Matter perturbations in Galileon cosmology
我们研究了伽利略宇宙学中物质密度扰动的演化，其中晚期宇宙加速可以通过场动能实现。在平坦时空中，当存在五个满足伽利略对称性的协变拉格朗日量${cal L}_i$（$i=1,...,5$）时，我们得到了线性阶的完全微扰方程.在亚视界尺度准静态近似下导出了物质扰动方程和有效引力势方程。这种近似可以再现与大尺度结构相关的波长的高精度的完整的数值解。在宇宙背景膨胀历史约束的模型参数下，物质扰动的增长率大于LCDM模型，增长指数$gamma$今天通常小于0.4。我们还发现，即使在宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应的大尺度下，有效引力势在从物质时代到宇宙加速时代的过渡过程中也表现出时间上的增长.这些性质有助于在未来的高精度观测中区分Galileon模型和LCDM模型。
2011-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Self-Accelerating Universe in Galileon Cosmology
我们提出了一个宇宙学模型的解决方案，自加速在后期没有鬼不稳定性的小尺度上的迹象。该模型是Brans-Dicke（BD）理论的自然延伸，包括非线性导数相互作用，它出现在具有伽利略位移对称性的理论中。自加速宇宙的存在需要一个负的BD参数，但由于非线性项，解周围的小波动在小尺度上是稳定的。广义相对论在早期和小尺度上通过这种经由万施泰因机制的非线性相互作用得以恢复。在后期，引力被强烈地修改，背景宇宙学表现出类似幻影的行为，结构形成的增长速度加快。因此，这个模型在宇宙学观测中留下了不同的特征，它可以与标准的$Λ$ CDM宇宙学区分开来。
2009-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical analysis of generalized Galileon cosmology
我们进行了详细的动力学分析广义伽利略宇宙学，也将鬼和不稳定性的要求。我们发现，除了标准的quintessence之外，没有任何新的稳定的晚期解。此外，根据模型参数，伽利略子可能会在较晚的时候存活下来，或者它们可能会完全消失的动力学，但相应的观测值总是独立于伽利略项，只由通常的作用项确定。因此，尽管伽利略子在暴胀或近期可以发挥重要作用，但在未来，当宇宙渐近达到稳定状态时，它们将不会对宇宙的演化产生任何影响。
2013-03-21 astro-ph.CO gr-qc
Bounce and cyclic cosmology in weakly broken galileon theories
我们在弱破缺伽利略理论的框架下研究了系统的反弹性和循环性的实现。我们研究反弹和循环的解决方案在背景水平，重建的潜力和伽利略功能，可以引起一个给定的比例因子，并提出了分析表达式的反弹要求。我们继续详细调查的扰动，跨越弹跳点后产生各种可观的，如标量和张量谱指数和张量标量比。虽然手头的情况下，所有反弹模型的缺点，即，它提供了一个大的张量标量比，引入一个额外的光标量显着减少它通过动力学放大的等曲率波动。
2017-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
G-Bounce Inflation: Towards Nonsingular Inflation Cosmology with Galileon Field
我们研究了一个非奇异的反弹暴胀模型，它可以驱动早期宇宙从一个收缩阶段，反弹到一个普通的暴胀阶段，然后再加热的过程。除了在标准宇宙学方案中避免了大爆炸奇点的反弹外，我们还利用Horndesky理论设计了拉格朗日量的动力学和势形式，从而使反弹宇宙学中的两大问题，即鬼现象和各向异性问题都不会出现。宇宙学扰动既可以产生于收缩相，也可以产生于暴胀相，后者的功率谱是标度不变的，符合观测数据，而前者的扰动具有非平凡的特征，可以通过大尺度结构实验进行检验。我们还将我们的模型拟合到CMB TT功率谱。
2015-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Consistency of Cubic Galileon Cosmology: Model-Independent Bounds from Background Expansion and Perturbative Analyses
我们重新审视宇宙动力学的立方伽利略模型在最近提出的模型独立的分析万神殿超新星的数据。在背景水平上，它被证明是与数据兼容的，并且优于标准的精髓模型。此外，该模型被证明是符合trans-Planckian审查猜想（以及其他沼泽地approximatures）。结果表明，对于给定的参数化，该模型未能满足来自Pantheon数据集的线性扰动水平上的重建生长指数的界限。
2021-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Noether symmetries and stability of ideal gas solution in Galileon Cosmology
考虑了一类可用点拉格朗日量描述的广义Galileon宇宙学模型，利用Noether定理确定场方程的守恒律.在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙中，非平凡的守恒定律的存在表明了场方程的可积性。由于后者的复杂性，我们应用微分不变量的方法，以构造特殊的幂律解，并研究其稳定性。
2017-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evading the theoretical no-go theorem for nonsingular bounces in Horndeski/Galileon cosmology
我们表明，一个非奇异的反弹，鬼和梯度不稳定性的自由，可以实现在Horndeski或广义Galileon宇宙学的框架。特别是，我们首先回顾，理论上的不去定理，它指出上述是不可能的，是基于两个非常强的假设，即一个特定的量不能在反弹期间不连续，只有一个反弹。然而，正如我们在目前的工作中所示，第一个假设不仅可以在一般的Horndeski/Galileon场景中被违反，而且在Horndeski/Galileon引力子类内的反弹点处也必然被违反，其中$K(ϕ,X)$在$X=0$处变为零。此外，关于第二个假设，这是至关重要的，在改进版本的定理，声称即使非线性免费的病理可以实现，它将导致病理在无限的过去或无限的未来，我们表明，如果需要的话，它可以回避考虑循环宇宙学，与无限序列的非奇异反弹免费的病理，它禁止宇宙在无限的过去或无限的未来达到“有问题的”状态。最后，为了使分析更加透明，我们提供了明确的例子，可以实现无理论病理的非奇异反弹。
2019-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards Anisotropy-Free and Non-Singular Bounce Cosmology with Scale-invariant Perturbations
我们研究了无幽灵广义Galileon宇宙学框架下的非奇异反弹实现，它可以进一步摆脱各向异性问题。考虑类Ekpyrotic势，我们可以得到一个总的状态方程（EoS）大于一个在收缩阶段，这是必要的演化是稳定的对小的各向异性波动。由于这样一个大的EoS禁止伽利略场产生所需形式的扰动，我们另外引入曲率场，它可以在一般情况下产生所观察到的近尺度不变的光谱。特别是，我们提供了近似的解析和精确的半解析表达式下，弹跳的情况是与观测一致的。最后，组合的Galileon-curvaton系统在反弹后没有大撕裂。
2013-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cuscuta-Galileon cosmology: Dynamics, gravitational "constant"s and the Hubble Constant
我们讨论宇宙学的基础上库斯库塔-伽利略引力理论，它只保留两个自由度。虽然不存在额外的自由度，但引入标量场的势改变了动力学。标量场完全由物质场决定。以指数势为例，讨论了宇宙动力学。在有效弗里德曼方程中出现的引力“常数”$G_{\rm F}$变为与时间有关。我们还介绍了如何构建一个潜在的，当我们知道的哈勃参数的演变。当我们假设背景演化为$Λ$ CDM宇宙学时，我们发现了潜在的形式。然后，我们分析的密度扰动，该方程的特点是只有一个变化的引力“常数”$G_{\rm eff}$，这也成为时间依赖性。从大爆炸核合成的约束和引力常量时变的约束等观测约束出发，对模型中的参数进行了约束。考虑到有效弗里德曼方程中引力常量的时间依赖性，我们可能有机会解释哈勃张力问题。
2022-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of linear cosmological perturbations and its observational implications in Galileon-type modified gravity
通过引入标量场的非线性导数相互作用，标量-张量引力理论不仅可以解释当前的宇宙加速，而且可以满足太阳系和实验室的约束。这种额外的标量自由度被称为“Galileon”。其基本思想受到DGP膜世界的启发，但我们可以构建一个无幽灵的模型，允许自加速解。我们在伽利略宇宙学中的线性微扰进行了完全相对论分析。虽然Galileon模型可以模拟标准$Λ$ CDM宇宙学的背景演化，但扰动行为却截然不同。结果表明，在早期的度规和伽利略微扰中存在超视界增长模，表明背景是不稳定的。因此，需要微调的伽利略波动的初始条件，以促进一个理想的演变的扰动在早期。假设安全的初始条件，然后我们计算的扰动的后期演化，并讨论在伽利略宇宙学的观测意义。特别地，我们发现在积分的Sachs-Wolfe效应和大尺度结构的互相关中，存在类似于DGP模型正常分支的非线性关系。
2010-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Paths of Gravity in Galileon Cosmology
伽利略引力提供了一个强大的引力理论来解释宇宙加速，具有丰富的现象学可检验的行为。我们探讨三类Galileon模型-标准解耦，线性或衍生耦合到物质-调查的膨胀历史，特别注意早期和晚期的吸引子，以及线性扰动。从相对论和非相对论泊松方程，我们计算的引力强度（牛顿常数）的概括，推导出其早期和晚期的时间行为。通过对参数的扫描，我们得到了不同时期的引力强度分布，并追踪了引力演化的路径。使用幽灵和稳定性标准，我们限制了允许的参数空间，特别是发现的线性和导数耦合模型受到严重限制的经典不稳定性在早期宇宙。
2012-04-19 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology of the Galileon from Massive Gravity
我们协变arXiv：1011.1232中提出的质量引力的解耦极限，并研究这个理论的宇宙学作为代理，它体现了完全非线性协变理论的关键特征。我们首先确认它表现出自加速解，类似于arXiv：1010.1780中发现的解，其中哈勃参数对应于引力子质量。在一定的参数范围内，相对于自加速背景的涨落是稳定的，并形成吸引子解。我们还表明，一个退化的解决方案，不能在这个协变代理理论构造一个有意义的方式。对于宇宙结构的形成，我们发现引力子的螺旋度为0的模式导致了相对于LCDM的增强。为了保持一致性，我们还比较了从不同的框架开始在解耦极限的代理理论，并讨论了通过选择错误的起始框架获得非代表性代理理论的可能性。
2012-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in generalized Horndeski theories with second-order equations of motion
我们研究了Horndeski理论的扩展版本的宇宙学与平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下的二阶运动方程。除了暗能量场$χ$与引力部门，我们考虑到多个标量场$ϕ_I$（$I=1,2\cdots,N-1$）的特点是拉格朗日$P^{(I)}(X_I)$与$X_I=\partial_μϕ_I\partial^μϕ_I$。这些额外的标量场可以模拟辐射和非相对论物质的完美流体。我们推导出标量和张量扰动的传播速度以及不存在鬼的条件。超越Horndeski的理论对$N$标量场的所有传播速度都进行了非平凡的修改，但对物质场$ϕ_I$的修改相对于暗能量场$χ$的修改通常被抑制。我们应用我们的结果，协变Galileon与爱因斯坦-希尔伯特项，其中的Minkowski Galileon的偏导数被替换为协变导数。与一般时空中二阶运动方程的协变伽利略理论不同，对于晚期追踪解，与场$χ$相关的标量传播速度平方$c_{s1}^2$在物质时代变为负值，因此两个伽利略理论可以在线性宇宙学扰动的水平上清楚地区分开来。
2014-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Emergent Universe and Genesis from the DHOST Cosmology
在这篇文章中，我们提出了一个紧急宇宙的情况下，可以从DHOST宇宙学。宇宙在遥远的过去开始于渐进的闵可夫斯基，就像常规的伽利略创世记一样，但在晚期演化到辐射主导的阶段，因此，宇宙有一个优雅的出口，这是在常规的伽利略创世记中所没有的。我们分析了宇宙学扰动的行为，并表明标量和张量模式是免费的梯度不稳定性问题。我们进一步分析了在各种情况下产生的原始标量谱，并讨论了是否可以实现标度不变性。
2020-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological bounces and Lorentzian wormholes in Galileon theories with an extra scalar field
我们研究是否有可能设计一个“经典的”空间平坦的弹跳宇宙学或静态的，球对称的渐近平坦的洛伦兹虫洞在立方伽利略理论与一个额外的标量场相互作用。我们发现，弹跳模型总是受到梯度不稳定性的困扰，而虫洞背景中总是有鬼。
2017-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology of the Galileon extension of Bekenstein's theory of relativistic Modified Newtonian Dynamics
一个推广的贝肯斯坦的张量-矢量-标量（TeVeS）模型的修改重力最近被提出作为一种替代暗物质。这个模型--我们将称之为g-TeVeS --利用伽利略诱导的Vainshtein机制来抑制在强引力体系中对广义相对论的修改，从而避免了引入通常存在于修正牛顿动力学（MOND）的相对论模型中的巴洛克动力学项的需要。我们探讨了这个模型在精确的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）对称时空中的行为。该理论恢复MOND现象的能力限制了理论的参数空间，并且发现在参数空间的这一区域的估计内，该理论不能成功地近似冷暗物质的弗里德曼宇宙学行为。据发现，更接近的协议可能会恢复在其他地区的理论的参数空间和原因进行了讨论。
2017-02-02 astro-ph.CO gr-qc
DBI Galileons in the Einstein Frame: Local Gravity and Cosmology
它表明，非正式耦合理论中的引力部门的爱因斯坦-希尔伯特形式是相当于一个四次DBI伽利略拉格朗日，具有非线性高阶导数的相互作用，因此允许的Vainshtein效应。这个爱因斯坦框架描述大大简化了动力学方程，并突出了不同项的作用。在这个描述中，对高密度非相对论环境的研究揭示了非形式屏蔽机制的存在，而对静态真空配置的研究揭示了Vainshtein半径的存在，渐近解在该半径处破裂。与物质的非形式耦合也允许暗能量模型的构建，其行为不同于共形耦合模型，并在宇宙尺度上对大尺度结构的生长引入新的影响，标量力不被屏蔽。我们详细考虑了一个简单的非形式耦合暗物质模型，其中标准模型粒子遵循引力度规的测地线，只有暗物质受非形式标量场的影响。这个特殊的模型与线性扰动状态下的观测不相容。尽管如此，非形式耦合理论提供了足够的自由来构建现实的宇宙学场景，这些场景可以通过特征签名与标准模型区分开来。
2013-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Supersymmetric Cubic Galileons Have Ghosts
伽利略子是一个真正的标量，但承认二阶运动方程的高导数理论。它们在暗能量模型和早期宇宙学中有着有趣的应用，并被证明是作为弦论中膜动力学的描述而出现的。本文详细研究了三次Galileon拉格朗日量的全局N=1超对称扩张的玻色扇区。超对称性要求伽利略标量现在与第二个实标量场配对。我们证明，这第二标量的存在导致运动方程变得高于二阶，从而导致鬼的外观。我们还分析了能量尺度，在有效场论的描述，鬼可以驯服。
2013-06-20 astro-ph.CO hep-th
Proca-stinated Cosmology I: A N-body code for the vector Galileon
我们研究了广义Proca理论中的大尺度结构的非线性增长，其中自相互作用的大质量矢量场起着驱动宇宙膨胀加速的作用。专注于Proca拉格朗日在立方阶-立方矢量Galileon模型-我们推导出简化的重力方程，以及在弱场和准静态近似下的矢量场的纵向和横向模式，并实现它们在修改后的版本的ECOSMOG N体代码。我们的模拟结合了Vainshtein屏蔽效应，它调和了由三次矢量Galileon模型的纵向模式传播的第五种力与当地的重力测试。结果证实，对于模拟探测的所有尺度，在现实的宇宙学设置中，横模对结构形成的影响可以忽略不计。众所周知，在这个模型中，第五种力的强度由一个自由模型参数控制，我们将其表示为β_3。通过对不同β_3值的宇宙学模拟，我们发现这个参数也决定了Vainshtein屏蔽的有效性。当β_3趋于零时，该模型的行为与立方标量Galileon完全相同，其中第五种力在未屏蔽区域很强，但在高密度区域被有效屏蔽。在相反的极限下，β_3趋于无穷大，模型接近其"精髓"对应物，其具有消失的第五种力，但与Lambda CDM相比具有修改的膨胀历史。这赋予了丰富的现象学模型，这将在未来的工作进行调查。
2020-07-06 astro-ph.CO
Proca-stinated Cosmology II: Matter, Halo, and Lensing Statistics in the vector Galileon
广义普罗卡（GP）理论是一个修正的引力模型，其中宇宙膨胀率的加速可以用宇宙学矢量场的自相互作用来解释。在本文中，我们研究了一个特殊的子类的GP理论，高达三阶拉格朗日，被称为立方矢量伽利略（cvG）模型。该模型在许多方面类似于立方标量Galileon（csG），包括第五种力和Vainshtein筛选机制，但具有额外的灵活性，即第五种力的强度取决于一个额外的参数-在csG模型的零和全强度之间插值-而背景膨胀历史与该参数无关。它提供了一个有趣的替代LambdaCDM在解释宇宙加速，以及解决之间的紧张关系的早期和晚期测量的哈勃常数H_0。为了确定最好的方法来测试这个模型，在本文中，我们进行了全面的研究，这个模型的现象在非线性制度的大尺度结构形成，使用一套N体模拟运行与修改后的重力代码ECOSMOG。通过考察暗物质场、暗物质晕和弱透镜映射的13个统计量，我们发现该模型中的第五种力在后期对大尺度速度场和透镜势有特别显著的影响，这表明红移空间畸变和弱透镜对它有很强的约束作用。
2020-11-03 astro-ph.CO
Light mass galileons: Cosmological dynamics, mass screening and observational constraints
在本文中，我们研究了符合局部引力约束的轻质量伽利略场的宇宙学可行性。最小的无质量伽利略场L_3= \Box <$（\partial_μ <$）^2需要一个附加项，以便产生一个可行的无鬼的宇宙晚期加速。在作用量中加入（L_4，L_5）-高阶伽利略拉格朗日量，或者考虑轻质量场的伽利略场势，都可以得到所需的宇宙动力学。我们分析了第二种可能性，发现：（1）该模型在非线性伽利略场次占优的区域产生了一个可行的宇宙学;（2）Vainshtein机制在小尺度下起作用，此时非线性效应变得重要，场势的贡献不再显著。此外，所考虑的场的小质量被保护免受强量子校正，从而为系统提供量子稳定性。
2012-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Tests of Coupled Galileons
研究了具有正动力学项的Galileon模型的宇宙学性质。我们包括共形和非正式的耦合问题，并专注于约束的理论，因为这些耦合。与重子物质的非形式耦合受到天体物理和粒子物理效应的极大限制。与光子的非形式耦合会引起光速的宇宙学变化，从而导致宇宙微波背景光谱的扭曲，已知这种扭曲非常小。与重子的共形耦合导致了大爆炸核合成以来粒子质量的变化，这也是严格约束的。我们考虑背景宇宙学的伽利略模型耦合到冷暗物质（CDM），光子和重子，并施加光的速度和粒子质量尊重观测的宇宙学时间尺度上的界限。我们发现，要求伽利略模型的状态方程必须接近-1，现在严重限制了他们的参数空间，只能实现与共形和非正式耦合的组合。这导致粒子质量和光速的巨大变化，与观测结果不一致。因此，我们发现，宇宙学的伽利略模型是可行的暗能量理论耦合到暗物质，但他们的耦合，无论是非正式的和共形的，重子和光子必须大力抑制使他们只敏感CDM。
2014-11-27 astro-ph.CO hep-ph
Orthogonal non-Gaussianities from Dirac-Born-Infeld Galileon inflation
研究了在Dirac Born Infeld作用量中加入诱导引力项的多场相对论Galileon模型的宇宙学。我们强调的物理洞察力，是通过采用一个双度量的角度来看，其中的诱导引力和爱因斯坦-希尔伯特行动被平等对待。我们推导出条件下，准指数膨胀阶段可以持续，并证明存在一个临界背景能量密度以上的宇宙学波动成为鬼。在非线性层面上，这个场景提供了第一个具体的早期宇宙模型，其中双谱的形状可以主要是正交类型。更一般地说，我们表明，原始的非高斯性的形状和符号作为强大的判别式的精确强度的诱导引力。
2011-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in generalized Proca theories
我们考虑一个大质量的矢量场的导数相互作用，传播只有3个所需的极化（除了两个张量极化重力）与二阶运动方程在弯曲的时空。这种广义Proca理论的宇宙学意义的背景和线性微扰的研究，考虑到拉格朗日五阶。在存在的物质流体的时间分量的矢量场，我们推导出的背景运动方程，并显示存在的deSitter解决方案有关的晚时间宇宙加速。我们还获得了鬼和拉普拉斯不稳定性的张量，矢量和标量扰动的小尺度限制的情况下的条件。我们的结果被应用到具体的例子中的一般功能的理论，其中包括矢量Galileons作为一个特定的情况。在这样的例子中，我们证明了德西特不动点总是一个稳定的吸引子，并研究了在宇宙膨胀历史中满足无鬼和稳定性条件的可行参数空间。
2016-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fab Four: When John and George play gravitation and cosmology
引力的标量-张量理论在变色龙机制和伽利略模型的发现之后，最近重新引起人们的极大兴趣。原则上，前者可以使宇宙学标量场的存在与太阳系尺度实验的约束相协调。后者开辟了建立通货膨胀模型的可能性，除其他外，不需要特别的潜力。进一步的推广最终导致了最普遍的张量标量理论，最近被称为“Fab Four”，只有一阶和二阶导数的运动方程和自调谐到一个消失的宇宙学常数的领域。这个模型有一个非常丰富的现象学，需要探索和面对实验数据，以约束一个非常大的参数空间。在本文中，我们提出了一些结果的一个子集的理论命名为“约翰”，这对应于一个非最小的导数之间的标量场和爱因斯坦张量的作用耦合。我们表明，这种耦合引起的暴胀模型非常不自然的初始条件。因此，我们在标量场和Ricci标量之间包括非最小但非导数的耦合，在Fab Four术语中称为“George”。通过这种方式，我们找到了一个更合理的暴胀模型，并且通过对球对称解进行后牛顿展开，我们导出了一组方程，这些方程用太阳系中的实验数据来约束参数空间。
2012-11-06 astro-ph.CO gr-qc
