Spatially-Flat Robertson-Walker models with combined CDM and stiff matter sources and the corresponding thermodynamics
在本文中，我们考虑了一个空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙模型，燃料与刚性物质和尘埃，处理为非相互作用的理想流体源。通过求解相应的具有非零宇宙学常数的Friedmann方程，我们得到了标度函数和基本宇宙学参数。在热力学方法中，得到了状态方程的一般形式，以及能量密度和压力对温度的显式依赖关系。
2017-04-26 gr-qc
On the initial value problem for the electromagnetic wave equation in Friedmann-Robertson-Walker space-times
本文在Friedmann-Robertson-Walker时空中求解了曲率$K=0$和$K=-1$的无源电磁波方程。推导出球平均形式的解表达式，我们推导并比较了麦克斯韦传播子的两个性质，即衰减率，以及通过空间-时间奇异性的连续性与Abbasi和Craig [1]提出的标量波动方程的连续性。
2019-10-15 gr-qc math-ph math.AP
Thermal Casimir effect for neutrino and electromagnetic fields in closed Friedmann cosmological model
本文计算了爱因斯坦宇宙学模型和封闭弗里德曼宇宙学模型中中微子和电磁场的总内能、总能量密度和总压强以及自由能。所有这些量的卡西米尔贡献是分开的。总内能和自由能的渐近表达式，并为Casimir的贡献，他们被发现在低温和高温的极限情况下。结果表明，在高温下中微子场不具有经典极限。对于电磁场，我们证明了总内能具有经典贡献，Casimir内能在高温下趋于经典极限。相应的Casimir自由能包含相对于温度的线性和对数项。本文还计算了低温下中微子和电磁场的总熵和Casimir熵，结果表明它们与能斯特热定理是一致的。
2011-10-20 gr-qc hep-th
Gravitational waves propagating into Friedmann--Robertson--Walker universes
我们考虑具有两个等距的时空，这两个等距表示具有不同波前的引力波，它们传播到精确的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙中。在所有三种类型的FRW模型中详细分析了可能的波前的几何形状。在空间平坦和开放的宇宙中，波前可以是平面或圆柱形;在封闭的情况下，它们是环形的。精确的解决方案给出描述引力波传播到FRW宇宙与流体的刚性状态方程。它表明，平面波可能包括脉冲或步骤（冲击）组件，而在空间平坦和开放的宇宙中的柱面波和封闭的宇宙中的环面波可能包含步骤。通常，可能存在具有任意有限光滑度的波前。在所有情况下，波都是反向散射的。还简要地提到了这种波的正面碰撞。
1996-10-18 gr-qc
``Natural'' Vacua in Hyperbolic Friedmann-Robertson-Walker Spacetimes
最近的证据表明宇宙是开放的，也就是说，空间双曲线，长期的理论偏好相反，尽管。这使得我们有可能选择一个真空态、福克空间和量子化场的粒子定义，而这需要与后来的普通平坦时空理论保持一致。这样确定的粒子数基态在任何时候都跨越场的物理状态空间。这种结构在这里明确地证明了一个开放的，辐射主导的弗里德曼-罗伯逊-沃克时空中的大质量，最小耦合，线性标量场。
1999-04-30 gr-qc
Assisted inflation in Friedmann-Robertson-Walker and Bianchi spacetimes
我们使用精确的空间平坦的FRW和各向异性的比安奇我宇宙学的一般解表明，一般解耦的标量场合作，使通货膨胀更有可能，而存在的几个相互作用的领域阻碍了现象的发生，根据以前的结果基于特定的幂律解决方案。在比安奇六$_0$时空的情况下，得出了类似的结论，幂律解被证明是吸引子。
2000-06-30 gr-qc
Chaotic Friedmann-Robertson-Walker Cosmology
我们证明了空间封闭的Friedmann-Robertson- Walker宇宙共形耦合到一个真实的、自由的、有质量的标量场的动力学，对于足够大的场振幅，是混沌的。我们这样做是通过证明，这个系统是可积的绝热近似下，但相应的KAM环破裂时，非绝热条款被认为是。这一发现证实了与系统相关的李雅普诺夫指数的数值评估，除其他标准。混沌极大地限制了我们根据大爆炸时的场值来预测大挤压时场值的能力。（数字可应要求提供）
1992-11-23 gr-qc
Gravitational Charged Perfect Fluid Collapse in Friedmann Universe Models
研究了具有宇宙学常数的Friedmann宇宙模型中的引力荷电理想流体坍缩。为此目的，我们假设电磁场是如此微弱，以至于它不会在时空几何中引入任何畸变。从弗里德曼和Reissner-Nordstr $\ddot{o}$ m deSitter时空之间的连接条件得到的结果被用来解决场方程。进一步研究了坍缩系统的奇异性结构和质量效应对视层位形成与奇异性形成时间差的影响。这种分析提供了宇宙审查假说的有效性。研究发现，电场影响视层位的面积和形成时间。
2010-01-29 gr-qc
Probing spatial orientability of Friedmann--Robertson--Walker spatially flat spacetime
时空流形的一个重要的整体拓扑性质是可定向性。人们普遍认为，空间可定向性只能通过围绕宇宙的全球旅行来检验，以检查方向反转的闭合路径。由于这样的全球旅行是不可行的，理论上的论点，结合物理实验的普遍性与当地的时间箭头，CP破坏和CPT不变性，通常提供支持的时间和空间定向时空流形的选择。在不可定向的时空上不存在整体定义的旋量场是可定向性的另一个理论论据。然而，可以想象的是，定向性可以通过局部物理效应来检验。在本文中，我们表明，它是可能的局部访问空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker时空的空间定向性通过量子真空电磁涨落。我们认为，一个假定的非定向性的空间部分的空间平坦的FRW时空可以确定的带电粒子或点电偶极子量子真空电磁涨落下的随机运动的研究。特别是，偶极的随机运动允许识别$3-$空间本身假定的不可定向性。
2022-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
First order QED effects on a spatially flat FLRW spacetime with a Milne-type scale factor
本文讨论了具有Milne型尺度因子的空间平坦$(1+3)$维Friedmann-Lema-Robertson-Walker（FLRW）时空中的量子电动力学（QED），重点研究了一阶微扰下的允许效应的振幅.重新考虑跃迁速率的定义，以获得从光子产生对的概率的适当角行为。
2020-02-15 gr-qc
Friedmann universe with dust and scalar field
本文研究了一个含有无压理想流体（尘埃）和一个具有$V(\fii)=W_0 - V_0\sinh(\sqrt{3/2}κ\fii)$形式的无界自下势的标量场的空间平坦Friedmann模型，其中参数$W_0$和$V_0$是任意的，并且是$κ=\sqrt{8πG_N}=M_p^{-1}$ .这个模型是可积的，所有的精确解都描述了一个不断流逝的宇宙。模型的行为附近的初始和最终的演变点进行了分析。该模型与观测参数一致。我们挑出精确的解决方案与现今的值的加速度参数$q_0=0.5$和暗物质密度参数$Ω_{ρ0}=0.3$描述的时间内的演变近似等于$2H_0^{-1}$。
2004-03-14 gr-qc
Electromagnetic potentials in curved spacetimes
电磁势允许麦克斯韦场的另一种描述，其电和磁分量作为矢量和标量势的梯度出现。我们提供了一个广义相对论分析这些潜力，推导出他们的波动方程在任意黎曼时空包含一个广义不完美流体。在由此产生的波公式中，某些驱动因子显然是由于宿主时空的曲率。本文着重讨论非欧几何的意义，研究具有非零空间曲率的弗里德曼宇宙中矢势的线性演化。我们的研究结果揭示了封闭和开放的弗里德曼模型之间的潜力的演变，仅仅由这些时空的不同的空间几何触发的质的差异。然后，我们考虑引力和电磁辐射之间的相互作用，前者对后者的影响。在此过程中，我们将这两种势的波动公式应用到Minkowski背景中，并研究了第二微扰水平下的Weyl-Maxwell耦合。我们的解决方案适用于远离大质量致密恒星的低密度星际环境，允许通过引力波扭曲对电磁势进行共振放大。
2021-09-23 gr-qc
Generating Electromagnetic Waves from Gravity Waves in Cosmology
在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景上的测试电磁波的例子是从描述在各向同性宇宙中传播的引力波的FLRW时空的显式扰动构造的。产生测试电磁波的一种可能的物理机制被证明是引力波与测试磁场的耦合，证实了Marklund、Dunsby和Brodin的观察结果[Phys.Rev. D 62，101501（R）（2000）]。
2009-05-18 gr-qc
On Quantum Mechanics in Friedmann-Robertson-Walker Universe
结果表明，只有在由平坦柯西超曲面（即，在Bianchi I型时空（空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker时空是它的各向同性版本）中，测地线运动的正则量子化和作为标量场的量子理论的渐近性得到的量子力学导致相同的正则对易关系（CCR）。否则，场论方法导致CCR变形（特别是坐标算符不对易），对应原理在某种意义上被打破。因此，空间平坦的宇宙学在量子理论中具有内在的区别。
2000-11-03 gr-qc hep-th math-ph
On a remarkable electromagnetic field in the Einstein Universe
我们提出了爱因斯坦宇宙中麦克斯韦方程组的一个时间依赖的解决方案，其电场和磁场，所看到的固定的观察者，是对齐的$3$ -球$S^3$的克利福德平行线。闵可夫斯基的时空和（区域）的爱因斯坦圆柱体之间的共形等价，然后利用，以获得一个打结，有限的能量，辐射解决方案的麦克斯韦方程组在平坦的时空。我们还讨论了在扩展的封闭弗里德曼模型中类似的电磁场，并计算了这种配置的物质含量。
2017-05-22 gr-qc
Electromagnetic two-point functions and the Casimir effect in Friedmann-Robertson-Walker cosmologies
我们计算了具有幂律标度因子的（D+1）维空间平坦Friedmann-Robertson-Walker宇宙中电磁场的两点函数，假设场是在Bunch-Davies真空态下制备的.给出了两点函数红外收敛和电磁场Bunch-Davies真空物理可实现的功率范围。应用两点函数研究了单个和两个平行导电板诱导的场平方和能量动量张量的真空期望值。与闵可夫斯基体中导电板的情况不同，在所考虑的问题中，沿平行于板的方向的应力不等于能量密度。我们发现，除了对角分量，真空能量动量张量有一个非零的非对角分量，它描述了沿垂直于板的方向的能量通量。对于单个板，该通量从板引导。本文研究了两板几何中的Casimir力。在小于背景时空的曲率半径的板之间的分离，到领先的顺序，我们恢复在闵可夫斯基时空中的相应结果，在这种情况下，力是吸引力。在较大的分离，曲率对Casimir力的影响是必不可少的减速和加速膨胀的不同的渐近行为。特别是，对于后一种情况，有一个范围的权力的膨胀法，其中的力量成为排斥在大分离板之间。
2013-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The generalized second law in universes with quantum corrected entropy relations
我们应用广义热力学第二定律来区分空间Friedmann-Robertson-Walker宇宙中表观视界熵的量子修正（无论是对数修正还是幂律修正）。我们使用相应的修改后的弗里德曼方程以及克劳修斯关系或能量均分原理来设定进入所述校正的特征参数的值的限制。
2010-06-18 gr-qc
The Problem of Inertia in Friedmann Universes
在本文中，我们研究的惯性在弯曲的时空，特别是空间平坦，开放和封闭的弗里德曼宇宙的起源。这是使用西玛惯性感应定律完成的，该定律基于马赫原理，并表达了电动力学和引力的延迟远场之间的类比。在得到Friedmann模型中加速点电荷电磁场的协变表达式后，采用Sciama定律，通过对宇宙中所有物质的贡献进行积分，得到了加速质量$m$上的惯性力.由此产生的惯性力的形式为$F = -kma$，其中$k < 1 $取决于宇宙学参数的选择，如$Ω_{M}$、$Ω_Λ$和$Ω_{R}$，并且也与红移有关。
2011-04-07 astro-ph.CO gr-qc
Origin of cosmic magnetic fields: Superadiabatically amplified modes in open Friedmann universes
开放弗里德曼宇宙中的宇宙学磁场可以在常规电磁学的范围内经历超绝热放大。这在数学上是可能的，尽管麦克斯韦方程组具有共形不变性，因为具有非欧空间几何的弗里德曼时空并不全局共形于闵可夫斯基空间。从物理上讲，这意味着即使是今天稍微开放的宇宙也可以维持比以前预期的更强的大规模磁场。在这篇文章中，我们将更详细地研究这种纯粹的几何放大机制，重点关注双曲空间几何的暴涨弗里德曼模型中电磁模式的早期演化。这也使我们能够改进早期的数值估计，并提供剩余的，超磁放大的磁场的电流谱。
2012-07-26 astro-ph.CO gr-qc
Homotopy Perturbation Method for Solving a Spatially Flat FRW Cosmological Model
本文用同伦微扰方法研究了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空中的一个均匀宇宙模型。首先，我们简要回顾了宇宙学模型的主要方程和HPM的基本思想。其次，我们考虑了在模型的精确解已知的情况下的测试例子，为了在宇宙学中认可HPM，并给出了用这种方法求解的主要步骤。最后，我们得到了空间平坦的充满尘埃和精华的FRW宇宙模型在无法找到精确解的情况下的解，并与相应的数值解进行了比较，结果表明我们的解具有很高的精度.
2013-09-22 gr-qc
Classes of non-minimally coupled scalar fields in spatially curved FRW spacetimes
在这项工作中，我们进行了广泛的一类非最小耦合实标量场的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空框架的动力学分析。我们的研究的第一部分涉及一个未指定的正势在空间弯曲的FRW时空的动力学，为此我们定义了一组新的无量纲变量和一个新的演化参数。在这个一般设置的框架中，我们已经认识到系统的几个一般特征，如对称性，不变子集和临界点，并提供它们的宇宙学解释。我们工作的第二部分重点关注跟踪器参数恒定的平坦FRW情况，即我们检查特定类别的势。在动态分析这些情况后，我们讨论了它们的物理解释。
2019-05-21 gr-qc
A new duality relating density perturbations in expanding and contracting Friedmann cosmologies
对于具有标量场$ϕ(x)$、势场$V(ϕ)$和常数状态方程$w=p/ρ$的四维空间平坦Friedmann-Robertson-Walker宇宙，我们证明了由$ε=3(1+w)/2$表征的膨胀解与由$\hatε=1/ε$表征的收缩解产生相同的标量扰动.相同的对称性适用于主导和次主导标量扰动模式。如果我们定义了$ε\equiv [(2d-5)+(d-1)w]/(d-2)$，这个结果就允许一个简单的物理解释，并推广到$d$时空维。
2004-03-02 astro-ph gr-qc hep-th
Stress-Energy Tensor of the Quantized Massive Fields in Friedman-Robertson-Walker Spacetimes
构造了空间平坦Friedman-Robertson-Walker宇宙中量子化质量标量场、旋量场和矢量场的近似应力-能量张量。结果表明，对于任意曲率耦合的标量场，在Schwinger-DeWitt方法框架内计算的应力-能量张量$ξ,$与绝热真空中构造的类似张量是一致的.同样，自旋为1/2和1的场的Schwinger-DeWitt应力-能量张量与用Zeldovich-Starobinsky方法计算的类似结果一致。由此获得的应力-能量张量随后用于反反应问题。结果表明，对于宇宙学常数为零且源项只包含量子部分的纯半经典爱因斯坦场方程，不存在由旋量场和矢量场驱动的自洽指数解.如果耦合常数属于区间$ξ\gtrsim 0.1.$，标量场也会发生类似的情况。对于正的宇宙学常数，除了最小耦合的标量场外，所有考虑类型的大质量场的膨胀都减慢。微扰方法的问题进行了简要讨论，并指出可能的概括的应力-能量张量。
2013-11-17 gr-qc
General solutions for flat Friedmann universe filled by perfect fluid and scalar field with exponential potential
我们研究了空间平坦的Friedmann模型的积分，该模型包含具有任意符号的指数势$V(ϕ)\sim\exp[-\sqrt{6}σκϕ]$，$κ=\sqrt{8πG_N}$的最小耦合标量场$ϕ$和具有正压状态方程$p=(1-h)ρ$的理想流体。从数学上看，该模型是一个2自由度的拟欧Toda型系统。我们应用我们以前的论文中开发的方法，基于闵可夫斯基几何2特征向量依赖于参数$σ$和$h$。在一般情况下，问题归结为一个二阶常微分方程的可积性，称为广义Emden-Fowler方程，这是研究离散群方法。我们给出了参数满足下列关系的4类通解：{\bf A}。$σ$是任意的，$h=0$;{\bf B}。$σ=1-h/2$，$0<h<2$;{\bf C1}. $σ=1-h/4$，$0<h\leq 2$;{\bf C2}。$σ=|1-h|$，$0<h\leq 2$，$h\neq 1,4/3$。我们讨论了精确解在初始奇点附近和演化的最后阶段的性质。
2002-12-26 gr-qc
Spatially covariant gravity: Perturbative analysis and field transformations
我们在一大类度量理论尊重空间对称性的自由度的数量进行微扰分析，其中拉格朗日包括动力学项的空间度量和失效函数。我们发现，只要动力学项是退化的，理论传播一个单一的标量模式的线性顺序在周围的弗里德曼-罗伯逊-沃克背景扰动。然而，一个不需要的模式将再次出现病理，无论是在非线性顺序周围的弗里德曼-罗伯逊-沃克背景，或在线性顺序周围的非均匀背景。在这两种情况下，事实证明，为了删除不需要的模式，必须施加一致性条件。这种微扰的方法提供了一种替代的，也是互补的观点，在哈密顿分析得出的条件。我们还讨论了领域的重新定义下，理论之间的关系，没有时间导数的流逝函数。
2019-05-10 gr-qc hep-th
A Lemaitre-Tolman-Friedmann Universe without Dark Energy
我们建立了一个简单的宇宙学模型，通过一个抛物Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）度规的红移$z\simeq 0.4$，双曲Friedmann度规的$z\sim 0.4$的规模，其中观察到调暗星系（$z\sim 1.4$）和散装空间平坦度规的最后散射表面。在威尔特希尔之后，考虑到抛物型LTB时空中心的观测者相对于双曲型弗里德曼度规中心的观测者的时钟速率不同，假设所有的正则性条件都被施加，并且LTB和双曲型弗里德曼度规的过去零部分都被识别出来，那么位于LTB中心的观测者会感知到一个“表观”负减速参数。结果，一阶哈勃定律出现在低红移。参数$K$产生驱动由中央LTB观察者感知的减速参数。最后，我们得到的减速参数的负值是兼容的，在我们目前的时代所观察到的能量密度。
2009-07-03 astro-ph.CO gr-qc
Inflation and Acceleration of the Universe by Nonlinear Magnetic Monopole Fields
尽管在现象学上取得了令人印象深刻的成就，但如果不了解大爆炸奇点发生了什么，宇宙学模型是不完整的。麦克斯韦电动力学作为经典爱因斯坦场方程的一个来源，导出了奇异各向同性的弗里德曼解。在Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空的背景下，我们表明，奇异行为不会发生一类强场电磁理论的非线性推广。提出了一个新的数学模型，利用非线性磁场得到了FRW解的解析非奇异延拓。
2017-02-16 gr-qc
Atoms and Forces of Interaction Between Elementary Particles in the Expanding Universe
本文将早先发展的构造Dirac粒子与一般引力场相互作用的自共轭哈密顿量的算法推广到电磁场的情形。该哈密顿量适用于当引力场描述空间平坦的Friedmann模型时的情况，并且电磁场是扩展到该模型的情况的库仑势。在宇宙空间平坦膨胀的条件下，对原子系统和相互作用的电磁力的分析表明，原子能级系统不随宇宙时间而变化。在空间平坦的弗里德曼模型中，原子的谱线在宇宙学时间的不同点上是相同的。在这种情况下，红移完全由在膨胀的宇宙中运动的光子波长的增长决定。同时，基本粒子之间的相互作用力会随着宇宙的膨胀而改变。
2011-11-04 gr-qc hep-th
Resolution of challenging problems in quantum cosmology with electromagnetic radiation
研究了以电磁辐射为物质的封闭的空间均匀各向同性的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）超小空间模型的量子宇宙学.利用Riemann zeta函数正则化方法求解相应的Wheeler-DeWitt方程。我们证明了电磁场的正则化真空能量可以克服因子排序、边界条件和奇异性问题。
2022-07-02 gr-qc hep-th quant-ph
Cosmic Electromagnetic Fields due to Perturbations in the Gravitational Field
利用非线性规范不变微扰理论研究了几乎Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空中暴胀产生的种子磁场与密度和引力波微扰的相互作用.我们比较了这种耦合的影响下的假设的导电性差，无限的导电性和电场的情况下，通过耦合的速度扰动的种子场在理想的磁流体动力学（MHD）制度的来源，从而推广，改进和纠正以前的结果。我们解决我们的方程长波长的限制和数值积分所得的方程，以产生功率谱的电磁场变量，显示模式跨越地平线。我们发现，旋转的电场占主导地位的功率谱在小尺度上，与以前的论点。
2012-10-21 gr-qc
Black hole formation in the Friedmann universe: Formulation and computation in numerical relativity
我们研究弗里德曼宇宙中黑洞的形成。在常平均曲率时间切片条件下，给出了爱因斯坦方程的一种形式。我们的方法不仅给出了超视界尺度上非线性密度和度规涨落的微扰方程的解析解，而且还允许我们在密度涨落的尺度完全在哈勃视界尺度内之后，对黑洞的形成进行数值相对论模拟.我们进行了数值模拟的球对称黑洞形成的辐射占主导地位，空间平坦的背景宇宙的一个现实的初始条件提供的解析解。发现初始度规扰动必须是非线性的（在$t=0$处的3D共形因子$ψ_0$的最大值应大于$\sim 1.4$），但黑洞形成的阈值振幅和最终黑洞质量在很大程度上取决于初始密度（或度量）扰动的轮廓：形成黑洞的$t=0$的$ψ_0$的阈值对于由低密度区域包围的高密度峰比对于由平均值包围的高密度峰小平坦宇宙的密度区域。这表明，在研究太初黑洞形成时，有必要考虑密度涨落的空间相关性。
1999-05-18 gr-qc
Electromagnetic fields in curved spacetimes
我们考虑了弯曲时空中电磁场的演化，并计算了相关电磁分量的精确波动方程。我们的分析是完全协变的，适用于一般的时空，并隔离了所有影响这些波传播的源。除其他外，我们明确地显示了如何不同的部分的引力场作为驱动源的电磁扰动。当应用到扰动FRW宇宙学，我们的结果认为，超绝热型放大的大尺度宇宙磁场弗里德曼模型与开放的空间曲率。
2005-01-06 astro-ph gr-qc
Influence of electromagnetic fields on the evolution of initially homogeneous and isotropic universe
这里给出的简单精确解描述了在初始奇点附近空间几何是渐近均匀和各向同性的宇宙，但其演化受原始磁场的影响。在所有这些“变形的”弗里德曼模型（空间平坦、开放或封闭）中，初始磁场集中在某个对称轴附近，它们的线是圆--方位角坐标$φ$的线。由于宇宙膨胀，磁场的时间依赖性（根据法拉第定律）导致无源电场的出现。与弗里德曼模型相比，宇宙膨胀在穿过磁场的空间方向上加速，而在沿着磁力线的方向上减速。因此，在平坦和开放的模型中，在流体共动坐标系中，$φ$的长度--半径足够大或足够晚的$φ$的长度--对于$t\to\infty$来说会减小并消失。这意味着，在平坦和开放的模型中，我们在离轴很远的地方，即离我们解中电磁场集中的区域，有一个时空的部分动力学封闭。为了得到简单的精确解的爱因斯坦-麦克斯韦和完美的流体方程，我们假设完美的流体（支持各向同性和均匀的“背景”弗里德曼几何），而异国情调，刚性物质状态方程$\varepsilon=p$。然而，似乎有理由期待，在具有更现实的物质状态方程的宇宙中，几何和强电磁场的相互动力学可能会发生类似的效应。
2013-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Electromagnetic Waves in Cosmological Space-Time II. Luminosity Distance
本文在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克时空中推导膨胀时空电磁波显式解，揭示标准光度距离公式的潜在修正，通过Ia型超新星数据估计其对宇宙学参数的影响，提出无宇宙学常数但含硬/超硬物质的替代宇宙模型且能拟合数据。
2025-02-17 gr-qc
Propagators of the Dirac fermions on spatially flat FLRW spacetimes
在动量表象下，发展了空间平坦$(1+3)$维Friedmann-Lema\^ itre-Robertson-Walker（FLRW）时空中自由Dirac费米子的一般形式.的基本旋量满足的电荷共轭和归一化条件的模式扩展用于推导的反换向器矩阵函数的结构，隐含的延迟，先进的，和费曼费米子传播。主要结果是我们最近在de Sitter情形下提出的新型积分表示可以应用于任何空间平坦FLRW几何中的狄拉克费米子。此外，左手无质量费米子的狄拉克方程可以解析求解，找到一般的旋量解，并导出中微子传播子的积分表示。结果表明，在闵可夫斯基平坦时空中，我们的新积分表示就像费米子传播子的通常傅里叶表示一样，只需要改变一个变量。的形式的费曼传播的大质量费米子在一个空间平坦的FLRW时空与米尔恩型的标度因子也概述。
2019-06-07 gr-qc
The evolution of a spatially homogeneous and isotropic universe filled with a collisionless gas
我们回顾了一个空间均匀和各向同性的宇宙描述的Friedmann-Robertson-Walker时空充满了碰撞，中性，简单，大量的气体的演变。气体被描述为一个粒子的分布函数，满足刘维尔方程，并假定是均匀的和各向同性的。利用时空的等距性，我们精确地定义了分布函数的均匀性和各向同性性，并在此基础上给出了这类分布函数的最一般族的简明推导.对于这个家庭，我们构造的粒子流密度和应力能量张量，并考虑耦合的爱因斯坦-刘维方程组。我们发现，只要分布函数是无碰撞的，均匀的和各向同性的，Friedmann-Robertson-Walker宇宙的演化表现出一个奇异的起源。它的未来发展取决于空间截面的曲率：空间平坦或双曲面宇宙永远膨胀，这种膨胀稀释了气体的能量密度和压力，而具有紧凑球形截面的宇宙达到最大膨胀，之后它反转其运动，并最终坍缩到最终的紧缩奇点，在那里能量密度和各向同性压力发散。最后，我们分析了当包含一个宇宙学常数时，充满无碰撞气体的宇宙的演化。
2014-06-14 cond-mat.stat-mech gr-qc
Quantum field corrections to the equation of state of freely streaming matter in the Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker space-time
本文在 FLRW 时空中用量子统计力学计算标量场退耦后的能量密度和压强，发现其结果包含对经典自由流动解的量子修正，且该修正在长时间后仍可能不可忽略。
2023-07-28 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Non-Radial Free Geodesics. I. In Spatially Flat FLRW Spacetime
本文分析研究了空间平坦FLRW时空中的非径向自由测地线，利用对称性推导运动常数，提出三种表征方法，并探讨了ΛCDM模型及粒子扫过的总角度。
2024-02-09 gr-qc
The Null and Force-Free Electromagnetic Field
本文用完全几何的方法描述了零场和无力场的电动力学。正如以前在\cite{Menon_FF20}中所建立的，无力电动力学的解是由某些特殊类型的时空叶理的存在所支配的。在这里的性质的叶理在一个坐标自由形式主义在零的情况下规定。所有的一般性结果都通过在Friedmann-Lemaitre-Robertson- Walker（FLRW）时空中构造一个零的、无力的电动力学场来说明。
2020-08-17 gr-qc math-ph math.MP
CBR Temperature Fluctuations Induced by Gravitational Waves in a Spatially-Closed Inflationary Universe
原初引力波是在指数膨胀（暴胀）宇宙的德西特阶段由于量子零点真空涨落而产生的。这些波产生宇宙背景辐射（CBR）温度的波动。在空间封闭的Friedman-Robertson-Walker（FRW）宇宙学模型中，我们计算了这些温度涨落的关联函数的多极矩。结果进行了比较，在空间平坦的情况下，相应的多极。除非今天的密度参数$Ω_0$大于2，否则差异很小。（参见Physical Review D）。
1994-10-07 astro-ph gr-qc hep-th
Correspondence between dark energy quantum cosmology and Maxwell equations
一个含有暗能量的弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙学可以用一个精粹场来模拟。这个系统相当于一个在二维共形时空中运动的相对论性粒子。当在一个具有宇宙学常数的宇宙中，这种精髓表现为一个自由的无质量标量场时，该理论的量子化版本可以导致超对称的马约拉纳量子宇宙学。本文的目的是证明这种量子宇宙学模型对应于电磁波在具有特定相对介电常数和相对磁导率的介质中传播的麦克斯韦方程组。这些介质参数的形式进行了计算，这意味着马约拉纳量子宇宙学可以在模拟电磁系统中进行研究。
2019-08-24 gr-qc
Birefringent light propagation on anisotropic cosmological backgrounds
研究了各向异性Bianchi I宇宙时空背景下麦克斯韦方程组的精确电磁波解。在Bianchi I时空演化的波表现出双折射（与线性偏振相关）和色散。研究了真空主导的各向异性宇宙的特殊情况，它再现了Friedmann-Robertson-Walker宇宙（晚期），而早期它与Kasner宇宙相匹配。电磁波一般不遵循零测地线。这产生了宇宙学红移的修正，它现在依赖于光的偏振和色散及其非零测地线行为。这里提出的新结果可能有助于解决与“地平线”问题有关的一些问题。
2017-07-27 gr-qc
Quintom potentials from quantum cosmology using the FRW cosmological model
我们在空间平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙框架下，利用类似Bohm的振幅实相位方法，构造了暴胀时期暗能量模型的五重势.我们找到了一些势函数，在这些势函数下，宇宙的波函数可以被解析地找到，并且我们得到了暴胀时代的经典轨迹。
2013-05-07 gr-qc
Applications of canonical quantum gravity to cosmology
我们将量子引力理论应用于空间无界的Friedmann宇宙，并试图回答一些与暗能量、暗物质、暴胀和反物质缺失有关的问题。
2019-08-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Einstein energy associated with the Friedmann -Robertson -Walker metric
遵循爱因斯坦对拉格朗日密度和引力场能量密度的定义（Einstein，A.，Ann. Phys. Lpz.，49，806（1916）; Einstein，A.，物理Z.，19，115（1918）; Pauli，W.，{ \it相对论}，B. I. Publications，Mumbai，1963，Trans. by G.场），托尔曼推导出任意系统的总物质加引力场能量（$P_0$）的一般公式（托尔曼，R.C.，物理修订版，35（8），875（1930）; Tolman，R.C.，{ \it Relativity，Thermodynamics & Cosmology}，Clarendon Press，Oxford，1962））; Xulu，S.S.，arXiv：hep-th/0308070（2003））。对于一个静态孤立系，在准笛卡尔坐标系中，这个公式导致了众所周知的结果$P_0 = \int \sqrt{-g} (T_0^0 - T_1^1 -T_2^2 -T_3^3) ~d^3 x$，其中$g$是度规张量的行列式，而$T^a_b$是{ \em物质}的能量动量张量。虽然在文献中，这被称为“托尔曼质量”，但必须认识到，这本质上是“爱因斯坦质量”，因为这里的伪张量是由于爱因斯坦。事实上，Landau-Lifshitz在根本不使用任何伪张量的情况下获得了静态孤立系的“惯性质量“的相同表达式，…
2009-11-16 gr-qc
Cosmological Electromagnetic Fields due to Gravitational Wave Perturbations
我们使用埃利斯和布鲁尼的协变和规范不变方法来考虑几乎弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙中电磁场的动力学。针对仅由张量扰动产生的背景模型偏差的情况，我们证明了引力波与弱磁测试场的耦合可以产生电磁波。我们表明，这种耦合导致一个初始脉冲的电磁波的宽度和幅度是由磁场和引力波的波长。一些宇宙学的影响进行了讨论，特别是我们计算的上限，这种效果的大小使用限制的四极各向异性的宇宙微波背景。
2000-08-10 astro-ph gr-qc
Cosmological electromagnetic hopfions
本文证明平坦时空零电磁场纽结解也是宇宙学电磁场的零场纽结解，通过引入FLRW尺度因子进行时间替换并改写场解，发现电磁Hopfion在宇宙学场景中色散更快。
2024-03-22 gr-qc math-ph math.MP
Mode Spectrum of the Electromagnetic Field in Open Universe Models
我们研究的模式功能的电磁场的球对称的背景下，特别注意的子类，它允许开放的弗里德曼-勒梅特（FL）时空的叶理。众所周知，在开放FL背景下的某些标量场理论中，可能存在所谓的超曲率模式，它们的存在依赖于理论的参数。看看特定的开放宇宙模型，如开放膨胀和米尔恩宇宙，我们发现在电磁场的频谱中不存在超曲率模式。这排除了在这些模型中宇宙学磁场超绝热演化的可能性，而不依赖于新的物理学或打破电磁学的共形不变性。
2012-05-03 astro-ph.CO gr-qc
Solving the Hamilton-Jacobi equation for gravitationally interacting electromagnetic and scalar fields
Parry、Salopek和Stewart最近发展了生成泛函的空间梯度展开，用于求解引力相互作用尘埃场和标量场的Einstein-Hamilton-Jacobi理论中的Hamilton约束。这种展开在这里被用来推导一个序的解决方案的引力相互作用的电磁场和标量场的哈密顿约束。一个保角变换和功能的积分被用来获得生成功能的四阶空间梯度。给出了具有标量场的平坦Friedmann-Robertson-Walker宇宙学在空间梯度中的二阶扰动。这种形式主义的应用表现在指数潜力的具体例子。
1997-09-27 gr-qc hep-th
Nonsingular Dilaton Cosmology
我们研究空间均匀的和各向同性的解决方案，从引力场导出的运动方程，在引力作用中的高阶导数项的特殊组合的存在下。所有的解都是非奇异的。对于类似于前大爆炸场景的初始条件，存在对应于一个空间平坦的、弹跳的宇宙的解，该宇宙起源于一个介子主导的收缩相，并以一个膨胀的弗里德曼宇宙出现。
1998-07-15 astro-ph gr-qc hep-th
Explicit Cosmological Coarse Graining via Spatial Averaging
目前宇宙的物质密度，虽然在小尺度上高度不均匀，但在大尺度上显示近似均匀。我们建议，虽然使用Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）线元是合理的，（它描述了一个完全均匀和各向同性的宇宙）作为一个模板来构建光度距离，以便将观测与理论进行比较，在这样一个构建中尺度因子的演变必须不受FLRW度量的标准爱因斯坦方程的支配，而是由Buchert [7，8]在宇宙学中空间平均的背景下导出的修改后的Friedmann方程。此外，我们认为，这个比例因子，定义在空间平均宇宙学，将对应于有效FLRW度量提供的平均域的大小与宇宙学的均匀性出现的规模相吻合。原则上，这允许我们以标准的方式，例如通过计算光度距离与红移的关系，将空间平均宇宙学的预测与观测进行比较。空间平均宇宙学的预言一般会与标准FLRW宇宙学不同，因为尺度因子现在服从修改后的FLRW方程。通过与观测结果进行比较，这可以帮助确定宇宙学的不均匀性是否是观测到的宇宙加速的另一种解释。
2007-09-10 astro-ph gr-qc
On the magnetic evolution in Friedmann universes and the question of cosmic magnetogenesis
我们分析了原始磁场在空间平坦的弗里德曼宇宙的演变，并重新考虑的信念，通货膨胀后，这些领域的衰减在所有尺度上。在不放弃经典电磁学或标准宇宙学的前提下，我们证明了对于超视界大小的磁场，情况未必如此。这背后的原因是因果关系，它将后暴胀过程中的电流形成、电场消除和磁通冻结限制在视界内。因此，绝热磁衰变在超哈勃尺度上并不是先验保证的。相反，在暴胀之后，大尺度磁场服从幂律解，其中一种模式以比绝热模式慢的速率下降。这种缓慢衰减的模式是否能够主导和支配暴胀后的磁场演化取决于初始条件。这些是由膨胀期间场的演化以及从德西特阶段到再加热时代，然后到随后的辐射和尘埃时代的过渡性质决定的。我们讨论了两种替代和互补的方案，以说明宇宙磁场的初始条件的作用和影响。我们的主要主张是，磁场在暴胀后可以被超光速放大，只要它们保持在视界之外。这意味着暴胀产生的场可以达到与天体物理学相关的剩余强度，而不会脱离标准物理学。此外，使用相同的因果关系论点，人们可以限制（或在某些情况下帮助）原始磁场的非传统场景，这些场景在膨胀期间放大了它们的场。最后，我们表明，我们的结果自然延伸到边缘开放和边缘封闭的弗里德曼宇宙。
2016-12-21 astro-ph.CO gr-qc
Force-free Electromagnetic Configurations in FLRW Geometry
本文利用几何方法在FLRW度规背景下系统构造多种无力电磁解，方法可推广至任意电中性时空，为研究宇宙学无力场提供通用工具。
2024-03-15 gr-qc math-ph math.MP
Curvature from strong gravitational lensing: a spatially closed Universe or systematics?
对空间曲率的模型无关约束不仅与宇宙演化和暗能量性质等重要问题密切相关，而且还提供了对哥白尼基本原理有效性的检验。本文利用Friedmann-Lemattre-Robertson-Walker度规中的距离和规则，对最近的Ia型超新星和强引力透镜（SGL）观测中的空间曲率进行了与模型无关的测量.我们发现，一个空间封闭的宇宙是首选。此外，通过考虑不同类型的速度色散和子样本，我们研究了可能影响SGL观测的空间曲率的模型无关估计的可能因素。这表明，从不同的调查的观测数据的组合可能会导致一个系统的偏差和空间平坦的宇宙和SGL观测之间的紧张关系得到缓解时，仅从斯隆透镜ACS调查的子样本被使用或更复杂的处理被认为是透镜的密度轮廓。
2018-01-24 astro-ph.CO gr-qc
