Cosmological Equivalence of Scalar-Tensor-Vector Modified Gravity and Cold Dark Matter
Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
STVG-MOG在各向同性观测中与ΛCDM等价，但通过大尺度各向异性观测可区分其与粒子暗物质
2026-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Constraining power of cosmological observables: blind redshift spots and optimal ranges
在一定红移范围内测量的宇宙学观测值可以作为一组宇宙学参数的探测器。给定宇宙学观测量和宇宙学参数，存在一个最佳的红移范围，在这个范围内，观测量可以以最有效的方式约束参数。对于其他红移范围，观测值可能相对于宇宙学参数值退化，因此在约束给定参数时效率低下。这些是盲红移范围。我们确定的最佳和盲红移范围的宇宙学观测相对于宇宙学参数：物质密度参数$Ω_m$，状态方程参数$w$和修改的重力参数$g_a$参数化的演化的有效牛顿常数。我们考虑观察点：用$f(z)$和$fσ_8$表示的物质密度扰动增长率、距离模$μ(z)$、重子声振荡观测量$D_V(z) \times \frac{r_s^{fid}}{r_s}$、$H \times \frac{r_s}{r_s^{fid}}$和$D_A \times \frac{r_s^{fid}}{r_s}$、$H(z)$测量和引力波光度距离。我们引入了一个新的统计量$S_P^O(z)\equiv \frac{ΔO}{ΔP}(z) \cdot V_{eff}^{1/2}$，包括有效的调查体积$V_{eff}$，作为一个衡量的约束力的一个给定的可观测$O$相对于宇宙学参数$P$作为红移$z$的函数。我们找到了这些观测量相对于参数$Ω_m$、$w$和$g_a$的盲红移点$z_b$（$S_P^O(z_b)\simeq 0$）和最佳红移点$z_s$（$S_P^O(z_s)…
2019-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Natural observables and dynamical approximations in multifield cosmological models
本文针对任意目标空间拓扑的多场宇宙学模型，几何构造一阶自然动力学可观测量，并讨论相关动力学近似及适用机制。
2023-05-07 gr-qc hep-th
Cosmological Perturbations and Invariant Observables in Geodesic Lightcone Coordinates
我们考虑了最近的方法来建设规范不变的关系观测量的引力在宇宙学扰动理论的背景下。这些观测量是使用依赖于场的坐标系构造的，我们将其取为测地线光锥坐标。我们证明了在完全非线性理论中观测量是与规范无关的，并且当采用测地线光锥规范作为度规时，它们具有预期的形式。我们给出了明确的表达式为Sasaki-Mukhanov变量在线性顺序，和哈勃率-测地线观测员和观测员共同移动的暴胀-二阶。此外，我们表明，著名的线性化运动方程的Sasaki Mukhanov变量和标量约束变量遵循规范不变的爱因斯坦方程。
2022-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Discrepancy between cosmological and electroweak observables in Higgs Inflation
在这项工作中，我们重新审视了非最小耦合希格斯暴胀的情况下，并调查其观测的可行性，根据目前的宇宙微波背景，重子声学振荡和Ia型超新星的数据。我们探讨了Coleman-Weinberg近似对原始宇宙中Higgs势的影响，通过两圈级的重整化群方法将暴胀尺度下的拉格朗日参数预测与电弱观测量联系起来。作为主要的结果，我们发现，在电弱尺度上的观察是在分析中使用的宇宙学数据集得到的约束不一致。具体地说，一个$\approx 8σ$ -膨胀参数和顶夸克质量的电弱值之间的差异被发现，这表明，一个显着的偏离所分析的情况下所需要的宇宙学数据。
2021-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disformal invariance of cosmological observables
研究了非形式变换下宇宙学观测量的标架依赖/独立性，推广了以往关于共形变换的结果，给出了Jordan标架变量与Einstein标架变量之间的对应关系.我们考虑的数量，如引力常量在牛顿极限，红移，光度和角直径的距离，以及距离对偶关系。此外，玻尔兹曼方程，观察到的比强度，和绝热条件进行了讨论。由于电磁作用在非形式变换下发生变化，爱因斯坦坐标系中的光子不再沿着零测地线传播。结果，宇宙学兴趣的几个量被修改。然而，我们证明了红移是不变的，距离对偶关系（光度距离和角直径距离之间的关系）在一般时空中仍然成立，即使互易关系（两个几何距离之间的关系）被修改。
2020-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
There and Back Again: Mapping and Factorising Cosmological Observables
本文提出宇宙学关联函数与波函数系数之间的对偶性，并据此推导出宇称奇数部分的关联函数到关联函数因式分解公式，将光学定理转化为关联函数层面的可检验陈述。
2025-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mimicking the cosmological constant for more than one observable with large scale inhomogeneities
假设反演问题（IP）定义为不同宇宙学模型下宇宙学观测量的低红移展开式中各项的精确匹配，在没有宇宙学常数的LTB空间和一般$ΛCDM $模型下，我们求解了$D_L(z)$的IP和中心观测者的红移球壳质量密度$mn(z)$.我们表明，IP的解决方案是唯一的，对应于一个物质密度分布，这是不光滑的中心，可以达到相同的结论，扩大自洽的任何顺序的所有相关的数量。与单个可观测反演问题的情况相反，当将两个函数$k(r)$或$t^b(r)$中的一个设置为零时，不可能求解$mn(z)$和$D_L(z)$两者的IP（LTB对$Λ$ CDM），甚至允许不平滑的物质轮廓。我们的结论是一般性的，因为它们完全是基于直接比较红移空间中的物理观测量，而不依赖于任何特殊的解释或限制的功能定义的LTB模型。
2010-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological observables in multi-field inflation with a non-flat field space
使用$δN$形式主义，在一个通用的多场暴胀驱动的非平坦场空间背景的情况下，我们重新审视的各种宇宙学观测，如标量/张量功率谱，标量/张量谱倾斜，非高斯参数，张量-标量比，以及这些观测的各种运行的解析表达式。在我们的后向形式主义方法中，观测量的后续表达式自动包括超出首阶慢滚展开的项，从而在次首阶校正许多表达式。为了将我们的分析与以前的结果正确地联系起来，我们重新推导了（众所周知的）（单场）表达式在我们的通用公式的极限情况下。此外，根据普朗克的结果，我们检查的相容性的一致性关系内的慢滚制度的两个字段轮盘赌多瞬子通货膨胀实现的背景下，大体积的情况下。
2014-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reheating as a variational probe of cosmological observables
Ewha Womans University（梨花女子大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
本文将再加热问题表述为状态方程历史空间中的约束变分问题，通过正则化泛函框架识别在最小物理假设下极值化给定宇宙学可观测量（如引力波和原初黑洞）的再加热历史，发现不同可观测量选择定性不同的再加热历史区域。
2026-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Which is a better cosmological probe: Number counts or cosmic magnification?
本文对比了星系红移数密度计数与宇宙放大在相互作用暗能量宇宙中作为探针的表现，发现低红移下宇宙放大探测相对论效应更优，而高红移下数密度计数探测IDE印记更优。
2023-05-01 astro-ph.CO gr-qc
A model with cosmological Bell inequalities
我们讨论的可能性，设计宇宙学观测违反贝尔不等式。这样的观测值可以用来论证宇宙尺度特征是由非常早期宇宙中的量子力学效应产生的。作为原理的证明，我们提出了一个比较复杂的暴胀模型，在这个模型中可以构造一个违反可观测性的贝尔不等式。
2015-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological observables, IR growth of fluctuations, and scale-dependent anisotropies
我们在暴胀宇宙学中扩展了半经典方法，该方法捕获了对膨胀子的主要红外修正。这种大的红外效应可以被吸收到一个坐标的变化时，检查足够的本地观测，但不是当比较观察在大的分离尺度，如看到一个较晚的时间观察者。通过定义一个尺度依赖的度量和物理动量来促进分析。这些协助定义的“IR安全”观测所看到的后暴胀的观察者，这是对比的基础上的局部几何形状的再加热表面。对于这样的观测量，观测者的视界提供了一个有效的红外截止。IR增长有助于增强统计不均匀性/各向异性在短尺度，观察，其中由目前的观察者可能会寻求在21厘米的测量。这样的红外校正被认为是一个非常晚的时间观察员增长大。
2011-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Invariance of cosmological number counts under disformal transformations
本文研究宇宙大尺度结构测量相关的物理可观测量是否与参考系无关，发现星系数密度等宇宙学可观测量在简单形变变换下保持不变，扩展了先前共形变换下的结论。
2023-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observables for FRW model with cosmological constant in the framework of loop cosmology
在圈量子宇宙学的框架下，考虑了具有自由无质量标量场和宇宙学常数$Λ$的平坦宇宙学模型。标量场起着内在时间的作用。我们应用缩减相空间方法。该模型的动力学解析求解。我们确定基本的可观测量和它们的代数。分析了物质场的体积、能量密度等复合物理量。在$Λ<0$情形下，两个复合观测量都是有界的，并且是振荡的。在$Λ>0$情形下，能量密度是有界的，并且是振荡的。然而，从上面看，体积是无限的，但是是周期性的。描述了标准圈量子宇宙学与非标准圈量子宇宙学的区别。
2010-08-09 gr-qc hep-th
Observational constraints on inhomogeneous cosmological models without dark energy
有人提出，观测到的暗能量可以用大尺度非线性不均匀性的影响来解释。在本文中，我们将讨论观测如何约束以大空洞为特征的宇宙学模型。我们首先考虑哥白尼模型，其中观察者没有占据一个特殊的位置，并且在很大的尺度上保持均匀性。我们展示了这些模型，至少在他们目前的实现，是如何被限制到给小，但在某些情况下，也许是不可忽略的宇宙学观测值的校正。然后，我们研究非哥白尼模型，其中观察者接近一个非常大的空洞的中心。这些模型可以给大的修正，模仿加速FLRW模型的观测值。我们仔细讨论了主要的观测量和测试能够排除它们。
2011-05-24 astro-ph.CO gr-qc
On cosmological observables in a swiss-cheese universe (Conference proceeding)
通过一个玩具瑞士奶酪宇宙学模型，我们将讨论如何建立并以一种物理上有意义的方式实现反反应的想法，根据这个想法，暗能量可能是一个有效的来源。我们将采取两种不同的方法。一个是集中在如何宇宙学观测的影响不均匀性，而另一个是集中在理论上的描述不均匀的宇宙通过平均场描述。
2008-05-27 astro-ph gr-qc
Cosmological disformal invariance
考虑了物理观测量在非形式变换下的不变性。众所周知，保形变换使物理观测量保持不变。然而，对于非形式变换是否如此仍然是一个悬而未决的问题。本文证明了不含保形因子的纯非形式变换等价于时间坐标的重标度。由于这种重新标度同样适用于所有的物理量，物理学在非形式变换下必须是不变的，也就是说，场的因果结构、传播速度或任何其他性质都不受非形式变换本身的影响。这一事实是在引力场和物质场的作用水平上提出的，并用一些可观测量的例子来说明。我们还发现了宇宙学扰动在线性和高阶微扰下的物理不变性，推广了前人的研究。最后，在非形式变换下，与Horndeski理论和超越Horndeski理论进行了比较。
2016-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of Dirac observables in canonical cosmological perturbation theory
利用线性化正则宇宙学扰动理论中基于几何钟和Dirac观测量的关系形式，介绍了一种求规范不变变量演化方程的有效方法.我们的方法推广了Pons，Salisbury和Sundermeyer [1，2]提出的将规范不变观测量的演化与规范变量的演化联系起来的方法，并应用于纵向和空间平坦规范。在扩展的ADM相空间中，导出了Barnov-Sasaki势和Mukhanov-Sasaki变量的规范不变演化方程。我们的方法建立了一个完全一致的动力学水平之间的正则和传统的宇宙学扰动理论在线性阶狄拉克观测。
2019-03-27 gr-qc hep-th
Higher Dimensional Cosmological Implications Of A Decay Law For $Λ$ Term : Expressions For Some Observable Quantities
在多维时空中分析了宇宙项为$Λ= β\frac{\ddot {a}}{a}$（其中$β$为常数）的宇宙学模型的含义.给出了该模型的本征距离、光度距离-红移、角直径距离-红移和回望时间-红移。它已被证明，这样的模型被发现与最近的观察是兼容的。因此，这项工作将四维时空中的众所周知的结果推广到了更高的维度。我们发现，至少在原则上，这与四维时空中的类似情况可能有很大的不同。
2005-06-26 gr-qc
On The Topological Nature of the Cosmological Constant
它表明，时空拓扑变化是必要的，使广义相对论与牛顿极限兼容，并解决了基本相互作用的层次。我们详细介绍拓扑和拓扑变化如何出现在广义相对论，以及它如何在时空中留下可观察的足迹。在宇宙学中，我们表明，这种拓扑可观测的是宇宙加速产生的宇宙辐射。宇宙学常数是一种非常特殊的情况，当宇宙膨胀到真空中时，它只发生在宇宙时间流的方向上。
2012-11-29 astro-ph.CO gr-qc
Time and Dirac Observables in Friedmann Cosmologies
从Friedmann模型的哈密顿表述中引出了一个宇宙学时间变量来度量该理论中动力学观测量的演化。一组观测值已被确定为零超曲面的理论，其演变是相对于宇宙学时间变量引入的体积时钟。
2008-01-28 gr-qc
Conformal Frame dependence on Cosmological Observations in Scalar-Tensor Theories of Gravity
宇宙学观测为宇宙的背景演化和结构形成提供了更精确的数值。这些值由所谓的暗能量状态方程$ω$和生长指数参数$γ$给出。从这些观测到的参数，人们可以重建标量张量引力理论中的模型函数。然而，在标量张量引力模型中，关于共形变换标架之间的（不）相等性存在着长期的争论。我们证明了当宇宙学观测量用与标架无关的参数红移来描述时，它们是标架相关的。因此，如果在一个框架中解释宇宙学观测量，那么所有的观测量也应该在该框架中解释。这清楚地表明了宇宙学观测量的共形不等式。此外，我们的方法提供了模型独立的分析STG模型的各种可观的两个框架。
2017-12-26 gr-qc hep-ph
Tilt and Running of Cosmological Observables in Generalized Single-Field Inflation
采用有效场论方法研究暴胀微扰，详细分析了曲率生成的拉格朗日算子对各种观测量的影响，重点是它们的尺度运行。在二次阶，我们解决了运动方程在下一个领先的领先阶在一个非常普遍的单场膨胀理论的广义慢滚近似。我们推导出由此产生的功率谱，它的倾斜和运行。然后，我们专注于原始的非高斯振幅f_{NL}来源于一个特定的相互作用项的贡献。我们表明，运行的f_{NL}可以大大大于慢滚参数所规定的。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On Casimir Energy Contribution to Observable Value of the Cosmological Constant
从标准Casimir能量计算方案的角度估计了量子场基态能量对宇宙学常数的贡献。结果表明，重整化群不变性的要求导致的有效$Ł$ -项的值，这是11个数量级以上的结果提取的实验数据。
2002-03-20 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmological Consequences of Initial State Entanglement
我们探讨的宇宙学后果的暴胀子场的波动纠缠与另一个标量，在一个玩具模型的背景下组成的非相互作用，最小耦合标量在一个固定的德西特背景。我们发现，尽管缺乏相互作用的拉格朗日，初始状态的纠缠修改的暴胀子波动的模式方程，从而可以引起宇宙学观测值的变化。这些影响进行检查的各种选择的质量，我们发现，他们可以是一致的要求，修改后的状态的反作用不影响通货膨胀阶段，同时仍然引起可观察到的影响的功率谱。我们的研究结果表明，更现实的扩展这里探讨的想法超出了简单的玩具模型可能会导致有趣的可观察到的效果。
2014-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Minimal Closed Set of Observables in the Theory of Cosmological Perturbations
Friedman-Robertson-Walker（FRW）宇宙学的微扰理论完全是用可观测量来分析的。虽然这可能是一个非常完整和一般的过程，但为了简单起见，我们在这里只介绍无旋扰动的情况。我们证明了Weyl共形张量{ \bf $E$ }的电部分和剪切{ \bf $Σ$ }构成了两个基本的扰动变量，所有剩余的可观测量都可以用它们来描述。广义相对论的爱因斯坦\rq方程可化为{ \bf $E$ }和{ \bf $Σ$ }的动力学系统的闭集。规范不变的哈密顿处理的微扰理论在FRW背景的基础上，然后成立。
1994-03-11 gr-qc
Solution for cosmological observables in the Starobinsky model of inflation
本文聚焦暴胀的 Starobinsky 模型，通过建立连接暴胀与再加热的方程及模型一致性关系，推导了标量谱指数、张标比等宇宙学观测量及各阶段 e-folds 数，发现该模型与当前原初扰动测量结果高度吻合。
2024-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Time and Observables in Unimodular General Relativity
从单模引力理论的哈密顿表述中引出了一个宇宙学时间变量来度量该理论中动力学观测量的演化。一组运动常数已被确定为理论的零超曲面，它的演变是相对于体积时钟所引入的宇宙学时间变量。
2011-06-09 gr-qc
Gauge invariant variables for cosmological perturbation theory using geometrical clocks
利用正则框架下的扩展ADM相空间公式，分析了宇宙学扰动理论中各种规范选择与关系形式中几何钟选择之间的关系.我们表明，在传统的分析宇宙学扰动理论中得到的各种规范不变变量对应于狄拉克观测量绑定到一个特定的选择的几何时钟。作为例子，我们表明，在我们的分析中自然出现的Barthanov势和Mukhanov-Sasaki变量作为观测值时，规范固定条件是通过时钟在哈密顿框架确定。类似地，可以系统地获得各种规范的其他规范不变变量。我们证明了这一点，通过分析五种常见的规范选择：纵向，空间平坦，均匀场，同步和共动规范。对于所有这些，我们应用可观测映射的关系形式主义的背景下，并获得相应的狄拉克观测与这些时钟的选择。在线性阶上，我们的分析将正则宇宙学扰动理论中已有的结果推广到两个方面。一方面，我们也可以包括规范，只能在扩展的ADM相空间的背景下进行分析，此外，我们得到了一组自然规范不变变量，即狄拉克可观的，每个考虑选择的规范条件。我们的分析提供了见解时钟应该用来提取相关的自然物理观测值在经典和量子水平。我们还讨论了如何推广我们的分析在一个简单的方式，以更高的订单在微扰理论，以了解规范条件和建设规范不变量超出线性秩序。
2018-06-19 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
Generalized covariant prescriptions for averaging cosmological observables
我们提出了两个新的协变和一般处方，平均标量观测的空间区域典型的观测源和相交的过去光锥的一个给定的观察者。其中一个规定适用于精确位于给定类空超曲面上的源，另一个规定适用于源的物理位置由给定观测变量的实验“散布”表征的情况。这两个程序之间的几何和物理差异说明通过计算位于恒定红移表面上（或之间）的远距离源接收到的平均能量通量，并通过在扰动$Λ$ CDM几何的上下文中工作。我们发现显着的数值差异（约百分之十或更多，在一个大范围的红移），甚至限制我们的模型的标量度量扰动，并停止我们的计算，以领先的非平凡微扰秩序。
2020-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equivalence of cosmological observables in conformally related scalar tensor theories
标量张量理论可以用不同的坐标系表示，如常用的爱因斯坦坐标系和约旦坐标系，一般认为在这些坐标系中宇宙学观测量是相同的。我们重新审视这一点，使一个详细的并排比较的数量和方程在两个共形相关的框架，从行动和完全协变场方程的线性方程在实空间和傅立叶空间。这证实了场方程和守恒方程在两个框架中是等价的，在这个意义上，我们总是可以在一个框架中重新表达方程，使用相关的变量变换来导出另一个框架中的相应方程。通过解析推导和数值算例表明，只要在爱因斯坦坐标系（$1+z\neq1/a$）中使用正确的红移，用视线积分法计算CMB温度各向异性可以用Einstein坐标系或Jordan坐标系中的量来完成，并且结果是相同的。
2017-09-20 gr-qc
Synchronous coordinates and gauge-invariant observables in cosmological spacetimes
该研究将同步规范推广到非线性宇宙学微扰理论，构建了规范不变的动力学同步坐标与可观测量，推导了二阶爱因斯坦方程和哈勃率表达式，并验证了量子微扰下规范不变两点函数仅含物理张量模且正定。
2023-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Novel Cosmological Joint Constraints in Multidimensional Observables Space with Redshift-free Inferences
本文提出一种消除红移的多维联合约束方法，在三维观测量空间验证，结果与传统方法一致但误差更小，并缓解参数简并。
2023-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Cutting out the cosmological middle man: General Relativity in the light-cone coordinates
相对论宇宙学中的解析计算可以分为两组：将初始条件与观测者的光锥相关联的时间演化和光传播以获得观测值。在FLRW坐标系中的宇宙学扰动理论构成了前一项任务的有效工具，但后者在光锥适应坐标系中显着更简单，该坐标系使朝向观察者世界线的光线平凡化。在这里，我们指出，时间演化和可观察的重建可以结合成一个单一的计算，直接涉及初始条件的可观察。这是可能的，如果一个人在这样的光锥坐标中唯一地工作，从而完全绕过FLRW“中间人”坐标。我们首先详细介绍这些光锥坐标，扩展和推广目前可用的材料在文献中，并构建一个特别方便的子集宇宙学扰动理论。然后，我们表示在这些坐标系中的爱因斯坦和能量动量守恒方程在完全非线性的水平。这是通过一个仔细的2+1+1分解，导致相对紧凑的表达式，并提供了很好的控制所涉及的数量的几何解释。最后，我们考虑宇宙学扰动理论的线性秩序，注意其余的规范对称性和一致获得规范不变方程。此外，我们表明，它是可以实现统计均匀性的随机波动，尽管事实上，坐标系特权的观察员世界线。
2021-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Can the cosmological constant be mimicked by smooth large-scale inhomogeneities for more than one observable?
作为暗能量的另一种说法，有人认为我们可能处于爱因斯坦场方程的勒梅特-托尔曼-邦迪（LTB）解所描述的非均匀各向同性宇宙的中心。为了检验这样一个假设，我们计算的低红移膨胀的光度距离$D_L(z)$和红移球壳质量密度$mn(z)$的中心观察者在LTB空间没有宇宙学常数，并显示他们如何不能拟合的观测隐含的$ΛCDM $模型，如果施加的条件，以避免一个弱的中心奇点，即如果物质分布是光滑的。我们的结论是有效的任何值的宇宙学常数，而不仅仅是$Ω_Λ>1/3$所暗示的$q^{app}_0$必须是积极的，在一个光滑的LTB空间的基础上，只考虑光度距离。光滑LTB物质主导模型的观测特征与$ΛCDM $模型的观测特征有着根本的不同，这不仅是因为它不可能再现负的表观中心减速$q^{app}_0$，而且是因为它们的时空几何结构存在更深的差异，这使得当考虑多个观测时不可能出现反演问题，并且出现在任何红移，而不仅仅是$z=0$。
2010-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong gravitational lensing of a five-dimensional charged, equally rotating black hole with a cosmological constant
本文研究了Cvetič-Lü-Pope五维带电旋转黑洞的强引力透镜现象，计算了光子球半径、偏转角等可观测量，并对M87和SgrA*进行建模，揭示了引力时间延迟对光子球半径及准正规模式的影响。
2025-04-01 gr-qc
General form of the renormalized, perturbed energy density via interacting quantum fields in cosmological spacetimes
早期宇宙中量子物质场的协变描述支持了物种起源的模型，例如重子生成和暗物质的产生。在几乎所有的情况下，相关的宇宙学观测量都是通过粒子物理学算符形式中的标准不可约表示在一般近似下计算的，其中忽略了与非稳态时空中重整化应力-能量张量相关的复杂性。早期宇宙的模型还包括一个密集的量子场环境，在那里远离平衡的相互作用表现出对主导项进行实质性修正的可观测量的表达式。在弯曲时空中的代数量子场论的框架内，可以对这些宇宙学观测值进行另一种处理，其中量子物质的场论模型与广义相对论的经典效应是相容的。在这里，我们迈出了计算这样一个可观察的第一步。我们采用的代数形式主义，同时考虑远离平衡的相互作用在一个经典的，但非稳态的时空的影响下，在稠密的环境中，推导出一个表达式的扰动能量密度的一个组成部分的重整化应力-能量张量与常见的建议在早期宇宙中的量子物质生产。
2019-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Beyond Einstein: Cosmological Tests of Model Independent Modified Gravity
在过去的几年里，与模型无关的修正引力参数化引起了人们的广泛关注;许多实验和观测数据的组合被建议来约束这些参数化，未来的调查看起来非常有希望。星系团已经被提及，但在文献中没有像其他一些探测器那样广泛地研究。在这里，我们看看添加星系团的混合观测，并检查他们是否可以改善修改后的重力参数的约束。特别是，我们预测的约束相结合的普朗克CMB光谱和SZ集群目录和DES一样弱透镜调查。我们已经发现，增加集群计数可以改善从组合CMB和WL数据中获得的约束。
2011-07-12 astro-ph.CO gr-qc
Universal signature of quantum entanglement across cosmological distances
虽然暴胀的范式已经被广泛研究，以证明我们宇宙中的宏观不均匀性是如何起源于量子涨落的，但大多数已有的文献忽略了涨落场模式之间的纠缠在其可观察到的预测中所起的关键作用。在本文中，我们进口技术从量子信息理论揭示迄今未发现的预测通货膨胀，反过来，信号如何量子纠缠跨越宇宙尺度可以影响大尺度结构。我们的主要观点是，可观察到的长波长模式必须是开放量子系统的一部分，这样量子涨落才能在短波长模式的环境中退相干。通过假设最简单的单场暴胀模型，并考虑引力作用的首阶相互作用项，我们得到了这种不可避免的纠缠的可观测效应的普遍下界。
2021-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On certain relationships between cosmological observables in the Einstein-Cartan gravity
我们表明，在爱因斯坦-嘉当引力是可能的，以获得哈勃的膨胀和全球旋转（涡）的宇宙之间的关系。引力耦合可以被简化为无量纲的统一数量，将标量质量密度和由此产生的负宇宙学常数固定在类空无穷远处。目前对宇宙膨胀和旋转的估计（另请参阅astro-ph/9703082）有利于将大质量旋转粒子作为冷暗物质和热暗物质的候选粒子。Nodland和Ralston涡度（物理评论快报）78（1997）3043）高估了爱因斯坦-嘉当引力的三个数量级。
1997-06-02 astro-ph gr-qc hep-ph
Observables in Loop Quantum Gravity with a cosmological constant
圈量子引力中的一个悬而未决的问题是引入一个非零的宇宙学常数$Λ$。在3d中，Chern-Simons理论提供了一些指导：$Λ$出现在规范群的量子形变中。作为自旋泡沫模型的一个例子的Turaev-Viro模型也被定义为量子群。通过扩展，据信在4d中，量子群结构可以编码$Λ\neq0$的存在。本文将量子群$\mathcal{U}_{q}(\mathfrak{su}(2))$手工引入LQG框架，即处理$\mathcal{U}_{q}(\mathfrak{su}(2))$ -自旋网络.我们探讨的一些后果，特别是在结构上的观测。我们的基本工具是$\mathcal{U}_{q}(\mathfrak{su}(2))$的张量算子。我们回顾了它们的性质，并给出了旋量和矢量的明确实现。我们构造了U（$n$）形式在这种变形情况下的推广，它由量子群$\mathcal{U}_{q}(\mathfrak{u}(n))$给出.然后，我们能够建立几何可观的，如长度，面积或角度运营商。我们表明，这些运营商的特点量子离散双曲几何在3D LQG的情况下。我们的结果证实了在LQG中使用量子群可以作为一种工具，在理论中引入一个非零的宇宙学常数。
2013-11-26 gr-qc
Cosmological states in loop quantum gravity on homogeneous graphs
在圈量子引力中引入了一类具有均匀性和各向同性条件的态，并在一类特殊的均匀图上构造了Bell网络态的具体例子.这种状态提供了宇宙空间的新表示，可以探索在圈量子引力的背景下制定宇宙模型。我们表明，它们的局部几何描述在一个自同构不变的方式由一个节点的观测量类似于在多体量子力学中使用的单体观测量，并计算的密度矩阵表示的限制的整体状态的代数的一个节点的观测量。该密度矩阵的冯诺伊曼熵提供了局部区域的纠缠熵的概念，该局部区域尊重自同构不变性，并且可以应用于涉及不同图的叠加的状态。
2022-12-29 gr-qc
Observable (?) cosmological signatures of superstrings in pre-big bang models of inflation
杂合超弦和I型超弦的U（1）规范场与介子的不同耦合，可能会在极早期宇宙演化的遗迹上留下印记。工作的背景下，前大爆炸的情况下，我们讨论了区分这两种模型之间的可能性，通过互相关观测宇宙磁场和原始引力波背景。
2005-12-20 astro-ph gr-qc hep-th
Conformal-Frame (In)dependence of Cosmological Observations in Scalar-Tensor Theory
给出了标量-张量引力中Jordan框架和Einstein框架中变量的对应关系，并考虑了宇宙学观测量的框架依赖性。特别是，我们表明，宇宙学观测值/关系（红移，光度距离，温度各向异性）是框架无关的。我们还研究了曲率微扰的标架依赖性，发现当微扰是绝热的且物质与Brans-Dicke标量之间的熵微扰为零时，曲率微扰是共形不变的。本文还讨论了两种框架中曲率摄动的各种定义之间的关系，阐明了等价的条件。
2013-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Geometrical (2+1)-gravity and the Chern-Simons formulation: Grafting, Dehn twists, Wilson loop observables and the cosmological constant
本文将（2+1）维引力的几何描述和Chern-Simons描述联系起来，其中$S_g$是亏格$g>1$的有向双曲面，对于Lorentz签名和一般宇宙学常数，以及具有负宇宙学常数的欧几里德情形.我们展示了如何参数化的陈-西蒙斯形式主义的相空间的变量是从几何描述和几何结构的（2+1）-时空通过嫁接沿封闭的，简单的测地线产生的相空间上的变换。我们证明，这些变换是通过泊松括号中的两个典型的威尔逊圈观测量之一产生的测地线，而另一个行为作为无穷小德恩扭曲的哈密顿量。对于具有洛伦兹签名的时空，我们讨论了宇宙学常数作为形变参数在几何和陈-西蒙斯理论表述中的作用。特别地，我们证明了Chern-Simons规范群的李代数可以与交换环上的（2+1）维Lorentz代数相一致，其特征在于形式参数$Θ_Λ$的平方是减去宇宙学常数。在这个框架中，产生嫁接和Dehn扭曲的威尔逊圈可观察量被获得为环中值可观察的威尔逊圈的实分量和$Θ_Λ$分量，并且嫁接变换可以被视为具有参数$Θ_Λ$的无限小Dehn扭曲。
2006-07-26 gr-qc math-ph math.MP
Cosmological measurements, time and observables in (2+1)-dimensional gravity
研究了在宇宙学常数为零的（2+1）引力场中具有紧致空间曲面的真空时空的测量值与物理观测值之间的关系。通过考虑一个观察者发出的光在稍后的时间返回给他，我们得到了几个可测量的量作为理论的物理相空间的函数的显式表达式：在光托盘的发射和其返回到观察者之间经过的本征时间，光必须发射以返回到观察者的方向之间的角度和光的相对频率，它们的发射和返回。这提供了一个框架，在其中可以解决有关时间，可观测和测量的概念问题。我们分析了这些测量的性质和它们的几何解释，并展示了它们如何允许观测者确定参数化（2+1）-引力的物理相空间的威尔逊圈观测值。我们讨论了时间在理论中的作用，并证明了观察者相对于时空几何的规范相当于一个规范固定过程，产生狄拉克观测。
2009-02-02 gr-qc hep-th math-ph
Cosmological direct detection of dark energy: non-linear structure formation signatures of dark energy scattering with visible matter
我们考虑最近提出的可能性，暗能量（DE）和重子可能会通过一个纯粹的动量交换过程，离开背景演化不受影响。早期的工作已经表明，即使对于谷仓尺度的截面，这种散射过程在线性宇宙学观测值上的印记也太小而无法观察到。因此，我们把我们的注意力转向非线性尺度，并第一次调查的DE重子散射的宇宙结构的非线性形成的签名，通过运行一套大型N体模拟。我们提取的观测量包括非线性物质功率谱、晕质量函数以及晕的密度和重子分数分布。我们发现，在非线性制度的DE-重子散射的签名显着大于其线性对应物，由于角动量在坍缩结构中的重要作用，和潜在的观察。在这个意义上，最有前途的观测是重子密度和重子分数分布的晕，这可能是由动力学的Sunyaev-Zeldovich（SZ），热SZ，和弱透镜测量的组合约束。总的来说，我们的研究结果表明，未来的前景，宇宙学和天体物理学直接检测的非引力签名的暗能量是非常光明的。
2022-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higher Dimensional Dust Cosmological Implications of a Decay Law for $Λ$ Term : Expressions for Some Observable Quantities
本文考虑了与$β\frac{\ddot {a}}{a}$成正比的$Λ$项衰变律的多维宇宙学意义，其中$β$是常数，$a$是RW时空的标度因子.我们讨论了$k=0$情况下消失压力模型的宇宙学后果。我们观察到，这种模型与最近的观测结果是一致的，宇宙学项$Λ$随着宇宙的膨胀而逐渐减小。在该模型中，$Λ$随时间的平方倒数而变化，这与其自然单位相匹配。在高维时空框架下给出了该模型的本征距离、光度距离-红移、角直径距离-红移和回望时间-红移。Freese { \it et al.}的模型（{ \it Nucl. Phys. B} { \bf 287}，797（1987））中对$n=2$进行了检索，并对$A_{0} = {2/3}$获得了Einstein-de Sitter模型。因此，这项工作将四维时空中的众所周知的结果推广到了更高的维度。我们发现，至少在原则上，这与四维时空中的类似情况可能有很大的不同。
2005-09-18 gr-qc
asimulation: Domain formation and impact on observables in resolved cosmological simulations of the (a)symmetron
本文使用相对论性N体代码asevolution对(a)symmetron进行高分辨率模拟，确定了域分解和域墙稳定性的收敛标准，并分析了标量场与域墙行为对物质功率谱、HMFs及光锥观测量的影响。
2024-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Influence of Super-Horizon Scales on Cosmological Observables Generated during Inflation
利用非平衡场论的方法，研究了在暴胀过程中产生的宇宙学扰动在可观测尺度上的性质，这些可观测尺度来自于比现在的哈勃半径大得多的尺度上的涨落。我们写的有效作用量的粗粒度暴胀子扰动积分出的子视界模式，表现为色噪声，并导致记忆效应。使用一个简单的模型的标量场与立方自相互作用在一个固定的德西特背景的演变，我们评估的两点和三点关联函数可观察的尺度。我们的基本过程表明，扰动确实保留了超视界尺度动力学的一些记忆，以统计矩中尺度依赖的印记的形式。特别地，我们发现了大尺度下功率谱的蓝倾，这与最近WMAP合作的结果一致，该结果表明宇宙微波背景各向异性中的低多极子被抑制，并且在大尺度上本征非高斯性显著增强
2003-11-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological perturbation theory and quantum gravity
它表明如何宇宙学扰动理论产生于一个完全量子化的微扰理论的量子引力。中央的推导是一个非微扰的概念规范不变的局部观测量，通过它产生的扰动不变表达式的任意顺序。特别地，在线性化理论中，恢复了宇宙学扰动理论中常见的一阶规范不变观测量。给出了二阶量的显式表达式。
2016-05-09 gr-qc hep-th math-ph
Newtonian N-body simulations are compatible with cosmological perturbation theory
与最近文献中的说法相反，在LambdaCDM背景下对无碰撞暗物质的牛顿N体模拟与广义相对论兼容，并且在线性水平上不会因广义相对论效应而失效。这一判决基于四个事实。(1)线性化的爱因斯坦方程和守恒律系统在规范不变表述中是适定的，并且具有物理意义。(2)将广义相对论与微扰论中给定阶的牛顿近似进行比较，只在可观测量的水平上有意义。(3)在广义相对论中描述尘埃流体的观测量的动力学和它的牛顿近似在线性水平上一致。对于光锥上可观测量的任何分歧都是众所周知的，其中最主要的是引力透镜。(4)哈勃参数的大波动只对引力透镜效应有显著贡献。因此，这些波动与牛顿N体模拟并不冲突，超出了使用射线追踪技术已经仔细考虑的范围。
2012-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
