Primordial Density Fluctuations in a Dual Supergravity Cosmology
本文分析了一个对偶超引力模型的能量密度涨落谱,在该模型中,在分离理论真空的畴壁内,介子和模都是稳定的,并且实现了成功的暴胀.超势参数的约束来自从COBE推断的原始能量密度波动的振幅,它表明,张量扰动的尺度依赖性几乎消失。
1998-01-20 gr-qc
Fluctuation energies in quantum cosmology
量子涨落或状态的其他时刻有助于能量期望值,并可能意味着有趣的物理效应。在量子宇宙学中,它们被证明是重要的讨论密度边界和不稳定性的初始值问题中存在的签名变化的循环量子化模型。本文提供了一个有效的描述这些问题,伴随着与现有的数值结果和压缩状态的扩展进行比较。比较证实,正则有效方法是非常适合的物理状态的性质的计算。作为一个副产品,一个例子中发现一个简单的状态,量子涨落可以取消完整性修改圈量子宇宙学。
2014-04-21 gr-qc hep-th
Quantum Noise and Fluctuations in Gravitation and Cosmology
我们给出了一个简短的更新,我们的研究计划的非平衡统计场论应用于量子过程中的早期宇宙和黑洞,以及随机引力理论的发展作为一个扩展的半经典引力和中介的“自下而上”的方法量子引力。
2003-04-16 gr-qc
Vacuum Fluctuations as a Source of Adiabatic Perturbations in Power Law Inflationary Cosmology
对量子涨落退相干的分析表明,经典绝热密度微扰的产生可能不会发生在幂律暴胀模型中,幂1< p < 3。扩展的通货膨胀模型的一些后果指出。一般来说,退相干的条件对暴胀模型施加了新的约束,而暴胀模型并不依赖于通常复杂的后续演化。
1997-03-25 gr-qc
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。
1998-07-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Evolution of Fluctuations during Graceful Exit in String Cosmology
我们研究了由高斯-邦纳项耦合的标量场支配的宇宙中涨落的演化。在优雅退出过程中,我们发现在长波长极限下曲率扰动和引力波都有不可忽略的增强,并且在优雅退出完成后,我们还发现了陡背景超膨胀的短波长不稳定性.一种可能的优雅退出机制的这个结果将对弦cos学的原始谱提供重要的影响。
1999-06-17 gr-qc
Initial Kaluza-Klein fluctuations and inflationary gravitational waves in braneworld cosmology
我们研究了Randall-Sundrum膜世界中暴胀产生的引力波的频谱。由于暴胀引力波是量子力学起源的,所以体扰动的初始组态包括卡鲁扎-克莱因量子涨落以及零模涨落。然而,我们发现,在Kaluza-Klein模式的初始波动没有显着的影响,在后期的时间谱,无论在暴胀后阶段的能量尺度和状态方程参数。这是用数值方法,使用朗斯基公式。
2006-02-17 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum fluctuations in the effective relational GFT cosmology
在量子引力的GFT模型的有效关联宇宙动力学的背景下,我们分析了宇宙学相关的几何观测量的量子涨落的大小和演化。我们考虑物质时钟观测值的波动,以测试关系进化图本身的有效性。接下来,我们计算宇宙体积的量子涨落和其他运营商表征其演变(基本GFT量子,有效的哈密顿量和标量场动量的数量运营商)。特别是,我们专注于晚(时钟)的时间制度,其中的动态是兼容的平坦FRW宇宙,并在非常早期的阶段附近的量子反弹产生的基本量子引力动力学。
2021-09-22 gr-qc hep-th
Variable Speed of Light Cosmology, Primordial Fluctuations and Gravitational Waves
本文描述了一种可变光速宇宙学,其中产生原初微扰的因果机制是通过改变原初时代的光速来实现的。这就为解释宇宙宇宙微波背景和大尺度结构的形成提供了一种替代暴胀理论的解释。解决了宇宙学中的初值视界和平坦性问题。该模型预测原始标量和张量波动谱指数$n_s=0.96$和$n_t=- 0.04$,分别。我们利用$δ{\cal N}$形式来识别原始非线性波动的特征,这使得VSL模型与暴胀模型区分开来。特别地,我们发现在光速可变宇宙学中参数$f_{\rm NL}=5$。参数$g_{\rm NL}$的值在原始时期演变并显示运行行为。
2016-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Thermal fluctuations in loop cosmology
圈量子宇宙学中的量子引力效应导致初始奇点的解决,并有可能解决视界问题,产生准尺度不变的密度波动谱。我们认为循环修改的行为的反比例因子低于临界规模在封闭的模型,并假设一个纯粹的热起源的波动。我们表明,在经典的热模型的尺度不变性的不去的结果可以回避,即使我们只是考虑修改的背景(零阶)引力动力学。由于一个完整的和系统的处理扰动爱因斯坦方程在圈宇宙学仍然缺乏,我们只是参数化的预期修改。这些改变了我们的结论的数量,但不是质量。因此,我们敦促社会更全面地解决这个复杂的方面的循环宇宙学,因为完整的图片不仅固定的自由参数的理论,但也提供了一个模型的非暴胀,热起源的宇宙结构。
2007-06-08 astro-ph gr-qc hep-th
The Spectrum of Fluctuations in Singularity-free Inflationary Quantum Cosmology
我们计算了在明显无奇性的量子宇宙学背景下一般标量场真空涨落的功率谱。功率谱由通常的尺度不变谱加上尺度相关修正给出。这些都是由德西特时空中定义明确的量子涨落引起的,导致了标量场的修正色散关系。最主要的修正量与哈勃尺度和普朗克质量的比值成正比。光谱的最大相对变化在10%的水平上,并且可能在未来的CMB实验中观察到。
2005-11-28 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuation Effects in Inflationary Cosmology
本文综述了暴胀宇宙学中共形场量子应力张量效应的几个相关研究。将特别注意量子应力张量涨落作为密度源和膨胀模型中的张量扰动的影响。这些影响可能取决于膨胀期间的总膨胀系数,因此比人们预期的要大得多。它们有可能对原始扰动谱贡献非尺度不变和非高斯分量,并且可能是可观测的。
2011-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Fluctuations in Cosmology and How They Lead to a Multiverse
这篇文章讨论了暴胀模型中的密度扰动,提供了一个关于这些扰动是如何由早期宇宙中的量子涨落产生的教学描述。暴胀的一个关键特征是,快速膨胀可以将微观波动拉伸到宇宙学的比例。我还讨论了量子涨落的另一个重要结果:几乎所有的暴胀模型都是永恒的,因此一旦暴胀开始,它就永远不会停止。
2013-12-27 gr-qc hep-th
Properties of fluctuating states in loop quantum cosmology
在圈量子宇宙学中,体积涨落和相关性的值决定了演化态的动力学是否表现出反弹。特别令人感兴趣的是只支持产生这种演化的哈密顿量的谱的正或负部分的状态。它在这里示出的频谱上的限制性支持并不显着限制体积波动的可能值。
2019-06-07 gr-qc
Modular Fluctuations in Cosmology
本文通过暴胀宇宙学中的标量扰动重新解释模哈密顿量涨落,证明球对称扰动量子化可导致VZ标度,并指出其是否存在于量子引力真空中仍是未解问题。
2025-07-17 gr-qc hep-ph hep-th
Mechanical cosmology: simulating scalar fluctuations in expanding Universes using synthetic mechanical lattices
本文提出将FLRW宇宙膨胀模型映射到反馈耦合机械振子晶格,通过实验模拟真空能量和物质主导的两种膨胀情景,验证了机械晶格作为宇宙学模拟平台的可行性。
2025-04-20 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall gr-qc
Scale Invariant Density Perturbations from Cyclic Cosmology
它示出了如何在CBE(回来空)循环宇宙学的收缩时代的辐射的量子波动可以提供密度波动,重新进入视界在随后的膨胀时代,并在最低阶的尺度不变,在哈里森-泽尔'多维奇-皮布尔斯的意义上,作为必要的大尺度结构的观察是一致的。
2015-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of Scale-invariant Inhomogeneities in Standard Cosmology
结果表明,在开放的弗里德曼宇宙中,密度涨落服从标度律。在平坦的宇宙中,涨落不是尺度不变的。我们计算了平坦、开放和暴胀宇宙中绝热尺度不变密度涨落的增长率。我们发现,在足够长的时间内,密度扰动在爱因斯坦-德-西特宇宙中衰减。相反,密度不稳定性的快速增长使开放宇宙在与我们宇宙年龄相当的时间尺度上变得不均匀。我们还发现,在平坦的暴胀宇宙中,涨落呈指数增长。
1997-11-14 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuations of a Conformal Field and Inflationary Cosmology
我们讨论了在膨胀过程中引入的额外的扰动量子应力张量波动的共形不变的领域,如光子。我们认为这两个运动学模型,它只处理与膨胀波动的测地线,和动力学模型,它把耦合的应力张量波动的标量暴胀。根据温伯格的定理,在这两个模型中,我们都没有发现后期的增长。相反,我们发现的是一个修正,这个修正随着通货膨胀的开始而变大。这种修正是非高斯的,并且高度依赖于尺度,因此从观测到的功率谱中没有这种效应可能意味着对暴胀总持续时间的约束。我们讨论了不同的观点的有效性微扰理论在很早的时候,目前可观察到的模式是transplanckian。
2010-05-25 astro-ph.CO gr-qc
Fluctuation, Dissipation and Irreversibility in Cosmology
我们讨论了宇宙学中的物理过程和宇宙本身的动力学中时间不对称行为的出现。我们首先分析的性质和起源的不可逆性在众所周知的物理过程,如分散,扩散,耗散和混合,并作出区分的过程,其不可逆性产生的规定,特殊的初始条件,和那些产生于系统的相互作用与粗粒度的环境。然后,我们研究了与宇宙学过程中的量子涨落有关的不可逆性,如粒子的产生和“宇宙的诞生”。我们认为,这种量子过程的逆反应效应可以理解为一个波动耗散关系的表现形式,量子场的波动耗散时空动力学。出于同样的原因,它表明,耗散必然会出现在微超空间宇宙学的动力学。这为宇宙学和热力学时间箭头的出现提供了一个自然的过程,并提出了引力熵的一个有意义的定义。最后,我们讨论的标准选择的粗粒度和持久的物理结构的稳定性。在时间不对称的物理起源会议上的特邀演讲,西班牙韦尔瓦,1991年10月,会议记录编辑。J. J. Halliwell,J. Perez-Mercader和W. H. Zurek,剑桥大学出版社,1993年
1993-02-18 gr-qc
The Vacuum State of Primordial Fluctuations in Hybrid Loop Quantum Cosmology
我们研究了混合圈量子宇宙学中原初涨落真空所起的作用。我们考虑的情况下,暴胀子潜力是一个质量项和未扰动的量子几何圈量子宇宙学的有效动力学。在这种情况下,现象上有趣的解具有暴胀前状态,其中暴胀子的动能主导于势。对于这些类型的解决方案,我们表明,原始功率谱强烈依赖于真空的选择。我们详细研究的情况下,绝热状态的低阶和非振荡的真空介绍了马丁德布拉斯和奥尔梅多,都强加在反弹。绝热光谱通常在大尺度下被抑制,并且在中间尺度下随着功率的增加而显示快速振荡。在非振荡真空中,大尺度下存在功率抑制,但不存在快速振荡。我们认为,振荡是由于施加初始绝热条件的区域中的动力学优势,他们也将在广义相对论。最后,我们讨论了我们的结果的初始时间和模型的其他数据的变化的敏感性。
2018-09-26 gr-qc
Quantum Origin of Noise and Fluctuations in Cosmology
本文讨论了量子场涨落星系形成理论中的两个基本问题:1)噪声和涨落的性质和起源; 2)用经典随机方程描述噪声和涨落的条件。在第一个问题上,我们推导了德西特宇宙中零温浴中$λϕ^4 $场的影响泛函,并得到了真空涨落色噪声的相关器。这证实了我们提出的色噪声产生的一种新机制,它可以作为具有非高斯分布的星系形成的种子。对于第二个问题,我们给出了de Sitter宇宙中暴胀子场的(泛函)主方程。通过研究噪声核的形式,我们研究了长波扇区的退相干及其经典行为的条件。
1995-12-29 gr-qc
On the Dependence of the Spectra of Fluctuations in Inflationary Cosmology on Trans-Planckian Physics
我们计算了暴胀宇宙学中度规涨落的功率谱,从初始条件开始,当波长等于某个临界长度$\ell_{_{\rm C}}$时,一模一模地施加这些初始条件,该临界长度对应于一个新的能量标度$M_{_{\rm C}}$,在这个新的能量标度下,trans-Planckian物理变得重要。在这种情况下,功率谱可能与通常框架中计算的功率谱不同(这相当于选择绝热真空状态)。结果的分数差异取决于膨胀期间哈勃膨胀率$H_{\rm inf}$与新能量标度$M_{_{\rm C}}$之间的比率$σ_0$。我们展示了如何以及为什么不同的选择的初始真空状态(源于不同的假设trans-Planckian物理)导致分数的差异,这取决于不同的权力的$σ_0$。正如我们所强调的,功率一般也取决于计算的是密度涨落的功率谱还是引力波的功率谱。
2003-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Fluctuations in a Hořava-Lifshitz Bouncing Cosmology
霍瓦瓦-利夫希茨引力是一个潜在的紫外完备理论,对早期宇宙有着重要的意义。特别是,在空间曲率的存在下,有可能获得非奇异的弹跳宇宙学。这种反弹是由于引力作用中的高阶空间曲率项而实现的。在这里,我们扩展了研究的线性宇宙学扰动在Hoenava-Lifshitz引力耦合到物质的情况下,空间曲率。在没有空间曲率的情况下,我们发现标量度量扰动没有额外的动力学自由度。我们研究的波动通过反弹的演变,并表明,解决方案始终保持非奇异。如果我们从收缩阶段亚哈勃尺度上的量子真空涨落开始,并且如果收缩阶段由无压物质主导,那么对于$λ= 1$和红外极限,后期的扰动是尺度不变的。因此,霍瓦瓦-利夫希茨引力可以实现结构形成的“物质反弹”情景。
2009-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Fluctuation-Dissipation Relation for Semiclassical Cosmology
利用开放系统的概念,以经典几何为系统,以量子物质场为环境,导出了半经典宇宙学的涨落耗散定理.这个定理存在于系统动力学中耗散的非常一般的条件下,以及环境中的噪声和波动,可以追溯到描述开放系统的影响泛函的耗散和噪声核之间的正式数学关系,并且最终是封闭系统的酉性的结果。特别是对于半经典引力,它体现了物质场对时空动力学的反作用效应。从影响作用导出的反反应方程是爱因斯坦-朗之万方程的形式。它包含时空动力学运动方程中的耗散项和物质场中粒子产生涨落的噪声项。使用一个量子标量场在Bianchi型-I宇宙的模型,我们说明了如何导出这个朗之万方程和噪声项,并显示如何创建粒子和耗散的各向异性在宇宙膨胀过程中可以被理解为这种波动耗散关系的表现。
1994-03-29 astro-ph gr-qc
IKKT thermodynamics and early universe cosmology
本文研究有限温度下的IKKT模型,证明其热涨落可演生出尺度不变的标量与张量微扰谱,为早期宇宙宇宙学提供矩阵理论基础。
2023-04-20 gr-qc hep-th
Amplification of Vacuum Fluctuations in String Cosmology Backgrounds
暴胀弦宇宙学背景比传统的暴胀背景能更有效地放大微扰,因为微扰的振幅在视界外可能会增大,而不是保持不变。如果不加以计量,增长模式会限制线性化扰动描述的有效性范围。然而,即使在有限的线性范围内,这种增强的放大也可能导致标准暴胀情景中意想不到的现象学后果。特别是,一个遗迹引力子背景的生产足够强,在未来被探测到的LIGO,和/或产生的随机电磁背景足够强,种子的宇宙磁场,并负责观察到的大尺度各向异性。
1995-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Will quantum cosmology resurrect chaotic inflation model?
最近的Planck和WMAP CMB数据似乎排除了单项幂大于1的单场混沌暴胀模型,而具有更高曲率项的Starobinsky模型似乎是一个可行的模型。由于高曲率项来源于量子涨落,我们重新讨论了混沌暴胀模型下Wheeler-DeWitt方程的量子宇宙学。当波函数在具有量子修正的半经典轨道附近达到峰值时,时空和物质涨落的量子宇宙学产生了半经典宇宙学,这与de Broglie-Bohm pilot理论类似。
2016-03-26 gr-qc
Pointer states for primordial fluctuations in inflationary cosmology
暴胀宇宙学中的原始涨落在波长大于哈勃尺度时通过退相干获得经典性质。虽然退相干是有效的,但它并不完全,因此原始相关性的很大一部分仍然保留到现在。我们解决的指针状态,提供了一个经典的基础上的波动相对于环境(其他领域)的影响的问题。从开放系统的量子理论(林德布拉德方程)的应用方法,我们表明,这个基础是由窄高斯近似场振幅的本征态。我们计算了涨落的冯诺依曼熵和线性熵。它们与每个场模式的最大熵的比率定义了熵意义上的部分退相干的程度。我们还确定了部分退相干的时间,使魏格纳函数积极无处不在,在通货膨胀期间的超级哈勃模式,几乎是独立的耦合到环境中,只是略大于哈勃时间。另一方面,假设一个代表性的环境(光子浴),子哈勃模式的消相干时间是有限的,只有当一些真正的耗散存在。
2007-03-20 astro-ph gr-qc quant-ph
Quantum fluctuations of the compact phase space cosmology
在最近的文章Phys. Rev. D 100,no. 4,043533(2019)中,提出了平坦de Sitter宇宙学的紧凑相空间推广。紧化的主要优点是物理量是有界的,并且量子理论可以用有限维希尔伯特空间来刻画。进一步考虑$\mathbb{S}^2$相空间,利用$SU(2)$表示理论构造了量子描述.本文的目的是应用有效的方法提取量子动力学的半经典区域。分析是在没有事先解决量子约束和提取物理哈密顿模型。在有效水平上,这两个程序的结果是等同的。我们发现了一个非平凡的行为的波动周围的宇宙,这是不同的量子化后发现与标准的平坦相空间。的行为反映在修改后的弗里德曼方程与量子反反应的影响,这是派生的水平。最后,一个意想不到的宇宙部门和全息Bousso约束的量子涨落之间的关系。
2020-03-18 gr-qc hep-th quant-ph
Lagrangian perturbation theory in Newtonian cosmology
讨论了宇宙密度涨落演化的各种解析近似方法。原始密度涨落通过自身的自引力不稳定性形成了大尺度结构。对于这种动态演变,已经考虑了几种方法。在牛顿宇宙学中,物质的运动是由牛顿动力学描述的宇宙膨胀,拉格朗日描述的宇宙流体是众所周知的工作,而准非线性集群制度。本文简要回顾了牛顿宇宙学中的拉格朗日微扰论。
2005-05-23 astro-ph gr-qc
The Holographic Approach to Cosmology
我们回顾宇宙学的全息方法的成功和挑战。该模型预测了一个精确的尺度不变的波动谱与长,短距离截止。它可以解释观测到的CMB波动,并可能解释大尺度下的低功率。我们概述了各种宇宙历史兼容的全息初始条件。本文基于作者在多伦多Cosmo 04和2004年奥斯汀田村研讨会上的演讲
2004-12-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraints on moduli cosmology from the production of dark matter and baryon isocurvature fluctuations
我们设定的约束模量宇宙学的生产暗物质-辐射和重子-辐射等曲率波动通过模量衰减,假设在膨胀过程中的模量保持轻。我们发现,当参数空间m_σ(modulus mass)- σ_{inf}(modulus vev at the end of inflation)中的一个重要部分受到未观测到的显著等曲率波动的约束时,模问题在微扰水平上变得更糟。我们详细讨论的演变的模量VEV和扰动,特别是哈勃尺度修正的模量潜力和随机运动的膨胀过程中的模量的后果。特别地,我们证明了一个高模质量标度m_σ> 100 TeV,它允许模逃避大爆炸核合成的约束,在微扰水平上受到强烈的约束.我们发现,一般来说,解决模量问题需要的暴胀规模远远小于10^{13} GeV。
2009-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology as a Crossed Product
我们提出了一个新的概念框架,暴胀宇宙学是量子力学描述使用希尔伯特空间表示的交叉产品的类型$III$因子与代数的本地运营商的de Sitter静态补丁和自同构的翻译在紧急共形时间。在这个形式框架中,标量曲率涨落由共形时间自同构的生成元的量子方差引起的引力势决定。在Hilbert空间的交叉积中,选取每个模的有效真空态和共形时间作为代表,计算了量子方差和诱导的标量曲率涨落。这导致了暴胀参数(1-n_s)\sim 0.0318和ε \sim 0.0027的模型无关的表征,与普朗克实验结果符合得很好.在这个正式的框架膨胀扩展了代数的观测量在一个原始的dS膨胀宇宙。在这个扩展中,时间演化成为一个内自同构,共轭能量涨落表现为可观测的标量曲率涨落。
2022-07-14 gr-qc hep-th
Effective dynamics of quantum fluctuations in field theory: with applications to cosmology
本研究提出一种规避算符/希尔伯特空间形式、基于经典变量与有效哈密顿量的场论量子涨落新框架,验证了其与标准形式的一致性,可处理含时反作用,修正了哈勃视界内模式初始真空的传统假设,为早期宇宙量子涨落及CMB大尺度反常提供新解释。
2024-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Why are the effective equations of loop quantum cosmology so accurate?
指出在齐次圈量子宇宙学中,相对海森堡测不准关系在非紧空间中消失。因此,对于尖峰态,标度因子的量子涨落永远不会变得重要,即使在反弹点附近也是如此。这说明了为什么量子反作用效应仍然可以忽略不计,也解释了有效方程在描述尖峰波包动力学时惊人的准确性。这也强调了这样一个事实,即微型超空间模型--在那里是量子化的全局变量--没有捕捉到几何结构的局部量子涨落。
2014-07-25 gr-qc
Island Cosmology
如果观测到的暗能量是一个宇宙学常数,那么宇宙的正则态就是德西特时空。在这样的时空中,违反零能量条件的量子涨落将产生物质岛,如果足够大,可能类似于我们可观测的宇宙。唯象方法计算密度涨落产生一个尺度不变的光谱与适当的振幅。随着时间的推移,我们可观测到的宇宙中的物质岛,重新进入宇宙学常数的海洋。
2009-04-29 gr-qc
Relaxed Bounds on the Dilaton Mass in a String Cosmology Scenario
我们讨论的边界上的介子质量,从宇宙学放大的量子涨落的介子背景下,假设这种波动是占主导地位的经典背景振荡。我们表明,如果波动谱的增长与频率的边界放宽相对于更传统的情况下,一个平坦的或减少的频谱。因此,允许的质量范围可能与超对称性破缺模型以及目前由暗物质暗物质残余背景主导的宇宙相容。
1994-01-25 astro-ph gr-qc hep-th
Energy Density Fluctuations in Inflationary Cosmology
我们分析的能量密度波动贡献的标量场$Φ$与消失的期望值,$\langleΦ\rangle=0$,这是目前除了暴胀场。为了简单起见,我们把$Φ$看作是非相互作用的,与引力的耦合最小。我们使用正常的顺序来定义重整化能量密度运营商$ρ$,我们表明,任何正常的顺序给出了相同的结果$ρ$的相关函数。我们首先考虑无质量场,推导出单模$\vk$中的能量涨落、能量密度的两点关联函数、功率谱和拖尾能量密度的方差$\ddR$。研究了单模能量涨落的质量效应。所有的量被认为是规模不变的第二个视界交叉(哈里森-Zel'dovich型)的无质量和不稳定的大规模领域。在无质量情况下,相对涨落$\deρ/\rt$的量级为$(\Hi/\Mp)^2$,其中$\Hi$是暴胀期间的哈勃常数。对于质量为$m_Φ\ll\Hi$且衰减率为$Γ_Φ$的不稳定场,其幅度增加了一个因子$\sqrt{m_Φ/Γ_Φ}$。最后给出了无质量情况下样品平均能量密度宇宙方差的预测。
1994-12-07 astro-ph gr-qc
Time in quantum cosmology
具有两个全球内部时间的宇宙学模型表明,时间重新参数化的不变性,因此协方差,不能通过去参数化来保证。特别是,它是不可能从一个单一的去参数化模型导出适当的时间有效的方程,如果波动和更高的时刻包括量子校正。有效约束的框架显示了如何正确的时间演化可以一致地定义在量子宇宙学系统中,这样,它是时间重新参数化不变时,与其他选择的坐标时间。同时,它允许在同一模型的不同去参数化中的矩修正变换,表明内部时间演化的部分时间重新参数化。然而,除了来自诸如量子涨落的时刻的校正之外,还可能出现因子排序校正。后者一般会打破内部时间公式的协方差。因此,量子宇宙学中的涨落效应是有问题的,特别是如果推导是在内部时间或固定的物理希尔伯特空间中进行的。
2016-12-01 gr-qc
The case for a Casimir cosmology
宇宙学常数,也被称为暗能量,被认为是由真空涨落引起的,但天真的计算结果与事实完全不符。在卡西米尔效应中,真空涨落在电介质中引起力,这可以通过Lifshitz理论很好地描述。最近,利用几何和介质之间的类比,用Lifshitz理论计算了一个正确数量级的宇宙学常数[U。Leonhardt,Ann. Phys.(New York)411,167973(2019)]。本文讨论的经验证据和背后的想法的宇宙学常数的Lifshitz理论,而不需要宇宙学和量子场论的先验知识。
2020-01-12 gr-qc
Primordial Fluctuations in String Cosmology
本论文致力于基于弦论的暴胀情景研究。暴胀是宇宙早期短暂的加速膨胀,它为宇宙学标准大爆炸模型(SBBM)的问题提供了自然的解释。暴胀理论在现象学上的成功,为无数努力建立它与粒子物理学的联系提供了动力。弦论是高能尺度统一理论的有力竞争者,是寻找暴胀理论基础的一个明显框架。因此,我们试图确定由弦论激发的暴胀情景的特征,以及它们的观测结果。特别是,我们将感兴趣的膜膨胀模型,其中的暴胀场具有非正则动力学和再加热的时代被解释为(反)膜的相互湮灭。这份文件包含一个介绍宇宙学和弦论以及模型建设的努力untertaken在他们的交叉点在最近几年。在论文中发表的科学文章都有一个简短的摘要,并在arXiv上单独提供。
2010-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Harmonic cosmology: How much can we know about a universe before the big bang?
量子引力可能会消除经典时空奇点,从而揭示宇宙在大爆炸之前的样子。在圈量子宇宙学中,一个精确可解的模型是可用的,它允许人们处理精确的动态相干态及其在这样的设置中的演化。这里表明,大爆炸之前的量子涨落一般与大爆炸之后的量子涨落无关。大爆炸前量子涨落的可靠测定需要极其精确的观测。
2007-10-25 astro-ph gr-qc hep-th
Constraining Density Fluctuations with Big Bang Nucleosynthesis in the Era of Precision Cosmology
当密度涨落的长度尺度超过中子扩散长度(BBN处的$\sim 10^7-10^8$ cm),并且涨落的幅度足够小以防止引力坍缩时,我们重新研究了具有大尺度重子密度不均匀性的大爆炸核合成。在这个极限下,最终的轻元素丰度可以通过简单地混合来自不同重子/光子比的区域的丰度而不相互作用来确定。我们检查高斯,对数正态分布和伽马分布的重子/光子比,$η$。结果表明,在$η$中,氘和锂-7丰度随均方根涨落的增加而增加,而对氦-4丰度的影响较小。我们发现,这些增加的氘和锂-7丰度是詹森不等式的后果,我们推导出这些丰度的小RMS波动的限制解析近似。原始氘丰度的观测上限限制了$η$的RMS波动小于$η$平均值的$17\%$。这为我们提供了一个关于早期宇宙颗粒性的新极限。
2018-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational Consequences of Evolution of Primordial Fluctuations in Scalar-Tensor Cosmology
本文研究了Brans-Dicke型标量张量引力理论中原初涨落的演化。考虑了调和吸引子模型,其中标量场在Einstein共形坐标系中具有调和有效势,理论随时间向Einstein引力弛豫。本文研究了从辐射占优时期到现在,平坦SCDM模型中绝热初始扰动的演化。我们讨论了标量张量引力如何影响度量和物质扰动的演化,主要集中在观测结果上,即,物质功率谱和宇宙微波背景温度的功率谱。我们发现,早期的时间偏差只表现为大的静态引力常量,而晚期的时间行为与爱因斯坦引力有本质的不同,因为引力常量的时间变化及其涨落具有不可忽略的影响.吸引标量-张量引力由于其吸引性质只影响小尺度模,其程度远远超过了当前时代的后牛顿偏差。
2002-09-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Exact solution to perturbative conformal cosmology in the recombination era
研究了与共形引力相关的宇宙学中的宇宙学扰动理论,建立了它的分解定理的有效性,并利用该定理在复合时代给出了该理论的精确解。我们的方法的核心是使用一个完全规范不变的宇宙学波动方程的制定。在复合时代,不仅微扰理论是适用的,因为它的特定结构,在共形的情况下,波动方程被发现大大简化。使用标量,矢量和张量波动模式的主方程,我们表明,径向方程的三维矢量和张量模式分别是相同的标量模式在5和7个空间维度。这使我们能够构造三维模式的归一化条件。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc
A Nonsingular Cosmology with a Scale-Invariant Spectrum of Cosmological Perturbations from Lee-Wick Theory
我们研究了Lee-Wick型标量场理论的宇宙学。首先,我们考虑均匀和各向同性的背景解决方案,并发现它们是非奇异的,导致宇宙学反弹。接下来,我们分析了这个模型所导致的宇宙学扰动的谱。除非对李-威克理论的势函数或初始条件进行微调,否则不可能得到在反弹后有足够长的暴胀期的背景解。然而,更有趣的是,我们发现,在一般的非暴胀弹跳宇宙学中,在收缩阶段由量子真空涨落产生的扰动具有正确的形式,导致在膨胀阶段的尺度不变谱的度量不均匀性。由于背景是非奇异的,波动的演化通过反弹被明确地定义。我们还分析了在收缩阶段出现的热初始条件的波动的演变。在收缩相,由量子真空涨落引起的引力波的频谱也是标度不变的,张量与标量的比值没有被抑制。
2008-10-26 astro-ph gr-qc hep-ph
The Trans-Planckian Problem for Inflationary Cosmology Revisited
我们考虑一个暴胀宇宙模型,在这个模型中,加速膨胀阶段之前是一个非奇异的反弹和一个包含减速阶段的收缩阶段。我们遵循的波动,退出哈勃半径在辐射为主的收缩阶段的量子真空波动,重新进入哈勃半径在通货紧缩期间和重新交叉在阶段的通货膨胀。演化的波动使用广义相对论线性微扰方程,我们发现,他们退出哈勃半径在通货膨胀期间不具有标度不变的光谱,但具有高度红色的光谱与指数$n_s = -3$。我们还表明,波动的反作用限制了通货紧缩的时间间隔。我们的玩具模型表明,无论是跨普朗克问题的宇宙学扰动和反反应效应的暴胀宇宙学的重要性。首先,在不理解普朗克尺度物理和暴胀之前的阶段的情况下,当微扰在晚些时候离开哈勃半径时,将微扰置于其局部真空状态是一个不平凡的假设。第二,波动的反作用效应会对背景产生重要影响。
2009-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From spacetime foam to holographic foam cosmology
由于量子涨落,时空在小尺度上是泡沫状的。对于时空几何的最大空间分辨率,时空泡沫的全息模型规定,距离$l$的不确定性或波动平均由$(l l_P^2)^{1/3}$给出,其中$l_P$是普朗克长度。应用于宇宙学,它预言宇宙能量是临界密度,宇宙熵是全息原理所允许的最大值。此外,它还需要非常规(暗)能量/物质的存在,以及当前宇宙膨胀的加速。我们认为,这种类型的全息泡沫宇宙学有可能成为标量驱动的暴胀的一个成熟的竞争对手(具有明显的可测试后果)。
2006-05-22 gr-qc
The Cosmic Microwave Background: The history of its experimental investigation and its significance for cosmology
本文介绍了1965年宇宙微波背景辐射的发现及其对随后50年宇宙学的影响。这一发现建立了宇宙的大爆炸模型,对其波动的分析证实了暴胀的想法,并导致了当今精确宇宙学的时代。我讨论了宇宙学扰动的演化及其作为温度涨落和偏振对宇宙微波背景辐射的影响。我还展示了暴胀膨胀的一个阶段如何在时空曲率和原始引力波中产生波动。此外,我提出的CMB实验的结果,从最早的到最近的。这些实验的精确性帮助我们以前所未有的精确度估计宇宙学模型的参数,以便将来我们不仅能够检验宇宙学模型,而且能够在宇宙学尺度上检验广义相对论本身。
2015-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String Gas Cosmology: Progress and Problems
弦气体宇宙学是基于弦论的基本原理和关键的新自由度而建立的一种研究极早期宇宙演化的模型,它不同于点粒子场论。在弦气体宇宙学中,宇宙开始于一个准静态的哈格多恩阶段,在此期间,空间充满了高度激发的弦状态的气体。这种弦气体的热涨落导致几乎尺度不变的曲率波动谱。因此,弦气体宇宙学是宇宙暴胀的替代理论,可以用来解释宇宙结构的起源。这篇简短的评论集中在模型的构建模块,对晚期宇宙学的预测,以及模型面临的主要问题。
2011-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Perturbations in a Chaplygin gas Cosmology
本文研究了由辐射、尘埃和Chaubergin气体组成的宇宙多流体介质的微扰。为此,我们遵循1 + 3协变形式主义,推导出多流体系统中每种流体的能量密度涨落的演化方程。然后在短波长和长波长模式下计算这些耦合方程组的解。我们的初步结果表明,不像大多数暗能量模型,阻碍大尺度结构的形成,由于快速的宇宙膨胀(这给了波动聚结的时间很少),查拉金气体模型支持宇宙结构的形成。这表现在微扰方程的解中,微扰方程显示了密度波动随时间的增长。
2020-10-24 gr-qc
Scalar and Tensor Perturbations in DHOST Bounce Cosmology
我们在DHOST宇宙学的框架下研究了反弹实现,重点研究了它与观测量的关系。我们进行了详细的分析,标量和张量扰动在Ekpyrotic收缩阶段,反弹阶段,和快速滚动膨胀阶段,计算功率谱,谱指数,和张量标量比。此外,我们研究的初始条件,包括扰动产生的Ekpyrotic真空波动,物质真空波动,和热波动。标量功率谱的标度不变性可以通过在喷发相之前引入物质收缩相或调用热气体作为源来获得。由热涨落产生宇宙学扰动的DHOST反弹方案被证明是最有效的方案,相应的预言与观测界完全一致。特别是张量标量比是许多数量级的允许范围内,因为它被抑制的哈勃参数在反弹阶段的开始。
2021-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inhomogeneities in the Microwave Background Radiation interpreted within the framework of the Quasi-Steady State Cosmology
计算了准稳态宇宙学(QSSC)中微波背景辐射(MBR)温度涨落的角功率谱。本文首先简要描述了QSSC中本底的产生和热化过程。然后,我们讨论一个简单的模型的框架内,由于天体物理学和宇宙学的原因,在背景中的波动的可能来源。功率谱峰在$l \approx 6-10$,180-220和600-900被证明是在这个宇宙学分别与曲率效应在最后一个最小的标度因子,星系团和集团。集群的效果示出有关它们在空间中的分布所示的玩具模型的结构形成的QSSC。我们推导和参数化的角功率谱使用六个参数的温度波动的来源在三个特征尺度。我们能够得到一个令人满意的拟合MBR温度波动谱的观测波段功率估计。此外,“最佳拟合”参数值与预期值范围一致。
2002-11-04 astro-ph gr-qc hep-th