Has inflation really solved the problems of flatness and absence of relics?
在暴胀理论解决的三个宇宙学之谜中，{ \it viz.} (a)大尺度的平坦性，（b）没有单极子和弦，和（c）结构的形成，前两个是从观察到的尺度起源于非常小的，其中曲率和遗迹的密度波动是{ \it不可避免}的单位阶或更大的观点来解决。通过严格地经典分析（并在两个不同的规范，以确保一致性）的密度演化的最平滑的可能的预膨胀的组成部分-热辐射-它被发现，O（1）统计涨落的热波长尺度上提出了可怕的障碍线性理论的振幅增长的膨胀结束。由于这个波长尺度在暴胀的早期阶段就离开了视界，它严重限制了微扰暴胀的e倍数。如果e-折叠比$\approx 60$多，辐射密度就会有更大的波动，这就确保了暴胀不断地产生“错误的开始”。唯一的“出路”是援引一种超均匀的暴胀前流体，至少在小尺度上是这样，以增加微调，并防止人们声称暴胀只是“红移”掉了所有残余的不均匀性; { \it即}该理论实际上没有提供对（a）或（b）的解释，只是一种同义反复。
2013-08-06 astro-ph.CO gr-qc
What does inflation really predict?
如果暴胀子势具有多个最小值，如可以预期的，例如，弦论“景观”，暴胀预言了描述空间曲率（Omega_tot），暗能量（rho_Lambda，w等），原始密度波动（Omega_tot，暗能量（rho_Lambda，w等）。我们计算这种多元概率分布的各种类的单场慢滚模型，探索其依赖于特征的暴胀的能量尺度，潜在的V和形状和选择的措施的计算。我们发现，除非V变化的特征标度Δ φ恰好接近普朗克标度，否则V在观测上唯一重要的方面是其峰和谷的统计分布。对于所有的能量尺度和合理的措施考虑，我们得到的预测Omega_tot ~ 1+-0.00001，w=-1和rho_Lambda在观察到的棒球场，但不舒服的高。高能极限预言n_s ~ 0.96，dn_s/dlnk ~-0.0006，r ~ 0.15，n_t ~-0.02，与观测数据一致，与永恒的φ ^2暴胀没有区别。低能极限预测了5个参数，但更倾向于更大的Q和更红的n_s。我们讨论了冷却问题，光滑性问题和坑洼悖论，严重限制了可行的模型和措施类。我们的发现预示着未来的CMB极化实验将探测到暴胀引力波信号，可以说最有动机的单场模型有利于探测水平r ~ 0.03。（节录）
2005-03-11 astro-ph gr-qc hep-th
Non-Uniqueness of Classical Inflationary Trajectories on a High-Dimensional Landscape
在弦景观的激励下，暴胀可能发生在高维复杂势上。我们提出了一种新的方法来构造一些高维随机势，并在此基础上研究场空间中高达50维的暴胀。特别地，研究了经典暴胀轨线的随机分岔。结果表明，分叉概率增加的功能的维数。这些随机分叉与观测结果不一致，并且在复杂的景观上极大地限制了暴胀的参数空间。例如，在10维中，只有参数空间体积的$10^{-3} \sim 10^{-6}$导致唯一的经典轨迹。其余的被随机分叉排除。
2015-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horizon, homogeneity and flatness problems -- do their resolutions really depend upon inflation?
该研究指出标准宇宙学的视界问题推导预设了宇宙均匀各向同性，平直性问题不可证伪，精细调节论证无法支持k=0模型，因此不能用均匀性和平直性作为暴胀理论的依据。
2022-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Classification of $f(R)$ Theories Of Inflation And The Uniqueness of Starobinsky Model
本文通过数学类比对$f(R)$理论进行分类，证明Starobinsky模型是唯一能实现慢-roll膨胀的多项式理论，并探讨了常-roll与慢-roll膨胀的过渡问题。
2026-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uniqueness of the Inflationary Higgs Scalar for Neutron Stars and Failure of non-inflationary Approximations
中子星是研究修正的引力理论效果的完美候选者，因为曲率效应是显著的，更重要的是，潜在的可检验性。在大规模标量-张量理论的背景下，在文献中研究的大多数情况下，对暴胀模型进行了研究。标量-张量模型中最重要的是希格斯模型，根据标量场的值，希格斯模型可以用不同的标量势来近似，其中之一就是暴胀势。由于不确定标量场在中子星附近和内部的值有多大，在这项工作中，我们将回答这样一个问题，即希格斯模型的哪种势形式更适合于它一致地描述静态中子星。正如我们将用数值方法证明的那样，非暴胀的希格斯势，在约旦坐标系中对某些标量场值是有效的，导致极大的最大中子星质量，然而该模型不是自洽的，因为用于推导势的标量场近似，在恒星的中心和表面都是违反的。这些结果显示了暴胀希格斯势的独特性，因为它是希格斯模型的唯一近似，提供了自洽的结果。
2021-12-19 gr-qc
Higgs inflation and vacuum stability
通货膨胀是当今一个与所有观察一致的公认范式。然而暴胀子的确切性质是未知的，它的作用可以由任何能够在慢滚状态下模仿标量凝聚的候选者来扮演。在大型强子对撞机中发现一个基本标量提供了一个推测性较低的候选者。希格斯场本身会导致暴胀吗？我们真的需要提倡新的物理学来解释宇宙在大尺度上的性质吗？标准模型参数与暴胀观测量之间的关系是什么？如果我们的真空在低于暴胀的尺度时变得不稳定，会发生什么？我们提出了希格斯膨胀的概述，试图提供答案，特别强调真空稳定性问题的前面的问题。
2015-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimum Length Cutoff in Inflation and Uniqueness of the Action
根据大多数暴胀模型，今天宇宙学规模的涨落开始时比任何合理的截止长度（如弦或普朗克长度）都要小得多。这已经表明，这可能为测试时空的短尺度结构模型打开一个实验窗口。然而，影响的可观测性关键在于施加在新的共动模式上的初始条件，这些模式在截止长度尺度上不断被创建。在这里，我们解决这个问题，同时建模时空服从弦和量子引力启发的最小长度不确定原理。我们发现，通常的策略，用于确定初始条件面临着意想不到的困难，因为它涉及到重新制定的行动和丢弃的边界项：我们发现，行动，通常只是不同的边界项可以显着不同时，最小长度的介绍。这是可能的，因为最小长度的引入伴随着排序模糊性，很像在量化过程中引入hbar时出现的排序模糊性。
2004-10-06 astro-ph gr-qc hep-th
Can all the infrared secular growth really be understood as increase of classical statistical variance?
在暴胀过程中的光标量场理论中，关联函数会受到红外发散或大的红外环修正的影响，从而导致微扰理论的崩溃。为了理解这种红外增强的物理意义，我们研究了在de Sitter背景下具有足够平坦相互作用势的正则归一化光标量场$ϕ$的长波模的有效运动方程的随机性质.首先，我们提供了一个替代的精细推导的有效行动长波长模式，导致有效的EoM，正确地再现所有的IR关联函数在一个很好的近似在一个较晚的时间，通过整合出短波长模式。接下来，在假设可以忽略非局部相关性的影响功能超过粗粒度的规模，我们表明，有效的EoM的“平均场”的Schwinger-Keldysh形式主义$ϕ^<_c$中的IR模式可以被解释为一个经典的随机过程，在本模型。
2018-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uniqueness of the gauge invariant action for cosmological perturbations
在二阶微扰理论中，单场暴胀模型中规范不变微扰有不同的定义。因此，相应的规范不变三次作用量不具有相同的形式。在这里，我们表明，立方行动的一个选择规范不变变量是唯一的，在以下意义上：行动的任何其他非线性相关的变量可以带来相同的散装行动，加上额外的边界条件。这些边界项对应于超曲面的选择，并对双谱产生额外的、不连续的贡献。我们还讨论了作用关于共形框架的唯一性。当用均匀场超曲面上的规范不变曲率扰动表示时，宇宙学扰动的作用量具有唯一的形式，与原始的爱因斯坦或乔丹框架无关。重要的是，规范不变的同动曲率微扰是与标架无关的，这使得它非常有助于证明两个标架的量子等价性，从而有助于计算非最小耦合理论（如希格斯暴胀）中的量子效应。
2012-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the global uniqueness for the Einstein-Maxwell-scalar field system with a cosmological constant. Part 3: Mass inflation and extendibility of the solutions
本文是致力于解决以下问题的三部曲的第三部分：给定具有宇宙学常数$Λ$的Einstein-Maxwell-标量场系统的球对称特征初始数据，其中输出初始零超曲面上的数据由次极值Reissner-Nordstrom黑洞事件视界给出，研究相应的最大全局双曲发展作为“适当正则”洛伦兹流形的未来可拓性。在本系列的第一部分中，我们建立了特征问题的适定性，而在第二部分中，我们研究了半径函数在柯西视界的稳定性。在这第三篇也是最后一篇论文中，我们证明了，根据初始数据的衰减率，质量膨胀可能会发生，也可能不会发生。当质量被控制时，可以得到度规在柯西视界上的连续延拓，并使用平方可积的Christoffel符号。在稍强的条件下，我们可以限制标量场的梯度。这使得建设（非等距）扩展的最大发展，这是经典的解决方案的爱因斯坦方程。我们的结果提供了证据反对强宇宙审查猜想的有效性时，$Λ>0$。
2017-05-19 gr-qc math-ph math.AP
Quasi-normal modes, bifurcations and non-uniqueness of charged scalar-tensor black holes
本文研究了广义相对论性、静态和球对称黑洞耦合到非线性电动力学中的拟正规模的标量扇区，并将其嵌入一类标量张量理论中。我们发现在参数空间的一定区域内存在不稳定的拟正规模。不稳定性的存在意味着标量张量黑洞的存在，从嵌入的广义相对论黑洞解分叉的主要头发，在临界值的参数对应于静态零模式。我们证明，这样的标量张量黑洞确实存在的静态，球对称的情况下，通过解决标量张量场方程的完整系统。所得到的多毛黑洞的解是非唯一的，并且它们与控制标量场的线性扰动的势的有界态一一对应。我们还研究了非唯一多毛黑洞的稳定性，发现标量场为零的解对径向扰动是不稳定的。文章最后讨论了一个新的分类猜想的可能形式。
2011-02-13 gr-qc hep-th
Holographic Fluctuations from Unitary de Sitter Invariant Field Theory
我们继续研究全息时空模型中的暴胀涨落。我们认为，全息理论的通货膨胀提供了一个物理背景下，通常被称为dS/CFT。全息理论是一种量子理论，在大量e折叠的限制下，它产生了$S^3$上的场论，这是SO（1，4）的酉表示的表示空间。这不是一个传统的CFT，我们不知道详细的非微扰公理的关联函数。然而，两点和三点函数完全由对称性决定，并且与在单场慢卷暴胀模型中计算的那些常数（实际上是背景FRW几何的函数）一致。与慢滚唯一显著的偏差是张量涨落。我们预测零张量倾斜和大致相等的重量为所有三个共形不变的张量3点函数（除非奇偶校验是强加的对称性）。我们讨论了我们的结果和Maldacena，麦克法登，Skenderis，和其他人之间的关系。目前的数据可以用对称性和一些一般原则来解释，并且与包括HST在内的一大类模型一致。
2013-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On Singularities in Cosmic Inflation
在本文中，我们研究了一个平坦的FLRW时空与标量场势和应用奥斯古德的标准爱因斯坦场方程，所有这样的模型，无论特定的选择潜力发展有限时间奇点。也就是说，我们证明了场方程的解在有限时间内变得奇异，这对宇宙学模型中暴胀的作用具有重要意义。我们进一步指出，这种行为的一个可能的原因是，在这样的通货膨胀的情况下，场方程的解决方案不服从整体存在性和唯一性的性质，这是一个典型的特点，解决方案，在有限的时间发散。
2016-04-25 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Mathematical Issues in Eternal Inflation
在本文中，我们考虑的问题的存在性和唯一性的爱因斯坦场方程的解的空间平坦FLRW宇宙的背景下，随机永恒的通货膨胀的随机机制是通过添加一个随机强迫项表示高斯白噪声的Klein-Gordon方程。我们表明，在这些考虑下，Klein-Gordon方程实际上成为一个随机微分方程。因此，爱因斯坦方程解的存在唯一性取决于该随机微分方程的系数是否满足Lipschitz连续性条件。我们表明，对于任何选择的$V(ϕ)$，爱因斯坦场方程不是全球适定的，因此，任何解决方案，这些方程是不保证是唯一的。相反，这些系数在动力学变量的物理状态空间中至多是局部Lipschitz连续的，而动力学变量只存在于有限的爆炸时间内。我们进一步执行Feller的爆炸测试的任意幂律暴胀子潜力，并证明所有的解决方案，EFE爆炸在有限时间内的概率为1。这意味着，这样考虑的随机暴胀机制不能被描述为永恒的，因为永恒暴胀的概念本身就意味着这个过程无限地继续下去。因此，我们认为，基于随机强迫项的随机暴胀不会在某些多重宇宙系综中产生无限多个宇宙。总的来说，由于爱因斯坦场方程在这两种情况下都不是适定的，我们进一步得出结论，通过本文考虑的随机永恒膨胀机制的多重宇宙的存在仍然是一个悬而未决的问题，需要更深入的研究。
2016-12-26 gr-qc math-ph math.CA
On the Geometric Quantization of Canonical Gravity
在量子引力的正则方法的动力学中，最难解决的问题之一是哈密顿约束。我们调查说，问题的背景下，正式的几何量化。本文研究了非唯一性在选择满足哈密顿约束的前辛方程的向量场时的意义，并研究了非唯一性在量子化理论中的意义。我们的目的是要表明，这种非唯一性的选择所述矢量场，这实际上源于复叶不变性导致一个非常模糊的概念量子演化。然后，我们调查的情况下的一个理论的哈密顿约束的问题已经处理在经典的水平，即形状动力学，并试图推导出一个依赖于时间的薛定谔方程的量子动力学的这个理论。
2013-04-17 gr-qc
Through the Big Bang in inflationary cosmology
在广义相对论中，奇点是用伪黎曼几何来描述时空的一个失效区域。该理论似乎无法预测这些区域周围和之外的物理自由度的演变。在最近的一篇论文中，作者和合作者通过提供一个奇点的例子来挑战这种观点，在奇点处爱因斯坦方程可以被重写为满足存在唯一性定理的形式，从而预测每个解可以通过奇点唯一地继续下去。这个结果是在均匀性（但不是各向同性）的假设下得到的，并且需要存在无质量的自由标量场。本文将这个结果推广到N个具有势的标量场，唯一的要求是势不增长得太快。特别是，这个结果与暴胀势，如斯塔罗宾斯基的暴胀势是相容的。这使我们更接近于将原始结果扩展到现实宇宙学的目标。
2019-06-20 gr-qc
From Minkowski to de Sitter in Multifield No-Scale Models
我们证明了导致单场无标度超引力模型的Minkowski真空的超势的唯一性，以及使用这些单场Minkowski超势对构造dS/AdS解。然后，我们扩展到两个和多场无尺度超引力模型的建设，也提供了几何解释。我们还考虑了额外的扭曲或非扭曲模场的情况下，并讨论如何在这个框架内构建通货膨胀模型。
2019-07-22 gr-qc hep-ph hep-th
Uniqueness of the Fock quantization of scalar fields under mode preserving canonical transformations varying in time
我们研究了在具有紧凑空间截面的时空中传播的非平稳场景中的Klein-Gordon型标量场的Fock量子化，允许通过依赖于时间的某些非局部线性正则变换来描述不同的场。更具体地说，我们考虑不混合本征模的拉普拉斯-贝尔特拉米算子，这应该是动态解耦的变换。此外，我们假设正则变换允许Laplace-Beltrami算子的大特征值（范数）以一系列半整数幂的形式渐近展开。在暴胀宇宙学中标量微扰的研究中发现了这类正则变换，例如，这些微扰在规范固定后的物理自由度与规范不变的正则对的巴朗量有关。我们描述了所有可能的这种类型的变换，并表明，独立于初始字段的描述，需要（i）下的空间对称性和（ii）一个单一的实现的动力学的真空不变性的组合标准，导致一个独特的等价类的福克量子化，所有这些都与酉变换。这一结论提供了更进一步的鲁棒性的有效性所提出的标准，完成的结果，已经出现在文献中的唯一性的福克量子化下的字段描述的变化时，只允许本地时间依赖的正则变换，规模的字段配置。
2012-12-17 gr-qc hep-th
The interior of charged black holes and the problem of uniqueness in general relativity
考虑Einstein-Maxwell-标量场方程的球对称特征初值问题。在初始输出特性上，假设数据满足普遍认为在由渐近平坦柯西表面的崩溃产生的事件视界上保持的Price定律衰减。我们建立了以色列和泊松提出的启发式大规模通货膨胀的情况下，这个初始值问题在数学上是正确的。特别是，最大发展域有一个未来边界，在这个边界上，时空作为连续度规是可扩展的，但霍金质量沿着这个边界同样地爆炸;因此，时空作为可微度规是不可扩展的。鉴于作者与I. Rodnianski（gr-qc/0309115）严格地建立了Price定律作为标量场头发衰减上界的有效性，连续可拓性结果适用于完全渐近平坦类空数据的坍缩，其中标量场紧支撑在初始超曲面上。这表明，在赫里斯托杜卢的C^0表述下，强宇宙监督猜想对这个系统是错误的。
2004-11-06 gr-qc math.AP
Should there be a spin-rotation coupling for a Dirac particle?
Mashhoon认为，与惯性系中的哈密顿算符相比，旋转系中的哈密顿算符应增加自旋-旋转耦合项。对于狄拉克粒子，最近证明了哈密顿量和能量算符H和E依赖于四元组场。我们认为，这种非唯一性的H和E真的是一个物理问题。我们计算的能量运营商在惯性和旋转框架，使用三个四分体字段：一个为两个框架中的每一个建议选择四分体字段，以解决这个非唯一性问题，和一个由赖德提出。我们发现，如果四分体像参考系一样旋转，那么Mashhoon项就在那里-但在惯性系的能量算符中也是如此。事实上，在两个相对旋转的参考系中，对应于同一个四元组场的狄拉克哈密顿算符，只相差角动量项。如果狄拉克粒子存在马什胡恩效应，那么对于每个参考系，必须以特定的方式选择四元组场。
2013-09-09 gr-qc quant-ph
On the global uniqueness for the Einstein-Maxwell-scalar field system with a cosmological constant. Part 2: Structure of the solutions and stability of the Cauchy horizon
本文是致力于解决以下问题的三部曲的第二部分：给定具有宇宙学常数$Λ$的Einstein-Maxwell-标量场系统的球对称特征初始数据，其中输出初始零超曲面上的数据由次极值Reissner-Nordstrom黑洞事件视界给出，研究相应的最大全局双曲发展作为“适当正则”洛伦兹流形的未来可拓性。在这一序列的第一篇论文中，我们建立了一般初始数据下特征问题的适定性。在这第二篇论文中，我们推广了Dafermos关于半径函数在柯西视界的稳定性的结果，引入了一个宇宙学常数。这需要与Dafermos遵循的策略有相当大的偏差，专注于半径函数的水平集，而不是红移和蓝移区域。我们还提出了新的结果的整体结构的解决方案时，免费的数据是不相同的零在附近的原点。在第三篇也是最后一篇论文中，我们将考虑柯西视界之外的质量暴胀和解的可拓性问题。
2015-08-17 gr-qc math-ph math.AP
On the global uniqueness for the Einstein-Maxwell-scalar field system with a cosmological constant. Part 1: Well posedness and breakdown criterion
本文是致力于解决以下问题的三部曲的第一部分：给定具有宇宙学常数$Λ$的Einstein-Maxwell-标量场系统的球对称特征初始数据，其中输出初始零超曲面上的数据由次极值Reissner-Nordstrom黑洞事件视界给出，研究相应的最大全局双曲发展（MGHD）作为“适当正则”洛伦兹流形的未来可拓性。在第一部分中，我们建立了爱因斯坦方程的特征数据满足最小正则性条件导致经典解的适定性。我们还确定了适当的最大解的概念，从相应的MGHD的建设如下，并确定故障标准。这是分析的不可避免的起点;我们的主要结果将取决于对这些基本原理的详细理解。在这个系列的第二部分中，我们研究了半径函数在柯西视界的稳定性。在第三篇也是最后一篇论文中，我们证明了，根据初始数据的衰减率，质量暴胀可能会发生，也可能不会发生;事实上，时空在柯西视界上的（非等距）扩展甚至可以作为爱因斯坦方程的经典解。
2014-10-23 gr-qc math-ph math.AP
Hybrid quantization of an inflationary model: The flat case
我们提出了一个完全量子化的近似均匀和各向同性的宇宙与小标量扰动。我们考虑的情况下，其中的物质内容是一个最小耦合的标量场和空间截面是平坦的和紧凑的，与一个三环面的拓扑结构。量子化是沿着作者在以前的工作中提出的球形拓扑的路线进行的。系统的作用量在二阶摄动下截断。局部规范的自由度是固定在经典的水平，虽然不同的规范进行了讨论，并导致等价的结论。此外，规范不变量的描述被认为是。简化的系统被证明承认一个辛结构，其动力学演化是由一个哈密顿约束。然后，背景几何聚合量子化，而Fock表示采用的不均匀性。后者是根据弯曲时空中量子场论的唯一性准则选择的，该准则决定了微扰的特定标度。在我们的混合量子化中，我们将哈密顿约束推广到运动学希尔伯特空间上的一个算子。如果将标量场的零模解释为一个关系时间，则物理状态对聚合物自由度的依赖性的一个合适的分析将导致微扰演化的一个量子波动方程。或者，量子约束的解可以通过每个超选择扇区的最小体积部分上的初始数据来表征。这个模型的物理意义将在未来的工作中解决，以检查它们是否与观测兼容。
2013-10-15 gr-qc
n-DBI gravity
n-DBI引力是在arXiv：1109.1468 [hep-th]中引入的引力理论，其动机是Dirac-Born-Infeld型共形标量理论，旨在自发产生非永恒的膨胀。它包含由处处类时向量场n提供的叶理结构，该向量场耦合到理论的引力扇区，但在小曲率极限处是不稳定的。我们证明了任何具有特定曲率性质的爱因斯坦引力解都是n-DBI引力解。其中一类是Reissner-Nordstrom-（Anti）de Sitter黑洞的等距几何，它是在n-DBI引力最小耦合到Maxwell场的球对称解中得到的.然而，这些解与爱因斯坦引力解有两个不同的特征：1）宇宙学常数表现为积分常数，可以是正的、负的或为零，使其成为理论的变量; 2）具有相同总质量、电荷和有效宇宙学常数的解是不唯一的。这样的不等价的解决方案不能映射到对方的叶理保持同构。物理上，它们的区别在于与n相切的同余的扩张和剪切，这定义了叶理的每个叶子上的标量不变量。
2011-10-04 gr-qc hep-th
