Bach equation and the matching of spacetimes in conformal cyclic cosmology models
我们考虑在共形循环宇宙学模型中匹配两个时空,即过去和现在的时空的问题。它们之间的共同边界继承了两套约束条件--一套用于扩展到共形边界的爱因斯坦场方程的每个解。假设先前的永世是渐近的德西特时空,因此爱因斯坦场方程的标准共形公式足以导出对未来零无穷的约束。对于未来的永世,这是应该从一个初始的奇点演变,他们获得了使用巴赫方程。对于共形平坦和共形爱因斯坦时空,这个方程在过去共形无穷远处是正则的,所以我们在这里主要关注它们。一个不属于这一类但具有正则共形巴赫张量的电真空时空的例子将在附录中讨论。
2022-10-27 gr-qc
Lectures on Mathematical Cosmology
我们提出了几个宇宙模型的数学细节,其中的拓扑和几何背景将被强调。
2004-07-26 gr-qc
Relational Motivation for Conformal Operator Ordering in Quantum Cosmology
量子宇宙学中的算符序是一个主要的尚未解决的模糊性,不仅有形式上的,而且有物理上的后果。我们确定的拉格朗日起源的共形不变性,在量子宇宙学的共形算符排序选择的基础。它在相对论的乘积型作用量(如力学的雅可比作用量或广义相对论的拜厄莱因-夏普-惠勒作用量)中表现得特别自然和简单,在这些作用量中,动力学和势能因子所需的一切都是为了相互补偿而重新调整尺度。这些行为本身在数学上严格地实现了与全宇宙建模相关的哲学原理,量子宇宙学中共形算符排序的动机得到了实质性的加强。唯物主义的产品型行动也给出了涌现时间,这相当于在各种相关的语境中恢复牛顿时间、固有时间和宇宙时间。这些作用量的共形标度直接告诉我们突现时间如何标度;如果我们效仿牛顿时间或更常用的差分型欧拉-拉格朗日或阿诺维茨-德塞尔-米斯纳型作用量的流逝,我们就会看到这些也服从更复杂的共形不变性。此外,我们发现的共形缩放所涉及的时间允许有关它如何简化运动方程与仿射参数化如何简化测地线。
2009-08-13 gr-qc
Toward fixing a framework for conformal cyclic cosmology
共形循环宇宙学(CCC)是罗杰·彭罗斯爵士提出的宇宙循环模型。在循环之间的交叉区域(彭罗斯称之为永世)附近的共形不变性假设允许连续的时空通过共形重新标度而相关。一个主要的开放问题是如何选择一种独特的方式,是一个根本的障碍,进一步研究的共形因子。纽曼、托德和努罗夫斯基都提出了建议,但他们都以这样或那样的方式与彭罗斯最初的假设不一致。在本文中,我们比较了这些不同的模型的详细情况,并排除了某些选择的共形因子,已提出的彭罗斯。我们扩展了纽曼的结果,并修复了他的计算中出现的不一致。提出了一类新的解,只要满足一定的附加关系,它们与Penrose的假设完全一致。
2022-12-16 gr-qc
Conformally flat models in Penrose's Conformal Cyclic Cosmology
我们考虑了彭罗斯共形循环宇宙学中的两个连续的共形平坦宇宙,并通过彭罗斯的互易性假设研究了过去的完美流体物质含量如何决定现在的物质含量。
2021-05-13 gr-qc math.DG
Conformally Invariant Brans-Dicke Loop Quantum Cosmology: A Quantum Geometric Model of Linking Theory
该研究在Bianchi-I背景下量子化共形Brans-Dicke宇宙学,通过圈量子化获得物理希尔伯特空间,推导出薛定谔演化,并揭示其同时涵盖广义相对论和形状动力学的圈量子宇宙学,二者通过圈修正共形对称性精确对应。
2023-12-28 gr-qc
The Structure and Interpretation of Cosmology: Part I - General Relativistic Cosmology
这项工作的目的是审查,澄清,并批判性地分析现代数学宇宙学。重点是数学对象和结构,而不是数值计算。本文主要讨论广义相对论宇宙学。第一节回顾和澄清广义相对论宇宙学的Friedmann-Robertson-Walker模型,第二节讨论空间均匀模型。特别注意的是支付在这些开放部分的拓扑和几何方面的宇宙模型。第3节解释了数学形式如何与天文观测联系起来。特别是,非正式的,观测的概念,天球是一个严格的数学实现。第二部分的工作将集中在暴胀宇宙学和量子宇宙学。
2005-03-07 gr-qc
Embedding the stationary spacetimes into Brans-Dicke cosmology via conformal transformations
本文利用时间相关共形变换和 BD 场方程研究 FLRW 时空与共形 Kerr-Newman 黑洞,给出不同几何的膨胀解,并揭示原始真空或物质曲率条件对加速膨胀的影响。
2023-12-06 gr-qc
Cosmology as a CFT$_1$
本文揭示最简单的FLRW宇宙学系统具有隐藏的SL(2,ℝ)共形对称性,通过映射到共形力学确定Noether荷和Schwarzian作用量,并在量子层面将其表述为CFT₁,从而为宇宙学量子化开辟共形自举等新途径。
2019-11-18 gr-qc
Conformal Structures Admitted by a Class of FRW Cosmologies
在本文中,我们证明了有大类的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙学,承认各向同性共形结构的静态宇宙学。FRW模型长期以来一直被认为可以接受诸如大爆炸和大挤压这样的奇点[1,2],但最近已经证明这些解包含其他宇宙学结构。这些结构是大撕裂,突发奇点和双态事件[1,2]。在静止宇宙学框架[3]中,也存在与被称为各向同性过去奇点(IPS)的宇宙奇点相一致的结构[4,5]。还有一种宇宙学的最终状态被称为未来各向同性宇宙(FIU)[4],严格来说,它不符合静止宇宙学的基本理想。本文将一大类FRW解的宇宙学事件与静态宇宙学的共形结构进行了比较。在本文的第一部分,我们介绍了相关的背景信息和我们的动机。在本文的第二部分中,我们为相关的FRW模型构造共形关系。第三部分包含了一个彻底的讨论一类FRW解决方案,不能代表任何先前构建的各向同性共形结构从静态宇宙学。最后一部分是我们的评论和对该领域进一步研究的展望。
2012-12-16 gr-qc
Conformal Invariant Teleparallel Cosmology
研究了在保角变换下不变性的遥平行引力理论.研究了一类在保角变换下不变的引力拉氏量。由真空中的平坦宇宙的观测数据所激发的宇宙学解已经被发现,通过保持共形对称性将物质场加入到宇宙学模型中有很大的局限性。改写了以能量密度和压力为有效项的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)方程,导出了有效量的连续性方程。在真空中,在没有任何物质场的情况下,FRW方程对Hubble参数有一个与宇宙学数据一致的精确解,特别是给出的解析解与目前的$Λ$ CDM模型符合得很好.然后研究了宇宙学FRW背景下的标量场-Torsion模型。无质量标量场方程非常复杂,在特殊极限下有精确的解析解。我们证明了具有自相互作用的拉格朗日标量场$V(ϕ)=\frac{1}{4!}μϕ^4$可以写成保形对称的形式。
2014-06-02 gr-qc
Gravity on Conformal Superspace
广义相对论的位形空间是超空间-所有黎曼3-度量模同态的空间。然而,有人认为引力的位形空间应该是共形超空间-所有黎曼3-度量模同态和共形变换的空间。认真对待这种共形性导致了一种新的引力理论,它虽然与广义相对论非常相似,但有一些非常不同的特征,特别是在宇宙学和量子化方面。它应该重现广义相对论的标准检验。对宇宙学进行了详细的研究。该理论是令人难以置信的限制,因此承认一个非常有限的数量的可能的解决方案。标准宇宙学的问题得到解决,最显着的是宇宙学常数问题以自然的方式得到解决。该理论也有几个有吸引力的特点,关于量化,特别是关于时间的问题。
2003-11-11 gr-qc
Exact solution to perturbative conformal cosmology from recombination until the current era
在以前的论文(P. D。Mannheim,Phys. Rev. D 102,123535(2020))研究了与四阶导数共形引力理论相关的宇宙学中的宇宙学扰动理论,并给出了该理论在复合时代的精确解。在本文中,我们提出了一个精确的解决方案,持有所有的方式从重组,直到当前的时代。
2021-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Conformal Cyclic Cosmology from Varying Fundamental Constants
Maritime University of Szczecin(什切青海事大学);University of Szczecin(什切青大学);Copernicus Center for Interdisciplinary Studies(哥白尼跨学科研讨中心)
本文研究双度量宇宙学模型,利用随时间变化的α(t)关联不同度量,分析其动力学引力参数、奇点性质及引力减弱的物理效应,为共形循环宇宙学及标量-张量引力理论研究提供了新的动机。
2026-08-28 gr-qc
The structure and interpretation of cosmology: Part II - The concept of creation in inflation and quantum cosmology
本文的目的,这是第二部分,是审查,澄清和批判性地分析现代数学宇宙学。重点是数学对象和结构,而不是数值计算。第二部分提供了对暴胀宇宙学和量子宇宙学的批判性分析,特别注意这些理论可以解释宇宙的创造的主张。
2005-03-07 gr-qc
On holography for (pseudo-)conformal cosmology
我们提出了一个全息对偶的(伪)共形宇宙学方案,与标量场,形成一个移动的畴壁在adS_5。畴壁将两个具有不同能量密度的真空分开。与现有的构造不同,5d解在相关的时空域中是规则的。
2015-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exact solutions of Friedmann equation for supernovae data
齐次模型的内禀时间是全局的。弗里德曼方程通过其意义将时间间隔联系起来。给出了标准宇宙学和共形宇宙学中Friedmann方程的精确解。用解析形式表示了哈勃图对最近超新星的理论插值曲线。协调模型所描述的函数类是维尔斯特拉斯亚纯函数。标准宇宙学模型和共形宇宙学模型等价地符合现代哈勃图。然而,从共形宇宙学的概念对现代数据的物理解释更简单,因此是可取的。
2015-11-01 gr-qc
Conformal structure of FLRW Cosmology: Spinorial representation and the so(3,2) algebra of observables
最近的研究表明,耦合到广义相对论的无质量标量场的均匀各向同性宇宙学,除了在时间重构下的不变性外,在固有时间的Mobius变换下,还表现出一种新的隐藏的共形不变性。由此产生的Noether电荷形成了一个$sl(2,\mathbb{R})$李代数,它封装了整个几何的运动学和动力学。这允许将FLRW宇宙学映射到共形力学上,并用$\text{CFT}_1$术语来表述量子宇宙学。在这里,我们表明,这种共形结构是嵌入在一个更大的$so(3,2)$代数的观测量,它允许目前所有的狄拉克观测量的整个重力加物质部门在一个统一的图片。这不仅允许我们把系统和它的整个可观测代数作为$so(3,2)$的一个不可约表示,而且还允许我们使用标量场算符$\hatϕ$,从而为包含标量场的非平凡势打开了大门。因此,这种扩展的共形结构可能允许对暴胀宇宙学背景进行群量子化。
2020-02-27 gr-qc hep-th
Polymer Quantum Cosmology: Lifting quantization ambiguities using a $SL(2,\mathbb{R})$ conformal symmetry
在这封信中,我们强调,最简单的宇宙学模型组成的无质量标量场最低限度地耦合到均匀和各向同性的重力具有内置的$\SL(2,\mathbb{R})$对称性。保护这种对称性自然提供了一种有效的方式来约束这个宇宙学系统的量子化,无论量子化方案如何,特别是允许修复正则量子化程序中出现的量子化模糊性。将这种方法应用于FLRW宇宙学的圈量子化,得到了一个新的圈量子宇宙学模型,它保持了经典系统的$\SL(2,\mathbb{R})$对称性。这种新的聚合物正则化与共形对称性一致,可以导出为经典FLRW相空间的非线性正则变换,其将经典奇异动力学映射为正则有效弹跳动力学。这种改进的正则化保留了体积和哈密顿约束的标度性质。由伸缩算子生成的3D尺度变换被实现为酉变换,而不管理论中硬编码的最小长度尺度。最后,我们指出,由此产生的宇宙动力学表现出一个有趣的二元性之间的短距离和长距离,让人想起的T-对偶弦论,与近奇点制度对偶的半经典制度在大体积。该模型的构造的技术细节在较长的配套文件\cite{BenAchour:2019ywl}中介绍。
2019-07-17 gr-qc
A Kinematical Approach to Conformal Cosmology
我们提出了一个替代宇宙学的基础上共形引力,最初介绍了H。Weyl和最近由P. Mannheim和D.卡扎纳斯。与过去类似的尝试不同,我们的方法是通过对基本天体物理观测(如宇宙学红移等)的批判性重新分析,将共形对称性应用于宇宙的纯粹运动学。由于这种新的方法,我们得到了宇宙尺度因子R(t)的封闭形式的表达式和宇宙学中通常采用的时空坐标的修正解释。新的基本宇宙学参数的介绍和评估。这个新兴的新宇宙学似乎并不具备当前标准模型的任何有争议的特征,例如暗物质、暗能量或宇宙学常数的存在,视界问题或暴胀阶段的存在。将我们的结果与文献中的共形宇宙学进行比较,我们注意到我们的运动学宇宙学等价于在宇宙学晚期(或早期)具有宇宙学常数的共形引力。宇宙尺度因子和宇宙的演化是用几个无量纲量来描述的,其中一个新的宇宙学变量δ作为自然宇宙时间出现。详细地描述了这些量之间的数学联系,并与L. Infeld和A.席德我们的运动学共形宇宙学的数学基础将需要与当前的天体物理学实验数据进行核对,然后这个新模型才能成为标准理论的可行替代品。
2009-09-09 astro-ph gr-qc
Conformal frames in cosmology
从更高维度的理论,例如弦论,人们期望存在非最小耦合的标量场。我们回顾了宇宙学中的共形框架的概念,并强调它们的物理等价性,这至少在经典水平上成立。此外,如果有一个或多个场支配着宇宙,就像宇宙学中经常发生的那样,我们可以使用这种框架的概念来对待我们的系统,物质和引力,作为两个不同的部门。一方面是描述几何动态的重力部分,另一方面是将几何作为运动场的物质部分。我们使用这种解释来建立一个模型,其中曲率耦合到特定的帧度量的事实可能会在CMB中留下印记。
2016-02-16 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical Tests of Kinematical Conformal Cosmology in Fourth-Order Conformal Weyl Gravity
在这项工作中,我们分析了运动学共形宇宙学(KCC),一个替代的宇宙学模型的基础上共形外尔引力(CG),并测试它对当前Ia型超新星(SNIa)光度数据和其他天体物理观测。在此基础上,我们修改了SNIa数据的分析,证实KCC可以解释宇宙加速膨胀的证据,而无需使用暗能量或其他外来成分。我们得到一个独立的评价哈勃常数,H_{0} = 67.53公里/秒Mpc,非常接近目前的最佳估计。主要的KCC和CG参数重新评估,其修订值被发现是接近以前的估计。我们还表明,可用的数据作为红移的函数的哈勃参数可以使用KCC拟合,这个模型不受任何明显的年龄问题。总的来说,KCC仍然是一个可行的替代宇宙学模型,值得进一步研究。
2014-12-31 astro-ph.CO gr-qc
Description of Supernova Data in Conformal Cosmology without Cosmological Constant
我们考虑爱因斯坦的广义相对论的共形不变公式的宇宙学后果,而不是在行动功能的空间度量的比例因子的无质量标量(标量)场发生的规模,包括普朗克质量的所有质量。我们得到的不是宇宙的膨胀,而是霍伊尔-纳利卡类型的质量演化,其中宇宙的温度历史被质量历史取代。我们证明,在没有宇宙学常数的情况下,这个共形不变宇宙学模型对新的Ia超新星数据给出了满意的描述,并对偏离标准宇宙学的$z>1.7$的高红移行为作出了预言.
2001-09-28 astro-ph gr-qc
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
Symmetron and de Sitter attractor in a teleparallel model of cosmology
在宇宙学的远程平行框架中,考虑了一个与标量挠率和边界项具有非最小耦合的精粹。一个共形耦合到物质密度也被考虑在内。结果表明,该模型可以描述宇宙加速的开始后,一个时代的物质主导的时代,其中暗能量可以忽略不计,通过$Z_2$对称性破缺。在早期,共形耦合使宇宙处于暗能量密度为零的状态,而在晚期,非最小耦合使宇宙处于德西特膨胀的稳定状态。
2017-06-10 gr-qc
Quantum Cosmology and Conformal Invariance
根据Belinsky,Khalatnikov和Lifshitz的说法,类空奇点附近的引力可以简化为空间中每个点的一组解耦的一维力学模型。我们指出,这些模型属于一类共形力学模型首先介绍了德阿尔法罗,Fubini和Furlan(DFF)。DFF用来使光谱离散的变形对应于负的宇宙学常数。宇宙的波函数是哈密顿量的零能量本征模,也称为共形群SO(1,2)表示的球向量。基于幂零余伴随轨道的量子化,构造了一类新的共形量子力学模型,其中共形群被增强为球向量已知的ADE非紧群.
2003-01-20 gr-qc hep-th
The Conformal Stealth of any Standard Cosmology
它表明,任何均匀和各向同性的宇宙,独立于其空间拓扑结构和物质的内容,允许存在共形隐形,即一个非平凡的共形不变的标量场与消失的能量动量张量,它与宇宙一起演化,而不会引起即使是最小的反作用。令人惊讶的是,这个引力不可见的宇宙见证是不均匀的,对基础宇宙学没有任何影响。此外,它表明,这些结果并不排除一个四维宇宙的推广到更高的维度。
2013-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the spacetime connecting two aeons in conformal cyclic cosmology
作为商空间,闵可夫斯基和德西特是构建物理学理论的基本的非引力时空。当广义相对论建立在德西特时空上时,通常的黎曼结构被一种更一般的结构所取代,称为德西特-嘉当几何。在无限宇宙学项的收缩极限中,德西特-卡尔丹时空简化为奇异的、平坦的、共形不变的四维锥时空,在这个四维锥时空中不存在我们通常的时间间隔和空间距离的概念。它表明,这样的时空满足所有的属性,包括外尔曲率假设,必要的发挥桥梁时空连接两个永世在彭罗斯的共形循环宇宙学的作用。
2015-11-17 gr-qc hep-th
Mathematical problems in higher order gravity and cosmology
我们讨论了激发高阶引力理论及其宇宙学分析的问题,并介绍了一条规则,该规则指出,这些理论可以被视为一种工具,用于测试某些性质是否可能与量子理论有关。我们讨论的物理性问题所产生的后果的共形变换定理,制定一个一致的一阶形式主义等理论的问题,也是各向同性问题的一类广义宇宙学。我们指出,这一领域可能有一个重要的作用,在澄清问题也出现在广义相对论。
1997-12-10 gr-qc
Conformal symmetry and accelerating cosmology in teleparallel gravity
我们讨论了纯的和扩展的遥平行引力的共形问题。特别是,我们提出了在遥平行引力的共形变换公式。此外,我们还提出了远程平行引力中的共形标量场和规范场理论,并研究了共形扭转引力。我们明确地证明了幂律加速(包括$Λ$ CDM宇宙)以及宇宙的de Sitter展开可以在具有共形标量场的扩展的遥平行引力中实现,并且具有共形标量场的纯遥平行引力可以导致$Λ$ CDM模型.证明了在共形挠引力中存在deSitter解。
2013-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kinematical Conformal Cosmology: fundamental parameters from astrophysical observations
我们继续我们的介绍一个替代的宇宙学的基础上共形引力,我们的运动学方法在最近的一篇论文中介绍。根据我们的模型的假设,它提出了一个封闭形式的宇宙尺度因子R(t)的表达式,我们首先修改哈勃和减速参数,并引入修改后的宇宙学距离,特别是分析的光度距离的情况。然后,我们的运动学共形宇宙学就能够解释先锋号宇宙飞船的异常加速度,这是由于引力蓝移的局部区域。根据先锋异常的报告值,我们还计算出第一个基本参数的当前值,即gamma_{0} = 1.94 x 10^{-28} cm^{-1},这与曼海姆最初对这个量的估计一致。我们的第二个基本参数,delta_{0} = 3.83 x 10^{-5},被解释为宇宙学时间变量的当前值,是从Ia型超新星“金银”数据的详细拟合中得出的,产生的哈勃图与标准宇宙学获得的图质量相同,但不需要任何暗物质或暗能量的贡献。如果进一步的实验将证实在太阳系的外部区域存在一个异常的频率蓝移,正如我们的模型所描述的那样,运动学共形宇宙学可能成为标准宇宙学理论的一个可行的替代方案。
2008-12-12 astro-ph gr-qc
De Sitter Special Relativity: Effects on Cosmology
本文考察了德西特狭义相对论对物理宇宙学标准宇宙模型的主要推论。在这个理论中,宇宙学常数λ表现为适当的共形流,它必须加到通常的能量-动量密度上。由于保形电流本身在没有源的情况下会消失,因此λ最终取决于物质的含量,并且原则上可以计算。通过简单而合理的近似,得到了一个非常接近于交叉超新星/BBR数据的现代值。还发现了一个多项式型的原始膨胀,并对通常的同动观测器的概念作了一些修改。
2008-12-18 gr-qc
Exact solution to perturbative conformal cosmology in the recombination era
研究了与共形引力相关的宇宙学中的宇宙学扰动理论,建立了它的分解定理的有效性,并利用该定理在复合时代给出了该理论的精确解。我们的方法的核心是使用一个完全规范不变的宇宙学波动方程的制定。在复合时代,不仅微扰理论是适用的,因为它的特定结构,在共形的情况下,波动方程被发现大大简化。使用标量,矢量和张量波动模式的主方程,我们表明,径向方程的三维矢量和张量模式分别是相同的标量模式在5和7个空间维度。这使我们能够构造三维模式的归一化条件。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc
Towards conformal cosmology
暴胀宇宙的近似de Sitter对称性是标量扰动功率谱近似平坦的原因。然而,这不是唯一的选择。另一个可以解释近尺度不变功率谱的对称性是共形不变性。我们给出了一个简短的回顾模型的基础上共形对称导致的标度不变的标量扰动谱。我们还讨论了这些模型的潜在可观察到的功能。
2015-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dual description of a 4d cosmology
在S^7/Z_k上紧化的M理论允许一个四维的、渐近的AdS宇宙学。全息对偶由具有非超对称边缘变形的ABJM理论组成。在弱t Hooft耦合下,对偶理论具有UV不动点,从而可以构造共形场论对偶。对偶理论有一个无限的瞬子族,我们能够完全求和。由此产生的理论自发地打破全球共形对称,但显然是单一的和非奇异的。我们的研究结果指出,在量子宇宙学的奇点,测量和共形因子问题的全息决议。
2012-11-06 gr-qc hep-th
Conformal Cosmology and the Pioneer Anomaly
我们回顾了一个新的宇宙学模型的基本结果,共形引力的基础上,并将其应用到早期数据的先锋异常的分析。我们表明,我们的共形宇宙学可以自然地解释先锋10号和11号航天器的异常加速,在太阳系周围延伸的局部蓝移区域,因此影响地球和航天器之间交换的导航无线电信号的频率。相反,仅用共形重力修正是无法解释产生先锋加速度的动力学效应的。用我们的模型解释了反常加速度值与哈勃常数在数值上的一致性,也证实了我们以前对宇宙学参数γ ~ 10^(-28)cm^(-1)和δ ~ 10^(-4)-10 ^(-5)的测定。新的先驱者数据预计将在不久的将来公布,这可能有助于对这些参数进行更精确的评估。
2010-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Conformal transformations in classical gravitational theories and in cosmology
近年来,保角变换技术的使用在替代广义相对论的引力理论、宇宙学和非最小耦合标量场的文献中已变得广泛。通常,到爱因斯坦坐标系的变换是由理论中已经存在的基本标量场产生的。在这种情况下,必须处理哪个共形框架是物理框架的问题,在一般情况下,直到最近才得到澄清;在“新”共形框架中制定理论会导致偏离规范的爱因斯坦引力。在这篇文章中,我们回顾了经典引力理论和宇宙学中的共形变换的文献,既被看作是纯粹的数学工具,也被看作是具有物理相关方面的地图。为了与观测结果进行有意义的比较,将对引力的Brans-Dicke理论和标量-张量理论的实验检验的分析,以及对宇宙学暴胀情景的预测,都提到物理共形框架中去,似乎是特别紧迫的。
1998-11-14 astro-ph gr-qc hep-th
The Physics of Conformal Cyclic Cosmology
本文提出共形循环宇宙学中跨越过程在引力波纪元自然发生,利用2旋量和扭量技术证明质量能量守恒,并指出Hawking斑的温度上升与观测到的星系团质量一致。
2025-03-31 gr-qc
The Cosmological Constant from Conformal Transformations: Möbius Invariance and Schwarzian Action
最近证明了宇宙学常数为零的自由标量场的齐次Friedman-Lematre-Robertson-Walker(FLRW)宇宙学在一维共形群$\textrm{SL}(2,\mathbb{R})$作真时M{<$}bius变换下是不变的.在这里,我们将这种分析推广到适当的时间,$τ\mapsto \tildeτ=f(τ)$,这是不混淆的时间坐标的重新参数化的任意变换。首先,我们证明了具有非零宇宙学常数$Λ\ne 0$的FLRW宇宙学在$\textrm{SL}(2,\mathbb{R})$组共形变换下也是不变的。伴随的共形Noether电荷形成了一个$\mathfrak{sl}(2,\mathbb{R})$李代数,它编码了宇宙的演化。其次,我们表明,一个宇宙学常数可以产生从$Λ=0$的情况下,通过特定的保角变换,实现紧化或紧化的适当的时间取决于$Λ$的符号。最后,通过将宇宙学常数推广到规范场进行共形变换或将标量场作用量修改为Schwarzian作用量,我们提出了一个在适当时间的共形变换的全群$\textrm{Diff}({\cal S}^1)$下的扩展FLRW宇宙学作用量不变量.这样一个保形不变的宇宙学导致了一个新的时间问题,并有必要在纯粹的时间去参数化的条件下重新思考暴胀。
2020-09-16 gr-qc
Mathematical Structure of Loop Quantum Cosmology: Homogeneous Models
本文分析了齐次圈量子宇宙学的数学结构,首先考虑到齐次连接的一般分类,而不限于阿贝尔。作为第一个后果,它是看到,通常的方法量子化阿贝尔模型使用空间的功能玻尔紧化的实数线不捕捉所有属性的齐次连接。一个新的,更一般的量子化的介绍,适用于非阿贝尔模型,在阿贝尔的情况下,可以映射的等距,但不是单一的,代数态射到共同表示利用玻尔紧化。在物理上,阿贝尔联络空间的玻尔紧化导致了边长的退化和完整性的表示。提升这种简并,新的量子化产生了几个动力学性质,包括晶格细化被视为环量子引力的哈密顿约束的状态依赖正则化的直接后果。基本算子的表示-完整性和通量-可以从专门用于格的完整理论中导出。通过本文的新方法,圈量子宇宙学更接近完整的理论,并且当考虑到理论的所有量子效应时,它处于更好的位置来产生可靠的预测。
2013-12-30 gr-qc
A proposal for the role of higher spin fields in Conformal Cyclic Cosmology
本文提出研究三次手性高自旋引力理论的非幺正演化,以解决共形循环宇宙学中永世间的熵差距及黑洞信息悖论。
2025-07-09 gr-qc hep-th
Conformal and projective symmetries in Newtonian cosmology
非相对论性共形变换的定义被认为是在牛顿-嘉当和卡鲁扎-克莱因型的Escherzart/Bargmann几何框架。宇宙学的对称群以及牛顿引力场方程的牛顿-胡克解就是起作用的例子。它表明,特别是,标准宇宙模型的最大对称群同构的13维共形牛顿-Cartan群的共形巴格曼扩展明确制定。与薛定谔群或共形伽利略代数相比,注意力被吸引到独立的空间和时间膨胀的出现。
2017-01-05 gr-qc hep-th math-ph
Inflationary cosmology from quantum Conformal Gravity
我们分析了量子共形引力的泛函积分,并证明了借助于Hubbard-Stratonovich变换,该作用量可以分解为耦合到标量场的局部二次曲率理论。单圈有效作用量计算表明,度规场的强涨落能够自发地产生一个维度上的变形参数,在破缺相的弱场区,该参数诱导出一个具有引力宇宙学常数的Starobinsky型f(R)模型. Starobinsky的参数和宇宙学常数之间的非平凡的关系突出和宇宙暴胀的影响进行了简要的讨论,并与最近的普朗克和BICEP 2数据进行了比较。
2015-05-10 gr-qc hep-th
Conformal Killing cosmology -- Geometry, dark sector, growth of structures, and big rip
本研究引入Sinyukov型共形Killing张量作为共形Killing引力的暗项候选,通过宇宙学数据检验其哈勃参数表达式,分析未来奇点特性,并验证其在线性结构增长中与Lambda-CDM及GR无显著偏离。
2024-05-25 gr-qc
Integrability of Conformal Killing Vectors in the Eisenhart Lift of Scalar-Field FLRW Cosmology
Department of Physics, College of Humanities and Sciences, Nihon University(日本大学人文科学部);National Institute of Technology, Maizuru College(舞鹤工业高等专门学校)
研究标量场FLRW宇宙的Einsteinhart提升中共形杀虫向量的可积条件,发现之前得到的势是唯一允许非平凡共形杀虫向量的最一般局部势,解出非线性二阶微分方程得到两个分支。
2026-07-09 gr-qc hep-th
Cosmic Acceleration in Brans-Dicke Cosmology
在Einstein共形坐标系中考虑具有自相互作用势的Brans-Dicke理论。我们表明,加速膨胀是可能的,在一个空间平坦的宇宙的大值的Brans-Dicke参数与当地的引力实验。
2011-10-15 gr-qc
Big Rip: heating by Hawking radiation and a possible connection to conformal cyclic cosmology
在大撕裂宇宙学的情况下,一个包含暗能量的FRW宇宙,其状态方程中含有$w < -1$(幻影能量),以这样的方式膨胀,在有限的时间跨度内,尺度因子发散到无穷大,宇宙视界的大小变为零。在这里,我们重新审视这个场景的事实,霍金辐射预计将产生在FRW宇宙的视视界,并表明,能量密度和温度的辐射都在大撕裂发散。然后,我们利用这一事实提出了一个新的变体彭罗斯的共形循环宇宙学模型,其中未来的时空度规成为共形不变的大撕裂,而不是在遥远的未来的德西特宇宙;这消除了需要从模型中的质量衰减,使其符合当前的物理定律。
2020-07-06 astro-ph.CO gr-qc
Intrinsic time in Geometrodynamics: introduction and application to Friedmann cosmology
本文利用标度狄拉克映射得到了几何动力学中的一个内禀局部时。通过添加背景度量,可以构造标量场。它适合扮演内在时间的角色。由于共形变量是物理变量,因此柯西问题在共形变量中得到了成功的解决。首先,内禀时间作为空间度规行列式的对数,被Misner应用于一个宇宙学问题。在时空的常平均曲率切片条件下,存在一个整体时间。超曲面的体积和所谓的平均约克时间是典型的共轭对。因此,体积是内在的全球时间。宇宙学中实验观察到的红移是它存在的证据。齐次模型的内禀时间是全局的。弗里德曼方程通过其意义将时间间隔联系起来。给出了标准宇宙学中Friedmann方程的标准单位和共形单位的精确解。用解析形式表示了哈勃图对最近超新星的理论插值曲线。协调模型所描述的函数类是维尔斯特拉斯亚纯函数。标准宇宙学模型用于拟合现代哈勃图。用共形星等概念对现代观测资料进行物理解释比较简单,因而是可取的。
2016-06-30 gr-qc
Little Rip, $Λ$CDM and singular dark energy cosmology from Born-Infeld-$f(R)$ gravity
我们用简化的共形方法研究了Born-Infeld- $f(R)$引力场的晚期宇宙加速动力学。我们发现,在有限时间未来奇点的情况下,可能会出现小撕裂、$Λ$ CDM宇宙和暗能量宇宙等多种宇宙效应。与方便的玻恩-因费尔德引力不同,在没有物质的情况下,只有德西特膨胀可能出现,显然任何FRW宇宙学都可以从玻恩-因费尔德- $f(R)$理论的共形版本中重建。尽管$f(R)$的显式形式是由共形近似确定的,但在这种方法中,两个度量之间的关系可以改变,以产生任何所需的FRW宇宙学。
2014-05-13 gr-qc hep-th
Origin of Matter from Vacuum in Conformal Cosmology
我们介绍的假设,宇宙的物质含量可以是一个产品的衰变的原始矢量玻色子。本文在广义相对论和标准模型的框架下研究了这些原始矢量$W, ~Z $玻色子从真空中的强烈宇宙创生效应。相对标准导致了具有恒定温度下质量的z-历史的共形宇宙学,而不是暴胀宇宙学中具有恒定质量的温度的z-历史。在共形宇宙学中,最新的超新星数据和原始核合成都与一个与红外引力场的一种可能状态相关联的刚性状态方程相容。在微扰论的最低阶中,所产生的玻色子的分布函数揭示了一个宇宙学奇点,这是量子理论中关于质量矢量场不存在无质量极限的定理的结果。这种奇异性可以通过考虑导致所产生粒子热化的碰撞过程来消除。宇宙微波背景(CMB)温度T=(M_W^2H_0)^{1/3} ~ 2.7 K是宇宙在刚性态下运动的积分。我们表明,这个温度可以达到的CMB辐射是原始玻色子衰变的最终产品。考虑了这些原初玻色子对狄拉克海真空极化引起的重子数反常不守恒效应。
2002-06-30 gr-qc hep-th
CFT driven cosmology and conformal higher spin fields
共形高自旋(CHS)场论,这是一个坚实的一部分,最近先进的检查AdS/CFT对应,发现在宇宙学中的应用。弱相互作用CHS场的隐藏扇区解决了由共形场论驱动的暴胀宇宙学初始条件模型中的层次问题。这些初始条件是由亚普朗克能量范围内的热花环型宇宙瞬子为CHS场模型设置的,该CHS场模型在其总的共形异常中具有大的正系数的Gauss-Bonnet项$β$和大量的极化$\mathbb{N}$。这个范围的上限$M_P/\sqrtβ$被证明是远远低于引力截止$M_P/\sqrt\mathbb{N}$,这是定义的要求的小扰动nonrenormalizable引力子回路的贡献。在这种方式下,我们证明的近似方案,其中nonrenormalizable引力子部门是受有效场理论在此截止,而多个CHS领域的renormalizable部门被视为超越微扰理论,并动态地产生的通货膨胀规模的CFT宇宙学$M_P/\sqrtβ\ll M_P/\sqrt\mathbb{N}$的约束。这证实了最近从CHS宇宙学中对斯塔罗宾斯基$R^2$和希格斯暴胀模型起源的预测,这发生在引力截止点$\sqrt{\mathbb{N}/β}\sim 10^{-3}÷10^{-4}$以下三到四个数量级的能量标度。我们还考虑了具有负$β$的费米子CHS场主导的宇宙学模型和具有$β=0$的无限CHS场塔的无异常模型,并简要讨论了么正性在CHS模型中…
2016-01-11 gr-qc hep-th
Current Trends in Mathematical Cosmology
我们通过一系列重要的未解决的问题提出了一个数学宇宙学的初步帐户。我们介绍了“宇宙学”的基本概念,并专注于奇点问题作为一个主题,统一了许多当前,这一主题似乎无关的趋势。我们讨论了与宇宙学解概念的定义和渐进结构相关的问题,以及与近似的资格和给定宇宙学的有效范围相关的问题。
2001-07-28 astro-ph gr-qc hep-th
Conformal/Poincaré Coset, Cosmology, and Descendants of Lovelock Terms
我们计算了一个非线性实现共形/庞加莱商的引力场理论的六个不变项,并在只保持共形模的极限下约化为已知的共形Galileons.六项中的五项是正则陪集项,而第六项是Wess-Zumino(WZ)项,它给出了迹线异常的著名引力作用。所获得的条款可以嵌入到量子有效场论(EFT),而不会破坏其关键功能,虽然在某些微调的成本。在EFT中出现的额外的大质量模式会很麻烦,然而,对于亚普朗克曲率,它们的质量是(超)普朗克的,因此各自的状态在EFT范围之外。我们讨论了这个理论的某些新的宇宙学解及其在EFT中的有效性。此外,我们表明,所获得的4D条款,除了WZ项,也可以来自高维Lovelock条款减少后者真正的四维条款根据一个定义良好的算法。
2020-07-21 gr-qc hep-th
Conformal Dilatonic Cosmology
引力和粒子物理学的标准模型被合并在一个单一的共形标量张量理论中,其中的标量场是复杂的。希格斯场和普朗克质量一样,有一个动力学期望值,但基本相互作用的相对强度不变。初始宇宙奇点和视界问题被避免,空间平坦是自然的。没有原始的相变,因此,没有拓扑缺陷产生。玻色子相的量子激发引起了高斯和绝热标量微扰的略微红移的光谱,但没有产生类似的原始引力波。核合成之后的宇宙学纪元与标准宇宙学一样。广义的史瓦西-德西特度规,加上线性势项,描述了恒星和星系的外部,因此在星系尺度上不需要暗物质。
2017-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph