From Asymptotically Flat Gravity to Finite Causal Diamonds
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文通过将渐近平坦引力的软 sector 相空间与闵氏时空中的球对称有限因果钻石相空间关联，揭示了引力子和Goldstone模的波动特性。
2026-07-24 gr-qc hep-th
Detection Limits for Super-Hubble Suppression of Causal Fluctuations
我们调查在何种程度上未来的微波背景实验可能能够检测到的波动功率在大尺度上的平坦和开放的宇宙模型的抑制。如果波动是由因果过程产生的，那么这种抑制就会出现，并且对于暴胀模型来说，测量小的抑制尺度会有问题，但与许多缺陷模型一致。更有推测性的是，对当前哈勃半径量级的抑制尺度的测量可以为导致低密度宇宙的微调暴胀模型提供独立的证据。我们发现，根据原始的功率谱，抑制规模适度大于可见地平线可以检测到，但可检测性下降非常迅速，随着规模的增加。对于具有两个通货膨胀期的模型，基本上不可能检测到因果抑制尺度。
2000-10-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Angular Momentum Fluctuations
本文考虑了处于辐射热平衡的Schwartzschild黑洞的角动量涨落，为了简单起见，这里用一个标量场来模拟。重要的是，我们并不是一开始就把黑洞的角动量$J$设为零;我们允许它有一个很小的值（在$J/M<<1$的意义上），然后研究热力学平衡的条件;只有这样，才取$J\rightarrow 0$极限。我们计算了黑洞的角动量波动，结果证明它有两个独立的贡献：一个来自黑洞本身，与辐射无关，另一个来自辐射。结果非常简单：辐射贡献完全取决于截止到视界的适当距离（或者等价地，砖墙的宽度），而黑洞贡献与其事件视界面积成正比。因此，自然界中不存在严格静止的黑洞，它们在所有可能的方向上随机旋转。由于黑洞只不过是几何，我们处理的是几何涨落--我们的结果是量子引力性质的（尽管是在半经典水平上）。有趣的是，如果我们将角动量的（量子）规则应用于黑洞涨落分量，我们将得到一个事件视界面积量子化规则，尽管它的光谱与文献中广泛接受的等间距面积光谱不同。
2023-02-28 gr-qc
Consistent inclusion of fluctuations in first-order causal and stable relativistic hydrodynamics
本文首次构建了线性随机涨落的 BDNK 理论，证明其数学一致、因果且协变稳定，并揭示了非流体力学模式导致的长程关联及与 Israel-Stewart 理论之间的非局域变量变换关系。
2024-06-08 gr-qc hep-th nucl-th
Phenomenology of Holography via Quantum Coherence on Causal Horizons
本文提出一个基于因果视界上量子相干性普适性的全息现象学模型，将特胡夫特代数与班克斯框架结合，预测普朗克尺度涨落，并规划宇宙学数据分析和3D干涉仪实验以探测相关信号。
2025-05-26 gr-qc quant-ph
Angular Noise in Gravitational Wave Detectors
在引力波干涉仪中，悬置反射镜的角度起伏是探测器锁定和运行的噪声源。我们在这里描述这些波动的一些来源和方法，估计其数量级。
2001-02-11 gr-qc
Minisuperspace results for causal dynamical triangulations
详细的应用minisuperspace方法，并与近年来通过因果动力三角剖分（CDTs），主要是在有效的行动的形式所获得的结果进行比较。分析揭示了一些概念性问题，如时间的处理或统计和量子涨落的作用和标度行为。在波动的情况下，几个分析和数值计算的结果表明，这两种方法之间的协议，并提供可能的解释的影响，已被视为因果动力学三角，但其起源仍不清楚。这里采用的新方法建议以新的模拟或评估形式进行“CDT实验”，这些模拟或评估的动机是理论预测、测试CDT以及小超空间近似。
2019-05-28 gr-qc hep-th
Modular Fluctuations in Cosmology
本文通过暴胀宇宙学中的标量扰动重新解释模哈密顿量涨落，证明球对称扰动量子化可导致VZ标度，并指出其是否存在于量子引力真空中仍是未解问题。
2025-07-17 gr-qc hep-ph hep-th
Thermal Fluctuations Of Stable Quantum ADS Kerr-Newman Black Hole
我们已经导出了任意维中带电旋转黑洞的热稳定性判据，其中视界面积相对于普朗克面积是很大的（在这些维中）。利用圈量子引力和巨正则系综平衡态统计力学的结果进行了推导。文[1]还表明，在四维时空中，ADS Kerr-Newman黑洞是热稳定的。本文计算了稳定ADS黑洞的视界面积、电荷和角动量的涨落期望值。有趣的是，我们发现在大视界面积极限下，电荷和角动量的首阶涨落与平衡时的电荷和角动量的值无关。
2016-08-30 gr-qc
Quantum Geometry from Area Fluctuations
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Faculty of Physics and Astronomy, University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学物理与天文学院）
本文通过构造因果钻石几何中类似黑体辐射的量子统计涨落，揭示了面积算符的线性涨落项作为几何离散量子的统计特征，为量子面积自由度提供了自下而上的证据。
2026-06-04 gr-qc hep-th
Thermal Fluctuations And Correlations Among Hairs Of Stable Quantum ADS Kerr-Newman Black Hole
我们已经导出了视界面积相对于普朗克面积较大的带电旋转量子黑洞的热稳定性判据。利用圈量子引力和巨正则系综平衡态统计力学的结果进行了推导。在四维时空中，量子ADS Kerr-Newman黑洞在一定的参数范围内是热稳定的。本文在稳定范围内计算了稳定量子ADS黑洞的视界面积、电荷和角动量之间的涨落和关联的期望值。有趣的是，我们发现在大视界面积极限下，电荷和角动量的首阶涨落与平衡时的电荷和角动量的值无关。
2017-07-02 gr-qc
Cosmic shadows of causation
本文提出宇宙涨落仅在因果钻石内产生关联，并利用共形几何计算因果阴影区，发现其中宇宙微波背景关联比标准暴胀模型弱三到四个数量级，从而揭示与因果视界相关的量子引力新对称性。
2024-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamics of a Spherically Symmetric Causal Diamond in Minkowski Spacetime
Walter Burke Institute for Theoretical Physics California Institute of Technology（加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所）
研究了闵氏时空中的球对称因果钻石的热力学性质，发现其作用量与视界面积成正比，并确定了模哈密顿量的均值和方差。
2025-12-11 gr-qc hep-ph hep-th
Quantum Area Fluctuations from Gravitational Phase Space
本文通过协变相空间形式与量子化方法研究有限因果钻石中拉伸视界的引力相空间，并在Carroll极限下推导出面积涨落方差与面积成正比的下界关系。
2025-08-07 gr-qc hep-th
Characteristic Angular Scales in Cosmic Microwave Background Radiation
本文研究了\it Wilkinson微波各向异性探测器的宇宙微波背景辐射数据中温度涨落的随机性。我们证明了温度的角涨落是一个具有{ \it马尔可夫角尺度}，$Θ_{\rm Markov}=1.01^{+0.09}_{-0.07}$的马尔可夫过程。我们通过Fokker-Planck或Langevin方程描述了CMB波动的复杂性，并测量了波动温度场$T(\hat n)$及其增量$ΔT =T(\hat n_1) - T(\hat n_2)$的相关Kramers-Moyal系数。通过这种方法，我们表明，在CMB的温度波动有肥尾相比，高斯分布。
2006-11-09 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
On the Causal Structure of Spinning Einstein-Yang-Mills-Higgs Strings
有人声称，在旋转的EYMH弦的时空中，获得CTC是极不可能的。本文证明，在非阿贝尔YM弦模型中，关于U（1）规范弦的感生角动量和螺旋时间结构的病态问题将得到解决。在纯YM的情况下，我们找到正规的解决方案，这类似于阿贝尔对应的解决方案，但没有违反因果关系的区域。正如在球对称的情况下，在黑洞质量的阈值处，场方程可能会有临界行为。
1997-10-10 gr-qc
Emergent Horizons and Causal Structures in Holography
开弦度规是在研究D-膜上开弦自由度的涨落时从运动学上产生的。一个生活在探测器D膜上的观察者，可以利用探测器上的这种涨落，通过时空发送信号，这些信号按照与开弦度规共形的度规传播。当我们考虑一个世界体积上有电场的D-膜时，事件视界可以在开弦度规中出现。在这里，我们强调的作用和调查，详细的因果结构所产生的开弦事件视界和证明，除其他事项外，其密切的相似性，一个通常的黑洞事件视界在渐近AdS-空间。为此，我们分析了相关的测地线，彭罗斯图和各种因果全息观测给定的开弦度量。对于解析控制，我们的大部分计算是在渐近AdS $_3$背景下进行的，然而，我们认为在高维中物理性质是相同的。我们还讨论了这个开弦度规是如何从弦论中的一个基本D-膜结构中产生的。
2016-05-24 gr-qc hep-th
Causality in noncommutative two-sheeted space-times
我们利用洛伦兹谱三元组研究了两层时空的因果结构。我们表明，这些空间的非交换几何允许两张纸之间的因果关系。当单是二维或四维全局双曲自旋流形时，给出了详细的计算。然后将结论推广到由狄拉克算子的波动引起的两张纸之间的依赖于点的距离。
2015-02-16 gr-qc math-ph math.MP
Exploring Torus Universes in Causal Dynamical Triangulations
为了在非微扰量子引力中寻找新的可观测量，我们考虑了2+1维环面拓扑下的因果动力学三角剖分。这个系统是特别感兴趣的，因为人们不仅可以研究全局尺度因子，而且可以研究存在任意量子涨落的几何形状的全局形状变量。我们最初的调查集中在动态的比例因子和发现一个定性的新行为，这导致我们调查一种新型的边界条件的路径积分。比较大规模的功能的涌现量子几何的数值模拟与经典的minissuperspace制定，我们发现部分协议。通过测量体积起伏的相关矩阵，我们成功地重建了直接从模拟数据的标度因子的有效作用。除了为环面上的形状动力学分析奠定基础外，新的设置还突出了非平凡边界和拓扑结构的作用。
2013-05-21 gr-qc hep-lat hep-th
The Origin of Structures in Generalized Gravity
在一类广义引力理论中，在拉氏量中的标量场和标量曲率之间具有一般耦合，我们可以用简单而统一的方式描述标量和张量结构的量子产生和经典演化。在早期宇宙中，基于广义引力的加速膨胀阶段驱动因果域内的微观量子涨落，在比局部视界更大的尺度上扩展成时空度规中的宏观涟漪。在量子涨落产生之后，度规中的涟漪在因果域之外度过了很长一段时间。在这一阶段，它们的演化特征在于它们的保守振幅。这些涨落的演化可能导致观测到的宇宙大尺度结构和宇宙微波背景辐射的各向异性。
1997-11-21 gr-qc
Primordial gravitational waves amplification from causal fluids
我们考虑了超哈勃模与相对论流体相互作用的引力波谱在暴胀结束后辐射主导时代的最早时期的演化，它被认为是光标量最小耦合场涨落的有效描述.我们从暴胀结束时的量子涨落得到引力子和流体的初始条件，并假设瞬时再加热。我们使用相对论因果流体动力学的流体模型。有两个维度的参数，弛豫时间$τ$和温度。特别地，我们研究了引力波和流体能量动量张量的非平凡张量（自旋2）部分之间的相互作用。我们的主要结果是，新的维数参数$τ$引入了一个新的相关尺度，它区分了两种超哈勃模式。对于模式与$H^{-1}<λ<τ$的流体引力子相互作用的原始引力波频谱的振幅增加了约$1.3$的因素，在电弱过渡相对于通常的标度不变的频谱。
2017-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Perturbations of Quantum-Mechanical Origin and Anisotropy of the Microwave Background
由量子力学产生的宇宙学扰动（作为一种特殊情况，在暴胀过程中）具有压缩量子态的统计特性。扰动的功率谱被调制，并且CMBR产生的温度波动的角分布是相当具体的。导出了压缩引力波引起的温度涨落的角关联函数的精确公式。理论上，预测的角模式可以通过COBE型观测来揭示。
1993-04-01 gr-qc
Thermodynamic Stability and Fluctuations of the (2+1)-dimensional GMG Warped Black Hole
Sofia University “St. Kliment Ohridski”（索非亚大学）
研究三维广义大质量引力中翘曲黑洞的热力学稳定性，发现其热力学不稳定并识别Davies相变曲线，通过修正的Ruppeiner涨落理论分析热涨落，推导等熵和等能过程中的角动量轨迹与热力学长度。
2026-06-23 gr-qc hep-th
Gravitational Fluctuations as an Alternative to Inflation II. CMB Angular Power Spectrum
功率谱在暴胀理论中一直扮演着重要的角色。特别是，能够高精度地再现星系物质功率谱和宇宙微波背景辐射温度角功率谱系数的能力通常被认为是暴胀的胜利。在我们以前的工作中，我们提出了一个替代的解释的基础上，非微扰量子场论方法应用到爱因斯坦的引力，而不是基于标量场的暴胀模型的物质功率谱。在这项工作中，我们审查的基本概念，并提供进一步深入的调查。我们首先更新的分析与最近的数据集和误差分析，然后扩展我们的预测的CMB角谱系数，这是我们以前没有考虑。然后，我们进一步调查的潜在的自由度和不确定性与基本参数，这是这张照片的一部分，并显示最近的宇宙学数据提供了显着的限制，这些数量。总的来说，我们发现理论和数据之间具有良好的一般一致性，甚至可能有利于最大尺度下的引力驱动的图像。我们总结了我们的结果，概述了如何在不久的将来，这张照片可以测试越来越准确的天体物理测量。
2019-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On Black Hole Horizon Fluctuations
对史瓦西黑洞视界附近的高角动量粒子“大气”的研究表明，强引力相互作用发生在$\sqrt[3]{M}$量级的不变距离处（A.卡舍等al）。我们提出了一个推广的Kerr-Newman黑洞的情况下，这一结果。结果表明，黑洞所带的电荷和角动量越大，发生强引力相互作用的不变距离就越大。这个不变的距离是$\sqrt[3]{r_+^2/\hh}.$阶。这意味着极端黑洞的霍金辐射的普朗克结构被完全打破了。
1999-04-15 gr-qc
Entangled Scalar and Tensor Fluctuations during Inflation
我们展示了如何选择一个纠缠标量和张量波动的暴胀状态，影响宇宙微波背景的$T$，$E$和$B$模式的角两点关联函数。传播的状态开始与一些一般的二次纠缠精确地解决，导致原始标量，张量张量和标量张量功率谱的预测。这些功率谱表示的一般功能，描述的纠缠结构的初始状态相对于标准的Bunch-Davies真空。我们用一个简单的例子说明了这样的状态将如何修改CMB中的角相关，其中初始状态是远离Bunch-Davies状态的小扰动。由于状态打破了一些旋转对称性，角功率谱不再需要严格对角化。
2016-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lensing of 21-cm Fluctuations by Primordial Gravitational Waves
来自黑暗时代的21厘米辐射强度模式的弱引力透镜畸变可以几何地分解为旋度和无旋度分量。原始引力波的透镜效应会产生旋度分量，而密度涨落的透镜效应的贡献则被强烈抑制。在21厘米背景下的角涨落延伸到非常小的角尺度，并且在不同频率下的测量探测了红移空间中不同的壳层。因此，有大量的信息可以用来重建透镜场的旋度分量，从而可以探测到小到r ~ 10^{-9}的张量与标量之比--远小于目前可获得的值。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Near-Horizon Quantum Dynamics of 4-d Einstein Gravity from 2-d JT Gravity
通过降维到Jackiw-Teitelboim（JT）引力，研究了四维Einstein-Hilbert作用量光锥度规中的量子涨落。特别是，我们表明，在爱因斯坦引力，在平坦的闵可夫斯基时空中的一个区域的因果关系的发展，附近的光片定义的视界，可以描述一个有效的二维的量子理论。这使我们能够利用JT作用量的已知解，其中视界的时空位置由于度规涨落而具有量子不确定性。这种量子不确定性可以直接与原始的四维光锥坐标相关，使我们能够计算光子在平坦的四维闵可夫斯基空间中从因果钻石的尖端到尖端旅行的时间的不确定性。我们发现，普朗克和红外尺度（后者由因果钻石的大小决定）都进入了光子旅行时间的不确定性，因此到达时间的量子涨落可能非常大。
2023-01-12 gr-qc hep-ph hep-th
Everything You Always Wanted to Know About How Causal Set Theory Can Help with Open Questions in Cosmology, but Were Afraid to Ask
该研究梳理了宇宙学中可借助量子引力领域的因果集理论解答的开放问题，覆盖暗物质、暗能量等多主题，旨在为该研究方向提供全景式视角。
2023-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of topology in causal dynamical triangulations quantum gravity
我们调查的影响，空间拓扑结构在3+1维因果动力学三角剖分（CDT）进行数值模拟与环形空间拓扑结构，而不是以前使用的球形拓扑结构。在球形空间拓扑的情况下，我们在所谓的相C中观察到平均空间体积分布n（t），在适当的时间重新定义之后，可以将其识别为四球的空间体积分布。施加环形空间拓扑，我们发现，平均空间体积分布n（t）是常数。通过测量空间体积波动的协方差矩阵，我们确定了有效作用的形式。与球形情况相比，不同之处在于有效势已经改变，使得它允许恒定的平均值n（t）。这就是我们所观察到的，这也是人们所期望的一个小超空间GR作用量，其中只有比例因子保持为动力学变量。虽然没有背景几何是手工输入的，但CDT的完整量子理论也具有环形空间拓扑学，能够识别经典背景几何，在该背景几何周围存在定义良好的量子涨落。
2016-07-13 gr-qc hep-lat hep-th
Distinguishing Causal Seeds from Inflation
因果种子模型，如宇宙学缺陷，一般预测一个明显不同的结构，以CMB功率谱比通货膨胀，由于行为的扰动以外的视界。通过分析应力扰动和守恒律在因果演化中的作用，我们从等曲率初始条件对它们的因果生成进行了一般分析。因果应力扰动倾向于在CMB谱中产生峰值高度的等曲率图案，并使第一压缩移位，即主峰值，以更小的角度尺度比在暴胀的情况下，除非压力和各向异性应力波动平衡的方式，以扭转的意义上的引力相互作用，同时也保持恒定的引力势。除此之外，这些因果种子模型可以通过目前正在进行的CMB实验与通货膨胀明确区分开来。
1996-08-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Symmetries of the Primordial Sky
量子场论通常用于描述宇宙暴胀中大尺度引力扰动的起源，但它忽略了弯曲时空中的一个重要物理效应，即量子模之间的非定域纠缠，而这种纠缠来自于它们对因果结构的引力效应。本文认为，在相干地保持非定域方向和因果关系的量子引力的不同模型中，原始扰动起源于突现暴胀视界的相干量子扭曲;此外，因果约束解释了在大角度间隔下测量的宇宙微波背景相关的近似对称性，这在标准图像中是高度反常的。因此，在大角度CMB图案中已经明显的对称性可能是量子引力中局域性和因果结构出现的独特标志。
2022-03-31 astro-ph.CO gr-qc
21 cm Angular Power Spectrum from Minihalos as a Probe of Primordial Spectral Runnings
测量21厘米线波动的小晕已被讨论作为一个强大的探测范围广泛的宇宙学模型。然而，以前的研究只考虑了像素方差，其中来自不同尺度的贡献被整合。为了更好地从不同的尺度上提取信息，我们给出了不同红移下小晕21 cm线涨落的角功率谱，极大地增强了对小晕的约束能力。通过采用这种形式主义，我们调查预期的约束参数表征的原始功率谱，特别是专注于频谱指数$n_s$和它的运行$α_s$和$β_s$。我们表明，未来的观测21厘米线的波动从迷你晕，结合宇宙微波背景，可以潜在地探测这些运行为$α_s \sim {\cal O}(10^{-3})$和$β_s \sim {\cal O}(10^{-4})$。最后讨论了它对检验暴胀模型的意义。
2017-05-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Angular Correlation of the CMB in the R_h=ct Universe
在宇宙微波背景（CMB）中出现了几个意想不到的大尺度特征，这表明可能有新的物理学驱动着早期宇宙中密度波动的起源，以及它们演变成我们今天看到的大尺度结构。本文主要研究了角大于60 °的CMB各向异性中可能不存在角相关的问题，并考虑了这一特征是否是R_h=ct宇宙中涨落的特征。我们计算宇宙微波背景角关联函数的波动谱预计从宇宙的动态约束的状态方程p=-ρ/3，其中p和ρ是总压力和密度，分别增长。我们发现，虽然LCDM和WMAP天空的预测之间的差距可能是由于宇宙方差，它也可能是由于缺乏通货膨胀。经典的视界问题在R_h=ct宇宙中并不存在，因此在这个宇宙学中，为了解释CMB的普遍均匀性，不需要一个指数增长的时期（除了前面提到的WMAP遗迹信号中十万分之一的微小波动。我们证明了没有暴胀的宇宙可以解释在大于60度角时CMB角相关的明显缺失，而不引起宇宙方差，这为追求这种宇宙学作为自然界的可行描述提供了额外的动力。
2013-12-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Classical vs Quantum Eikonal Scattering and its Causal Structure
本文研究高能量、大角动量下两体引力eikonal散射，揭示其指数化源于$SU(2)\ o ISO(2)$群收缩，并比较经典与量子修正、分析光子-标量散射及因果正定性界。
2023-04-12 gr-qc hep-ph hep-th
A Universal CMB $B$-Mode Spectrum from Early Causal Tensor Sources
Seoul National University（首尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Notre Dame（圣母大学）
本文提出了一种统一框架，用于表征早期因果张量源，并展示了其在低频观测中的表现，包括CMB B模式和随机引力波谱密度。
2026-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spatial correlations of primordial density fluctuations in the standard cosmological model
我们重新审视了标准Friedmann-Robertson-Walker宇宙学的{\it结构起源问题}，指出了流行分析中的一个不合理的近似。我们遵循统计力学的一般程序来修正这个问题，而不使用有争议的近似值。我们的结论与当前的智慧相矛盾，并揭示了原始宇宙结构起源的意想不到的情景。我们表明，在宇宙等离子体辐射主导的宇宙膨胀过程中的标准物理运行在解耦尺度不变的密度各向异性的时间在宇宙学大的共动体积。标度不变性被证明是一个直接的后果的因果关系约束所施加的短FRW同动视界在去耦，强烈抑制宇宙学大的同动波长的密度波动的功率谱。这些宇宙学密度各向异性的整体振幅是固定的功率谱在共动模式的波长短于因果视界的时间，可以媲美的振幅的原始宇宙学不均匀性的印记在宇宙微波背景辐射。
2006-07-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing primordial non-Gaussianity with 21 cm fluctuations from minihalos
我们调查未来的限制，从21厘米角功率谱的minihalos的原始本地型非高斯。我们特别关注原始曲率扰动的三谱，其特征在于非线性参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$。我们表明，未来的测量微晕21厘米角功率谱可以探测这些非线性参数与$τ_{\rm NL}\sim30$和$g_{\rm NL}\sim2\times10^3$的平方公里阵列（SKA）和$τ_{\rm NL}\sim0.6$和$g_{\rm NL}\sim8\times10^2$的快速傅里叶变换望远镜（FFTT）的前所未有的精度。这些敏感性水平将对暴胀宇宙的模型和宇宙密度波动的起源产生重大影响。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
