Coulomb Gauge in One-Loop Quantum Cosmology
通过讨论真空麦克斯韦理论中的库仑规范,分析了量子场论和量子宇宙学中的协变和非协变形式之间的差异。在研究具有边界的平坦欧几里得背景时,相应的单圈量子振幅的逐模分析与Schwinger-DeWitt技术和相对论规范中逐模计算的结果一致。
1995-06-27 gr-qc
Covariant Effective Action for Loop Quantum Cosmology from Order Reduction
圈量子宇宙学(LQC)似乎预测修改后的有效弗里德曼方程没有额外的自由度。一个难题出现,如果一个决定寻求一个协变的有效行动,这将导致给定的弗里德曼方程:爱因斯坦-希尔伯特行动是唯一的行动,导致二阶场方程,因此,不存在协变的行动,根据度量变化,导致修改弗里德曼方程没有额外的自由度。结果表明,至少各向同性模型在LQC,这个问题是自然解决和协变有效的行动,可以发现,如果一个考虑高阶理论的重力,但忠实地遵循有效场论技术。然而,我们的分析也提出了怀疑是否可以找到一个没有背景结构的协变描述各向异性模型。
2009-02-26 astro-ph gr-qc hep-th
New Loop Quantum Cosmology Modifications from Gauge-covariant Fluxes
圈量子宇宙学是基于圈量子引力的宇宙时空的对称性约化量子化。虽然它成功地解决了各种宇宙学奇点,并将普朗克尺度物理学与唯象学联系起来,但它与圈量子引力的联系仍然难以捉摸。因此,重要的是要将越来越多的完整理论的特征整合到这个框架中,并理解物理预测的可靠性。特别是,如果人们希望将圈量子宇宙学中的有效哈密顿量与完整理论中合适相干态中标量约束算符的期望值联系起来,就必须超越圈量子宇宙学的标准设置。一种可能性是引入规范协变通量,这是必要的,因为有限正则化参数的存在会导致标准离散变量的函数通常不是规范不变的。根据Thiemann在[1]中开创的规范协变通量的构造,我们证明了圈量子宇宙学的物理学以非平凡的方式受到影响。反弹原来是一般不对称的牛顿常数在反弹前的分支重新调整。规范协变通量导致一个高阶量子差分方程相比,圈量子宇宙学。即使是物质的行为,它在循环量子宇宙学中的行为是无害的,也是丰富的,导致了有效的非最小耦合。这些影响被证明是常见的正则化参数的不同选择。
2019-11-14 gr-qc hep-th
The covariant entropy bound and loop quantum cosmology
我们检查Bousso的协变熵界猜想的背景下,辐射填充,空间平坦,弗里德曼-罗伯逊-沃克模型。在大爆炸附近,这个界限被破坏了。然而,人们一直希望量子引力效应能够干预并保护它,圈量子宇宙学为研究这个问题提供了一个近乎理想的环境。因为,一方面,量子几何效应解决了奇异性,另一方面,波函数在经过量子校正但光滑的几何上达到了尖锐的峰值,这种几何可以提供测试边界所需的结构。我们发现约束得到了尊重。我们认为,束缚不一定是量子引力理论的必要组成部分,但在适当的情况下,它可能会出现。
2008-08-22 gr-qc hep-th
Cosmology of a covariant Galileon field
本文研究了平坦时空中服从伽利略对称的协变标量场的宇宙学。我们展示了一个跟踪器解决方案的存在,最终接近一个德西特不动点负责今天的宇宙加速。通过导出标量和张量扰动不存在鬼点和拉普拉斯不稳定性的条件,明确了模型参数的可行区域。场的状态方程沿跟踪器表现出一种奇特的幻影状行为,这使得有可能在观测上将伽利略引力与Lambda CDM模型区分开来。
2010-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Covariant Road to Spatial Averaging in Cosmology : Scalar Corrections to the Cosmological Equations
宇宙学的一致方法需要爱因斯坦方程的显式平均,以描述均匀和各向同性的几何。这样的平均一般会修正爱因斯坦方程。由于Buchert的平均过程最近引起了相当大的关注,因为它提供了通过这种修正来解释暗能量现象的诱人希望。然而,这种方法受到了批评,理由是它的影响可能是测量伪影。我们应用Zalaletdinov的宏观引力的完全协变形式主义,并表明,在作出一些必要的规范选择,宇宙学方程收到\emph{spacetime scalar}的修正,因此在原则上是可观察的,并进一步,这些修正的广泛结构是\emph{identical}的那些由Buchert得出的。
2007-05-16 astro-ph gr-qc
O$(d,d)$ covariant String Cosmology to all orders in $α^{\prime}$
最近,对含时背景下弦论的无质量NS-NS扇区的所有对偶不变$α'$ -修正进行了分类,并计算了它们对作用量的贡献形式.本文以O $(d,d)$协变的方式在运动方程中引入物质源。我们表明,无论是从校正方程和源与物质或考虑校正的物质源的最低阶方程给出了相同的一组方程,定义弦宇宙学的所有订单$α'$。我们还讨论了包括物质在内的微扰和非微扰de Sitter解。
2020-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Covariant renormalizable gravity and its FRW cosmology
本文考虑了非标准耦合的理想流体的同态不变引力。在这样的理论中,引力子传播子的洛伦兹不变性被认为是在平坦背景下的微扰,结果是由于与理想流体的非标准耦合而被打破。结果,传播子在紫外/红外区域的行为表明,这种理论的某些版本是(超)重整化的(只有物理横模的外观)。FRW宇宙学在相同情况下可能不同于广义相对论宇宙学,可能存在着类似于虚膨胀的精粹阶段。
2010-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spatial Hypersurfaces in Causal Set Cosmology
在量子引力的因果集方法中,类空区域的离散类似物是一组不相关的元素,或一个反链。在理论的连续近似中,一个时刻超曲面可以用一个不可扩展的反链很好地表示。我们构建了一个更丰富的结构,对应于这个反链的增厚包含非平凡的几何和拓扑信息。我们发现,协变观测值可以与这种增厚的反链和它们之间的过渡,在经典的随机增长模型的因果集。这种构造突出了因果集宇宙学上的协变测度与标准的历史求和方法之间的区别:该测度被分配给完整的历史,而不是限制时空区域上的历史。由此产生的对历史求和的重新表述可能会在量子引力的其他方法中取得成果。
2006-01-18 gr-qc
Eisenhart--Duval lift for minisuperspace quantum cosmology
本文研究了在扩展的超小空间中由Escherart-Duval提升得到的量子宇宙学中的协变方程。我们发现,一个Dirac型方程是自然引入到扩展的minisuperspace。具体模型的基本解的显式形式。还讨论了这方面可能的进一步发展。
2021-10-05 gr-qc
The Covariant Entropy Bound, Brane Cosmology, and the Null Energy Condition
在Bousso的协变熵界的讨论中,总是假设能量条件,作为充分的{ \em但不是必要的}条件,其有助于确保任何光片上的熵必然是有限的。然而,强能量条件在宇宙学中的惊人失败,导致许多天体物理学家和宇宙学家考虑违反{ \em all}能量条件的暗能量模型,实际上,目前的数据并没有完全排除这种模型。NEC在膜宇宙学中也有一个值得怀疑的地位:为了获得宇宙学常数的“自调谐”理论,可能有必要在整体上违反NEC。为了研究这些建议,我们通过在$AdS_5$中引入NEC破坏物质来修改Karch-Randall模型,使得膜宇宙学常数弛豫为零。光片上的熵仍然是有限的。然而,我们仍然发现时空与协变熵束缚机制根本不相容,在这个意义上,它不符合Bousso-Randall相容性条件。我们认为,全息可能禁止所有{ \em宇宙学}违反NEC,全息实际上是基本的物理原理背后的宇宙学版本的NEC。
2002-12-21 astro-ph gr-qc hep-th
Conformal Transformations in Cosmology of Modified Gravity: the Covariant Approach Perspective
利用1+3协变方法和协变规范不变方法对宇宙学中的共形变换进行了深入的分析。当应用于非标准重力时,这种技术使我们能够获得关于这些变换的物理内容的非常有趣的见解。所得到的结果导致一些一般性的结论的变化的一些关键量描述任何两个共形相关的宇宙学模型。特别是,它表明,在爱因斯坦框架中的物理特性是完全不同于那些在约旦框架。即使宇宙学的某些几何性质得以保留(均匀和各向同性的宇宙被映射到均匀和各向同性的宇宙),减速宇宙学也可能被映射到加速宇宙学。当考虑一阶微扰时,差异变得更加明显:从1+3方程中可以看出,一阶矢量和张量扰动在保角变换下保持其结构不变,但对于包括物质密度涨落在内的标量微扰就不能这么说了。生长率的两个框架中的行为,以及其他进化特征,如振荡的存在或不存在等,看起来也不一样。所得到的结果,然后明确解释和验证的帮助下,一些澄清的例子的基础上$f(R)$ -重力宇宙学。
2009-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scale covariant gravity and equilibrium cosmologies
因果结构、惯性路径结构和与量子力学的兼容性不需要完整的洛伦兹度规,而只需要时空的可积外尔几何(Ehlers/Pirani/Schild 1972,Audretsch e.a. 1984年)。(Tann 1998,,Drechsler/Tann 1999)的一个关于希尔伯特-爱因斯坦作用量与标度协变标量真空场$ϕ$(权重为-1)加上(除其他外)一个Klein-Gordon作用量项的最小耦合的提议开启了对引力标度协变公式的访问。随后的标度协变K-G方程指定了自然标度规真空规)。加上规范条件的其他自然假设(特别是牛顿规范,牛顿常数不变),所选的Angloman导致了爱因斯坦方程的一类外尔几何罗伯逊-沃克解,满足$a''a+a'^2= const$,类似于弗里德曼-勒梅特方程,但具有完全不同的动力学性质($a$是黎曼规范中的翘曲函数)。这个类有一个渐近吸引的单参数超简单时空几何子族,以各向同性的罗伯逊-沃克流体作为爱因斯坦方程的源,在其他地方被称为外尔宇宙(Weyl universes)(Scholz 2005)。在流体的启发式引力自能束缚Angles的假设下,出现了平衡解,与经典(半黎曼)宇宙学形成鲜明对比。外尔宇宙与观测宇宙学的各种经验数据非常吻合,特别是超新星光度和类星体数据。
2007-03-20 gr-qc
Multifluid cosmology in f (G) gravity
本文讨论了考虑f(G)引力的多流体宇宙学中的1 + 3协变微扰,G为Gauss-Bonnet项。我们定义了一组协变和规范不变的变量来描述总物质和组分流体的密度,速度和熵扰动。然后,我们使用不同的技术,如标量分解,谐波分解,准静态近似与红移变换得到简化的微扰方程进行分析。然后,我们讨论了一些有趣的应用程序,如宇宙中充满了辐射和高斯-邦纳流体的混合物,以及高斯-邦纳流体的短波长和长波长限制的尘埃的情况。在多项式f(G)模型下,我们得到了能量密度微扰的数值解,并表明微扰随红移的增加而衰减。这一特征表明,在f(G)引力下,特别是在所考虑的f(G)模型下,人们预计宇宙晚期结构的形成会得到增强。
2022-09-12 gr-qc
Covariant Canonical Gauge Gravitation and Cosmology
本文提出协变正则规范引力理论,通过在爱因斯坦方程中引入二次黎曼项赋予时空惯性,并用宇宙学函数替代常数宇宙学项,从而在弗里德曼模型中再现哈勃常数、减速参数及晚期暗能量图景。
2023-11-28 gr-qc
Evidence for Maximal Acceleration and Singularity Resolution in Covariant Loop Quantum Gravity
一个简单的论证表明,协变圈引力(自旋泡沫理论)预测了一个最大的加速度,因此禁止曲率奇点的发展。这支持了用正则方法得到的宇宙学和黑洞的结果。
2013-08-27 gr-qc hep-th
Cosmological perturbations in a class of fully covariant modified theories: Application to models with the same background as standard LQC
通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中加入一个形式为$\sqrt{-g}f(χ)$的项,可以得到弹跳宇宙学,其中$χ$是一个标量,它只依赖于哈勃参数,而不依赖于它的导数,在这里,它被证明是由应力张量的酉类时本征向量的发散引起的。在背景水平上,一个给定的$f$ -理论的动力学方程进行了计算,表明最简单的反弹宇宙学导致完全相同的方程的holonomy校正圈量子宇宙学(LQC)。在处理扰动时,张量扰动的方程与广义相对论(GR)中的相同;对于标量扰动,当人们使用$f$理论时,它导致了与完整性校正的LQC标准版本相同的背景,人们得到了与来自LQC的所谓变形代数方法类似的方程(尽管更详细一点)。
2018-08-25 gr-qc
Riemann Tensor and Gauss-Bonnet density in Metric-Affine Cosmology
我们解析推导出齐次度量仿射宇宙学的黎曼(曲率)张量的协变形式。也就是说,我们目前,在宇宙学的设置,最普遍的协变形式的完整的黎曼张量,包括它的非黎曼件,这是与时空扭转和非度量。这样做之后,我们还计算了一个列表的曲率张量的副产品,如里奇张量,位似曲率,里奇标量,爱因斯坦张量等,最后,我们推导出广义度量仿射版本的通常高斯-邦纳密度在此背景下,并演示如何在某些情况下,后者代表一个总的导数项。
2021-10-25 gr-qc hep-th
Homothetic motions and Newtonian cosmology
我们考虑位似运动组。我们建立了一个位似协变的牛顿引力理论,它统一了惯性位似力和引力场。这是通过基于局部位似运动框架的等效原理来实现的。因此,我们可以得到一个连贯的牛顿宇宙学,它承认一个宇宙学原理,并导致弗里德曼方程的尘埃宇宙。最后证明了这种引力理论可以作为广义相对论中一类度规的非相对论极限而得到。研究了Friedmann-Lema 'itre-Robertson-Walker(FLRW)度规及其极限.
2013-12-16 gr-qc
General covariant Horava-Lifshitz gravity without projectability condition and its applications to cosmology
本文考虑一个推广的Horava-Lifshitz引力理论,它具有软破缺的细致平衡条件,但不具有可投射性条件。对于前者,独立的耦合常数的数目显著减少。对于后者,并通过扩展原始的叶理保持微分同胚对称性$ {Diff}(M, {\cal{F}})$以包括局部U(1)对称性,消除了自旋为0的引力子。因此,所有与它们相关的问题都消失了,包括不稳定性,强耦合和引力扇区中的不同速度。当理论耦合到一个标量场时,我们发现,由于标量场的高阶空间导数项的存在,使得标量场不仅在紫外和红外都是稳定的,而且不存在强耦合问题。此外,将该理论应用于宇宙学,我们发现,由于额外的U(1)对称性,Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙必然是平坦的。我们还研究了平坦FRW宇宙的标量、矢量和张量扰动,并导出了每种扰动的一般线性化场方程。
2012-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant extrinsic gravity and the geometric origin of dark energy
假设物质场被限制在四维膜上,我们在四维膜上构造了与模型无关的诱导Einstein-Yang-Mills场方程.应用这种形式主义的宇宙学,我们推导出广义弗里德曼方程。我们用膜的宽度、法曲率半径和超大维的数目导出了暗能量的密度参数。我们表明,暗能量实际上可能是膜的局部非本征形状的表现。结果表明,如果我们考虑一个11维的体空间,这个模型的预测是与观察到的很好的一致。
2015-02-25 gr-qc
Integrability in tetrad formalisms and conservation in cosmology
可积性一般四元形式主义进行审查,以下和澄清工作Papapetrou和埃德加。可积性条件是Bianchi方程及其结果的组合。考虑引入额外的约束。最近关于1+3协变宇宙学中约束守恒的结果表明,从Bianchi方程
1998-05-30 gr-qc
Dynamical Horizon Entropy Bound Conjecture in Loop Quantum Cosmology
协变熵界猜想是量子引力的一个重要线索,在文献中有几个版本。在宇宙学方面,Ashtekar和Wilson-Ewing曾经证明了圈引力理论与这个猜想的一个版本之间的一致性。最近,S.他和H。Zhang提出了一个宇宙动力学视界的版本,当宇宙远离大爆炸奇点时,它验证了经典情形下充满完美流体宇宙学的熵界猜想。然而,他们的猜想在大爆炸区域附近破裂。我们在圈量子宇宙学的背景下研究这个猜想。以光子气体为例,该猜想得到了量子几何效应的支持。
2010-06-28 gr-qc
Perturbations with bulk viscosity in modified chaplygin gas cosmology
本文利用1+3协变形式理论研究粘性修正Chaplygin气体模型的宇宙学扰动,通过数值求解长波和短波极限下的扰动方程,发现能量过密度对比度随红移衰减,且其结果与ΛCDM存在显著差异。
2024-11-18 gr-qc
General covariant symmetric teleparallel cosmology
对称远程平行引力理论,其中的引力相互作用归因于一个平坦的,对称的,但不是度量兼容的仿射联系的非度量性,一直是最近研究的一个越来越感兴趣的话题。许多研究工作都是假设平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规来研究对称平行引力的宇宙学,同时在所谓的“重合规范”中工作,进一步假设连接系数为零。然而,很少有人注意到这两个假设都依赖于选择特定坐标系的自由,以简化度量或连接,并且它们通常不能同时实现。在这里,我们构建了最一般的对称telepalent几何遵守条件的均匀性和各向同性,没有任何假设的属性的坐标,并提出我们的结果在通常的宇宙学坐标和重合规范。我们发现,一般来说,这些坐标并不一致,并且假设两者同时成立,只允许一类非常有限的几何形状。在一般情况下,我们导出了选定的对称远程平行引力理论的能量动量超动量守恒关系和宇宙动力学。我们的研究结果表明,对称远程平行连接一般贡献另一个标量的宇宙动力学,这是唯一的一个特定类的理论,从动力学的度规,只有当最简单的几何选择,其中两个假设的坐标系同意。最值得注意的是,$f(Q)$类理论就属于这一类。
2021-12-30 gr-qc hep-th
The Vertex Expansion in the Consistent Histories Formulation of Spin Foam Loop Quantum Cosmology
为量子宇宙中的事件分配一致的量子概率是每个量子宇宙学/引力框架必须克服的基本挑战。在圈量子宇宙学中,这个问题引出了一个基本问题:宇宙经历非奇异反弹的概率是多少?最近,作者用正则方法对一个空间平坦的FRW模型成功地回答了这个问题。在本文中,我们得到了这个结果的协变推广。我们的分析是基于表达循环量子宇宙学的自旋泡沫范式和使用定义的历史通过体积转换计算的振幅使用顶点膨胀得到的过渡。我们表明,反弹的概率原来是统一的。
2016-03-31 gr-qc
Shear Dynamics in Bianchi I Cosmology
在物质主导的宇宙中,考虑非倾斜的理想流体,给出了Bianchi I宇宙模型演化的精确方程。我们使用剪切张量的定义,并证明它与文献[3],[5],[9]中由Ricci恒等式得到的剪切张量的演化方程是一致的。并将所得结果与Ellis和van Elst在[3]中给出的方程及Tsagas,Chelseor和Maartens在[5]中给出的方程进行了比较。我们认为澄清文[3]、[5]中与协变导数和剪切张量的行为有关的符号是重要的。
2010-03-17 gr-qc
Low-Redshift Constraints on Covariant Canonical Gauge Theory of Gravity
研究了低红移宇宙学对协变正则规范引力(CCGG)理论的限制。该公式扩展了爱因斯坦的广义相对论(GR),通过拉格朗日中的二次黎曼-嘉当项,由“变形”参数控制。在弗里德曼宇宙中,这导致了一个额外的几何应力能,并由于扭转的必要存在,将宇宙学常数提升为依赖于时间的函数。对Ia型超新星、宇宙计时器和重子声学振荡的组合数据集的MCMC分析产生了与$Λ$ CDM结果相当的拟合。CCGG方法中隐含的修改在低红移宇宙学中是次要的。然而,一个非零的空间曲率和变形参数被证明是与观测一致的。
2021-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Contrasting formulations of cosmological perturbations in a magnetic FLRW cosmology
本文通过比较1+3协变规范不变量和规范不变量这两种宇宙学扰动理论中与磁场相关的规范不变量,对它们进行了比较。在第一部分中,我们给出了一个介绍每个形式主义假设存在的磁场。我们发现,用1+3协变方法定义的规范不变量与两个封闭基本观测者之间的磁场(定义在规范不变形式中)的空间变化有关。这个关系是通过在磁化宇宙中的规范不变量方法中选择共动规范来计算的。此外,我们还导出了电磁势的规范不变量方法的规范变换,并将麦克斯韦方程组写成了这些势。
2015-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Bouncing Cosmology in Fourth-Order Gravity
大爆炸的初始奇点问题可以通过弹跳解来解决。在广义引力理论的背景下,我们将寻找协变有效作用量,其场方程包含度规张量的四阶导数。在寻找这样的反弹的解决方案,我们将利用一个基于微扰方法的降阶技术。将场方程的阶数降到二阶,我们就能找到微扰近似于广义相对论的解。我们将建立所得到的降阶理论的协变有效作用量。
2022-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic Gauge Conditions in Quantum Cosmology
本文研究了具有边界的平坦欧氏背景上电磁场的量子化。单圈缩放因子的一个边界和两个边界的背景进行评估。采用zeta函数正则化方法对Faddeev-Popov量子振幅进行了逐模分析,并与相同振幅的时空协变计算进行了比较.它表明,存在一个特定的规范条件,相应的算子矩阵作用于规范模式是在对角形式从一开始。此外,还详细研究了各种相对论规范条件,以考察微扰量子理论的规范不变性。
1995-04-05 gr-qc
Cosmology in nonrelativistic general covariant theory of gravity
Horava和Melby-Thompson最近提出了Horava-Lifshitz引力理论的一个新版本,其中自旋为0的引力子通过引入牛顿预势$ϕ$和局域U(1)规范场$A$而被消除。本文首先导出了相应的哈密顿量、超动量约束、动力学方程以及在物质场存在下的$ϕ$和$A$方程。然后,我们将该理论应用于宇宙学,得到了修正的Friedmann方程和能量守恒定律,以及$ϕ$和$A$的方程。当空间曲率不为零时,存在暗辐射和刚性流体等项,从中可以构造出弹跳宇宙。我们还研究了具有任意空间曲率$k$的FRW宇宙的线性扰动,并导出了标量扰动的最一般公式。矢量和张量扰动与作者[A. Wang,Phys. Rev. D {\bf 82},124063(2010)]在Sotiriou,Visser和Weinfurtner的设置中。将这些公式应用于闵可夫斯基背景,我们已经明确地表明,度规的标量和矢量微扰确实消失了,唯一剩下的模式是无质量的自旋2引力子。
2011-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Few-grid-point simulations of Big Bang singularity in quantum cosmology
本文通过可精确求解的伪厄米量子模型,将大爆炸时间与Kato例外点参数$t=0$关联,支持点状大爆炸形式,并利用可观测量奇异值分析奇点展开模式的不确定性。
2025-06-16 gr-qc
Rigorous derivation of dark energy and inflation as geometry effects in Covariant Canonical Gauge Gravity
本文从协变正则规范引力理论出发,通过引入二次Riemann-Cartan项和挠率,将宇宙学常数推广为时间函数并导出暗辐射型几何修正,得到与ΛCDM兼容且能描述反弹、大爆炸及晚期暗能量演化的宇宙学模型,并用低红移观测验证了该理论的可行性。
2023-11-30 gr-qc
Energy transfer from space-time into matter and a bouncing inflation from Covariant Canonical Gauge theory of Gravity
本文给出了协变正则引力规范理论的宇宙学解。基本的协变正则变换框架调用了一个动态时空哈密顿量,它由爱因斯坦-希尔伯特项加上一个二次黎曼张量不变量和一个基本的无量纲耦合常数$g_1$组成。一个典型的时间尺度与这个常数有关,$τ= \sqrt{8 πG g_1}$,是宇宙学解决方案类型的特征:对于$t \ll τ$的二次项是占主导地位的,物质的能量动量张量不是协变守恒的,我们观察到修改后的物质和时空动力学。另一方面,对于$t \gg τ$,爱因斯坦项占主导地位,解收敛到经典宇宙学。这是分析不同类型的物质和暗能量与一个恒定的状态方程。虽然辐射主导的宇宙解决方案的宇宙学不改变,我们发现一个暗能量宇宙的著名的de-Sitter空间。然而,我们还确定了一个特殊的弹跳解决方案($k=0$),大的时间再次接近de-Sitter空间。对于一个尘埃主导的宇宙(没有压力),只有在早期才能看到偏差。在后期,该解决方案的渐近行为像标准的尘埃解决方案。
2019-05-30 gr-qc hep-th
Brane-world cosmological perturbations: a covariant approach
标准的宇宙学模型,基于广义相对论和暴胀时代,在解释宇宙的广泛观测特征方面非常有效。然而,关于暗物质和暗能量的性质的持续困惑,以及暴胀的基本理论框架的问题,表明宇宙学可能正在探索广义相对论的有效性极限。早期宇宙为引力理论提供了一个试验场,因为引力动力学可以在宇宙微波背景辐射和其他宇宙学观测中留下特征印记。精确宇宙学原则上是一种约束和可能证伪候选量子引力理论(如M理论)的手段。广义兰德尔-桑德拉姆膜世界提供了一种唯象的方法来检验M理论的某些方面。我概述了1+3协变方法的宇宙学扰动在这些膜世界,及其应用到CMB各向异性。
2003-04-23 astro-ph gr-qc hep-th
Observational constraints on Galileon cosmology
我们研究了具有五个协变拉格朗日量的协变伽利略场的宇宙学,并将这一理论与最新的宇宙学探测:Ia型超新星数据(宪法和联盟2集),宇宙微波背景(WMAP 7)和重子声学振荡(SDSS 7)。在具有晚期德西特吸引子的伽利略宇宙学中,有一个跟踪器将具有不同初始条件的解吸引到一个共同的轨道上。包括宇宙曲率K,我们将观测约束放在两个不同的情况下:(i)跟踪器,和(ii)运动方程的一般解。我们发现,跟踪器解可以与单个观测数据一致,但它是不利的组合数据分析。当考虑到非零曲率参数时,一般的解决方案表现得很好,但赤池和贝叶斯信息准则表明,它们并不特别有利于LCDM模型。
2010-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Averaged universe confronted with cosmological observations: A fully covariant approach
广义相对论宇宙学中的一个突出问题是平均化问题。也就是说,我们在小尺度上观察到的明亮宇宙是如何平均到一个光滑的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克(FLRW)模型的。问题的根源在于,平均化不能与控制模型动力学的爱因斯坦方程交换。这就引出了宇宙学中众所周知的逆反应问题。在这项工作中,我们使用宏观引力(MG)的协变框架来处理这个问题。我们使用它的宇宙学解决方案与平坦FLRW宏观背景的平均宇宙不均匀性的结果已被封装到一个表示为$Ω_\mathcal{A}$的反反应密度参数。我们使用现有的宇宙学膨胀和增长数据集来约束这个平均宇宙,这些数据集包括第一次从普朗克温度各向异性和偏振数据中进行的完整CMB分析,来自Union 2.1的超新星数据,来自WiggleZ的星系功率谱,来自CFHTLenS调查的弱透镜层析剪切交叉相关和来自6Df的重子声学振荡数据,SDSS DR 7和BOSS DR 9。我们发现,$-0.0155 \le Ω_\mathcal{A} \le 0$(在68\% CL),从而提供了一个严格的上限上的反作用项。我们还发现,该术语是强烈相关的宇宙学参数,如$Ω_Λ$,$σ_8$和$H_0$。虽然小,几个百分点的反反应密度参数应该与其他系统学一起考虑精确的宇宙学。
2016-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Covariant Gravitational Equations on Brane World with Gauss-Bonnet term
假设引力被限制在$Z_2$对称膜上,我们给出了在体时空中具有Gauss-Bonnet项的情况下描述四维膜世界的协变引力方程.它包含了五维外尔曲率($E_{μν}$)的一些组成部分,它描述了体时空的所有效应,就像兰德尔-桑德拉姆第二模型的情况一样。将这种形式应用于宇宙学,我们导出了广义Friedmann方程,并计算了直接由黑洞解得到的Weyl曲率项。
2003-09-16 gr-qc hep-th
FLRW-Cosmology in Scalar-Vector-Tensor Theories of Gravity
Bilkent University(比尔肯特大学)
本文研究了标量-矢量-张量引力理论中FLRW时空的场方程,证明在FLRW对称条件下,引力场方程的张量结构仅由时空对称性决定,而宇宙学动力学仍依赖于具体理论。
2026-03-29 gr-qc
A no-go result for covariance in models of loop quantum gravity
基于Schwarzschild型解的外部时空允许两个对称切片,一个静态球对称切片和一个类时均匀切片的观察,量子宇宙学的简化模型所建议的引力动力学的修改可以用来导出相应的修改的球对称方程。一般来说,与均匀切片相比,协变理论在球对称性方面受到更多的限制,如果它们是局部的,则由$1+1$ -维重子模型给出。如图所示,在圈量子宇宙学中使用的修正并没有相应的协变球对称理论。因此,圈量子宇宙学的模型以切片独立的形式违反了一般协变性。在圈量子引力模型中,只有广义协方差形式与非黎曼几何才能一致地描述时空。
2020-07-31 gr-qc hep-th
Cosmology of modified (but second order) gravity
这是一个简单的回顾修改后的引力宇宙学。引力作用量的一般扩展涉及高阶导数项,这可能导致鬼点和不稳定性。有三种方法可以解决这个问题:Chern-Simons项、一阶变分原理和非定域性。我们考虑最近的宇宙学应用这三类修改的引力模型,特别是暗能量的问题。可行的参数空间可以非常有效地约束,考虑到宇宙学数据从所有时代除了太阳系的测试和稳定性的考虑。我们提出了一些新的意见,所谓的代数标量张量理论,双标量重新制定的非局部行动涉及逆达朗伯,和一个可能的协变配方全息宇宙学与非微扰引力。
2009-10-21 gr-qc
Covariant ${\barμ}$-scheme effective dynamics, mimetic gravity, and non-singular black holes: Applications to spherical symmetric quantum gravity and CGHS model
本文提出了一种新的$\barμ$方案,在圈量子引力(LQG)的球对称扇区中计算哈密顿有效动力学.有效动力学通常是协变的,如从协变拉格朗日量导出的。拉格朗日量属于四维扩展的拟引力拉格朗日量类。我们将有效动力学应用于宇宙学和黑洞。有效动力学再现了非奇异环量子宇宙学(LQC)有效动力学。从有效动力学出发,我们得到了非奇异的黑洞解,它除了球对称性之外还具有killing对称性,并且在无穷远处渐近地约化为Schwarzschild几何。黑洞时空解决了经典奇点,并在未来无穷远处的黑洞内部渐近地接近Nariai几何$\mathrm{dS}_2\times S^2$。由此产生的黑洞时空具有完全的未来零无限$\mathscr{I}^+$。由于广义协方差,有效动力学可以在光锥规范中重新表述。我们将协变的$\barμ$ -方案有效动力学推广到Callan-Giddings-Harvey-Strominger(CGHS)模型,并将光锥公式应用于具有零壳坍缩的CGHS黑洞解.我们专注于沿空壳投射的有效动力学。结果表明,与CGHS模型中的发散相反,该模型中的标量场的曲率和导数都是有限的。
2022-12-08 gr-qc hep-th
On the covariance of scalar averaging and backreaction in relativistic inhomogeneous cosmology
我们介绍了Gasperini,Marozzi和Veneziano(2010)的四维平均窗口函数的推广,这可能对许多应用程序有用。空间标量平均方案的协变性质是相对论宇宙学中的平均问题,是一个重要的性质,它隐含在构造中,但通常是隐含的。我们在这里采用Gasperini等人的方法有两个原因。首先,这里提出的形式主义及其推广是明显的协变。其次,形式主义是方便的解开叶理,体积测量,和边界的平均表达式进入标量平均计划的依赖关系。这些性质将证明方便的简化表达式,但也为调查极值叶理和比较不同叶理的平均性能直接。建议的推广的窗口函数允许选择最合适的平均方案的物理问题,并区分的作用的叶理本身和平均动力学方程中的体积测量的作用。我们还表明,从这一广义类中获得的一个特定的窗口函数导致了一个平均方案,该方案对应于Buchert,Mackay和Roy(2018)最近的一项研究,并且作为副产品,我们明确表明其中推导出的逆反应的一般方程是协变的。
2019-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A proposal for covariant renormalizable field theory of gravity
提出了一类具有良好紫外行为的协变引力理论,并证明了它们是(超)可重整的。由于拉格朗日乘子约束的标量场引起的与有效流体的耦合,洛伦兹不变性发生了明显的破坏。对于这样的协变场引力,空间平坦的FRW宇宙学可能有加速解。依赖于黎曼和里奇张量平方的更复杂的修正引力的可重正化版本可以用同样的方式构造。
2010-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comments on gauge-invariance in cosmology
我们重新审视了宇宙学扰动理论中的规范问题,并强调了它与广义相对论中协方差概念的关系。我们还讨论了微扰理论中的协变方法的相似性和差异,以非技术性的方式在Barbohor度量方法。
2013-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropy in constraint 4D Gauss-Bonnet gravity
最近一个新的4D Einstein-Gauss-Bonnet理论被引入到\textbf{[Phys. Rev. Lett. 124 (2020) 081301]}中,但在$4D$中它并不具有协变的运动方程,这引起了严重的争论。这个特性使得在这个模型中不可能考虑非对称时空,例如各向异性宇宙学。在本文中,我们将提出一个新的建议,使这种情况发生,通过引入一个拉格朗日乘子的行动,消除了更高的维度项的运动方程。然后,该理论有一个协变的$4D$运动方程,这是有用的,以研究较少的对称度量。在FRW宇宙之上,约束理论等价于原来的$4D$ Einstein-Gauss-Bonnet引力。然后,我们将考虑模型的各向异性宇宙学,并将理论与观测数据进行比较。我们将看到,理论变得非保守,与保守物质源相比,物质密度丰度在较大红移处下降得更快。
2022-04-15 gr-qc
Choice of Gauge in Quantum Gravity
本文是1998年在巴黎举行的第19届得克萨斯州相对论天体物理学和宇宙学研讨会上的讲话的扩展版。它回顾了一些最近的工作;数学细节被跳过。众所周知,一般协变模型中规范的选择有两个目的:不仅使动力学唯一,而且定义时空点。本文介绍了一种不依赖坐标条件的几何选取规范的方法-协变规范固定。在协变规范固定后,动力学是唯一的,背景流形点是明确定义的,但描述相对于背景流形的所有超同态保持不变。不同协变规范固定之间的变换形成了著名的Bergmann-Komar群。每个协变规范固定确定一个所谓的Kuchasyness分解。量子理论的建立是基于作用量的Kuchasyness形式和算符约束的Dirac方法。证明了Bergmann-Komar群太大而不能用量子域中的幺正映射实现。
1999-03-24 gr-qc
Some physical implications of regularization ambiguities in SU(2) gauge-invariant loop quantum cosmology
圈量子引力的物理学如何受到潜在的量子化模糊性的影响是一个悬而未决的问题。我们在使用规范协变通量的环量子宇宙学的背景下解决这个问题。探讨了正则化参数的两种选择的后果:$μ_0$和$\bar μ$在一个积极的宇宙学常数的存在下,和两种选择的正则化的哈密顿约束圈量子宇宙学:标准和蒂曼正则化。我们发现,奇异性分辨率和反弹,由于规范协变通量发生的新功能,也存在Thiemann正则化动力学。当包含正的宇宙学常数时,发现$μ_0$ -方案与标准圈量子宇宙学一样是不可行的.我们的调查带来了一个令人惊讶的结果,即在反弹前政权的紧急事项的性质是由选择监管机构在蒂曼正则化的标量约束是否使用规范covaraint通量。与$\bar μ$ -方案中突现物质是宇宙学常数不同,$μ_0$ -方案中突现物质表现为弦气体.
2019-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge-invariant gravitational wave modes in pre-big bang cosmology
大爆炸前宇宙学的t <0分支是引力波不稳定性的产物。张量扰动的不稳定行为是在一个非常简单的方式在黄氏协变和规范不变的形式主义开发的扩展理论的重力。一个简单的解释,这种不稳定性的影响,一个“反摩擦”,并认为,宇宙最终必须进入膨胀阶段。
2010-09-03 gr-qc hep-th
Perturbations in a Chaplygin gas Cosmology
本文研究了由辐射、尘埃和Chaubergin气体组成的宇宙多流体介质的微扰。为此,我们遵循1 + 3协变形式主义,推导出多流体系统中每种流体的能量密度涨落的演化方程。然后在短波长和长波长模式下计算这些耦合方程组的解。我们的初步结果表明,不像大多数暗能量模型,阻碍大尺度结构的形成,由于快速的宇宙膨胀(这给了波动聚结的时间很少),查拉金气体模型支持宇宙结构的形成。这表现在微扰方程的解中,微扰方程显示了密度波动随时间的增长。
2020-10-24 gr-qc
Cosmology via Metric-Independent Volume-Form Dynamics
采用非黎曼体积形式(时空流形上度量无关的协变积分测度密度)方法,构造了一个统一的动力学暗能量加暗物质的尘埃流体模型,该模型是由相关的标量场拉格朗日量的隐Noether对称性产生的.对后一模型的正则哈密顿处理和Wheeler-DeWitt量子化作了简要讨论。
2015-09-04 gr-qc hep-th
Newton law in covariant unimodular $F(R)$ gravity
我们提出了一个协变的无鬼单模$F(R)$引力理论,它包含一个三形式的场,并研究其结构使用的类比所提出的理论与量子系统,其中描述了一个带电粒子在均匀磁场。本文导出了非协变单模$F(R)$引力和单模Einstein引力中的牛顿定律,并证明了它与广义相对论中的牛顿定律完全相同。在协变单模$F(R)$引力理论中推导牛顿定律表明,它与普通$F(R)$理论中的牛顿定律一样,得到了精确的修正.我们还证明了Friedmann-Robertson-Walker背景的宇宙学在单模$F(R)$理论的非协变和协变公式中是等价的。
2016-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in generalized Horndeski theories with second-order equations of motion
我们研究了Horndeski理论的扩展版本的宇宙学与平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)背景下的二阶运动方程。除了暗能量场$χ$与引力部门,我们考虑到多个标量场$ϕ_I$($I=1,2\cdots,N-1$)的特点是拉格朗日$P^{(I)}(X_I)$与$X_I=\partial_μϕ_I\partial^μϕ_I$。这些额外的标量场可以模拟辐射和非相对论物质的完美流体。我们推导出标量和张量扰动的传播速度以及不存在鬼的条件。超越Horndeski的理论对$N$标量场的所有传播速度都进行了非平凡的修改,但对物质场$ϕ_I$的修改相对于暗能量场$χ$的修改通常被抑制。我们应用我们的结果,协变Galileon与爱因斯坦-希尔伯特项,其中的Minkowski Galileon的偏导数被替换为协变导数。与一般时空中二阶运动方程的协变伽利略理论不同,对于晚期追踪解,与场$χ$相关的标量传播速度平方$c_{s1}^2$在物质时代变为负值,因此两个伽利略理论可以在线性宇宙学扰动的水平上清楚地区分开来。
2014-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph