Emergence of product of constant curvature spaces in loop quantum cosmology
具有宇宙学常数的Kantowski-Sachs时空和高亏格黑洞时空内部的圈量子动力学具有圈量子宇宙学中其他时空所不具有的一些特殊性质.与其他情形一样,尽管量子几何效应解决了物理奇点,并导致了非奇异的反弹,但反弹之后,在随后的向后或向前演化中,都不会出现具有小时空曲率的时空。相反,在渐近极限下,时空流形是两个常曲率空间的乘积。有趣的是,虽然这些渐近时空的时空曲率非常高,但它们的有效度规是爱因斯坦场方程的解。对Ricci张量分量的分析表明,在奇异性解析之后,Kantowski-Sachs时空导致了一个有效的度规,它可以被解释为“带电的”Nariai,而更高亏格的黑洞内部可以类似地被解释为具有宇宙学常数的反Bertotti-Robinson时空。这些时空是“带电的”,因为满足爱因斯坦场方程的能量动量张量在形式上与均匀电磁场的能量动量张量相同,尽管它有一个纯粹的量子几何起源。渐近时空也有一个突现的宇宙学常数,它的大小,有时甚至符号,与Kantowski-Sachs和更高亏格黑洞度规内部的宇宙学常数不同。通过对后一个宇宙学常数的微调,我们证明了“不带电”的纳里埃时空和具有消失的突现宇宙学常数的反贝托蒂-罗宾逊时空也可以得到。
2015-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spacetime torsion as a possible remedy to major problems in gravity and cosmology
我们表明,爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力挠理论不仅扩展了广义相对论,以考虑物质的内在自旋,但它也可能消除引力物理学的主要问题,并回答宇宙学的主要问题。这些问题包括:宇宙的起源,黑洞中奇点的存在,暴胀和暗能量的性质,宇宙中物质-反物质不对称的起源,以及暗物质的性质。
2011-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Holographic Entanglement Entropy in Cyclic Cosmology
我们讨论一个循环的宇宙学,其中可见宇宙,或内向,是所有的观察者可以访问,而外向代表总时空起源的时间时,暗能量开始占主导地位。有人认为,相对于整个宇宙的熵,内向宇宙的纠缠熵更适合于呈现无限循环。由于纠缠熵的消失意味着时空的断开,在转向时,当内向熵为零时,断开的外向可以被抛弃而不受惩罚。
2017-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The mirror at the edge of the universe: Reflections on an accelerated boundary correspondence with de Sitter cosmology
本文求解了de Sitter动镜宇宙学的加速边界对应(ABC)。Bogoliubov系数表明粒子谱是普朗克分布,温度与视界半径成反比。量子应力张量表明能量通量的持续发射与永恒平衡一致,而粒子携带的总能量仍然是有限的。曲线时空变换到平坦时空与加速边界的说明,也显示了反德西特(AdS)时空。
2020-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Massive-photon electrodynamics and MHD in curved spacetime and cosmology
Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文学与空间科学研究所)
本文研究了巨量光子电磁动力学和MHD在弯曲时空中的行为,推导了相关方程并分析了其在非相对论极限下的特性。
2026-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology from the vacuum
我们认为,标准的全息工具可以用来描述完全非微扰宇宙学的微观模型,其中一个时期的加速膨胀可能会导致从随时间变化的标量场的正势能向一个区域发展与负电位。在这些模型中,基本的宇宙学常数是负的,宇宙最终以时间反演对称的方式消失。微观描述自然地为宇宙学选择了一种特殊的状态。在这个框架中,宇宙时空中的物理学与静态平面渐近AdS洛伦兹虫洞时空中的真空物理学是对偶的,因为背景时空和可观测量通过解析延拓联系起来。对偶时空在任何地方都是弱弯曲的,因此任何宇宙学观测量都可以通过有效场论在对偶图像中计算,而无需详细了解UV完成或大爆炸附近的物理学。特别是,虽然暴胀可以解释宇宙学图像中扰动的起源,但扰动可以在不知道暴胀势的情况下从对偶图像中推导出来。
2022-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Machian gravity and a cosmology without dark matter and dark energy
宇宙学的标准模型基于广义相对论,要求宇宙95%以上由暗物质和暗能量组成,迄今为止还没有直接的观测证据。这些暗成分的概念基础是基于引力场的强度和物质密度之间的固定关系。过去提出了替代模型来解释宇宙中没有暗成分的观测结果。虽然他们有自己的优点和缺点。本文提出了一个新的基于马赫原理的宇宙学模型。它提供了一个类似于标准宇宙学模型的宇宙学,没有任何特殊的暗物质或暗能量。我们表明,该理论自然地提供了一些几何条款,表现得像暗物质和暗能量和暗辐射。暗辐射的存在为宇宙学提供了新的观测特征。结果表明,该理论得到了大爆炸核合成和宇宙微波背景观测数据的支持,并对宇宙中过量的有效中微子种类和较高的氦质量分数提供了解释.我们还使用Planck+WP数据计算了我们模型的最佳拟合宇宙学参数。
2015-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Geodesics and Light Deflection in Schwarzschild-like Spacetime from Cosmology-Inspired Modified Gravity
本文研究了宇宙学启发的修改引力对类史瓦西黑洞时空的影响,利用 Rindler-Ishak 方法计算光线偏折角并分析光子轨道与黑洞阴影,发现偏折角随模型参数增大而减小,表明高精度观测可约束引力修改。
2025-09-18 astro-ph.CO gr-qc
Loop Quantum Cosmology: Physics of Singularity Resolution and its Implications
本文总结圈量子宇宙学中各类时空的奇点消解现象及物理意义,分析不同量子化方案下结果的鲁棒性,指出量子几何离散性使大爆炸被大反弹取代,还为经典暴胀等图景提供紫外完备描述。
2023-04-11 astro-ph.CO gr-qc
Nonflat time-variable dark energy cosmology
将时变暗能量标量场$Φ$模型($Φ$ CDM)推广到非平坦空间.我们表明,即使在空间曲率占主导地位的时代的标量场的解决方案是一个依赖于时间的不动点或吸引子,标量场的能量密度的增长相对于空间曲率的能量密度。这是第一个在非平坦几何中物理上一致和完整的动态暗能量模型的例子。
2013-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
MOND cosmology from entropic force
我们利用熵引力方法导出了在星系尺度上与原MOND唯一对应的MOND宇宙学。它继承了MOND的主要优点,即它将重子物质和非重子暗物质还原为重子物质。我们首次获得了MOND中的临界参数,即,在宇宙尺度上的跃迁加速度$a_c$。因此,我们解决了长期存在的重合问题$a_c\sim cH_{0}$。更有趣的是,像年龄图形暗能量这样的术语自然出现了。在这个MOND宇宙学框架中,我们只需要重子物质来描述标准宇宙学中的暗物质和暗能量。
2012-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Search for sterile neutrinos in holographic dark energy cosmology: Reconciling Planck observation with the local measurement of the Hubble constant
我们利用最新的观测数据在全息暗能量宇宙学中寻找不育中微子。为了进行分析,我们使用了当前的宇宙学观测,包括宇宙微波背景温度功率谱数据从普朗克任务,重子声学振荡测量,Ia型超新星数据,红移空间畸变测量,剪切弱透镜观测数据,普朗克透镜测量,以及最新的直接测量$H_0$。结果表明,与$Λ$ CDM宇宙学相比,含无菌中微子的全息暗能量宇宙学能更好地缓解普朗克观测与直接测量$H_0$之间的紧张关系.一旦我们将$H_0$测量纳入整体拟合中,我们发现可以给出全息暗能量宇宙学中存在无菌中微子的暗示。在全数据组合的约束下,我们得到了$N_{\rm eff}= 3.76\pm0.26$和$m_{ν,\rm sterile}^{\rm eff}< 0.215\,\rm eV$,表明在全息暗能量宇宙学中对$ΔN_{\rm eff}>0$的探测是在$2.75σ$水平上进行的,目前的观测更倾向于无质量或很轻的无菌中微子.
2017-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy and Cosmology
理解宇宙加速的可能理论解释空间是现代宇宙学的一个核心挑战。这份简短的文件概述了解决这一问题的方法的选定方面,重点是对广义相对论的修改可能是加速的原因,正如在ICHEP 2012会议上的全体会议上所提出的那样。
2012-12-27 astro-ph.CO gr-qc
Interacting Holographic Generalized Chaplygin Gas in compact Kaluza-Klein cosmology
在紧致Kaluza-Klein宇宙学框架下研究了相互作用广义Chaubergin气体模型的全息暗能量对应。得到了修正的全息暗能量和状态方程参数的演化,利用密度参数的现有观测值,形成了容纳暗能量的稳定组态。我们注意到暗能量和幻影场之间的联系,并表明暗能量可能是从过去的幻影状态演变而来的。
2013-03-11 astro-ph.CO gr-qc
Challenges in Cosmology from the Big Bang to Dark Energy, Dark Matter and Galaxy Formation
我回顾了大爆炸宇宙学的现状,重点是暗物质,暗能量和星系形成的当前问题。这些主题激发了实验宇宙学的许多当前目标,其范围从针对暗能量和暗物质的性质到探测第一批恒星和星系的时代。
2016-12-20 astro-ph.CO
Accelerating Cosmology Driven by Gravitational Production of Dark Matter Particles: Constraints from SNe Ia and H(z) data
利用Ia型超新星和观测的H(z)数据,对不含暗能量的平坦加速模型的自由参数进行了约束.在这个修正的爱因斯坦-德西特宇宙学中,目前的加速阶段不是真空占主导地位,而是引力诱导的冷暗物质粒子产生的结果。该模型在低红移时呈现出从减速到加速的转变,并且能够将冷暗物质图像与最新的哈勃常数H_0测量值、超新星观测值(Constitution样本)和H(z)数据相协调。
2011-03-25 astro-ph.CO gr-qc
Dark Energy Interacting with Dark Matter in Classical Einstein and Loop Quantum Cosmology
在经典爱因斯坦宇宙学和圈量子宇宙学的背景下,研究了暗能量与冷暗物质相互作用的宇宙学模型。我们考虑两种类型的相互作用的模型。在前一个模型中,相互作用是两个暗扇区密度的线性组合,而在后一个模型中,具有恒定传输速率的相互作用仅取决于冷暗物质的密度。结果表明,在两种相互作用模型下,圈量子宇宙学的动力学结果都不同于经典爱因斯坦宇宙学的动力学结果。此外,相互作用的形式显着影响的动力学结果在这两种宇宙学。
2010-04-25 astro-ph.CO
Interactions and Instabilities in Cosmology's Dark Sector
我考虑的是暗能量和暗物质之间的耦合。我描述了如何存在的绝热制度,其中的暗能量场瞬间跟踪其有效潜力的最小值,打开了大门的灾难性的不稳定性。这种{ \it绝热不稳定性}紧密地约束了广泛的一类相互作用的暗扇区模型。这次演讲是在DPF-2009会议上提出的,并将出现在会议记录中。
2009-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holographic, new agegraphic and ghost dark energy models in fractal cosmology
我们在分形宇宙学的框架下研究了全息、新年龄和鬼暗能量模型。我们考虑一个充满暗能量和暗物质的分形FRW宇宙。得到了所选暗能量模型在紫外波段的状态方程参数,并讨论了它们的意义。
2012-01-07 astro-ph.CO physics.gen-ph
Inhomogeneous cosmology in the cosmic rest frame without dark stuff
我们在宇宙静止系中研究了具有各向同性但非均匀度规的爱因斯坦方程。这些方程是在宇宙晚期微扰求解的。在没有使用宇宙学常数或暗物质的情况下,首阶和次首阶的结果与观测结果一致。
2016-02-22 astro-ph.CO
Constraints on Tsallis Cosmology from Big Bang Nucleosynthesis and Dark Matter Freeze-out
我们认为Tsallis宇宙学作为一种方法,热力学引力和推导出的Tsallis参数的约束是$β<2$通过使用来自形成的原始轻元素,氦,氘和锂,从大爆炸核合成(BBN)的观测数据,它只允许一个非常微小的偏差从广义相对论(GR)。其次,我们考虑了Tsallis宇宙学时代的热暗物质(DM)冻结机制,并从观测到的DM遗迹丰度导出Tsallis参数的界限为$1-β< 10^{-5}$。
2021-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter: The evidence from astronomy, astrophysics and cosmology
暗物质已经被引入来解释许多独立的引力效应在不同的天文尺度上,在星系,星系群,星系团,超星系团,甚至整个视界。这篇综述描述了暗物质积累的天文学、天体物理学和宇宙学证据。它是写在一个非专业水平,并打算为观众很少或只有部分知识的天体物理学或宇宙学。
2010-10-18 astro-ph.CO
Conserved Quantities in Lemaitre-Tolman-Bondi Cosmology
本文研究了Lematre-Tolman-Bondi(LTB)背景时空的线性扰动。研究了微扰在规范变换下的变换行为,构造了规范不变量。利用扰动能量守恒方程,我们证明了LTB中存在守恒量,特别是空间度规迹扰动,它在所有尺度上都是守恒的.然后,我们简要地将我们的讨论扩展到Lematre时空,并在LTB时空的这种扩展中构造规范不变的扰动。
2014-10-17 astro-ph.CO
Non-Baryonic Dark Matter in Cosmology
本文是对非重子暗物质研究现状的宽带综述。首先回顾了暗物质存在的证据,然后讨论了暗物质如何从小尺度到大尺度分布,最后讨论了暗物质的性质:暗物质候选者及其探测。最后,我讨论了$Λ$ CDM模型的一些局限性,特别强调了范式的小规模问题。
2013-05-01 astro-ph.CO
A Realistic Cosmology Without Cold Dark Matter
我们提出了一个新的框架统一冷暗物质(CDM)和修正牛顿动力学(MOND),以解决各自的问题,在银河系尺度和大尺度结构的形成。在我们的框架中,暗物质在大尺度上成团,但在银河系尺度上却不是。这种暗物质行为的环境依赖性是由一个矢量场控制的,这也产生了星系中的MOND效应。我们发现,在这个框架中,只有一个单一的质量尺度需要被引入到CDM,MOND和暗能量的现象。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Thermal Fluctuations of Dark Matter in Bouncing Cosmology
我们研究了在弹跳宇宙学中产生的暗物质粒子的统计性质,特别是其热涨落的演化。通过对超视界模运动方程的显式推导和求解,我们完全确定了一般弹跳背景下暗物质的热扰动演化。我们还证明了超视界模的演化是稳定的,不会破坏一般的弹跳宇宙的背景演化,直到普朗克尺度。在标准暴胀场景中,如WIMP(-less)奇迹,暗物质的超视界热扰动并不存在,而在一般的弹跳宇宙场景中,这种暗物质的超视界热扰动对于检验和区分这两种场景具有重要意义。
2016-08-22 astro-ph.CO
Dark Matter in Astrophysics/Cosmology
这些课堂讲稿的目的是从天体物理学/宇宙学的角度介绍暗物质。我们从宇宙学的快速概述开始,包括宇宙的演化,它的热历史和结构形成。然后,我们从星系、星系团、宇宙微波背景辐射的各向异性和大尺度结构的观测结果中,探讨了暗物质的观测证据。为了探测暗物质,我们需要知道它是如何分布的,特别是在银河系中,所以接下来我们将概述数值模拟和观测的相关结果。最后,我们通过观察天体物理学和宇宙学观测可以告诉我们关于暗物质的性质来得出结论,重点是两个特殊的情况:温暖和自我相互作用的暗物质。
2021-11-10 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in Cosmology
本文从宇宙学和天体物理学的角度综述了暗物质领域的主要理论和实验成果。我们重新审视它从第一次调查的地方天体物理物质,到严格的约束,从最后一次发布的宇宙尺度的数据来的物质属性。为了更接近和证明暗物质的想法,我们将讨论测量暗物质特性的方法和工具,在某些情况下,还将讨论为暗物质提供最直接证据的方法组合,例如子弹星系团。
2014-11-13 astro-ph.CO
Cosmology of axion dark matter
本文综述轴子暗物质宇宙学,涵盖早期宇宙产生机制、轴子质量预言、宇宙学界限及直接与间接探测,为当前搜寻提供关键背景。
2024-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Axion cold dark matter in non-standard cosmologies
本文研究了大爆炸核合成前两种具有非标准热历史的宇宙学场景中冷暗物质轴子的参数空间:低温再加热(LTR)宇宙学和动能宇宙学。如果Peccei-Quinn对称性在暴胀过程中破裂,我们发现LTR宇宙学中允许的参数空间比标准宇宙学中更多,而在Kination宇宙学中更少。相反,如果Peccei-Quinn对称性在暴胀后破缺,Peccei-Quinn标度将比LTR宇宙学中的标准标度高出几个数量级,而比Kination宇宙学中的标准标度低。我们表明,轴子速度色散可以用来区分这些非标准的宇宙学。因此,轴子冷暗物质可能是大爆炸核合成之前宇宙历史的一个很好的探测器。
2009-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Cosmology and Dark Matter
希格斯真空稳定性对宇宙学有重要影响。特别是,我们认为,如果希格斯真空是亚稳态的,那么暗物质不能包含一个质量小于$10^{15}{\rm g}$在我们过去的整个光锥黑洞。除了是微观黑洞的破坏者之外,希格斯真空衰变也可能是暴胀期间原始黑洞的来源。
2018-09-01 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmology of Composite Inelastic Dark Matter
复合暗物质是实现非弹性暗物质的自然设置-O(100 keV)质量分裂来自组成费米子的自旋-自旋相互作用。在模型中,各组分在轴向U(1)规范对称性下带电,也与标准模型夸克耦合,暗物质从标准模型核非弹性散射,可以解释DAMA/LIBRA年度调制信号。本文描述了复合非弹性暗物质模型的最小实现的早期宇宙学,其中暗物质是由轻夸克和重夸克组成的介子。组成夸克合成为暗介子和重子的过程中,产生的暗物质强子会根据系统中的相对质量标度产生几种不同的性质。
2010-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter in $R+R^2$ cosmology
考虑了在$R^2$ -修正重力法中生产大体积稳定文物的问题。结果表明,大质量粒子的宇宙学演化和动力学与传统宇宙学有很大不同。结果适用于最轻的超对称粒子,有人认为,他们是可行的候选人的成分的暗物质,如果他们的质量约为1000 TeV。
2019-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric dark matter in braneworld cosmology
我们研究了膜世界膨胀时期对非对称暗物质遗迹密度的影响。我们发现,在早期宇宙的兰德尔Sundrum II(RSII)模型预测的膨胀率增强导致早期粒子冻结和增强的遗物密度。Okada和Seto(2004)在对称暗物质模型中观察到了这种效应,这里我们将他们的结果推广到非对称暗物质的情况。我们还讨论了膜世界场景中增强的非对称湮灭率及其对间接探测实验的影响。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Anomaly mediated SUSY breaking scenarios in the light of cosmology and in the dark (matter)
反常中介是一种流行的和动机良好的超对称性破缺方案。不同的可能的详细实现这一设置的研究和积极寻找在对撞机。除了来自味道,低能物理和直接对撞机搜索的限制外,这些模型通常受到再现宇宙中暗物质密度观测的要求的限制。我们重新分析这些界限,特别是我们专注于暗物质的界限都考虑到标准的宇宙学模型和替代宇宙学的情况。这些场景不会改变可观测的宇宙学,但遗迹暗物质密度边界强烈依赖于它们。我们认为标准宇宙学暗物质界限排除的基准点很少,并建议放松暗物质的约束是必要的,以避免太强的(宇宙学)模型依赖于这些模型获得的限制。我们还简要讨论了现象学的影响,特别是在大型强子对撞机。
2011-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Ultralight Dark Matter: Undergraduate Physics in Modern Cosmology
Truman State University(特鲁曼州立大学)
本文通过大学物理知识探讨超轻暗物质的理论与实验特性,提供教学资源以将前沿研究引入课堂。
2026-03-13 astro-ph.CO hep-ph physics.ed-ph