Modified Starobinsky inflation by the $R\ln\left( \square\right) R$ term
在有效引力理论的背景下,一种考虑了$1$ -圈量子修正的最低限度自下而上的方法通过包含四个额外项:$R^{2}$、$C_{κραβ}C^{κραβ}$、$R\ln\left( \square\right) R$和$C_{κραβ}\ln\left( \square\right) C^{κραβ}$,导致了爱因斯坦-希尔伯特作用量的修改。前两项是保证引力理论的可重整化性所必需的,后两项(非定域项)来自于无质量/轻物质场的积分。本文主要研究非定域项$R\ln\left( \square\right) R$对Starobinsky膨胀的影响。我们认为非局部项作为一个小的校正的$R^{2}$长期,我们证明了该模型的行为就像一个本地模型在这种情况下。此外,我们还证明了爱因斯坦框架中的近似模型是由与广义相对论最小耦合的正则标量场描述的。最后,我们研究了该模型的暴胀机制,并通过观测CMB各向异性来约束其自由参数。
2023-01-26 astro-ph.CO gr-qc
Quantum loop corrections in the modified gravity model of Starobinsky inflation with primordial black hole production
本文研究了结合Starobinsky暴涨与原初黑洞产生的修正引力模型中的量子圈修正,发现其对标量扰动功率谱的相对贡献不超过约$10^{-3}$,表明该模型在量子修正层面仍然可行。
2024-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stability investigations of isotropic and anisotropic exponential inflation in the Starobinsky-Bel-Robinson gravity
本文研究Starobinsky-Bel-Robinson引力模型中各向同性与各向异性指数膨胀解的稳定性,发现原模型无Bianchi I型解,而翻转R²项符号的修改模型可获得稳定de Sitter暴胀解。
2023-11-30 astro-ph.CO gr-qc
Keeping the relation between the Starobinsky model and no-scale supergravity ACTive
本文通过在Starobinsky模型中引入立方Ricci曲率项,建立了其与无标度超引力中超势修改的对应关系,并验证了在特定参数范围内模型与最新宇宙微波背景观测数据一致。
2025-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Starobinsky-Bel-Robinson gravity
提出了一种新的四维时空超弦引力理论,它是由Starobinsky暴胀激发的修正的$(R+αR^2)$引力和由降维到四维的11维M理论激发的Bel-Robinson张量平方项的总和.提出的Starobinsky-Bel-Robinson作用量只有两个参数,这使得它适合于在黑洞物理、宇宙膨胀和早期宇宙的霍金辐射等可验证的物理应用。
2022-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nearly Starobinsky inflation from modified gravity
我们研究了由广义相对论的(低次幂)标量曲率修正引起的暴胀。在Einsein框架下研究了暴胀标量势类$V(σ)\sim\exp[n\,σ]$,即$n$的一般参数,并导出了相应的Jordan框架下的作用量.我们发现的条件下,这些潜力是能够再现可行的通货膨胀根据最后的宇宙学数据,并导致大的标量曲率修正,只出现在一个质量尺度大于普朗克质量。宇宙学常数可以出现或被设置为等于零的约旦框架的行动,而不改变行为的模型在通货膨胀。此外,还详细分析了对广义相对论的多项式修正。当de Sitter时空作为模型的精确解出现时,有必要在Jordan框架中使用微扰方程来研究它们在暴胀期间的动力学。在这种情况下,我们证明了在正确的暴胀量之后,Ricci标量减小,使得模型与可观察到的宇宙演化一致。
2014-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Linear perturbations spectra for dynamical dark energy inspired by modified gravity
在本文中,我们研究了一个特殊的修改后的重力状态方程,所谓的Jaime-Jaber-Escamilla,出现在第一个重力修改的作用原理,并可以重现三个宇宙学可行的$f(R)$理论:Starobinsky,胡-Sawicki,和指数模型。这EoS是一个合适的候选人,以再现动态暗能量的行为已经重建的当前数据集。基于联合统计分析,我们发现我们的结果仍然与$Λ$ CDM有很好的一致性(在$1σ$内),而在微扰水平上,我们注意到,对于Starobinsky模型,物质功率谱归一化因子$σ_8$在1- $σ$处与SDSS和SNeIa+IRAS一致,对于Hu \& Sawicki和指数模型,与SDSS-vec一致。此外,我们发现,对于$H_0$值,Starobinsky和Hu \& Sawicki与PL 18 TT相比显示出最小的张力。所有这些方面都不能从其他替代理论中观察到\textit{directly},因为状态方程很难用分析方法计算。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Bayesian analysis of $α$-Starobinsky model with Planck, ACT and DESI data
Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理科学研究所);Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所);Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(圣尼古拉斯德伊达尔戈米却肯大学理学院)
本文利用普朗克、ACT和DESI数据,通过贝叶斯方法分析α-斯图拉模型,发现允许α为自由参数时,log10 α>0在所有数据集中有显著偏好,且ACT数据对原始约束无显著影响。
2026-06-08 astro-ph.CO
Analytic extensions of Starobinsky model of inflation
我们研究了Starobinsky暴胀模型的几个扩展,它服从所有观测约束的暴胀参数,要求在爱因斯坦框架和$F(R)$引力函数在约旦框架的暴胀标量势有明确的依赖于字段{ \it和}参数的初等函数。我们的模型通过改变参数不断连接到原始Starobinsky模型。我们对Starobinsky $(R+R^2)$模型分别增加了$R^3$ -项、$R^4$ -项和$R^{3/2}$ -项,并利用最新的观测界计算了标量势、暴胀观测量和形变参数的允许极限.我们发现,张量标量比的Starobinsky模型修改的$R^{3/2}$ -长期显着增加,提高参数在该长期的前面。另一方面,我们在爱因斯坦坐标系中对Starobinsky模型的标量势进行$y=\exp\left(-\sqrt{\frac{2}{3}}ϕ/M_{Pl}\right)$的幂次变形,其中$ϕ$是正则暴胀子(标量子)场,计算了两种新情况下相应的$F(R)$引力函数,并发现了在慢卷暴胀过程中,变形参数在最低阶相对于物理小的变量$y$的限制。
2022-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Planck constraints on inflation in auxiliary vector modified $f(R)$ theories
我们表明,通用的$α$ -吸引子模型的通货膨胀,可以实现包括一个辅助矢量场$A_μ$的Starobinsky模型与拉格朗日$f(R)=R+R^2/(6M^2)$。如果将同样的过程应用于一般的修正的$f(R)$理论,其中Ricci标量$R$被具有常数$β$的$R+A_μ A^μ+β\nabla_μA^μ$代替,我们得到具有标量势和Brans-Dicke参数$ω_{\rm BD}=β^2/4$的Brans-Dicke理论.我们还将观测约束的基础上,从最新的普朗克测量的宇宙微波背景(CMB)的温度和偏振各向异性的辅助矢量修改$f(R)$理论的膨胀模型。在修正的Starobinsky模型中,我们发现参数$β$被限制为$β<25$(68\,\ %\,confidence level).
2015-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curvature corrections to Starobinsky inflation can explain the ACT results
本文研究了高阶曲率项对Starobinsky暴胀的修正,通过推导有效标量势并计算相关宇宙学参数,证明这些修正能更好地解释ACT观测数据。
2025-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Global Overview of Starobinsky Inflation beyond slow-roll with CMB-BAO data
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur(印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校);Astronomisches Recheninstitut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文学计算研究所)
本研究利用ACT、SPT和DESI数据对Starobinsky暴胀进行全局分析,通过直接求解运动方程获得比慢滚近似更强的参数约束,并转化为再加热温度限制,同时探讨了修正模型及参数化限制。
2026-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Power law $α$-Starobinsky inflation
Malaviya National Institute of Technology Jaipur(马拉维娅国家技术学院斋浦尔分校)
本文提出了一种结合幂律和α-斯图拉宾斯基膨胀的模型,通过分析观测数据,验证了该模型在宇宙学观测中的有效性。
2026-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified Gravity from growth data: goodness-of-fit and gravitational coupling
Observatório Nacional(国家天文台);Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学)
本文利用增长数据约束三个F(R)修正引力模型,通过MCMC和拟合优度统计发现模型间难以区分,但重构引力耦合μ(z)后,R^2-AB模型因与Planck 2018存在3.2σ张力而被排除。
2026-09-21 astro-ph.CO
Matter Power Spectra in Viable $f(R)$ Gravity Models with Massive Neutrinos
我们调查的物质功率谱的幂律和指数型的可行的$f(R)$理论以及大质量中微子。物质功率谱的增强被发现是在这些模型中的一个通用功能。特别是,我们表明,在前一种类型,如Starobinsky模型,频谱放大远大于后者,如指数模型。在可行的$f(R)$模型中,中微子总质量$Σm_ν$的尺度比$Λ$ CDM模型中的大.我们得到的中微子质量的约束,通过使用CosmoMC软件包与修改后的MGCAMB。解释一下,我们得到了95% C. L.的$Σm_ν < 0.451 \ (0.214)\ \mathrm{eV}$。在Starobinsky(指数)模型中,而$Λ$ CDM模型的对应一个是$Σm_ν < 0.200\ \mathrm{eV}$。此外,将中微子粒子的有效数$N_{\mathrm{eff}}$和$Σm_ν$一起作为自由参数,我们发现$N_{\mathrm{eff}} = 3.78^{+0.64}_{-0.84} (3.47^{+0.74}_{-0.60})$和$Σm_ν = 0.533^{+0.254}_{-0.411}$($< 0.386) \ \mathrm{eV}$在95% C. L. Starobinsky(指数)模型
2014-12-01 astro-ph.CO
Genericness of pre-inflationary dynamics and probability of the desired slow-roll inflation in modified loop quantum cosmologies
在修正的圈量子宇宙学框架下研究了空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙在混沌和Starobinsky势下的演化.这些模型导致了非奇异的反弹,就像在圈量子宇宙学中一样,但是在能量密度中具有比二次项更高阶的复杂得多的修改的弗里德曼动力学。对于动能占主导地位的反弹,我们得到的解析解,使用不同的近似和比较与各种物理变量的数值演化。结果表明,在两种电位的反弹区,相对误差均小于$0.3\%$。通用功能的动力学,共享圈量子宇宙学,建立使用解析和数值解。研究了动力学中反弹区、过渡区和暴胀区三个不同阶段的详细性质。对于势能主导的反弹,我们定性地描述了它的一般特征,并通过模拟证实,它们都导致了所需的慢卷阶段的混沌膨胀。然而,在Starobinsky势中,势能主导的反弹不能引起任何暴胀相。最后,我们计算所需的慢卷膨胀的概率发生在混沌膨胀和循环量子宇宙学,发现一个非常大的概率宇宙进行通货膨胀。
2019-08-23 astro-ph.CO gr-qc
Improved model of primordial black hole formation after Starobinsky inflation
本文提出一种结合Starobinsky暴胀、ABS模型与$F(R)$引力量子修正的改进模型,通过精细调节参数实现标量扰动功率谱大幅增强,从而形成可构成暗物质的小行星尺度原初黑洞。
2023-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary cosmology in modified gravity theories
为了推广Starobinsky暴胀模型,我们回顾了在修正引力(如$R^2$引力)及其扩展下的暴胀宇宙学。特别地,我们探讨了由三种效应实现的暴胀:引力的修正,量子反常,以及圈量子宇宙学中的$R^2$项。结果表明,在这些暴胀模型中,密度微扰标量模的谱指数和张量标量比与Planck的结果是一致的.本文还解释了$F(R)$引力中的弹跳宇宙学。
2015-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting CMB constraints on dark matter annihilation
宇宙微波背景功率谱的精确测量对暗物质湮灭截面有很强的约束作用,因为暗物质湮灭注入的电磁能影响了宇宙的电离历史。在本文中,我们更新了我们以前的模拟程序计算电离历史的暗物质湮灭的影响,包括氦相互作用和提高计算精度。利用修正后的RECFAST程序和Planck 2018数据集,对暗物质的湮灭截面和质量给出了一个更新的约束条件.
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph
Improved model of large-field inflation with primordial black hole production in Starobinsky-like supergravity
本文在 Starobinsky-like 超引力中提出一种大场暴胀模型,通过标量扰动功率谱的小尺度峰值产生约 $10^{17}$ g 的原生黑洞,可作为暗物质候选,并计算了诱导引力波的能量密度分数与频率。
2024-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified gravity models for inflation: In conformity with observations
我们考虑了一个改进的引力暴胀框架,通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中加入一个直接的$f(ϕ)T$项,其中$ϕ$被确定为暴胀子,$T$是能量-动量张量的迹。当暴胀子衰减时,这个框架自然会变成爱因斯坦引力。我们调查的通货膨胀动力学在这个$f(ϕ)T$引力(不要混淆与扭转标量耦合理论)的一般基础上,然后将其应用到三个动机良好的通货膨胀模型。我们发现,光谱倾斜和张量标量比的预测是敏感的这个新的$f(ϕ)T$长期。这种$f(ϕ)T$引力使混沌和自然暴胀与数据更好地吻合,并允许Starobinsky模型中有更大的张量标量比。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Reheating ACTs on Starobinsky and Higgs inflation
Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学);University of Münster(明斯特大学);Université de Genève(日内瓦大学)
本文利用ACT DR6数据和Planck、ACT及DESI数据,通过贝叶斯推断研究星川和希格斯膨胀模型的再加热参数,发现再加热温度和方程状态有显著约束,但模型仍与观测数据一致。
2025-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Universe acceleration in modified gravities: $F(R)$ and $F(T)$ cases
本文综述了修正引力理论在宇宙学问题和理论性质方面的最新进展。特别是,我们明确探讨了共形变换,Starobinsky通货膨胀,和统一的情况下,膨胀和后期的时间加速度在$F(R)$重力和$F(T)$重力(扩展teleparallel重力)。此外,我们还研究了中子星和$F(R)$引力中的超子问题。此外,对于圈量子宇宙学(LQC),给出了$F(T)$引力中有限时间未来奇点的性质。此外,我们研究了来自Kaluza-Klein(KK)和Randall-Sundrum(RS)理论的$F(T)$引力理论。
2014-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting $f(R,T)$ cosmologies
该研究综述$f(R,T)$宇宙学模型,推导最小耦合模型的约束关系并结合观测数据限定可行参数范围,同时指出非最小耦合情形无可行宇宙学、辐射成分存在异常相互作用,最终认为该理论无法作为暗能量的修正引力替代方案。
2024-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Field Condensate Baryogenesis Model in Different Inflationary Scenarios
计算了在几种暴胀方案和不同再加热模型下,标量场凝聚重子生成模型中产生的重子不对称性。我们提供了超过70套SCF模型的参数和以下的通货膨胀的情况下,即:新的通货膨胀,混乱的通货膨胀,Starobinsky通货膨胀,MSSM通货膨胀,典型的通货膨胀的重子不对称值的分析。我们考虑了暴胀后有效热化和延迟热化的两种情况。我们发现SFC重子生成模型产生的重子不对称性比以下几种暴胀模型大几个数量级:新暴胀、Shafi和Vilenkin的新暴胀模型、MSSM暴胀、再加热温度高的混沌暴胀和最简单的Shafi-Vilenkin混沌暴胀模型。对于这些模型,需要强稀释机制来将低能量下的重子过剩减少到今天的观测值。我们发现,在修正的Starobinsky暴胀、低再热温度的混沌暴胀、SUGRA的混沌暴胀和典型暴胀中,用SCF重子生成模型成功地产生了所观察到的重子不对称性是可能的.
2020-12-10 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes from modified supergravity
用改进的超引力方法描述了Starobinsky暴胀后原初黑洞的形成过程。我们的方法自然导致两个(标量)场吸引子型的双重暴胀,其第一阶段是由标量子驱动,其第二阶段是由另一个属于超引力多重态的标量场驱动。导出了标量势和动力学项,研究了真空,研究了这两种标量的暴胀动力学。我们数值计算的功率谱,我们发现超慢滚制度导致标量功率谱的增强(峰值)。这导致PBH的有效形成。我们估计PBH的质量,并找到它们的密度分数(作为暗物质的一部分)。我们表明,我们修改后的超引力模型与暴胀观测值是一致的,而他们预测的PBH质量在$10^{16}$ g和$10^{20}$ g之间的范围。从这个意义上说,修正的超引力提供了一种自然的自上而下的方法来解释和统一暴胀和PBH暗物质的起源。
2020-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic acceleration from modified gravity with Palatini formalism
本文研究了在Palatini方法背景下处理的新的FRW型修正引力宇宙学模型。这些模型是爱因斯坦引力的推广,通过一个非极小耦合到曲率的标量场的存在。该模型采用Starobinsky在拉格朗日项和尘埃物质。因此,作为一个副产品,提出了一个用二次项修正的广义相对论的穷尽宇宙学分析。我们研究我们的模型的动力学,面对他们与目前可用的天体物理数据以及对LCDM模型。为了研究模型的动力学特性,我们采用了动力系统方法。它揭示了最后一个突然奇点的存在。拟合自由参数,我们已经证明了统计分析,这类模型是在一个非常好的协议的数据(包括CMB测量),以及与标准的LCDM模型预测。必须使用statefinder诊断来区分它们。因此,已采用贝叶斯模型选择方法,以表明首选模型。只有根据资本市场管理局的数据,协调模式才是不可战胜的。
2012-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbation Theory in k-Inflation Coupled to Matter
我们考虑k-暴胀模型的行动是一个非线性函数的inflaton和inflaton动力学项。我们专注于标量张量扩展的k-通货膨胀耦合到物质,我们推导出一个修改后的Mukhanov-Sasaki方程的曲率扰动。当耦合函数沿暴胀轨道突然改变时,功率谱会出现显著的修正。这引起了修改Starobinsky模型的扰动功能。我们分析的方式功率谱是改变在红外线时,这些功能存在。
2011-02-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inflation, SUSY breaking, and primordial black holes in modified supergravity coupled to chiral matter
我们提出了一个新的修正的(类Starobinsky)旧极小型超引力耦合到手征物质超场的模型,它可以{ \it同时}描述Minkowski真空中的多场暴胀、原初黑洞(PBH)形成、暗物质(DM)和暴胀后的自发超对称性(SUSY)破缺.在我们的双慢卷暴胀的超引力模型中,在两个慢卷阶段之间有一个短的“超慢卷”阶段,PBH质量接近$10^{18}$ g。我们发现,一个显着的PBH部分在允许的质量窗口可以补充自发超对称性破缺的真空中的引力子质量接近的标量(暴胀)质量M的顺序$10^{13}$ GeV。我们的超引力模型支持DM的{ \it复合}性质,它是PBH和重引力子的混合物,而重引力子是最轻的超对称粒子。复合DM显著放松了整个PBH-DM所需的微调。导出了PBH-DM分数,计算了标量扰动增强引起的二阶引力波背景。这些引力波可能会被未来的天基引力干涉仪所探测到。
2022-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining and Comparing the Dynamical Dark Energy and f(R) Modified Gravity Models with Cosmological Distance Measurements
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Department of Physics, College of Sciences, Northeastern University(东北大学理学院物理系)
本文利用多种宇宙学观测数据约束和比较了动态暗能量模型与f(R)修正引力模型,发现不同数据集对模型选择有显著影响。
2026-02-21 astro-ph.CO
(Lovelock)$^2$ inflation: explaining the ACT data and equivalence to Higgs-Gauss-Bonnet inflation
Anqing Normal University(安庆师范大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);INFN(意大利国家核物理研究所);Fudan University(复旦大学);Al-Farabi Kazakh National University(阿尔法拉比哈萨克国立大学)
基于ACT数据重新审视暴胀的斯塔罗宾斯基模型,用二次\(f(L)\)引力\(\sim L + L^2\)解决数据矛盾,其标量 - 张量形式改变暴胀慢滚动力学,还发现与希格斯 - 高斯 - 博内特暴胀等效,改进了对宇宙学数据的拟合。
2026-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Exploring the parameter space of modified supergravity for double inflation and primordial black hole formation
在修正的$(R+R^2)$超引力模型下,研究了宇宙膨胀和原初黑洞形成的有效模型(双标量)的参数空间。我们的模型描述了双暴胀,其第一阶段由来自$R^2$引力的Starobinsky标量子驱动,其第二阶段由属于超引力多重态的另一标量驱动。两个阶段之间的超慢滚制度导致标量扰动的功率谱中的大峰值(增强),这导致有效的PBH形成。暴胀和PBH的形成在我们的模型中都是通用的,而这些PBH可以解释暗物质的很大一部分或全部。由于早期提出的同类模型与观测到的标量倾斜$n_s$值存在一定的张力(在$3σ$之上),因此我们研究了更多参数的更一般的模型,并研究了宇宙学倾斜$(n_s,r)$和标量功率谱增强对这些参数的依赖性。还计算了PBH的质量及其密度分数(作为暗物质的一部分)。与$n_s$观测值的良好一致性($2σ$和$3σ$之间)需要对参数进行微调,并且仅在所谓的$δ$模型中实现。我们的模型提供了暴胀,PBH和暗物质的(超)引力起源,并可能通过未来对宇宙微波背景辐射和PBH诱导的引力波的精确测量来证实或证伪。
2021-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chaotic inflation in modified gravitational theories
我们研究混沌膨胀的背景下修改的引力理论。我们的分析涵盖的模型的基础上(i)场耦合$ω(ϕ)$与动能$X$和一个nonmimumatic耦合$ζϕ^{2} R/2$与里奇标量$R$,(ii)布朗-迪克(BD)理论,(iii)高斯-邦纳(GB)重力,(iv)重力与伽利略校正。膨胀耦合的动能和/或负的非最小耦合显示,导致与观测的宇宙微波背景(CMB)温度各向异性的自耦合膨胀势$V(ϕ)=λϕ^{4}/4$兼容。包含二次暴胀子势的BD理论,它覆盖了包含BD参数$ω_{BD}=0$的Starobinsky的$f(R)$模型$f(R)=R+R^{2}/(6M^{2})$,对于减小的$ω_{BD}$,产生了较小的张量标量比。在存在一个GB项耦合到场$ϕ$,我们表示的标量/张量谱指数$n_{s}$和$n_{t}$以及张量-标量比$r$的两个慢滚参数和地方的GB耦合的强度从联合数据分析的WMAP 7年结合其他观测的界限。我们还研究了具有指数耦合$Φ(ϕ) \propto e^{μϕ}$的类Galileon自相互作用$Φ(ϕ) X \squareϕ$。使用CMB的可能性分析,我们把边界上的Galileon耦合的强度,并表明,自耦合的潜力,实际上可以与观测兼容的指数耦合与$μ>0$的存在。
2011-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Orbits and adiabatic contraction in scalar field dark matter halos: revisiting the cusp-core problem in dwarf galaxies
玻色-爱因斯坦凝聚的暗物质,也被称为标量场暗物质(SFDM),已经成为冷暗物质(CDM)的流行替代品,因为它预测了星系的核心,而不是CDM晕的尖端(“尖端核心问题”)。我们继续研究SFDM与一个强大的,排斥性的自相互作用; SFDM(SFDM-TF)的C-Fermi制度。在该模型中,结构形成被抑制在与TF半径$R_\text{TF}$相关的尺度以下,TF半径接近于这些晕中的中心核的半径。通过研究星系晕中的绝热收缩(AC)过程,首次研究了重子对真实星系SFDM-TF晕轮廓的影响。在此过程中,我们首先分析了适用于SFDM的基本量子Hamilton-Jacobi框架,并计算了暗物质轨道,以验证AC通常所需假设的有效性。然后,我们计算了AC对质量为$\sim 10^{11}~M_{\odot}$的SFDM-TF晕的影响,具有不同的重子分数和核心半径,$R_\text{TF} \sim (0.1 - 4)$ kpc,并将我们的结果与观测的矮星系的速度数据进行了比较。我们发现,AC修改的SFDM-TF晕与kpc大小的核心半径再现的数据很好,这表明恒星反馈可能不需要。另一方面,具有sub-kpc核心半径的晕面临着与CDM相同的问题,因为它们与中央晕部分的星系数据不一致。
2022-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining $f(R)$ Gravity Models with The Late-Time Cosmological Evolution
$f(R)$修正引力是爱因斯坦广义相对论的修正,旨在解释宇宙学标准模型之外的问题,如暗能量和暗物质。作为一种支配宇宙大尺度主要动力学的引力理论,$ f(R)$模型应该能够解释从物质主导的宇宙到暗能量主导的宇宙的转变。假设在从物质主导宇宙到暗能量主导宇宙的过渡过程中,辐射的密度参数可以忽略,我们发现了关于模型密度参数的动力学稳定性的一些不动点。如果$f(R)$模型能够将不动点$P_5$(代表物质主导的时代)连接到不动点$P_1$(代表暗能量主导的时代),则可以实现相变。评估状态转换的方法称为固定点分析。在这项研究中,我们分析的可行性$f(R)$模型提出的Starobinsky,胡-Sawicki,和Gogoi-Goswami关于相变从物质占主导地位的宇宙暗能量占主导地位的宇宙。结果表明,通过选择适当的参数,这些模型是可行的。例如,在Starobinsky和Hu-Sawicki模型中,可以选择参数$μ$以对应于$x_d= R_1/Rc$的下限,其中$R_1$表示de-Sitter点。同时,对于Gogoi-Guswami模型,当参数$α$和$β$满足deSitter点的存在性和稳定性条件时,也可以得到同样的结果.从这些结果可以得出结论,这些$f(R)$模型允许这样的宇宙相变,以实现后期的加速膨胀。
2022-12-30 astro-ph.CO gr-qc
Tomography from the Next Generation of Cosmic Shear Experiments for Viable f(R) Models
我们在修正作用量f(R)理论的框架下给出了两个可行的宇宙学模型所预言的宇宙剪切信号。我们使用f(R)模型,其中宇宙当前的加速膨胀是修正的引力拉格朗日量而不是暗能量(DE)的直接结果,无论是真空能量/宇宙学常数的形式,还是动态标量场(例如quintessence)的形式。我们选择Starobinsky(St)和Hu & Sawicki(HS)f(R)模型,它们经过精心设计,可以通过太阳系重力测试。为了进一步支持--或者排除-- f(R)理论作为DE假说的替代候选者,我们利用了弱引力透镜的力量,特别是宇宙剪切。我们计算断层剪切矩阵,因为它将由即将到来的欧空局宇宙视觉欧几里得卫星测量。我们发现在St模型中宇宙剪切信号几乎完全退化为LCDM,而在HS模型中很容易区分。此外,我们计算相应的Fisher矩阵的St和HS模型,从而获得其宇宙学参数的预测。最后,我们表明,宇宙剪切的贝叶斯因子将肯定有利于HS模型LCDM,如果欧几里得测量值大于~0.02的额外HS参数n_HS。
2011-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Testing Primordial Black Holes as Dark Matter in Supergravity from Gravitational Waves
我们探讨了一类简单的超引力模型的引力波(GW)现象学,它可以解释和统一膨胀和原始黑洞(PBH)作为暗物质(DM)。我们的(修改后的)超引力模型自然会导致一个两个领域的吸引子型双通货膨胀,其第一阶段是由Starobinsky标量和第二阶段是由另一个标量属于超引力多重驱动。在我们的超重力模型中PBH的形成是有效的,与所有的观测约束兼容,并预测一个随机的GW背景。我们计算了PBH引起的GW功率谱,并表明GW信号可以在未来的天基GW干涉仪(如LISA,DECIGO,TAIJI和TianQin项目)的灵敏度曲线内检测到,从而显示了超重力在GW物理学中的预测能力及其兼容性。
2021-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Maximal extensions and singularities in inflationary spacetimes
研究了具有平坦空间几何的暴胀时空的可拓性。我们发现,如果比率$\dot{H}/a^2$在暴胀时空的边界处发散,则暴胀时空的过去边界成为所谓的平行传播曲率奇点,其中$\dot{H}$和$a$分别表示哈勃参数和标度因子的时间导数.另一方面,如果比率$\dot{H}/a^2$收敛,则过去的边界是规则的并且是可连续延伸的。在正则标量场驱动的慢卷暴胀情形下,我们还发展了一种判断时空连续($C^0$)可拓性的方法。作为该方法的应用,我们发现Starobinsky暴胀模型具有$C^0$平行传播的曲率奇异性,而具有类Higgs势的小场暴胀模型则不具有.我们还发现,在有限曲率不变量的修正引力理论中的暴胀解是没有这样的奇点,是光滑可拓的。
2018-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Occurrence of exact $R^2$ inflation in non-local UV-complete gravity
$R+R^2$,简称“$R^2$“(“斯塔罗宾斯基”)暴胀模型,代表了一个完全一致的单参数暴胀情景的例子。这个模型有一个从暴胀中“优雅的退出”,并为标准物质的后续创造和最终热化提供了一种机制。此外,它产生了一个非常好的适合所观察到的原始扰动谱。在本文中,我们明确地表明,$R^2$暴胀时空是一系列弱非局部(准多项式)引力理论的精确解,这提供了紫外线完成的$R^2$理论。这些理论是无鬼的,在量子水平上是超重整化的或有限的,并且是微扰么正的。它们的光谱由引力子和导致暴胀的标量子组成。值得注意的是,光谱的任何进一步扩展导致传播重影自由度。我们的目的是提出一个详细的建设,这样的理论在所谓的外尔基础。此外,我们通过考虑暴胀过程中的扰动,对这一理论的宇宙学意义给出了一个特殊的解释。与局部$R^2$模型相比,非局部模型的亮点是根据理论参数预测张量和标量功率谱$r$的比值的修改值。相关参数已得到控制,可成功地与现有观测数据进行对比。此外,修改后的$r$肯定能满足未来的观测约束。
2016-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th