1+3 Covariant Cosmic Microwave Background anisotropies II: The almost - Friedmann Lemaitre model
这是第二个一系列的论文延长1+3协变和规范不变的治疗动力学理论的检查宇宙微波背景温度各向异性所产生的不均匀性在早期宇宙。第一篇论文涉及代数问题。在这里，我们得出的模式形式的综合玻尔兹曼方程，第一，给出一个协变版本的标准偏差使用的模式递归关系，第二，演示链接到多极发散方程，最后各种分析方法求解所得方程进行了讨论。对于具有汤姆逊散射的方程，得到了一般积分形式的解。协变的Friedmann-Lemaitre多极形式的输运方程的发现使用协变和规范不变的推广的Peebles和余展开在汤普森散射时间。色散关系和阻尼尺度，然后从协变方法获得。积分方程给出了正则标量源各向异性的协变和规范不变等价。我们进行了一个简单的处理的物质为主的自由流投影，缓慢去耦，紧耦合的情况下，与目的都给出了一个统一的透明推导这一系列的结果，并澄清更常见的方法（例如，胡和杉山）和标量扰动的治疗（例如，治疗的Chelor和Lasenby）之间的联系。
1999-12-14 astro-ph gr-qc
Repulsive regions in Lemaître-Tolman-Bondi gravitational collapse
我们证明了在非均匀的Lema{\displaystyle {\frac {tre\tolman}}-Bondi时空中，存在排斥引力的特定区域。为了找到这些区域，我们使用一个不变的定义排斥引力的曲率特征值的行为的基础上。此外，我们还分析了排斥引力对引力坍缩动力学的影响。特别是，我们调查的情况下的抛物型解的有效尺度因子的Lema{\displaystyle {\mathbb {}tre-Tolman-Bondi}度规的崩溃，对应于边际约束的情况下。探索引力变为排斥性的相应截止点，我们注意到具有主导排斥效应的黑洞并不排除在\emph{a priori}之外。事实上，我们表明，崩溃导致，在一般情况下，形成一个中心裸奇点，但是，对于特定的值的自由参数进入模型，黑洞与占主导地位的排斥引力可以存在。我们表明，预期的物理过程是没有修改的边际约束条件被丢弃。此外，我们表明，这是真实的独立的假设，即能量动量张量建立在无压物质。此外，我们证明了测地线偏差可以依赖于曲率特征值的符号。最后，我们给出了具有显性排斥引力的黑洞的天体物理学解释。事实上，我们认为，具有主导排斥引力的致密天体可以被解释为伽马射线暴的祖先。
2020-10-10 gr-qc
ASYMPTOTIC BEHAVIOR OF COMPLEX SCALAR FIELDS IN A FRIEDMAN-LEMAITRE UNIVERSE
研究了无曲率Friedman-Lema宇宙中存在和不存在四次自相互作用的复标量场的耦合Einstein-Klein-Gordon方程.该方程组可表示为一组四个耦合的一阶非线性微分方程组，我们建立了标量场随时间演化的相图。为此，我们找到了微分方程在相空间的有限区域和无穷远处的奇点，并研究了相应的解的渐近性态。这些知识是相关的，因为它提供了数值求解微分方程所需的初始条件。对于无穷远处的某些奇点，我们恢复了暴胀阶段的预期出现。
1995-01-12 astro-ph gr-qc
Asymptotic Behavior of the Einstein-Yang-Mills-Dilaton System for a Closed Friedmann-Lemaitre Universe
研究了常曲率Friedmann-Le-maitre宇宙$k=1$的耦合Einstein-Yang-Mills-Dilaton（EYMD）方程.我们的详细分析仅限于介子势和宇宙学常数为零的情况。还假设一个静态的规范场，我们提出的EYMD方程的解的行为的分析和数值结果。对于不同的介子耦合常数，我们分析了介子场随时间演化的相图，并给出了标度因子的行为。事实证明，在这个模型中没有暴胀阶段。
1996-02-18 astro-ph gr-qc hep-th
Bianchi Cosmologies with Anisotropic Matter: Locally Rotationally Symmetric Models
具有各向同性物质源（理想流体）的宇宙学模型的动力学在文献中得到了广泛的研究;相比之下，具有各向异性物质源的宇宙学模型的动力学则没有。在本文中，我们考虑空间均匀的局部旋转对称的解决方案的爱因斯坦方程的各向异性物质模型，包括碰撞物质（弗拉索夫），弹性物质，和磁场的一大类。比安基I型、II型和IX型模型的动力学被完整地描述;两个最引人注目的结果如下：（1）存在与标准能量条件相容的物质模型，使得比安基IX型（封闭宇宙学）的解不一定会坍缩;存在一组永远膨胀的解。(ii)一般IX型解决方案与一个问题的模型，如弗拉索夫物质表现出振荡行为的初始奇点。这种行为与真空/完美流体宇宙学的行为有很大不同;因此“物质很重要”。最后，我们表明，我们的方法可能可以扩展到治疗一些开放的问题，特别是，比安奇第八型和Kantowski-Sachs解决方案的动态。
2009-11-03 gr-qc
A new approach for doing theoretical and numeric work with Lemaitre-Tolman-Bondi dust models
引入准局部积分标量变量研究球对称Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型。除了提供一个协变量，理论上有吸引力，这些模型的参数的解释，这些变量使我们能够研究其动力学（在其充分的一般性）的流体流动演化方程，可以处理简单的数值技术，并具有显着的潜力天体物理学和宇宙学的应用。这些演化方程也可以理解的规范不变和协变形式主义的框架内的FLRW背景上的球形非线性扰动。协变时间分裂与新的变量导致，在一个自然的方式，改写已知的解析解的初始值框架内，其中协变标量给出了简单的标度律。通过使用这种重新参数化的解析解，我们重新审视，并提供了一个替代的前景已经在文献中处理的各种理论问题：正则性条件，欧米茄参数，以及拟合给定的LTB模型的密度或速度的径向分布在不同的宇宙时间。其他理论问题和数值应用将在单独的文章中进行研究。
2010-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic censorship conjecture in some matching spherical collapsing metrics
在边界约束的情况下，考虑了物理上合理的Lematre-Tolman-Bondi坍缩.所谓“物理上合理的”，我们的意思是对应的度规在坍缩的恒星表面是${\cal C}^1$匹配的，而且它的{ \em内禀}能量是固定的和有限的。对于这种Lematre-Tolman-Bondi坍缩，对于某些参数值，证明了它的内禀中心奇点是全局裸的，从而违反了宇宙审查猜想，对于每个方向，一个光子，或者可能是一束光子，离开奇点并到达零无穷大。我们的结果进行了讨论，在目前的文献中的一些中心奇点是全球裸的主题。
2017-03-27 gr-qc
Cosmological solutions in Hořava-Lifshitz gravity
本文详细研究了Friedmann-Lema\^tre-Robertson-Walker背景时空中Hosiness ava-Lifshitz标量场宇宙学的可积性.我们遵循的方法来确定可积性是奇异性分析。更具体地说，我们测试的引力场方程是否具有Painlevé性质。对于标量场的指数势，我们能够对场方程进行解析显式积分，并将解写成洛朗展开式，更具体地说，将解写成右潘勒维级数。
2020-03-19 gr-qc math-ph math.MP
Emergence of the Gambier equation in cosmology
本文揭示Gambier方程在FLRW宇宙学与暗物质状态方程中的出现，建立Friedmann方程与具Painlevé性质Gambier方程的对应，并探讨广义Pinney及Milne-Pinney等特例，连接扩展FLRW模型至参数化Gambier方程。
2023-05-15 gr-qc math-ph math.MP
Baryogenesis in Conformally Flat Spacetimes
本文基于因果费米子系统的重子生成机制，在共形平坦时空中推导出依赖于质量、共形因子和正则化向量场的重子生成率公式，并覆盖FLRW、Milne等时空，为定量预测奠定基础。
2025-04-24 gr-qc math-ph math.DG
Anisotropic Solutions in Symmetric Teleparallel $f\left( Q\right)$-theory: Kantowski-Sachs and Bianchi III LRS Cosmologies
该研究在对称远平行$f(Q)$理论框架下，针对Kantowski-Sachs和局部旋转对称Bianchi III型两类各向异性时空，推导场方程并确定了真空及含理想流体情形下支持自相似解的$f(Q)$拉格朗日量形式，还补充了静态球对称时空的相关自相似解。
2023-08-26 gr-qc hep-th
Quantization ambiguities and bounds on geometric scalars in anisotropic loop quantum cosmology
我们研究了圈量子宇宙学中的量子化模糊性，这种模糊性出现在具有非零空间曲率和各向异性的时空中。从封闭的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学的不同可能的圈量子化的教训的动机，我们发现，使用开放的外部曲率的完整性，由于规范固定可以被视为一个连接，导致相同的量子几何效应，发现在空间平坦的宇宙学。更具体地说，与基于Ashtekar-Barbero连接的开放完整性的量子化相反，Bianchi II型和Bianchi IX型模型的有效理论中的膨胀标量和剪切标量具有上界，并且这些上界与Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker和Bianchi I型模型的有效理论中的上界完全一致。我们还评论了一些模糊的定义中存在的逆三重算子和它们的作用。
2014-01-22 gr-qc
Perturbative treatment of the luminosity distance
本文导出了具有两个标量模激发的线性微扰FLRW度规的广义光度距离与红移的关系。我们使用两种等价的方法，分别基于Jacobi映射和van Vleck行列式。我们将所得公式应用于两个简单的模型-一个精确的FLRW宇宙和一个近似的FLRW宇宙由一个单一的标量模式正弦随时间变化的扰动。对于这两个模型，我们导出了d_L关于z的宇宙学展开式.我们评论我们的结果的解释和它们可能的应用更现实的宇宙模型。
2018-09-17 astro-ph.CO gr-qc
Testing the Strong Equivalence Principle: Detection of the External Field Effect in Rotationally Supported Galaxies
强等效原理（SEP）将广义相对论与其他可行的引力理论区分开来。SEP要求在外部引力场中自由落体的自引力系统的内部动力学不依赖于外部场的强度。我们测试SEP调查外部场效应（EFE）在Milgromian动力学（MOND），提出了一种替代暗物质在解释星系运动学。我们报告的EFE检测使用的斯皮策测光和精确的旋转曲线（EFE）样本的星系连同估计的大规模外部引力场从一个全天空的星系目录。我们的检测有三个方面：（1）在受到异常强外场的“金色”星系中，EFE在$8σ$到$11σ$处被单独探测到，而在异常孤立的星系中则没有探测到，（2）在对153个自转星系的盲测中，EFE在大于$4σ$处被统计地探测到，给出的外场平均值与星系环境的独立估计一致，（3）在MOND修正重力的EFE预测的右加速度处，我们发现径向加速度关系的弱重力部分有系统的下降趋势。在$Λ$ CDM背景下来自邻近星系的潮汐效应不足以解释这些现象。现有的星系形成和演化的$Λ$ CDM模型无法预测它们，这给$Λ$ CDM范式增加了一个新的小尺度挑战。我们的结果指出SEP的崩溃，支持超越广义相对论的修正引力理论。
2021-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
On the Hawking effect
根据Painlev{é}-Gullstrand-Lema{\^tre}坐标，一个物体的引力坍缩和随后视界形成的相当一般的情形由明显的$C^\infty$ -度规描述。对于1+1维的坍缩模型，计算了Bogoliubov系数的主要贡献，恢复了Hawking温度。但取决于坍缩的特定动力学，最终状态代表蒸发或反蒸发。概括的计算3+1维的概述和可能的影响。PACS编号：04.70.Dy，04.70.- s，04.62。+诉
2001-03-05 gr-qc
Deviation of geodesics in FLRW spacetime geometries
测地偏差方程（GDE）为研究时空几何的类时、零和类空结构提供了一个极好的工具。在这里，我们采用GDE审查这些结构内的弗里德曼-Lema\^ıtre-罗伯逊-沃克（“FLRW”）模型，在那里我们假设的来源是由非相互作用的非相干物质和辐射的混合物，我们还考虑到一个非零的宇宙学常数。对于每一个因果的情况下，我们提出的解决方案的GDE的例子，我们讨论相关的第一积分的解释。德西特时空几何是单独处理。
1997-09-24 gr-qc
Curvature and thermal corrections in tree-level CPT-Violating Leptogenesis
在一个基于Lorentz和CPT对称性自发破缺的leptogenesis模型中[1-3]，我们研究了在含有宇宙时间相关（或等价地，温度相关）Kalb-Ramond（KR）背景的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空中传播的自由自旋-（1/2）Dirac（或Majorana）费米子场的平面波近似解的一致性。对于leptogenesis相关的参数范围内，我们的分析充分证明了在我们的研究leptogenesis与玻尔兹曼方程的平面波解的使用，时空曲率引起的任何校正是可以忽略不计的。我们还进一步阐述了轻子不对称性是如何传递到重子扇区的。我们证明了KR背景（KRB）并没有贡献的异常方程，确定重子不对称性a）通过三角形费曼图的显式评估和b）间接地，在拓扑的理由，通过识别KRB作为扭转（在有效的弦启发的低能引力场理论）。
2020-04-22 gr-qc hep-ph hep-th
Effective action for the Abelian Higgs model in FLRW
我们计算了U（1）阿贝尔Higgs模型的单圈作用量的发散贡献。计算考虑了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空和标量场的依赖于时间的期望值。将随时间变化的质量视为两点相互作用，我们使用的形式主义计算的一阶，二阶和三阶图形，有助于二次和对数发散的有效标量作用。在R-xi规范中，我们证明了利用运动方程得到的结果是规范不变的。
2012-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uniformly accelerated traveler in an FLRW universe
本文在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空框架下，给出了加速运动和测地运动的解析处理。通过共形时间变换，我们设法将FLRW时空中的二阶运动微分方程转换为共形变换时空中的一阶运动微分方程。这使我们能够推导出一般的解析解的封闭形式的加速运动在空间弯曲FLRW时空。我们提供了几个例子，这种一般的解决方案的空间平坦的情况下。我们工作的最后一部分集中在探索FLRW宇宙的旅行者的回程上。我们推导出德西特宇宙的某些条件，这些条件必须满足才能有一个实际的回程。
2020-04-24 gr-qc
Scalar field deformations of Lambda-CDM cosmology
本文讨论了非相对论性物质和标量场$ϕ$，该场具有单调递减的势，并且与引力最小耦合.场方程被重新表述为一个三维动力系统上的一个扩展的紧凑的状态空间，补充宇宙图。动力系统分析提供了描述可能的渐近行为的全局动力学结果。它表明，一个应该施加\emph{global and asymptotic}的限制$λ=-V^{-1}\,dV/dϕ$获得可行的宇宙学模型，连续变形$Λ$ CDM宇宙学。特别是，我们介绍了一个正则化的逆幂律势作为一个简单的具体例子。
2015-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Asymptotic symmetries and memories of gauge theories in FLRW spacetimes
本文研究了在减速和空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker宇宙中规范理论的渐近结构。首先，我们深入探讨了电动力学的渐近对称性在这种背景下，这揭示了一个主要的不一致性已经存在于平面的情况下。利用这种治疗方法，我们得到了相关的记忆效果，讨论他们的政权的有效性和差异，相对于他们的平板。接下来，我们将我们的分析扩展到非阿贝尔杨米尔斯，耦合它的动态和同时的狄拉克旋量和一个复杂的标量场。在这个新的设置，我们研究的可能性，构建泊松超括号的基础上的协变相空间形式主义。
2022-10-26 gr-qc hep-th
Future non-linear stability for reflection symmetric solutions of the Einstein-Vlasov system of Bianchi types II and VI$_0$
使用的方法比安奇我的情况下，我们已经表明，一个boostrap参数也适合于治疗未来的非线性稳定性的反射对称的解决方案的比安奇类型II和VI $_0$的Einstein-Vlasov系统。这些解分别渐近于含尘的Collins-Stewart解和Ellis-MacCallum解。因此，我们将Rendall和Uggla在局部旋转对称Bianchi II时空的情况下得到的结果推广到反射对称的情况。但是，我们需要假设小数据。对于Bianchi VI $_0$，没有类似的先前结果。
2012-08-21 gr-qc
Azimuthal geodesics in closed FLRW cosmological models
本文研究了闭合 FLRW 宇宙学模型中的测地线，给出了方位测地线的完整解集，并将光线传播路径的结果扩展至包含宇宙学常数的双流体情形及有质量粒子。
2024-11-12 gr-qc
Quasi-local variables in spherical symmetry: numerical applications to dark matter and dark energy sources
一个数值方法被认为是球对称时空，推广勒梅特-托尔曼-邦迪尘埃解决方案，非零压力（“LTB时空”）。我们引入准局部（QL）变量，这些变量是协变的LTB对象，满足Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙学演化方程。我们严格证明，从QL标量的局部协变标量的相对偏差是非线性的，规范不变和协变扰动FLRW形式的“背景”的QL标量。LTB时空的动力学完全由QL标量和这些精确微扰决定。由于LTB时空与各种各样的“状态方程”兼容，无论是单一流体还是混合物，在FLRW框架（或线性扰动）中，大量已知的暗物质和暗能量源的解决方案可以在理想化但非平凡的非均匀条件下容易地进行检查。坐标的选择和初始条件推导出的微扰方程的数值处理，使我们能够研究在各种现象，如引力坍缩，非本地效应，空洞形成，暗物质和暗能量耦合和粒子创建的非线性效应。特别是，嵌入的非均匀区域可以通过一个合适的FLRW解决方案的平滑匹配，从而推广了牛顿的“礼帽”模型，广泛用于天体物理学文献。作为应用的形式主义的例子，我们研究数值的形成中的一个黑洞在一个不断扩大的Chaubergin气体FLRW宇宙，以及密度团块和空洞的冷暗物质和暗能量的交互式混合物的演变。
2008-12-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Time Delay in Robertson-McVittie Spacetime and its Application to Increase of Astronomical Unit
我们利用嵌入FLRW（Friedmann-Lema{xtre}-Robertson-Walker）背景度规中引力体周围的时空Robertson-McVittie解研究了光的传播.我们集中在时间延迟和导出的修正项的Shapiro公式。为了与实际观测及其还原过程相联系，我们还考虑了时间变换;坐标时间到真时间，反之，真时间到坐标时间。我们将这些结果应用于Krasinsky和Brumberg（2004）报道的天文单位增加问题。然而，我们发现宇宙膨胀对光传播的影响并不能在Robertson-McVittie度规的框架下解释观测值$d{\rm AU}/dt = 15 \pm 4$ [m/century]。
2008-08-28 astro-ph gr-qc
Far-from-equilibrium kinetic dynamics of $λϕ^4$ theory in an expanding universe
研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空中具有四次（树能级）自相互作用的无质量标量场粒子气体（$λϕ^4$）的Boltzmann方程的远离平衡态行为.使用一个新的协变生成函数的时刻的玻尔兹曼分布函数，我们解析地确定了一个子集的频谱和相应的本征函数的线性玻尔兹曼碰撞算子。我们展示了如何协变生成函数也可以用来找到精确的方程的时刻在全非线性制度。与硬球的超相对论气体的情况不同（其中总截面是常数），对于$λϕ^4$，截面随能量减小的事实意味着任意高阶矩直接耦合到低阶矩。数值解的标量场的情况下，并与气体的硬球。
2022-07-15 gr-qc hep-ph nucl-th
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 Effect of a positive cosmological constant on the bounce of Loop Quantum Cosmology
在圈量子宇宙学的背景下，我们给出了一个小而正的宇宙学常数存在下，具有无质量标量场的平坦Friedmann-Lemaittre- Robertson-Walker模型的量子动力学的解析解.我们对没有宇宙学常数的模型作了微扰处理，这是完全可解的。我们的解是近似的，但它在高曲率区域是精确有效的，在那里量子引力修正是重要的。我们明确地计算体积的期望值的演变。对于具有高斯光谱轮廓的半经典态，引入一个正的宇宙学常数会使可解模型的反弹转移到较低的体积和较高的标量场值。这些位移是状态相关的，并且特别地，它们取决于高斯分布的峰值，该峰值测量标量场的动量。此外，对于那些半经典态，反弹仍然是对称的，就像宇宙学常数消失的情况一样。然而，我们表明，行为的量是更复杂的通用状态，导致一般的非对称反弹。
2020-02-05 gr-qc
Scalar Cosmological Perturbations
Friedmann-Lemaitre宇宙学的标量微扰可以用爱因斯坦的场方程、Ricci和Bianchi恒等式或应力-能量张量的守恒方程以多种方式进行分析，并可能引入类时参考同余。共同点是使用从度规张量、应力-能量张量或与参考同余相关的向量导出的规范不变量作为基本变量。虽然有一个复杂的，没有唯一的选择规范不变量，我们将表明，这可以被用来的优势。考虑到这一点，我们的第一个目标是提出一种有效的方法来构建与所涉及的张量相关的无量纲规范不变量，并确定它们之间的相互关系。我们的第二个目标是给出一个统一的治疗的各种方式写的无量纲形式的控制方程使用规范不变的变量，显示如何简单，可以通过一个合适的选择变量和归一化因子。我们的第三个目标是阐明基于度规的方法和所谓的1+3规范不变方法之间的联系，宇宙学扰动。我们限制我们的考虑线性扰动，但我们的目的是设置阶段的扩展到二阶扰动。
2011-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Nonlocal Corrections to Scalar Field Effective Action in de Sitter spacetime
Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）
研究德西特时空标量场有效作用的非局部修正，通过非局部项和局部近似分析其对漂移系数的影响，并展示环修正对红外区域场方差的抑制作用。
2026-01-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
