The Einstein static universe in Scalar-Fluid theories
最近提出了一种新的拉格朗日框架来描述相对论性理想流体与标量场之间的相互作用。在本文中,我们调查爱因斯坦静态宇宙在这类新的理论,这已被命名为标量流体理论。分析了均匀扰动和非均匀扰动下静态解的稳定性,导出了相应的线性级宇宙学扰动方程。我们可以找到几种对应于爱因斯坦静态宇宙的构型,它们对非均匀扰动是稳定的,但对均匀扰动是不稳定的。这显示了标量流体理论在暴胀突现宇宙中的可能应用。
2015-10-06 astro-ph.CO gr-qc
The Instabilities of Bianchi Type IX Einstein Static Universes
我们调查的稳定性爱因斯坦静态宇宙作为一个非LRS Bianchi IX型解决方案的爱因斯坦方程中存在的非倾斜和倾斜的流体。我们发现,静态宇宙是不稳定的Bianchi IX型均匀扰动的未来和过去。
2012-02-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stability of the Einstein static universe in Eddington-inspired Born-Infeld theory
考虑Eddington-inspired Born-Infeld(EiBI)理论中突现宇宙的实现,研究了EiBI理论中充满理想流体的爱因斯坦静态宇宙在均匀和非均匀标量扰动下的稳定性.我们发现,在空间平坦和封闭的情况下,涌现的宇宙场景不再是可行的,因为爱因斯坦静态宇宙不能同时对均匀和非均匀标量扰动稳定。然而,在空间开放的情况下,突现宇宙的情况下生存,而爱因斯坦静态宇宙在某些条件下可以是稳定的。
2017-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comment on "Einstein's Other Gravity and the Acceleration of the Universe''
我们证明了在E. Linder [arXiv:1005.3039,Phys.Rev.D 81,127301(2010)],不可能穿过体模分界线$w_{\mathrm{DE}}=-1$。
2010-08-24 astro-ph.CO gr-qc
Stagflation -- Bose-Einstein condensation in the early universe
我们的宇宙至少经历了两次加速膨胀:一次是早期宇宙的极端膨胀加速,另一次是最近的温和加速。通过引入玻色子场的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)相,我们发展了一个暗能量(DE)和暗物质(DM)的统一模型,用于后期的轻度加速。在这种情况下,BEC(= DE)和正常气体(= DM)的两相通过BEC相变相互转化。这个统一的模型成功地解释了作为吸引子的轻微加速度。我们将这种BEC宇宙学推广到早期宇宙,而不引入新的成分。在这种情况下,暴胀自然是由巨大真空能量中的玻色子凝聚引发的。这种暴胀,甚至宇宙膨胀,最终完全终止于零能量密度。我们称这个阶段为滞胀。在这个滞胀时期,粒子的产生和BEC的衰变发生。前者使宇宙进入标准的热大爆炸阶段,后者使膨胀后的宇宙学常数小到消失。此外,我们还计算了该模型产生的密度涨落,结果表明该涨落在现有观测资料允许的范围内。我们还表明,滞胀是相当强大的,很容易出现当一个允许负的区域的潜力。此外,我们还讨论了BEC产生/衰变序列在宇宙历史中从暴胀到现在一直持续的可能性。
2009-05-02 astro-ph.CO
Einstein's conversion from his static to an expanding universe
1917年,爱因斯坦以广义相对论为基础,提出了一个均匀的、静态的、空间弯曲的宇宙,从而开创了现代宇宙学。为了抵消引力收缩,他引入了宇宙学常数。1922年,亚历山大·弗里德曼(Alexander Friedman)证明爱因斯坦的基本方程也允许动态世界,1927年,Geroges Lemaitre在观测证据的支持下得出结论,我们的宇宙正在膨胀。爱因斯坦冲动地拒绝了弗里德曼和勒梅特的发现。然而,在1931年,他撤回了他以前的静态模型赞成一个动态的解决方案。这项研究遵循爱因斯坦从静态到膨胀宇宙的犹豫道路。与人们经常重复的观点相反,他转换的主要动机不是观察证据,而是意识到他的静态模型是不稳定的。
2014-03-24 astro-ph.CO physics.hist-ph
Primordial Universe with radiation and Bose-Einstein condensate
在这项工作中,我们推导出一个方案,其中早期宇宙由{辐射流体}和玻色-爱因斯坦凝聚体。分析了引力自相互作用的可能性,这种引力自相互作用是由引力玻色-爱因斯坦凝聚体引起的。宇宙尺度因子的经典行为是由一个与玻色-爱因斯坦流体有关的参数决定的,该流体具有弹跳或大挤压解。之后我们继续计算Wheeler-DeWitt方程的有限范数波包解。应用量子力学的多世界解释研究了标度因子的行为。量子宇宙学模型不存在奇点。
2018-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Einstein static universes are unstable in generic f(R) models
我们在一般f(R)模型的背景下研究爱因斯坦静态宇宙。结果表明,爱因斯坦静态解存在于各种各样的修正重力模型来源的正压理想流体状态方程w=p/rho,但这些解决方案总是不稳定的均匀或非均匀扰动。我们的一般结果与过去研究的具体模型一致。我们还讨论了如何将我们的技术应用于f(R)引力的其他场景。
2009-03-14 astro-ph.CO gr-qc
Einstein's Other Gravity and the Acceleration of the Universe
时空曲率在广义相对论中起着主要作用,但爱因斯坦后来考虑了一个以挠率为中心量的理论。正如爱因斯坦-希尔伯特作用量在里奇曲率标量R中可以推广到f(R)引力一样,我们考虑将平行引力或挠标量T引力推广到f(T)理论。场方程自然是二阶的,避免了病态,并且可以产生具有独特特征的宇宙加速。
2010-08-26 astro-ph.CO gr-qc
Solitons in the Einstein universe
我们证明了包含爱因斯坦宇宙学常数的牛顿流体力学方程和引力方程允许在爱因斯坦静态宇宙背景中传播的引力波解。在零压力极限下,这些波的平均物质密度超过了爱因斯坦宇宙的平均物质密度。它们具有可积密度奇点晶格的形式,这些奇点位于引力势的最大值处。这些奇点是所谓的Zeldovich煎饼(ZP)的稳态对应物,ZP是在引力不稳定性发展的非线性阶段出现的过渡壁状结构。随着平均物质密度的降低,ZP晶格的周期增加,在爱因斯坦宇宙的密度下发散。孤立波解的密度正好是爱因斯坦宇宙的密度,而在稍大的密度下,波可以被看作是分离良好的ZP孤子的晶格。
2020-01-24 astro-ph.CO nlin.PS physics.plasm-ph
Stability of the Einstein static universe in presence of vacuum energy
爱因斯坦的静态宇宙在最近提出的一些处理标准宇宙学模型的奇异起源的紧急情况中发挥了核心作用。本文研究了对应于保角不变场的真空能量下爱因斯坦静态解的存在性和稳定性。我们表明,真空能量的存在下,通过改变它的中心平衡点,这是循环稳定的稳定这个解决方案。这使得非奇异的涌现宇宙学模型得以构建,在这种模型中,宇宙最初围绕初始爱因斯坦静态解无限振荡,因此是过去的永恒。
2009-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Einstein's cosmic model of 1931 revisited: an analysis and translation of a forgotten model of the universe
我们提出了一个翻译和分析的宇宙模型发表于1931年爱因斯坦。这篇论文并不广为人知,它的特点是宇宙经历了膨胀和收缩,与他1917年的静态模型或1932年的单调爱因斯坦-德西特模型截然不同。本文提供了许多见解爱因斯坦的宇宙学在光的第一个证据膨胀的宇宙,我们讨论了他的意见,如空间的曲率,宇宙学常数,奇点和时间跨度的膨胀。我们认为,这种模式的回顾性描述为循环或周期性的历史或数学上不准确。我们发现,计算文件中的物质密度和半径的宇宙包含一个数值错误,这一发现是支持写在黑板上使用的爱因斯坦在牛津大学的演讲于1931年5月。我们的文章最后与他的宇宙哲学的一般性讨论。
2022-07-06 astro-ph.CO physics.hist-ph
Einstein's Universe: Cosmological structure formation in numerical relativity
我们进行大规模的宇宙学模拟,直接通过数值相对论求解爱因斯坦方程。从宇宙微波背景采样的初始条件开始,我们跟踪宇宙网的出现,而不需要背景宇宙学。我们测量了物质主导宇宙中大尺度结构对平均量演化的反作用。虽然我们的结果是初步的,我们发现全球的逆反应能量密度是$10^{-8}$的顺序相比,在我们的模拟物质的能量密度,因此不太可能解释加速膨胀根据我们的假设。在我们选择的规范中,在宇宙均匀性尺度($100-180\,h^{-1}$ Mpc)以上的采样尺度,我们发现局部空间曲率的$2-3\%$变化。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
On the stability of the Einstein Static Universe in Massive Gravity
我们考虑静态宇宙学的解决方案,以及它们的稳定性在最近提出的大质量引力理论的框架。我们表明,在宇宙学方程中引入的modifcation导致几个新的解决方案,只有来源于一个完美的流体,推广爱因斯坦静态宇宙中发现的广义相对论。利用动力系统技术和数值分析,我们发现的解决方案可以是中性稳定或不稳定的空间均匀和各向同性扰动。
2012-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial fluctuations of scale factor in closed Universe in Einstein$-$Cartan gravity
我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙,描述了作为一个广义坐标的比例因子的minisuperspace拉格朗日。我们证明了封闭宇宙的能量为零。我们将不确定原理应用于该拉格朗日量,并提出标度因子的量子不确定性导致物质密度的原始波动。我们在爱因斯坦的$-$-嘉当引力理论中使用了早期宇宙的动力学,该理论消除了大爆炸奇异性,并用非奇异反弹代替。高度弯曲时空中的量子粒子产生会产生有限周期的宇宙暴胀,这与普朗克卫星数据一致。从膨胀的原始涨落中,我们确定了宇宙微波背景中温度涨落的大小,它是基本粒子热自由度和粒子产生系数的函数,而粒子产生系数是唯一未知的参数。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Einstein's 1917 Static Model of the Universe: A Centennial Review
我们对爱因斯坦1917年的论文《广义相对论中的宇宙学考虑》进行了历史回顾,以纪念为现代宇宙学奠定基础的关键工作一百周年。我们发现,该文件遵循爱因斯坦的广义相对论的发展后,自然的下一步,这项工作提供了许多见解,他的思想相对论,天文学和宇宙学。我们的评论包括对论文的观测和理论背景的描述;对工作的逐段指导;对爱因斯坦对惯性相对论、空间曲率和宇宙学常数等问题的看法的讨论。特别注意的是鲜为人知的方面的文件,如爱因斯坦的失败,以测试他的模型对观察,他未能考虑的稳定性模型和数学疏忽有关他的解释作用的宇宙学常数。我们回顾了理论家和天文学家在威廉·德西特、亚历山大·弗里德曼和乔治·勒梅特提出的宇宙替代模型的背景下对爱因斯坦宇宙学的反应。最后,我们描述了爱因斯坦世界在今天的“涌现”宇宙学的相关性。
2017-05-10 astro-ph.CO physics.hist-ph
Numerical solutions to Einstein's equations in a shearing-dust Universe: a code comparison
近年来,人们开发了一系列用于宇宙结构形成的广义相对论模拟程序。在这里,我们表明,这些代码的一个样本产生一致的结果超出牛顿政权。我们模拟了引力磁场主导的爱因斯坦方程的解--引力磁场是一种矢量型的引力场,在牛顿引力中不存在,它会产生框架拖曳,即领先阶的后牛顿效应。我们通过在每个独立的代码中执行射线追踪来计算坐标不变对相交零测地线的影响。有了这个可观测的量,我们评估和比较每个代码的能力,计算相对论效应。
2020-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Black Hole Universe: Time Evolution
模拟了黑洞格点宇宙的时间演化。本文数值求解了原点为黑洞的立方盒子中的真空爱因斯坦方程组,在所有对立面上施加周期性边界条件。定义有效的尺度因子,通过使用表面的面积和立方盒的边的长度,我们比较它们与爱因斯坦deSitter宇宙。结果表明,有效标度因子的行为与Einstein-deSitter宇宙中的行为非常接近。我们的结果表明,即使局部不均匀性是极端非线性的,局部不均匀性也不会显著影响宇宙的整体膨胀定律。
2013-09-26 astro-ph.CO gr-qc
The universe as a black hole in isotropic coordinates
我们证明了在各向同性坐标系中的黑洞内粒子的径向测地线运动(爱因斯坦-罗森桥)与史瓦西黑洞内的径向运动在物理上是不同的。一个粒子进入爱因斯坦-罗森黑洞的内部区域,这个区域是规则的,物理上等价于白洞的渐近平坦的外部,粒子的固有时间延伸到无穷大。由于爱因斯坦-罗森桥上的运动是单向的,而黑洞的表面是远距离观察者的事件视界,因此对于这些观察者来说,爱因斯坦-罗森黑洞与史瓦西黑洞是无法区分的。爱因斯坦-罗森黑洞内部的观察者认为它的内部是一个封闭的宇宙,它始于黑洞形成之时,初始半径等于黑洞$r_g$的史瓦西半径,并且初始加速膨胀。因此,在各向同性坐标系中宇宙是一个黑洞的模型解释了宇宙暴胀的起源。我们证明了这种暴胀对应于有效宇宙学常数$Λ=3/r_g^2$,对于最小的天体物理黑洞,它是$~10^{-8}m^{-2}$。如果我们假设我们的宇宙是一个爱因斯坦-罗森黑洞的内部,天文观测给出了膨胀时期的时间$~10^{-3}s$和膨胀时期结束时宇宙的大小$~10^{32}m$。
2009-01-02 astro-ph.CO gr-qc
Some Inflationary Einstein-Aether Cosmologies
我们展示了如何推导出几个家庭的加速宇宙的解决方案,爱因斯坦-以太引力理论。这些解提供了对早期宇宙和晚期宇宙加速的暴胀行为的可能描述。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The stability of the Einstein static state in $f(T)$ gravity
分析了$f(T)$引力场中爱因斯坦静态宇宙对均匀标量扰动的稳定性。空间封闭和开放的宇宙都被认为是。我们发现在这两种情况下都存在稳定的爱因斯坦静态解。考虑一个具体的$f(T)$模型,假设宇宙能量有一个常数状态方程$w$,我们得到,在封闭情况下,需要$w<1/3$.因此,$f(T)$理论给出了比广义相对论($-1<w<-1/3$)更大的$w$区域,以具有稳定的爱因斯坦静态解。对于开放宇宙,$f(T)$理论允许稳定的爱因斯坦静态解,尽管这种解在广义相对论中是被禁止的。因此,引力的修正可以在稳定爱因斯坦静态解方面发挥至关重要的作用。
2011-08-30 astro-ph.CO gr-qc
Running Einstein Constant and a Possible Vacuum State of the Universe
本文提出广义相对论的修正表述,使爱因斯坦常数随宇宙能量密度变化,并假设接近真空状态,通过泰勒展开研究真空能量问题,发现当前真空能量在1σ内为零,并讨论了该模型对哈勃张力的影响。
2025-08-27 astro-ph.CO gr-qc
A Case for an Inhomogeneous Einstein-de Sitter Universe
Institute of Physics and Astronomy, ELTE Eötvös Loránd University(ELTE罗兰大学物理与天文学研究所);HUN-REN–ELTE Extragalactic Astrophysics Research Group(匈牙利研究与创新网络-ELTE河外天体物理学研究组);Institute of Nuclear Techniques, Budapest University of Technology and Economics(布达佩斯技术与经济大学核技术研究所);Department of Physics, University of Miami(迈阿密大学物理系);L2IT, Laboratoire des 2 Infinis - Toulouse, Université de Toulouse, CNRS/IN2P3, UPS(图卢兹双无穷大实验室(L2IT),图卢兹大学,法国国家科学研究中心/欧洲核子研究计划国际合作小组,图卢兹第三大学)
该研究提出一个不依赖暗能量的不均匀爱因斯坦-德西特宇宙模型,通过结构形成解释宇宙加速现象,并解决H0张力问题。
2026-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Analysis of big bounce in Einstein--Cartan cosmology
我们分析了一个均匀和各向同性的宇宙在爱因斯坦-嘉当引力理论的动力学。费米子的自旋产生时空扭曲,阻止了引力奇点,并以非奇异的大反弹取代了大爆炸。我们表明,一个封闭的宇宙存在,只有当它的尺度因子和温度的一个特定的函数是高于某个阈值,而一个开放的和平坦的宇宙没有这样的限制。我们还表明,反弹的比例因子是双重的:随着温度的增加,然后减少,比例因子减少,增加,减少,然后增加。
2019-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Early-universe cosmology in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
理论论证和宇宙学观测表明,爱因斯坦的广义相对论需要在高能状态下进行修正。广义相对论的最有动机的高曲率扩展之一是爱因斯坦-标量-高斯-邦纳引力,其中一个标量场耦合到二次曲率不变量。这个理论的灵感来自于一个有效的弦理论模型,它的预测在高曲率区域--比如黑洞的内部和早期宇宙--与爱因斯坦的理论有很大的不同,在那里它的目标是解决曲率奇点。在这项工作中,我们推导出爱因斯坦标量高斯-邦纳引力的二次和指数耦合函数,以及任何空间曲率的宇宙学解决方案。我们讨论已知的解决方案,并找到新的非奇异,通货膨胀,和弹跳的解决方案。我们研究了这些解的线性稳定性和鬼的情况下,发现所有上述的解决方案是不稳定的张量扰动。然后,我们引入一个简单的,二次潜力的标量场。在某些情况下,质量项的存在治愈了张量不稳定性。因此,所提出的模型是一个可行的和有吸引力的通货膨胀的候选人,其中的标量场是自然提供的引力部门。
2017-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter and dark energy from Bose-Einstein condensate
我们证明,暗物质组成的玻色子的质量约1电子伏特或更少的临界温度超过宇宙的温度在任何时候,因此将形成一个玻色-爱因斯坦凝聚体在非常早期的时代。我们还表明,这种凝聚体的波函数,通过它产生的量子势,产生了一个宇宙学常数,可以解释我们宇宙的正确暗能量含量。我们认为,大质量的引力子或轴子是这些成分的可行的候选人。在遥远的未来,这个凝聚体就是我们宇宙的全部。
2015-03-25 astro-ph.CO gr-qc
Emergent universe in theories with natural UV cutoffs
我们研究了自然紫外截止的理论中的紧急宇宙场景的实现,即最小的长度和最大的动量,在广义不确定原理中的一个新的变形参数量化。我们提取爱因斯坦静态宇宙的解决方案,我们检查他们的稳定性,通过相空间分析。正如我们所展示的,新的变形参数的作用在两个方面是至关重要的:首先,它导致了新的爱因斯坦静态宇宙临界点的出现,这在标准宇宙学中是不存在的。其次,它提供了一个优雅的退出爱因斯坦静态宇宙进入膨胀的热历史,这是需要一个完整的和成功的实现涌现的宇宙场景的方式。
2017-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stability of the Einstein Static Universe in open cosmological models
当宇宙学方程中出现修正项时,广义相对论的爱因斯坦静态解的稳定性会发生改变。本文在最近提出的两个量子引力模型的框架下研究了静态解的存在性和稳定性。本文将先前已知的对圈量子宇宙学半经典体系中的爱因斯坦静态解的分析推广到开放的宇宙学模型中,发现了静态中性稳定解,并在细致平衡和可投射条件下,在Horava-Lifshitz引力框架中进行了类似的分析.在开放的宇宙学模型中,所发现的两个解可以是不稳定的,也可以是中性稳定的,这取决于参数的取值。
2010-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological bounces, cyclic universes, and effective cosmological constant in Einstein-Cartan-Dirac-Maxwell theory
爱因斯坦-嘉当理论是广义相对论标准公式的扩展,其特征在于非零挠率。后者是由物质场通过自旋张量产生的,它的影响预计在非常高的自旋密度下是重要的。在这项工作中,我们详细分析了狄拉克和麦克斯韦场最小耦合到时空扭转的爱因斯坦-嘉当理论的物理。这打破了$U(1)$规范对称性,这是由早期宇宙中扭转引起的相变的可能性所暗示的。由此产生的Dirac-like和Maxwell-like方程是非线性的自相互作用,以及具有费米子玻色子非最小耦合。我们讨论了这个理论的几个宇宙学方面,包括反弹,加速阶段和扭转时代的物质-反物质不对称性,以及后期的影响,如产生一个有效的宇宙学常数,暗能量,和未来的反弹周期内的解决方案。
2020-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reviving Gravity's Aether in Einstein's Universe
爱因斯坦的广义相对论将引力描述为粒子与时空几何的相互作用,而不是像旧的引力以太理论那样与物理流体相互作用。此外,任何理论物理学家都会告诉你,尽管它的结构违反直觉,但广义相对论是物理学中最简单、最美丽、最成功的理论之一,在过去的一个世纪里经受住了各种各样的精确测试。那么,是否有任何动机放松其基本原理,并重新引入引力以太?在这里,我给出了一个简短的和非技术性的解释,为什么量子引力和宇宙学常数问题提供了这种动机。
2010-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Universe in a black hole in Einstein$-$Cartan gravity
University of New Haven(新哈文大学)
本文提出在爱因斯坦-嘉当引力中,黑洞内物质反弹形成新宇宙,并通过量子粒子产生解释暴涨和再加热。
2026-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th