Evolution of Spherical Overdensities in Energy-Momentum-Squared Gravity
本文利用球形坍缩形式体系研究EMSG中物质过密度的线性演化，分析模型参数对扰动增长和星系团计数的影响，发现负参数范围异常且大质量结构形成更晚。
2023-07-12 astro-ph.CO gr-qc
The mass density contrast in perturbed Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker cosmologies
本文研究平坦FLRW宇宙学球对称微扰中质量密度对比的演化，纳入暗物质与暗能量，并证明无暗能量时结果与Bonnor的牛顿宇宙学方程一致。
2023-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Friedmann-Robertson-Walker like cosmologies with spherical symmetry
我们重新考虑了金成元[Phys. Rev D 53，6889（1996）]在具有可穿越虫洞的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙学的背景下讨论的宇宙学模型，其中假设物质内容分为两部分：仅依赖于时间的宇宙部分和仅依赖于空间的虫洞部分。宇宙部分服从正压状态方程$p_c=γρ_c$。完整的分析需要进一步的关注，并揭示了比作者以前所展示的更有趣的结果。它们可以很容易地应用到一大类宇宙学模型的演化，这是更普遍的比FRW模型。
2013-08-15 gr-qc
Generalized Swiss-Cheese Cosmologies II: Spherical Dust
广义的瑞士奶酪模型，由一个Lemaittre- Tolman（非均匀尘埃）区域组成，通过一个共动边界面，匹配到均匀尘埃的罗伯逊-沃克背景上，已经成为现代宇宙学的标准结构。在这里，我们问，如果这个建设可以更现实的边界面引入一些演变。我们发现答案是否定的。为了保持一个边界面使用Darmois -以色列交界处的条件，而不是引入一个表面层，边界必须保持准确的共动。选择是放弃灰尘的假设或允许表面层的发展。任何一种选择都从根本上改变了原有的结构。
2011-09-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spherical symmetric solutions of conformal Killing gravity: black holes, wormholes, and sourceless cosmologies
本文给出与麦克斯韦场耦合的共形Killing引力最一般的静态球对称解集，含黑洞、裸奇点、可穿越虫洞及无源宇宙学，并探讨逆问题与含时各向同性解。
2024-07-18 gr-qc
Trapped surfaces and spherical closed cosmologies
本文给出了闭流形上球对称初始数据中形成陷获曲面的充要条件。这种被捕获的表面围绕着一个区域，在该区域中，物质的平均值有所增加。这些条件是直接用物理变量来表示的，并且表明人们需要的是相对大量的被限制在小体积中的多余物质。宇宙的膨胀和物质的向外流动阻碍了被困表面的形成，而物质的向内流动则起到了帮助作用。该模型可以被看作是一个具有局部球形不均匀性的Friedmann-Lemitre-Walker宇宙学。我们证明了总的多余质量不可能太大。
1992-08-19 astro-ph gr-qc
The spherical collapse model in time varying vacuum cosmologies
我们在平坦FLRW宇宙学模型的框架下研究了宇宙结构的维里化，其中真空能量密度随时间演化。特别是，我们的分析集中在球形物质扰动的研究，因为它们从背景膨胀中解耦，“转身”，最终崩溃。在真空能量是哈勃率$Λ=Λ(H)$的运行函数的情况下，我们推广了球形坍缩模型。这种类型的一个特别好的动机模型是所谓的量子场真空，其中$Λ(H)$是二次函数$Λ(H)=n_0+n_2\,H^2$，具有$n_0\neq 0$。我们的团队先前使用最新的高质量宇宙学数据对该模型进行了研究，以限制其自由参数，以及预测的团簇形成速率。事实证明，相应的哈勃膨胀历史类似于传统的$Λ$ CDM宇宙学。我们使用这个$Λ(t)$ CDM框架来说明球形坍缩模型的性质（维里密度，坍缩因子等）取决于所考虑的真空能量的选择（均匀的或集群的）。特别地，如果真空能量的分布是聚集的，则在特定条件下，我们可以相对于均匀真空能量的情况产生更集中的结构。
2010-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlinear evolution of initially biased tracers in modified gravity
本文主要从两个方面对修正引力（MG）的微扰理论进行了扩展。首先，从拉格朗日位移场的物质超密度的建设被证明是在一个一般的框架，使我们能够找到标准微扰理论（SPT）内核从已知的拉格朗日微扰理论（LPT）内核。然后，我们开发了一个理论的广义宇宙学的偏见示踪剂，扩展现有的形式主义$Λ$ CDM。本文给出了$Λ$ CDM、$f(R)$ Hu-Sawicky和DGP膜世界模型的卷积LPT关联函数和SPT功率谱。我们的形式主义可以应用于许多广义宇宙学，为了方便它，我们公开了一个计算这些统计数据的代码。我们进一步研究了松弛的偏见与使用一个简单的模型和偏移集理论，表明在一般情况下，偏置参数有较小的值在MG比在广义相对论。
2018-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Embedding Non-Linear Structures in f(R) Cosmologies
当使用爱因斯坦方程时，存在许多将非线性结构嵌入宇宙学背景的技术。这些模型包括瑞士奶酪模型（Swiss cheese models）和晶格模型（lattice models），在瑞士奶酪模型中，球对称真空被修补到弗里德曼解上，在晶格模型中，弱场区域直接连接在一起。在这次演讲中，我们将考虑这些方法如何在f（R）引力理论中工作。我们将证明，它们的存在对宇宙的大尺度膨胀施加了限制，并且不可能总是独立地考虑一个理论的弗里德曼解和弱场解。
2015-09-22 astro-ph.CO gr-qc
On the spherical collapse model in dark energy cosmologies
研究了暗能量宇宙学中的球形坍缩模型，其中暗能量被模拟为最小耦合的标量场。我们首先遵循标准假设，即暗能量不会在感兴趣的尺度上聚集。详细调查四种不同的流行潜力，我们表明，预测的球形崩溃模型取决于潜在的使用。我们还研究了初始条件的依赖性。其次，我们调查在多远的quintessence场的扰动影响的预测的球形坍缩模型。在这样做时，我们假设场与暗物质一起坍缩。虽然该领域仍然是次主导的维里化的时候，预测是不同的均匀的暗能量组件的情况下。如果场是非最小耦合的，这将特别正确。我们的结论是，为了更好地理解暗能量在高度非线性制度的演变，以使预测使用的模型与暗能量的球形坍缩模型。
2004-04-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmologies of Multiple Spherical Brane-universe Model
在$D-$维时空方案中，计算了具有球面拓扑的Friedmann-Robertson-Walker度规作为多重膜中膜处的有效度规.在这个模型中，膜的半径是宇宙学的尺度因子，它的演化是从观察者在各自膜上的观点来计算的。在各向异性压力具有类似宇宙学常数的状态方程的情况下，分析了膜宇宙的宇宙学。找到了区分振荡、膨胀或坍缩解所需的压力值，并计算了防止坍缩成黑洞的膜宇宙质量的最小值。最后数值求解了运动方程，以说明不同的宇宙学场景，并验证分析结果。
2013-01-11 gr-qc hep-ph hep-th
Accelerating multidimensional cosmologies with scalar fields
本文研究了在最小自由标量场存在下的高维乘积流形的多维宇宙学模型。在Einstein和Brans-Dicke共形框架下分析了模型的动力学行为。对于一些特殊的情况下，它表明，外部时空经历了加速膨胀
2004-12-12 gr-qc
A note on non singular Einstein-Aether cosmologies
在一般的非平坦Fridman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空中，提出了一种基于扩展Einstein-Aether（EA）模型的拉格朗日方法。对于平坦的FLRW时空，再现了一个类似于量子圈宇宙学（QLC）中的Friedmann方程，并给出了相应的非奇异反弹解。最后，研究了静态球对称（SSS）解。
2020-05-20 gr-qc
Structure formation in dark energy cosmologies described by PADE parameterization
我们研究的印记形成的宇宙结构的一个特定的类的暗能量参数化称为PADE参数化。本文在球形坍缩模型的框架下研究了暗能量如何影响宇宙大尺度结构的生长。暗物质晕的球形坍缩动力学依赖于暗能量模型的性质。我们发现，球形坍缩的性质直接受到暗能量演化的影响。我们获得了两种不同的DE参数化在两种不同的方法：第一个均匀的DE方法，其中暗能量不表现出集群规模和其他的波动，集群DE的情况下，暗能量组件内的过密区域类似于暗物质崩溃的主要参数。使用Sheth-Tormen质量函数，我们调查的丰富的维里化晕的框架下的PADE参数化。具体而言，本分析表明，暗物质晕的数量计数依赖于DE参数化和暗能量的聚类属性的演变。此外，我们表明，在幻影DE组件的扰动增强物质扰动的增长。这个结果是在文献中获得的暗能量参数化，是幻影在所有的红移。但对于处于幻影区且在相对低的红移处进入精粹区的暗能量参数化，我们得到了相同的结果。我们还表明，在参数化研究中，低质量的晕形成之前，大规模的晕。
2019-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spherical collapse in DHOST theories and EFT of dark energy
该研究结合暗能量有效场论方法，利用超越Horndeski的DHOST理论球对称坍缩模型，探究EFT参数对大尺度结构形成的影响，确定参数约束空间并分析其对坍缩时间等的作用及观测意义。
2025-04-17 astro-ph.CO gr-qc
Spherical collapse in quintessence models with zero speed of sound
研究了具有可忽略声速的质点存在时的球形坍缩模型。这种情况对于w<-1是特别有动机的，因为它是稳定性所要求的。由于压力梯度可以忽略不计，因此在坍缩过程中，精粹会跟随着暗物质。球形超密度宇宙表现为一个独立的封闭FLRW宇宙，因此可以精确地研究它的演化。我们推导了坍缩的临界密度，并利用扩展的Press-Schechter理论研究了精粹的聚集对暗物质质量函数的影响。这种效应主要是由线性暗物质增长函数的修正所决定的。对总质量函数产生更大的影响，其中包括精华过密度。事实上，在这里，精粹与重子和暗物质一起构成了维里化物体的第三个组成部分，并以~（1+w）Omega_Q / Omega_m的比例贡献了总的晕质量。这给出了一个独特的修改的总质量函数在低红移。
2010-02-26 astro-ph.CO gr-qc
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
Growth rate of spherical voids with non-comoving Dark Matter and Baryons
本文通过数值求解爱因斯坦方程，研究含非共动暗物质与重子的球形宇宙空洞演化，复现边缘过密度并恢复LTB解，揭示非线性使平均增长因子显著偏离线性微扰预测。
2023-06-05 astro-ph.CO gr-qc
Virialization of matter overdensities within dark energy subsystems: special cases
在球对称密度分布、与时间无关的状态参数w和暗能量标量场与物质之间只有引力相互作用的限制性假设下，考虑了暗能量子系统中物质超密度的维里化.此外，精髓子系统被认为是由“粒子”组成的，它们的相互作用强度等于G（1+ 3 w），尺度是它们距离的平方反比。然后，维里定理制定的子系统。在完全聚集的精华的特殊情况下，能量守恒被假定为关于整个系统（全局能量守恒），或在由精华子系统引起的潮汐势内的物质子系统（部分能量守恒）。进一步研究了几个特殊值w=-1/3，-1/2，-2/3，-1。详细研究了完全成簇（即与物质一起崩溃）的特殊情况。部分聚集的精华的一般情况被认为是在精华去聚集的程度方面，分别从完全聚集（fully clustered）（fully clustered =0）到完全去聚集（fully de-clustered）（fully =1）精华。还讨论了非聚集（即保持均匀）的精髓的特殊情况。分数（维里化到转向）半径η作为其他参数的函数所表现出的趋势与早期尝试中报道的对应物不同。并对产生上述差异的原因进行了讨论。
2006-08-05 gr-qc
Varying Alpha in a More Realistic Universe
本文利用球坍落模型研究了在演化的球超密度中精细结构常数$α$的时空演化。我们表明，它的值维里化区域内将显着大于在低密度背景宇宙。因此，考虑到宇宙的不均匀演化，对于正确比较河外和太阳系对$α$和其他常数可能的时间变化的限制和观测至关重要。宇宙学背景中的$α$随时间的变化不会在维里化的超密度（就像我们所处的超密度）中产生局部可观测到的变化，这解释了天体物理学和地球化学观测之间的差异。
2003-12-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Nonsingular multidimensional cosmologies with Lobachevsky spatial sections
非奇异宇宙学模型的例子的多维重力方程的精确解的基础上。这些例子涉及纯虚标量场，或者换句话说，“幻影”场在拉格朗日量中具有不寻常的动力学项符号。我们表明，这样的领域，双曲非奇异模型与宇宙反弹（不像球形和空间平坦的模型）出现之间的积分常数，即没有特殊的关系，而无需微调。在这样的模型中，额外的维尺度因子以及标量场在不同的有限渐近值之间平滑地演化。创建幻影标量场的理论的例子是从弦启发的多维场模型和可积外尔时空中的引力理论中获得的。
2004-10-23 gr-qc
Wave-like Solutions for Bianchi type-I cosmologies in 5D
在Sedov，Taub和Zeldovich的经典理解中，我们假定（i）5D中的线元具有自相似对称性，（ii）度规张量是对角的，且与普通3D空间的坐标无关，从而导出了5D中真空爱因斯坦场方程的精确解.这些假设导致三种不同类型的自相似性在5D：位似，共形和“波浪状”。在这项工作中，我们提出了最一般的波动解决方案的5D场方程。使用基于坎贝尔定理的标准技术，他们生成了大量的比安奇I型各向异性宇宙学模型，这些模型可以应用于大爆炸后的宇宙，当时各向异性可能发挥了重要作用。我们提出了一个完整的审查所有可能的情况下，自相似各向异性宇宙学在5D。我们的分析扩展了一些以前的研究在5D空间球对称的波动解决方案。
2008-07-24 gr-qc
Spherical collapse for unified dark matter models
我们研究了Chaobergin和粘性统一宇宙学的非线性球形“礼帽”坍缩。术语统一是指暗能量和暗物质被一个单一的成分所取代的模型。对于广义Chaubergin气体（GCG），我们推广了[R. A. A. Fernandes { \it et al}. Physical Review D 85，083501（2012）]。讨论了含$α=0$的GCG模型与$Λ$ CDM模型在非线性水平上的差异。我们表明，两者确实是不同的。本文还研究了由于非绝热扰动的存在而不同于GCG的体粘模型。在这种情况下，聚类过程通常被抑制，并且加速背景膨胀的粘性模型的可行参数空间不会导致塌陷结构。这一结果对统一粘性模型的可行性提出了挑战。
2014-04-28 astro-ph.CO gr-qc
On the absence of the usual weak-field limit, and the impossibility of embedding some known solutions for isolated masses in cosmologies with f(R) dark energy
为了构造非均匀宇宙学模型，我们在由一般解析函数f（R）构造的拉格朗日引力理论和由f（R）=R^n的非解析理论的背景下研究了匹配不同时空区域的问题。在所有的情况下研究，我们发现，这是不可能满足所需的结条件，而不减少到预期的大尺度行为从爱因斯坦方程与宇宙学常数。对于具有解析f（R）的理论，这表明通常将弱场系统作为闵可夫斯基空间的微扰来处理，可能与晚时加速不相容，晚时加速是由形式为f（0）的常数项驱动的，它的作用类似于宇宙学常数。在没有闵可夫斯基空间作为弱场系统的合适背景的情况下，人们必须选择和证明其他一些解来进行微扰分析。对于f（R）=R^n的理论，我们发现没有已知的球对称真空解可以与扩展的FLRW背景相匹配。这包括在FLRW时空中史瓦西外解没有任何爱因斯坦-斯特劳斯式的嵌入。
2013-04-23 astro-ph.CO gr-qc
A spherical hydrodynamical model of cosmic voids in ΛCDM and beyond
Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN-Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
本文提出了一种球形流体动力学模型，用于研究ΛCDM及更广泛背景下的宇宙空洞演化，探讨了暗能量参数对空洞统计的影响。
2026-02-19 astro-ph.CO gr-qc
Inhomogeneous Gravity
本文在标量张量理论的框架下研究了牛顿引力常数G的非均匀宇宙学演化。我们调查的差异，G在背景宇宙中的演化和局部的不均匀性，已经从全球扩张分离出来。精确的非均匀的解决方案被发现，描述嵌入在一个不断扩大的FRW Brans-Dicke宇宙的质量的影响。这些被用来讨论可能的空间变化的G在不同的地区。我们开发的技术匹配不同的标量张量宇宙学的不同空间曲率的边界。这为G中球超密度和球不均匀性的线性和非线性演化提供了一个模型。这使我们能够比较G和\dot{G}的演变，发生在一个坍缩的过密星系团与背景宇宙。我们开发了一个简单的维里化标准，并将该方法应用到一个现实的ARIDA-CDM宇宙学包含球形超密度。通常，在束缚维里化的星系团中，\dot{G}的演化速度要比在宇宙学背景中慢得多。我们考虑的行为，发生在Brans-Dicke理论和其他一些有代表性的标量张量理论。
2005-01-19 astro-ph gr-qc
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
Cosmic expansion and structure formation in running vacuum cosmologies
研究了真空能量随红移变化的FLRW平坦宇宙模型的动力学性质。这种类型的一个特别好的动机模型是所谓的量子场真空，其中两种项$H^{2}$和常数都出现在有效暗能量密度中，影响着背景和微扰水平上主要宇宙学函数的演化。具体地说，量子真空的函数形式赋予真空能量一个温和的动力学演化，可以观察到现在，并出现动力学暗能量。有趣的是，低能行为非常接近通常的$Λ$ CDM模型，但它绝不是相同的。最后，在量子场真空的框架下，我们推广了大尺度结构的性质，即物质微扰增长、团簇数计数和球坍缩模型。
2015-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Field Dark Matter: non-spherical collapse and late time behavior
本文研究了牛顿体系中自引力标量场的非球对称球的演化，或者等价地研究了理想自引力凝聚玻色气体的演化。为了做到这一点，我们使用有限差分近似的Shcrödinger-Poisson（SP）系统的轴对称方程在柱坐标系。我们的结果表明：1）球对称基态平衡位形对非球扰动是稳定的; 2）SP系统的这种位形是标量场的非球对称初始分布的晚时吸引子，这是球对称初始分布的这种行为的推广。我们的系统和边界条件，作为一个模型的标量场暗物质崩溃后的转折点。在这种情况下，我们发现，标量场的超密度容忍非球形的贡献的初始起伏的轮廓。
2006-08-24 astro-ph gr-qc hep-th
Regularized Black Holes from Doubled FLRW Cosmologies
本文通过形变黑洞小超空间的哈密顿约束，将ISO(2,1)对称性提升为SO(3,1)或SO(2,2)，并把动力学解释为两个无相互作用FRW宇宙的叠加，从而得到非奇异黑洞度规。
2023-10-02 gr-qc
Evolution of Spherical Overdensity in Thawing Dark energy Models
研究了解冻类暗能量模型中球超密度的一般演化。我们用具有正则和非正则动能的标量场来模拟暗能量。对于非正则情形，我们考虑动能为Born-Infeld形式的模型。我们研究各种潜力，如线性，平方反比，指数以及PNGB型。我们还考虑了当暗能量是均匀的情况下，以及当它是不均匀的，并与物质维里化的情况下。我们的研究表明，模型与线性势，特别是与Born-Infeld型动力学项可以有显着的偏差从$Λ$ CDM模型的密度对比在维里化的时候。虽然我们的方法是一种简化的方法来研究团簇内物质密度的非线性演化，并不适用于实际的物理情况，但它对解冻类暗能量模型下物质的非线性成团提供了一些有趣的见解。
2011-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Laplace-Beltrami harmonics and curvature-induced radial mode mixing in Friedmann-like cosmologies
Federal University of Itajubá（伊塔朱巴联邦大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；North-West University（西北大学）；South African Astronomical Observatory（南非天文台）
本研究构建类弗里德曼宇宙学的调和框架，将标量拉普拉斯-贝尔特拉米算子表述为斯特姆-刘维尔问题，揭示曲率诱导的径向模式混合，为宇宙学微扰研究提供谱问题转化方案。
2026-10-15 gr-qc
Imprints of dark energy on cosmic structure formation: II) Non-Universality of the halo mass function
在暗能量宇宙学的背景下研究了晕质量函数的普适性。这种广泛使用的近似假设质量函数可以表示为物质密度Ω_m和均方根线性密度涨落σ的函数，而不依赖于暗能量或红移的性质。为了验证这一假设，我们对不同的宇宙学模型进行了一系列15个高分辨率的N体模拟。这些包括三个LCDM宇宙学最佳拟合WMAP-1，3和5年的数据，和三个玩具模型的特点是一个Ratra-Peebles quintessence潜力与不同的斜率和数量的暗能量密度。这些玩具模型在背景和线性水平上具有非常不同的进化历史，但具有相同的sigma 8值。对于这些模型中的每一个，我们测量的质量函数从目录中的晕识别的模拟使用的朋友圈（FoF）算法。我们发现红移依赖的偏差从一个普遍的行为，远高于数值的不确定性和非随机的起源，这与线性增长因子的研究宇宙学。以球形坍缩为指导，我们证明了这种偏差是由非线性坍缩和维里化过程的宇宙学依赖性引起的。对于实际应用，我们提供了一个拟合公式的质量函数精确到5倍，在所有范围内的宇宙学研究。我们还推导出了FoF连接参数和维里超密度之间的经验关系，它可以解释大多数偏离精确普遍行为的原因。总的来说，这些结果表明，晕质量函数包含独特的宇宙学信息，因为它携带了过去宇宙演化的化石记录。
2011-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Black hole formation from the gravitational collapse of a non-spherical network of structures
我们研究的引力坍缩和黑洞形成的多个非球形配置构造的Szekeres尘埃模型具有正的空间曲率，顺利地匹配到史瓦西外部。这些配置是由一个几乎球形的中心核心区域包围的网络的“煎饼状”的超密度和空隙的空间位置规定通过标准的初始条件。我们表明，一个完整的崩溃成一个聚焦奇点，没有壳交叉出现之前形成的一个明显的地平线，是不可能的，除非完整的配置成为完全或几乎球形。为了寻找黑洞的形成，我们要求壳层穿越被视视界所覆盖。这需要非常特殊的微调初始条件，对总黑洞质量和完全坍缩时间施加非常强和不切实际的约束。因此，非球形非旋转尘埃源不能提供天体物理尺度下黑洞形成的最低限度的真实玩具模型：要求真实的坍缩时间尺度产生巨大的不切实际的黑洞质量，而典型天体物理黑洞质量的模拟在不切实际的小时间内坍缩。然而，我们注意到，由此产生的时间-质量约束是兼容的早期宇宙模型的原始黑洞的形成，适合在早期的尘埃样环境。最后，我们认为，壳交叉时出现的非球形尘埃结构崩溃是一个指标，这种结构不形成星系质量黑洞，但维里化成稳定的静止物体。
2018-05-21 astro-ph.GA gr-qc
Gauge-Invariant Perturbations of Varying-Alpha Cosmologies
使用规范不变的形式主义，我们推导并解决扰动宇宙学方程的BSBM理论的变化精细结构的“常数”。我们计算的精细结构常数，$\frac{δα}α$在小尺度和大尺度上相对于哈勃半径的非均匀扰动的时间演化。在辐射主导的宇宙中，$α$中的小不均匀性在大尺度上会减小，但在小于哈勃半径的尺度上，它们会经历稳定的振荡。在尘埃占主导地位的宇宙中，$α$中的小的非均匀扰动在大尺度上将变得恒定，在小尺度上它们将随着$t^{2/3}$而增加，$\frac{δα}α$将跟踪$% \frac{δρ_{m}}{ρ_{m}}$。如果膨胀加速，如在$Λ$或五重态主导相的情况下，$α$中的不均匀性将在大尺度和小尺度上减小。$α$中的扰动幅度将比物质或辐射扰动的幅度小得多。我们还提出了一个数值研究的非线性演化的球形不均匀性的辐射和尘埃宇宙通过比较的演变与时变$α.$这些简单的模型的各种局限性进行了讨论。
2003-04-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Quasi-local variables, non-linear perturbations and back-reaction in spherically symmetric spacetimes
我们引入一个准局部积分泛函和标量准局部变量来研究一类球对称非齐次时空，推广了Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃解（“LTB”时空）。通过使用这些变量，我们可以将流体流动演化方程转化为Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学的非线性、协变、规范不变扰动的演化方程。在线性极限下，我们得到了长波近似下同步规范中的球微扰。形式主义有一个显着的潜力，宇宙学的应用，因为它允许一个检查各种各样的来源与不同的“状态方程”，推广已知的FLRW解决方案，理想化，但非平凡和非线性非均匀条件。准局部泛函可以被重新表述为加权的真体积平均分布，其权重因子由与准局部质能函数相关的标量不变量给出。在Buchert的适当平均形式主义中出现的反反应项可以表示为平均和准局部能量密度波动之间的差异。通过比较这个平均值与加权准本地的，我们可以定义一个结合能泛函的空间梯度的平均和准本地变量中出现的反反应条款。
2008-09-19 gr-qc
Singularities and Phenomenological aspects of Asymptotic Safe Gravity
量子引力的渐近安全（AS）程序保持了与广义相对论相同的场和对称性，并借助泛函重整化群（RG）技术在非微扰水平上研究了与之相关的引力作用量，作为完整理论的基础部分。RG改进宇宙学和黑洞的发现是检验AS方法新观点的一个重要唯象任务。在这项工作中，我们分析了最近发现的非奇异球对称和非奇异宇宙学解的性质。此外，我们得到了一个新的一致的修改爱因斯坦场方程，在AS的精神，尊重Bianchi身份。这组新的方程扩展了以前发表的修改爱因斯坦方程，其中增加了适当的协变动力学项的行动。
2020-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quasi-local variables in spherical symmetry: numerical applications to dark matter and dark energy sources
一个数值方法被认为是球对称时空，推广勒梅特-托尔曼-邦迪尘埃解决方案，非零压力（“LTB时空”）。我们引入准局部（QL）变量，这些变量是协变的LTB对象，满足Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学演化方程。我们严格证明，从QL标量的局部协变标量的相对偏差是非线性的，规范不变和协变扰动FLRW形式的“背景”的QL标量。LTB时空的动力学完全由QL标量和这些精确微扰决定。由于LTB时空与各种各样的“状态方程”兼容，无论是单一流体还是混合物，在FLRW框架（或线性扰动）中，大量已知的暗物质和暗能量源的解决方案可以在理想化但非平凡的非均匀条件下容易地进行检查。坐标的选择和初始条件推导出的微扰方程的数值处理，使我们能够研究在各种现象，如引力坍缩，非本地效应，空洞形成，暗物质和暗能量耦合和粒子创建的非线性效应。特别是，嵌入的非均匀区域可以通过一个合适的FLRW解决方案的平滑匹配，从而推广了牛顿的“礼帽”模型，广泛用于天体物理学文献。作为应用的形式主义的例子，我们研究数值的形成中的一个黑洞在一个不断扩大的Chaubergin气体FLRW宇宙，以及密度团块和空洞的冷暗物质和暗能量的交互式混合物的演变。
2008-12-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Regular phantom black holes
对于具有任意势和负动能的自引力、静态、球对称、最小耦合标量场（宇宙学观测所青睐的），我们给出了具有平坦、de Sitter和AdS渐近行为的场方程的可能正则解的分类.在这16类正则解中，有可穿越的虫洞、以de Sitter阶段开始和结束的Kantowski-Sachs（KS）宇宙学和渐近平坦的黑洞（BH）。规则黑洞的彭罗斯图与史瓦西图相似，但在$r=0$的奇点被德西特无穷大所取代，这给了假设的黑洞探测者一个生存的机会。这样的解决方案也导致了这样的想法，即我们的宇宙可能是从另一个宇宙中的幻影主导的坍缩中产生的，在穿过视界后，KS膨胀和各向同性。建立和讨论了正则解的显式例子。可能的推广包括$k$ -本质类型的标量场（有势）和标量张量引力理论。
2005-11-18 gr-qc
4D Einstein-Gauss-Bonnet Gravity From Non-Einsteinian Phase
基于最近提出的带有度量长度为零的额外维度的纯引力公式，我们建立了四维爱因斯坦-高斯-邦纳理论[1]。在没有挠率的情况下，有效场方程仅依赖于四度规，反映了二次曲率非线性，但不高于二阶导数。与最近通过高斯-博内耦合的奇异重标度来获得4dEGB理论的建议相反，这种形式主义不需要（经典）正则化的发散，并且不等价于Horndeski引力，同时通常是协变的，与紧化无关。值得注意的是，真空场方程允许FLRW宇宙包含非奇异反弹和自加速宇宙，球对称黑洞比史瓦西更一般。二次引力理论出现在这里被证明是保留对列入更高的洛夫洛克密度在5+2n维。
2022-02-06 gr-qc hep-th
