Local observer effect on the cosmological soft theorem
软极限中原始扰动的非高斯性提供了暴胀过程中光自由度的重要信息。曲率扰动的软模式对于局部观察者是不可观察的,其作用相当于重新调整空间坐标。我们确定如何在崩溃的极限三谱移动的重新缩放由于软模式。我们发现$f_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$参数之间的不等式的形式不受重新缩放的影响,表明作为光自由度的指示器的不等式的作用保持不变。我们还评论了局部观测者对超慢卷暴胀的相容性关系的影响。
2021-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black-hole evaporation for cosmological observers
研究了德西特环境中黑洞蒸发,揭示了宇宙观测者对蒸发时间尺度的影响及与稳态模型的差异。
2025-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Encoding beyond cosmological horizons in de Sitter JT gravity
黑洞事件视界和宇宙学的事件视界有许多共同的性质,这使得我们很自然地要问,我们最近在理解黑洞方面的进展是否可以推广到宇宙学。为此,我们讨论了一个悖论,如果观察者可以访问什么是超越他们的宇宙视界以同样的方式,他们可以访问什么是超越黑洞视界。特别是,具有不同视界的不同观测者可能会对时空的同一部分进行编码,这违反了量子力学的不可克隆定理。这个悖论恰恰是由于宇宙视界与黑洞视界最大的不同--宇宙视界与引力的依赖性--尽管我们将论证引力路径积分在受控的例子中避免了这个悖论。
2022-09-26 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
Testing homogeneity with galaxy number counts : light-cone metric and general low-redshift expansion for a central observer in a matter dominated isotropic universe without cosmological constant
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。为了检验这一假设,我们计算了红移球壳质量的五阶解析公式。使用相同的分析方法,我们通过引入规范不变量$G(z)$来写出光锥中的度规,它与光度距离$D_L(z)$一起完全确定了LTB模型的光锥几何。
2009-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Direction and redshift drifts for general observers and their applications in cosmology
高精度的天体测量可以实时测量天体物理观测量的时间漂移,从而为探索不同的宇宙学模型提供了新的途径。本文给出了一般观测者对红移和方向漂移的一般推导。然后将其应用于Friedmann-Lemaitre时空的标准宇宙学框架,包括宇宙学扰动中的所有一阶效应,以及Bianchi I族空间各向异性宇宙模型中的所有一阶效应。它表明,对于一个一般的观察者,方向漂移分裂成视差和像差漂移和这两个组件的数量级估计提供。多极分解的红移和像差漂移也推导出,并表明,观察者的特有的速度只作为一个偶极子,而各向异性剪切贡献作为一个四极。
2018-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological networks
网络通常代表在传统物理学领域没有很长研究历史的系统,尽管有一些值得注意的例外,如能量景观和量子引力。在这里,我们考虑宇宙学中自然产生的网络。这些网络中的节点是均匀分布在一个扩展的开放FLRW宇宙中的静止观察者,具有任何比例因子,如果一个观察者可以因果地影响另一个,则两个观察者是连接的。我们表明,这些网络是增长的洛伦兹不变图与幂律分布的节点度。这些网络编码了给定观察者可用的关于可观察宇宙的最大信息。
2014-10-20 astro-ph.CO gr-qc physics.soc-ph
An intrinsic cosmological observer
本文以慢滚暴胀为例,说明观测者自由度可从量子场内禀构造,并将引力代数表示为交叉积,从而揭示其与模流规范化及II型代数构造的普遍联系。
2025-04-10 gr-qc hep-th
Chaos and the Emergence of the Cosmological Horizon
本文在全局德西特宇宙中构造了微分不变可观测量的代数,发现有限质量观测者的代数因轨迹不确定性而不对易,且其非时序关联函数的李雅普诺夫指数超出了德西特混沌界限两倍,最后探讨了宇宙学视界在大质量极限下的涌现。
2024-11-12 gr-qc hep-th
Limitations of anthropic predictions for the cosmological constant $Λ$: Cosmic Heat Death of Anthropic Observers
本文研究了真空能$Λ$的人择界。我们首先考虑宇宙观测者存在于任何随机时间(包括未来)的恒定$Λ$的可能性,并考虑到抑制新的结构形成的宇宙接近其永恒的DeSitter(DS)几何。在$Λ$ -支配时代之前坍缩的结构将在有限(短)共形时间$τ_{\ast}$内失去与我们的哈勃体积的因果联系。在我们的哈勃体积内的任何残余物在宇宙成为DS之后都会经历宇宙学热寂。在德西特视界所限定的体积内通过随机测量找到观测者的概率是$P \simeq 0$,它是由于温度$T_{DS} \simeq Λ^{-1/2}$和熵$S = 3/(GΛ)$的有限和恒定值而导致的永恒DS空间的信息损失问题的简单结果。相比之下,对于具有$Λ= 0$的几何,结构可以凝聚,熵产生可以在任何时期无限制地继续。因此,在$Λ= 0$几何中找到观测者的概率比在DS空间中要高得多。因此,人择推理无法解释我们宇宙中观测到的小但非零的真空能量。我们还解决的情况下,观察者只考虑在一个特别选择的时间-像现在的时代-但放宽允许值的开始密度波动,因此红移的星系形成。在后一种情况下,$Λ$上的边界可能比以前的估计值和观察值大数百万倍。因此,我们得出结论,人择推理具有有限的预测能力。
2008-10-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Karlhede's invariant and the black hole firewall proposal
卡尔海德不变量是由黎曼张量的协变导数的压缩形成的。它是一个坐标不变量,在史瓦西事件视界$r=2m$处消失。不变量的消失允许观察者构造一个局部测量装置,并在落入黑洞时用它来探测事件视界。最近的提议假设在事件视界存在一个“防火墙”,它可能会烧毁一个坠落的观察者。如果一个自由下落的观察者在视界附近没有发现任何特别的东西,那么这些建议就面临着一个明显的悖论。卡尔海德不变量的行为提出了这样一种可能性,即事件视界是一个真实的物理膜,具有可测量的性质,可以被自由下落的观察者检测到。
2014-04-08 gr-qc hep-th
$Λ^{mu}_ν$ geometries from the point of view of different observers
$Λ^μ_ν$ -几何学是一种几何学,它具有一个由二阶对称张量$Λ^μ_ν$描述的可变宇宙学项,其渐近是原点处的爱因斯坦宇宙学项$Λδ^μ_ν$和无穷远处的$λδ^μ_ν$(使用$λ< Λ$)。它对应于爱因斯坦宇宙学项$Λδ^μ_ν$的代数结构的扩展,以这种方式,标量$Λ$描述真空能量密度为$ρ_{vac}=8πG Λ$(由于Bianchi恒等式,$ρ_{vac}$ =const),变得与适当的应力-能量张量$T^μ_ν=8πGΛ^μ_ν$的适当分量$Λ^0_0$显式相关,其真空性质遵循其对称性$T_0^0=T_1^1$,其可变性来自收缩的比安奇恒等式。在球对称的情况下存在这样的几何结构的框架GR如下强加爱因斯坦方程的要求有限的ADM质量$m$,和规律性的密度和压力。根据参数$m$和$q=\sqrt{Λ/λ}$,$Λ^μ_ν$几何描述了五种类型的配置。我们在这里总结的结果,告诉我们如何从不同的观察者的角度来看,这些配置看起来:一个静态的观察者,一个Lemaitre共同移动的观察者,和Kantowski-Sachs观察者。
2003-10-06 gr-qc
Shadow of Kottler black hole in the presence of plasma for a co-moving observer
考虑了具有正宇宙学常数$Λ$的(3+1)维球对称黑洞度规.我们使用\cite{1}中提出的一般方法来变换同向移动坐标中的度量。然后,对于一个一般的度量,我们已经评估了角阴影的大小在没有和存在的等离子体。通过使用像差关系,我们然后找到相应的阴影半径,作为一个共同运动的观察者所看到的史瓦西德西特或科特勒时空。详细观测了宇宙学常数$Λ$和等离子体参数$k$对黑洞阴影角尺寸的影响。最后,利用观测到的M87 $^*$和Sgr A $^*$黑洞的角尺寸,用宇宙学常数$Λ$(或哈勃常数$H_0$)的观测值来约束等离子体参数$k$的值.
2022-11-25 gr-qc hep-th
Physical observers, $T$-vacuum and Unruh like effect in the radiation dominated early universe
我们报告存在的Unruh效应,物理观测者(宇宙和comoving观察员)在辐射占主导地位的早期宇宙,这是可能的,由于发现了一个新的真空状态(这里称为$T-$真空)。对于我们理解宇宙学至关重要的共动观测者和宇宙学观测者,都将这个$T-$真空作为粒子的激发态来观测,并且能够探测到由于粒子产生而产生的辐射。我们画了一个强大的类比与Unruh效应,其中-(i)物理观察员在这里是非常类似的加速(林德勒)观察员在平坦的时空,和(ii)的$T-$真空起着闵可夫斯基真空状态的作用,其中包含粒子时,从物理观察员的框架。我们的类比进一步得到了$T-$真空在整个时空中的良好定义(hadamard)行为的证明。我们对粒子产生过程的所有分析都是在二维设置中完成的。
2020-10-30 gr-qc hep-th quant-ph
Models of Universe with a Delayed Big-Bang singularity. III. Solving the horizon problem for an off-center observer
本文是致力于研究延迟大爆炸(DBB)类Lemaintre-Tolman-Bondi型非均匀宇宙学模型的系列文章的第三篇。在第一项工作中,它表明,DBB模型的几何性质是这样的,视界问题可以解决,而不需要任何暴胀阶段,为一个观察员位于足够接近对称中心的模型,以证明“中心地球”的近似。在第二项工作中,我们研究了在DBB模型的一个特殊子类中,在宇宙微波背景辐射(CMBR)温度各向异性中测得的偶极矩和四极矩的值可以支持宇宙学起源的程度。这意味着观测者在宇宙中的位置与模型参数值之间的关系:观测者离对称中心越远,我们当前的宇宙就越接近局部均匀模式。然而,在这种情况下,地心近似不再有效,第一项工作的结果不适用。我们在这里表明,视界问题可以解决,在DBB模型中,也为一个偏离中心的观察者,这提高了该模型的一致性关于假设的CMBR大尺度各向异性宇宙学起源。
2000-09-13 astro-ph gr-qc
Cosmological and Black Hole Horizon Fluctuations
讨论了Robertson-Walker宇宙和Schwarzschild时空中视界的量子涨落。度规涨落的来源被认为是引力场的量子线性扰动。光锥波动出现时,延迟的格林函数的无质量场是平均超过这些度量波动。这种平均用高斯函数代替了经典光锥上的δ函数,高斯函数的宽度是光锥波动尺度的量度。视界涨落是在测地线观测者穿过视界的坐标系中测量的。在膨胀宇宙的情况下,这是一个共同运动的观察者进入或离开另一个观察者的视界。在黑洞的情况下,我们把这个观察者看作是一个在无穷远处从静止状态自由下落的人。我们发现宇宙视界涨落的典型特征是普朗克长度。然而,对于质量超过普朗克质量的黑洞,这个模型中的黑洞视界涨落比普朗克尺度小得多。此外,我们发现黑洞的视界波动是足够小,不无效的半经典推导的霍金过程。
1997-04-17 gr-qc hep-th
White Hole Cosmology and Hawking Radiation from Quantum Cosmological Perturbations
白洞内部的时空就像是一个各向异性的宇宙学背景,过去的奇点扮演着大爆炸奇点的角色。沿扩展空间方向的比例因子是收缩的,而沿双球面的比例因子是扩展的。考虑了一个永恒的Schwarzschild流形,研究了在白洞奇点附近产生的量子宇宙学扰动向过去的事件视界和黑洞外部传播的过程.结果表明,在白洞深处的观察者和在黑洞外面的观察者都共享同一个真空。我们计算的霍金辐射与这些量子白洞扰动所测量的观察者在外部的黑洞。此外,我们还考虑了白洞深处初始宇宙学扰动处于偏离Planck分布的“非真空”状态的一般情况下的霍金辐射.这种分析表明,如果黑洞不是完全黑色的(由于霍金辐射),那么白洞也不是完全白色的。
2022-11-23 gr-qc hep-th
Predicting the Cosmological Constant from the Causal Entropic Principle
我们从因果熵原理计算出我们宇宙中宇宙学常数的期望值。由于观察者必须遵守热力学热力学定律和因果关系,该原理断言,物理参数最有可能在因果连接区域内的总熵产生最大化的值范围内找到。尽管缺乏更明确的人择标准,但所得的概率分布与观察结果非常一致。特别是,我们发现,由恒星加热的尘埃占主导地位的熵产生,展示了显着的权力,这热力学选择标准。另一种方法--按“每个重子的观测者”的数量加权--定义不那么明确,需要对观测者的性质进行有问题的假设,而且更喜欢大于目前实验界限的值。
2007-09-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Space-time waves from a collapse with a time dependent cosmological parameter
本文研究了具有含时宇宙学参数的球对称宇宙在标量场驱动下的坍缩过程中由反反应效应产生的时空波的辐射。在以前的工作的最终状态避免了最终的奇异性,由于事实上,共同运动的相对论性观察者永远不会到达中心,因为物理时间演化$dτ=U_{0}\,dx^0$,减速为一个共同运动的观察者下降的崩溃。系统的状态方程取决于坍缩的速率,但总是正值:$0 < ω(p) < 0.25$。
2019-12-10 gr-qc
Hidden past of dark energy cosmological models
本文分析了观测者在有限真时内到达$t=\infty$的均匀各向同性宇宙模型的可能性。它表明,只是观察建议的暗能量模型与$w\in(-5/3,-1)$显示这个功能,他们被赋予一个奇异的曲率奇异性。此外,它表明,在这些模型中的非加速观察者可能会经历一个宇宙的持续时间短,如所期望的,通过增加他们的线性动量。建议根据这种行为将体模模型细分为两个系列。
2007-09-27 astro-ph gr-qc hep-th
Hawking radiation inside a charged, cosmological black hole
本文研究带电宇宙学黑洞中自由下落观测者感知的霍金辐射等效温度,分析内视界处模式行为及强宇宙监督猜想的有效性,并确定产生普朗克谱的区域。
2025-02-04 gr-qc
Cosmological Effects on Black Hole Formation
利用泛函Schroedinger方程研究了宇宙学黑洞的形成过程。利用以色列的畴壁数学框架导出了Sultana-Dyer黑洞的质量公式。这是用来检查的半经典和量子性质的崩溃畴壁的一般规模的任意比例因子,而忽略蒸发和反反应的质量损失。特定的FLRW比例因子,然后探讨黑洞视界形成时间,所有产生相同的整体经典的结果,即一个任意量的时间是需要一个渐近观测注册形成这个表面。
2012-02-01 gr-qc
Peculiar motions, accelerated expansion and the cosmological axis
任何观测者相对于光滑的哈勃流运动时,特殊的速度都会改变其膨胀率。因此,像我们银河系这样的星系中的观测者可以在全球减速的宇宙中体验加速膨胀,即使漂移速度很小。这种影响是局部的,但受影响的尺度可能大到足以给人一种错误的印象,即整个宇宙最近进入了一个加速阶段。一般来说,奇特的速度也与偶极类各向异性有关,由它们引入优选的空间方向的事实触发。这意味着观测者由于自身的漂移运动而经历局部加速膨胀,也可能发现加速度在一个方向上最大,在相反方向上最小。我们认为,通常情况下,这样的偶极各向异性应该是相对较小的轴应该位于相当接近的宇宙微波背景的频谱中看到的。
2011-09-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Horizons as They Are Looked from a Moving Frame
本文从观测者相对于CMB坐标系运动的角度考虑膨胀宇宙中的宇宙学视界。证明了宇宙视界的变形(非球性)。一些原则的后果进行了讨论。
2017-01-18 gr-qc
Freely falling observers
我们证明了史瓦西几何的场方程在自由落体系统的被动洛伦兹变换下是不变的。我们分解的加速系统的场方程,并发现重力是不是转化了,但动态补偿。
2004-10-18 gr-qc
Observers in an accelerated universe
如果我们的宇宙目前的加速是由于一个宇宙学常数,那么一个科尔曼-德卢西亚泡沫将在我们的宇宙中成核。在这项工作中,我们认为,我们的观察可能是在这个框架中,包括在两个无限的空间,如果由常平均曲率超曲面的叶状被用来计数的事件在时空中。因此,我们获得并研究了一个特殊的叶理,它涵盖了我们时空中大多数观察者的存在。
2011-12-12 gr-qc hep-th
Influence Phase of a dS Observer I : Scalar Exchange
提出通过在加倍时空几何上计算在壳作用量来获得 dS 宇宙学观测者影响相位的方法,发现该相位在长、短时间极限分别对应马尔可夫开放量子系统和平直空间辐射反作用理论,并给出了辐射反作用立方修正的协变形式。
2024-01-03 gr-qc hep-th
New geometric and field theoretic aspects of a radiation dominated universe
均匀和各向同性的辐射占主导地位的宇宙,以下的暴胀阶段,表示为球对称和非均匀时空后,幂律型保角变换的零(宇宙学)坐标。这个新的时空度规有许多有趣的性质。虽然静态观测者在这个新时空中的固定位置上看不到任何视界,但一些非静态观测者由于运动而遇到视界,这类似于闵可夫斯基时空中林德勒观测者的情况。新度规的对称性提供了无质量标量场的幺正不等价量子化,并提供了粒子产生的新例子。我们计算宇宙学真空态的粒子含量相对于静态观察者在这个新的时空中,相对于宇宙学时间,是自由下降,在渐近的过去和未来,但加速之间。
2018-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spacetimes with all scalar curvature invariants in terms of the Cosmological Constant
在这封信中,我们提供了一个不变量的所有时空与所有多项式标量不变量构造的黎曼张量和协变导数消失,除了那些零阶曲率不变量表示为多项式$Λ$,宇宙学常数。使用这个不变的描述,我们提供明确的形式的度量。
2012-11-28 gr-qc math.DG
Eternal vs singular observers in interacting dark energy-dark matter models
相互作用的暗能量-暗物质模型已经在文献中被广泛分析,试图在通常的宇宙学($Λ$ CDM)模型之外找到新物理的痕迹。这种暗分量之间的耦合通常通过连续性方程中的通量以唯象的方式引入。然而,具有拉格朗日公式的模型也是可能的。后者的一类假设共形/非正式耦合,导致暗物质分量上的第五种力,因此不遵循与其他(重子,辐射和暗能量)物质源相同的测地线。在这里,我们分析了如何从暗物质框架中看到标准物质框架中通常的宇宙学奇点,得出的结论是,通过选择适当的耦合,暗物质观察者将看不到奇点,但没有开始,没有结束的宇宙。通过考虑两个简单的唯象模型,我们表明,这种类型的耦合可以拟合观测数据以及通常的$Λ$ CDM模型。
2022-04-25 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
Observers with constant proper acceleration, constant proper jerk, and beyond
本文在闵可夫斯基时空中讨论了常固有$n$加速度概念和消失$(n+1)$加速度概念之间的区别。通过$n$ -加速度,我们本质上是指一个点粒子的轨迹的位置矢量的高阶时间导数,适用于闵可夫斯基时空或最终弯曲时空。$2$ -加速被称为Jerk,$3$ -加速作为Snap,等等。至于{ \sl适当} $n$ -加速的概念,我们给出了一个具体的定义,涉及瞬时comoving框架的观察员,我们讨论,在这样的框架中,在寻找一个表征这一概念的困难作为一个洛伦兹不变的声明。我们展示了如何Frenet-Serret形式主义有助于解决这个问题。特别是,我们发现,我们的定义的观察者与恒定的固有加速度对应的第三曲率不变$κ_3$消失(因此,运动是三维闵可夫斯基时空)连同恒定的第一和第二曲率不变量和限制$κ_2 < κ_1$,特定的情况下$κ_2=0$是一个通常提到的文献。我们将这些概念推广到弯曲时空,其中平面中的轨迹的概念被第二曲率不变量$κ_2$的消失所取代。在此条件下,常固有$n$ -加速度的概念与$(n+1)$ -加速度的消失的概念相一致,其特征在于第一曲率不变的$κ_1$是固有时间的$(n-1)$ -次多项式。我们说明了我们的一些结果与闵可夫斯基,德西特和史瓦西时空的例子。
2019-03-13 gr-qc
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
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
Probabilistic inference in very large universes
University of Notre Dame(圣母大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(伊朗基础科学研究所)
本文提出了一种基于自我定位无差别原理的贝叶斯方法,用于在非常大的宇宙中评估宇宙学理论的合理性。
2026-02-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
When Worlds Collide
我们分析了当另一个Coleman-de Luccia泡与它碰撞时观测者所能看到的宇宙学特征,并使用一个胶合过程将Freivogel、Horowitz和Shenker的结果推广到每个泡中具有一般宇宙学常数的情况,并研究了由此产生的时空。碰撞打破了泡沫宇宙的各向同性和均匀性,并提供了一个宇宙学的“邪恶轴”,它可以以几种独特的和潜在的可检测的方式影响宇宙微波背景。与对暴胀初始状态的更常规的扰动不同,这些特征甚至可以在相对较长的暴胀时期内幸存下来。此外,我们还发现,对于给定的碰撞,在具有较小宇宙学常数的气泡中的观测者最安全,不与畴壁碰撞,这可能为小的正真空能量提供了另一个人择选择原理.
2007-12-14 astro-ph gr-qc hep-th
The Modified Dynamics as a Vacuum Effect
为什么在修正动力学(MOND)中会出现一个具有宇宙学意义的加速常数a0?一个有趣的可能性是,MOND,实际上是惯性本身--体现在自由粒子和场的作用中--是由于真空的影响。要么宇宙学通过影响真空进入局部动力学,然后通过a0影响惯性;要么,相同的真空效应同时进入MOND(通过a0)和宇宙学(例如通过宇宙学常数)。要使真空成为惯性的基础,物体必须能够在真空中读出它的非惯性运动;通过探测安鲁型辐射,它确实可以做到这一点。即使是惯性观察者,也可以在非平凡的宇宙中看到真空的表现(标记为,例如,通过弯曲或膨胀)。在非平凡宇宙中的非惯性观察者将看到这种组合效应。在宇宙学常数为L的德西特宇宙中,一个在恒定加速度(a)轨道上的观测者看到温度为T \propto [a^2+a0^2]^{1/2}的安鲁辐射,其中a0=(λ/3)^{1/2}。温度超过惯性观测者所看到的温度,T(a)-T(0),结果证明依赖于α,就像MOND惯性一样。一个实际的真空惯性机制仍然是一个遥远的距离。
1999-01-26 astro-ph gr-qc
Cosmic Information, the Cosmological Constant and the Amplitude of primordial perturbations
引力的一个独特特征是它能够控制任何特定观察者可以获得的信息。我们对宇宙中永恒的观察者的宇宙信息(Cosmin)的概念进行了量化。要求CosMin的有限性需要宇宙有一个晚期加速膨胀。将Cosmin的引入与时空量子结构的一般特征相结合(例如,全息原理),我们提出了一个宇宙学的整体模型。我们表明,(i)的宇宙学常数的数值,以及(ii)的原始,标度不变,微扰谱的振幅可以确定在一个单一的自由参数,它指定的能量尺度,在该尺度下,宇宙的过渡,从一个前几何阶段的经典阶段。对于一个特定的参数值,我们得到正确的结果(i)和(ii)。这种形式主义也表明,时空的量子引力信息内容可以用精确的宇宙学来检验。
2017-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Does the Isotropy of the CMB Imply a Homogeneous Universe? Some Generalised EGS Theorems
我们证明,高各向同性的宇宙微波背景(CMB),结合哥白尼原理,是不足以证明宇宙的均匀性-在这个问题上与以前的结果相反。早期工作中没有包括的关键附加因素是基本观察者的加速度。我们发现完整的类的无旋完美流体时空承认一个完全各向同性的辐射场的每一个基本观察者,并表明FLRW当且仅当加速度为零。虽然一般来说是不均匀的,但这些时空都具有三维对称群,由此可以得出它们也可以接受热力学解释。除了完美的流体模型,我们还考虑多组分流体包含非相互作用的辐射,尘埃和一个典型的标量场或宇宙学常数,其中辐射是各向同性的测地线(尘埃)观察员。它表明,基本观察员的非加速迫使这些时空FLRW。虽然真实宇宙中的基本观测者(星系)遵循测地线似乎是合理的,但为了使宇宙学原理不仅仅是一个假设,必须从局部观测中确定这一点。我们将讨论如何观察可能被用来测试这一点。
1999-12-14 astro-ph gr-qc
Estimation of temperature of cosmological apparent horizons: a new approach
本文在双零坐标下研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)模型中宇宙视视界的辐射。由于时空是动态的,所以没有类时基灵向量,取而代之的是充当动态时间的儿玉向量。我们构造了Kodama向量在视界上的正频率模。当信号从外部穿过时,它到达中心观测者的条件概率给出了与视界相关的温度。
2020-06-17 gr-qc
Observational Implications of Cosmological Event Horizons
在一个由小宇宙学常数或状态方程w < -1/3的永恒暗能量所主导的宇宙中,观察者被事件视界所包围。视界限制了观测者能够进入宇宙的范围。我们认为,这意味着,如果今天的暗能量的尺度为~(10^{-3} eV)^[4],那么在我们的宇宙中观测到的暴胀e倍的数量有一个N~60的界限。这个界限与暴胀持续了多久,或者我们继续观察天空的时间长短无关。这个界限的出现是因为在宇宙加速的后期,暴胀微扰的印记热化了。它们就像普通暴胀过程中的初始不均匀性一样“暴胀消失”。因此,目前的CMB数据可能会尽可能地追溯到宇宙的历史,使我们的时代成为研究宇宙学的最佳时机。
2004-09-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Observables, gauge invariance, and the role of the observers in the limit from general relativity to special relativity
分析了广义不变量理论中的一些概念问题,特别强调了广义相对论。根据观察者系统所扮演的角色来检验可观察量必须是规范不变量的常见断言。讨论了规范群约化的一些特征,包括在部分规范固定过程中,规范群水平上的约化与变分原理水平上的约化不对易。讨论了规范对称性的数学概念和物理概念之间的区别,并举例说明。从广义相对论到狭义相对论的极限被认为是在某些特定物理环境下允许的规范群约化的一个例子。庞加莱群是否以及何时必须被认为是剩余规范群将作为我们分析的结果而出现,这特别适用于渐近平坦空间。
2001-04-09 gr-qc
Observer dependence of bubble nucleation and Schwinger pair production
在恒定电场中的电子对产生与假真空中的气泡成核非常相似。经典的轨道的对是洛伦兹不变的,但它似乎是不变性应该被打破的成核过程。在这里,我们使用一个模型检测器,由其他粒子与对相互作用,研究如何对生产是由不同的洛伦兹观察员看到。我们专注于一个恒定的外部电场是存在一个无限长的时间的理想化的情况下,我们认为在真空状态的带电标量场,描述成核对。在真空中是根据在遥远的过去是正频率的模式来定义的。即使构造使用了一个特定的参考系和一个规范的矢势是时间依赖的,我们明确地表明,由此产生的量子态是洛伦兹不变的。然后,我们引入了一个“检测器”粒子与有核对相互作用,并表明,所有的洛伦兹观测者将看到粒子和反粒子成核优先在检测器的休息帧休息。类似的结论预计适用于气泡成核在一个足够长的寿命真空。我们还评论了某些非物理方面的洛伦兹不变量在真空中,与事实相关联,它包含一个无限密度的粒子。这可以通过考虑洛伦兹破缺的初始条件很容易地补救。
2013-04-24 gr-qc hep-th
A Brane World Solution to the Cosmological Constant Problem
我们考虑在5维时空中有两个平行(正张力)3-膜的模型,它们之间的距离为$L$。如果膜间空间是反deSitter的,或者不完全是反deSitter的,但不包含事件视界,那么当$L$变大时,观察者在其中一个膜(选择为可见膜)上看到的有效四维宇宙学常数会指数地变小。
2000-06-09 astro-ph gr-qc hep-ph
An Infrared Divergence Problem in the cosmological measure theory and the anthropic reasoning
人择原理使我们有可能回答这样一个难题:为什么宇宙学常数的可观测值($Λ\sim 10^{-47}$ GeV ${}^4$)与真空能量密度的预测值($ρ_{SUSY}\sim 10^{12}$ GeV ${}^4$)相比,是如此令人不安的微小。不幸的是,这一论点还有更黑暗的一面,因为它导致了另一个荒谬的预测:对于随机选择的观察者,观察到值$Λ=0$的概率正好等于1。我们把这个争论称为红外发散问题。它表明,IRD预测可以避免与Linde-Vanchurin { \em奇异失控措施}的帮助下,加上相对贝叶斯概率的计算,通过{ \em末日参数}。此外,它示出,虽然IRD问题发生的{ \em预测阶段}的$Λ$值,它消失在{ \em解释阶段}时,$Λ$已经测量的观察者。
2012-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The averaging problem on the past null cone in inhomogeneous dust cosmologies
宇宙学模型通常忽略小尺度下时空流形的复杂性质,以假设理想化的广义相对论解来描述宇宙的平均动力学。虽然这些解决方案在解释数据方面非常成功,但它们在宇宙学中引入了许多难题,因此它们的基本假设很重要。在本文中,我们超越了通常的宇宙学假设,并提出了一个形式主义的平均本地广义相对论时空观察者的过去零锥:我们制定的平均性能的光阵面,因为它们从宇宙发射器传播到观察者。能量-动量张量由一个无旋尘埃源和一个宇宙学常数组成--与晚期宇宙时代的$Λ$ CDM模型中的组件相同--但度规解并不被\emph{a priori}约束为局部均匀或各向同性。这通常使大尺度动力学通过\emph{backreaction}效应偏离简单的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker解。我们的形式主义量化这种偏离通过一个完全协变系统的面积平均方程的光阵面传播到一个观察者,它可以直接应用于分析和数值研究的宇宙观测。为此,我们制定了可观测量,包括有效角直径距离和宇宙学红移漂移的光阵面平均值,我们还讨论了这些观测量的反反应效应。
2022-12-28 gr-qc
Hubble Diagrams in Statistically Homogeneous, Anisotropic Universes
本文通过光线追踪研究统计均匀但各向异性宇宙中的哈勃图,发现在存在统计均匀性尺度时平均模型与实际观测一致,否则差异显著,有助于解释晚期宇宙大尺度各向异性观测。
2024-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Backreaction during inflation: a physical gauge invariant formulation
在一个真正的规范不变的方法最近开发的宇宙学的反反应的计算,我们研究,在宇宙膨胀的背景下,相对于各种观察者,标量波动的时空动力学在长波长限制的影响。我们强调,这样的量子反作用的影响是评估在一个真正的规范独立的方式使用一组有效的方程描述的平均几何的动态。特别是,我们显示在什么条件下的自由落体(测地)观察员不经历任何标量引起的反作用的有效哈勃速率和流体状态方程。
2011-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modifications to Lorentz invariant dispersion in relatively boosted frames
我们从不同参考系观测的角度研究了光子速度的能量依赖性的含义,这是量子引力理论中最近研究最多的候选效应之一。我们研究如何同时爆发的光子将被测量的两个观察者与相对速度,建立一些相关的条件的理论的一致性。对于洛伦兹变换仍然有效的情况下,这些一致性条件使我们能够通过明确描述提升框架中的量子引力尺度相对于其在优选框架中的定义的修改来表征洛伦兹对称性的违反。当应用到相对论性的情况下与变形的洛伦兹不变性,保持惯性观察者的等价性,我们发现一个有见地的表征的必要性,在这样的框架中采用时空几何的非经典功能,例如,事件是在同一时空点的一个观察者不能被认为是在同一时空点的其他观察者。我们的研究结果还表明,至少在原则上(甚至可能有一天在实践中),在相对增强的帧中测量光子的色散对于测试这些场景的目的特别有价值。
2010-09-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Solutions of gauge invariant cosmological perturbations in long-wavelength limit
研究了具有标量场的空间平坦Friedman-Robertson-Walker宇宙中的规范不变宇宙学扰动。众所周知,规范不变量的演化方程在长波极限下有精确解。我们发现,这些规范不变的解决方案,可以通过微分的背景解决方案中所包含的背景系统的参数。这种方法在分析多个标量场的宇宙学扰动的长波行为时是非常有用的。
1998-07-09 astro-ph gr-qc
Spinor-helicity variables for cosmological horizons in de Sitter space
我们考虑de Sitter空间中任意自旋的无质量场。我们介绍了旋量螺旋度形式主义,它编码的宇宙视界上的字段数据。这些变量将观测者的因果补丁中的自由S矩阵,即自由场从一个视界到另一个视界的演化,简化为简单的傅里叶变换。我们如何通过扭量理论产生这个结果,分解<->成一对(更对称)的地平线<->扭量问题的地平线问题。
2019-07-29 gr-qc hep-th
A covariant and gauge invariant formulation of the cosmological "backreaction"
利用我们最近提出的定义规范不变的平均值,我们给出了一个一般的协变制定所谓的宇宙学的“反反应”。我们有效的协变方程使我们能够以明确的规范不变形式描述经典或量子不均匀性影响宇宙平均演化的方式。
2010-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conformally Invariant Brane-universe and the Cosmological Constant
一个相对论性3-膜可以给出一个共形不变的规范型公式,只要嵌入空间是6维的。共形不变性的实现需要使用一个修改的措施,独立于度量的行动。在6D中,不需要宇宙学常数就可以构造出一个膜世界方案。因此,在这个层次上,没有“老”的宇宙学常数问题出现。
2004-02-24 gr-qc hep-th
Cosmological constant in scale-invariant theories
本文讨论了在辐射破缺的标度不变模型中加入一个小的宇宙学常数的问题。我们表明,现象学上一致的尺度不变的模型可以构建允许一个小的积极的宇宙学常数,提供一定的粒子质量之间的关系是满意的。结果,在双圈水平上产生了电子的质量。另一个有趣的结果是,在这样的模型中,电弱破密真空必然是一个亚稳态的“假”真空,幸运的是,它不会在宇宙学时间尺度上衰变。
2011-10-10 gr-qc hep-ph hep-th