Carlo Rovelli, Francesca Vidotto
Dark matter could be composed by black-hole remnants formed before the big-bang era in a bouncing cosmology. This hypothetical scenario has major implications on the issue of the arrow of time: it would upset a common attribution of past low entropy to the state of the geometry, and provide a concrete realisation to the perspectival interpretation of past low entropy.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Pre-big bang model has Planck problem
前大爆炸的动力学驱动的暴胀机制并不是暴胀的充分形式：普朗克长度比尺度因子增长得更快。为了解释我们的大宇宙，所产生的后大爆炸宇宙需要与任何其他非暴胀大爆炸模型相同的非自然常数（普朗克问题）。
The necessary and sufficient condition for the absence of particle horizons in a big bang Friedmann-Robertson-Walker universe is provided. It happens to be a "smooth big bang" initial condition: the proper time derivative of the expansion factor $a(t)$ must be finite at the big bang. Equivalently, the energy density must not diverge faster than $a^{-2}$ at the big bang. This is just an initial condition: only the scale factor asymptotic behavior at the very moment of the big bang matters. The causal connection between remote space regions could then take place immediately after the big bang. E…
Relative Energy Associated with a White Hole Model of the Big Bang
这篇论文已经被arXiv管理员删除，因为它抄袭了菲利普·吉布斯的gr-qc/9803014，“大爆炸的白洞模型”。
Thoughts on Big Bang
我们提出了一个一致的框架，使我们能够理解我们宇宙的大爆炸奇点。
The fate of classical tensor inhomogeneities in pre-big-bang string cosmology
在前大爆炸弦宇宙学中，人们使用介子驱动的暴胀阶段将初始（微观）空间补丁拉伸到大爆炸火球的（更大）尺寸。我们证明了介子驱动的暴胀相并不能自然地消除初始经典张量的不均匀性，除非弦耦合的初始值小于10^（-35）。
Space Time Quantization and the Big Bang
概括了最近的一个宇宙学模型，它推导出正确的宇宙质量、半径和年龄，以及哈勃常数和其他众所周知的明显的巧合关系。它还预测了一个不断膨胀的加速宇宙，这一点已被最新的超新星观测所证实。最后，大爆炸模型恢复作为一个合适的限制情况。
We evaluate the physical viability and logical strength of an array of putative criteria for big bang singularity resolution in quantum cosmology. Based on this analysis, we propose a mutually consistent set of constitutive conditions, which we argue should be taken to jointly define `global' and `local' big bang singularity resolution in this context. Whilst the present article will focus exclusively on evaluating resolution criteria for big bang singularities in the context of finite dimensional models of quantum cosmology, it is also hoped that the core features of our analysis will be exte…
Brane and Hot Big Bang Cosmology
参见hep-ph/0304045
Numerical Study of Inhomogeneous Pre-Big-Bang Inflationary Cosmology
我们数值研究了球对称时空中的非均匀前大爆炸暴胀。我们发现，一个大的初始不均匀性抑制了大爆炸前暴胀的发生。我们还发现，即使前大爆炸暴胀阶段实现，初始的不均匀性是不均匀的。也就是说，在大爆炸前的暴胀中，“头发”（不规则性）不会落下，这与通常的（势能主导的）暴胀形成鲜明对比，在通常的暴胀中，初始的不均匀性和各向异性被阻尼，因此所产生的宇宙对初始条件不太敏感。
Few-grid-point simulations of Big Bang singularity in quantum cosmology
本文通过可精确求解的伪厄米量子模型，将大爆炸时间与Kato例外点参数$t=0$关联，支持点状大爆炸形式，并利用可观测量奇异值分析奇点展开模式的不确定性。
Curing singularities: From the big bang to black holes
奇异时空是爱因斯坦理论的自然预言。最令人难忘的是黑洞的奇异中心和大爆炸。然而，爱因斯坦理论的量子扩展可以支持非奇异时空。宇宙学奇点可以通过介子驱动的暴胀来避免。此外，一个非奇异的黑洞可以在二维空间中构造。
The big bang as a higher-dimensional shock wave
我们给出了描述冲击波运动的五维场方程的精确解和额外的（Kaluza-Klein）坐标。四维时空中的物质是具有良好物理性质的宇宙学。这个解告诉我们，四维大爆炸是一个五维冲击波。
We investigate a particular regularization of big bang singularity, which remains within the domain of 4-dimensional general relativity but allowing for degenerate metrics. We study the geodesics and geodesic congruences in the modified Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker universe. In particular, we calculate the expansion of timelike and null geodesic congruences. Based on these results, we also briefly discuss the cosmological singularity theorems.
Inflationary and Deflationary Branches in Extended Pre--Big Bang Cosmology
在Brans-Dicke引力理论的背景下研究了大爆炸前的宇宙学情景.在宇宙历史的大爆炸前阶段，在参数空间的某个区域，可能会出现一个超暴胀膨胀时期。两个模型被认为是包含一个宇宙学常数在引力和物质部门的理论，分别。经典的前-和后-大爆炸的解决方案，发现这两个模型。曲率奇点的存在禁止了两个分支之间的经典过渡。另一方面，基于隧穿边界条件的量子宇宙学方法导致非零跃迁几率。这种跃迁可以解释为波函数在超小空间中的空间反射。
Harmonic cosmology: How much can we know about a universe before the big bang?
量子引力可能会消除经典时空奇点，从而揭示宇宙在大爆炸之前的样子。在圈量子宇宙学中，一个精确可解的模型是可用的，它允许人们处理精确的动态相干态及其在这样的设置中的演化。这里表明，大爆炸之前的量子涨落一般与大爆炸之后的量子涨落无关。大爆炸前量子涨落的可靠测定需要极其精确的观测。
A 5-dimensional gravity theory, motivated by the brane world picture, with factorisable metric and with Kaluza scalar $G_{55}(r)$, is shown to give rise to a positive contribution to the Raychaudhuri equation. This inhibits the focusing of geodesics and possibly cause non-focusing of the geodesics. This feature is translated into the situation in which the universe has an infinite age and hence no beginning avoiding the big bang singularity.
The Quantum Big Bang in Global Time Theory
全球时间理论（GTT）是广义相对论（GR）的进一步发展. GTT在一般物理概念上与GR有很大不同，但保留了90%的数学结构和主要结果。动力学方程由拉格朗日量导出，引力的哈密顿量不为零。引力的量子理论可以建立在薛定谔方程的基础上，对于其他领域也是如此。大爆炸的量子模型被证明。
We present a simplified dynamic-vacuum-energy model for a time-symmetric Milne-like universe. The big bang singularity in this simplified model, like the one in a previous model, is just a coordinate singularity with finite curvature and energy density. We then calculate the dynamic behavior of scalar metric perturbations and find that these perturbations destabilize the big bang singularity.
The Big Bang in $T^3$ Gowdy Cosmological Models
我们建立了稳态轴对称时空和$T^3$ Gowdy宇宙学模型之间的正式关系，这使我们能够得到几个关于精确宇宙学解的产生及其在初始奇点附近的可能行为的初步结果。特别是，我们认为，它是可能的，以产生一个高迪模型从它的值在奇点，这可以用来构建宇宙学的解决方案，在大爆炸的任何所需的空间行为。
We show how to regularize the big bang singularity in the presence of random perturbations modeled by Brownian motion using stochastic methods. We prove that the physical variables in a contracting universe dominated by a scalar field can be continuously and uniquely extended through the big bang as a function of time to an expanding universe only for a discrete set of values of the equation of state satisfying special co-prime number conditions. This result significantly generalizes a previous result \cite{Xue:2014} that did not model random perturbations. This result implies that the extensi…
Hamilton-Jacobi approach to pre-big bang cosmology and the problem of initial conditions
弦宇宙学的Hamilton-Jacobi方程是用梯度展开法求解的。零阶解取为标准的前大爆炸模型，二阶解取为介子和三度规。它表明，由种子度量的不均匀性产生的校正在奇点附近被抑制，并且向渐近过去增长，但是由非均匀性产生的校正在奇点附近增长，并且在过去被抑制。讨论了初始度规不均匀性对大爆炸前超暴胀的可能影响。
Big Bang, Blowup, and Modular Curves: Algebraic Geometry in Cosmology
我们介绍了宇宙学中与时空“边界”有关的一些代数几何模型：大爆炸，Mixmaster宇宙，彭罗斯的万古之间的交叉。我们建议用点$x$的代数几何（或解析）爆破来模拟大爆炸的运动学。这创建了一个边界，该边界由$x$的切线方向的投影空间组成，并且可能由$x$的光锥组成。我们认为，边界上的时间经历了威克旋转，成为纯粹的想象。宇宙早期历史的Mixmaster（Bianchi IX）模型在这幅图中得到了巧妙的解释，它假设逆威克旋转遵循一条连接虚时间轴和实时间轴的双曲测地线。彭罗斯认为大爆炸是宇宙从膨胀和冷却的“前一个亿万年的结束”到“下一个亿万年的开始”的交叉标志，这一观点被解释为闵可夫斯基空间在无穷远处的自然边界与大爆炸边界的认同。
Inhomogeneous Pre-Big Bang String Cosmology
在弦论中，一个前大爆炸宇宙学的非均匀版本从相当一般的初始条件中出现，只要它们深深地位于弱耦合、低曲率区域内。大尺度的均匀性、平坦性和各向同性是这种演化的晚期结果。
Non-Abelian T-duality in Pre-Big-Bang Cosmology
研究了非阿贝尔T对偶变换对基于弦的宇宙学模型的影响。大爆炸前的情况下的实施进行了调查。我们发现了一个区域的双相，这样的图片是可能的。
Constraints on massive gravity theory from big bang nucleosynthesis
在大爆炸核合成的背景下研究了大质量引力宇宙学。通过利用当前的分数质量的偏差的界限，我们推导出的理论的自由参数的约束。在PAMELA实验的框架下讨论了该模型的宇宙学后果。
Pre-big bang in M-theory
本文讨论了一个由M理论导出的简单宇宙学模型。有三个假设自然地引出了大爆炸前的情形：（a）11维超引力描述了低能世界;（b）非引力场存在于三维膜上;（c）渐近地过去平凡。
A numerical simulation of pre-big bang cosmology
我们分析了在一个非均匀的，球对称的宇宙的大爆炸前的通货膨胀的发病率。在一个平凡的（米尔恩）背景上加上一个小的介子扰动，我们发现合适的空间区域会发生介子驱动的暴胀，并很快变得空间平坦（$Ω\to 1$）。数值计算被推到足够接近大爆炸奇点的地方，以便与以前提出的解析渐近解进行交叉检查。
The Pre-Big Bang Scenario in String Cosmology
我们回顾了超弦宇宙学中所谓的前大爆炸场景的物理动机，现象学后果和开放的问题。
Looking back in time beyond the big bang
弦论（原则上）可以描述所有曲率尺度的引力，并且可以应用于宇宙学，以回顾普朗克时代之后的时间。弦论的对偶对称性暗示了这样一幅宇宙学图景，在这幅图景中，原初的、大爆炸前的阶段的印记仍然可以被现在的观测所接近。然而，这种情形的预测能力依赖于我们将前大爆炸与当前宇宙学状态顺利联系起来的能力。经典的辐射反作用似乎起到了关键的作用，通过各向同性化和转变成一个最终的膨胀任何状态的各向异性收缩可能出现的前大爆炸在弦尺度。
The large-$N$ master field of the Lorentzian IIB matrix model can, in principle, give rise to a particular degenerate metric relevant to a regularized big bang. The length parameter of this degenerate metric is then calculated in terms of the IIB-matrix-model length scale.
Gauge Approach to Gravitation and Regular Big Bang Theory
本文讨论了在引力的规范近似框架下建立的四维物理时空中规则大爆炸的场论方案。在没有量子引力修正的极端条件下，引力排斥效应保证了均匀各向同性宇宙学模型的规则弹跳性。研究了规则暴胀宇宙学模型的最一般性质。如果引力物质的能量密度为正，且满足能量占优条件，则发展理论成立。
Effects of a torsion field on Big Bang nucleosynthesis
在本文中，它是调查扭转，这在大多数量子引力理论中自然产生的，是否有可观察到的大爆炸核合成的影响。扭转可以导致中微子之间的自旋翻转，从而将它们变成无菌中微子。在早期宇宙中，它们可以改变氦的丰度，这受到观测的严格限制。在这里，我计算在多大程度上扭转的弦论类型导致不同意与大爆炸核合成的预测。
A Solution to the Graceful Exit Problem in Pre-Big Bang Cosmology
我们研究弦宇宙学方程的背景下，大爆炸前的场景与所需的标度因子的对偶性与介子的潜力，并给出了一个通用的算法，以获得适当的进化性质的解决方案。这使我们能够找到前大爆炸类型的解决方案与适当的介子的行为是经常在$t=0$，从而解决了优雅的出口问题。然而，为了避免微调的初始数据，一个“异国情调”的状态方程是必要的，涉及到流体的性质，以玻色子场。我们讨论了为什么这样的状态方程应该是需要可靠的duplex行为在晚些时候。
We show that the big bang is a coordinate singularity for a large class of $k = -1$ inflationary FLRW spacetimes which we have dubbed 'Milne-like.' By introducing a new set of coordinates, the big bang appears as a past boundary of the universe where the metric is no longer degenerate -- a result which has already been investigated in the context of vacuum decay [12]. We generalize their results and approach the problem from a more mathematical perspective. Similar to how investigating the geometrical properties of the $r = 2m$ event horizon in Schwarzschild led to a better understanding of bl…
Relic gravitons from the pre-big bang: what we know and what we do not know
我讨论的状态目前的知识可能的背景遗留的引力子留下的早期，前大爆炸宇宙学时代，其存在于我们的宇宙的过去是由弦论的对偶对称性建议。
The R+S^2 theories of gravity, where S^2 denotes the quadratic torsion terms, are analyzed under three cases. In the first two cases, the matter fields are described by two different spin fluids which are not homogeneous and isotropic. In the third case, a homogeneous and isotropic torsion field is used. It is found that under all the three cases, the R+S^2 theories may avert the big-bang singularity of the Robertson--Walker universe, with three corresponding constraints on the parameters.
The Big Bang as a Phase Transition
我们研究了一个五维宇宙学模型，该模型认为宇宙是一个（希格斯型）标量场的不连续性，或者是一个传统的四维相变。
Following up on earlier work on the regularization of the singular Schwarzschild solution, we now apply the same procedure to the singular Friedmann solution. Specifically, we are able to remove the divergences of the big bang singularity, at the price of introducing a 3-dimensional spacetime defect with a vanishing determinant of the metric. This particular regularization also suggests the existence of a "pre-big-bang" phase.
On the stabilization of the Friedmann Big Bang by the shear stresses
该窗口被发现在空间中的自由参数的理论的粘弹性物质的弗里德曼奇异性是稳定的。稳定性是指在存在剪应力的情况下，具有各向同性、齐次和热平衡宇宙学奇点的相对论引力方程的\textit{generic}解存在。
Quantum Fluctuations in Open Pre-Big Bang Cosmology
我们精确地解决了（线性顺序）方程的张量和标量扰动的均匀，各向同性，开放的前大爆炸模型最近讨论的几个作者。我们发现真空涨落的参量放大（即粒子产生）在整个微扰前大爆炸阶段仍然可以忽略不计。
Big bang of the brane universe
研究了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）膜宇宙的大爆炸.与通常的FRW宇宙的类空初始奇点相反，从包含体中传播的引力波的因果关系的观点来看，FRW膜宇宙的初始奇点是类点的。在平坦和开放的FRW膜宇宙模型中也存在零奇性（缝奇性）。
On Penrose's `before the big bang' ideas
本文指出，代数上特殊的具有扭曲光线的爱因斯坦场具有罗杰·彭罗斯最近所研究的共形宇宙的基本性质。
Initial Conditions in Pre-Big Bang
本说明是hep-th/9801073中报告的工作的总结。本文简要讨论了前大爆炸宇宙学中的微调问题。我们使用的平坦性问题作为我们的测试用例，除了精确的数值限制的初始条件，我们突出了前大爆炸和标准的通货膨胀之间的差异。主要的区别是，在大爆炸前，宇宙必须是光滑和平坦的，在一个指数级大的领域已经开始的介子驱动的通货膨胀。
We consider a contracting universe and its transition to expansion through the big bang singularity with a time varying equation of state $w$, where $w$ approaches $1$ as the universe contracts to the big bang. We show that this singularity is non-regularizable. That is, there is no unique extension of the physical quantities after the transition, but rather infinitely many. This is entirely different from the case of $w > 1$ studied in \cite{Xue:2014}, where $w$ approaches a constant value $w_c > 1$ as the universe contracts. In that case a continuous transition through the big bang to yield …
Removing the Big Bang Singularity: The role of the generalized uncertainty principle in quantum gravity
研究了利用广义不确定原理避免大爆炸奇异性的可能性。与此有关，本文研究了服从广义不确定原理的自由粒子系统的统计力学，并证明了系统的熵在无限温度极限下具有有限值。然后，有人认为，负温度和负压力是可能的，在这个系统中。最后，证明了该模型可以消除大爆炸奇异性。
Hot big bang or slow freeze?
我们用一个缓慢冻结的等效图像来面对宇宙起源的大爆炸-一个非常寒冷和缓慢演化的宇宙。在冻结图像中，基本粒子的质量随着宇宙时间而增加，引力常量随着宇宙时间而减小，而牛顿引力保持不变。冻结图和大爆炸图都描述了相同的观测或物理现实。我们提出了一个简单的“交叉模型”没有大爆炸奇点。在无限的过去时空是平坦的。我们的模型与目前的观测结果是兼容的，描述了在膨胀过程中原始密度波动的产生以及目前向暗能量主导的宇宙的过渡。
Decoherence in Pre-Big-Bang Cosmology
我们分析了最简单的前大爆炸模型的量子宇宙学。除了minisuperspace变量，我们还包括非均匀的介子涨落，并确定它们的波函数的半经典背景。该波函数用于计算约化的密度矩阵，并找到退相干损失的判据。它表明，不同的背景之间的相干总是可以通过一个特定的真空选择，虽然一般可以预期的退相干。特别是，我们讨论了这些结果的前大爆炸宇宙学的“退出问题”的影响。
Robertson-Walker spacetimes within a large class are geometrically extended to larger cosmologies that include spacetime points with zero and negative cosmological times. In the extended cosmologies, the big bang is lightlike, and though singular, it inherits some geometric structure from the original spacetime. Spacelike geodesics are continuous across the cosmological time zero submanifold which is parameterized by the radius of Fermi space slices, i.e, by the proper distances along spacelike geodesics from a comoving observer to the big bang. The continuous extension of the metric, and the …
Big Bang as spacetime defect
本文提出用具有零行列式的退化时空度规构造类空3维缺陷，以消除弗里德曼解中的大爆炸曲率奇点，并揭示大爆炸可能存在另一“侧面”，同时简要讨论了相应的缺陷虫洞解。
We present a short introduction to a non-standard cosmological scenario motivated by the duality symmetries of string theory, in which the big bang singularity is replaced with a "big bounce" at high but finite curvature. The bouncing epoch is prepared by a long (possibly infinitely extended) phase of cosmic evolution, starting from an initial state asymptotically approaching the string perturbative vacuum.
Lorentz Invariance Breakdown and Constraints from Big-Bang Nucleosynthesis
在$^4He$原始丰度的框架下，对Colladay和Kostelecklett提出的标准模型扩展进行了评述。利用目前的观测数据导出了洛伦兹破坏系数的上界。
Phenomenological Aspects of the Pre-Big-Bang Scenario in String Cosmology
我回顾了前大爆炸情景的各个方面及其主要的开放问题，重点是由质子所扮演的角色。既然弦子是弦论的一个令人信服的结果，那么对这种情况的检验就是对弦论的直接检验，更一般地说，也是对普朗克尺度物理学的直接检验。
How quantum is the big bang?
当用量子引力来讨论大爆炸奇点时，最重要的问题是真正的量子自由度扮演什么角色，尽管很少有人提到。在这里，完整的有效方程推导出各向同性模型的相互作用标量的所有订单中涉及的扩展。由此产生的耦合项表明，量子涨落对反弹的影响不大。然而，量子关联确实有重要的作用，甚至可以消除反弹。量子引力如何使大爆炸正规化，关键取决于量子态的性质。
In a recent article, we propose a general geometric notion of initial data on big bang singularities. This notion is of interest in its own right. However, it also serves the purpose of giving a unified perspective on many of the results in the literature. In the present article, we give a partial justification of this statement by rephrasing the results concerning Bianchi class A orthogonal stiff solutions and solutions in the $\mathbb{T}^{3}$-Gowdy symmetric vacuum setting in terms of our general geometric notion of initial data on the big bang singularity.
From Big Crunch to Big Bang: A Quantum String Cosmology Perspective
在量子弦宇宙学方法中设想了宇宙收缩到一个大紧缩，然后经历一个过渡到膨胀宇宙的场景。Wheeler-De Witt方程的精确解为一个指数型位势。对于IIB型理论，考虑S-对偶不变的宇宙有效作用量，导出经典解并求解WDW方程。
Can the Type-IIB axion prevent Pre-big Bang inflation?
我们在大爆炸前的背景下研究了一类各向异性的IIB型超弦宇宙学中发生超暴胀行为的可能性，发现这些模型的参数范围很窄。然后，我们表明，虽然在一般情况下，这种行为是通过SL（2，R）旋转的Ramond-Ramond轴子场的引入保持不变，存在一个特殊的一类轴子，其中通货膨胀完全消失。本文简要讨论了渐近过去初始条件，并对前大爆炸理论在引力坍缩中的可能推广作了一些推测。
The Pre-Big Bang cosmology inspired generations of cosmologists in attempts to cure the initial Big Bang singularity using a fundamental length scale as proposed by String Theory. The existence of a phase of collapse/inflation with increasing curvature followed by a cosmic bounce has been proposed as an alternative to standard inflation in the solution of the horizon and curvature problems. However the generation of a nearly scale-invariant spectrum of perturbations is not an automatic prediction of such scenarios. In this paper I review some general statements about the evolution of perturbat…
Simple model of big-crunch/big-bang transition
我们提出了紧化Milne空间中测试粒子的经典和量子动力学。背景时空包括一个紧凑的空间维度，经历收缩到一个点，然后膨胀。量子化在于找到粒子观测量代数的自伴表示。我们的模型提供了对宇宙奇点性质的一些见解。
Big Bang riddles and their revelations
我们描述了宇宙学如何汇聚到一个美丽的宇宙模型：大爆炸宇宙。我们赞扬这个模型，但也指出它有黑暗的一面。这个黑暗的一面通常被称为“宇宙学问题”：大爆炸宇宙可能存在的一系列巧合和微调特征。在回顾了这些“谜语”之后，我们将展示它们是如何作为进入早期宇宙的窗口，揭示宇宙形成时的新物理学和新宇宙学。我们描述了暴胀、大爆炸前和光速变化理论。在本千年结束之际，这些建议分别被视为一种范式、一种尝试性的想法和一种彻头彻尾的猜测。
In Search of the Biggest Bangs since the Big Bang
该研究提出脉冲星计时阵列发现的低频引力波“嗡鸣”与望远镜观测到的大量高红移超大质量黑洞可能相关，有望推动黑洞并合引力波探测，助力解决超大质量黑洞演化谜题并检验广义相对论。
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