了一个早期宇宙模式，其中用范德华状态方程代替通常的正压方程。我们表明，这种替代允许模拟一段时间的通货膨胀，随后是一个负加速时代。系统的动力学行为由Jackiw-Teitelboim方程（JT方程）和能量动量守恒定律的解得出。在第二阶段，我们集中在Callan-Giddings-Harvey-Strominger模型（CGHS模型）;在这里，从暴胀期到减速期的过渡也存在于解之间，尽管这个结果强烈依赖于用于介子场的初始条件。宇宙尺度函数的时间演化、宇宙尺度函数的加速度、能量密度和流体静压力是通过分析得到的物理量。
2004-07-07 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
Correction to Lagrangian for Bouncing Cosmologies in $f(Q)$ Gravity
本文在修正对称远平行引力中，通过重构技术为多种反弹宇宙学解建立拉格朗日量，发现额外项可修正广义相对论并呈现反弹宇宙学。
2023-06-28 gr-qc
Shear dynamics in Bianchi I cosmologies with R^n-gravity
本文给出了一般f（R）引力理论下Bianchi时空中剪切演化的控制方程。我们考虑了R^n引力的情况，并对具有局部旋转对称性的Bianchi I宇宙学的动力学进行了详细的分析。我们找到精确的解决方案，并研究其行为和稳定性的参数n的值。特别是，我们发现了一组宇宙的历史中，宇宙最初是各向同性的，然后发展剪切各向异性，接近一个常数。
2006-06-23 astro-ph gr-qc hep-th
Rotating Bowen-York initial data with a positive cosmological constant
本文研究了将Bowen-York初值推广到正宇宙学常数的情形。我们遵循Bizoenz，Pletka和Simon最近提出的构造，数值求解紧致域$\mathbb S^1 \times \mathbb S^2$上的Lichnerowicz方程.除了两个分支的解决方案取决于极性变量的$\mathbb S^2$是已知的，我们发现分支的解决方案取决于两个变量：极性变量的$\mathbb S^2$和$\mathbb S^1$上的坐标。利用Vanderbauwhede关于对称解分支的结果，我们证明了相应分支点的存在性。通过线性化Lichnerowicz方程和解决由此产生的特征值问题，我们收集的数值证据表明，没有额外的分支的解决方案。
2018-01-25 gr-qc
The collision of two slowly rotating, initially non boosted, black holes in the close limit
本文研究了两个缓慢旋转的、初始非增强的黑洞在封闭极限下的碰撞。一个`` punctures ''修改的鲍文-约克方法是用来构建共形平坦的初始数据适合的问题。我们只保留了能够产生引力能和角动量辐射的最低非平凡阶数。我们表明，即使有这些简化的线性Regge-Wheeler-Zerilli黑洞微扰理论的高阶扩展，需要处理的领导贡献多极子的演化方程。这个扩展推导，连同适当的扩展的Regge-Wheeler和Zerilli方程。利用这些方程对数据进行数值演化，得到了渐近引力波的形式和振幅。导出了辐射引力能和辐射角动量的表达式，并与数值演化结果一起给出了各辐射项相对贡献的定量表达式，分析了它们的意义。
2001-12-26 gr-qc
Accelerated expansion in bosonic and fermionic 2D cosmologies with quantum effects
在这项工作中，我们分析了玻色子和费米子成分，包括量子校正，在二维（2D）宇宙学模型产生的影响。我们专注于与Callan-Giddings-Harvey-Strominger模型相关的引力理论，以模拟年轻的空间线性宇宙的动力学。宇宙底层是由{ \it暴胀子}场加上物质分量形成的，它们是二维引力场的来源;自由度也包括存在一个光子场。我们表明，这种组合允许，在其他情况下，模拟一个时期的通货膨胀，这将是一个（玻色子/费米）物质主导的时代。我们还分析了量子效应如何影响膨胀的命运，因为在2D中我们有一个一致的（可重整化的）引力量子理论。系统的动力学行为由引力场方程、源的Klein-Gordon方程和Dirac方程以及介子场方程的解导出。一致的（加速）制度之间的二维方程的解决方案，结果强烈依赖于初始条件用于场的极化子。在费米子作为物质场被包含的特殊情况下，向减速膨胀的转变是可能的，这在完全玻色子的情况下不会发生。
2009-06-17 gr-qc
Initial data for black hole-neutron star binaries, with rotating stars
中子星与黑洞的合并是地面引力波探测器的主要科学目标。直接从引力波观测中约束或测量中子星的自旋，需要了解这些系统的发射特性对中子星自旋的依赖性。本文通过发展一种数值方法来构造中子星上任意自旋的黑洞-中子星双星的初始数据，为这一任务奠定了基础。我们通过在参数空间的大区域中构造初始数据集来证明代码的鲁棒性。除了改变中子星的自旋大小和自旋方向外，我们还研究了中子星的致密性、质量比、黑洞的自旋和黑洞的自旋方向。具体来说，我们能够构建初始数据集与中子星旋转离心分裂附近，与黑洞自旋大$S_{\rm BH}/M_{\rm BH}^2=0.99$。
2016-07-27 gr-qc
Quasilinear observables in dark energy cosmologies
在红移范围内的准线性宇宙学观测中，重建暗能量属性的基本限制是什么？本文的目的是解决这个问题，通过构建模型无关的可观的，而完全忽略了现实世界的观测的实际问题。由于广义暗能量模型中非线性物质演化产生的非高斯性的完美简并，初始条件中已经存在的非高斯性不能直接从观测中获得。通过施加一组特定的演化方程，应涵盖一系列的暗能量宇宙学，我们发现，然而，一个约束方程的线性结构增长率$f_1$表示的模型无关的观测。不满足这个约束方程的整类暗能量模型都可以排除，对于满足这个约束方程的模型，我们可以重建例如非局域偏置参数$b_1$和$b_2$。
2017-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Attraction to a radiation-like era in early superstring cosmologies
从杂化超弦或II型超弦的初始经典四维平坦背景出发，我们能够在弦单圈水平上确定由于“几何通量”自发破缺而对有效势的量子修正。此外，考虑气体的弦在有限的温度下，充分的“有效热势”的确定，产生一个有效的非平凡的压力。时空度规和模场的量子和热修正的反作用导致了宇宙学的演化，这取决于早期的初始条件和自发破缺的超对称性的数量。我们证明，对于一整套初始条件，宇宙学解在后期收敛到两个性质不同的轨道：它们要么被吸引到（i）类似于辐射主导宇宙学的热演化，由一些模场的相干运动实现，或（ii）一个“大挤压”的非热宇宙学演化的有效势或模量动能的非热部分占主导地位。在被吸引到类辐射时代的过程中，可能会出现加速宇宙学的时期。然而，对于我们所考虑的模型，它们没有产生足够的暴胀（e倍< 0.2），其中N>1的超对称性自发破缺为N=0。
2009-03-13 gr-qc hep-ph hep-th
Covariant action for bouncing cosmologies in modified Gauss-Bonnet gravity
具有弹跳解的循环宇宙是解决大爆炸初始奇点问题的候选者。在这里我们寻求一个改进的Gauss-Bonnet引力理论中的弹跳解，它是$R+f(G)$型的，其中$R$是Ricci标量，$G$是Gauss-Bonnet项，$f$是它的某个函数.在寻找这样的弹跳解时，我们采用一种技术，将$R+f(G)$理论的微分方程降阶为二阶方程.由于广义相对论是一个方程是二阶的理论，这种降阶技术使人们能够找到微扰接近广义相对论的解。我们还建立了降阶理论的协变作用量。
2019-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropic Solutions in Symmetric Teleparallel $f\left( Q\right)$-theory: Kantowski-Sachs and Bianchi III LRS Cosmologies
该研究在对称远平行$f(Q)$理论框架下，针对Kantowski-Sachs和局部旋转对称Bianchi III型两类各向异性时空，推导场方程并确定了真空及含理想流体情形下支持自相似解的$f(Q)$拉格朗日量形式，还补充了静态球对称时空的相关自相似解。
2023-08-26 gr-qc hep-th
One-Loop Superstring Cosmology and the Non-Singular Universe
我们研究了弦膨胀中单圈项的宇宙学意义。特别是，我们发现非奇异的解决方案之间的收缩宇宙和膨胀的宇宙插值，并表明，这些解决方案提供了一种机制，以消除空间封闭的FRW宇宙学特有的初始条件问题。此外，我们进行数值计算表明，非奇异宇宙学不需要仔细选择的初始条件，并估计可能的高阶项的大小在字符串扩展。
1996-09-28 astro-ph gr-qc hep-th
Computation of the Halo Mass Function Using Physical Collapse Parameters: Application to Non-Standard Cosmologies
在这篇文章中，我们比较了晕质量函数的漂移集理论预测的漂移扩散势垒对N体模拟几个宇宙学模型的结果。这包括大范围晕质量的标准LCDM情况，具有不同类型原始非高斯性的模型，以及暗能量的Ratra-Peebles精髓模型。我们表明，在所有这些宇宙学的情况下，丰富的暗物质晕可以描述一个漂移的扩散障碍，其中两个参数描述的障碍有物理内容。在高斯LCDM的情况下，统计足够精确，可以实际预测这些参数在不同的红移从初始条件。此外，我们发现，在障碍的随机性是不可忽略的，使简单的确定性的球形塌陷模型一个坏的近似，即使在非常高的晕质量。我们还表明，使用标准的偏移集的方法与障碍启发峰补丁导致不一致的预测晕质量函数。
2014-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Rotating star initial data for a constrained scheme in numerical relativity
本文提出了一种新的计算广义相对论中静止轴对称快速自转恒星的数值程序。该配方是基于3+1数值相对论使用狄拉克规范和最大切片的完全约束演化计划。我们使用多方和MIT袋模型的状态方程证明了该程序可以构造快速旋转的中子星和奇异星模型。我们比较了我们的代码和一个行之有效的代码，它使用不同的规范条件得到的数值模型，并表明这两个代码同意高精度。
2006-05-30 astro-ph gr-qc
Exact inhomogeneous cosmologies whose source is a radiation-matter mixture with consistent thermodynamics
我们推导出一类新的爱因斯坦方程的精确解，在辐射时代（$10^6 K > T > 10^3 K$），核合成和去耦之间，提供了一个物理上合理的流体动力学描述宇宙物质。溶液通过具有粘性流体源的Lemaitre-Tolman-Bondi度规表征，经受以下条件：（a）平衡态变量满足极端相对论性和非相对论性理想气体混合物的状态方程，其中后者的内能已被忽略，（b）混合物组分的粒子数是独立守恒的，（c）粘性应力符合扩展不可逆热力学的输运方程和熵平衡定律，并符合动力学理论为“辐射气体”模型提供的剪切粘性系数。（a）、（b）和（c）的满足将初始条件限制在初始值函数$Δ_i^{(s)}$方面，该初始值函数与初始超曲面中每个重子的光子熵的波动的空间梯度的平均值有关。对观测到的微波宇宙辐射各向异性的约束和在$T=T_{_D}\approx 4\times 10^3$ K下发生去耦的条件产生了一个估计值：$|Δ_i^{(s)}|\approx 10^{-8}$，它可以与质子熵波动的约束相关联。退耦时的Jeans质量与重子主导微扰模型（$\approx 10^{16} M_\odot$）的Jeans质量处于同一数量级
1999-07-04 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Isolating non-linearities of light propagation in inhomogeneous cosmologies
本文利用双定域测地线算子，给出了几何光学中光传播的一个新公式。我们开发了BiGONLight Mathematica软件包，该软件包专门设计用于应用此框架计算数值相对论中的光学可观测量。我们的软件包可用于光传播的尺度和红移范围很广，并接受时空度规的数值和分析输入。在本文中，我们专注于两个宇宙学观测，红移和角直径的距离，专门分析后牛顿近似内建模的壁宇宙。通过这种选择和分析形式的输入度量，我们能够通过比较和隔离来自牛顿和后牛顿近似的贡献来估计光传播的非线性，而不是线性微扰理论。我们还澄清的作用，占主导地位的后牛顿的贡献所代表的线性初始种子，严格地说，是缺席的牛顿治疗。我们发现，后牛顿非线性校正低于$1\%$，与文献中以前的结果一致。
2021-05-10 astro-ph.CO gr-qc
A qualitative and numerical study or the matter-radiation interaction in Kantowski-Sachs cosmologies
我们研究，从定性和数值的角度来看，Kantowski-萨克斯宇宙学模型的源是一个气体的弱相互作用的大质量粒子（WIMP的）和辐射气体组成的“紧耦合”的混合物的电子，重子和光子从核合成结束的辐射相互作用的持续时间的演化。在这个宇宙时代的湮灭过程是可以忽略不计的，而弱相互作用的引力与辐射气体和后者的行为作为一个单一的耗散流体，可以在流体动力学框架内进行研究。应用扩展不可逆热力学的完整输运方程，结合场方程和平衡方程，得到了一组控制方程，一旦确定了剪切粘度弛豫时间，它就变成了一个自治的常微分方程组;假设后者与哈勃时间成比例，定性分析表明，模型开始于辐射主导的时代接近各向同性平衡点。我们展示了弛豫时间是如何支配弛豫模型的平衡光子熵，导致“近Eckart”和瞬态制度与“突然”和“平滑”的弛豫过程，分别。假设WIMP粒子是一个100$ GeV的超对称中性伴子，数值分析表明，物理上合理的演化，与稳定的平衡态态和所观察到的CMB各向异性和中性伴子丰度的界限兼容，是唯一可能的模型，其特征在于与接近零的空间曲率和总初始能量密度非常接近1的初始条件。
2002-10-03 astro-ph gr-qc
The Fate of a Five-Dimensional Rotating Black Hole via Hawking Radiation
研究了在任意初始旋转参数$b$和$a$下，五维旋转黑洞通过Hawking过程的标量场辐射演化.研究发现，任何初始转动参数均为非零的黑洞都向渐近态$a/M^{1/2}=b/M^{1/2}={\rm const}(\neq 0)$演化，其中该常数与$a$和$b$的初始值无关.
2005-08-23 gr-qc hep-th
The oscillation and stability of differentially rotating spherical shells: The initial value problem
对差动旋转系统振荡的理解是天体物理学许多领域的关键。它与振荡的中子星发射的引力波特别相关，这些中子星在诞生或双星合并后立即具有显着的差分旋转。在以前的论文中，我们分析了一个简单的系统表现出微分旋转的正常模式。在这篇补充论文中，我们使用分析方法和数值时间演化来解决同一个简单模型的初值问题。我们得到了动力剪切不稳定性的一个充分必要条件。我们讨论的动力学行为的连续谱响应于初始扰动，并表明，某些奇异的解决方案内的连续谱出现物理上无法区分的离散模式外的连续谱。
2004-02-11 astro-ph gr-qc
Non-Gaussianity excess problem in classical bouncing cosmologies
最简单的可能导致宇宙学反弹的经典模型，它可以产生的非高斯光检查。仅关注收缩和膨胀之间的过渡，并假设在收缩阶段结束时最初是纯高斯扰动，我们发现反弹充当了一个源，使得反弹后$f_{\mathrm{NL}}$的结果值可能会大大超过所有当前限制，以至于可能对微扰膨胀的有效性产生怀疑。我们推测，如果可以假设非高斯性生产只取决于比例因子的弹跳行为，而不是对所研究的模型的具体情况，那么许多现实的模型中，一个非奇异的经典弹跳发生可能会表现出一个通用的非高斯性过剩的问题，将需要解决的每一种情况。
2015-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Minimal plateau inflationary cosmologies and constraints from reheating
随着对简单幂律暴胀模型越来越多的共识不被普朗克观测所青睐，非标准暴胀的动力学在最近的过去获得了极大的兴趣。本文详细分析了基于Maity（Nucl.Phys. B 919（2017）560）的一类具有非多项式势的超引力激发的唯象暴胀模型，并将模型预测与当前最受青睐的Starobinsky及其在普朗克约束的（$n_s$，$r$）平面上的广义$α$ -吸引子模型进行了比较。重要的是，对于广泛的参数空间，我们的模型提供了成功的通货膨胀在次普朗克制度。利用有效状态方程参数对再热过程进行了模型无关分析。特别地，我们考虑了两个阶段的再加热动力学，初始阶段采用广义暴胀子状态方程，后期阶段采用相对论状态方程。最后，我们展示了我们的广义再热分析如何约束所考虑的通货膨胀模型
2019-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbations in cosmologies with a scalar field and a perfect fluid
研究了由标量场和理想流体组成的多分量系统中的宇宙学密度扰动性质。我们讨论的自由度完全描述系统的数量，介绍了一套完整的动力学规范不变方程的曲率和熵扰动，并显示这些方程作为一个一阶系统连接的一个相当稀疏的矩阵的有效配方。我们的形式主义包括空间梯度，扩展以前的配方局限于大规模的限制，并充分考虑了固有的标量场的isocurvature模式的演变。然后，我们解决的绝热条件的问题，特别是证明其保存在大尺度上。最后，我们将我们的形式主义的精髓的情况下，并清楚地强调初始条件的重要性，当考虑后期的扰动。特别是，我们表明，熵扰动仍然可以存在时的精粹场能量密度变得不可忽略。
2004-04-22 astro-ph gr-qc hep-ph
