Spectral Dimension of the Universe in Quantum Gravity at a Lifshitz Point
我们扩展的定义“谱维”（通常定义为分形和晶格几何）的理论光滑的时空与各向异性标度。我们证明了在D+1维时空中，在动力学临界指数为z的Lifshitz点支配的量子引力中，时空的谱维数等于ds =1+D/z.在arXiv：0901.3775中提出的3+1维引力的情况下，在UV中由z=3主导，在IR中流向z=1，时空的谱维从大尺度的d_s=4流向短距离的d_s=2。值得注意的是，这是Ambjorn，Jurkiewicz和Loll在量子引力的因果动力学三角剖分方法中数值发现的d_s的定性行为。
2009-03-03 gr-qc hep-lat hep-ph
Inflationary universe in fluid description
我们研究暴胀宇宙学的流体描述。结果表明，暴胀宇宙的三个观测量：曲率扰动的谱指数、密度扰动的张量标量比和谱指数的运行都可以与普朗克分析相容.此外，我们重建的状态方程（EoS）的曲率扰动的光谱指数与普朗克的结果一致的流体。我们明确地表明，宇宙可以优雅地退出通货膨胀的重建流体模型。此外，我们还研究了流体模型的奇异膨胀。
2016-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accelerating Universes from Short-Range Interactions
我们表明，宇宙中基本粒子之间的短程相互作用可以驱动一段时间的加速膨胀。这种描述符合早期宇宙。在今天的宇宙中，如果假设存在短程相互作用或某种“屏蔽引力”，那么这幅图景可能会重演。
2005-10-11 astro-ph gr-qc hep-th
Blue-tilted Tensor Spectrum and Thermal History of the Universe
我们调查的原始引力波（GWs）的光谱指数的约束，特别注意到一个蓝倾斜的频谱。这样的限制可以用来测试早期宇宙的某类模型。我们调查的观测范围从LIGO+室女座，脉冲星定时和大爆炸核合成，考虑到抑制的振幅在高频率下，由于再加热后的通货膨胀和后期的熵产生。通过改变再热温度和后期产生的熵值等参数的值，对光谱指数进行了约束。我们还考虑了一般建模方法下的约束条件，可以近似地描述早期宇宙的各种场景。我们表明，蓝色光谱倾斜的约束强烈依赖于基本的假设，在某些情况下，仍然可以允许一个高度蓝色倾斜的光谱。
2014-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation of Universe by Nonlinear Electrodynamics
研究了二维参数的非线性电动力学。得到了因果性原理、么正性原理和经典稳定性原理成立时的电磁场范围。在我们的模型中，电荷中心处的电场的奇异性是不存在的，并且存在对库仑定律的修正，如$r\rightarrow\infty$。宇宙暴胀发生在随机磁场背景中。宇宙演化的第二阶段是辐射时代，因此存在着优雅的出口。我们估计了谱指数、张量标量比和谱指数的运行情况，与普朗克和WMAP数据大致一致。
2020-10-07 gr-qc hep-th
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$G$运行在（超）普朗克能量，我们认为真空和热扰动。如果彩虹度规是一个广义Horava-Lifshitz色散关系，我们发现，只有当$G$渐近趋于零可以匹配的光谱指数的观测值和解决的视界问题，无论是真空和热扰动。对于真空涨落，观测约束意味着原始宇宙的膨胀既可以加速也可以减速，而在热扰动的情况下，只允许减速膨胀。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The evolution of CMB spectral distortions in the early Universe
宇宙微波背景（CMB）的能谱允许在早期宇宙中限制能量释放的片段。在本文中，我们重新审视和改进宇宙热化问题的计算。为此，开发了一种新的代码，称为CosmoTherm，它允许在膨胀的各向同性宇宙中求解耦合光子-电子玻尔兹曼方程，以获得CMB中的小光谱失真。我们明确计算的形状的能量释放所造成的频谱失真由于（i）湮灭暗物质;（ii）衰变残留粒子;（iii）声波的耗散;和（iv）准瞬时加热。我们还证明了（v）CMB光子与绝热冷却的非相对论电子和重子的连续相互作用在GHz谱带内引起负μ型CMB谱畸变DI_nu/I_nu~10 ^{-8}。我们解决了热化问题，包括改进的双康普顿和韧致辐射发射率的近似，以及宇宙学重组过程的最新治疗。当红移z <~10^3时，物质开始冷却，大大低于CMB的温度，因此在非常低的频率下，自由-自由吸收会显著改变原初扭曲的形状。此外，冷却电子向下散射CMB光子，在高频下引入小的后期负y型失真。我们还讨论了我们的结果，在最近提出的CMB实验Pixie，CosmoTherm应该允许详细的预测。我们目前的计算表明，能量注入，因为（ii）和（iv）Pixie应该允许改善现有的限制，而由其他过程引起的CMB失真似乎仍然无法观察到目前提出的灵敏度和光谱波段的Pixie。
2011-09-29 astro-ph.CO hep-th physics.plasm-ph
Interactions in the dark sector of the Universe
宇宙暗区内部的相互作用影响着宇宙动力学。因此，宇宙的未来演化可能与$Λ$ CDM模型预测的不同。本文综述了近年来研究的几种暗物质与暗能量非引力耦合模型的主要特征。
2014-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Space, Matter and Interactions in a Quantum Early Universe. Part II : Superalgebras and Vertex Algebras
In our investigation on quantum gravity , we introduce an infinite dimensional complex Lie algebra $\textbf{$ { \mathfrak g}_{ \mathsf u} $}$ that extends $\mathbf{e_9}$ . It is defined through a symmetric Cartan matrix of a rank 12 Borcherds algebra. We turn $\textbf{$ { \mathfrak g}_{ \mathsf u} $}$ into a Lie superalgebra $\textbf{$ \mathfrak {sg}_{ \mathsf u} $}$ with no superpartners, in order to comply with the Pauli exclusion principle . There is a natural action of the Poincaré group on $\textbf{$ \mathfrak {sg}_{ \mathsf u} $}$ , which is an automorphism in the massive sector. We intr…
2020-12-18 gr-qc hep-th math-ph
Inflationary universe from perfect fluid and $F(R)$ gravity and its comparison with observational data
在理想流体模型和$F(R)$引力理论的框架下，通过重构方法研究暴胀模型的观测量描述，特别是曲率扰动谱指数、张量标量比和谱指数的运行.最后，将理想流体和$F(R)$引力对暴胀的描述与普朗克卫星和BICEP 2实验等宇宙学观测结果进行了比较。用具体的例子证明了理想流体可能导致与普朗克数据一致的暴胀宇宙。几种$F(R)$重力模型，特别是幂律模型，在Planck和BICEP 2结果所允许的范围内，给出了与谱指数和张量标量比相一致的最佳拟合值。
2014-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Atoms and Forces of Interaction Between Elementary Particles in the Expanding Universe
本文将早先发展的构造Dirac粒子与一般引力场相互作用的自共轭哈密顿量的算法推广到电磁场的情形。该哈密顿量适用于当引力场描述空间平坦的Friedmann模型时的情况，并且电磁场是扩展到该模型的情况的库仑势。在宇宙空间平坦膨胀的条件下，对原子系统和相互作用的电磁力的分析表明，原子能级系统不随宇宙时间而变化。在空间平坦的弗里德曼模型中，原子的谱线在宇宙学时间的不同点上是相同的。在这种情况下，红移完全由在膨胀的宇宙中运动的光子波长的增长决定。同时，基本粒子之间的相互作用力会随着宇宙的膨胀而改变。
2011-11-04 gr-qc hep-th
Hearing the Shape of the Universe: A Personal Journey in Noncommutative Geometry
本文综述非交换几何方法如何通过谱作用量和广义狄拉克算子统一描述标准模型与引力，并讨论其重整化群解释、希格斯稳定性及中微子质量等物理推论。
2025-11-08 hep-th math-ph math.MP
Holographic flows with scalar self-interaction toward the Kasner universe
考虑标量算符均匀变形的对偶CFT的热态，研究了在渐近反de Sitter时空中具有自相互作用项$λϕ^4$的Einstein标量场描述的非零温度全息重整化群流.我们证明了具有自相互作用项的全息流可以平滑地穿过黑洞的事件视界，并在后期将Schwarzschild奇点变形为Kasner宇宙。此外，我们还研究了标量自相互作用对形变近奇异Kasner指数的影响，以及纠缠速度与后期Kasner奇异指数的关系。
2020-09-14 gr-qc hep-th
The $n$-point Exceptional Universe
本文构造了由非单纯例外 Jordan 代数坐标化的有限维离散几何，给出 $F_4 \ imes F_4$ 规范理论的2点原理验证，并推广到经分裂 Jordan 双模耦合的 $n$ 点例外 Jordan 几何。
2025-03-13 hep-th math-ph math.MP
Primordial Black Hole Dark Matter and LIGO/Virgo Merger Rate from Inflation with Running Spectral Indices: Formation in the Matter- and/or Radiation-Dominated Universe
我们研究的可能性来解释整个暗物质丰度的原始黑洞（PBH）或解释合并率的双黑洞估计的引力波探测LIGO/处女座。我们假设PBH起源于一个辐射或物质占主导地位的时代，从大的原始曲率扰动产生的通货膨胀。我们采取一个简单的模型无关的方法，考虑通货膨胀与大运行的频谱指数参数化的$n_\text{s}, α_\text{s}$，和$β_\text{s}$与观测范围一致。合并率由具有辐射主导时代产生的$\mathcal{O}(10)$ $M_{\odot}$质量的PBH拟合。那么跑步的跑法应该是$β_\text{s} \sim 0.025$，可以通过以后的观察来检验。另一方面，如果适当实现一组运行参数，则暗物质的整体丰度与早期物质主导时代产生的具有小行星质量的PBH（$\mathcal{O}(10^{-17})~M_{\odot}$）一致。
2018-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Science with CMB spectral distortions
COBE/FIRAS的测量表明，CMB光谱非常接近于理想黑体。然而，在早期宇宙中有许多过程应该会造成光谱扭曲，其程度在当今技术的范围内。在这次演讲中，我将简要概述最近的理论和实验发展，解释为什么未来对CMB光谱的测量将为早期宇宙和粒子物理打开一扇未探索的窗口，可能会有非标准的惊喜，但也有几个保证的信号在等待着我们。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-th
Direct Higgs-gravity interaction and stability of our Universe
希格斯粒子的有效势在大约$10^{11}$ GeV时变得不稳定，如果只考虑标准模型的相互作用，那么电弱真空的寿命$τ$就会比宇宙的年龄$T_U$大得多。然而，众所周知，$τ$对未知的新物理的存在极其敏感：后者可以极大地降低$τ$。这对我们宇宙的稳定性提出了一个严重的问题，需要一种物理机制来保护它免受灾难性的衰变。我们发现存在一种普遍的稳定机制，它自然地起源于引力与希格斯玻色子之间的非最小耦合。由于这种希格斯-引力相互作用必然产生于引力背景下希格斯场的量子动力学，因此这种稳定机制肯定存在。它与任何特定的模型无关，而是相当自然和普遍的，因为它来自我们物理世界的基本支柱：引力，希格斯场，物理定律的量子性质。
2019-05-08 gr-qc hep-ph hep-th
PSpectRe: A Pseudo-Spectral Code for (P)reheating
PSpectRe是一个C++程序，它使用傅立叶空间伪谱方法来演化膨胀宇宙中的相互作用标量场。PSpectRe是为分析后暴胀宇宙中的参数共振而优化的，并提供了一种替代有限差分代码，如Defrost和LatticeEasy。PSpectRe具有二阶（Velocity-Verlet）和四阶（Runge-Kutta）时间积分器。给定相同数量的空间点和/或动量模式，PSpectRe并不比有限差分码慢，尽管在每个时间步需要多个傅立叶变换，并且表现出优异的能量守恒。此外，通过计算后共振状态方程，我们表明，在某些情况下，PSpectRe获得可靠的结果，同时使用比有限差分代码少得多的点。PSpectRe被设计成可以很容易地扩展到早期宇宙学中的其他问题，包括相变和暴胀前气泡碰撞期间引力波的产生。在今后的工作中将探讨这一守则的具体应用。
2010-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Study on Ricci Dark Energy in Bulk-Brane Interaction
在这项工作中，我们研究了膜宇宙和它所嵌入的体之间的相互作用的影响。考虑膜宇宙与体宇宙相互作用的影响，得到了平坦宇宙中相互作用全息Ricci暗能量密度$ρ_Λ=3c^2 (\dot{H}+2 H^2)$的状态方程。我们研究了$c^2$对状态方程$ω_Λ$的影响。此外，考虑到尺度因子的幂律，我们已经观察到不同于局限于膜的标准物质场的暗能量的非平凡贡献随着宇宙的演化而增加。
2013-11-13 gr-qc hep-th
The Quantum Geometer's Universe: Particles, Interactions and Topology
随着20世纪物理学中两次最深刻的概念革命--量子力学和相对论--最终形成了相对论性时空几何和量子规范场，作为引力和其他三种已知基本相互作用的原理，21世纪的物理学家继承了一部未完成的交响乐：量子和连续统的统一。作为对未来量子几何学家的邀请，他们必须设计新的统治者，通过这些统治者来在最小的尺度上测量宇宙，这些讲座回顾了今天概念框架的基本原理，并通过简单的例子强调了目前存在于粒子相互作用的量子世界与几何和拓扑学的经典世界之间的相互作用。
2002-07-31 hep-th
A Universe Without Weak Interactions
一个没有弱相互作用的宇宙被构造成经历了大爆炸核合成、物质支配、结构形成和恒星形成。这个宇宙中的恒星能够燃烧数十亿年，合成元素，直到铁，并经历超新星爆炸，将重元素分散到星际介质中。这些明确的说法得到了详细分析的支持，其中通过同时调整标准模型和宇宙学参数，将这个假设的“弱宇宙”与我们的宇宙相匹配。例如，化学和核物理基本上没有变化。无弱宇宙的明显可居住性表明，人择原理并不决定电弱破缺的尺度，甚至不要求它小于普朗克尺度，只要技术上的自然参数可以适当调整。多参数调整是否实现或可能取决于紫外完成，如字符串景观。然而，考虑到对宇宙学常数的类似分析，我们认为，在获得宏观结构的同时，任何其他参数的调整都不能使宇宙学常数升高到甚至接近普朗克尺度。因此，与电弱破缺尺度和宇宙学常数相关的微调问题，从获得可居住宇宙的角度来看，似乎有着质的不同。
2006-04-04 astro-ph hep-ph hep-th
Insight into the Microstructure of FRW Universe from a $P$-$V$ Phase Transition
本文通过P-V相变和Ruppeiner几何研究FRW宇宙的微观结构，发现临界点附近标量曲率行为与范德瓦尔斯流体一致，并揭示共存相中排斥与吸引相互作用的不同主导机制。
2023-09-19 gr-qc hep-th
Black holes in the quantum universe
本文对如何使类黑洞物体的观测与量子力学相协调的问题作了简明扼要的总结.如果量子黑洞的行为类似于子系统，并且也会衰变，那么它们的信息就必须转移到它们的环境中。以“最小”偏离标准描述的方式实现这一点的交互被参数化。简要概述了引力波或甚长基线干涉观测对这些相互作用的可能敏感性。
2019-05-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Hunt for Primordial Interactions in the Large Scale Structures of the Universe
理解我们今天在天空中观察到的宇宙结构的原始机制是宇宙学的主要目标之一。这种机制的主要范例是由暴胀情景提供的，暴胀是宇宙演化的早期阶段的一段剧烈加速膨胀时期。虽然我们目前对暴胀物理学的了解仅限于符合观测的唯象模型，但对暴胀过程中发生的粒子内容和相互作用的精确理解将为我们对高能基础物理学的理解提供突破。本文综述了宇宙大尺度结构中原初相互作用印记模型的理论研究进展。我们特别关注这种相互作用对暗物质晕的统计分布的影响，提供了一个一致的治疗所需的步骤，以连接在膨胀过程中产生的场之间的相关性，所有的方式晚时间的相关性晕。
2021-06-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Accelerated expansion of the Universe driven by dynamic self-interaction
我们建立了一个新的模型，该模型考虑了引力系统的动态（惯性）自相互作用。该模型是通过引入一个新的功能取决于作为一个整体的系统的速度四向量的协变导数的平方到拉格朗日公式。这个术语既用来描述系统在引力场中作不规则运动时的自作用，也用来描述运动不规则性对引力场的反作用。在宇宙学常数为零的FLRW型宇宙学模型框架下，讨论了扩展主方程精确解的一个例子。它表明，宇宙的加速膨胀可以由具有正压的传统物质（例如，灰尘，超相对论流体），由于重力场的反作用引起的不规则运动的系统作为一个整体;这种反作用的特点是负有效压力。
2009-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflation, space-borne interferometers and the expansion history of the Universe
根据常识，即使假设星载探测器的灵敏度是最乐观的，在几兆赫到几赫兹之间，暴胀引力子的光谱能量密度也可以安全地忽略不计。在这个分析中，我们表明，如果在核合成之前，后暴胀演化包括一系列比辐射膨胀更快或更慢的阶段，这个结论是回避。因此，与传统的知识相反，它表明，低于一个分数的Hz的频谱能量密度的遗迹引力子可能超过（甚至八个数量级）的假设下获得的信号辐射主导整个膨胀历史之前，轻核的形成。由于光谱的斜率和振幅特别反映了暴胀动力学和随后的减速演化，因此有可能将残余引力子的贡献与其他（晚期）引力辐射爆发相关联，例如，与TeV尺度下假定的强烈一级相变相关联。因此，在兆赫范围内对残余引力子的光谱能量密度的任何限制同时限制了暴胀后的膨胀历史和暴胀的初始数据。
2022-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$d=4$ as the critical dimensionality of asymptotically safe interactions
我们从一个渐进安全的有利位置来探索为什么我们的宇宙是四维的问题。我们发现，渐近安全的量子引力涨落只能解决四维标准模型中的$U(1)$朗道极点问题。这可以挑出宇宙的观测维度作为渐近安全相互作用的临界维度。
2019-02-18 gr-qc hep-ph hep-th
Collision of strong gravitational and electromagnetic waves in the expanding universe
本文给出了在膨胀宇宙（对称Kasner时空）中传播的任意剖面的强非孤子电磁行波与引力和/或电磁孤子波的碰撞和非线性相互作用过程的精确解析模型。与强烈的行波能破坏孤子的直观预期相反，孤子在与任意振幅和剖面的电磁波相互作用过程中仍然存在，但其参数在这种相互作用的影响下开始演化。如果传播的电磁波具有有限的持续时间，相互作用后的孤子参数再次取常数，但这些值通常不同于相互作用前的值。基于Einstein -麦克斯韦方程组的精确解，我们的模型演示了一系列非线性现象，如（a）两个电磁波碰撞产生引力波，（b）引力孤子与行波电磁波碰撞产生电磁孤子波，（c）一部分孤子波在行进电磁波的传播方向上的散射，（d）波相互作用区场的准周期振荡性质和引力波与电磁波在该区域的多次相互变换。这些图说明了广义相对论中非线性波相互作用的这些特征。
2016-02-29 gr-qc hep-th nlin.SI
Thermalization of large energy release in the early Universe
宇宙微波背景（CMB）的光谱扭曲为了解宇宙历史的早期阶段提供了一个独特的工具，深入到原始宇宙。在红移$z<10^6$处，热化过程变得低效，并且COBE/FIRAS的现有限制意味着不超过$Δρ/ρ<6\times 10^{-5}$（95% c.l.）的能量可以注入到CMB中。然而，在较高的红移，当热化是有效的，约束减弱和$Δρ/ρ\simeq 0.01-0.1$原则上可能已经发生。现有的失真演化计算通常假设$Δρ/ρ\ll 1$，因此在这种情况下变得不准确。类似地，相对论性温度修正变得与大能量释放相关，但以前没有仔细建模。在这里，我们研究的扭曲和热化过程后，在$z>10^5$单大能量释放的演变。我们表明，对于大的扭曲的热化效率显着降低，失真的可见性是相当大的更早的时间。这收紧了对质量为$M_{\rm PBH} < 6\times 10^{11}$ g的低质量原始黑洞的光谱失真约束。类似地，在波数$k>10^4\,{\rm Mpc}^{-1}$和寿命为$t_X< 10^7$ s的短寿命衰变粒子处的小尺度曲率功率谱的振幅的失真限制被收紧，然而，这些仍然需要更详细的时间依赖性处理。我们还简要地讨论了相对论自由度和轻元素丰度的有效数量的测量的限制，以及如何补充光谱失真的限制。
2020-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curvature Coupling and Accelerated Expansion of the Universe
建立了引力背景膨胀影响下相对论性动力学系统与内部随机库相互作用演化的一个新的精确可解模型。这种自相互作用模型是基于相对论动力学方程的分布函数定义在扩展的相空间。补充自由度由标量随机变量（朗之万源）描述，它被认为是有效单粒子力的建设性元素。适当选择非最小自相互作用力，宇宙的膨胀被加速。
2004-09-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Braneworld graviton interactions in early universe phase transitions
这些是2006年7月31日至8月25日在法国Les Houches举行的Les Houches暑期学校"粒子物理学和宇宙学：时空结构“的会议记录。我们总结了我们的工作组的讨论，并概述了一个程序计算重力修正标量场潜力，因为它们可能是相关的暴胀物理。我们专注于一个特定的Randall-Sundrum类型的膜世界的情况下，并讨论了卡鲁扎-克莱因引力子由于额外的翘曲尺寸的相关性。
2007-02-01 hep-ph hep-th
Large-scale magnetic fields in the inflationary universe
大尺度磁场的产生在暴胀宇宙学中被研究。我们考虑了麦克斯韦场的共形不变性的破坏，以及非最小引力耦合。我们导出了具有一般形式耦合项的大尺度磁场谱的一般公式和谱指数公式。结果清楚地告诉我们产生足够大振幅的磁场的必要条件。
2006-11-22 astro-ph hep-ph hep-th
