非齐次M理论宇宙学

有效非均匀宇宙学与新兴标量场

Effective Inhomogeneous Cosmologies and Emerging Scalar Fields

在这方面的贡献，我们总结了最近的两个应用程序的平均非均匀宇宙学和一个有效的标量场（“形态”）之间的对应反反应项。反作用项，添加到弗里德曼运动学定律的标准源，并出现从几何曲率不变量建立的不均匀性，可以解释在尘埃物质源的情况下的最小耦合标量场。我们认为封闭条件的平均方程，导致不同的演化：a）的标准Chaubergin方程的状态施加的运动学波动和内在曲率的空间部分之间的有效关系，和b）出现的爱因斯坦真空的不均匀性，其中平均曲率的不均匀性模型的潜在的一个有效的经典暴胀的情况。

由超流体π介子涡旋产生的具有 bumpy 结构的非均匀宇宙学及电磁场的传播

Inhomogeneous Cosmologies with Bumpy Structure from Superfluid Pionic Vortices and the propagation of electromagnetic field

该研究在广义相对论中引入含超流体π介子涡旋的精确宇宙学解，用于非微扰描述宇宙不均匀性，分析其对电磁场传播的效应并探讨解的性质与扩展。

无幽灵大质量引力中的精确自加速宇宙学--详细推导

Exact self-accelerating cosmologies in the ghost-free massive gravity -- the detailed derivation

本文详细推导了最近公布的在无鬼质量引力理论中具有均匀各向同性度规的最一般宇宙学解。我们使用的矩阵平方根的理论的标准参数化，然后显示如何恢复相同的结果内的四分体制定。得到的解包括物质源，它存在于理论参数的一般值，它描述了一个宇宙，空间上可以是开放的，封闭的，或平坦的，并显示了后期的时间加速由于有效的宇宙学项模仿引力子质量。施图克尔堡场是非均匀的，这可能会引起均匀和各向同性背景的非均匀扰动，尽管这种影响应该被引力子质量的微小所抑制。

Anisotropy screening in Horndeski cosmologies

We consider anisotropic cosmologies in a particular shift-symmetric Horndeski theory containing the $G^{μν}\partial_μϕ\partial_νϕ$ coupling, where $G^{μν}$ is the Einstein tensor. This theory admits stable in the future self-accelerating cosmologies whose tensor perturbations propagate with the velocity very close to the speed of light such that the theory agrees with the gravity wave observations. Surprisingly, we find that the anisotropies within the Bianchi I homogeneous spacetime model are screened at early time by the scalar charge, whereas at late times they are damped in the usual way. …

以快子尘埃为暗物质的非均匀宇宙学

Inhomogeneous cosmologies with tachyonic dust as dark matter

宇宙学被认为是由应力-能量张量驱动的，该张量由理想流体、非均匀压力项（我们称之为"快子尘埃“，原因将变得显而易见）和宇宙学常数组成。详细研究了暴胀时代、辐射主导时代和物质主导时代。在这三个时代中，超光速粒子的压强都随着宇宙半径的增加而减小，因此在物质主导时代中是最小的。然而，尘埃的引力效应可能仍然强烈地影响着目前的宇宙。在快子压力为正的情况下，它增强了整体物质的密度，并且是暗物质的候选者。在快子压力为负的情况下，宇宙最近的加速可以在不需要宇宙学常数的情况下被理解。然而，普通物质总是具有正的能量密度。在后面的章节中，我们研究了宇宙学变量项的扩展，并提出了一个特定的模型，使得最近的加速和未来的再坍缩是可能的。

弱非均匀宇宙学的随机半经典方程

Stochastic semiclassical equations for weakly inhomogeneous cosmologies

导出了在空间平坦的宇宙学背景下与无质量量子标量场共形耦合的任意小度规微扰的半经典Einstein-Langevin方程。利用的事实是，对于这个问题，内-内或封闭的时间路径有效作用量仅仅与费曼和弗农影响泛函有关，费曼和弗农影响泛函描述了"环境“（这里是粗粒度的量子场）对”系统“（感兴趣的场是引力场）的影响。这导致识别耗散和噪声内核在有效的行动，并推导出波动耗散关系。一个张量高斯随机源耦合到外尔张量的时空度规被视为修改通常的半经典方程，现在可以被视为平均场方程。作为一个简单的应用，我们推导出随机度规涨落的关联函数产生在一个平坦的时空与小的度规扰动，由于量子涨落的物质场耦合到这些微扰。

非齐次爱因斯坦-罗森弦宇宙学

Inhomogeneous Einstein-Rosen String Cosmology

通过将弦有效作用量的全局对称性应用于广义Einstein-Rosen度规，导出了包含非平凡介子场和轴子场的各向异性和非均匀弦宇宙学族.该模型表现出一个二维组的阿贝尔等距。特别地，我们发现了两类精确解，它们代表了Bianchi型VI_h宇宙学的非齐次推广.研究了解的渐近性态，并简要讨论了进一步的应用。

无鬼双引力和大质量引力中的精确自加速宇宙学

Exact self-accelerating cosmologies in the ghost-free bigravity and massive gravity

在无幽灵的双引力理论中，我们给出了最一般的宇宙学解，其中物理度规是均匀的和各向同性的，而第二个度规是不均匀的。该解包含一个物质源，对任意理论参数都存在.物理度规描述了一个具有晚时间加速的宇宙，这是由于引力子质量模拟的有效宇宙学项。当受到扰动时，这个宇宙应该近似均匀和各向同性地停留在比引力子康普顿长度小的空间区域。在无质量引力子引力的极限下，该解满足无虚质量引力的方程。

Gauss-Bonnet宇宙学的鬼条件

Ghost conditions for Gauss-Bonnet cosmologies

我们研究了非最小耦合标量场的Gauss-Bonnet引力理论对非齐次扰动的稳定性和鬼模的出现，在弦论中，它可以被看作是一个紧化模或一个紧化模。通过宇宙学的线性扰动，我们提取四个无鬼和两个亚光速约束方程，写在背景量，必须满足的一致性。我们还认为，对于一个一般的行动与二次黎曼不变量，齐次和非齐次扰动，在一般情况下，是不等价的，在相空间中的吸引子可以有鬼。这些结果，然后推广到一个两个领域的配置。单场模型作为候选人的暗能量进行了探讨数值和严格的界限上的参数空间的初始条件。在文献中提出的一些情况下进行了测试，他们中的大多数被发现是不稳定的或观测不可行的。

FLRW背景的全球重力不稳定性-解释暗区

Global gravitational instability of FLRW backgrounds - interpreting the dark sectors

宇宙学的标准模型是基于爱因斯坦方程的各向同性解。已知这些解对于局部非均匀扰动是引力不稳定的，通常描述为在相同解给出的背景上演化。在这幅图中，FLRW背景被用来描述所有时间的非均匀扰动的平均值。本文研究了FLRW尘埃背景在一类平均非均匀宇宙学中的（不）稳定性。我们研究后者的相图，讨论他们的不动点和轨道结构，并提供详细的插图。我们表明，FLRW宇宙学是不稳定的，在一些相关的情况下：平均模型被赶出他们通过结构的形成和加速膨胀。我们发现支持的建议，FLRW框架的黑暗组件可能与这些不稳定的部门。我们的结论是，FLRW宇宙学必须严格考虑其作用，作为可靠的模型的物理背景。

运动学反作用与标量场宇宙学之间的对应--"形态子场"

Correspondence between kinematical backreaction and scalar field cosmologies - the `morphon field'

在经典广义相对论中，空间平均的非均匀宇宙学可以写成有效的弗里德曼方程的形式，其源包括反反应项。在本文中，我们建议描述这些反反应条款的帮助下，一个均匀的标量场演变的潜力，我们称之为"morphon场"。这个新领域将经典的非均匀宇宙学与标量场宇宙学联系起来，允许重新解释，例如，通过将标量场源的物理起源路由到宇宙中的不均匀性来实现精粹方案。我们研究了一类单参数的反反应问题的标度解。这些解的子情形（都没有假设的宇宙学常数）包括具有弗里德曼运动学的尺度依赖模型，这些模型可以模拟宇宙学常数或时间依赖宇宙学项的存在。我们明确地重建的标度解的标量场的潜力，并讨论这些情况下，提供了一个解决方案的暗能量和符合问题。在这种方法中，暗能量从变形子场中产生，这是一种可以通过所提出的对应关系来理解的机制：平均宇宙学的特征是运动学波动的弱衰减（精华）或增长（幻影精华），由存储在平均3-里奇曲率中的"曲率能量"提供。我们发现，这些模型的后期轨迹接近吸引子，该吸引子位于由观测约束预测的状态的未来。

各向异性宇宙学中的微扰增长

Perturbation Growth in Anisotropic Cosmologies

我们研究的增长扰动在一个不断扩大的比安基型-I度规，根据一个能量密度，包括灰尘和宇宙学常数的演变。假设一个时期的宇宙学常数是次主导的，我们发现，对于一个相当大的初始条件，度规波动增长得足够快，使度规不均匀之前，宇宙学常数成为能量的主导形式。我们已经检验了宇宙学常数在$10^{10} {GeV}$到$10^{16} {GeV}$区间内的值。

Inhomogeneous Anisotropic Cosmology

In homogeneous and isotropic Friedmann-Robertson-Walker cosmology, the topology of the universe determines its ultimate fate. If the Weak Energy Condition is satisfied, open and flat universes must expand forever, while closed cosmologies can recollapse to a Big Crunch. A similar statement holds for homogeneous but anisotropic (Bianchi) universes. Here, we prove that $arbitrarily$ inhomogeneous and anisotropic cosmologies with "flat" (including toroidal) and "open" (including compact hyperbolic) spatial topology that are initially expanding must continue to expand forever at least in some regi…

弹跳宇宙学中的广义微扰方程

Generalised perturbation equations in bouncing cosmologies

我们考虑广义引力中长波标量度量扰动的线性扰动方程，适用于非奇异宇宙学模型，包括在非常早期的宇宙中从坍缩到膨胀的反弹。我们提出了一般形式的扰动方程，它遵循的要求，在大尺度上的非均匀宇宙服从相同的局部方程的均匀弗里德曼-罗伯逊-沃克背景宇宙学（分离宇宙的方法）。在赝纵向规范中，这变成绝热微扰的齐次二阶微分方程，在各向异性应力消失的情况下，它简化为广义相对论中纵向规范度规微扰的通常方程。作为应用，我们证明了在一个简单的反弹模型中，在热爆坍缩过程中产生的尺度不变的纵向规范扰动谱并没有转移到膨胀相的绝热密度扰动的增长模中。

有无宇宙学常数的全局静态和稳态宇宙学与暗能量问题

On globally static and stationary cosmologies with or without a cosmological constant and the Dark Energy problem

在经典广义相对论的空间平均非均匀宇宙学框架下，有效爱因斯坦方程控制着宇宙学模型中平均标量变量的区域和全局动力学。一个特殊的解可以用宇宙状态方程来表征。本文指出，在不采用补偿宇宙学常数的情况下，一个全球静态平均的尘埃模型是可能的。本着爱因斯坦最初模型的精神，我们讨论了这种宇宙学的全球性和区域性的后果。然后，我们考虑更广泛的类的全球平稳宇宙学，可以想象在所提出的框架。所有这些模型都是基于平均爱因斯坦方程的精确解，并提供了宇宙学的例子，在一个出的平衡态，我们的特点是信息理论的措施。结果表明，这样的宇宙学保持高幅度的运动学波动，因此往往保持其全球性的属性。对于处于这种状态的$Λ-$驱动的宇宙，尽管是指数膨胀，也是如此。我们概述的关系，暴胀的情况下，并把暗能量问题的角度来看。在这里，有人认为，根据所讨论的宇宙学，通过逆反应效应的暗能量的经典解释是理论上可以想象的，如果物质主导的宇宙出现在一个非微扰状态附近的静态解决方案。我们还讨论了一些警告，提供强有力的反论点的框架中的结构形成的扰动弗里德曼模型。

群聚精粹宇宙论中的非线性功率谱

The nonlinear power spectrum in clustering quintessence cosmologies

我们研究了在声速为零的经典场驱动的宇宙学中密度扰动的非线性演化。对于这些模型，物质和精华扰动是共动的，并且有可能为由两个分量的加权和给出的总密度波动写出单个连续性方程。包括欧拉方程的共同速度场，我们解决了非线性，总密度功率谱的时间-重整化群方法的发展方程。事实上，任何宇宙学的可观测性都只与总密度扰动的引力直接相关，而这两个分量是单独不可观测的。我们发现，聚类的精华扰动诱导小的修正功率谱的非线性演化在光滑的精华模型所描述的相同的状态方程。然而，这种小的修正与低红移时声速消失对线性增长函数的巨大影响形成对比。由于这个原因，具有相同的线性密度功率谱归一化的模型可以根据声速的值呈现显著不同的非线性校正。虽然这种差异在w \rightarrow-1，ΛCDM极限下消失，但我们认为，在约束非均匀暗能量模型时，应适当考虑结构的线性和非线性生长之间的关系.

超弦宇宙学

Superstring Cosmology

超弦宇宙学的各个方面进行了审查，重点是在理论的对偶对称性的宇宙学意义。总结了弦的有效作用，并回顾了四维的环面紧化。紧化中出现的全球对称性进行了讨论，然后强调的对偶关系之间的字符串有效的行动。高维卡斯纳宇宙学提出和解释在弦和爱因斯坦框架，然后在维减少的形式。利用有效作用量的整体对称性，导出了同时包含非平凡Neveu-Schwarz/Neveu-Schwarz场和Ramond-Ramond场的弦宇宙学.各向异性和不均匀的宇宙学在四维也发展。该评论最后详细分析了大爆炸前的通货膨胀情景。讨论了在这种情况下宇宙学扰动的原始谱的产生。在Horava-Witten理论提供的未来可能的方向进行了概述。

Chaubergin气体与广义相对论中非均匀宇宙模型的有效描述

Chaplygin gas and effective description of inhomogeneous universe models in general relativity

在经典广义相对论的空间平均非均匀宇宙学框架下，有效爱因斯坦方程以尺度依赖的方式控制着平均标量变量的动力学。一个特定的宇宙学可以用宇宙状态方程来表征，封闭了有效方程的层次。在这种背景下，Chaubergin气体提供了一个自然的候选者，代表着对暗能量和暗物质的统一描述。本文假设物质和几何的非均匀性服从Chaubergin状态方程。最极端的解释是假设暗能量和暗物质都不作为额外的来源，而是都是空间几何性质的表现。这个特征是一个重要的概念区别，与弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙充满尘埃和另一个基本场的标准方法相比，其特征在于Chaubergin状态方程。最后，我们讨论了由此产生的有效的宇宙学参数的情况下，以建立一个框架，未来的对抗与观察的后果，我们注意到，标准Chaubergin气体可能不会被排除在外。

Singularity formation in asymptotically safe cosmology with inhomogeneous equation of state

Interest in cosmological singularities has remarkably grown in recent times, particularly on future singularities with the discovery of late-time acceleration of the universe and dark energy. While such explorations have previously been done in various modified gravity and quantum gravitationally inspired cosmologies (besides standard general relativistic cosmology), no such an endeavour has been taken up till now in the realms of renormalization group approaches to cosmology and we have hence took up on this journey. In this work, we consider the formation of cosmological singularities in an …

Type V singularities with inhomogeneous equations of state

Interest in cosmological singularities has remarkably grown in recent times, particularly on future singularities with the discovery of late-time acceleration of the universe and dark energy. Recent work has seen a proper classification of such singularities into strong and weak based on their strength, with weak singularities being the likes of sudden, w and big freeze singularities and strong singularities like the big rip. This has led to a classification of such singularities in various types like Big rip is Type 1, w-singularity is type V etc. While singularities of type I-type IV have be…

膜上的大尺度扰动与宇宙学奇点的各向同性

Large-scale perturbations on the brane and the isotropy of the cosmological singularity

我们提出了一套完整的传播和约束方程的运动学和非本地的一阶量，描述一般的线性非均匀和各向异性扰动的平坦FRW膜世界消失的宇宙学常数，并将它们在标准的方式分解成它们的标量，矢量和张量的贡献。的扰动动力学的详细分析进行使用无量纲变量，是专门为不同的制度的利益，即低能量GR制度，高能量制度和暗能量制度。表格的所有物理量的演变，使它很容易做一个详细的比较，这些模型的扰动的过去的渐近行为。我们发现的结果与最近提出的空间非均匀$G_{2}$膜世界宇宙学分析中获得的结果完全匹配;即，对于$γ> 4/3$发生朝向${\cal F}_b$模型的各向同性。

Mixmaster奇点的经典和量子特征

Classical and Quantum Features of the Mixmaster Singularity

本文主要分析了均匀和非均匀Mixmaster模型的宇宙学奇点的主要性质。在介绍了处理宇宙学问题所需的主要工具之后，我们详细回顾了过去40年来在Mixmaster主题上取得的主要结果。我们首先评估了均匀混沌宇宙学的经典图像，并介绍了量子化的正则方法后，我们开发了量子Mixmaster行为。最后，我们将经典和量子特征扩展到完全非均匀的情况。我们的调查分析了混合器图片的基本框架，并通过解释最近和特殊的杰出结果来完成它。