The role of quantum expansion in cosmic evolution
一个量子膨胀参数,类似于宇宙学中的哈勃参数,被定义为一个自由粒子量子波函数。通过把宇宙看作一个初始的单高斯量子波包,其质量为现今可观测宇宙的质量,其大小为普朗克时的普朗克长度,证明了这个量子膨胀参数在现今时期有一个与哈勃常数同量级的值.这一巧合表明,在传统的广义相对论宇宙学中研究这种类型的量子波膨胀的影响,并在这里提出一个示例模型来说明这一点。使用标准爱因斯坦-德西特宇宙学($Ω$ m = 1),发现宇宙加速(又名暗能量)在宇宙历史中自然产生。宇宙从减速转变为加速的时间(观测上比现在早7 Gyr)产生了一个代表宇宙在普朗克时间和现在年龄的波包质量值。这个相同的质量可以用来获得宇宙膨胀率与z的关系曲线。这条曲线与观测数据吻合得很好。该模型还被用来获得通货膨胀的膨胀系数的估计。
2012-02-26 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Probing cosmological isotropy with Planck Sunyaev-Zeldovich galaxy clusters
利用第二个PlanckSunyaev-Zeldovich(PSZ 2)星系团数据集,对大尺度结构的统计各向同性假设进行了探讨。我们的分析采用了一种几何-几何方法,该方法比较了天空中对映斑块中物体的两点角关联函数。考虑到可能的观测偏差,如各向异性的天空切割和普朗克仪器的非均匀曝光的存在下,为了评估我们的结果的意义,产生了Monte Carlo实现的合奏。当这些观测效应被适当考虑时,我们既没有发现天空中优先方向的证据,也没有发现星系团天体分布中大角度特征的迹象。因此,PSZ 2数据集与宇宙物体大角度各向同性的基本假设非常一致。
2016-12-09 astro-ph.CO gr-qc
Probing the Planck scale: The modification of the time evolution operator due to the quantum structure of spacetime
在NRQM中,使波函数演化的传播子可以表示为时间演化算子的矩阵元,即$ G_{\rm NR}(x)= \langle{\mathbf{x}_2}|{U_{\rm NR}(t)}|{\mathbf{x}_1}\rangle$,用位置算子的正交本征基$|{\mathbf{x}}\rangle$表示。在QFT中,不可能定义一个概念上有用的单粒子位置算子或其本征基。也不可能把相对论性(费曼)传播子$G_R(x)$解释为演化出任何种类的单粒子波函数。尽管如此,在QFT中,确实可以将自由无自旋粒子的传播子表示为适当定义的时间演化算子的矩阵元$\langle{\mathbf{x}_2}|{U_{\rm R}(t)}|{\mathbf{x}_1}\rangle$和由空间坐标标记的(非正交)ket $|{\mathbf{x}}\rangle$。在接近但不太接近普朗克尺度的介观尺度上,人们可以通过引入零点长度来将量子引力修正引入传播子。事实证明,即使是这个QG校正的传播子也可以表示为矩阵元素$\langle{\mathbf{x}_2}|{U_{\rm QG}(t)}|{\mathbf{x}_1}\rangle$。我描述了这些结果,并探讨了几个后果。结果表明,演化算符$U_{\rm QG}(t)$在次普朗克时间间隔下变为非幺正,而在大于普朗克时间的时间间隔下保持幺正.结果可以推广到任何超静态弯曲时空。
2020-08-28 gr-qc hep-th
Probing $f(R)$ gravity with PLANCK data on cluster pressure profiles
解析$f(R)$ -重力模型在弱场极限下对牛顿势引入Yukawa修正。这些模型不需要暗物质就能解释星系和星系团的动力学。为了检验该模型,我们计算了579个X射线星系团的压力分布,假设气体在修正的引力势势阱中处于流体静力平衡。我们将这些配置文件与普朗克合作组织发布的前景清洁SMICA中测量的配置文件进行了比较。我们的研究结果表明,引力扩展理论解释了集群尺度下的自引力系统的动力学,并代表了暗物质晕的替代方案。
2014-11-29 astro-ph.CO gr-qc
Probing Planck-Scale Physics with High-Frequency Gravitational Waves
University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Santa Cruz Institute for Particle Physics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校圣克鲁兹粒子物理研究所)
通过高频引力波探测普朗克尺度物理,利用蒸发原初黑洞的温度-质量关系T(M)进行量子引力测试
2026-03-03 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Nature does not play dice at the Planck scale
我们从经典的广义相对论出发,将其与物质场耦合起来。每个组态变量和它的共轭动量,也作为时空点,被提升到矩阵的状态[等价算子]。这些矩阵服从普朗克尺度下的确定性拉格朗日动力学。通过在比普朗克时间大得多的时间间隔上粗粒化这个矩阵动力学,我们得到了作为低能涌现近似的量子理论。如果足够多的自由度发生纠缠,就会发生自发局域化,从而导致经典时空几何和经典宇宙的出现。在我们的理论中,暗能量被证明是一种大尺度的量子引力现象。量子不确定性不是基本的,而是由于我们没有在普朗克尺度上探索物理学。
2020-07-27 gr-qc hep-th quant-ph
Probing quantum gravity at low energies
当一个黑洞中的物质层坍缩到普朗克密度时,普朗克星就形成了,普朗克密度大致相当于质量被压缩到接近质子的体积大小,并向外反弹。这些普朗克恒星被认为是快速射电暴和短伽马射线暴的原因,同时提供了一个相对低能量的量子引力视角。观测这样的事件需要黑洞质量比太阳质量小得多,这可以通过原始黑洞暗物质模型来提供。我们讨论了低能各向同性的背景辐射产生的衰减原始黑洞在所有的时代和来自河外背景光的光谱的限制。我们发现,为了避免超过已知的河外背景光的排放,我们必须限制在低频发出的普朗克恒星爆炸在本时代的总能量小于$10^{13}$尔格或限制原始黑洞人口远远低于任何现有的限制。这让人们怀疑普朗克恒星的爆炸是否真的可以解释快速射电暴,就像文献中推测的那样。
2019-02-07 astro-ph.CO gr-qc
Probing for the Cosmological Parameters with PLANCK Measurement
利用模拟的Planck数据研究了宇宙学参数特别是暗能量的EoS、暴胀参数、中微子质量和宇宙曲率的约束。首先利用现有的观测数据(包括ESSENCE、WMAP 3、Boomerang-2K 2、CBI、VSA、ACBAR、SDSS LRG和2dFGRS)确定宇宙学参数,并采用最佳拟合模型作为模拟的基准模型。在模拟中,我们注意到动力学暗能量在宇宙学参数确定中的作用。我们添加模拟SNAP数据来进行所有模拟。使用现有的数据,我们发现Quintom暗能量模型是温和的青睐,而\LambdaCDM仍然是一个很好的拟合。在动力学暗能量框架下,对暴胀参数m_v和Ω_{K}的约束比\LambdaCDM中的约束弱.有趣的是,我们发现,在\LambdaCDM模型中被排除在2σ之外的具有“蓝”倾斜的暴胀模型,在存在暗能量动力学的情况下,完全在2σ区域内。中微子质量的上限被削弱了2倍(95% C.L.),对于暗能量状态方程的两种参数化形式,m_v <1.59 eV,m_v <1.53 eV。平坦宇宙与当前的数据非常吻合,即,|Ω_{K}|<0.03(95% C.L.)利用模拟的Planck和SNAP数据,动力学暗能量和\LambdaCDM可以在4σ处区分开来.并且可以明显减小暴胀参数m_v和Ω_{K}的不确定性。我们还用模拟的Planck和CMBpol数据约束了可能的宇宙学CPT破坏的旋转角Δα,发现我们的结果…
2008-01-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing Planck Scale Spacetime By Cavity Opto-Atomic $^{87}$Rb Interferometry
\emph{"quantum spacetime phenomenology"}项目的重点是务实地寻找时空的普朗克尺度量子特征。在这些特征中,存在一个特征长度标度,通常由量子引力(QG)的有效方法来解决。例如,可以简单地通过将标准海森堡不确定原理(HUP)推广到\emph{"generalized uncertainty principle"}(GUP)来实现该特征长度尺度。虽然通常预计属于QG领域的现象基本上只可能在所谓的普朗克能量,在这里,我们展示了如何GUP建议包含最一般的修改坐标表示的动量算子可以探测的\emph{"cold atomic ensemble recoil experiment"}(关怀)作为一个低能量量子系统。这种建议的原子干涉仪设置具有优于传统的架构,由于在一个高精细度的光学腔,这是由一个新的一类低功耗的集成设备称为\emph{"micro-electro-opto-mechanical systems"}(MEOMS)的支持外壳。提出的系统包括一个微机械振荡器代替球面共焦镜作为高精细光学腔的组成部分之一。在自下而上的QG唯象观点的框架下,考虑到铷($^{87}$ Rb)CARE精细结构常数(FSC)的测量精度,我们设置了一些约束条件作为底层GUP特征参数的上限。在可能的GUP修正项叠加的情况下,我们设法为无量纲特征参数设置了一个紧约束$0.999978<…
2019-03-12 gr-qc hep-ph hep-th
Probing the early universe with a generalized action
在研究早期宇宙的量子演化时,除了考虑一个宇宙学常数外,可能考虑了各向同性和均匀时空背景中最普遍的作用量。在曲率平方项的存在下,有效哈密顿算符的厄米性表明量子态的时间演化是幺正的,从而保证了概率守恒。半经典波函数在de-Sitter解附近的振荡行为表明该理论是经典允许的,宇宙在普朗克时代之后进入了暴胀状态。考虑到哈勃流参数的层次结构,并利用重新定义的有效势,将复杂的经典场方程在多个耦合参数的存在下,简化为具有单个标量场的标准广义相对论方程。因此,在不考虑任何附加流动参数的情况下研究了膨胀。暴胀参数在很大程度上处于目前可用的普朗克数据之内,并且该模型允许从暴胀中优雅地退出。
2020-10-29 gr-qc hep-th
Probing the statistical isotropy of the universe with Planck data of the cosmic microwave background
本研究利用Planck的四张前景清除CMB图,通过不依赖模型的方向性分析证实CMB天球存在置信度98%-99%的偏好轴,验证了南北不对称这一CMB反常现象的高统计显著性,支持了过往20年的相关研究结论。
2024-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Momentum-Resolved Probing of Lorentz-Violating Dispersion Relations via Unruh-DeWitt Detector
本文提出用 Unruh-DeWitt 探测器结合动量分辨探测和迭代泰勒展开,从局域谱窗口重建修正色散关系的全局轮廓,为跨能标检验洛伦兹对称性破坏及实验验证普朗克尺度遗迹提供可扩展方法。
2025-07-23 gr-qc hep-th quant-ph
An experiment to test the discreteness of time
普朗克尺度下的时间($\sim 10^{-44}\,\mathrm{s}$)是一个尚未探索的物理机制。人们普遍认为,探测普朗克时间在很长一段时间内都是一项不可能完成的任务。然而,我们提出了一个实验来测试普朗克尺度下时间的离散性,并估计它与当前的技术能力相差不远。
2022-10-24 gr-qc quant-ph
Probing Early Modification of Gravity with Planck, ACT and SPT
本研究结合Planck、ACT DR4、SPT-3G等多组观测数据,首次分析了用于解决哈勃张力的早期修正引力模型,发现数据对该模型存在显著偏好,可有效缓解哈勃张力。
2023-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Is super-Planckian physics visible? -- Scattering of black holes in 5 dimensions
人们可能普遍认为,探测短距离物理学受到普朗克能量标度的限制,在普朗克能量标度以上,任何信息都隐藏在视界后面。如果这个假设是正确的,我们就只能通过普朗克质量的黑洞来观察引力的量子行为。数值计算表明,在5维时空中两个黑洞的散射中,可以形成一个曲率半径远小于普朗克长度的可见区域。我们的结果表明在粒子加速器中可以观察到超普朗克现象而不受视界形成的阻碍。
2011-05-17 gr-qc
Probing regular black holes with sub-Planckian curvature through periodic orbits and their gravitational wave radiation
本文研究具有亚普朗克曲率的正则黑洞(RSBH)的可探测性,通过分析周期轨道及其引力波辐射,发现模型参数α显著影响轨道性质,并利用数值kludge方法展示了波形特征,为未来天基探测器探测RSBH提供了依据。
2025-10-04 gr-qc
Probing the Topology of the Early Universe using CMB Temperature and Polarization Anisotropies
本文通过Kaluza-Klein模型研究早期宇宙拓扑,探讨CMB温度与极化中的红外截断及偶奇宇称不平衡,并扩展至Planck和LiteBIRD极化数据。
2025-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Lambda-DGP Braneworld Model
本文在DGP膜世界模型的正规分支下研究宇宙动力学。利用目前的普朗克数据,我们最好的拟合模型和非平坦$Λ$ DGP的宇宙学参数。以跃迁红移为基本变量和状态探测器参数,我们的结果表明宇宙开始加速膨胀阶段,比$Λ$ CDM宇宙学中预期的稍早。结果还解释了$Λ$ CDM模型的重合问题。
2016-10-30 gr-qc
Probing signatures of bounce inflation with current observations
本文的目的是利用现有的观测资料来探讨弹跳宇宙学的特征。基于具有高导数项的反弹暴胀模型,提出了原生功率谱的一般参数化,其中包括反弹时间尺度和能量尺度等典型反弹参数。通过对Planck 2015、BAO和JLA的当前数据组合应用马尔可夫链蒙特卡罗分析,我们报告了参数的后验概率分布。我们发现,弹跳模型可以很好地解释CMB观测,特别是TT功率谱的大尺度亏损和振荡。
2018-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the quantum-gravity realm with slow atoms
为了研究能量-动量色散关系的普朗克尺度修正,我们考虑了涉及非相对论性粒子,特别是原子的实验的可能作用。我们扩展了最近的结果,建立“原子反冲频率”的测量可以提供一些有价值的理论模型的见解。并从更广的视角分析了非相对论和超相对论两种体系在这一研究领域的互补性。
2010-04-06 gr-qc physics.atom-ph
Probing deformed commutators with macroscopic harmonic oscillators
最小可观测长度是旨在合并量子物理和引力的理论的共同特征。量子力学,这一概念与位置测量中的非零最小不确定性相关联,该不确定性被编码在变形的对易关系中。尽管理论上的兴趣越来越大,但该主题完全缺乏专门的实验,变形参数的界限大致从间接测量中推断出来。正如最近提出的,低能量机械振荡器可以允许揭示修改的换向器的效果。在这里,我们分析了高品质因数的微型和纳米振荡器的自由演化,跨越了广泛的质量周围的普朗克质量$m_{\mathrm{P}}$(${\approx 22\,μ\mathrm{g}}$),并比较它与变形动力学模型。以前对量化换向器变形的参数的限制大大降低。
2015-08-25 gr-qc physics.optics quant-ph
Probing String-Theory-Inspired Topologies of the Early Universe through CMB Temperature and Polarization Anisotropies
National Technical University of Athens(雅典国立技术大学);King’s College London(伦敦国王学院);Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia(瓦伦西亚大学-CSIC粒子物理研究所(IFIC));University of Valencia(瓦伦西亚大学)
本文研究了通过CMB温度和偏振各向异性探测早期宇宙拓扑结构的问题,利用大角尺度的两点相关函数分析非平凡空间拓扑的遗迹,并探讨了六维空间在GUT时期紧致化对CMB原始功率谱的影响。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing symmetric teleparallel gravity in the early universe
本研究针对广义相对论的拓展形式$f(Q)$引力理论,在各向异性Bianchi-I模型背景下探究早期宇宙演化,发现其能高精度契合Planck暴胀参数约束,却无法解释辐射主导时期的合理减速膨胀。
2024-11-01 gr-qc
Probing Interacting Dark Sectors with upcoming Post-Reionization and Galaxy Surveys
Indian Statistical Institute(印度统计研究所);Jamia Millia Islamia(贾米亚米利亚伊斯兰大学)
利用未来21厘米强度映射、星系聚类和弱引力透镜巡天(SKA-mid和Euclid)的模拟数据,结合当前宇宙学观测,通过MCMC分析预测对相互作用暗能量与暗物质模型参数的约束,发现SKA2对相互作用强度的约束最强,Euclid精度与SKA1相当。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Probing Models of Quantum Space-Time Foam
我们回顾了普朗克尺度下时空结构中的量子涨落可能受到实验探测的可能性。受弦论的启发,我们在考虑基态时考虑了孤子D膜激发,从而研究了时空泡沫的效应。我们通过分析由闭弦态的散射引起的D粒子的反冲来模拟这种介质的性质。我们发现,这种反冲导致的背景度量,这反过来又会导致一个依赖于能量的折射率在真空中的扰动,和随机波动的光锥。我们展示了如何遥远的天体物理源,如伽玛射线暴(GRBs)可能被用来测试这种可能性,使一个说明性的分析GRBs的红移已被测量。在这个框架内,我们还讨论了大质量粒子的传播和宇宙真空能量向零弛豫的可能出现。我们还讨论了D-膜反冲模型与“大”额外的维度。
1999-09-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing single-field inflation: predictions, constraints, and theoretical viewpoints
Walailak University(瓦莱拉大学);University of Tashkent for Applied Sciences(塔什干应用科学大学);Urgench State University(乌尔根奇国立大学)
本文探讨了单场膨胀模型中耦合项对膨胀参数的影响,发现其能提高与观测限制的一致性。
2025-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Probing classically conformal $B-L$ model with gravitational waves
研究了标准模型的经典共形$B-L$规范延拓的宇宙学历史,其中物理标度是通过Coleman-Weinberg型对称破缺产生的.特别地,我们考虑了早期宇宙中U $(1)_{B-L}$对称性的热相变以及由此产生的引力波。由于经典的共形不变性,相变趋向于一级相变,并伴有超过冷,这增强了所产生的引力波的强度。我们证明了,当(1)U的$(1)_{B-L}$在再加热后被破坏,(2)$B-L$规范耦合在普朗克尺度以下不破裂,(3)宇宙中几乎所有的斑块都完成了热相变时,对于某些模型参数,引力波可以在频率$f \sim 0.01$ - $1$ Hz处达到$Ω_{\rm GW} \sim 10^{-8}$,并且可以通过未来的干涉仪实验(如eLISA、LISA、BBO和DECIGO)测试广阔的参数范围。
2016-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph