On topological restrictions of the spacetime in cosmology
本文利用三维流形和四维流形的微分拓扑的结果讨论了宇宙学标准模型的时空限制。宇宙演化的平稳性是最强的限制。庞加莱模型（十二层模型），皮卡德喇叭和3-环面被排除的限制，但两个庞加莱球的总和是允许的。
2012-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multifractional spacetimes from the Standard Model to cosmology
我们回顾了最近的理论进展和观测约束的多重分形时空，几何形状的变化与探测规模。在理论方面，讨论了标准模型和引力作用的基本结构。在实验方面，我们回顾了来自粒子物理学、天体物理学和宇宙微波背景的几何尺度上的界限。
2018-10-29 gr-qc hep-th
Quantum Cosmology in Accelerating Spacetimes II
National Cheng Kung University（国立成功大学）；University of Crete（克里特大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
本文进一步分析适用于加速宇宙时空的量子引力方程，研究其对原初张量功率谱和测试源引力的影响。
2026-06-16 gr-qc hep-ph hep-th
Tensorial Group Field Theory condensate cosmology as an example of spacetime emergence in quantum gravity
我们总结了TGFT凝聚态宇宙学背后的主要思想，并概述了从基础理论到有效宇宙动力学的技术步骤。这个框架是作为一个明确的说明（可能是一个通用的模板）时空的出现，从非时空量子实体在量子引力，和它所涉及的许多方面。
2022-02-08 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Conformally Invariant Cosmology Based on Riemann-Cartan Spacetime
考虑了基于Riemann-Cartan时空$U_4$的包含引力的共形不变GUT类模型。从模型的宇宙学方案进行了讨论，并在Arnowitt-Deser-Misner形式的标准量子引力形式主义的发展。在Bianchi-IX小超空间模型上给出了一般形式。考虑了具有Vilenkin和Hartle-Hawking边界条件的de Sitter小超空间模型中宇宙的波函数，计算了相应的标量场值的概率分布.
2008-10-19 gr-qc hep-th
Wormhole Cosmology and the Horizon Problem
我们构造了一类连接Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空的动态洛伦兹虫洞。这些虫洞可以允许在空间上分离的时空区域之间进行双向信号传输，并允许这些区域进行热接触。讨论了早期宇宙虫洞网络的宇宙学。
1992-11-04 gr-qc hep-th
Nonsingular bouncing cosmology in general relativity: physical analysis of the spacetime defect
在本文中，我们描述的物理效应发生在正则化罗伯逊-沃克时空，可以揭示的缺陷的存在。我们的分析基于两个主要的物理量：作用在（人类）观察者身上的压缩力，以及大质量粒子和光子在动力学演化过程中所拥有的能量。节中3，我们声称，与普朗克长度的顺序的特征长度尺度压缩力变得如此强烈附近的缺陷，没有（人类）的观察者是能够跨越它。4，我们表明，能量表现出一个不寻常的字符在一个小的时间间隔反弹周围的行为在标准的宇宙学图片对比。最后，我们的一些考虑和开放的问题，我们的研究结果的文件。
2021-07-29 gr-qc hep-th
Fundamental Strings and Cosmology
我们证明了在D维时空中相互分离的平行基本弦之间的速度相关力意味着在（D-1）维时空中存在一个膨胀的宇宙。
2001-11-21 astro-ph gr-qc hep-th
Nonlinear anisotropy growth in Bianchi-I spacetime in metric $f(R)$ cosmology
本文的工作涉及度规引力$f(R)$理论中的各向异性宇宙演化。本文的第一部分发展了$f(R)$宇宙学中均匀各向异性Bianchi-I时空的一般宇宙动力学。各向异性的时空被具有各向同性压力的正压流体所渗透。本文预测在这样的时空中各向异性的非线性增长。在论文的后半部分，我们展示了在各种相关情况下，负责宇宙学各向异性增长的非线性微分方程的预测能力。给出了在二次引力和指数引力理论驱动下Starobinsky暴胀中各向异性增长的精确解。半解析结果的收缩阶段，在二次重力反弹。Bianchi-I模型宇宙中各向异性增长的各种例子表明了手头问题的复杂性。
2019-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective spacetime and Hawking radiation from moving domain wall in thin film of 3He-A
在超流~ 3 He-A薄膜中可以构造出相对论性费米子准粒子的事件视界。准粒子看到一个有效的“引力”场，这是由一个拓扑孤子的序参量。在孤立子中，“光速”过零并改变符号。当孤子运动时，出现两个平面事件视界（黑洞和白洞），它们之间存在一个曲率奇点。除了奇点之外，有效时空在未来和过去的边界上都是不完整的，但是准粒子无法逃脱，因为随着蓝移的增长，非相对论性修正变得重要，产生了“超光速”轨迹。本文讨论了运动孤子的霍金辐射问题，但没有得到解决。
1998-11-04 cond-mat gr-qc hep-th
String Cosmology and the Dimension of Spacetime
研究了弦论对理解非紧化时空维数的意义。利用弦宇宙学的最新思想，提出了一个新的模型来解释为什么三维空间变大。与Brandenberger和Vafa的原始工作不同，这种范式使用了随机游走理论。开发了一个计算机模型来测试这种新方法的影响。我们发现四维时空可以通过适当选择初始条件来解释。
1994-02-28 hep-th
Noncommutative spacetime geometry and one-loop effects in primordial cosmology
我们研究了非对易时空几何对原始曲率两点函数的单圈修正的影响，这些修正产生于各种形式的无质量旁观者物质场与暴胀子的引力相互作用。在将暴胀背景下的函数代数变形为空间非对易函数后，我们发现这会导致对单圈项的动量相关修正，这意味着能量动量张量的真空涨落甚至会导致曲率涨落，甚至在视界尺度之外。单圈修正是横平面上的非对易参数的函数，同时平滑地减少到对易极限，从而打破了空间各向同性。这个例子说明了紫外/红外混合如何在定义于暴胀背景下的非对易场论中表现出来，并说明了在非对易时空几何中，原初光谱原则上如何带有非定域性和各向异性的特征。
2018-07-11 gr-qc hep-th
Islands in cosmology
量子极值岛表明，时空的一个区域被编码在另一个系统的量子态中，就像霍金辐射中黑洞内部的编码一样。我们研究岛屿出现在一般时空的条件，有或没有黑洞。它们必须在精确意义上违反贝肯斯坦的面积界限，并且岛屿的边界必须满足其他几个信息论不等式。这些条件结合起来，施加了非常强的限制，我们将其应用于宇宙学模型。我们发现了几个岛屿的例子。特别地，在具有辐射和负宇宙学常数的四维FRW宇宙学中，当几何开始坍缩时，在转折点附近存在一个岛。在德西特时空中JT引力的二维模型中，在未来无穷大编码的紧缩内部或闵可夫斯基时空的气泡内部存在岛屿。最后，我们讨论了宇宙学中岛屿和黑洞的简单张量网络玩具模型。
2020-10-13 gr-qc hep-th
Cosmology on a Three-Brane
在本文中，一个五维orbifold时空，诱导一个$k=0$宇宙学的三膜上找到了一个一般的解决方案。导出了用膜度规表示的膜上的能量密度和压力的表达式。给定膜上的一个度规，就有可能找到包含该膜的五维时空。这个计算是在一个暴胀宇宙和一个对应于标准宇宙学中辐射支配宇宙的度规中进行的。还证明了任何$k=0$宇宙学都可以嵌入到平坦的五维轨道时空中，并导出了三膜面方程。对于一个暴胀宇宙，它表明，表面是通常的德西特空间的双曲面表示，虽然它是嵌入在一个orbifold时空。
2000-04-11 gr-qc hep-ph hep-th
No Smooth Spacetime in Lorentzian Quantum Cosmology and Trans-Planckian Physics
在小超空间量子宇宙学中，无边界和隧穿方案的洛伦兹路径积分公式最近被分析。但已指出，在均匀各向同性背景下，线性化扰动的波函数是反高斯型的，因而它们的关联函数是发散的。在本文中，我们重新审视这个问题，并考虑在洛伦兹量子宇宙学的微扰问题，通过修改色散关系的基础上trans-Planckian物理。我们考虑两个修改的色散关系，广义Corley-Jacobson色散关系与高动量项和Unruh色散关系与trans-Planckian模式截止，作为例子。我们表明，逆高斯问题的洛伦兹量子宇宙学的微扰是很难克服的trans-Planckian物理修改色散关系在短距离。
2023-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Particle propagation in non-trivial backgrounds: a quantum field theory approach
本论文的基本目的是从量子场论的角度研究粒子和准粒子在非平凡背景中的传播。所谓“非平凡背景”，我们指的是闵可夫斯基时空中的非真空态或弯曲时空中的任意态。从平坦时空的情形出发，采用不同于传统平均场方法的两种不同方法分析了粒子和准粒子传播的基本性质：一方面，明确构造了准粒子激发所对应的量子态;另一方面，分析了两点传播子的谱表示.这两种方法得到了相同的结果：准粒子的能量和衰变率分别由推迟自能的实部和虚部决定。这些一般性结果适用于两个特定的量子系统：第一，一个标量粒子浸在热引力子浴;第二，一个简化的原子模型，抓住机会与其他统计和第一量子化的方法。在论文的第二部分中，我们将结果推广到弯曲时空。利用准局域准粒子概念恢复了平坦时空的结果。在宇宙学中，在绝热近似下，有可能超越平坦时空的结果，并发现由于宇宙膨胀而产生的额外效应。分析了宇宙学引起的效应，得出宇宙膨胀可能对粒子衰变有额外的贡献。在德西特的情况下，这个额外的贡献与在相应的德西特温度下平坦时空中的热浴中的衰变率一致。
2007-09-13 gr-qc hep-ph hep-th
Holographic Foam Cosmology: From the Late to the Early Universe
量子涨落赋予时空一种泡沫质地。泡沫的程度是由黑洞物理决定的，是全息类型的。应用于宇宙学，全息泡沫模型预测了在当前（晚期）宇宙中存在具有临界能量密度的暗能量，其量子服从无穷统计。此外，我们利用湍流和强量子引力的时空泡沫相之间的深刻相似性来论证早期宇宙在经历短暂的宇宙暴胀时处于湍流状态，并“优雅”地过渡到层流状态。在这种情况下，晚期和早期的宇宙加速都起源于时空泡沫。
2021-02-08 gr-qc hep-th
Pre-Inflationary Spacetime in String Cosmology
塞贝格和威滕已经证明，在共形紧致时空中弦物理的非微扰稳定性与某些膜在向无穷远处移动时的面积和体积的行为有关。如果加速宇宙学模型的空间截面是平坦而紧凑的（这在量子宇宙学中是特别自然的），那么时空就处于灾难的边缘：事实证明，具有环面空间截面的暴胀时空几何在塞伯格-威滕意义上是边缘稳定的。问题是，当时空几何从暴胀形式扭曲，但仍然具有平坦的空间截面时，系统在暴胀之前和之后是否保持稳定。我们表明，这确实是可能的，以避免灾难，但要求在任何时候都稳定的弦宇宙学的早期宇宙的时空几何强加了非平凡的条件。这反过来又使我们能够提出一个候选的结构，在最早的宇宙中，禁止宇宙学奇点。
2006-05-03 astro-ph hep-th
Singular hypersurfaces and thin shells in cosmology
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文提出了一种基于奇异超曲面的宇宙学模型，通过推导应力能张量并构造不同解家族，探讨了其在全息和量子宇宙学中的应用。
2026-02-28 gr-qc hep-th
A Distinguished Vacuum State for a Quantum Field in a Curved Spacetime: Formalism, Features, and Cosmology
我们定义了一个特殊的“基态“或“真空”的自由标量量子场在一个整体的双曲区域的任意弯曲的时空。我们的处方的动机是最近建设的量子场论的背景因果集只使用知识的延迟格林函数。我们将这种结构推广到连续时空，发现对于无相互作用的、有质量或无质量的标量场，它产生一个特殊的真空或基态。这个状态是定义为所有的紧凑区域和许多非紧凑的。在静态时空中，我们发现真空与通常的基态重合。我们确定它也充满辐射，空间均匀和各向同性的宇宙，并表明超视界的相关性是近似相同的热状态。最后，我们说明了固有的非局部性，我们的处方的时空夹在平坦的初始和最终区域之间的曲率区域的例子。
2012-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unified Dark Energy and Dark Matter from Dynamical Spacetime Cosmology
研究了基于动力学时空理论的统一暗物质和暗能量模型。通过引入动力学时空矢量场$χ_μ$，得到了能量动量张量$T^{μν}_{(χ)}$的守恒。该作用允许两种不同的电势，而一种代表暗能量。对于常数势，宇宙学解产生一个非奇异的反弹解，迅速接近$Λ$ CDM模型。动力学时间也对应于宇宙时间。该理论符合宇宙后期膨胀的数据。随着维数的增加，膨胀和紧化的机制出现了，某些维度呈指数增长，另一些维度呈指数收缩。通过要求动态时空矢量场是标量的梯度，DST成为一个具有扩散相互作用的理论，它渐近地返回到$Λ$ CDM模型作为一个稳定点。这些公式导致解决我们对宇宙起源的理解的情景。
2021-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
No smooth spacetime: Exploring primordial perturbations in Lorentzian quantum cosmology
本文研究洛伦兹量子宇宙学中无边界与隧穿框架下的原初扰动发散问题，分析闭合、平坦、开放宇宙创生及跨普朗克修正色散，发现多数情景仍有困难，但特定条件下平坦或开放宇宙扰动可为高斯分布。
2024-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitation and cosmology in brane-worlds
在膜世界中，我们的宇宙被假设为一个子流形，或膜，嵌入在一个更高维度的大块时空中。聚焦于一个弯曲的五维大块时空的场景，我讨论了它们的引力和宇宙学性质。
2004-10-27 astro-ph gr-qc hep-ph
The origin of spacetime dimensionality
我解决的卡鲁扎-克莱因理论和理论与大额外维度的时空维数的问题。我回顾的论点解释宇宙的维数，弦气体宇宙学和膜世界宇宙学的框架内，分别。
2007-01-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Emergence of product of constant curvature spaces in loop quantum cosmology
具有宇宙学常数的Kantowski-Sachs时空和高亏格黑洞时空内部的圈量子动力学具有圈量子宇宙学中其他时空所不具有的一些特殊性质.与其他情形一样，尽管量子几何效应解决了物理奇点，并导致了非奇异的反弹，但反弹之后，在随后的向后或向前演化中，都不会出现具有小时空曲率的时空。相反，在渐近极限下，时空流形是两个常曲率空间的乘积。有趣的是，虽然这些渐近时空的时空曲率非常高，但它们的有效度规是爱因斯坦场方程的解。对Ricci张量分量的分析表明，在奇异性解析之后，Kantowski-Sachs时空导致了一个有效的度规，它可以被解释为“带电的”Nariai，而更高亏格的黑洞内部可以类似地被解释为具有宇宙学常数的反Bertotti-Robinson时空。这些时空是“带电的”，因为满足爱因斯坦场方程的能量动量张量在形式上与均匀电磁场的能量动量张量相同，尽管它有一个纯粹的量子几何起源。渐近时空也有一个突现的宇宙学常数，它的大小，有时甚至符号，与Kantowski-Sachs和更高亏格黑洞度规内部的宇宙学常数不同。通过对后一个宇宙学常数的微调，我们证明了“不带电”的纳里埃时空和具有消失的突现宇宙学常数的反贝托蒂-罗宾逊时空也可以得到。
2015-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-metric fluid dynamics and cosmology on Finsler spacetimes
我们推广的动力学理论的流体，其中流体的描述是基于测地线运动的粒子，时空建模芬斯勒几何。我们的结果表明，芬斯勒时空是一个合适的背景流体动力学和运动方程的无碰撞流体给出的刘维尔方程，因为它也是一个度量背景几何的情况下。最后，我们将这个模型应用到无碰撞尘埃和具有宇宙对称性的一般流体，并推导出相应的运动方程。尘埃流体的运动方程是著名的欧拉方程的简单推广。
2015-08-13 gr-qc hep-th math-ph
Electroweak, strong interactions and Higgs fields as components of gravity in noncommutative spacetime
提出了一种新的非对易时空结构$ {\cal M}^4 \times Z_2 \times Z_2$。广义希尔伯特-爱因斯坦作用量包含引力、所有已知的相互作用和希格斯场。这个理论也可以为多重引力提供一个统一的几何框架，这可能解释暗物质和暴胀宇宙学的存在。换句话说，高能物理学已经勾勒出了新时空的粗略形状，而宇宙学将揭示它的更多细节。
2015-10-06 gr-qc hep-th
Condensates and quasiparticles in inflationary cosmology: mass generation and decay widths
在德西特膨胀期间，最小耦合标量场的无质量粒子获得质量和衰变宽度，从而变成\emph{quasiparticles}。对于裸露的无质量粒子，非微扰红外辐射修正导致质量的自洽生成，对于四次自相互作用$M \propto λ^{1/4} H$，以及对于立方自相互作用，质量由非微扰\emph{condensate}的形成引起，导致$M \propto λ^{1/3} H^{2/3}$。这些辐射产生的质量恢复德西特不变性，并导致超视界波动的异常标度尺寸。我们引入了推广的非微扰Wigner-Weisskopf方法来获得包含质量自洽产生和红外行为调控的量子态的时间演化。红外发散在$Δ=M^2/3H^2$中表现为单粒子自能的极点，导致耦合中非解析微扰序列的重排。一组简单的规则，产生的领导阶红外衰减宽度的贡献得到并实施。运动学阈值的缺乏意味着所有的粒子状态获得一个衰变宽度，由超视界量子$\propto (λ/H)^{4/3}\,[H/k_{ph}(η)]^6 ; λ\,[H/k_{ph}(η)]^6 $的发射和吸收所支配，分别用于三次和四次耦合到$M/H$中的主导阶。单粒子量子态的衰变随波矢穿过哈勃半径而加速，其宽度分别与标量涨落的双谱或三谱的高压缩极限有关。
2012-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The mirror at the edge of the universe: Reflections on an accelerated boundary correspondence with de Sitter cosmology
本文求解了de Sitter动镜宇宙学的加速边界对应（ABC）。Bogoliubov系数表明粒子谱是普朗克分布，温度与视界半径成反比。量子应力张量表明能量通量的持续发射与永恒平衡一致，而粒子携带的总能量仍然是有限的。曲线时空变换到平坦时空与加速边界的说明，也显示了反德西特（AdS）时空。
2020-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonsingular bouncing cosmology from general relativity: Scalar metric perturbations
在一个特殊的非奇异弹跳宇宙学中，我们导出了标量度规扰动的运动方程，其中大爆炸奇异性被具有简并度规的时空缺陷所取代。得到了非相对论流体力学物质的绝热微扰解。我们用保角坐标得到同样的结果。这最后一种方法也是有效的矢量和张量度量扰动，并选定的结果。最后，我们讨论了几个新的影响，从这个非奇异的弹跳宇宙学的线性扰动，如交叉弹跳信息传输和可能的印记宇宙学扰动从一个新的阶段负责的有效时空缺陷。
2020-03-27 gr-qc hep-th
Entanglement in curved spacetimes and cosmology
我们回顾了最近的结果，纠缠在宇宙时空中的量子场和相关的现象，如在平坦时空的Unruh效应。本文首先介绍了关于场纠缠的一些重要结果，以及描述场纠缠的Bogoliubov变换的数学模型，然后讨论了Unruh-DeWitt探测器模型，它是一个通用的局域粒子探测器的有用模型。该探测器模型已被成功地用作获得许多重要结果的工具。在这种情况下，我们讨论两种特定类型的这些检测器：量子比特和谐振子。后者最近已被证明有重要的应用，当一个人想要探测与量子场相互作用的探测器的非微扰物理。然后，我们详细介绍了这些想法的研究和应用的一些最新进展，包括早期宇宙的回声，纠缠收获，以及量子地震学的新生提案。
2014-08-14 gr-qc hep-th quant-ph
Cosmology from the vacuum
我们认为，标准的全息工具可以用来描述完全非微扰宇宙学的微观模型，其中一个时期的加速膨胀可能会导致从随时间变化的标量场的正势能向一个区域发展与负电位。在这些模型中，基本的宇宙学常数是负的，宇宙最终以时间反演对称的方式消失。微观描述自然地为宇宙学选择了一种特殊的状态。在这个框架中，宇宙时空中的物理学与静态平面渐近AdS洛伦兹虫洞时空中的真空物理学是对偶的，因为背景时空和可观测量通过解析延拓联系起来。对偶时空在任何地方都是弱弯曲的，因此任何宇宙学观测量都可以通过有效场论在对偶图像中计算，而无需详细了解UV完成或大爆炸附近的物理学。特别是，虽然暴胀可以解释宇宙学图像中扰动的起源，但扰动可以在不知道暴胀势的情况下从对偶图像中推导出来。
2022-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Time Dependent String Compactification: Towards Bouncing Cosmology
McGill University（麦吉尔大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
本文通过时间依赖型弦紧缩实现反弹宇宙学，利用平均爱因斯坦框架条件在低维描述中违反NEC，同时保持高维NEC的满足。
2026-08-24 gr-qc hep-th
Holographic Entanglement Entropy in Cyclic Cosmology
我们讨论一个循环的宇宙学，其中可见宇宙，或内向，是所有的观察者可以访问，而外向代表总时空起源的时间时，暗能量开始占主导地位。有人认为，相对于整个宇宙的熵，内向宇宙的纠缠熵更适合于呈现无限循环。由于纠缠熵的消失意味着时空的断开，在转向时，当内向熵为零时，断开的外向可以被抛弃而不受惩罚。
2017-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Regge-Teitelboim cosmology driven by a curved background
本文在五维弯曲环境时空中推导 RT 膜的动力学方程，分析 FRW 度规嵌入后曲率对宇宙演化的影响，并用 $H$-$z$ 关系验证其与观测数据相符。
2024-10-02 gr-qc hep-th
Kaluza-Klein cosmology from five-dimensional Lovelock-Cartan theory
研究了具有$S^1$拓扑的紧致维的五维时空中Lovelock-Cartan理论的Kaluza-Klein降维问题.我们在约化时空中找到了Friedmann-Robertson-Walker类的宇宙学解。由降维引起的挠率和场在四维中诱导出一个非零的能量动量张量。我们找到了描述宇宙膨胀、收缩和弹跳的解。该模型在参数空间的某些区域显示了额外维度的动态紧化。
2016-12-16 gr-qc hep-th
Comments on wormholes, ensembles, and cosmology
某些闭宇宙大爆炸/大挤压宇宙时空可以从渐近AdS欧几里德虫洞通过解析延拓得到，如马尔达塞纳和毛兹所强调的。我们调查如何这些欧几里德虫洞时空及其相关的宇宙学物理可能被描述的AdS/CFT的上下文中。我们指出，最近在arXiv：1810.10601中提出的宇宙学全息模型可以理解为这一图景的一个具体例子。基于这个例子，我们提出了一些关键特征，这些特征应该出现在这种宇宙学方法的更一般的例子中。基本情况是，我们从与欧几里得虫洞的渐近区域相关联的欧几里得全息CFT的两个非相互作用的副本开始，并将它们耦合到辅助自由度，使得原始理论在IR中强烈地相互作用，但在UV中温和地相互作用。具有辅助自由度的完整理论的配分函数可以看作是原始理论的配分函数在可能源系综上平均的乘积。洛伦兹宇宙时空被编码在宇宙的波函数中，它存在于辅助自由度的希尔伯特空间中。
2021-07-08 gr-qc hep-th
On the quartic curvature gravity in the context of FRW cosmology
我们认为纯粹的引力四阶（在时空曲率）量子修正的爱因斯坦-希尔伯特引力作用，来自超弦在领先的顺序相对于Regge斜率参数，并研究其影响的哈勃尺度的演化的背景下，FRW宇宙学，在四个时空维度。我们提出了广义弗里德曼方程，并排除了最天真的（贝尔-罗宾逊张量平方）引力。我们的新宇宙学方程有精确的暴胀解，而没有时空奇点。
2008-03-18 hep-th
On the superstrings-induced four-dimensional gravity, and its applications to cosmology
我们回顾了超弦/M理论（在翘曲环面上紧致化）在相对于Regge斜率参数的领先阶引起的四阶（时空曲率的四次）项的状态，并研究了它们在四维FRW宇宙学背景下对哈勃尺度演化的（非微扰）影响。在考虑了离壳超弦有效作用量定义中的量子模糊性后，我们提出了广义Friedmann方程，找到了它们的（de Sitter）精确暴胀解的存在性而不存在时空奇点，并通过要求解的稳定性和标度因子对偶不变性来约束模糊性.排除了最简单的（Bel-Robinson张量平方）四次项，从而证明了超弦离壳引力有效作用量中额外四次项（与Ricci张量相关）的必要性.我们的方法是推广到高阶的时空曲率。
2008-09-04 gr-qc hep-th
Interplay between curvature and Planck-scale effects in astrophysics and cosmology
最近的一些研究已经考虑了普朗克尺度下时空的一些可能的非经典性质对天体物理学和宇宙学的影响。新的效应，例如普朗克尺度修正的能量-动量（色散）关系，通常是从闵可夫斯基时空的某些量子版本的分析中推断出来的，因此相关的估计在很大程度上依赖于普朗克尺度和曲率效应之间不可能有显著相互作用的假设。在这里，我们仔细检查这个假设，作为指导的量子版本的de Sitter时空与已知的Inonu-Wigner压缩到量子闵可夫斯基时空。我们表明，与常见的（但不支持）的信念相反，普朗克尺度和曲率效应之间的相互作用可能是显着的。在我们的示例中，在闵可夫斯基极限中，量子几何形变参数确实由普朗克尺度给出，而在德西特图像中，几何的量子化参数取决于普朗克尺度和曲率标量。对于普朗克尺度效应干预伽马射线暴观测的研究较多的情况，我们可以在稳健的简化假设中估计“量子时空曲率”的含义。对于宇宙学，在相关数学发展的现阶段，人们不能超越半启发式推理，我们在这里提出一个量子FRW几何的候选近似描述，通过将我们的量子de Sitter的碎片（具有不同的时空曲率）拼凑在一起获得。尽管这个半启发式的图像有其局限性，但它提供了相当有力的证据，证明在早期宇宙中，普朗克尺度和曲率效应之间的相互作用可能特别重要。
2010-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in ghost-free bigravity theory with twin matter fluids: The origin of "dark matter"
本文基于无鬼双引力理论研究了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）时空的动力学。假设耦合参数保证de Sitter空间和Minkowski时空的存在，我们发现具有“孪生”尘埃物质场的时空有两个稳定的吸引子：一个是de Sitter加速宇宙，另一个是物质支配宇宙.虽然有相当数量的初始数据导致de Sitter宇宙，但我们也发现了物质支配的宇宙或具有未来奇点的时空。宇宙无毛猜想并不完全成立，但加速膨胀可以自然发现。将$Λ$ -CDM模型作为吸引子得到。我们还表明，在弗里德曼方程中的暗物质成分，它起源于另一个孪生物质，可以比重子物质大5倍左右，通过选择适当的耦合常数。
2014-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum cosmology of a conformal multiverse
本文研究了具有共形耦合无质量标量场的均匀各向同性时空的宇宙学。我们找到了弗里德曼方程的六种不同解，它们代表了六种不同类型的宇宙，所有这些宇宙都沿着复时间轴周期性分布。从经典的角度来看，它们被孤立，被代表量子力学势垒的欧几里得区域分开。然而，从量子力学的角度来看，宇宙的状态通过欧几里得瞬子隧道并突然跃迁到另一个时空状态的概率是非零的。我们计算这种和其他非本地的过程，如创造的宇宙纠缠对，一般来说，在多体纠缠态的过渡概率。我们在Wheeler-DeWitt方程的形式下得到了单个宇宙的量子态，并给出了描述在deSitter背景时空中传播的标量场的量子力学的宇宙的半经典态.我们表明，物质场的量子力学的叠加原理是宇宙的半经典描述的一个新兴特征，例如，在时空泡沫中是无效的。我们使用第三量子化形式主义来描述创建一个纠缠对宇宙的相反符号的动量共轭的比例因子。纠缠对的每个宇宙都代表了一个膨胀的时空，这是内部观察者在粒子物理实验中所经历的WKB时间。我们计算的有效值的弗里德曼方程的背景时空的两个纠缠的宇宙，因此，纠缠将在其膨胀率的影响.
2017-06-19 gr-qc hep-th
Finsler fluid dynamics in $\mathrm{SO}(4)$ symmetric cosmology
我们讨论了服从宇宙对称群$\mathrm{SO}(4)$的最一般的Finsler时空几何。在这个背景几何，我们推导出最一般的运动流体服从相同的宇宙对称性的运动方程。为此，我们提出了一套坐标的切丛的时空流形，大大简化了宇宙学的对称性发电机。
2015-12-24 gr-qc hep-th math-ph
Brane cosmology: an introduction
这些笔记给出了膜宇宙学的介绍性评论。这门学科涉及膜宇宙的宇宙学行为，即一个三维空间，其中普通物质被限制在更高维的时空中。在一个易于处理的情况下，一个五维体时空，膜（修改）弗里德曼方程进行了详细的讨论，并提出了各种其他方面，如宇宙学扰动，散装标量场和系统与几个膜。
2002-09-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Modified cosmology through spacetime thermodynamics and Barrow horizon entropy
我们提出了修改后的宇宙学的情况下，产生的应用程序的“引力热力学”猜想，使用巴罗熵，而不是通常的贝肯斯坦-霍金之一。前者是黑洞熵的修正，由于量子引力效应使黑洞视界变形，使其具有复杂的分形结构。我们提取修改后的宇宙方程，其中包含新的额外的条款，构成一个有效的暗能量部门，并符合通常的弗里德曼方程的情况下，新的巴罗指数获得其贝肯斯坦-霍金值。我们提出的有效暗能量密度参数的演化的解析表达式，我们表明，宇宙经历了通常的物质和暗能量的时代。此外，暗能量状态方程参数受巴罗变形指数的影响，并且它可以位于精华或幻影区，或经历幻影划分交叉。最后，在渐近大的时间，宇宙总是导致de-Sitter解。
2020-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Kaluza-Klein branes in black brane spacetimes
本文在Kaluza-Klein（KK）膜世界方案的背景下讨论了$D(>6)$维黑膜时空中膜的合逻辑演化，考虑膜上的KK紧化。体时空是由一片$D$维黑色三膜溶液的两个副本组成的。近视界几何由$AdS_{5}\times S^{(D-5)}$给出，而在渐近无穷远处，时空接近$D$维闵可夫斯基。我们考虑了膜从近视界区向空间无穷远的运动，这导致了膜上的宇宙学。正如所料，在早期，即当膜位于近视界区域，膜上的有效宇宙学与第二Randall-Sundrum（RS II）模型一致。然后，膜宇宙学开始偏离RS型宇宙学，因为KK紧化维度的动力学变得重要。我们发现，膜宇宙不能达到渐近无穷大，不管膜上的物质成分。
2008-07-20 astro-ph gr-qc hep-th
Entropy applications in cosmology: spacetime thermodynamics, holographic dark energy, entropic gravity and beyond - a review
National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Universidad Católica del Norte（北方天主教大学）；University of Lleida（莱里达大学）；University of Patras（帕特雷大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本综述统一阐述熵在引力与宇宙学中的作用，涵盖黑洞热力学、全息原理、时空热力学猜想、全息暗能量及熵引力，旨在厘清熵的角色并指出未来研究方向。
2026-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
BMS-like symmetries in cosmology
渐近平坦时空中的无穷大是一个丰富的数学结构;包括BMS群和Bondi news张量，允许人们严格研究引力辐射。然而，FLRW时空不是渐近平坦的，因为它们的应力-能量张量衰减得不够快，实际上在零无穷远处发散。这类包括物质和辐射主导的FLRW时空。我们定义了一类时空，其在零无穷远的结构类似于FLRW时空：允许应力-能量张量发散，保形因子在零无穷远不光滑。有趣的是，对于这类更大的时空，渐近对称代数与BMS代数相似但不同构，特别是对称代数是超平移和洛伦兹代数的半直和，但它没有任何优先平移子代数。未来的应用包括研究FLRW中的引力辐射的完整的非线性理论，包括宇宙记忆效应，也在这个框架中的渐近电荷。
2020-11-11 gr-qc hep-th math-ph
Quantum cosmology in the light of quantum mechanics
在宇宙的演化之间有一个形式上的类比，当这被看作是一个小超空间中的轨迹时，世界线被弯曲时空中的测试粒子所遵循。这个类比可以推广到量子领域，在那里，轨迹被转换成波函数，这些波函数给出了我们在它们各自空间的给定点找到宇宙或粒子的概率：粒子的情况是时空，宇宙的情况是迷你超空间。然后，时空和物质场的波函数一起可以被看作是在小超空间中传播的超场，并且可以以并行的方式应用所谓的第三量化过程，因为第二量化过程是用在时空中传播的物质场来执行的。因此，超场可以被解释为由在小超空间中传播（即演化）的宇宙组成。给出了多重宇宙量子态的Fock空间。这个类比也可以用在相反的方向上。在量子宇宙学中，宇宙的半经典态是从宇宙的量子态得到的，这种方法使我们能够从在时空中传播的场的量子态得到底层时空的测地线以及它们的量子不确定性或色散。这可能会为时空坐标的不同量子化奠定一个新的起点。
2018-12-27 gr-qc hep-th quant-ph
de Sitter Spacetime: Geometry, Causal Structure, and Quantum Fields
Swansea University（斯旺西大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
本文介绍德西特时空的几何、因果结构与量子场论，涵盖坐标系、对称性、粒子产生及宇宙学扰动，强调曲率对质量、真空和可观测量的影响。
2026-09-28 gr-qc hep-th
Analytic Primordial Power Spectrum in the Dressed Metric Approach to Loop Quantum Cosmology and Thermodynamics of Spacetime
本文研究了 Loop Quantum Cosmology 的 dressed metric approach 中张量扰动的原初功率谱，通过解析求解背景依赖的有效质量并采用新准则选择真空以消除功率谱振荡，发现其与热力学量子引力现象学模型存在动力学相似性。
2024-09-26 gr-qc hep-th
Cosmology at the end of the world
在过去的二十年里，反德西特/共形场论对应（AdS/CFT）已经成为许多研究兴趣的焦点。特别是，它可以作为一个垫脚石，以一个仍然失踪的完整的量子理论的引力。在这种情况下，一个关键的问题是，是否以及如何使用AdS/CFT研究宇宙物理学。受弦论的启发，膜世界宇宙学提出我们的宇宙是一个四维膜，嵌在一个大块的五维AdS时空中。我们展示了如何在AdS/CFT中使用特殊的场论状态与在带电黑洞时空中移动的“世界尽头的膜”对偶，在微观上实现这样的场景。膜上的观察者体验到宇宙物理学和近似四维的引力，至少在时空中是局部的。这一结果为量子宇宙学的描述和在量子机器上模拟宇宙学开辟了一条新的道路。
2021-01-21 hep-th
Thermal diffusivity and chaos in metals without quasiparticles
我们研究的热扩散率$D_T$的金属模型没有准粒子激发（“奇怪的金属”）。在具有额外空间维度的突现弯曲时空中，这种金属的多体量子混沌和输运性质可以通过引力理论中的全息表示有效地描述。我们发现，在一般的红外固定点$D_T$总是相关的参数表征多体量子混沌：蝴蝶速度$v_B$，和李雅普诺夫时间$τ_L$通过$D_T \sim v_B^2 τ_L$。该关系与固定点处的电荷密度、周期电势强度或磁场无关。这个结果的普遍性来自于这样的观察：奇异金属的热导率只取决于出射时空中黑洞视界附近的度规，而对任何物质场的轮廓不敏感。
2017-05-22 cond-mat.str-el hep-th
Metric-Independent Volume-Forms in Gravity and Cosmology
采用与相关黎曼时空度规无关的另一种时空体积形式（广义协变积分测度密度）在广义相对论中有着深远的影响。虽然它们在形式上表现为“纯规范”动力学自由度，但它们引发了一系列重要的物理现象，如：（i）宇宙学常数动力学产生的新机制，（ii）宇宙学中的新型“典型暴胀”，（iii）暴胀阶段之前宇宙演化的非奇异初始“涌现宇宙”阶段，（iv）宇宙学中的“涌现宇宙”阶段，（v）宇宙学中的“涌现宇宙”阶段，（v）宇宙学中的“涌现宇宙”阶段，（v）宇宙学中的“涌现宇宙”阶段，（v）宇宙学中的“涌现宇宙”阶段。（iv）超引力中超对称性动力学自发破缺的新机制;（v）引力电真空“袋”。我们研究了一些详细的性质，连同他们的正则哈密顿公式，一类广义引力物质模型建立了两个独立的非黎曼体积形式，并讨论其在宇宙学中的影响。
2015-05-28 gr-qc hep-th
