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
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
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
Inflationary Tensor Perturbation in Eddington-inspired Born-Infeld gravity
研究了在Eddington激发的Born-Infeld引力中由质量标量场驱动的暴胀模型中的张量扰动.对于短波长模,微扰特征与通常的混沌暴胀非常相似。对于长波长模式,扰动表现出一个特殊的功率谱的上升,这可能会留下一个签名的宇宙微波背景辐射。
2014-04-24 astro-ph.CO gr-qc
De Sitter ground state of scalar-tensor gravity and its fluctuation with dust
本文给出了标量-张量引力场的一个精确de Sitter解,其中非最小耦合标量沿一个非定常势滚动。在此基础上,在标量-张量引力框架下探讨了一个充满尘埃的FRW宇宙。由唯一的非最小标量诱导的有效暗能量可以是精粹样的,幻影样的,更重要的是,可以跨越幻影鸿沟。本文展示了标量-张量引力即使只有一个标量也具有丰富多样的性质。
2010-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equations of motion in scalar-tensor theories of gravity: A covariant multipolar approach
本文讨论了一大类标量-张量引力理论的扩展试验体的动力学。一个协变多极Mathisson-Papapetrou-Dixon类型的方法是用来推导运动方程的系统的方式为约旦和爱因斯坦制定这些理论。所获得的结果提供了框架,实验测试标量张量理论通过扩展的测试机构。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Effective Field Theory of Vector-Tensor Theories
我们研究了一个系统的制定矢量张量理论的基础上的有效场论(EFT)的方法。我们的EFT的输入是,时空对称性是自发破缺的存在,根据宇宙学原理的首选类时方向。在澄清了对称性破缺模式与暴胀/暗能量的传统EFT的区别后,我们发现了围绕宇宙学背景的矢量张量理论的EFT描述。这种方法不仅是矢量张量理论的统一描述,而且突出了标量张量理论和矢量张量理论之间的普遍差异。具有不同对称性破缺模式的理论通过唯象函数和EFT系数之间的一致性关系来区分。我们在EFT框架下研究了线性宇宙学扰动,并讨论了在暗能量背景下矢量张量理论的特征性质。特别是,我们计算的有效引力耦合和滑移参数的物质密度对比的EFT系数。
2022-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equivalence principle in scalar-tensor gravity
我们提出了一个直接确认的有效性的等效原理的非结构测试机构在标量张量引力。我们的分析是补充以前的方法和有效的一大类标量张量引力理论。一个协变的方法是用来推导运动方程的系统的方式,并允许通过扩展的测试机构的标量张量理论的实验测试。
2015-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A general theory of linear cosmological perturbations: scalar-tensor and vector-tensor theories
我们提出了一种方法参数化线性宇宙学扰动的引力理论,均匀和各向同性的背景。该方法是足够的一般性和系统性,它可以适用于任何自由度(DoF)和任意规范对称性的理论。在本文中,我们专注于标量张量和矢量张量理论,在线性坐标变换下不变。在标量-张量理论的情况下,我们使用我们的框架来恢复线性化Horndeski和“Beyond Horndeski”理论的简单参数化,并找到更高的导数修正。在矢量张量理论的情况下,我们首先构造最一般的二次作用的扰动,导致二阶运动方程,传播两个标量自由度。然后,我们专门研究矢量场是类时的情况(类似于爱因斯坦-以太引力),其中理论只传播一个标量自由度。其结果是,我们确定了完整的形式的二次行动的扰动,和自由参数的数量,需要定义,宇宙学的特点,这两大类理论。
2016-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Degenerate Higher-Order Scalar-Tensor (DHOST) theories
这篇文章回顾了标量张量理论的拉格朗日包含二阶导数的标量场,但仍然只传播一个标量模式(除了通常的两个张量模式),因此没有困扰的奥斯特罗德拉茨基不稳定性。这些理论,其中包括所谓的Horndeski和超越Horndeski理论,最近已完全分类到立方阶的二阶导数。在介绍了这些理论之后,我提出了一些现象学方面的问题。在宇宙学中,这些理论可以被包含在对暗能量和修正引力的统一有效描述中。最后讨论了几种具体模型下的中子星解。
2018-03-02 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
The physical foundations for the geometric structure of relativistic theories of gravitation. From General Relativity to Extended Theories of Gravity through Ehlers-Pirani-Schild approach
本文用所谓的Ehlers-Pirani-Schild形式主义批判地讨论了相对论引力理论几何结构的物理基础。这种方法提供了一个自然的解释,显示如何将它们与广义相对论和一个大类的引力扩展理论。特别是,我们表明,在这样的形式主义,测地线和因果结构的时空可以安全地解开允许正确的分析,鉴于观察和实验。作为特殊情况,我们考虑f(R)引力的情况。
2012-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Once again on thin-shell wormholes in scalar-tensor gravity
证明了在任何标量张量引力理论中,在无鬼无质量标量场和无鬼引力子的情况下,由两个相同的真空静态球对称时空区域构成的薄壳虫洞都具有负的壳层表面能密度.
2009-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological Bound from the Neutron Star Merger GW170817 in scalar-tensor and $F(R)$ gravity theories
我们考虑标量张量理论和$F(R)$引力理论中宇宙引力波的演化作为修正引力的典型模型。虽然传播速度没有从光速改变,但当我们将这些修改的引力理论中的传播与$Λ$ CDM模型中的传播进行比较时,传播相位发生了变化。相位变化可能在未来的观测中被发现。
2018-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equilibrium and stability of relativistic stars in extended theories of gravity
我们研究静态的,球对称平衡配置在扩展的引力理论(ETG)的Capozziello等{ \it al}介绍的符号。我们以一种非常通用的形式计算这种理论中恒星结构的微分方程,即,引入了任意ETG的Tolman-Oppenheimer-Escheroff推广。稳定性分析也特别关注标量张量引力的特殊例子进行了研究。
2016-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal invariance of second order scalar-tensor theories
Horndeski作用量是最一般的一个,它涉及一个度规和一个标量场,导致四维中的二阶场方程。作为著名的标量-张量理论的自然延伸,它的结构和性质值得沿着在后者背景下积累的经验来分析。在这里,我们认为,非正式的变换,Horndeski理论,一个类似的作用,共形变换的标量张量理论一拉布朗-迪克。
2014-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective Field Theory of Large Scale Structure in modified gravity and application to Degenerate Higher-Order Scalar-Tensor theories
在修正引力中,单圈物质功率谱呈现出在简并高阶标量张量理论框架下的紫外发散。为了解决这个问题,我们将大尺度结构的有效场论推广到修正引力理论。我们发现,新的counterterterms出现和renormalize的紫外线发散作为一个自然的后果,在修改后的泊松方程的非线性。重整化单圈物质功率谱可以用来检验修正的引力理论。
2022-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Beyond Lovelock gravity: Higher derivative metric theories
我们考虑描述四维度量的动力学的理论,其拉格朗日量是同态不变的,最多依赖于度量的二阶导数。强加退化条件,我们发现一组拉格朗日,除了形式的爱因斯坦-希尔伯特之一,是平凡的或包含两个以上的自由度。在部分退化的理论,我们恢复陈-西蒙斯引力,赋予约束,其结构表明存在的不稳定性。然后,我们通过引入新的“手征标量张量理论”,扩大了宇称破缺引力理论的范畴。虽然它们都引起了与陈-西蒙斯引力相同的关注,但它们仍然可以作为低能有效场论,或者通过将它们限制在幺正规范(其中标量场是均匀的),作为具有宇称破坏扇区的洛伦兹破缺理论。
2018-02-28 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
Alleviating $H_0$ tension in scalar-tensor and bi-scalar-tensor theories
该研究探讨标量-张量和双标量-张量修正引力理论,通过平移对称摩擦项或幻影暗能量机制缓解 $H_0$ 张力,为宇宙学难题提供解决方案。
2023-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kurtosis consistency relation in large-scale structure as a probe of gravity theories
本文基于物质密度涨落构建峰度一致性关系,推导出DHOST理论框架下两个独立的一致性关系,为约束和检验修正引力理论提供了新探针。
2024-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of theories of gravity without Lorentz invariance: the preferred frame case
没有洛伦兹不变性的引力理论是量子引力低能描述的候选者。在这篇评论中,我们将描述候选人的现象学后果与存在的首选时间方向
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Tensor Non-Gaussianity from Massive Gravity
我们在大质量张量引力子理论中计算了张量双谱,该理论预测了蓝倾斜且大幅放大的原始引力波。我们发现,一个新的三点相互作用可以产生一个更大的张量双谱比传统的广义相对论。双谱在压缩位形处达到峰值,其向压缩极限的斜率由引力子质量决定。这种压缩张量双谱可以用干涉仪作为张量功率谱的四极调制来观察。
2019-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy and Modified Gravity in Degenerate Higher-Order Scalar-Tensor (DHOST) theories: a review
本文回顾标量张量理论的特点是拉格朗日,尽管存在二阶导数,包含一个单一的标量自由度。这些理论被称为退化高阶标量张量(DHOST)理论,包括Horndeski和Beyond Horndeski理论。他们传播一个单一的标量模式作为其拉格朗日简并的结果,因此,不会受到Ostrodradsky不稳定性的困扰。它们在二阶导数中被完全分类到立方阶。对它们的唯象结果的研究限制了与观测相容的DHOST理论的子类。在宇宙学中,这些理论可以用暗能量和修正引力的统一有效方法来描述。本文还讨论了DHOST理论中的紧凑对象。
2018-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Quantum Equivalence of $f(R)$ Gravity and Scalar-tensor Theories in the Jordan and Einstein Frames
$f(R)$引力理论和标量张量理论在经典水平上是等价的。我们研究,如果这种等价性是有效的量子水平。在约当和爱因斯坦框架中,标量-张量理论有两种描述。结果表明,这三种理论形式对壳的作用量或作用量是相同的,因而它们在任意维壳的量子单圈水平上是等价的.我们还计算了$f(R)$引力中的单圈发散。
2018-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
De Sitter ground state of scalar-tensor gravity and its primordial perturbation
标量-张量引力理论是与爱因斯坦相对论最有竞争力的引力理论之一。在标量-张量引力中,非最小耦合标量沿势滚动,我们重建了精确的de Sitter解。这个解可能与宇宙早期的暴胀和现在的加速有关。我们研究了它在绝热真空附近的原始量子微扰。我们首次提出了精确de Sitter产生非精确尺度不变扰动。在共形耦合的情况下,该模型预测,张量模式的扰动(重力波)是强烈压抑。
2011-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar-multi-tensorial equivalence for higher order $f\left( R,\nabla_μ R,\nabla_{μ_{1}}\nabla_{μ_{2}}R,...,\nabla_{μ_{1}}...\nabla_{μ_{n} }R\right)$ theories of gravity
证明了基于$R$的导数(即$f\left( R,\nabla R,...,\nabla^{n}R\right) $)的理论与标量多张量理论的等价性。分析是在度量和Palatini形式主义。证明了$f\left( R,\nabla R,...,\nabla^{n}R\right) $理论等价于标量多张量理论,类似于Brans-Dicke理论,其动力学项分别为度量形式和Palatini形式的$ω_{0}=0$和$ω_{0}= - \frac{3}{2}$.这个结果类似于$f(R)$理论的结果。值得强调的是,本文所得到的标量-多张量理论与Brans-Dicke理论的不同之处在于,多张量场的存在是Brans-Dicke理论所没有的。此外,建立了$f\left( R,\nabla R,...,\nabla^{n}R\right) $理论可写成标量-多张量理论的充分条件。最后,通过算例分析,比较了$f\left( R,\nabla R,...,\nabla^{n}R\right) $理论与$f\left( R,\Box R,...\Box^{n}R\right) $理论的异同。
2018-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Extension of loop quantum gravity to $f(R)$ theories
以实$\SU(2)$ -连接为位形变量,将四维度规$f(\R)$引力理论转化为连接动力学形式.通过扩展广义相对论的环量子化方案,对经典的度量$f(\R)$理论进行了量子化.我们的结果意味着圈量子引力的非微扰量子化过程不仅适用于广义相对论,而且适用于一类相当广泛的四维度规引力理论.
2011-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th