Modified Gravity Theories on a Nutshell: Inflation, Bounce and Late-time Evolution
本文系统地回顾了宇宙学中修正引力的一些标准问题和最新进展，重点介绍了暴胀宇宙学、弹跳宇宙学和晚时加速时代。特别是，我们提出了标准的修改重力理论的代表，如$F(R)$，$F(\mathcal{G})$和$F(T)$重力理论的形式主义，但也出现在文献中的几个替代理论的建议，在过去的十年。我们强调为这些理论发展的形式主义，并解释这些理论如何被认为是对我们宇宙的可行描述。使用这些理论，我们提出了如何在这些理论的背景下，一个可行的通货膨胀时代可以产生，与可行性被证明，如果与最新的观测数据的兼容性实现。我们还展示了如何弹跳宇宙学实际上可以描述这些理论。在此基础上，我们利用修正的引力理论体系系统地讨论了暗能量时代的几个定性特征，并批判性地讨论了如何在修正的引力理论框架下统一描述暴胀和暗能量时代.最后，我们还讨论了一些天体物理解的背景下修改的重力，这些解决方案的几个定性特征。本综述的目的是收集不同的修正引力技术，并形成一个虚拟的修正引力“工具箱”，其中将包含在各种形式的修正引力背景下关于暴胀、暗能量和弹跳宇宙学的所有必要信息。
2021-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamic properties of modified gravity theories
本文回顾了修正引力理论的热力学性质，如$F(R)$引力和$f(T)$引力，其中$R$是标量曲率，$T$是挠率标量.特别地，我们探讨了修正引力理论的运动方程和热力学中的克劳修斯关系之间的等价性。此外，在$f(T)$引力下，还研究了宇宙学视视界的热力学.我们展示了热力学的平衡态和非平衡态描述。证明了当视视界外的温度与视视界内的温度相等时，宇宙热力学第二定律就能满足。
2016-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Class of Minimally Modified Gravity Theories
本文研究了一类引力作用量在失效函数中是线性的引力理论的哈密顿结构。我们推导出在这个类中的理论有两个或更少的局部物理自由度的充分必要条件。作为一个应用程序，我们然后找到几个具体的例子，修改后的重力理论，其中的总数量的当地物理自由度的重力部门是两个。
2017-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Formalizing Anisotropic Inflation in Modified Gravity
由于前膨胀时代可能以一种奇异的方式演化，在这项工作中，我们在修改后的重力的背景下正式各向异性演化，重点放在前膨胀和附近的膨胀时代。我们专门研究比安奇和陶伯这样的特定度量，我们在真空$F(R)$引力、带有额外标量场的$F(R)$引力和高斯-邦尼引力中正式化暴胀理论。我们讨论了各向异性对宇宙演化的定性影响，我们也考虑了几个具体的解决方案，如德西特解决方案，在各向同性和各向异性的上下文中。此外，还简要讨论了几种奇异的修正引力宇宙学解，如含有有限时间奇点的解。
2022-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized modified gravity with the second order acceleration equation
在广义修正引力理论中，加速度方程一般是四阶的。因此，很难分析宇宙的演化。本文给出了一类具有二阶导数加速度方程的广义修正引力理论。这样，宇宙演化和弱场极限理论都很容易研究。我们发现，不仅大爆炸奇点问题，而且目前的宇宙加速问题可以很容易地处理。
2012-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-singular modified gravity: the unification of the inflation, dark energy and dark mater
利用流体表象，我们给出了加速FRW宇宙中修正引力下四种有限时间未来奇点出现的条件。它强调，许多标准的精华/幻影DE理论（包括标量，流体，DBI的，等等）带来了加速宇宙学的未来奇点，正是以同样的方式奇异的修改引力DE。考虑了统一早期暴胀和晚期加速度的可行非奇异修正引力。结果表明，将这种非奇异理论加入到另一个具有未来奇异性的加速解的实际奇异修正引力中，可以治愈所得到的组合模型的奇异性。这种普遍的情形可以自然地应用于标准奇异DE模型以及具有初始奇异性的暴胀理论。这暗示了修正广义相对论的额外的基本理由。
2009-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified teleparallel theories of gravity
我们调查修改后的引力理论的背景下，telepallel几何。众所周知，基于挠率标量的修正引力模型在局部洛伦兹变换下不是不变的，而基于里奇标量的修正引力模型在局部洛仑兹变换下是不变的。这激发了对依赖于挠率标量和挠率矢量散度的模型的研究。我们推导出远程平行相当于$f(R)$重力作为这些模型的一个特定的子集，并表明，这是唯一的理论在这一类是不变的局部洛伦兹变换。进而可以证明，$f(T)$引力是唯一一个承认二阶场方程的理论.
2015-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The instabilities and (anti)-evaporation of Schwarzschild-de Sitter black holes in modified gravity
在修正引力下，我们研究了Schwarzschild-de Sitter黑洞的极值Nariai黑洞的未来演化.在一般$F(R)$引力下，导出了Nariai黑洞在静态和宇宙学斑片中的扰动方程.对几个实际的$F(R)$模型的分析和数值研究表明，在这些模型中存在着各种各样的情形：不稳定性、著名的Hawking蒸发和黑洞的反蒸发。具体情景的实现取决于所考虑的模型。值得注意的是，这种原始黑洞在当前宇宙中的存在可能表明了支持反蒸发模型的修正引力。作为推广，我们将Nariai黑洞演化的研究推广到修正的Gauss-Bonnet引力。相应的扰动方程比$F(R)$引力的情况复杂得多。对于修正的Gauss-Bonnet引力的具体例子，我们证明了Nariai解是稳定的。
2013-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing Universe and phantom crossing in Modified Gravity and its reconstruction
本文考虑了修正引力下的FRW宇宙学，其中包含任意函数$f(ϕ)$ .结果表明，反弹的解决方案出现在模型中，而状态方程（EoS）参数越过幻影分频器。模型的重建也进行了研究，旨在重建模型的任意函数和变量。
2011-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Goldstone's Theorem and Hamiltonian of Multi-galileon Modified Gravity
伽利略模型最近被提出来局部描述一类修正的引力理论，包括膜世界DGP模型。讨论了具有内整体对称性的多重伽利略理论中自加速分支的自发对称性破缺。我们显示了一个修改后的版本的戈德斯通定理是适用于对称性破缺模式，并讨论其影响。我们还推导了一般多伽利略理论的哈密顿量，并讨论了它的影响。
2011-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Weighted density fields as improved probes of modified gravity models
当涉及到寻找广义相对论的扩展时，大量的努力都致力于精确预测密度扰动的功率谱。虽然这个观测值对引力理论很敏感，但当严格遵守太阳系约束时，它作为引力诊断的效率会显著降低。我们表明，这个问题可以通过研究加权密度场来克服。我们提出了一个变换的密度场，修改后的重力对功率谱的影响可以增加三倍以上。信号不仅被放大，而且修改后的引力特征被转移到更大的尺度，受重子物理的影响较小。此外，总体信噪比增加，这在原则上使未来星系调查识别修改重力的签名更加可行。虽然我们的分析主要集中在修正引力上，但该技术可以应用于宇宙学中的其他问题，例如中微子的探测，重子或重子声学振荡的影响。
2017-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On Nonlocal Modified Gravity and Cosmology
尽管广义相对论有许多好的性质和许多成就，但它并不是一个完整的理论。引力理论的非定域修正是实现更完备引力理论的实际途径之一。本文简要回顾了非定域引力及其宇宙学解。特别是，我们特别注意两个非局部模型和它们的非奇异反弹宇宙尺度因子的解决方案。
2015-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equivalence of modified gravity equation to the Clausius relation
本文明确地证明了修正的$F(R)$引力理论、标量-Gauss-Bonnet引力理论、$F(\mathcal{G})$引力理论和非定域引力理论的运动方程与热力学中的克劳修斯关系是等价的。此外，还讨论了熵的表达式与修正引力和物质对能流（热）定义的贡献之间的关系。
2009-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter = Modified Gravity? Scrutinising the spacetime-matter distinction through the modified gravity/ dark matter lens
本文通过修正引力和暗物质之间的争论来审视空间（时间）和物质之间严格的概念区分的可行性。特别是，我们认为Berezhiani和Khoury的小说“超流暗物质理论”（SFDM）的案例研究。两个家庭的标准是物质和时空，分别从文献中提取。根据这些标准对SFDM假设的新标量场的评估表明，它是任何可能存在的（暗）物质，但也是$-$，低于超流临界温度，$-$是任何可能存在的时空（的修改）。后续论文根据这一结果研究了SFDM的可能解释，以及我们理解修改后的重力/暗物质区别和更广泛的时空-物质区别（重要性）的后果。
2020-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New probe of modified gravity
我们提出了一种新的有效的方法来约束某一类大规模修改的重力。我们表明，密度和尺寸之间的无标度关系的暗物质晕，预测内的LambdaCDM模型与牛顿引力，得到修改的广泛类的理论修改的引力。
2010-01-04 astro-ph.CO hep-th
Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom
我们提供了一个修正引力的宇宙学检验与两个张量自由度和没有额外的传播标量模式。我们考虑的引力理论承认一个宇宙学模型，它在背景演化的水平上与$Λ$ CDM模型是不可区分的。该模型有一个单一的修改重力参数$β$，其效果可以看出，在线性扰动，虽然没有额外的标量模式传播。使用修改后的玻尔兹曼代码，将本模型，我们得到的约束$-0.047 < β< -0.028$在68 $\%$置信度从普朗克CMB数据。由于我们的修正引力模型几乎不受太阳系实验和引力波传播的约束，我们的结果提供了对该模型的第一个观测检验。
2022-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Jeans Instability in Classical and Modified Gravity
在经典的金斯理论，广义相对论，和修改的重力被认为是引力不稳定性。与标准理论相比，背景密度的增加导致了更快的扰动增长。研究了背景度规函数与坐标有关时向牛顿规范的转变。对于修正引力，找到了一个新的高频稳定解。
2014-11-17 astro-ph.CO gr-qc
Finite-time future singularities in modified Gauss-Bonnet and $\mathcal{F}(R,G)$ gravity and singularity avoidance
我们研究了从$\mathcal{F}(R,G)$ -引力的晚期加速（有效的精华/幻影）时代出现的所有四种类型的有限时间未来奇点，其中$R$和$G$分别是Ricci标量和Gauss-Bonnet不变量。作为$\mathcal{F}(R,G)$ -引力的一个显式例子，我们还研究了修正的Gauss-Bonnet引力，即所谓的$F(G)$ -引力。特别是，我们重建的$F(G)$ -重力和$\mathcal{F}(R,G)$ -重力模型，加速宇宙学实现有限时间的未来奇点出现。此外，我们讨论了一种可能的方法来治愈的有限时间未来奇异的$F(G)$ -引力和$\mathcal{F}(R,G)$ -引力通过考虑高阶曲率修正。给出了非奇异真实修正高斯-博内引力的例子。事实证明，在奇异暗能量中加入这种非奇异的修正引力，使得组合理论也是非奇异的。
2010-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified Gravity Explains Dark Matter?
本文从粒子物理学的观点出发，探索了修正引力的新视界。作为一个具体的例子，我们以$F(R)$引力提出了一个问题：从$F(R)$引力导出的标量粒子（“标量子”）可以是暗物质的候选者吗？从标量子作为暗物质的约束出发，对一类$F(R)$引力模型的参数进行了限制。屏蔽机制的作用和兼容性的暗能量的问题得到解决。
2017-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation -- a Comparative Study Amongst Different Modified Gravity Theories
近年来，人们提出了许多修正的引力模型来替代暗能量。引力的量子理论也需要修正“广义相对论”。在本文中，我们考虑了五种不同的引力修正理论，并将暴胀参数与两个普朗克合作小组最近发布的数据集进行了比较。我们的分析表明，标量-张量引力理论是最好的选择。
2022-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Structure formation in $f(R)$ gravity: A distinguishing probe between the dark energy and modified gravity
在这项工作中，我们研究了大尺度结构的形成在修改的重力在Palatini形式主义的框架，并比较结果与等效光滑暗能量模型作为一种工具，以区分这些模型。通过反演方法，我们重建了宇宙动力学、修正的引力作用以及屏蔽质量函数和引力滑移参数等结构形成指标。因此，我们提取的物质密度功率谱这两个模型的线性政权，并表明，修改后的重力和暗能量模型的预测是略有不同的彼此在大尺度。与暗能量模型不同，修正引力模型中的增长指数是一个尺度相关的参数。我们还将所得结果与度规形式中的修正引力的结果进行了比较。对结构形成的修改也可以在大尺度上改变CMB谱，但是由于宇宙的变化，很难检测到这种特征。我们表明，大量的SNIa数据在2000年的顺序将使我们能够重建修改的重力作用与适当的置信水平和测试宇宙加速模型的结构形成。
2010-11-28 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical Tests of Screened Modified Gravity
筛选的修正引力理论回避了太阳系的测试，而这些测试已经被证明是经典替代引力理论所禁止的。在许多情况下，它们不适合PPN形式主义。筛选的环境依赖性激发了一种协调一致的努力，即使用经过充分研究但迄今尚未用于测试重力的物体来寻找新的和新颖的重力探测器。天体-恒星、星系、星团-已被证明是实现这一目的的竞争工具，因为它们占据了太阳系和哈勃流之间的部分屏蔽区。在这篇文章中，我们回顾了目前的天体物理测试筛选修改引力理论。
2020-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Modified Gravity (MOG) and Heavy Neutron Star in Mass Gap
将修正的引力理论应用于引力波双星合并GW 190814，证明了中子星的修正的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程可以产生质量为$M=2.6 -2.7 M_\odot$的中子星，从而可以将双星的二次成分确定为处于假设质量隙$2.5 - 5 M_\odot$中的重中子星.
2020-08-10 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological gravity on all scales: simple equations, required conditions, and a framework for modified gravity
引力的宇宙学现象学通常在两个极限下进行研究：相对论微扰理论（大尺度）和牛顿引力（小尺度、非线性尺度）。传统的模型无关修正引力方法是基于微扰理论，因此不适用于非线性尺度。未来的调查，如欧几里德将产生大量的数据在线性和非线性尺度，因此需要一种新的方法来约束模型无关的修改重力，同时使用所有的数据，从这些调查。我们使用高阶方程从后弗里德曼方法来推导出一组“简单的1PF”（第一后弗里德曼）方程，适用于小规模和大规模的限制，我们检查所需的条件，没有中间制度，这意味着这些简单的方程是有效的所有规模。我们演示了如何简单的1PF方程推导出这里可以作为一个模型独立的框架，适用于所有宇宙尺度的修改后的重力，我们提出了一个算法，以确定哪些修改后的重力理论下，这种方法被归入。这种修改后的引力框架为现象学N体模拟提供了一种严格的方法，并为一致地使用即将到来的调查的所有数据以独立于模型的方式约束修改后的引力铺平了道路。
2020-07-18 astro-ph.CO gr-qc
Moffat's Modified Gravity tested on X-COP galaxy clusters
标量张量矢量引力（STVG）是一种完全协变的洛伦兹不变引力理论，也称为修正引力（MOG），它是用动态质量矢量场和标量场修正广义相对论的一种引力理论。在STVG中，矢量场$ϕ$的质量$μ$和万有引力常量G享有动力场的地位。利用XMM-Newton望远镜X射线观测得到的重建的星系团总质量，结合普朗克全天巡天观测到的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应，估算了MOG中修正星系团质量后的参数$ α$和$μ$.
2022-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Limited Modified Gravity
我们系统地评估了几个极限情况下修改的重力，在特定的理论或观测条件下举行。这个框架包括著名的标量张量引力和无滑动引力和无运行引力，我们将它扩展到三个新的限制：只有运行，只有光，只有增长引力。这些限制给出了简化，允许更深入地理解修正引力，包括证明引力对光和物质的影响可以在偏离广义相对论时具有相反的符号。我们还显示了不同的宇宙结构的增长率$fσ_8$和引力波标准塞壬光度比光子标准烛光光度距离关系的观测预测，定义了一个新的统计$D_G$，强调其互补性和区分模型的能力。
2020-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Emergent Universe Scenario in Modified Gauss-Bonnet Gravity
本文提出了四维无物质修正的Gauss-Bonnet引力理论，它适用于爱因斯坦引力理论中的非线性状态方程的平坦突现宇宙（EU）。欧盟模型是有趣的，它是免费的大爆炸奇异性与其他观察到的宇宙特征。假设现在的宇宙是从一个静态的爱因斯坦宇宙相中出现的，它存在于无限的过去。为了获得平坦的EU模型，我们重建了无物质的模拟修改的$f(G)$ -重力（$G$表示Gauss-Bonnet项）。确定了f（G）-引力的函数形式，该形式包含了早期的膨胀和晚期的加速阶段。
2020-08-01 astro-ph.CO gr-qc
Degeneracies in parametrized modified gravity models
我们研究了一些广泛使用的参数化修正引力模型中参数之间的退化。我们调查如何不同的观测从未来的光度弱透镜调查，如LSST，相关的影响，这些参数和在何种程度上的退化被打破。我们还研究了其他简并效应，即大质量中微子和一些弱透镜系统，对相关性的影响。
2012-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Modified Gravity Tomography
我们考虑了从小尺度到大尺度的标量场自由度对引力动力学的影响。我们证明了修正引力的影响可以完全被标量场质量及其与物质耦合的时间变化所捕获。这导致修改后的重力参数化的地方很容易分析和大规模的规模结构效应明显的限制。
2012-09-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Modelling Void Abundance in Modified Gravity
在广义相对论以及修正引力的f（R）和Wavelon模型的背景下，我们使用了一个球形模型和一个扩展的漂移集形式主义（extended excursion set formalism with driving diffusive barriers）来预测宇宙空洞的丰度。我们检测球形空洞从一套N体模拟这些引力理论和比较测得的空洞丰度理论预测。我们发现，我们的模型正确地描述了丰富的暗物质和星系空洞，提供了一个更好的拟合比以前的建议，在文献中的基础上静态障碍。我们使用模拟丰度结果来拟合丰度模型自由参数作为修改后的重力参数的函数，并表明暗物质空隙的计数可以提供有趣的约束修改后的重力。对于星系空洞，更密切相关的光学观测，我们发现，约束修改重力从空洞丰度单独可能是更具挑战性的。在目前和即将进行的星系调查的背景下，空洞和晕统计数据，包括其丰度，配置文件和相关性的组合，应有效地区分显示不同的筛选机制的修改后的重力模型。
2016-09-08 astro-ph.CO gr-qc
COLA with scale-dependent growth: applications to screened modified gravity models
我们提出了一个通用的并行化和易于使用的代码进行数值模拟的结构形成使用COLA（COmoving拉格朗日加速）方法的宇宙模型，表现出规模依赖的增长在一阶和二阶拉格朗日微扰理论的水平。对于修正的引力理论，我们还包括使用快速近似方法的筛选，该方法涵盖了文献中筛选机制的所有主要示例。我们测试的代码进行比较，以充分模拟两个流行的修改后的重力模型，即$f(R)$重力和NDGP，并找到良好的协议，即使在修改后的重力助推因子相对于$Λ$ CDM使用相当少的COLA时间步长。
2017-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Modified Gravity or Dark Matter?
修正引力理论（Modified Gravity，MOG）在不使用暗物质或爱因斯坦宇宙学常数的情况下，已成功地解释了星系的自转曲线、星系团的运动、子弹团和宇宙学观测。我们回顾了该理论的主要理论思想和应用天体物理和宇宙学数据。
2011-03-29 astro-ph.CO gr-qc
Probing modified gravity theories with the Sandage-Loeb test
在本文中，我们量化了未来测量来自类似宇宙动力学实验的光谱仪的Sandage-Loeb测试信号的能力，以约束一些流行的修改重力理论，包括DGP膜世界场景、$f(R)$修改重力和$f(T)$重力理论。我们发现，Sandage-Loeb检验测量能够打破模型参数之间的简并显着，从而大大改善宇宙学约束的所有有关修改的引力理论时，结合最新的观测CMB-位移参数。然而，它们产生的模型参数之间的简并方向几乎相同的距离比数据来自最新观测的宇宙微波背景和重子声学振荡（CMB/BAO）。此外，对于$f(R)$修正重力，Sandage-Loeb检验可以提供与CMB/BAO完全不同的模型参数空间有界区域，从而补充了强互补约束。
2013-07-14 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on Modified Gravity Models from White Dwarfs
修正的引力理论可以在牛顿极限下对泊松方程进行修正。因此，我们希望看到恒星物体内部这些变化的有趣特征。白矮星是恒星天体物理学中研究最多的恒星之一。我们探讨了修改后的引力理论在白矮星内部的影响。我们推导了修正的恒星结构方程，并求解它们来研究各种修正引力理论的质量-半径关系。我们还从观测中约束了这些理论的参数空间。
2017-10-05 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Modified gravity or modified matter ?
对于面临暗物质之谜的天体物理学家来说，暗物质以两个不同的方面出现：一方面在宇宙学中，即在非常大的尺度上，它似乎是由一堆粒子组成的;另一方面，在星系的尺度上，它是由一组特定的现象来描述的，看起来与粒子的描述不相容，这表明我们看到了引力定律的修正。将暗物质的这两个不同的方面纳入一个单一的理论形式体系是一个重要的挑战，它可能会导致一些新的物理学在天文尺度上发挥作用。
2009-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Modified gravity. Problems and observational manifestations
一些模型的修改重力和它们的观测表现。结果表明，质量密度随时间增加的引力系统演化到曲率标量为无穷大的奇异态。在$R^2$ -扩展引力理论中研究了辐射占优时期的宇宙演化。计算了由振荡曲率引起的粒子产生率。讨论了该模型对非热暗物质宇宙学创造的可能影响。
2012-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Comment on Ricci dark energy in Chern-Simons modified gravity
我们在陈-西蒙斯修正引力理论中重新讨论了里奇暗能量。就宇宙学演化而言，这不过是一个没有势的最小耦合标量的Ricci暗能量，这意味着陈-西蒙斯项的作用被抑制了。利用状态方程参数，该模型与修正的Chaubergin气体模型只有在两个粒子都在未来由宇宙学常数导出的de Sitter宇宙附近时才是相似的。然而，过去的两次演变是不同的。
2013-07-23 astro-ph.CO gr-qc
The Weak Lensing Mass of Cosmic Web Filaments and Modified Gravity (MOG)
在修正引力（MOG）下研究了宇宙网细丝的弱透镜效应，证明了在引力强度增大的情况下，细丝中探测到的$5-15 \%$级星系和重子气体与无暗物质细丝的透镜效应数据一致.
2017-05-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Distinguishing Dark Matter, Modified Gravity, and Modified Inertia with the Inner and Outer Parts of Galactic Rotation Curves
星系中缺少的引力需要暗物质，或者是引力或惯性的修正。这些具有根本重要性的理论可能性，可以通过观测到的轨道运动粒子的向心加速度与从观测到的星系中重子分布所预期的牛顿加速度之间的统计关系来区分。在这里预测冷暗物质晕，修正的重力，和修正的惯性进行了比较和测试的统计样本的星系旋转曲线从斯皮策测光和准确的旋转曲线（SPITZER）数据库。在估计的平均外场下的修正引力正确地预测了观测到的旋转曲线内外部分的加速度统计关系。从表面上看，加速度平面上的内部和外部零件之间存在$6.9σ$差异，这与当前修改惯性的建议不一致。删除可能存在系统性问题的星系，如中央隆起或特殊倾角，并不会改变这一趋势。冷的暗物质晕预示着一种与观测到的有系统的偏离关系。旋转曲线的所有方面都可以用修正的引力来解释。
2022-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Misinterpreting Modified Gravity as Dark Energy: a Quantitative Study
标准的宇宙学数据分析通常会限制简单的现象学暗能量参数，例如状态方程参数$w_0$的当前值，以及它随标度因子$w_a$的变化。然而，这种分析的结果不能轻易地表明存在修正重力。即使广义相对论不成立，实验数据仍然可以用现象学的$w_0w_a$ CDM（未修正的引力模型）很好地拟合。因此，了解标准分析中是否存在修正重力的一般特征将非常有用。在这里，我们提出，第一次我们的知识，一个定量映射显示如何修改重力模型看起来（错误）在标准的未修改的重力分析解释。通过广泛的修正引力（Horndeski）模型的扫描，并假设不久的将来的调查包括CMB，BAO和SNIa观测，我们报告的宇宙学参数的最佳拟合集的值，包括$(w_0, w_a)$，如果修正引力在工作中推断。我们发现，修改后的重力模型，可以伪装成标准重力导致非常具体的偏差，在标准参数空间。我们还评论的影响所描述的参数$S_8$的质量波动的幅度的测量。
2021-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlinearities in modified gravity cosmology. II. Impacts of modified gravity on the halo properties
暗物质晕的统计是理解修正引力宇宙学中非线性演化的重要组成部分。基于一系列改进的重力N体模拟，我们研究了晕的质量函数、浓度和偏差。我们模型的影响修改重力由一个单一的参数？？，这决定了粒子加速相对于GR的增强，给定相同的质量分布（？？=1 GR）。我们选择快照红移，使得不同引力模型的线性物质功率谱是相同的，以隔离引力的影响，而不是修改线性增长率。在标准ΛCDM中对应于z_S=1.2的基线红移处，对于与GR的10%偏差，|1号线|=0.1）时，测量的晕质量函数可以相差约5- 10%，晕浓度相差约10- 20%，而晕偏差相差很小。这些结果表明，晕质量函数和/或晕浓度对重力的性质是敏感的，可以用来沿这条线进行有趣的约束。
2013-01-15 astro-ph.CO
Modified Gravity-GADGET: A new code for cosmological hydrodynamical simulations of modified gravity models
我们提出了一个新的大规模并行程序的N体和宇宙流体动力学模拟的修改重力模型。该代码采用多重网格加速牛顿-高斯-赛德尔松弛求解器的自适应网格，有效地解决了修改后的重力模型的标量自由度的扰动。由于这种新算法是作为P-Gadget 3代码的一个模块实现的，因此它可以同时遵循P-Gadget 3中包含的重子物理学，例如流体力学，辐射冷却和恒星形成。我们证明，该代码的工作可靠，通过将其应用到简单的测试问题，可以解决分析，以及通过比较宇宙学模拟的结果从文献中。使用新的代码，我们进行了第一次非辐射和辐射宇宙学流体动力学模拟的f（R）-引力模型。我们还讨论了活动星系核反馈对物质功率谱的影响，以及重子过程的影响和引力修正之间的简并。
2013-05-10 astro-ph.CO
Curvature Oscillations in Modified Gravity and High Energy Cosmic Rays
结果表明，F（R）修正的引力理论导致天体物理系统中的曲率振荡与上升的能量密度。这种振荡的频率和振幅可能非常高，并将导致高能宇宙射线粒子的显著产生。
2012-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified Gravity Theories in Light of the Anomalous Velocity Dispersion of NGC1052-DF2
最近对超矮星系NGC 1052-DF 2的观测引发了暗物质假说与修正引力理论之间的讨论。根据银河系中10个球状星团的运动学数据，报告的低速色散（< 10.5 km/s，90%置信水平）指向一个非常低的动力学质量（$\sim$ $3.4 \times 10^{8} M_{\odot}$），它与银河系中的发光质量（$\sim$ $2.0 \times 10^{8} M_{\odot}$）处于同一量级。这被解释为星系“没有暗物质”的第一个证据。有人认为，暗物质不一定与银河系尺度上的重子质量耦合，这对修正的引力理论提出了挑战。我们在四种流行的引力理论[修正的牛顿动力学（MOND），Weyl共形引力，修正的引力（MOG）/标量张量矢量引力（STVG）和Verlinde的涌现引力]的背景下探索NGC 1052-DF 2的动力学，并给出了详细的速度分散的径向变化的分析。我们证明了NGC 1052-DF 2的色散数据与修正的引力范式完全一致（以及与没有暗物质的广义相对论完全一致）。我们对超矮星系NGC 1052-DF 4也得到了类似的结论，它被认为是“没有暗物质”的星系的第二候选者。
2019-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Strong-coupling scale and frame-dependence of the initial conditions for chaotic inflation in models with modified (coupling to) gravity
混沌暴胀模型的经典演化始于高能量密度，其半经典初始条件大概与所有基本力的普遍量子性质一致。也就是说，每个量子对能量密度的贡献是相同的。我们指出了这种方法中固有的这个量的上限，因此所有的量子都在弱耦合域内。我们在修正引力、$R^2$ -和Higgs-暴胀的现实模型中讨论了这个问题，强调了在度量框架下初始条件的具体变化，而所有的量子仍然贡献相等的部分。该分析可以在任何具有修正重力的模型中直接执行（$F(R)$ -重力、与重力具有非最小耦合的标量等）。
2016-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter and modified gravity: Einstein clusters from a non-minimally coupled vector field
Universität Heidelberg（海德堡大学）
研究非最小耦合向量场如何精确再现爱因斯坦簇的动力学，揭示其可能解释银河自转曲线的修正引力机制。
2026-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Acceleration Relations in the Milky Way as Differentiators of Modified Gravity Theories
星系的动力学质量与重子产生的牛顿加速度之间存在着强关联。这种关系被称为“质量-离散加速度关系”（MDAR）。进一步的研究揭示了一个更紧密的关系--“径向加速度关系”（RAR）--在观测到的总加速度和重子产生的（牛顿）加速度之间。到目前为止，修正的引力理论仍然比$Λ$ CDM更成功地解释了这些关系。然而，最近的一项研究指出，当RAR被表示为观测到的加速度和预期的重子牛顿加速度之间的差异（这被称为“晕加速关系或HAR”）时，它为修正的引力理论和暗物质假设提供了更强的检验。扩展我们以前的工作\citep{kt2018}，我们提出了一个案例研究的修改后的重力理论，特别是外尔共形重力和修改后的牛顿动力学（MOND），使用最近推断的银河系加速度数据。我们调查如何以及这些理论的引力和RAR标度律可以解释目前的观察。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Nonlinearities in modified gravity cosmology I: signatures of modified gravity in the nonlinear matter power spectrum
大部分关于暗能量和引力的宇宙学信息都是以非线性方式编码的。因此，精确的宇宙学需要对一般暗能量和修正的引力模型中的非线性进行精确建模。我们修改了Gadget-2代码，并在修改后的引力宇宙学上运行了一系列N体模拟来研究非线性。本文所研究的修正引力模型的特征在于一个单参数的粒子加速度，它决定了粒子加速度相对于广义相对论（GR）的增强，给出了相同的质量分布（GR中的粒子加速度= 1）。我们研究的第一个非线性统计是k <3 h/Mpc的非线性物质功率谱，这是l < 2000时鲁棒弱透镜功率谱建模的相关范围。在这项研究中，我们专注于在相应的红移，不同的引力模型具有相同的线性功率谱的非线性功率谱的相对差异。这种特殊的统计突出了修改后的重力在非线性政权的印记和重要性，包括非线性政权在测试GR。通过设计，它是不太容易受到样本方差和数值伪影。采用基于小波变换的质量分配方法对功率谱测量进行改进。我们进行了一系列的测试，以确定合适的模拟规格（粒子数，盒子大小和初始红移）。我们发现，非线性功率谱可以相差约30%，10%的偏离GR（|1号线|= 0.1），其中均方根密度波动达到10。这种巨大的差异，一方面显示了相应尺度下引力信息的丰富性，另一方面，使一些现有拟合公式对修正引力宇宙学的简单外推失效。
2010-05-26 astro-ph.CO
Constraining Modified Gravity with Euclid
未来提出的卫星任务，如欧几里德可以提供机会，测试广义相对论在宇宙尺度上通过映射星系弱透镜信号。在本文中，我们预测这些实验的能力，以约束修改后的重力的标量张量和$f(R)$理论预测的情况。我们发现，欧几里德将改善约束预期从普朗克卫星对这些修改后的重力模型的两个数量级。我们讨论了参数退化和可能的偏差引入修改的重力。
2010-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Modified Gravity and Large Scale Flows, a Review
自从40年前星系尺度关系出现以来，大尺度流动一直是宇宙学的一个具有挑战性的特征。下一代的巡天将对标准宇宙学进行严格的检验。
2016-12-31 astro-ph.CO
Acceleration from Modified Gravity: Lessons from Worked Examples
我研究了两个具体的例子，宇宙加速的修正引力解释帮助我们理解宇宙学引力测试面临的一些一般性问题：我们如何区分修正引力从暗能量，如果他们可以正式等同？我们如何根据具有足够普遍性的物理原理来参数化偏差，同时将宇宙学测试集中在补充我们现有引力知识的领域？我们如何处理必然涉及非线性的修改的动力学，以排除力的叠加？修正的作用量f（R）和DGP膜世界模型提供了对这些问题的深入了解，作为充分工作的例子，其膨胀历史，线性微扰理论，以及最近的非线性N体和力修正场动力学的宇宙学模拟可供研究。
2009-06-10 astro-ph.CO
Probing modified gravity via the mass-temperature relation of galaxy clusters
我们认为，星系团的质量-温度关系是检验超越爱因斯坦广义相对论的引力理论的一个主要候选者，对于物质和标量场之间具有普遍耦合的修正引力模型。对于非普遍耦合模型，我们发现，修改后的重力的影响可以保持隐藏的质量-温度关系。利用宇宙学模拟，我们发现，在修改的重力的质量-温度关系显着变化从标准的重力预测的$M \propto T^{1.73}$。具体地说，对于耦合因子为$β=1$的介子模型，我们发现幂律的下限为$M\propto T^{1.6}$ ;对于f（R）引力，我们根据模型参数计算预测。我们表明，质量-温度关系，屏蔽修改的重力，是显着不同的标准重力的质量较小，较冷的星系团，而无法区分爱因斯坦的重力在大规模，热的星系团。我们进一步研究了其他质量估计比热质量估计的质量-温度关系，并发现气体质量-温度结果显示出更显着的偏离爱因斯坦的引力比热质量-温度。
2016-05-26 astro-ph.CO
Strong lensing constraints on modified gravity models
我们施加的第一个强透镜约束的广泛的一类修改的引力模型，其中一个额外的领域，修改重力也耦合到光子（直接或间接通过与重子耦合），从而修改透镜。我们使用非奇异的等温椭球（NIE）的轮廓作为一个有效的潜力，它产生平坦的银河系旋转曲线。如果一个具体的修正重力模型给出一个平坦的旋转曲线，那么表征透镜效应的参数$Γ$必须取某个确定的值。我们发现，$Γ= 1.24\pm0.65$在$1σ$，符合广义相对论（$Γ= 1$）。这限制了最近提出的一些模型中的参数空间。
2018-12-12 astro-ph.CO
