Symmetries of Differential Equations in Cosmology
目前的文章的目的是提出一个简短的，但准确介绍的主要工具中使用的对称性的拉格朗日方程的完整系统的研究，并随后显示这些工具是如何应用于现代宇宙学的主要模型，以获得精确的解决方案，并处理问题的暗物质/能量。在这种方法中的关键作用是场方程的第一积分。我们从李点对称性和由它们定义的第一积分，即Hojman积分开始。随后，我们讨论了Noether点对称性和著名的方法来推导Noether积分。通过逆Noether定理，我们表明，每一个Hojman二次第一积分是可能的，以相关联的Noether对称的Noether积分是原来的Hojman积分。它强调的是，点变换产生这个Noether对称性不需要与点变换定义的李对称性产生的Hojman积分相一致。讨论了拉格朗日量的动能定义的度规的共线与Lie点对称性和Noether点对称性之间的密切联系。特别是诺特点对称的生成元是该度量的位似代数的元素。当前宇宙学模型研究的关键是引入迷你超空间，即由模型的物理变量定义的空间，而不是模型演化的时空。在迷你超空间中的度规是从拉格朗日量的运动学部分找到的，我们称之为动力学度规。拉格朗日量的其余部分是有效势。
2018-06-15 gr-qc hep-th math-ph
New conservation laws and exact cosmological solutions in Brans-Dicke cosmology with an extra scalar field
守恒律和不变函数的推导是研究非线性动力系统的基本步骤。本文考虑了一个标量场定义在约当标架中的两场宇宙学模型。特别地，我们考虑一个Brans-Dicke标量场理论，对于第二个标量场，我们考虑一个与引力最小耦合的精粹标量场。对于这个宇宙模型，我们首次申请一个新的技术，无需应用变分对称性的守恒定律的推导。结果被应用于新的精确解的推导。研究了标度解的稳定性，并根据这些解的稳定性确定了第二场性质的判据。
2021-05-06 gr-qc math-ph math.MP
Eisenhart-Duval lift, Nonlocal Conservation laws and Painlevé Analysis in Scalar field Cosmology
Durban University of Technology（德班理工大学）；North-West University（西北大学）
本文研究了标量场宇宙学中非局部守恒律与Painlevé分析，发现特定参数下场方程具有可积性并给出解析解。
2025-06-26 gr-qc math-ph math.MP
Conservation Laws in Gravitation and Cosmology
守恒律的存在是物理学理论的最重要的要求之一。其中一些，比如节能，没有实验例外。然而，将这些守恒定律推广到弯曲空间提出了许多挑战。本文对广义相对论中守恒律的实现作了修正，并讨论了通常表达式推广的可能性。拉斯塔尔的引力理论，它认为是一个修改通常的守恒的能量动量张量，更详细地讨论。介绍了Rastall理论在宇宙学中的一些应用，表明它可以导致与标准宇宙学模型相竞争的结果。
2012-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quasilocal conservation laws in cosmology: a first look
应力-能量-动量的准定域定义--也就是说，以边界密度的形式（代替局部体积密度）--已经被证明在制定和应用广义相对论中的守恒定律时是非常有用的。在这篇文章中，我们采取了第一个基本的研究应用这些宇宙学，特别是使用布朗约克准局部应力能量动量张量的物质和重力相结合。我们计算这个张量，并提出了一些简单的结果，一个平坦的FLRW时空与完美的流体物质源。
2020-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Noether symmetries and stability of ideal gas solution in Galileon Cosmology
考虑了一类可用点拉格朗日量描述的广义Galileon宇宙学模型，利用Noether定理确定场方程的守恒律.在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙中，非平凡的守恒定律的存在表明了场方程的可积性。由于后者的复杂性，我们应用微分不变量的方法，以构造特殊的幂律解，并研究其稳定性。
2017-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Energy Conservation in Flat FRW Cosmology
在平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学中，能量守恒的结果是严格正的加速膨胀。这种膨胀的一种机制是由于物质的吸引力（负）引力势的影响，因为它被包括在膨胀的视界内，和度量膨胀的抵消工作，这发生在亚光速。在我们的半经典处理，我们处理一个五次方程的尺度参数。最早的原始扩张的部分建模的影响进行了讨论。
2009-01-07 gr-qc
Two scalar field cosmology: Conservation laws and exact solutions
本文研究了FRW空间平坦时空中的两个标量场宇宙学，其中两个标量场在动力学部分和势中都相互作用。我们应用Noether点对称性来定义标量场的相互作用。我们使用的点对称性，以书面的场方程在正常的坐标，我们发现，拉格朗日的场方程，承认至少有三个Noether点对称性描述线性牛顿系统。此外，利用相应的守恒律，我们找到了场方程的精确解。最后，我们推广我们的结果的情况下，N标量场相互作用的潜力和他们的运动学部分在一个平坦的FRW背景。
2014-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservation laws and Exact Solutions in Brans-Dicke Cosmology with a Scalar Field
标量-张量理论由于能提供解释可观测现象的机制而引起了宇宙学家的关注。此外，标量张量理论的结果可以应用于高阶引力理论。在这项工作中，我们考虑一个Brans-Dicke标量场宇宙模型，其中包括第二个标量场最低限度地耦合到重力。对于第二种标量场，我们考虑存在和不存在与Brans-Dicke标量场的任何相互作用的两种情况。对于我们考虑的两个模型，我们证明了缩放和deSitter解决方案的存在性。此外，我们执行的Obsiannikov的分类的场方程，在那里我们找到所有的点和接触变换离开引力作用积分不变。守恒定律的确定，我们展示了如何将这些可以用来推断宇宙模型的可积性，并找到新的解析解。
2019-08-13 gr-qc hep-ph math-ph
Field Equations and Conservation Laws Derived from the Generalized Einstein Lagrangian Density for A Gravitational System and Their Implications to Cosmology
在研究引力系统广义Einstein Lagrange密度基本性质的基础上，系统地研究了修正的爱因斯坦场方程和Lorentz守恒律、Levi-Civita守恒律的理论基础.详细分析了在这些方程和定律基础上发展起来的宇宙学理论。宇宙的一些新的性质和新的影响被推断出来，这些新的性质和新的影响可以通过未来的实验和观测来检验。
2007-03-10 gr-qc
Integrability in tetrad formalisms and conservation in cosmology
可积性一般四元形式主义进行审查，以下和澄清工作Papapetrou和埃德加。可积性条件是Bianchi方程及其结果的组合。考虑引入额外的约束。最近关于1+3协变宇宙学中约束守恒的结果表明，从Bianchi方程
1998-05-30 gr-qc
On the correspondence between energy conservation and energy-momentum tensor conservation in cosmology
将封闭共同运动体所满足的热力学能量方程与共同运动体内部物质的能量-动量张量所满足的守恒方程之间的对应关系推广到具有任意宇宙视界和热源的更一般的系统。在视界上定义一个表面能，可以使由视界及其内部物质组成的系统的能量守恒。因此，对于这样的系统，能量守恒和能量动量张量守恒总是一致的。另一方面，从经典热力学的角度来看，可以在宇宙视界定义一个有效压力，以保证视界内的热力学能量方程与视界内物质的能量-动量张量守恒方程一致。在适当的条件下，这些系统能满足广义热力学第二定律。将表面能和有效压强的定义推广到几何与物质非最小耦合的引力理论中，其中几何可视为热源。
2021-12-29 gr-qc
Cosmology and semi-conservation of computations in the universe
霍金和苏斯金德最近的研究表明，信息在宇宙中是守恒的。我们推广了这一观点，提出了在Anti-de-Sitter宇宙模型中信息计算动力学是守恒的。提出了一种信息几何方法来分析动力系统中的信息。本文将熵流看作统计流形上的几何流，建立了动态核模型来分析动态系统中的信息迁移。统计流形上的几何流被认为是原始d+1维AdS空间中的局域动力学系统向其在d维共形场论（CFT）中的离域全息表示的过渡.注意到几何流与重整化群流有关，并提供信息不变量的半守恒。这些不变量被解释为计算类型。
2007-04-30 gr-qc
Conservation of Energy in Black Holes and in Cosmology
本文首先回顾了引力系统中总能量的各种定义。简单的总能量定义存在一些缺陷，我们回顾了如何修改总能量的定义。然后，我们明确地展示了如何计算系统的总能量。我们的例子是（2+1）维中膨胀的封闭de Sitter宇宙中黑洞的总能量。一般来说，我们发现对总能量的贡献只来自奇点。然后我们可以通过计算奇点周围的贡献来计算总能量。
2002-12-27 gr-qc
Noether Symmetries in $f(Q)-$Cosmology
本文在$f(Q)$-Cosmology中应用Noether对称性分析，发现仅幂律$f(Q)$函数在FLRW背景和四族联络下允许点Noether对称性，并据此导出了精确解析解。
2025-02-03 gr-qc hep-th math-ph
Using Lagrangian perturbation theory for precision cosmology
本文研究了具有高斯初始条件的单圈拉格朗日微扰理论。提出了一种近似计算LPT功率谱的展开方法。我们的近似解在级数展开中具有良好的收敛性，使我们能够准确快速地计算LPT中的功率谱。拉格朗日微扰理论中的非线性修正自然满足质量守恒定律，因为物质密度和暗物质的位移矢量之间的关系对应于质量守恒。通过将LPT中的单圈解与标准微扰理论中的双圈解相匹配，在满足质量守恒的条件下，给出了比标准微扰理论中的双圈阶有更高阶修正的功率谱近似解.利用这种近似，我们可以使用LPT来计算没有任何自由参数的非线性功率谱，并且这种解决方案与$k=0.2$ $h{\rm Mpc}^{-1}$和$z=0.35$的数值模拟一致，优于2%。
2014-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Comments on $^"$Cosmic evolution in Brans-Dicke chameleon cosmology$^"$
参考文献\cite{1-2}的作者在标量张量引力的外部相互作用模型（Brans Dicke变色龙方案）中研究了宇宙演化。这项工作的程序包含一些新的东西，但是，从这一评论中可以看出，他们的报告面临着三个根本性的缺陷。其中一个是关于能量守恒方程，另外两个是关于数学错误。在标量张量引力模型中，为了得到守恒方程，一个著名的方法是将Friedmann方程和修正的Klein-Gordon方程结合起来。但在文献\cite{1-2}中，用这种方法不能得到守恒方程的正确结果。此外，人们很容易认识到，他们的数学错误导致与本报告不同的结果。
2018-07-17 gr-qc
Action-selected currents and a singular conservation closure in two-fluid energy--momentum-squared cosmology
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）；Gebze Technical University（盖布泽理工大学）；Doğuş University（多古斯大学）
该研究在双流体宇宙学框架下，构建了奇异闭合守恒关系，推导了修正利纳德方程，明确了非零α族的奇异性，为区分引力模型的作用量预测与闭合伪影提供了诊断方法。
2026-08-25 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with modified continuity equation in asymptotically safe gravity
我们研究FLRW宇宙学，考虑到量子引力修正的形式主义的确切重整化群流的有效作用的引力。采用不同的截断函数，计算了后期的量子校正标度因子、能量密度和熵产生。我们的方法不同于以前的能量动量守恒的方式施加-我们包括运行牛顿常数$G(k)$在能量动量张量的定义，牢记爱因斯坦张量的协变守恒恒等式。在这种方法中获得的量子校正是不同的，通过让守恒方程保持不变的尺度无关的牛顿常数。我们还发现，对于一个特定的选择的截止尺度，量子校正行为的牛顿常数和宇宙学常数导致一个反弹的紧急宇宙的解决方案。
2021-02-22 gr-qc hep-th
Observational constraints on Rastall's cosmology
拉斯特尔的理论是广义相对论的修正，基于应力-能量张量的不守恒。后者被编码在参数$γ$中，使得$γ= 1$恢复通常的$\nabla_νT^{μν} = 0$定律。我们测试Rastall的理论在宇宙学中，平坦的罗伯逊-沃克度量，调查两种流体模型，并使用Ia型超新星宪法数据集。其中一种流体是无压的，并遵守通常的守恒定律，而另一种流体则由状态方程$p_x = w_xρ_x$描述，其中$w_x$为常数。本构集的贝叶斯分析不严格约束参数$γ$，并且优选接近-1的$w_x$的值。然后，我们讨论了小扰动的演化，并表明如果$w_x \neq -1$和$γ\neq 1$（即广义相对论是有利的配置），它们将非常不稳定。唯一的替代方案是$w_x = -1$，其动力学变得独立于$γ$。
2013-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Generalized Noether Theorem for Gauss-Bonnet Cosmology
广义Noether理论是研究修正引力理论中守恒量和对称性的有效方法。提出了一种通用的高斯-博内引力$f(R,\mathcal{G})$理论作为替代引力模型。利用广义Noether对称性，研究了$f(R,\mathcal{G})$理论的多项式形式和乘积形式及其相应的守恒量和对称性.然后找出多项式形式$f(R,\mathcal{G}) \!=\! k_1 R^n + (6)^{\frac{n}{2}}(-1)^{n+1} k_1 \mathcal{G}^{\frac{n}{2}}$和乘积形式$f(R,\mathcal{G}) \!=\! k ( R / \sqrt{\mathcal{G}} )^n \mathcal{G}$的合适的一般形式，以包含加速膨胀宇宙学的解.本文所涉及的两种形式的$f(R,\mathcal{G})$都只具有时间平移对称性。并对这些解的能量条件进行了检验。在一定程度上论证了对称性守恒与能量守恒条件的一致性。对于不同$n$的具体形式，还需要进一步详细研究。值得注意的是，相应的守恒量均为零，唯一的守恒关系是能量守恒。
2019-06-22 gr-qc
Conserved Quantities in Expanding Gödel Cosmology
Astronomy Unit, School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院物理与天文学学院）；The Roche School（罗奇学院）
本文研究了膨胀戈德尔宇宙中通过扰动分析得到的守恒量，特别是空间度量迹扰动在无压力尘埃中的守恒特性，并扩展到完美流体物质内容。
2026-01-16 astro-ph.CO gr-qc
Variational symmetries and superintegrability in multifield cosmology
考虑一个空间平坦的Friedmann-Lema\^ıtre-Robertson-Walker背景空间，背景空间中有一个理想气体和一个由两个最小耦合的标量场组成的多场拉格朗日量，它们在常曲率场空间中演化.对于这个宇宙学模型，我们分类的标量场，使变分点对称性存在的潜在功能。计算了相应的守恒律。最后，给出了标量场势的具体函数形式的解析解，其中宇宙学场方程通过点对称性被表征为Liouville可积系统。宇宙学模型的自由参数是受约束的，以便描述暴胀时期的解析解。最后，研究了精确闭合解的稳定性。这些解是具有宇宙学模型重要物理性质的标度解。
2021-04-28 gr-qc hep-ph math-ph
Dynamical analysis in scalar field cosmology
给出了在理想流体存在下标量场暗能量的精确宇宙学解的一般方法。我们利用Wheeler De Witt（WdW）方程不变变换的存在性。我们证明了WdW方程不变的点变换的存在性等价于场方程的守恒律的存在性，这表明了解析解的存在性。我们扩展了以前的工作，通过提供精确的解决方案的哈勃参数和有效的暗能量状态方程的宇宙学参数包含一个完美的流体和标量场，其自相互作用势是一个双曲函数的幂的组合。我们发现的解决方案时，完美的流体是辐射或冷暗物质，并确定非零空间曲率的影响。利用普朗克2015年的数据，我们确定了暗能量的有效状态方程的演化。最后，我们研究了使用无量纲变量的全局动力学。我们发现，如果目前的宇宙模型是刘维尔可积（承认守恒律），那么有一个唯一的稳定点，描述宇宙的de-Sitter阶段。
2015-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservation Laws for Cosmological Perurbations
我们简要回顾了在广义相对论中定义守恒量（如能量）的问题，以及通过引入对称背景的解决方案。我们应用一般形式主义扰动Robertson-Walker时空与德西特几何作为背景。我们将得到的守恒量与Traschen积分约束联系起来，并提到了宇宙学中的一些应用。
1998-04-21 gr-qc
A Caveat on Building Nonlocal Models of Cosmology
宇宙学的非定域模型可能来自引力子环对原初暴胀时期有效场方程的修正。虽然Schwinger-Keldysh形式主义会自动产生因果和守恒的有效场方程，但迄今为止提出的模型都是纯粹的唯象。两种技术已被用来生成因果和保守的场方程：要么改变不变的非局部有效作用，然后通过临时替换任何先进的格林函数与其推迟的对应物来执行因果关系，或者将因果非局部性引入场方程的一般近似中，然后执行保守。我们在这里指出，这两种技术访问非常不同的模型类别，它们中的任何一个都可能代表实际上从基础理论中产生的东西。
2014-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum potentiality in Inhomogeneous Cosmology
对于描述非均匀和各向异性时空的Szekeres系统，我们利用描述Szekeres模型物理变量演化的点状拉格朗日量，进行正则量子化，并在deBroglie-Bohm理论的内容下研究Szekeres系统的量子势。我们修改以前的结果的主题，我们发现，对于一个特定的家庭的初始条件，满足约束方程的轨迹，存在额外的守恒律的经典Szekeres系统，用于定义微分算子，并解决惠勒-德维特方程。从新的守恒律中，我们构造了一个波函数，它提供了一个非零的量子势项，修改了Szekeres系统。量子势对应于动力学系统中的新项，使得各向异性流体存在具有非零能量动量张量的新渐近解。因此，Szekeres时空的沉默性质被量子修正项所破坏。
2021-03-01 gr-qc hep-th
Scale invariant cosmology II: model equations and properties
我们想建立一个尺度不变宇宙学的基本性质，这也解释了大尺度下空空间的尺度不变性的假设。我们写的尺度不变宇宙学模型的基本分析性质。空的空间在大尺度下的尺度不变性的假设使宇宙学的尺度不变性方程得到了有趣的简化。有一个新的术语，取决于尺度不变宇宙学的尺度因子，它与引力相反，有利于加速膨胀。我们首先考虑一个零密度模型，并找到一个加速膨胀，就像t平方。在有物质存在的模型中，新项引起的位移对宇宙的能量密度有显著的贡献，满足形式为Omega_m + Omega_k + Omega_l = 1的方程。与弗里德曼模型不同的是，有一个完整的家庭的平坦模型（k=0）具有不同的密度参数Ω_m小于1。我们研究密度和几何性质之间的基本关系，以及守恒律。包含物质的模型有一个临界点，首先是一个制动阶段，然后是一个加速膨胀阶段。尺度不变模型具有有趣的性质，值得进一步研究。
2016-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Viscous Brane Cosmology with a Brane-Bulk Energy Interchange Term
我们假设一个位于y=0的平坦膜，被AdS空间包围，并考虑5D爱因斯坦方程，当能量动量张量的能流分量通过常数Q与哈勃参数相关时。我们计算的度量张量，以及膜上的哈勃参数，当Q是小的。作为一种特殊情况，如果膜是无张力的，则不存在Q对哈勃参数的影响。我们还考虑了引力子从膜的发射，通过玻尔兹曼方程。将由此导出的能量守恒方程与膜上粘性流体的能量守恒方程进行比较，发现流体在发射过程中的熵变必须为负。这种奇特的效应与膜上的流体是一个非封闭的热力学系统有关。非封闭系统的负熵性质在物理学的其他领域也会遇到，特别是与有限温度下的卡西米尔效应有关。
2005-12-05 gr-qc hep-th
On the adiabatic expansion of the visible space in a higher-dimensional Cosmology
在各向同性的可见和内部空间和多完美的流体物质的高维宇宙学的背景下，我们研究的条件下，绝热膨胀的可见外部空间是可能的，当一个随时间变化的内部空间存在。该分析是基于四维应力能量张量的额外维度的存在下的重新解释。这修改了可见宇宙中通常的绝热能量守恒定律，导致了一种新型的宇宙学演化，其中包括四维中的大规模熵产生。
1999-05-13 gr-qc
Fractional Derivative Cosmology
函数可被微分的程度不必限于整数值。通常大多数物理学的场方程都是二阶的，好奇心会问，如果这只是近似的情况，场方程几乎是二阶的，会发生什么。对于罗伯逊-沃克宇宙学，弗里德曼和守恒方程有一个简单的分数修正。一般来说，类似爱因斯坦的分数引力方程很难定义，因为这需要分数导数几何。什么分数导数几何可能需要简要地看，事实证明，即使是问非常简单的问题，在二维导致模棱两可或棘手的结果。一个二维的线元素，它取决于伽玛函数看。
2009-09-07 gr-qc
5-dimensional special relativistic hydrodynamics and cosmology
5-三维狭义相对论可以看作是卡梅利宇宙论狭义相对论的五维推广，也是五维膜世界理论的平坦特化。在这个框架中，我们增加了一个5维的理想流体的应力-能量张量，并统一在一个单一的5维张量守恒定律的理想流体动力学方程。这幅图允许我们按照开放系统宇宙学的精神，将粒子产生现象解释为宇宙学效应。如果流体是等熵的，则粒子产生源消失。此外，流体动力学方程可以用比例因子来解释，从而产生一组在某种意义上模拟弗里德曼宇宙学的方程。
2007-02-08 gr-qc
Γ-sign in entropic cosmology
我们通过考虑熵问题来研究宇宙学。通过裸（ω）/有效（ω_eff）守恒方程对宇宙流体的状态方程进行裸/有效描述。在裸的情况下，我们有一个非守恒的宇宙流体的状态方程，我们描述的变化在宇宙演化的不同时间的inclusions项的符号。我们表明，通过绝热ω参数的重新定义，我们可以恢复通常的方案的宇宙演化。在有效情况下，我们还表明，如果演化是由尘埃或宇宙学常数驱动的，宇宙演化的热平衡。此外，通过引入量子校正，只有宇宙学常数可以驱动热平衡的演化。
2012-08-31 gr-qc hep-th
Cosmology with Higher-Derivative Gravities
Tianjin University（天津大学）；Shahid Beheshti University（沙希德·贝赫什蒂大学）；University of Tehran（德黑兰大学）；Joint School of National University of Singapore and Tianjin University（新加坡国立大学与天津大学联合学院）
本文提出了一种通过高导数引力理论研究宇宙学的方法，利用有效密度和能量守恒求解弗里德曼方程，并探讨了壁反弹宇宙的观测可行性。
2024-05-14 astro-ph.CO gr-qc
Einstein-æther Scalar-tensor Cosmology
我们提出了一个Einstein-æther标量张量宇宙模型。特别地，在标量张量作用积分中，我们引入了具有作为标量场的函数的系数的标量场。这个宇宙学模型扩展了以前对洛伦兹破坏理论的研究。对于空间平坦的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker背景空间，我们写出了含有动力学变量、标度因子和标量场的二阶场方程。场方程的物理演化依赖于与标量-张量耦合函数、标量场势和其他系数函数有关的三个未知函数。利用动量守恒律中线性项的存在性，研究了场方程解析解的存在性及其可积性。我们定义了一组新的变量，其中的动力学演化只依赖于标量场势。此外，渐近行为和宇宙学的历史进行了研究，我们发现，该理论提供的暴胀时代类似的标量张量理论，但与洛伦兹违反条款提供的aether场。最后，在新的变量，我们发现，由于存在的非局部守恒律的任意函数形式的三个自由函数的场方程是可积的。
2021-07-27 gr-qc hep-th
Cosmology of Quadratic Metric-Affine Gravity
我们研究了在宇宙超流体存在的情况下，最一般的宇称保持度量仿射引力理论在挠率和非度量性方面的二次性的宇宙学方面。运动方程是通过改变相对于度量和独立仿射联络的作用而得到的。随后，考虑一个弗里德曼-Lemaitre-Robertson-Walker背景，我们推导出最一般形式的修正弗里德曼方程的完整的二次理论。然后，我们专注于一个特征子情况下，只涉及两个二次贡献的扭转和非度量向量。在这种设置中，研究修改后的弗里德曼方程以及完美宇宙超流体的守恒定律，我们提供了纯膨胀和纯自旋超动量源的精确解。然后，我们讨论了我们的模型的物理后果和扭转和非度规在这个宇宙学设置的突出作用。
2022-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conserved non-linear quantities in cosmology
我们给出了一个详细的和改进的介绍，我们最近提出的形式主义的非线性扰动宇宙学，基于协变和完全非微扰的方法。我们的工作，特别是，与一个covector相结合的梯度的能量密度和当地的e-折叠的数量，以获得一个非线性推广熟悉的线性均匀密度扰动。我们表明，这个covector服从一个非常简单的守恒方程，这是准确的，完全非线性的，在所有尺度上有效。我们明确地涉及我们的方法，以坐标为基础的形式主义的线性扰动和二阶扰动。我们也考虑其他的量，这是保守的绝热扰动足够大的尺度，并讨论规范不变性的问题。
2006-02-24 astro-ph gr-qc hep-th
Effective perfect fluids in cosmology
我们在有效场论的框架内描述了理想流体的宇宙动力学。有效作用量是一个导数展开式，其项由相关长距离自由度上的对称性要求选择，这些自由度用随动坐标识别。完美流体的定义是要求在保体积的内同态和广义协变性下作用的不变性。在导数的最低阶，动力学被编码在表征流体性质的熵密度的单个函数中，例如状态方程和声速。这个框架允许一个整洁的流体和度量扰动的同时描述。纵向流体扰动密切相关的绝热模式，而横向模式混合矢量度规扰动涡量守恒的结果。这种形式具有很大的灵活性，可用于高阶微扰理论和宇宙学参数估计。
2013-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Qualitative analysis of viscous cosmology
本文通过引入二阶粘性项构建自治动力系统，定性分析了空间均匀各向同性宇宙中高阶粘性修正的效应，揭示了分岔现象及其导致的宇宙反弹、再反弹和循环等不同演化构型。
2025-09-18 gr-qc
Cosmic acceleration in unimodular gravity
我们在宇宙学的背景下研究幺模引力，特别是一些有趣的结果，可能能够描述背景宇宙学和后期宇宙加速。我们把注意力集中在\textit{non conservation of the energy momentum tensor}的假设上。这个特性有一个有趣的结果：我们可以得到一个修改后的弗里德曼方程以及加速度方程和新的流体方程，这些方程与尺度因子的三阶导数有关，在宇宙学中称为加加速度参数。作为这个理论的结果，辐射和宇宙学常数似乎是密切相关的，这与一些作者所称的第三个符合问题是一致的。它们之间的联系是参数$z_{ini}$，其值为$11.29$，与再电离时期一致。因此，我们能够将后期加速解释为方程的自然结果，将新流体与辐射联系起来，从而消除了对另一个成分（即暗能量）的需要。最后，我们解释了结果，并讨论了在单模引力情形下，在能量动量张量不守恒的假设下，使用宇宙学常数的利弊。
2019-05-24 astro-ph.CO gr-qc
Conservative cosmology in scalar-tensor Herglotz $f(R,T)$ gravity
Babeș-Bolyai University（巴贝什-波尧伊大学）
本文在标量-张量赫尔戈特$ f(R,T) $引力中提出守恒原理，推导了广义弗里德曼方程，并展示了与观测数据一致的保守宇宙模型。
2026-02-27 gr-qc
The laws of thermodynamics and information for emergent cosmology
这里的目的是提供一套宇宙学方程的信息和物理参数。我们实现的描述宇宙的方法是Padmanabhan \rq{}方法的发展，该方法基于宇宙空间的出现是由宇宙时间的演化提供的这一事实。在这条线上，我们得到弗里德曼方程或其等价物，守恒定律的信息通过实施朗道\rq{}的原则，或换句话说，信息损失/生产率。因此，一个自洽的描述宇宙中提供的物理参数。这是由于这样一个事实，即在这项工作中，信息的作用是所有时代最重要的演员，已经进入宇宙学。我们仅仅从信息论的角度提供了一幅突现宇宙学的图景。此外，我们引入了一种新的视界熵，它也可以推广Bekenstein-Hawking熵的渐近全息原理。
2015-09-26 gr-qc hep-th
Multiscalar-torsion Cosmology: Exact and Analytic Solutions from Noether Symmetries
本文在 teleparallel gravity 的多标量场宇宙模型中应用 Noether 对称性分析，利用 Noether 第一定理约束势函数形式，并通过对称性向量与守恒律求得了精确解和解析解。
2023-01-11 gr-qc hep-th
Conformal and Non-Minimal Couplings in Fractional Cosmology
本文在分数阶微积分框架下研究引力与标量场的非最小耦合宇宙学，通过动力系统与渐近展开方法分析修正宇宙学方程，为无需暗能量解释晚期宇宙加速提供定性描述。
2024-05-04 gr-qc hep-th math-ph
Nonlinear Quantum Cosmology of de Sitter Space
我们进行了一个信息论的非线性Wheeler-deWitt（WDW）方程的deSitter宇宙的minissuperspace分析。利用电流守恒约束，将差分微分方程形式的非线性WDW方程转化为概率密度的纯差分方程.在本研究中，我们观察到一些新的功能，没有看到在我们以前的近似调查，如非零的最小和最大允许的量子宇宙的大小：有效的经典动力学的检查支持弹跳宇宙的解释。所研究的模型暗示了早期宇宙的含义，也可能暗示了宇宙正在加速的未来阶段。
2012-03-30 gr-qc hep-th quant-ph
Inflationary Cosmology, Diffeomorphism Group of the Line and Virasoro Coadjoint Orbits
由自相互作用标量场导出的宇宙学场方程在动力学上等价于一个封闭的方程组，该方程组是将矩量法应用于具有非相对论共形$SL(2,\mathbb{R})$对称性的非线性薛定谔方程而得到的。我们考虑与强排斥稀玻色气体有关的一维五次薛定谔方程。在薛定谔算符空间上的超纯群的作用产生了一个谐波俘获势，它可以与宇宙学标量场的动能等同。暴胀宇宙学由德西特解的轨道上的点表示，这是商流形${\rm Diff}(\mathbb{R})/SL(2,\mathbb{R})$。关键的角色是由Schwarzian导数的非对称性和Ermakov-Pinney方程。潜在的$SL(2,\mathbb{R})$对称性导致第一积分约束，其确保能量-动量守恒。当分析仅限于圆上的泛覆盖群时，滚动标量场的生成可以用Virasoro余伴随作用量来理解。由标量场的动能确定了相应的共伴轨道的辛二形式和哈密顿生成元。
2018-02-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Theory with a Dynamical Time
研究了一个包含矢量场$χ^μ$的引力理论，该矢量场的零分量具有动力学时间的性质。作用量相对于$χ^μ$的变化给出了能量动量张量$ T^{μν}_{(χ)}$的协变守恒。在有killing矢量和killing张量的背景下研究该理论，我们发现了场$χ^μ$的适当的移位对称性，这些移位对称性导致守恒律。作为重力$ T^{μν}_{(G)}$的来源的能量动量与$ T^{μν}_{(χ)}$不同但相关，并且$ T^{μν}_{(G)}$的协变守恒一般决定了矢量场$χ^μ$。当选择$ T^{μν}_{(χ)}$与度规成比例时，该理论与双测度理论相一致，该理论之前已经在宇宙学常数问题中进行了研究。当物质模型由点粒子或弦组成时，$ T^{μν}_{(G)}$的形式，$χ^μ$的解决方案被发现。对于弦气体宇宙学的情况下，我们发现米尔恩宇宙可以是一个解决方案，其中弦气体不弯曲时空，因为虽然$ T^{μν}_{(χ)} \neq 0$，$ T^{μν}_{(G)}= 0$，作为早期宇宙的模型，这个解决方案也是免费的视界问题。它也可以应用于量子宇宙学的“时间问题”。
2009-11-09 gr-qc
A Brief Review Noether's Theorems and their Application to General Relativity
本文将回顾诺特定理及其在广义相对论中的应用。我们将呈现诺特定理的原始形式，并重述它们通常应用于物理学。本文将回顾狭义相对论的一些基本方程，并与广义相对论的基本方程进行比较。我们最感兴趣的是诺特定理在守恒定律中的作用。在平坦空间的几个应用程序进行检查。给出了曲线空间中Noether定理的一个公式。特别令人感兴趣的是广义相对论中的能量守恒。在这里，守恒张量没有一般形式，就像在平坦空间中一样。伪张量公式可以找到，并给出了两个例子。在特殊情况下，可以用公式表示能量守恒方程。标准宇宙学就是一个例子。
2021-06-06 gr-qc
Cosmology with Ricci dark energy
我们假设宇宙学暗区由无压物质和全息暗能量组成，其截止长度与里奇尺度成正比。单独的能量-动量守恒的组件的要求示出建立的物质分数和（必然依赖于时间）的状态方程参数的暗能量之间的关系。聚焦于暗能量分量的固有绝热压力扰动，物质扰动被发现是宇宙介质的总能量密度扰动和分量的相对（非绝热）扰动的线性组合。由此产生的背景动力学与Ia型超新星、重子声波振荡和老天体的不同年龄的观测结果是一致的。微扰动力学，另一方面，是困扰不稳定性，排除任何幻影型状态方程。唯一稳定的配置是挑选出一个固定的关系，目前的物质分数$Ω_{m0}$和当前值$ω_{0}$的状态方程参数的暗能量。然而，这种避免不稳定性的配置只是勉强符合上述参数的观测优选的背景值。
2013-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unconventional cosmology on the (thick) brane
我们考虑厚余维1膜的宇宙学。我们得到的宇宙演化方程的匹配条件，并表明，当一个包括沿额外的维在膜能量动量张量的压力分量的物质，宇宙学是非标准型。特别是当非相对论性物质粒子的尘埃是（修正的）弗里德曼方程的唯一来源时，人们可以得到加速度。我们的方程从4D的角度看似乎违反了能量-动量的能量守恒，但在5D中能量-动量是守恒的。人们可以写下一个有效的守恒的四维能量-动量张量，它将一个“暗能量"分量附加到沿着额外维度有压力的物质的能量-动量张量上。在宇宙学的尺度上，这个额外的成分可以被解释为物质耦合的精华。我们评论的有效的4D描述这种效果的时间演化的标量场（5D radion）耦合到这种物质。
2005-05-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Nonsingular Cosmology from an Interacting Vacuum
我们研究FLRW宇宙学的动力学，其中真空通过能量交换与完美流体相互作用，重点探索非奇异配置，包括循环和弹跳模型。我们考虑两个具体的选择的能量转移。在第一种情况下，能量传递与真空和流体能量密度的线性组合成比例，这使得守恒方程精确可积。由此产生的弗里德曼方程可以被解释为具有针对比例因子的有效势的能量约束方程，其可以包括在比例因子的小值处迫使反弹的无限势垒，以及允许循环解的势阱。在第二种情况下，能量传递是真空和流体能量密度的非线性组合。尽管如此，即使在这种情况下，动力学也可以部分积分，导致第一积分，减少自由度的数量。我们表明，在这种非线性的情况下，也可能出现反弹和循环宇宙学。在这两种情况下，所得到的相空间的结构允许非奇异轨道与早期加速阶段周围的一个单一的反弹，连接通过减速的物质主导的时代，以后期的加速阶段主导的有效宇宙学常数。
2022-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in nonrelativistic general covariant theory of gravity
Horava和Melby-Thompson最近提出了Horava-Lifshitz引力理论的一个新版本，其中自旋为0的引力子通过引入牛顿预势$ϕ$和局域U（1）规范场$A$而被消除。本文首先导出了相应的哈密顿量、超动量约束、动力学方程以及在物质场存在下的$ϕ$和$A$方程。然后，我们将该理论应用于宇宙学，得到了修正的Friedmann方程和能量守恒定律，以及$ϕ$和$A$的方程。当空间曲率不为零时，存在暗辐射和刚性流体等项，从中可以构造出弹跳宇宙。我们还研究了具有任意空间曲率$k$的FRW宇宙的线性扰动，并导出了标量扰动的最一般公式。矢量和张量扰动与作者[A. Wang，Phys. Rev. D {\bf 82}，124063（2010）]在Sotiriou，Visser和Weinfurtner的设置中。将这些公式应用于闵可夫斯基背景，我们已经明确地表明，度规的标量和矢量微扰确实消失了，唯一剩下的模式是无质量的自旋2引力子。
2011-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relations between Newtonian and relativistic cosmology
本文基于 Newtonian 力学与热力学第一定律的 Lagrangian 表述研究 Friedmann 方程，并尝试将经典守恒、Euler 和 Poisson 方程与广义相对论相协调。
2024-06-17 gr-qc
Tunnelling geometries I. Analyticity, unitarity and instantons in quantum cosmology
本文提出了一种起源于Hartle和Hawking无边界量子态的隧穿几何理论。我们重新制定的无边界波函数在真实的物理变量表示和计算它在一个循环近似。为此，开发了一种特殊的技术，它减少了形式主义的复杂的隧道几何形状的真实的，也集体变量的方法被应用，分离宏观集体自由度的微观模式。定义在这样的集体变量空间上的洛伦兹宇宙的量子分布，包含了概率守恒，并代表了由它们的欧几里得有效作用量加权的准DeSitter引力瞬子的配分函数。它们代表闭紧流形，是通过将欧几里德时空加倍而得到的，欧几里德时空是洛伦兹宇宙的核心。它们分布的超普朗克行为是由这种瞬子理论的反常标度决定的，这是非布氏波函数的高能归一化性和半经典展开的有效性的一个判据。
1993-11-14 gr-qc
