Primordial power spectra for curved inflating universes
计算并绘制了最佳拟合普朗克2018弯曲宇宙参数的精确数值原始原始功率谱。结果发现,光谱具有通用的截止和振荡的可观察窗口内的曲率水平允许当前CMB测量,并提供了一个更好的适合当前的数据。推导弯曲宇宙的Mukhanov-Sasaki方程的介绍和分析,并讨论了弯曲制度内的量子和经典初始条件的通货膨胀的理论意义。
2019-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Making Predictions in Eternally Inflating Universe
不断膨胀的宇宙可以包含大的热化区域,这些热化区域具有不同的自然常数值和不同的密度波动谱。为了找到“典型”观测者探测到某组常数或某个波动谱的概率,需要比较不同类型区域所占的体积。如果这些体积取在等时超曲面上,则这种比较的结果对时间变量t的选择极其敏感。在这里,我提出了一种比较体积的方法,它对t的选择相当不敏感。然后应用该方法计算暴胀子势不同极小值的相对概率和密度涨落谱的概率分布。
1995-05-18 astro-ph gr-qc
We Probably Live On An Inflating Brane-World
在膜世界模型中,观察者被困在3-膜的厚度内,这为引力和宇宙学提供了新的视角。在这篇文章中,我认为,宇宙的晚纪元加速的问题是很好地解释了嵌入在一个5维德西特时空的四维德西特宇宙的框架。虽然5维反德西特空间背景对于研究共形场论很重要--因为它在AdS/CFT对应中的作用--但5维德西特空间的存在对于找到保持有限的有效4D牛顿常数和可归一化的零模引力子波函数至关重要。
2011-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum initial conditions for curved inflating universes
针对空间弯曲宇宙中暴胀微扰量子化的难题,构建了正则归一化的新型曲率微扰,解决了初始条件的歧义问题,兼具观测与理论意义。
2024-07-08 astro-ph.CO gr-qc
Double Universe
讨论了膨胀宇宙中非幺正时间演化的正则量子化。我们考虑了de Sitter相FRW度规中的引力波模,证明了真空是双模SU(1,1)压缩态的热场动力学,从而揭示了暴胀演化与热性质之间的联系.特别地,我们讨论了系统的熵和自由能。状态空间分裂成许多由时间$t$参数化的正则对易关系的酉不等价表示,并且非酉时间演化被描述为表示空间中的轨迹:系统通过在酉不等价表示上运行而在时间上演化。时间演化的生成元与熵算符有关。在我们的讨论中的一个核心成分是加倍的自由度,原来是桥梁的统一图片的非酉时间演化,压缩和热膨胀度量的属性。
1997-05-19 gr-qc hep-th
Arrows of time and the beginning of the universe
我研究两个宇宙学的情况下,热力学箭头的时间点在相反的方向在渐近的过去和未来。第一种情况,由阿吉雷和格拉顿提出,假设两个渐近区域被一个类似德西特的反弹分开,在反弹处施加低熵边界条件。这样的边界条件自然地产生于量子宇宙学和宇宙的哈特尔-霍金波函数。反弹超曲面打破了德西特不变性,代表了这个模型中宇宙的开始。第二种情况,由Carroll和Chen提出,在无限类空柯西曲面上假设一些一般的初始条件。他们认为,除了在初始数据演化过程中可能形成的黑洞之外,最终的时空将是非奇异的,并将在两个时间方向上表现出永恒的暴胀。在这里,我表明,假设零收敛条件下,柯西表面在一个非奇异的(除了黑洞)宇宙与两个渐近膨胀的区域必须是紧凑的。我还认为,在两个渐近区域之间的反弹宇宙的大小不能超过德西特视界。这样的时空结构就与阿吉雷-格拉顿方案中的时空结构非常相似,并且在反弹时确实需要特殊的边界条件。如果宇宙学奇点是允许的,那么一个无限的柯西表面与“随机”的初始数据通常会产生在两个时间方向的膨胀区域。然而,这些区域将被奇点包围,并且在它们的过去或未来将具有奇点。
2013-05-29 gr-qc hep-th
The universe out of a monopole in the laboratory?
为了探索暴胀宇宙在实验室中由稳定粒子产生的可能性,我们考虑了薄壳近似下磁粒子的经典和量子动力学。传统上有三种类型的解决方案:稳定,崩溃和膨胀单极。我们认为,从一个稳定的量子到一个膨胀的过渡可以发生碰撞与畴壁或量子隧穿。
2006-07-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Eternal Universes
本文通过构造测地完备的暴胀、徘徊和反弹时空,探讨过去与未来永恒的宇宙模型,并证明在广义相对论能量条件约束下,暴胀与反弹行为必不可少,且此类宇宙无需有开端或终结。
2025-08-22 gr-qc hep-th
Eternal inflation and the present universe
不断膨胀的宇宙可以包含具有不同宇宙学参数值的热化区域。特别是,密度涨落的谱应该是不同的,因为暴胀子场的量子涨落的不同实现。我讨论了一个一般的方法来计算这样的可变参数的概率分布和分析的密度起伏谱作为一个具体的应用。
1999-11-23 gr-qc
Boundary Effects in Local Inflation and Spectrum of Density Perturbations
我们观察到,当充满辐射的罗伯逊-沃克宇宙中的局部补丁由于某种原因膨胀时,外部扰动可以进入膨胀区域。一般来说,当这些扰动进入膨胀空间时,它们的物理波长会变得比哈勃半径更大,它们的振幅会立即冻结。结果表明,相应的功率谱不是尺度不变的。虽然这些微扰不能到达被德西特视界屏蔽的内部观察者,但它们仍然表明了局部暴胀情景中一种奇怪的边界效应。
2007-11-20 astro-ph gr-qc hep-th
Inflating wormholes in the braneworld models
在膜世界模型中,我们的宇宙是一个嵌入在五维体中的三维膜,允许虫洞的存在,而不违反能量条件。可穿越虫洞的一个基本组成部分是违反零能量条件(NEC)。然而,在膜世界模型中,限制在膜上的应力能量张量,穿过虫洞,满足NEC。在传统的广义相对论中,膨胀之前存在的虫洞可以被膨胀的时空显著放大。我们研究了在非定域膜世界效应支持下的膨胀虫洞的演化。作为我们研究的第一步,我们考虑将四维膜世界虫洞嵌入到五维体中的可能性。嵌入的条件,通过研究虫洞的几何形状的结条件,以及全套的五维体场方程。对于暴胀的描述,我们采用混沌暴胀模型。我们研究了膜世界虫洞在指数膨胀阶段和振荡标量场阶段的动力学行为。还得到了零红移虫孔的一个特殊的精确解。结果表明,当零红移虫洞的物理和几何参数自然衰减时,满足一些非常一般的初始条件的虫洞可以变成黑洞,并永远存在。
2011-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uncertainties of predictions in models of eternal inflation
在\cite{MakingPredictions}中,介绍了一种比较宇宙中热化区体积的方法。在本文中,我们调查的依赖性,通过该方法获得的结果的选择的时间变量和因子排序的扩散方程,描述了不断膨胀的宇宙的演变。它示出,无论是分析和数值,由于因素订购的模糊性在模型中固有的结果的变化是相同的顺序作为他们的变化,由于时间变量的选择。因此,结果是,在其精度范围内,免费的虚假依赖于时间参数化。
1996-01-17 gr-qc
Solitons as Key Parts to Produce a Universe in the Laboratory
宇宙学通常被理解为一门观测科学,实验在其中不起作用。然而,有趣的是,改变这种观点来解决以下问题:我们应该做些什么才能在实验室里创造一个宇宙?事实上,根据至少两种不同的范式,这似乎在原则上是可能的;这两种范式都允许规避奇点定理,即在过去的膨胀域中奇点的必要性,这些膨胀域具有产生类似于我们的宇宙的所需性质。第一个是经典的,它是建立在考虑孤子与周围的拓扑缺陷碰撞,产生一个膨胀的时空域。第二个是,相反,部分量子和考虑隧穿过去的非奇异区域的时空进入一个膨胀的宇宙的可能性,以下一个著名的瞬子建议。在这里,我们将回顾其中的一些模型,并强调可能的扩展,概括和开放的问题(例如,子宇宙的可检测性和量子隧道过程的性质)仍然影响其动力学的描述。在这样做的时候,我们将注意到这个主题的工作如何能够代表虚拟实验室,以测试物理学基本原理(特别是量子和广义相对论领域的相互作用)在我们宇宙形成中所起的作用。
2006-09-14 gr-qc
Before the Bang: Wormholes at the Dawn of the Universe
Ghent University(根特大学);École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris(巴黎综合理工学院,巴黎理工学院);NICPB(爱沙尼亚核物理与粒子物理研究所)
本文探讨了欧几里得虫洞作为宇宙初始量子态候选贡献的最新进展,指出虫洞在扩展物理相关鞍点类别的同时,增强了早期宇宙模型构建的物理丰富性。
2026-05-15 gr-qc hep-th
Quasi-open inflation
我们表明,一个大类的两个领域模型的单泡开放的通货膨胀不会导致无限开放的宇宙,因为它是以前认为的,但非常大,但有限的膨胀“岛屿”的合奏。原因是负责气泡成核的量子隧穿不会同时发生在两个场方向上,并且开放宇宙中的等时超曲面与等密度或固定场超曲面不同步。最可能的隧穿轨迹对应于暴胀子场的零值;气泡内第二个暴胀期所需的大值只会出现局部波动。每个成核气泡的内部将包含无穷多个这样的膨胀区域,这些膨胀区域具有$γ^{-1}$级的共动尺寸,其中$γ$取决于模型的参数。这些岛屿中的每一个都将是一个准开放宇宙。由于双曲面的体积是无限大的,因此在单个气泡内将实现在其中心具有所有可能的场值的膨胀岛。我们可能碰巧生活在其中一个同运动大小的$d\lesssim γ^{-1}$补丁,在那里宇宙似乎是开放的。特别是,我们考虑林德和Mezhlumian提出的“超自然”模型。在一阶相变中,近似的U(1)对称性被隧穿场破坏,并且有核气泡内部的慢卷膨胀由伪Goldstone场驱动。我们发现,激发的伪戈德斯通所产生的成核和随后的膨胀的气泡放置在这个模型上的严重限制。我们还讨论了耦合和非耦合的两个场模型。
1997-11-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Predictions from Quantum Cosmology
量子宇宙学提出的世界观是,具有所有可能的基本常数值的膨胀宇宙是从无到有自发创造的。我探索的假设,我们是一个“典型的”文明生活在这个元宇宙的后果。结论包括暴胀与一个非常平坦的潜力和低热化温度,结构形成的拓扑缺陷,和一个可观的宇宙学常数。
1994-10-27 astro-ph gr-qc hep-th
Inflation and topology from the no-boundary state
LPTHE, Sorbonne Université, CNRS(索邦大学,法国国家科学研究中心)
通过将空间拓扑从3-球面改为3-环面,并利用GL(3)自守形式求和SL(3,Z)几何族,解决了无边界波函数指数偏好小宇宙的问题,得到偏好大暴胀宇宙的波函数,并计算环面模涨落对CMB功率谱的修正。
2026-06-12 gr-qc hep-th
Spectrum of Primordial Gravitational Waves in Presence of a Cosmic String
本文研究暴胀宇宙中沿z轴的长直宇宙弦对原初引力波频谱的影响,将宇宙弦作为FRW背景上的扰动处理,推导线性化爱因斯坦场方程,并在慢滚暴胀下求得解析解,揭示宇宙弦在张量扰动方程中作为非齐次项对原初引力波频谱的修正。
2024-05-03 gr-qc
Initial conditions for slow-roll inflation in a random Gaussian landscape
从景观的角度来看,我们的宇宙开始于从一个永恒膨胀的母真空中的量子隧穿,然后是一段时间的缓慢膨胀。我们研究了隧穿过程,并计算了初始条件和慢卷暴胀的e-折叠数的概率分布,通过小场一维随机高斯势来模拟景观。我们发现,这样的景观是完全符合观测,但未来的空间曲率检测的概率是相当低的,$P \sim 10^{-3}$。
2017-05-04 gr-qc hep-th
The tunneling wavefunction in Kantowski-Sachs quantum cosmology
本文利用路径积分方法研究了具有空间拓扑$S^{1}\times S^{2}$和正宇宙学常数的量子宇宙学中的隧穿波函数(Kantowski-Sachs模型)。如果$S^1$和$S^2$的初始标度因子都设置为零,则波函数描述(半经典)起源于奇点的宇宙。这可以解释为表明一个$S^1\times S^2$宇宙不能以非奇异的方式从无到有。在这里,我们探索Halliwell和Louko的另一种建议,即在这个模型中,从无到有的创造对应于将初始体积设置为零。我们发现,这个建议的唯一可接受的版本是固定的半径为零的$S^1$,补充这与条件的顺利关闭(没有一个圆锥形奇点)。由此产生的波函数预测了一个膨胀的宇宙的高各向异性,但成为局部各向同性在晚些时候。与de Sitter模型不同,总成核概率不受指数抑制,除非将高斯-邦纳项添加到作用中。
2022-06-12 gr-qc hep-th
Open and Closed Universes, Initial Singularities and Inflation
在不假设类时收敛条件的情况下,证明了膨胀宇宙中初始奇点的存在性。在证明中所做的假设可能在开放宇宙和许多封闭宇宙中都成立。(It进一步论证,至少有一些不遵守定理的关键假设的膨胀封闭宇宙将具有其他理由的初始奇点。这个结果有两个重要的原因:(a)以前的闭宇宙奇点定理假设了类时收敛条件,(b)已知类时收敛条件在暴胀时空中是不成立的。这个定理的一个直接结果是,最近关于开放的、未来永恒的、膨胀时空中的初始奇点的结果现在可以扩展到包括许多封闭的宇宙。此外,作为一个附带的好处,该定理的时间反演可以应用于引力坍缩。
1994-03-28 gr-qc
Dark Energy and the Fate of the Universe
人们通常认为,在宇宙的演化过程中,暗能量要么消失,要么变成一个正的常数。然而,最近的研究表明,在许多基于超引力的模型中,暗能量最终会变成负值,宇宙在与现在宇宙年龄相当的时间内坍缩。我们将证明,这个结论并不局限于基于超引力的模型:在许多描述宇宙目前加速阶段的模型中,暗能量最终会变成负值,这会在t = 10^10-10^11年的时间内引发宇宙的坍缩。这种类型的理论具有某些显著的特征,可以通过宇宙学观测来检验。
2003-01-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Holographic (Eternal) Inflation
识别ABJM理论复形变的迷你超空间,其配分函数确定永恒暴胀宇宙振幅;边界理论预测玻色子体处于Hartle-Hawking无边界态且有次领先隧穿贡献,还揭示沼泽地距离与配边猜想的联系及渐近波函数预测经典行为的条件。
2024-11-27 gr-qc hep-th
Vacuum Choices and the Predictions of Inflation
在短距离截止存在的情况下,在一个膨胀的非德西特宇宙中,真空态的选择无疑是模棱两可的。模糊性与模函数的初始条件被指定的时间以及宇宙膨胀影响这些初始条件的方式有关。在本文中,我们研究这些不确定性对通货膨胀预测的影响。我们参数化的最一般的一组可能的真空初始条件的两个唯象变量。我们发现,产生的功率谱接收振荡的修正,其幅度是成比例的哈勃参数在截止尺度。为了进一步限制表征真空定义的唯象参数,我们研究了不同宇宙学时期的引力粒子产生。
2003-03-11 astro-ph gr-qc hep-th
An inflationary cosmology from anti-de Sitter wormholes
提出基于欧几里得路径积分和渐近AdS边界条件的新型宇宙波函数,发现欧几里得虫洞为暴胀提供自然初始条件并解决无边界提案问题,同时为在全息学框架内描述暴胀宇宙学物理及其微扰提供了可能。
2024-03-25 gr-qc hep-ph hep-th
Supergravity, Dark Energy and the Fate of the Universe
本文提出了一种用de Sitter(dS)解描述扩展超引力中的暗能量和宇宙加速的方法。其中一些与非紧内部空间的M-理论有关。在这些模型中,超轻标量的质量以哈勃常数为单位进行量子化:m^2 = n H^2。如果dS解对应于有效势的最小值,宇宙最终成为dS空间。如果dS解对应于一个最大值或一个鞍点,这是所有基于N=8超引力的已知模型的情况,那么平坦宇宙最终会停止加速并坍缩成奇点。我们表明,在这些模型中,以及在基于N=1超引力的最简单的暗能量模型中,在全球坍缩之前剩余的典型时间与宇宙的当前年龄t = O(10^{10})年相当。我们讨论了区分各种模型的可能性,并使用宇宙学观测找到我们的命运。
2002-08-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Did Gravitational Waves Affect the Evolution of the Universe?
当宇宙学家努力理解我们宇宙的演化时,一个经常被忽视的因素是引力辐射对原始等离子体场的影响。这似乎是由于原始等离子体场作为一个简单的流体动力学流体的近似不准确,因此忽略了磁流体的完整动力学。在这篇论文中,我们展示了引力波是如何对我们宇宙的演化产生重大影响的。虽然还需要做更多的工作,但作者希望最终能够开发出一个早期宇宙结构形成的大规模模拟,其中考虑了标量扰动,引力波,磁场和动态等离子体场的相互作用。
2009-01-20 gr-qc