Summary of session A4 at the GRG18 conference: Alternative Theories of Gravity
在GRG 18会议上，向关于“引力的替代理论”的A4会议提交了50多份摘要。其中约有30次安排作口头介绍，现将其概述如下。我们不打算给出一个严格的审查，而是指向相应的文件。主要议题是：（一）从数学和唯象的观点出发的膜模型;（二）高维或与标量场耦合的爱因斯坦-高斯-博内引力;（三）修正的牛顿动力学;（四）标量张量和f（R）理论;（五）涉及洛伦兹破坏、非对易时空或陈-西蒙斯修正的替代模型。
2007-11-02 gr-qc
Current tests of alternative gravity theories: the Modified Newtonian Dynamics case
我们解决的可能性，利用高精度的引力空间实验在太阳系和互补的宇宙学测试，以区分通常的广义相对论理论的替代修改牛顿动力学范式。
2006-11-07 gr-qc
Alternative Gravitational Theories in Four Dimensions
我们认为，从规范理论的观点和适当的解释干涉仪实验与物质波在引力场，爱因斯坦-嘉当理论是最好的引力理论。其他可行的理论是广义相对论和某种远程并行模型。Ohanian和Ruffini反对爱因斯坦-嘉当理论进行了讨论。随后，我们列出了在“备选四维会议”上宣读的文件，并试图根据所讨论的结构至少部分地对它们进行排序。
1997-12-26 gr-qc
Velocity Measurements in Some Classes of Alternative Gravity Theories
通过引入广义观测者集，解决了人们对测试粒子接近黑洞时速度测量的普遍误解。对于既适用于Einstein引力又适用于替代引力的一般静态球对称度规，以及替代引力理论中的一些已知解，我们发现，考虑进入的观测者和测试粒子，测试粒子的速度在事件视界上不能接近光速。
2013-09-30 gr-qc physics.gen-ph
Graviton-photon oscillation in alternative theories of gravity
在本文中，我们研究了引力子-光子振荡在一个外部磁场的存在下，在替代理论的引力。而有效折射率的电磁辐射的影响已经被认为是在文献中，我们开发的第一种方法，考虑到修改的预测引力波在引力子-光子混合现象的引力理论。
2018-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified geodesic equations of motion for compact bodies in alternative theories gravity
本文推导了替代引力理论中非旋转自引力相互作用体的精确修正测地线方程，采用Eardley方案纳入自引力效应，方程形式与场方程无关，质量恒定时退化为广义相对论测地线方程，可用于推导高后牛顿阶运动方程。
2022-07-27 gr-qc
Simulations of Solar System observations in alternative theories of gravity
在这篇文章中，我们重点讨论了用放射科学实验来检验广义相对论的可能性。我们提出了在替代重力理论中使用软件模拟直接从时空度量的距离/多普勒信号的可观测量的模拟。该软件允许人们获得由另一种引力理论对放射性科学信号引起的修改的数量级和签名。作为例子，我们提出了一些模拟卡西尼任务在后爱因斯坦引力（PEG）和标准模型扩展（SME）。
2013-02-27 gr-qc
Shadows of rotating black holes in alternative theories
简要回顾了近年来在替代理论中对旋转黑洞阴影的研究进展。阴影的大小和形状取决于质量和角动量，它们也可以取决于所采用的特定模型的其他参数。作为一个例子，我们给出了对应于旋转膜世界黑洞的结果。
2017-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Hydrogen Burning in Low Mass Stars Constrains Alternative Gravity Theories
最普遍的标量-张量引力理论预言天体内部的引力会减弱。恒星中氢燃烧的最小质量由等离子体物理和引力理论的相互作用决定。我们计算了其他引力理论的这个值，发现它总是明显大于广义相对论的预测。因此，对几颗低质量红矮星的观测排除了一大类标量张量引力理论，并对暗能量的有效场论中出现的宇宙学参数施加了强约束。
2017-12-08 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Post-Newtonian Parameters from Alternative Theories of Gravity
最近，在帕拉提尼和度规形式主义中，人们研究了引力的替代理论及其在宇宙学中的应用。本文的目的是提出一个理论框架（在Palatini形式主义），以测试这些理论在太阳系的水平，并可能在银河系尺度。我们精确地求解了真空中的场方程，并得到了对标准广义相对论引力场的相应修正。另一方面，近似的解决方案，发现在物质的情况下，从拉格朗日依赖于一个唯象参数。无论是在真空的情况下，并在物质的情况下，从广义相对论的偏差是由参数控制，提供后牛顿修正，证明是在良好的协议与太阳系的实验。
2005-06-27 gr-qc
Compact stars in alternative theories of gravity. Einstein-Dilaton-Gauss-Bonnet gravity
我们开发了一个理论框架来研究缓慢旋转的致密星在一个相当一般的类替代理论的引力，最终目标是调查约束的替代理论从电磁和引力波观测致密星。我们的拉格朗日量包括标量张量理论（和间接的f（R）理论）以及耦合到二次曲率不变量的标量场模型的特殊情况。作为第一个应用的形式主义，我们讨论（首次在文献中）在Einstein-Dilaton-Gauss-Bonnet引力的紧凑型恒星。我们表明，紧凑的对象与典型的中子星的中心密度不存在的耦合常数的理论的某些值。事实上，致密星的存在性和稳定性比黑洞解的存在性对理论提出了更严格的限制。这项工作是系统地排除（可能使用贝叶斯模型选择）与致密星的天体物理观测不相容的理论的计划的第一步。
2011-09-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A search for distinctive footprints of compact binary coalescence within alternatives theories of gravity
在这篇评论中，我们研究的振幅强度相关的张量和非张量偏振模式产生的二元系统在其inspiral阶段，在Brans Dicke，罗森和莱特曼李的引力理论。这项研究是在没有明确使用广义相对论方法的横向无痕规范的情况下，在牛顿极限下进行的。因此，这种额外的偏振模式出现（非张量），由于额外的自由度在修改后的引力理论。我们的模型和比较不同的偏振模式和应变信号的每个方案不同的天空位置。我们的分析使我们能够确定这些模式更强烈的位置，因此容易被确定为未来的干涉仪探测器网络。这就产生了一个框架，其中的振幅和强度的所有偏振模式的广义相对论和替代假设可以进行比较。
2023-03-29 gr-qc
Alternative Theories of Gravity
这项工作调查替代理论的重力，解决方案，他们的场方程和约束，可以强加给他们从观察和实验。具体来说，我们认为宇宙学和球对称的解决方案，可以预期导致标量张量和四阶引力理论。我们发现精确的宇宙学解决方案的各种不同的种类;各向同性和各向异性，均匀和非均匀。这些解被用来研究宇宙在早期和晚期的行为，研究对广义相对论的修正对接近初始奇点的影响，并寻找在当今宇宙中可能观察到的影响。我们使用物理过程，例如轻元素的原始核合成，对任何偏离标准模型的情况施加约束。此外，我们还研究了这些理论的真空球对称解。这种环境对于考虑引力的局部效应特别有意义，在那里可以进行最精确的实验和观测引力现象。对这种情况得到了精确解，并分析了其稳定性。人们发现，各种新的行为是在这些理论是不可能的，以前在标准模型。这种新的行为使我们有一个扩展的框架来考虑引力物理学及其宇宙学后果。
2006-10-13 astro-ph gr-qc hep-th
Radioscience simulations in General Relativity and in alternative theories of gravity
在这篇文章中，我们重点讨论了用放射科学实验测试GR的可能性。我们提出了一个新的软件，在第一步中直接从时空度量（因此在GR和其他重力理论中）模拟距离/多普勒信号。在第二步中，所涉及的参数的最小二乘拟合在GR中进行。该软件允许人们获得由另一种重力理论对放射科学信号引起的修改的数量级和签名。作为例子，我们提出了一些模拟卡西尼任务在后爱因斯坦引力和MOND外场效应。
2011-05-30 gr-qc
Constraining Alternative Gravity Theories Using The Solar Neutrino Problem
利用球对称性，研究了在$θ=π/2$指定平面上的几类替代引力理论中的中微子味振荡，给出了振荡相位的一般方程.我们首先计算了一般静态球对称模型中的相位，然后讨论了替代引力理论中的一些球对称解。其中讨论了$F(R)$理论中真空解Schwarzschild-（反）de Sitter解中宇宙学项的影响，给出了电荷和Gauss-Bonnet耦合参数对振荡相位的影响。最后讨论了$F(R)$理论中球对称的带电解及其对振荡相位的影响。我们计算了这些球对称时空中的振荡长度和跃迁几率，并给出了我们理论中各种参数选择下跃迁几率的图形表示。由此，我们可以用标准的太阳中微子结果来约束这些替代理论中出现的参数。
2014-03-13 gr-qc hep-ph hep-th
Non-Spinning Black Holes in Alternative Theories of Gravity
我们研究了两大类替代理论，通过代数，二次曲率不变量耦合到标量场修改的行动。我们发现一类承认解决真空爱因斯坦方程的解决方案，另一类则不承认。在后者中，我们发现史瓦西度规的变形，可以在小耦合近似下求解修改后的场方程。我们计算了事件视界位移，最内层的稳定圆轨道位移，以及对引力波的修正，将它们映射到参数化的后爱因斯坦框架。
2011-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Motion in alternative theories of gravity
虽然广义相对论（GR）通过了所有目前的实验测试与飞行的颜色，它仍然是重要的研究替代理论的引力为几个理论和现象学的原因，我们记得在这些课堂讲稿。修改GR的各种可能的方法，我们特别表明，大质量的机构的运动可能会改变，即使人们假设，物质是最低限度地耦合到度规GR。这是说明了与特定情况下的标量张量引力理论，其福克行动进行了讨论，我们还提到的后果无毛定理的黑洞的运动。有限大小的机构修改他们的运动相对于点状粒子，我们给出了一个简单的参数，显示相应的效果一般是更大的替代理论比GR。我们还讨论了可能的修改牛顿动力学（MOND）在大的距离，这已被提出来避免暗物质假设。我们强调，所有以前的类替代GR可以先验地用于预测这样的现象，但它们一般涉及几个理论和实验上的困难。
2009-05-15 gr-qc
Self-Completeness in Alternative Theories of Gravity
最近通过四维中引力半径和康普顿波长的等价性表明，反普朗克引力体系可能是半经典的，并且这一点由与普朗克质量相称的最小视界半径定义。在Randall-Sundrum和广义不确定原理的背景下，我们将形式主义推广到引力。
2014-02-14 gr-qc hep-th
Slowly rotating black holes in alternative theories of gravity
我们提出，在封闭的分析形式，一般静止的，缓慢旋转的黑洞，这是解决一大类替代理论的引力在四维空间。在这些理论中，爱因斯坦-希尔伯特作用量被所有可能的二次代数曲率不变量补充到一个标量场。这个解是作为广义相对论中史瓦西度规的变形而得到的。我们显式地推导出最内层稳定圆轨道和光环处轨道频率的变化。这些结果在将广义相对论与其他理论进行比较时可能很有用，比如通过测量吸积盘中的X射线发射，或者通过恒星围绕超大质量黑洞的运动。当引力波天文学开始生效时，原则上可以对耦合参数进行严格的约束。
2011-10-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Testing Alternative Theories of Dark Matter with the CMB
我们提出了一种方法来研究和限制修改的重力理论的暗物质使用CMB温度各向异性和偏振。我们假设这里所考虑的理论已经通过了大尺度结构的物质功率谱检验。满足这一要求，我们表明，修改后的重力理论可以指定的参数化的时间演化的暗物质密度对比度，这是完全由暗物质应力历史控制。我们计算如何与一个给定的参数化的应力历史影响的CMB观测值，和所涉及的物理效应的定性讨论补充数值例子。研究发现，在一般情况下，替代引力理论可以有效地约束的CMB温度和偏振谱。然而，也存在一些特殊的情况，即使使用CMB和物质功率谱观测，修正引力也不能从CDM模型中区分出来，它们也不能有效地受到扰动宇宙学中其他观测量的限制。我们的结果表明，如何应力特性的暗物质，这决定了密度扰动和引力势的演变，可以有效地调查使用一般的守恒方程，而不假设任何特定的理论引力理论在一个广泛的类。
2008-05-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Extra polarization states of cosmological gravitational waves in alternative theories of gravity
在宇宙学扰动理论中，宇宙引力波通常与度规微扰中的无迹部分联系在一起。这些模式正是广义相对论中常见的极化“+”和“x”。然而，在大多数引力理论中，引力波可以呈现出比这两种偏振态更多的偏振态。在这种情况下，纽曼-彭罗斯形式主义是特别适合于评估非零GW模式的数量。在目前的工作中，我们打算考虑这些额外的偏振态的宇宙引力波在替代理论的引力。作为应用，我们推导出两个具体的理论，即，一般标量张量理论，提出了四个偏振态和大规模的双度规理论，这是在最一般的情况下，与6个偏振态的GWs的动力学方程。这里所提供的数学工具是相当通用的，因此它可以用来研究所有度规引力理论中的宇宙学扰动。
2010-04-30 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Decoherence, Alternative Quantum Theories and Semiclassical Gravity
在这份报告中，我们讨论了三个方面：1）半经典引力理论（SCG）：描述量子物质与经典引力相互作用的四个层次的理论; 2）替代量子理论：区分那些可从广义相对论（GR）和量子场论（QFT）导出的理论与那些不可导出的理论; 3）引力退相干：主方程的推导和导致观测可能性的假设的检验。我们列出了三组值得研究的相应问题：a）与SCG相关的牛顿-薛定谔方程; b）作为2）的鉴别器的重力诱导效应的主方程; c）重力在宏观量子现象中的作用。
2014-02-26 gr-qc quant-ph
A new approach to the analysis of the reconstruction methods, phase space, and exact solutions of the alternative theories of gravity
本文提出了一种分析各种引力理论的重建方法、相空间和精确解的新方法--“$\mathfrak{B}\text{-Function}$方法”。提出了八个新的与模型无关的物理定理，构造了$\mathfrak{B}\text{-function}$方法，提取了参数（即作用量的变量和常数参数以及由微分方程作为积分常数出现的变量和常数参数）演化的物理容许范围，有助于快速进行数据分析。$\mathfrak{B}\text{-function}$方法最显著的特点和优点是所有导致物理容许域的条件都可以用一个新函数$\mathfrak{B}\text{-Function}$表示，该函数是$\ln(\mathcal{F}(x))$在单元素$Q=\{x\}$上沿向量场$\mathbf{X}=x+c$的李导数。
2018-12-08 gr-qc
Some Remarks on Alternative (or Modified) Theories of Gravity
本文受Ruben Aldrovandi的研讨会启发，反思了修改广义相对论的理论构建，定性探讨了Brans-Dicke和Unimodular Gravity两个特例在解决跨普朗克物理学和宇宙学常数问题上的作用。
2023-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bounding Alternative Theories of Gravity with Multi-Band GW Observations
我们研究的约束，可以确定的多波段观测的引力波信号发射的二元黑洞合并的替代理论的重力。我们主要讨论了由广义Brans-Dicke理论引起的三种类型的广义相对论修正，以及两类二次引力：Einstein-Stronon-Gauss-Bonnet和动力学Chern-Simons。考虑到网络的空间和地面为基础的探测器，提供人口的旋转双星黑洞，我们展示了如何多波段分析提高了现有的界限理论的参数的几个数量级，前和后牛顿偏差。我们的研究结果还显示了在LISA和先进探测器之间的频率范围内，干涉仪在限制可能偏离广义相对论方面所起的基本作用。
2019-09-04 gr-qc
Tests of General Relativity and Alternative theories of gravity using Gravitational Wave observations
对合并紧密双星的引力波观测将是对相对论引力的强场和动力学方面的独特探索。我们提出了一个简短的回顾文献中提出的各种计划，以测试广义相对论（GR）和替代理论的重力使用inspiral波形。广义上，这些方案可以分为两类：模型相关和模型无关。在依赖模型的类别中，GW观测与代表特定理论或一类理论（如标量张量理论，动力学陈-西蒙斯理论和大质量引力子理论）的特定波形模型进行比较。模型独立测试是试图写下一个参数化的重力波形，其中自由参数对于不同的理论采取不同的值，并且（至少其中一些）可以受到GW观测的约束。我们重新审视一些建议的界限的情况下，缩小LISA配置（eLISA），并将它们与原始的LISA配置。我们还比较了地基和天基探测器的替代重力理论的预期界限，发现天基GW探测器可以以前所未有的精度测试GR和其他重力理论。然后，我们专注于最近的建议，使用奇异值分解（SVD）的Fisher信息矩阵，以提高精度后牛顿（PN）理论可以测试。我们将这些结果扩展到基于空间的探测器eLISA的情况下，并讨论其影响。
2013-02-09 astro-ph.HE gr-qc
Reconstructing modified and alternative theories of gravity
本文综述了从不同视角重构修正引力中的 F(R) 及远平行引力中的 F(T) 和 F(Q) 的方法，重点确保早期宇宙可行的 FLRW 辐射时代，并验证了特定标量势下暴胀参数与最新观测数据吻合。
2024-01-20 astro-ph.CO gr-qc
A general class of gravitational theories as alternatives to dark matter where the speed of gravity always equals the speed of light
在星系和宇宙学的体系中，已经提出了许多引力理论来代替暗物质。最近对两颗中子星合并产生的引力波（GW 170817）和电磁波（GW 170817 a）的观测，对引力速度与光速的差异提出了严格的限制，严重限制了这种理论的唯象可行性。我们重新审视了这些观测结果对相对论修正牛顿动力学（MOND）的张量-矢量-标量（TeVeS）范式的影响，并证明了这种范式中存在一个以前未知的类，其中重力的速度总是等于光速。我们表明，这在不改变星系中通常的（双度量）MOND现象的情况下成立。
2019-05-23 astro-ph.CO gr-qc
Constraining alternative theories of gravity using GW$150914$ and GW$151226$
最近报道的引力波事件GW $150914$和GW $151226$由双黑洞合并引起[arXiv：1602.03841]，[arXiv：1606.04855]，[arXiv：1606.04856]提供了一种强大的方法来限制强场区域中引力的替代度量理论。在本文中，我们发展了一种方法，其中任意的引力理论可以参数化一个有效的耦合$G_{eff}$和一个有效的引力位$Φ(r)$。$G_{eff}\rightarrow G_N$和$Φ(r)\rightarrow Φ_{N}$一旦恢复到广义相对论的标准牛顿极限。由LIGO-VIRGO合作报告的引力子质量和引力相互作用长度的上限可以直接根据理论参数进行重新计算，这允许分析引力波频率调制对可能的替代引力模型的范围设置约束。本文还报道了基于已发表的双黑洞合并参数的数值计算结果。比较观测到的GW $150914$和GW $151226$的相位与调制的相位在其他理论的重力并没有给出合理的限制，由于大的不确定性估计参数的合并黑洞。除了这些一般的考虑，我们得到的$α$参数的标量张量引力理论的频率依赖性的限制。
2016-11-16 gr-qc
Alternative symplectic structures for SO(3,1) and SO(4) four-dimensional BF theories
给出了以SO（3，1）或SO（4）为四维BF理论内部规范群的最一般作用量，即B场和曲率F的二次作用量，并展示了其辛几何。它表明，空间的BF理论的运动方程的解决方案，可以赋予辛结构替代通常的。分析还包括拓扑项和宇宙学常数。这一事实的引力的影响进行了简要的讨论。
2006-03-19 gr-qc hep-th math-ph
Einsteinian Strengths and Dynamical Degrees of Freedom for Alternative Gravity Theories
本文给出了d ≥ 4维的各种引力理论的爱因斯坦强度S_E（d）和动力学自由度数N_{DF}（d）的计算结果。在第一部分中，我们考虑度量相容的二次曲率引力（或曲率和挠率的二次引力）的S_E（d）和N_{DF}（d）。我们证明了在d ≥ 4维度量相容二次引力的整个集合中，二阶Einstein-Gauss-Bonnet理论具有最小的数S_E（d）和N_{DF}（d），即，这个二次引力理论有最强的场方程。从物理学的观点来看，这个理论是d ≥ 4维中最好的一个二次和度量相容的引力理论。
2002-08-27 gr-qc
Radioscience simulations in General Relativity and in alternative theories of gravity
在本文中，我们着重于在太阳系中用放射性科学测量来检验广义相对论的可能性。为此，我们提出了一种新的软件，直接从时空度量模拟距离和多普勒信号。这种灵活的方法允许人们在广义相对论和其他引力度量理论中进行模拟。在第二步中，对该情况中涉及的不同初始条件进行最小二乘拟合，以便将由给定的替代理论产生的异常信号与在广义相对论中获得的异常信号进行比较。该软件提供了数量级和签名源于假设的替代理论的重力对放射性科学信号。作为一个应用，我们提出了一些模拟的卡西尼任务在后爱因斯坦引力和MOND外场效应的背景下。我们推导出后爱因斯坦参数的约束，但发现所考虑的弧的卡西尼任务是没有用的约束MOND外场效应。
2012-11-29 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Renormalizability of alternative theories of gravity: differences between power counting and entropy argument
众所周知，广义相对论不能在微扰可重整化的量子场论的标准下考虑，但渐近安全性被考虑作为将引力表述为非微扰可重整化理论的可能性。最近，熵的论点，但进入讨论声称“不去”的渐近安全的论点。在本文中，我们提出了简单的反例，考虑到引力的替代理论，熵参数作为进一步的迹象，除其他外，在可能的流动，在假设的基础上，后者是基于。我们考虑不同的理论，即曲率为基础的广义相对论的扩展作为$f(R)$，$f(\mathcal{G})$，扩展的Telepallel引力作为$f(T)$，和Horava-Lifshitz引力，求出了显式球对称解，以便比较功率计数和熵参数。即使在这些情况下，也发现了不一致之处。
2021-05-14 gr-qc hep-th
Equilibrium configuration of perfect fluid orbiting around black holes in some classes of alternative gravity theories
研究了球对称时空中理想流体绕黑洞运动的流体动力学行为。为此，我们假设旋转的理想流体的角动量密度是均匀分布的。为了得到物质流入和流出的性质，画出了等势面的轮廓。已经注意到，由于角动量密度的减小而产生的边缘稳定的圆形轨道导致闭合的等势面以及允许吸积盘存在的尖点。另一方面，角动量密度的增长部分表现出中心环，稳定的配置是可能的。但禁止物质流入。在这项工作中讨论的解决方案中，带电的$F(R)$重力和爱因斯坦麦克斯韦高斯邦纳解决方案表现出流入和流出的物质与中心环存在。这些不同的吸积盘结构的完美流体属性这些时空天体物理的重要性。高曲率项的影响主要来自于黑洞视界附近的区域。因此，修正引力理论与广义相对论中吸积盘的结构差异可以作为这些替代引力理论的实验探索。
2015-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Detection of gravitational waves from black holes: Is there a window for alternative theories?
最近LIGO和VIRGO合作报告了观测到的引力波信号对应于两个黑洞的螺旋和合并，导致最终黑洞的形成。结果表明，观测结果与爱因斯坦引力理论是一致的，其精度主要受统计误差的限制。最后一个黑洞的角动量和质量是在几十个角动量的较大误差下确定的。在这里，我们将表明，黑洞参数范围的这种不确定性允许克尔时空的某些不可忽略的变形，从而导致相同的黑洞振铃频率。这意味着，在目前的实验精度下，仍然存在一些替代引力理论的可能性。
2016-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalar vacuum structure in general relativity and alternative theories. Conformal continuations
本文讨论了广义相对论（GR）、标量张量理论（STT）和高阶引力理论（$L=f(R)$）中自引力实标量场$ϕ$在不同维度下静态球对称位形的整体性质。在GR中，对于具有任意势$V(ϕ)$的场，不一定是正定的，它表明在所考虑的模型中所有可能类型的时空因果结构的列表与$ϕ= const$的列表相同。特别是，不存在具有任何渐近性的规则黑洞。这些特征被扩展到STT和$f(R)$理论，通过保形映射与GR连接，除非存在保形延拓，即，一种情况下，当一个奇异的解决方案的GR映射到一个正规的表面在一个替代的理论，解决方案是继续通过这样的表面。这种效应的例子是精确解GR与无质量共形标量场，被认为是一种特殊的STT。发现保形延拓存在的必要条件，它们只适用于特殊选择的STT和高阶引力理论。
2001-10-31 gr-qc
Testing General Relativity and Alternative Theories of Gravity with Space-based Atomic Clocks and Atom Interferometers
极其精确的原子钟和原子干涉仪的成功研制，使人们有希望利用卫星任务进行精确的实验。我们讨论的影响预测的广义相对论和替代理论的重力，可以检测到的时钟，它绕地球运行。我们的实验依赖于使用观测到的滴答速率对航天器进行精确跟踪。航天器重建的四维轨道将揭示地球引力场中引力扰动的性质，可能区分不同的引力理论。该任务可以在一个实验过程中测量多种相对论效应，并限制地球周围的参数化后牛顿参数。在环绕地球的椭圆轨道上携带$Δf/f \sim 10^{-16}$的分数定时不准确的时钟的卫星将约束PPN参数$|β-1|, |γ-1| \lesssim 10^{-6}$。我们还简要回顾了原子干涉仪的标量张量理论，特别是变色龙和变色龙模型的潜在约束。
2014-12-05 astro-ph.EP gr-qc
Describing metric-affine theories anew: alternative frameworks, examples and solutions
本文通过改变场变量重新描述度量-仿射理论，提出等价框架将MAG理论转化为带附加场的Riemannian理论，揭示Hilbert-Palatini作用量在$SO$变换下的对称性，并给出带挠率和非度量的黑洞解及3-形式挠率驱动的de Sitter宇宙解。
2023-05-20 gr-qc hep-th
Solar system constraints on alternative gravity theories
在不同的引力理论下，利用弦模型估计了行星轨道的近日点进动和零测地线的弯曲角。结果表明，对于玻色子耦合引力，光弯曲角的首阶测度完全来自玻色子场的真空期望值，这可以解释为弦效应优于曲率效应的一种指示。对于二次引力中的球对称解，我们也得到了类似的结果。我们还介绍了爱因斯坦-麦克斯韦-高斯-博内理论中的近日点位移和光的弯曲，特别是卡西米尔效应和达穆尔-波利亚科夫机制。在这些模型中不同的耦合参数的数值界限估计。
2014-01-14 gr-qc hep-ph hep-th
Testing alternative theories of gravity using the Sun
我们提出了一种新的方法来测试可能的修正牛顿引力使用太阳物理。目前太阳模型的高精度和新的精确观测使人们能够将标准重力的修正限制在前所未有的水平。我们的案例研究是爱丁顿启发的引力，一个有吸引力的修改后的引力理论，导致非奇异宇宙学和崩溃。这个理论相当于真空中的标准引力，但在物质中它与标准引力明显不同，例如它影响太阳的演化和平衡结构，给出不同的核心温度分布，观测到的声学模式和太阳中微子通量的偏差。将修正的太阳模型的预测与观测结果进行比较，我们将理论的耦合参数限制为|kappa_g| <3 × 10^5 m^5 s^2 / kg。我们的研究结果表明，太阳可以用来有效地约束其他引力理论。
2011-10-20 astro-ph.SR gr-qc
Cosmological production of black holes: a way to constrain alternative theories of gravity
原始黑洞被认为是在膨胀过程中量子力学产生的对。在广义相对论（GR）的背景下，已经表明，在暴胀期间，电子对的产生率呈指数下降。具体地说，微小的黑洞在早期宇宙中是最受欢迎的，但随着暴胀接近尾声，它们可以随着视界尺度的增加而增长。与此同时，广义相对论在宇宙学上的缺陷（不仅仅是缺陷）引发了人们对另一种新的引力理论的追求。在本文中，通过使用概率幅从无边界的建议（NBP），我们认为，任何替代的重力应该有一个黑洞的创建率类似的GR，也就是说，在早期宇宙的创建小黑洞是有利的，而在宇宙晚期较大的黑洞被指数抑制。作为一个例子，我们应用这一论点在$f(R)$ -理论的重力和推导出一个一般公式的速率在任何$f(R)$ -理论与常曲率。最后，我们考虑众所周知的$f(R)$模型，并使用这个公式，我们把它们的自由参数的约束。
2018-06-08 gr-qc
Towards Tests of Alternative Theories of Gravity with LISA
恒星致密天体向大质量黑洞的内旋，通常被称为极端质量比内旋（EMRI），是未来激光干涉仪空间天线（LISA）最重要的引力波源之一。中等质量比螺旋（IMRI）也对推进地面引力波观测站感兴趣。我们在这里讨论如何修改的引力相互作用可以影响这些系统发出的信号和它们的可探测性LISA。我们特别关注陈-西蒙斯修正引力，这是一种出现在不同量子引力方法中的理论。
2010-01-27 gr-qc hep-th
Can non-local or higher derivative theories provide alternatives to inflation?
从绝热真空涨落产生所观察到的标度不变功率谱的标准机制依赖于曲率扰动作用中场的一阶导数。\cite{Geshnizjani:2011dk}已经证明，在这个假设下，任何与宇宙学观测相匹配的早期宇宙理论都应该包括加速膨胀（即暴胀）的阶段，或者它必须打破经典广义相对论的以下原则中的至少一个：能量条件（NEC），亚光速信号传播，或亚普朗克能量密度。我们将这个证明扩展到一个大类的理论与更高的（空间）衍生或非本地条款的行动。有趣的是，只有在具有$ω_k \propto k^0$和$k^3$的Lifshitz点附近的理论仍然可行。
2013-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Alternative formulations of the thermodynamics of scalar-tensor theories
本文研究了 Horndeski 引力与 Eckart 一阶热力学类比的替代表述，通过标量场流体有效应力-能量张量的恒等式映射本构关系，并探讨了与 Einstein 引力不同耦合对热力学形式的影响，最终在传统标量-张量理论中找到简化形式。
2024-09-27 gr-qc math-ph math.MP
Stochastic backgrounds in alternative theories of gravity: overlap reduction functions for pulsar timing arrays
在未来的十年里，引力波可能会被脉冲星定时阵列探测到。为了在引力的一般度规理论中发展最佳的引力波随机背景探测策略，我们研究了这些理论的重叠缩减函数，并讨论了它们的特点。结果表明，非横向引力波的灵敏度大于横向引力波的灵敏度，并讨论了这种效应的物理根源。我们计算了当前NANOGrav脉冲星定时阵列（PTA）的重叠减少函数，并表明，对于角间距较小的脉冲星对，对矢量和标量-纵模的灵敏度可以显着增加。例如，角间距约为3度的J1853+1303-J1857+0943脉冲星对对随机背景的纵向分量（如果存在的话）比横向分量敏感10^4倍。
2013-04-18 astro-ph.HE gr-qc
Using numerical methods from nonlocal optics to simulate the dynamics of N-body systems in alternative theories of gravity
具有局域和非局域非线性的广义薛定谔-牛顿方程组被广泛用于描述傍轴近似下非线性介质中光的传播。然而，它的使用并不局限于光学系统，可以用来描述大量不同的物理现象，例如，暗物质或引力的替代理论。因此，为研究在该模型下传播的光而开发的数值求解器可以适用于解决这些其他现象。事实上，在这项工作中，我们报告了一个求解器的开发的HiLight模拟平台的基础上GPGPU超级计算和所需的适应这个求解器被用来测试的影响，新的扩展的广义相对论的动力学系统，特别是那些基于理论与非最小耦合曲率和物质。在研究这些新模型时，这种方法提供了一种快速验证它们的方法，因为它们的分析很困难。本文介绍了模拟模块，它的性能，和一些初步的测试。
2019-09-18 gr-qc physics.comp-ph
Effective Gravitational Wave Stress-energy Tensor in Alternative Theories of Gravity
真空中双星系统的内旋受引力辐射的应力能和其他传播自由度的控制。对于引力波，主要贡献的特点是在未来零无穷大的有效应力能量张量。我们采用微扰理论和短波长近似计算这种应力-能量张量在广泛的替代理论。我们发现，这个张量通常是修改的第一次计算的艾萨克森，其中的修正可以支配广义相对论项。然而，在许多理论中，这些修正在渐近平坦的、未来的、零无穷大处完全消失，使应力-能量张量变成艾萨克森的。我们首先考虑动力学的陈-西蒙斯修正引力，它通过一个标量场和黎曼张量及其对偶的收缩来纠正这种作用，从而解释了这种现象。然后，我们考虑一类广泛的理论与动力学标量场耦合到高阶曲率不变量，并表明，引力波应力-能量张量仍然减少到艾萨克森的。本文的计算对于通过双星轨道衰变或通过引力波观测系统地检验这种修正的引力理论是至关重要的。
2011-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Formation of Bound States in Quintessence Alternative Theories
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）
研究黑洞视界外精质物质形成的束缚态，通过计算Regge-Wheeler势发现精质显著影响度规函数和霍金温度，大黑洞辐射减少而小黑洞辐射增加，束缚态在精质参数|w|或角动量足够大时出现。
2026-06-11 gr-qc hep-th
Theories of gravity with nonminimal matter-curvature coupling and the de Sitter swampland conjectures
本文研究非最小物质-曲率耦合引力理论中单标量场暴胀与德西特沼泽地猜想的相容性，发现一般暴胀解的慢滚条件与该猜想不相容。
2023-01-05 astro-ph.CO gr-qc
Covariant constructive gravity: A step-by-step guide towards alternative theories of gravity
我们提出了一个逐步手册的建设替代理论的重力，微扰以及非微扰。这个构造是由我们施加在引力动力学上的两个基本原则所指导的：时空同构下的不变性和与给定物质动力学的因果相容性，前提是时空被额外地赋予了物质场。开发的框架，然后指导计算最一般的，替代理论的重力是符合两个基本要求。利用这一框架，我们恢复的宇宙学部门的广义相对论仅仅从假设时空是一个空间均匀和各向同性的度量流形。最重要的是，我们明确测试微扰框架推导出最一般的三阶展开的度量理论的引力是因果相容的克莱因-戈登标量场。从而我们恢复了广义相对论的微扰展开。为了展示新物理如何从我们的方法中出现，我们最终构建了支持一般（不一定是麦克斯韦）线性电动力学的引力理论的最全面的三阶展开。
2020-09-21 gr-qc math-ph math.MP
Blandford-Znajek mechanism in black holes in alternative theories of gravity
根据Blandford-Znajek机制，黑洞喷流是由致密物体的旋转能量驱动的。在这项工作中，我们考虑的可能性，黑洞周围的度量可能无法描述的克尔解决方案，我们研究如何改变Blandford-Znajek模型。如果Blandford-Znajek机制是形成喷流的原因，那么对喷流功率的估计结合另一种测量可以测试黑洞候选者的性质，并限制可能偏离克尔解的情况。然而，只有当有可能获得比今天更精确的测量时，这种方法才可能与其他技术竞争。
2016-09-27 astro-ph.HE gr-qc
On new variational principles as alternatives to the Palatini method
一个变分原理最近由Goenner提出，其中一个独立的度规产生时空连接。这里指出，由此产生的理论等价于通常的Palatini理论。然而，变分原理的双度量重新表述导致了与度量和度量仿射理论在物理上不同的理论，即使是爱因斯坦-希尔伯特作用量。它们是在C-理论的解耦极限下得到的，C-理论也包含Palatini理论的其他可行的推广。
2011-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Are black holes in alternative theories serious astrophysical candidates? The case for Einstein-Dilaton-Gauss-Bonnet black holes
人们普遍认为，爱因斯坦的理论将得到一些未知的修正，在强场区域可能很大。寻找这些变化的一个理想场所是在致密物体（如黑洞）附近。我们在这里的案例研究是膨胀黑洞，它出现在高斯-博内耦合和一圈校正的四维有效理论的杂合超弦在低能量的框架。这些都是有趣的物体，作为替代的原型，但表现良好的引力理论：它们避开了广义相对论的“无毛”定理，但被证明对径向扰动是稳定的。我们研究了这些黑洞作为天体物理对象的可行性，并试图提供一些方法来区分它们与广义相对论中的黑洞。我们首先扩展以前的工作，并建立这些黑洞对轴向扰动的稳定性。然后，我们寻找解决方案的场方程描述缓慢旋转的黑洞和研究测地运动围绕这个几何形状。根据溶液的质量、介子电荷和角动量的值，相对于广义相对论中的黑洞，人们可以在ISCO位置和轨道频率上有可测量的差异。这种差异在未来的实验中可能是有用的，以区分不同的引力理论。
2009-04-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dark Energy and Dark Matter in $f(R)$ Gravity and an Alternative Chameleon Mechanism
当$f"(R)$ = 0时，度规$f(R)$引力理论的行为就像带有宇宙学常数的GR，而在其他地方则像标量张量理论。我调查的过渡从$f"(R) \neq 0$ $f"(R) = 0$，并表明，这一理论可能提供一种方法来解释暗能量和/或暗物质，而不必利用变色龙机制，以符合太阳系的测试。
2013-09-13 astro-ph.CO gr-qc
