Is flat rotation curve a sign of cosmic expansion?
在假设宇宙膨胀与晕上的星系动力学相互作用的基础上，提出了四种可能的自转曲线解。第一种是对加速宇宙中的等效原理的修正。第二种是在膨胀宇宙中对马赫原理的修正。第三种是膨胀宇宙中晕的变质量动力学，第四种是膨胀宇宙中晕上的随动半径代替物理半径。
2013-07-08 astro-ph.CO gr-qc
Ellipsoidal Universe and Cosmic Shear
该研究基于宇宙的Bianchi I几何，推导了与宇宙偏心率相关的宇宙剪切表达式，探究其与偏心率、CMB的关联，得到仅含两个参数的自洽方程。
2024-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fractal universe and cosmic acceleration in a Lemaître-Tolman-Bondi scenario
在本文中，我们试图回答的问题：宇宙的宇宙加速度可以有一个分形的解决方案？我们给出了一个精确的解决方案的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）宇宙的假设，这样一个光滑的度量是能够描述，平均而言，物质的分形分布。虽然LTB模型有一个中心，但我们推测，当分形维数与空间维数相差不大时，这个度量适用于分形结构的任何点，当选择为中心时，平均而言，没有任何特殊的点或方向。我们研究了观测到的Ia型超新星（SNe Ia）的星等-红移关系，表明宇宙膨胀的明显加速可以解释为物质的分形分布的结果时，相应的时空度规被建模为一个光滑的LTB之一，如果在几百Mpc的尺度上的分形维数是$D=2.9 \pm 0.02$。
2018-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Origin of cosmic magnetic fields: Superadiabatically amplified modes in open Friedmann universes
开放弗里德曼宇宙中的宇宙学磁场可以在常规电磁学的范围内经历超绝热放大。这在数学上是可能的，尽管麦克斯韦方程组具有共形不变性，因为具有非欧空间几何的弗里德曼时空并不全局共形于闵可夫斯基空间。从物理上讲，这意味着即使是今天稍微开放的宇宙也可以维持比以前预期的更强的大规模磁场。在这篇文章中，我们将更详细地研究这种纯粹的几何放大机制，重点关注双曲空间几何的暴涨弗里德曼模型中电磁模式的早期演化。这也使我们能够改进早期的数值估计，并提供剩余的，超磁放大的磁场的电流谱。
2012-07-26 astro-ph.CO gr-qc
Loop quantum cosmology in the cosmic microwave background
原始宇宙可以被用作实验室，对量子引力进行约束。在圈量子宇宙学的框架下，我们证明了这样一个量子引力的提议不仅解决了大爆炸奇点问题，而且自然地产生了暴胀。通过对环形早期宇宙中产生的重力波数量的定量计算，我们表明，未来关于宇宙微波背景极化各向异性的宇宙学数据可以用来探测宇宙的LQC模型。
2012-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Low-velocity cosmic strings in accelerating universe
标准的宇宙学模型假设，在宇宙演化过程中，占主导地位的物质成分会发生变化。我们研究了具有非零宇宙学常数的均匀各向同性宇宙，其中主要物质组分是低速宇宙弦气体。结果表明，经过时间变量的尺度变换后，该模型和充满无压物质的空间平坦宇宙的标准模型在宇宙学常数相等时，给出了宇宙学参数随时间变化的等价描述.唯一的例外是早期宇宙中减速参数的行为。当宇宙的整体几何和物质总量服从一个附加约束时，无压物质可以获得低速宇宙弦气体的性质。这个约束来自于半经典近似中的量子几何动力学方法。根据广义相对论，它对场方程的有效贡献可以与物质组分之间能量再分配过程引起的物质状态方程随时间的演化联系起来。
2012-03-15 astro-ph.CO gr-qc
The Gott-Kaiser-Stebbins (GKS) Effect in an Accelerated Expanding Universe
我们想找出线性宇宙弦运动对宇宙微波背景温度的影响。考虑加速膨胀宇宙中线性宇宙弦的时空度规，考虑Gott-Kaiser-Stebbins（GKS）效应，并计算了宇宙学常数对GKS效应的影响.结果表明，正的宇宙学常数（即加速膨胀宇宙中宇宙弦的存在）削弱了温度的不连续性，因此需要更高的分辨率才能探测到相应的对CMB功率谱和各向异性的影响。
2015-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Phantom Energy and the Cosmic Horizon: Rh is still not a horizon!
最近有大量关于宇宙视界的论文，这显然是宇宙的基本属性，尽管尚未得到承认。有人声称，对这个视界的误解表明，我们对宇宙的宇宙学构成的确定是不正确的，尽管有几篇论文指出了这些论点的关键缺陷。在这里，我们发现了最近关于宇宙视界在幻影能量存在下的性质的声明中的其他缺陷，只是证明它不起视界的作用，它对我们宇宙观的限制是微不足道的。
2013-01-02 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic no-hair theorems for viscous contracting Universes
一个宇宙无毛定理的所有初始收缩，空间均匀，正交Bianchi宇宙推导-这表明，所有这样的宇宙渐近到一个空间平坦的，各向同性的宇宙，包括剪切粘性应力。这在收缩的宇宙中建立了一种新的各向同性机制，它不依赖于使用有效的超刚性状态流体方程的类似于ekpyrosis-like机制，也就是说，其中压力远大于能量密度。
2020-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Questioning Cosmic Acceleration with DESI: The Big Stall of the Universe
本文利用DESI重子声学振荡等数据，在超过5σ置信水平上发现宇宙在CPL情景下经历三次减速并最终进入“大停滞”，挑战了宇宙加速膨胀的传统认知。
2025-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing the anisotropic expansion history of the universe with cosmic microwave background
我们提出了一个简单的技术来检测任何各向异性膨胀阶段的宇宙历史开始从膨胀阶段的表面最后散射的CMBR数据。我们使用的属性，在宇宙中的任何各向异性膨胀会变形的原始密度扰动的形状，这种变形可以检测到在CMBR的超视界波动的形状分析。利用这种分析，我们得到了对宇宙任何以前的各向异性膨胀的约束小于约35%。
2011-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the origin of our Universe through cosmic microwave background constraints on gravitational waves
下一代用于测量宇宙微波背景（CMB）偏振的仪器将为打开通向原始宇宙的引力波窗口提供历史性机遇。通过对原始引力波的高灵敏度搜索，以及对相变等过程中释放的能量的更严格限制，未来十年的CMB偏振数据有可能改变我们对宇宙形成背后的物理定律的理解。
2019-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic Inflation: How the Universe became locally flat and plentiful
宇宙学的标准模型是基于热大爆炸宇宙论和暴胀范式。最近对宇宙微波背景中的温度和偏振各向异性以及星系和星系团等大尺度结构中的物质分布的精确观测证实了这一普遍范式，并对这一简单想法的变化提出了严格的限制。在这篇文章中，我将讨论这样一个范式的认识论基础，并推测其可能的实现在一个更基本的理论。
2010-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Parallax in Ellipsoidal Universe
探测到两个遥远的源之间的角度随时间的变化将揭示宇宙的各向异性膨胀。我们研究这种“宇宙视差”内的“椭球宇宙”模型，即一个特殊的均匀各向异性的Bianchi I型宇宙学模型，其吸引人的特点是潜在的占观察到的大尺度宇宙微波背景各向异性的功率不足。在天空中的首选方向，挑选出来的对称轴固有的平面对称的椭球宇宙，原则上可以约束未来的宇宙视差数据。然而，如果实验精度至少提高两个数量级，这将是一个真正的可能性。
2011-06-28 astro-ph.CO
Magnetic Field of Cosmic Strings in the Early Universe
宇宙弦是一种拓扑缺陷，它可以在早期宇宙中由自发对称性破缺的相变形成。本文分析了在大统一能量标度（GUT标度）下，早期宇宙中的宇宙弦在解除禁闭相变结束后立即产生磁场的可能性。研究发现，在由带电π介子组成的赝标物质的真空中，弦周围会感应出一个沿弦方向的环形电流和磁场。我们还研究了早期宇宙中环绕弦的磁通量管（弦磁层）与宇宙等离子体的相互作用。分析了弦周围的宇宙等离子体由于与弦磁场相互作用而磁化的可能性。
2013-04-30 astro-ph.CO
Testing the Cosmic Shear Spatially-Flat Universe Approximation with Generalized Lensing and Shear Spectra
我们介绍了广义透镜和剪切谱GLaSS代码，可从https://github.com/astro-informatics/GLaSS下载。这是一个快速灵活的公共代码，用Python编写，计算广义球面宇宙剪切谱。常用的层析成像和球面贝塞尔透镜光谱作为内置运行模式选项。GLaSS被集成到Cosmosis模块化宇宙管道包中。我们概述了几个计算选择，加速宇宙剪切功率谱的计算。使用GLaSS，我们测试是否假设使用透镜和投影内核的空间平坦的宇宙-在宇宙中有少量的空间曲率-可以忽略不计的影响透镜光谱。我们把这个假设称为空间平坦宇宙近似，这在迄今为止的所有宇宙剪切研究中都被隐含地假设了。我们确认，空间平坦宇宙近似对第四阶段宇宙剪切实验的影响可以忽略不计。
2018-07-30 astro-ph.CO
Cosmic voids and filaments from quantum gravity
利用计算机模拟，我们研究了一个典型的量子宇宙的几何形状，即在可能的暴胀时期之前人们可能期望的几何形状。我们显示它使用的坐标定义的四个经典的标量场满足拉普拉斯方程与非平凡的边界条件。场的结构揭示了宇宙网的结构，与当今宇宙中观察到的结构惊人地相似。暴胀可能使这些结构与我们的宇宙有关。
2021-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong Hydrogen Absorption at Cosmic Dawn: the Signature of a Baryonic Universe
最近报道的探测到$z \approx 17$红移21厘米吸收是宇宙暗时代探索的一个重大进展。观察到的信号（$T_{\mathrm{21}} \approx -0.5$ K，极限$T_{\mathrm{21}} < -0.3$ K为99\% c.l.）对于$Λ$ CDM来说是非常强的，它最多预测$-0.24$ K。在这里，我表明，强观测信号是预期在一个纯粹的重子宇宙。
2018-03-06 astro-ph.CO
Reconciling the cosmic age problem in the R_h=ct Universe
许多暗能量模型都无法通过宇宙年龄测试。本文研究了$R_h=ct$宇宙中9个极老的球状星团和老类星体APM $08279+5255$的宇宙年龄问题。M31中这些最古老的GC的年龄数据来自北京-亚利桑那-台湾-康涅狄格系统，并采用最新的理论合成模型。在以前的文献中，它们还没有被用来检验$R_h=ct$宇宙中的宇宙年龄问题。利用Ia型超新星和哈勃参数的观测约束，计算了$R_h=ct$宇宙的年龄，发现$R_h=ct$宇宙可以容纳5个GC和红移为$z=3.91$的类星体APM 08279+5255.但对于其他模型，如$Λ$ CDM、相互作用暗能量模型、广义Chaobergin气体模型和全息暗能量模型，都不能容纳所有的GC和类星体APM 08279+5255。值得注意的是，一些GC的年龄估计存在争议。因此，与其他宇宙学模型不同，$R_h=ct$宇宙可以勉强解决宇宙年龄问题，特别是在高红移时。
2014-09-20 astro-ph.CO
Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation
我们提出了一个简单的方案，解释了为什么我们的宇宙在空间上是平坦的，均匀的和各向同性的。我们使用Einstein-Cartan-Kibble-Sciama（ECKS）引力理论，它自然地扩展了广义相对论，使之包括物质的自旋。时空的扭曲在充满夸克和轻子的早期宇宙中产生引力排斥，阻止了宇宙学奇点：宇宙从最小但有限半径的状态膨胀。我们表明，封闭宇宙的动力学紧接着这个状态自然解决了宇宙学中的平坦性和视界问题，因为一个非常小的和负的扭转密度参数，$Ω_S \approx -10^{-69}$。因此，ECKS引力为标准宇宙暴胀的推测机制提供了一个令人信服的替代方案。这种情况也表明，我们的宇宙在最小半径反弹之前的收缩可能对应于另一个宇宙中存在的坍缩黑洞内物质的动力学，这可以解释大爆炸的起源。
2010-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the expansion history of the universe from the red shift evolution of cosmic shear
我们提出了一个定量分析的约束条件的总状态方程参数，可以得到从测量宇宙剪切的红移演化。我们比较的约束，可以从测量的自旋两个角多极矩的宇宙剪切的宇宙剪切的二维和三维功率谱所产生的。我们发现，如果宇宙剪切的多极矩测量足够准确的几个红移的约束条件下的暗能量状态方程参数显着改善相比，可以从其他测量。
2010-08-16 astro-ph.CO
Cosmic microwave background anomalies in an open universe
我们认为，观测到的大规模宇宙微波异常，发现WMAP和普朗克卫星证实，是最自然的边缘开放宇宙的背景下解释。特别关注的是放置在偶极功率不对称，通过开放的宇宙实施的大规模梯度机制的Erickcek等人。开放的通货膨胀模型，这是出于字符串景观，可以激发“超曲率”扰动模式，可以解释存在一个非常大的规模扰动，导致偶极调制的功率谱测量的一个典型的观察者。我们提供了一个具体的实现方案，似乎与所有现有的约束条件兼容。
2013-06-24 astro-ph.CO
Cosmic microwave anisotropies in an inhomogeneous compact flat universe
本文计算了半圈空间E_2的宇宙微波背景（CMB）各向异性。E_2代表宇宙的紧致平坦模型，即有限体积模型。这个模型是不均匀的，在这个意义上，CMB的统计特性取决于观察员的基本细胞内的位置。结果表明，半圈空间比无限体积的协调模型更好地描述了大尺度上观测到的CMB各向异性。对于大多数观察者的位置，它匹配的温度关联函数，甚至略好于研究的3-环面拓扑结构。
2011-02-25 astro-ph.CO
Partitioning the universe into gravitational basins using the cosmic velocity field
本文提出了一种利用宇宙特有的速度场来表征局域宇宙中大尺度结构的形态和大小的新方法。所开发的算法使用三维特有的速度场来计算流线或流线。然后，局部宇宙被划分成与重力盆地相对应的体积，也称为分水岭，在速度流线的不同端点之间。这种新的方法首先在数值宇宙学模拟上进行了测试，作为该方法的基准，然后将其应用于{ \it Cosmic-Flows}项目的观测数据，以便特别注意包括我们在内的邻近超星系团。对模拟数据和观测数据的更广泛的检验将在随附的论文中讨论。
2019-07-15 astro-ph.CO
Study of cosmic backreaction on the future evolution of an accelerating universe using multiple domains
我们调查的影响，由于不均匀性对目前的宇宙的演化考虑宇宙被分割成多个领域内的Buchert框架。以观测到的宇宙当前的加速度作为基本输入，我们研究了不均匀性对未来演化的影响。我们发现，从不均匀性的反作用导致的加速度减慢，在未来的初始配置和模型参数的范围内，甚至在某些情况下，导致未来的减速时代的出现。我们考虑了两种不同的宇宙划分，并对这两种情况下宇宙的加速和反作用的行为进行了比较分析。
2013-07-18 astro-ph.CO
Cosmic Reionization and the First Nonlinear Structures in the Universe
在这一章中，我们将概述宇宙中的氢原子和氦原子何时以及如何从中性转变为电离态的预期，重点关注最早、最不为人所知的阶段，并强调最重要的开放性问题。我们包括一个历史的总结，并强调了再电离的作用，作为宇宙大爆炸以来的几个里程碑之一，其地位作为一个独特的探测结构形成的开始阶段。
2015-11-03 astro-ph.CO
Cyclic universe due to phantom and quintessence
我们探索一个循环的宇宙由于幻影和精髓领域。我们发现，在宇宙演化的每一个周期中，幻影支配着宇宙的早期历史，而精华支配着宇宙的遥远未来。在这个宇宙模型中，有无限的膨胀和收缩循环。与暴胀宇宙不同，对应的宇宙时空是测地完备的，是量子稳定的。但类似于循环模型，宇宙的平坦性问题、视界问题和大尺度结构都可以在这个循环宇宙中得到解释。
2014-08-14 astro-ph.CO
Effect of cosmic backreaction on the future evolution of an accelerating universe
我们调查的影响，由于不均匀性对目前的宇宙的演化考虑一个双尺度模型内的Buchert框架。以观测到的宇宙当前的加速度作为基本输入，我们研究了不均匀性对未来演化的影响。我们发现，从不均匀性的反作用导致的加速度减慢，在未来的初始配置和模型参数的范围。目前的加速确保宇宙事件视界的形成，我们的分析带来了事件视界的影响如何可能进一步削减全球加速，甚至在某些情况下导致未来减速时代的出现。
2013-07-18 astro-ph.CO
Cosmic explosions, life in the Universe and the Cosmological Constant
银河系伽马射线暴（GRB）是丰富的伽玛射线源，可以对复杂的生命构成威胁。利用最近对它们的速率和GRB导致大规模灭绝的概率的测定，我们探索了什么类型的宇宙最有可能拥有先进的生命形式。为此目的，我们使用宇宙学N体模拟，以确定在什么时间和什么值的宇宙学常数（$Λ$）的机会，不受宇宙爆炸的影响是最大化的。我们发现，$Λ-$占主导地位的宇宙有利于生命的生存对伽玛射线暴。在$Λ$ CDM宇宙学中，决定生命存活到伽玛暴的可能性的参数由$Λ$的值和宇宙的年龄决定。我们发现，我们似乎生活在一个有利的点，在这个参数相空间，最大限度地减少暴露于宇宙爆炸，但最大限度地提高了主序列（氢燃烧）恒星周围的先进的生命形式可以存在的数量。
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On ultra-high energy cosmic rays: origin in AGN jets and transport in expanding Universe
计算了活动星系核（活动星系核）喷流产生的宇宙线源谱。这些计算的一个显著特点是考虑了射流的动能分布。地球上预期的宇宙射线谱是使用一个简单的数字代码确定的，该代码考虑到了膨胀宇宙中超高能质子和原子核与背景辐射的相互作用。
2011-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Visualization of structures and cosmic flows in the Local Universe
利用河外距离数据库V8 k红移星表中的信息和宇宙流-1巡天中的奇特速度，提出了三维结构和宇宙流的可视化。以8000 km/s为界的超星系主轴上的体积内的结构进行了探讨，在两个方面的30124星系的目录和重建的光度密度场的位置显示，校正到占日益增长的不完整性与距离。本书讨论了局部宇宙的宇宙学，旨在确定最突出的结构，包括空洞、星系团、细丝和壁。测绘还得益于通过Cosmicflows-1观测计划提供的精确距离测量。利用最近用维纳滤波方法重建宇宙流的结果，给出了附近宇宙中星系相干流的三维可视化。本文用不同的可视化技术描述了银河系运动的三个主要组成部分，即从本星系团中的驱逐、向室女星系团的坠落和历史上的本星系团向大吸引子的整体流动，并根据V8 k红移和Cosmicflows-1距离星表导出的宇宙学进行了分析。
2012-11-13 astro-ph.CO
Stellar black holes: cosmic history and feedback at the dawn of the universe
从当前大质量恒星演化的理论模型、近远宇宙致密恒星残骸的多次观测以及宇宙化学演化等方面，推断出恒星黑洞形成速率的重要历史宇宙演化。恒星黑洞的平均质量、黑洞/中子星的比例以及黑洞高质量X射线双星（BH-HMXB）/孤立黑洞的比例都随红移而增加。第一代恒星爆发星系中大量BH-HMXB的能量反馈在大多数宇宙再电离时代的宇宙学模型中被忽略了。来自BH-HMXB的强大辐射、喷流和风加热了大体积空间的星系际介质，并使其电离，直到AGN接管。结论是恒星黑洞在高红移时限制了最暗星系的性质。我在这里介绍恒星黑洞历史性宇宙演化的理论和观测依据。关于它们的宇宙影响的详细计算在其他地方提供（Mirabel，Dijkstra，Laurent，Loeb，Pritchard，2011）。
2010-12-22 astro-ph.CO
A local Universe catalogue of structures and voids dynamically identified using Cosmic-Flows4++ZOA peculiar velocities
Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
基于CF4++ZOA本动速度数据，使用V-web算法在红移z=0.1内识别出37个空洞和42个节点，空洞有效半径13-38 h⁻¹Mpc，节点体积10⁴-3.3×10⁵ h⁻³ Mpc³。
2026-06-12 astro-ph.CO
New Model-independent Method to Test the Curvature of the Universe
本文提出了一种新的与模型无关的方法，通过比较本征距离和横向同动距离来检验宇宙曲率。利用哈勃参数$H(z)$和角直径距离$d_A$的测量，将宇宙曲率参数$Ω_K$约束为$-0.09\pm0.19$，这与宇宙是平坦的相一致.通过蒙特卡罗模拟验证了该方法的有效性，发现该方法能够有效地约束宇宙曲率。与其他与模型无关的宇宙曲率检验方法相比，该方法避免了一些缺陷，给出了更好的约束条件。
2016-10-08 astro-ph.CO
Large-Scale Structure of the Universe as a Cosmic Standard Ruler
我们建议用宇宙的大尺度结构作为宇宙的标准标尺，这是基于星系分布的模式在大尺度上应该在时间的过程中保持不变这一事实。通过研究不同红移区间的模式的尺度依赖性，有可能重建宇宙的膨胀历史，从而测量控制宇宙膨胀的宇宙学参数。星系分布中可作为标准标尺的特征包括星系大尺度结构的拓扑结构、星系功率谱和关联函数的总体形状。亏格作为一种内在的拓扑度量，能够抵抗非线性引力演化、星系偏置和红移空间畸变效应，是量化大尺度结构的原始拓扑的理想方法.宇宙的膨胀历史可以通过比较在不同红移下测量的属数来约束。在初始高斯波动的情况下，属精确地恢复平滑尺度附近的原始功率谱的斜率，并且可以通过比较预测和测量属来约束膨胀历史。
2009-05-14 astro-ph.CO
Probing the pre-BBN universe with gravitational waves from cosmic strings
标准模型的许多有动机的扩展预言了宇宙弦的存在。源自宇宙弦网络动力学的引力波，有能力探测早期宇宙的许多无法探测的性质。在这项研究中，我们展示了如何从宇宙弦网络的引力波的频谱可以用来测试大爆炸核合成（BBN）之前的早期宇宙的状态方程。我们还证明，目前和计划中的引力波探测器，如LIGO，LISA，DECIGO/BBO和ET/CE，有可能探测到非标准的前BBN状态方程和早期宇宙演化的信号（例如，早期的非标准物质支配或动能支配）或在早期宇宙中活跃的新的自由度，其灵敏度超出了陆地对撞机实验和宇宙微波背景测量的灵敏度。
2019-01-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravity in the Local Universe : density and velocity fields using CosmicFlows-4
这篇文章公开发布了z=0.8以下的局部宇宙引力场的三维重建，这些重建是使用CosmicFlows-4目录的56，000个星系距离及其子样本的1，008个Ia超新星距离计算的。本文还提供了利用径向特征速度的两两相关性f σ 8 = 0.38来测量结构生长速率的方法（+/-0.04）（未分组的CF 4），f σ 8 = 0.36（+/-0.05）（分组为CF 4），f σ 8 = 0.30（+/-0.06）（SNIa）和在距观测者300 Mpc距离处的230 +/-136 km s-1的3D重建局部宇宙中的整体流。对10，000次重建的探索表明，Cosmicflows-4星表提供的距离与H 0 = 74.5 +/- 0.1（CF 4分组），H 0 = 75.0 +/- 0.35（CF 4未分组）和H 0 = 75.5 +/- 0.95（CF 4 SNIa子样本）的哈勃常数兼容。
2023-02-08 astro-ph.CO
Does Unruh radiation accelerate the universe? A novel approach to the cosmic acceleration
我们提出了一个新的机制，目前的宇宙加速。我们发现，在Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）膜世界模型框架下，膜所感受到的Unruh辐射的温度并不等于膜宇宙的固有温度（在视视界处的Hawking温度）.由尘埃主导的膜所感知的Unruh辐射总是比由几何温度测量的膜更温暖，这自然会引起基于最合理的热力学原理的体与膜之间的能量流动。通过对体Unruh辐射与膜物质相互作用的微观机制的深入研究，提出了体Unruh辐射对膜上尘埃物质的能量注入加速了宇宙。
2009-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Archaeology with Gravitational Waves from Cosmic Strings
宇宙弦是粒子物理学标准模型的许多扩展的一般宇宙学预测，例如早期宇宙中的$U(1)^\prime$对称破缺相变或超弦理论的残余。与其他拓扑缺陷不同，宇宙弦可以达到一个标度状态，从很早的时代直到今天，它在宇宙总能量密度中保持一个小的固定比例。如果存在的话，它们将振荡并产生引力波，其频谱在整个宇宙历史中留下了宇宙总能量密度的主要来源。我们证明，当前和未来的引力波探测器，如LIGO和LISA，可以测量宇宙弦引力波的频谱，并在原始核合成和宇宙微波背景之前辨别宇宙的能量组成，其中标准宇宙学尚未得到测试。这项工作建立了一个基准案例，即引力波可能为探索非常早期宇宙的演化历史提供前所未有的强大工具。
2017-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Initial Conditions for a Habitable Universe
在一个永恒的暴胀情景的框架内，关于永恒泡沫的产生的一个自然问题是，宇宙能够产生生命的必要条件。在开放或封闭的宇宙中，我们发现了一个人为下限的数量级的电子折叠的$60$的暴胀时代，这将导致在线性和非线性制度的大尺度结构的形成。我们将宇宙初始条件的问题扩展到一个充分条件，在这个充分条件下，我们有足够的初始暗物质和重子物质的不对称性，在早期宇宙中形成星系晕，恒星，行星和生命。我们证明了一个可居住宇宙的概率与暗物质和重子物质的不对称性成正比，而重子物质的宇宙预算则受到天体物理约束的限制。
2017-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Preheating of the Universe by cosmic rays from primordial supernovae at the beginning of cosmic reionization
来自宇宙再电离期的21厘米信号可以揭示z~30-10原始星系际介质（IGM）的加热历史。有人认为，来自第一个吸积黑洞的X射线可以在这些早期时期显著加热宇宙。在这里，我们提出了另一个IGM加热机制与第一批恒星。从先前的工作中得知，终结大质量第三星族恒星生命的强大超新星（SNe）的残余物可以很容易地从它们的宿主暗物质微晕中扩展到周围的IGM中，这得益于来自祖星的紫外线辐射对晕气体的光蒸发。我们认为，在这样的残余物的演化过程中，SN动能的一个显着的部分可以投入到低能量（E<30 MeV）的宇宙射线，最终将逃逸到IGM。这些次相对论性的宇宙射线可以在宇宙中传播，并在与第一批星系和类星体相关的更强大的再电离/加热机制发挥作用之前，将IGM加热约10-100 K。因此，未来的21厘米观测可以限制第一颗超新星的能量，并提供有关原始IGM中磁场的信息。
2015-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic Bounces and Cyclic Universes
宇宙学模型涉及从收缩到膨胀的宇宙的反弹，可以解决标准的宇宙学难题，并在不需要暴胀的情况下产生“原始”密度扰动。有些这样的模型，特别是我们关注的异火模型和循环模型，相当自然地适合弦论。我们讨论了一些与这些模型相关的主题：推理，导致ekpyrotic阶段，对即将到来的观测的预测，奇异和非奇异模型之间的差异的反弹，以及这些模型提供的预测和解释能力。
2011-06-01 astro-ph.CO hep-th
Simulations of ultra-high Energy Cosmic Rays in the local Universe and the origin of Cosmic Magnetic Fields
我们模拟宇宙射线的传播在超高能量，$\gtrsim 10^{18}$电子伏特，在模型的河外磁场在本地宇宙的约束模拟。我们使用宇宙磁流体动力学程序{ \sc ENZO}的约束初始条件。由此得到的局部宇宙中磁场分布模型被用于\crpropa程序中，以模拟超高能宇宙射线的传播。我们研究了六种不同的磁成因情景，包括原始的和天体物理的，对宇宙射线在宇宙学距离上传播的影响。此外，我们还研究了银河系周围不同源分布的影响。我们的研究表明，不同的情况下，磁成因并没有很大的影响，超高能宇宙射线的各向异性测量。然而，在高于GZK极限的高能量下，存在由附近源的分布引起的各向异性，与磁场模型无关。这提供了一个机会，以确定宇宙射线源与未来的全天空测量和高数量的统计数据在最高的能量。最后，我们将我们的结果与皮埃尔俄歇天文台测量的偶极信号进行了比较。我们所有的源模型和磁场模型都可以再现纯铁注入成分下观测到的偶极子振幅。我们的结果表明，偶极是由于次级核在附近重核源方向上的聚集而观察到的。光注入组合物由于在$4-8 \rm\ EeV$的能量下未观察到各向异性而不利。
2018-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Early-Universe-Physics Insensitive and Uncalibrated Cosmic Standards: Constraints on $Ω_{\rm{m}}$ and Implications for the Hubble Tension
为了进一步阐明预重组模型是否可以解决哈勃张力，我们探索了对早期宇宙物理不敏感的宇宙背景演化的约束。宇宙微波背景（CMB）各向异性的分析一直被认为高度依赖于早期宇宙物理学。然而，我们表明，事实上，在重组的声音视界接近年底的拖曳时代是不敏感的早期宇宙物理。这使我们能够将两个视界的绝对大小联系起来，并将它们视为自由参数。CMB峰值角尺寸、重子声学振荡（BAO）和Ia型超新星可以共同作为“早期宇宙物理学不敏感和未校准的宇宙标准”，用于测量从复合到今天的宇宙历史。它们可以对复合后的宇宙背景，特别是用$Ω_{\rm{m}}=0.302\pm0.008$（$68\%$ C.L.）假设在重组之后是平坦的$Λ$ CDM。当我们将这些与其他非局部观测相结合时，我们得到了对$H_0$的几个约束，这些约束对早期宇宙物理的敏感性显著降低。这些都比基于造父变星的局部测量结果更符合普朗克2018结果。这意味着复合后的非局域观测和局域测量之间存在着张力，而这种张力无法通过修改复合前的早期宇宙物理学来解决。
2021-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Topology and Size of the Universe from the Cosmic Microwave Background
我们利用WMAP七年的数据研究了宇宙具有紧凑拓扑T^3、T^2 x R^1或S^1 x R^2的可能性。对于这三种情况，紧致方向尺寸L的极大似然95%置信区间分别为1.7 <L/L_0 <2.1，1.8 <L/L_0 <2.0，1.2 <L/L_0 <2.1，其中L_0 = 14.4 Gpc。一个无限大的宇宙与4.3 sigma的数据是相容的。我们发现，使用贝叶斯分析，最可能的宇宙具有拓扑T^2 x R^1，L/L_0 = 1.9。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
