违反爱因斯坦相对论：动机、理论与现象学

广义相对论中的二维裸奇点

2D Naked Singularity in General Relativity

我们提出了一个新的例子，一个二维时空裸奇点。该解具有引力奇点和无视界。这个例子只是一个玩具模型，因此它的动机是数学的。从物理意义上讲，用简单的术语理解裸奇点是什么以及它们可能具有的性质是非常有帮助的。

修正引力引论：从宇宙加速问题到量子引力现象学

Introduction to Modified Gravity: From the Cosmic Speedup Problem to Quantum Gravity Phenomenology

这些笔记是2008-2011年期间在几所西班牙大学（格拉纳达、瓦伦西亚和巴利亚多利德）、威斯康星-密尔沃基大学（威斯康星州，美国）和卡尔-弗兰茨大学（格拉茨，奥地利）讲授的关于修正重力的课程的介绍部分的摘要。我们首先讨论经典的牛顿理论框架，以及狭义相对论如何激发人们对新引力理论的兴趣。然后，我们重点讨论了诺德斯特龙的引力标量理论及其对爱因斯坦的广义相对论的影响。我们评论的意义上的爱因斯坦等效原理及其影响的建设替代理论的重力。我们提出的宇宙加速问题，以及如何$f(R)$理论可以约束出席他们的弱场行为。我们的结论是，Palatini f（R）和f（R，Q）理论可以用来解决量子引力现象学和奇异性问题的不同方面。

过程物理学：从量子泡沫到广义相对论

Process Physics: From Quantum Foam to General Relativity

报道了新的信息论过程物理学的进展，其中与广义相对论的现象学有联系。在过程物理学中，基本的假设是，现实是使用自参考限制的神经网络模型建模为自组织语义（或内部或关系）信息。过程物理学的先前进展包括空间和量子物理是涌现和统一的，时间是一个独特的非几何过程，量子现象是由嵌入并形成不断增长的三维分形过程空间的分形拓扑缺陷引起的，这本质上是一个量子泡沫。突现物理学的其他特征包括：具有突现色彩和局限色彩的量子场论、有限因果性和玻恩量子测量元规则、惯性、时间膨胀效应、引力和等效原理、具有宇宙学常数的不断增长的宇宙、黑洞和事件视界，以及经典性的出现。在这里，广义相对论和广义协变性的技术语言被视为不是基本的，而是一种现象学的构造，作为两种不同现象的混合物而产生：一种是涌现的量子泡沫的“引力”特征，“物质”充当了这一泡沫的汇，另一种是经典的“时空”测量协议，但后者被量子测量过程所违背。量子引力，如过程空间或量子泡沫的涌现量子同伦场论所表现的，在逻辑上先于广义相对论现象学的出现，并且不能从它导出。

相对论的一阶逻辑基础

First-Order Logic Foundation of Relativity Theories

本文介绍了逻辑学、时空理论、相对论--包括黑洞物理、相对论计算机、新宇宙学等革命性领域--相互联系的一个令人兴奋的新研究方向的动机和前景。我们想邀请逻辑学家读者参与到这个新世纪的伟大事业中来。除了一般的观点和动机，我们目前在这个方向的初步结果。

引力波存储器：波形和现象学

Gravitational-wave memory: waveforms and phenomenology

非线性引力波记忆效应是广义相对论的一个预言，在广义相对论中，测试质量会被引力辐射永久地移动。我们实现了一种方法来计算预期的内存波形振荡引力波的时间序列。我们使用这种方法来探索引力波记忆的现象学使用数值相对论代理模型。以前的方法计算的内存只考虑了占主导地位的振荡（$\ell=2$，$m=|2|$）模式的球谐分解或后牛顿展开。我们探讨了高阶模式的贡献，并揭示了一个更丰富的现象比是明显的$\ell=|m|=2$模式单独。我们还考虑“记忆的记忆”，其中记忆本身是记忆的来源，这导致对记忆波形的小的$O\left(10^{-4}\right)$校正。该方法在python包{ \tt \sc GWMemory}中实现，该包已公开提供。

双伽利略理论I：动机与表述

Bi-galileon theory I: motivation and formulation

我们介绍双伽利略理论，推广的单伽利略模型介绍了Nicolis等人。该理论包含两个耦合的标量场，并描述了一个拉格朗日是不变的伽利略位移下，在这些领域。本文是两篇论文中的第一篇，重点讨论了该理论的动机和制定。我们表明，级联宇宙学模型的边界有效理论对应于一个双伽利略理论的去耦限制，并认为这是预期的余维2 braneworld模型表现出红外线修改的重力。然后，我们概括这一点，通过构建最一般的双伽利略拉格朗日。通过将其中一个伽利略子与能量动量张量耦合，我们将其定位为一个修正的引力理论，其中对广义相对论的修正被编码在两个伽利略子的动力学中。我们通过观察最大对称真空及其稳定性开始了现象学的研究，发展了优雅的几何技术，这些技术可以简单地解释为什么某些真空在某些情况下必须是不稳定的（例如DGP）。现象学的详细研究出现在我们的配套文件。

单参数新广义相对论中的球对称真空解及其现象学

Spherically symmetric vacuum solutions in 1-Parameter New General Relativity and their phenomenology

本研究针对单参数新广义相对论（NGR）这一远平行引力理论，推导球对称真空场方程，得到三类真空解分支，通过经典引力检验、光子球、吸积盘及阴影等分析其现象学，发现模型自由参数会对光子传播产生额外的吸引或排斥效应。

广义相对论的实验检验

Experimental Tests of General Relativity

爱因斯坦的广义相对论是引力的标准理论，特别是在天文学、天体物理学、宇宙学和基础物理学的需要方面。因此，该理论可用于许多实际用途，包括航天器导航、大地测量和时间传递。在这里，我回顾了广义相对论的基础，讨论在太阳系中相对论引力实验的最新进展，并提出了新一代高精度引力实验的动机。我讨论了我们在不久的将来对基础物理学的理解的进展，并评估了最近提出的引力实验的发现潜力。

模拟宇宙II：完全广义相对论中宇宙泡碰撞的现象学

Simulating the universe(s) II: phenomenology of cosmic bubble collisions in full General Relativity

观测到气泡宇宙之间碰撞的遗迹将为永恒膨胀的多元宇宙的存在提供直接证据;不观测到此类事件也可以为膨胀物理学提供重要的限制。要实现这些前景，就需要从永恒暴胀背后可能的标量场拉格朗日量的性质中，对可观测量进行定量预测。在以前工作的基础上，我们详细地建立了这种联系。我们进行了一个完全相对论性的数值研究气泡碰撞的现象与一个单一的标量场的模型，计算在各种各样的模型产生的共动曲率扰动。我们还构建了一组分析预测，使我们能够识别的标量场拉格朗日的现象学相关的属性。在相关区域的解析预测和数值计算之间的协议是优秀的，并允许我们推广我们的结果超出了我们采用的模型的数值研究。具体地说，签名完全由碰撞前碰撞气泡的空间轮廓和气泡中心之间的de Sitter不变距离确定。分析和数值结果支持指数$1< κ\lesssim 2$的幂律拟合。对于相同的气泡之间的碰撞，我们建立了一个下限所观察到的碰撞振幅，这是由目前的能量密度曲率。

从量子广义相对论和二次引力的视角看量子引力现象学

Quantum gravity phenomenology from the perspective of quantum general relativity and quadratic gravity

本文从量子广义相对论有效场论与二次引力紫外完备化两个视角，计算引力量子修正与光散射时间延迟，探索可观测的量子引力现象学信号。

弯曲时空中的量子场、半经典引力、量子引力现象学和模拟模型：GR20的D4会议报告

Quantum fields in curved space-time, semiclassical gravity, quantum gravity phenomenology, and analogue models: Report on session D4 at GR20

第20届广义相对论和引力国际会议（华沙，2013年）的D4平行会议上的演讲进行了总结。

深入探究非常狭义相对论的现象学：从亚原子粒子到双星

Delving into the Phenomenology of Very Special Relativity: From Subatomic Particles to Binary Stars

本文系统发展VSR的Hamilton形式与自旋2场论，并利用粒子、中子及双星观测约束其参数。

广义相对论的实验验证：最新进展和未来方向

Experimental Tests of General Relativity: Recent Progress and Future Directions

爱因斯坦的广义相对论是引力的标准理论，特别是在天文学、天体物理学、宇宙学和基础物理学的需要方面。因此，这一理论被用于许多实际目的，包括航天器导航、大地测量和时间传递。在这里，我回顾了广义相对论的基础，讨论了相对论引力测试的最新进展，并提出了超越广义相对论的新一代高精度新物理测试的动机。今天，基础物理学的天基实验能够以独特的方式解决与基本自然定律有关的重要问题。我讨论了我们在不久的将来对基础物理学的理解的进展，并评估了一些最近提出的天基引力实验的发现潜力。

用原子钟检验广义相对论

Testing General Relativity with Atomic Clocks

我们讨论的观点，新的测试广义相对论的基础上，最近的技术发展，以及新的想法。我们把注意力集中在用原子钟进行的测试上，不重复本卷其他贡献中的论点。特别是，我们目前的空间项目ACES和SAGAS的科学动机。

具有两个不变尺度的狭义相对论：动机、费米子、玻色子、定域性和批判性

Special relativity with two invariant scales: Motivation, Fermions, Bosons, Locality, and Critique

本文提出了一个描述具有两个不变标度SR_2（c和λ_P）的狭义相对论费米子和玻色子的主方程。我们引入Judes-Visser的正则共轭变量（chi ^0，chi）到（pi，pi）。它们一起在非线性和非局部理论中引入了线性和局部性的形式元素。具有两个不变标度的狭义相对论提供了对高能物理标准模型的所有修正，即用一个基本常数λ_P来表示。强调了具有两个不变标度的狭义相对论时空具有内在的量子引力性质。在附录中，我们还评论了物理的重要性的相位因子，整个文学的主题已经错过了，并提出了一个简短的批评SR 2。此外，我们注意到，最自然和物理上可行的SR 2应要求动量空间和时空是非交换的，其非交换性由所研究的表示空间的自旋含量和C，P和T性质决定。因此，在物理上成功的SR 2中，时空的概念预计将与测试粒子的特定属性深深交织在一起。

引力的全协变能量动量应力张量与广义相对论中的Einstein方程

The Fully Covariant Energy Momentum Stress Tensor For Gravity and the Einstein Equation in General Relativity

我们给出了一个完全协变的能量动量应力张量的引力场，这是很容易的物理动机，并导致一个非常普遍的推导爱因斯坦方程的引力。除了对称性之外，我们不需要假设表面物质场的能量、动量、应力张量的任何性质。我们给出了一个物理动机，这种选择使用激光的压力。作为我们推导的结果，当时空是4维时，总源物质和场的能量动量应力张量必须是无发散的。此外，如果假设总的源物质场是无发散的，那么要么时空是4维的，要么时空具有常数标量曲率。

广义相对论的遥平行等价与引力质心

The Teleparallel Equivalent of General Relativity and the Gravitational Centre of Mass

本文简要回顾了广义相对论的遥平行等价，并分析了引力场的质心密度表达式。这种表达在文献中没有得到充分的讨论。目前的分析的动机之一是调查的暗能量在三维空间中的本地化，在一个简单的Schwarzschild-de Sitter时空的宇宙学常数诱导。我们还研究了在特定的暗物质模型中，在一个点质量粒子的时空中，以及在一个任意的轴对称时空中的质量密度的引力中心。结果是合理的，并导致质量（COM）分布函数的引力中心的概念。

量子宇宙学中共形算符序的关系动因

Relational Motivation for Conformal Operator Ordering in Quantum Cosmology

量子宇宙学中的算符序是一个主要的尚未解决的模糊性，不仅有形式上的，而且有物理上的后果。我们确定的拉格朗日起源的共形不变性，在量子宇宙学的共形算符排序选择的基础。它在相对论的乘积型作用量（如力学的雅可比作用量或广义相对论的拜厄莱因-夏普-惠勒作用量）中表现得特别自然和简单，在这些作用量中，动力学和势能因子所需的一切都是为了相互补偿而重新调整尺度。这些行为本身在数学上严格地实现了与全宇宙建模相关的哲学原理，量子宇宙学中共形算符排序的动机得到了实质性的加强。唯物主义的产品型行动也给出了涌现时间，这相当于在各种相关的语境中恢复牛顿时间、固有时间和宇宙时间。这些作用量的共形标度直接告诉我们突现时间如何标度;如果我们效仿牛顿时间或更常用的差分型欧拉-拉格朗日或阿诺维茨-德塞尔-米斯纳型作用量的流逝，我们就会看到这些也服从更复杂的共形不变性。此外，我们发现的共形缩放所涉及的时间允许有关它如何简化运动方程与仿射参数化如何简化测地线。

广义相对论中的球形等熵原恒星

Spherical Isentropic Protostars in General Relativity

在原恒星形成的过程中，天体物理气体云经历了不可逆的过程，并向周围释放热量和辐射。由于这种能量的发射，人们可以设想一种理想化的情况，在这种情况下，气体熵几乎保持不变。在这种情况下，本文导出了等熵气体球的广义相对论爱因斯坦方程的内部解。为了实现这一目标，我们得出一个单一的方程的累积质量分布在原恒星。从这个方程的解可以很容易地推出度规张量的系数。本文给出了等熵自引力气体结构的解析解和数值解。特别是，我们寻找的解决方案中的质量分布表明存在的壳，一个可能的前兆太阳系的形成。这项研究的另一个可能的物理动机来自于观察到的伽马射线暴伴随着大量的相对论速度的放射活性气体的喷射。在这些条件下，自然要用广义相对论的方程来研究喷射物质的结构。

在广义相对论和替代引力中演化黑洞视界

Evolving black hole horizons in General Relativity and alternative gravity

从微观的角度来看，现实黑洞是时间依赖的，目的论的事件视界概念是失败的。目前，在黑洞物理学的各个领域，视视界或俘获视界似乎是它的最佳替代物。我们讨论了已知的现象学的明显和捕获视界的解析解的广义相对论和替代理论的重力。这些具体的例子（我们专注于背景宇宙时空中的球对称不均匀性）可能是有用的玩具模型，研究黑洞物理的各个方面。

Einstein引力场中GW150914的数值相对论模拟

Numerical relativity simulation of GW150914 in Einstein dilaton Gauss-Bonnet gravity

目前，在测试广义相对论（GR）与双黑洞引力波检测的挑战是无法执行模型相关的测试，由于合并波形的beyond-GR理论。在这项研究中，我们产生了第一个数值相对论二元黑洞引力波在爱因斯坦高斯-邦纳（EDGB）引力，一个更高的曲率理论的引力与动机在弦论。我们演化了一个二元黑洞系统，其参数与GW 150914一致。我们专注于合并部分的波形，由于存在的长期增长的inspiral阶段。我们计算与相应的广义相对论合并波形的不匹配，发现从后inspiral-仅分析，我们可以限制EDGB长度尺度为$\sqrt{α_\mathrm{GB}} \lesssim 11$ km。

在爱因斯坦的宇宙中复活引力以太

Reviving Gravity's Aether in Einstein's Universe

爱因斯坦的广义相对论将引力描述为粒子与时空几何的相互作用，而不是像旧的引力以太理论那样与物理流体相互作用。此外，任何理论物理学家都会告诉你，尽管它的结构违反直觉，但广义相对论是物理学中最简单、最美丽、最成功的理论之一，在过去的一个世纪里经受住了各种各样的精确测试。那么，是否有任何动机放松其基本原理，并重新引入引力以太？在这里，我给出了一个简短的和非技术性的解释，为什么量子引力和宇宙学常数问题提供了这种动机。

广义不确定原理与量子引力唯象

Generalized Uncertainty Principle and Quantum Gravity Phenomenology

对自然界的基本物理描述是基于两个互不相容的理论：量子力学和广义相对论。将它们统一到量子引力（QG）理论中仍然是理论物理的主要挑战之一。量子引力现象学（QGP）研究低能系统中的QG效应。一个这样的唯象模型的基础是广义不确定原理（GUP），这是一个修改后的海森堡不确定关系，并预测一个变形的正则交换子。在这篇论文中，我们计算了角动量本征值、氢原子光谱、施特恩-格拉赫实验和Clebsch-Gordan系数的普朗克尺度修正。然后，我们严格分析了GUP微扰谐振子，并研究了新的相干态和压缩态。此外，我们介绍了一个计划，以增加测试QG效应的光机实验的灵敏度。最后，我们建议未来的项目，可能会在实验室测试QG效应。

外尔相对论：外尔思想的新方法

Weyl relativity: A novel approach to Weyl's ideas

在本文中，我们重新审视的动机和建设的统一理论的引力和电磁，以下外尔的见解之间的吸引力的潜在联系的规范不变性的电磁场和共形不变性的引力场。我们强调，改变时空的局部对称群允许构建一个理论，其中这两个对称性结合成一个假定的规范对称性，但与二阶场方程和非平凡的质量标度，不同于原来的高阶建设外尔。我们证明了引力场方程与（无迹）爱因斯坦场方程是等价的，保证了它们与广义相对论的已知检验的相容性。作为推论，有效宇宙学常数由于外尔不变性而呈现辐射稳定性。这种结构的一个新的唯象结果特征，可能与宇宙学观测有关，是存在一个能量标度，在这个能量标度以下，与时空距离的不可积性相关的效应，以及电磁场的有效质量，同时出现（作为使用外尔连接的双重表现）。我们解释如何前批评外尔的想法失去了他们的大部分权力，在其目前的轮回，我们称之为外尔相对论，因为它代表了外尔不变，统一描述的爱因斯坦和麦克斯韦场方程。

广义相对论作为演化量子引力的经典极限

General Relativity as Classical Limit of Evolutionary Quantum Gravity

我们分析了当协方差被限制在同步规范时的引力场的动力学。在Noether定理的精神，我们确定的守恒定律相关的拉格朗日不变性，我们概述了一个非零行为的哈密顿量出来。然后我们用尘埃流体来解释这种引力场的非零“能量”。这种新物质的贡献是共同移动的切片，它占了“物化”的同步参考从相应的规范条件。此外，我们分析了一个通用的非均匀宇宙的量子动力学所描述的这个进化方案，渐近奇点。我们展示了这样一个模型的现象学如何重叠相应的惠勒-德维特图片。最后，我们研究了薛定谔动力学的引力场的随机系统的系综动力学和量子演化的WKB极限之间的对应关系推断的结果的可能性。我们证明了系综分布的时间依赖性与$\hbar$中对能谱的WKB展开的一阶修正有关。

作为广义相对论标量张量推广的修正相对论引力理论中带宇宙学项的扁平宇宙演化

Evolution of flat universe with a cosmological term in modified Relativistic Theory of Gravitation as a scalar-tensor extension of General Relativity

本文考虑了相对论引力理论中张量和标量引力场的动力学，并将其推广到无质量引力子。在明确的物理动机下，确定了存在宇宙项时标量场的势。我们发现宇宙膨胀的解决方案，并分析提供过渡到热膨胀宇宙制度的条件。

爱因斯坦百分百正确吗？

Was Einstein 100% right ?

总结了广义相对论与实验结果，特别是脉冲双星数据之间的对抗，并讨论了其意义。实验和理论之间的一致性在数值上是非常令人印象深刻的。然而，最近的一些理论发现（非微扰强场效应的存在，自然的宇宙引力趋向于零标量耦合）表明，爱因斯坦理论和实验之间目前的一致性可能是一个红色的鲱鱼，并为改进引力的实验测试提供了新的动机。

破缺同态不变性与引力突现的检验

Breaking Diffeomorphism Invariance and Tests for the Emergence of Gravity

如果广义相对论是一种突现现象，那么可能会有一些小的违反反同态不变性的现象。我们提出了一个现象学的微扰小违反广义相对论的条款，打破广义协方差。这些可以通过与参数化后牛顿（PPN）形式主义相匹配来测试。最敏感的测试涉及脉冲星计时，并提供了一个非常强的界限，相对于引力强度的10^{-20}阶无量纲约束。

Modified gravity approaches to the cosmological constant problem

The cosmological constant and its phenomenology remain among the greatest puzzles in theoretical physics. We review how modifications of Einstein's general relativity could alleviate the different problems associated with it that result from the interplay of classical gravity and quantum field theory. We introduce a modern and concise language to describe the problems associated with its phenomenology, and inspect no-go theorems and their loopholes to motivate the approaches discussed here. Constrained gravity approaches exploit minimal departures from general relativity; massive gravity intro…

爱因斯坦-以太引力：现状报告

Einstein-aether gravity: a status report

本文评述了爱因斯坦-以太引力耦合参数的理论、唯象和观测约束，即广义相对论与动力学单位类时矢量场的耦合。讨论有关现象学和基本问题的开放性问题。

史瓦西度规的课堂重建

Classroom reconstruction of the Schwarzschild metric

在课堂上介绍广义相对论的一个有希望的方法是研究某些给定度量的物理含义，比如史瓦西度量。这涉及较低的数学支出比一个办法集中在微分几何在其充分的荣耀和许可证，以强调物理方面之前攻击的领域方程。即便如此，就动机而言，缺乏所用衡量标准的理由可能会构成障碍。本文讨论了如何用最少的相对简单的物理假设建立史瓦西度规的弱场极限，避免了场方程，但允许由实验确定单个参数。一个有吸引力的实验候选者是测量水星的近日点进动，因为在广义相对论完成之前就已经知道了结果。它示出了如何确定史瓦西度规的时间和径向系数，以足够高的精度，以获得定量预测的所有剩余的经典测试的广义相对论。

磁电Cr_2O_3与相对论

Magnetoelectric Cr_2 O_3 and relativity theory

相对论对理解反铁磁三氧化二铬Cr_2O_3的磁电效应的现象学有两个方面的帮助：（1）对所涉及的电磁量的物理维数，特别是磁电模量的维数有一个清楚的认识，我们建议将来把它作为无量纲的相对量列成表格;（ii）可以从Cr_2O_3的磁电实验数据中识别和提取出一个与温度有关的四维赝标。Cr_2 O_3的这个赝标量在时间反射和宇称变换下是奇的，并且在结构上与电网络理论中的回转器、粒子物理学中的轴子和电气工程中的完美电磁导体相关（“同构”）。

Towards a geometrical interpretation of rainbow geometries for quantum gravity phenomenology

In the literature, there are several papers establishing a correspondence between a deformed kinematics and a nontrivial (momentum dependent) metric. In this work, we study in detail the relationship between the trajectories given by a deformed Hamiltonian and the geodesic motion obtained from a geometry in the cotangent bundle, finding that both trajectories coincide when the Hamiltonian is identified with the squared distance in momentum space. Moreover, following the natural structure of the cotangent bundle geometry, we construct the space-time curvature tensor, from which we obtain genera…

渐近安全中的黑洞：解与唯象学综述

Black Holes in Asymptotic Safety: A Review of Solutions and Phenomenology

本文综述渐近安全量子引力框架下的量子修正黑洞解研究进展，梳理两类解的构建方式，介绍其结构、热力学、蒸发及相关动力学特性的研究现状。

Finsler膜与Lorentz对称性破坏的量子引力现象

Finsler Branes and Quantum Gravity Phenomenology with Lorentz Symmetry Violations

普朗克尺度下的量子引力（QG）相容理论几乎肯定包含了洛伦兹局域对称性破坏（LV）的表现，这种破坏在可观测尺度下是可以检测到的。这可以有效地描述和分类的模型与非线性色散和相关的芬斯勒度量和基本几何对象（非线性和线性连接）取决于速度/动量变量。我们证明，捕获膜机制提供了一个准确的描述引力和物质场的现象与LV在很宽的距离尺度和恢复系统的方式的广义相对论（GR）和当地的洛伦兹对称性。与额外时空维的模型相比，Einstein-Finsler型引力理论具有非平凡的非线性连接结构、非完整约束和由度量的一般非对角系数引起的挠率，并由基本QG和/或LV效应决定.

黑洞超越广义相对论的唯象学方面

Phenomenological aspects of black holes beyond general relativity

虽然奇点在广义相对论的经典理论中是不可避免的，但人们普遍认为，当量子引力效应在一个一致的框架中被考虑时，它们将不会出现。特别是，黑洞的结构应该在广义相对论之外的框架中进行修改，目的是正则化奇点。作为不可知论的性质，这样的理论，在本文中，我们分类可能的替代品，经典黑洞，并提供了一个最小的一组描述其特征的唯象参数。这些参数的引入，使我们能够研究，在很大程度上模型独立的方式，并考虑到所有相关的物理，与这些量子修改的黑洞的现象。我们进行了广泛的分析，不同的观测渠道，并获得最准确的表征的可行的约束，可以放置使用当前的数据。除了促进对以前工作的批判性修订外，这种分析还使我们能够强调不同的通道如何能够探测某些特征，但却忽略了其他特征，并指出为了加强这些测试应该解决的理论方面。

变形狭义相对论中的经典定域性佯谬及其可能的量子解决

Classical paradoxes of locality and their possible quantum resolutions in deformed special relativity

在变形或双狭义相对论（DSR）中，洛仑兹群对动量本征态的作用被变形，以保持最大动量或最小长度，假设等于普朗克长度。讨论了粒子在Kappa-Minkowski时空中传播的经典和量子动力学，以考察经典动力学中出现的一个明显的定域性佯谬。这是因为粒子的时空位置的洛伦兹变换取决于它们的能量，因此由两个或多个粒子的重合定义的局部事件是否发生似乎取决于观察者的参照系。在这里，它提出的悖论只出现在经典的图片，并可能解决时，考虑到量子动力学。如果是这样的话，明显的悖论就会出现，因为研究普朗克常数为零但普朗克长度不为零的物理学是不一致的。这可能是相关的现象学，如观察费米，因为在领先的顺序有一个直接和随机依赖的到达时间的能量，由于额外的传播波包。

超低能反质子和反氢引力实验的理论动因

Theoretical Motivation for Gravitation Experiments on Ultra-Low Energy Antiprotons and Antihydrogen

我们知道，普遍接受的引力理论和量子力学从根本上说是不相容的。因此，当我们试图将这些理论结合起来时，我们必须小心物理陷阱。现代量子引力理论正试图克服这些问题。任何想法都必须面对目前与广义相对论的一致，但仍然可以自由地对未被理解的现象感到好奇，例如暗物质问题和我们在这里宣布的异常航天器数据。这一切使得一些“无畏的”理论家考虑一种新的引力机制，即反物质。甚至更“大胆”的实验学家正在尝试，或考虑尝试，测量反物质的引力，包括低能反质子，也许最诱人的是反氢。

有质量引力的最小准引力理论的唯象

Phenomenology of minimal theory of quasidilaton massive gravity

有质量引力场的最小准粒子理论，无论有没有Horndeski型动力学项，都只传播三种物理模式：两种大质量张量极化和一种标量模式。这种自由度的减少是通过在宇宙学尺度上违反洛伦兹对称性和存在适当的约束来实现的，这些约束可以去除不需要的模式。真空宇宙学解在以前的工作中已经被考虑过，并且已经证明了晚期的de Sitter吸引子在非均匀扰动下是稳定的。在这项工作中，我们探讨的稳定性宇宙学解决方案中存在的物质场。为了简单起见，假设标量上的准静态势在背景水平上的吸引子上，我们导出了在视界下极限的稳定性条件，并求出了标量声速，以及准静态近似下相对于广义相对论对引力势的修正。我们还发现，引力波的速度极限与光速一致的任何均匀和各向同性的宇宙学背景，或远离吸引子。

圈量子引力理论在广义相对论之外的推广

Extension of Loop Quantum Gravity to Metric Theories beyond General Relativity

圈量子引力成功的背景无关量子化依赖于经典广义相对论可以用SU（2）的结构群转换成联系动力学形式这一关键观察。由于这种特殊的形式主义，圈量子引力通常被认为是一种只适用于广义相对论的量子化方案。然而，我们将表明，圈量子引力的非微扰量子化过程可以扩展到一个相当普遍的一类引力的度规理论，最近受到越来越多的关注，由于来自宇宙学和天体物理学的动机。特别地，我们将首先介绍如何将四维度规引力$f(R)$理论以及Brans-Dicke理论转化为以实SU（2）连接为位形变量的连接动力学形式。通过这些形式，我们通过推广广义相对论的圈量子化方案，概括了$f(R)$理论和Brans-Dicke理论的非微扰正则量子化.

Inflationary phenomenology of quadratic gravity in the Palatini formulation

The theory of General Relativity was established on a spacetime manifold equipped with a metric tensor, $(\mathcal{M}_4,\text{g})$, and the connection on $\mathcal{M}_4$ identified with the Levi-Civita one. Even though there are valid reasons to assume a torsionless manifold that preserves the metric, it was shown that dealing away with these assumptions the Levi-Civita condition can be reproduced at the level of equations of motion of GR. It was not long before the equivalence of General Relativity between the two descriptions, known as the Palatini or first-order formalism in which the conne…

最小质量引力理论中的唯象学

Phenomenology in minimal theory of massive gravity

本文研究了最近提出的最小质量引力理论。在回顾了原来的建设的基础上，其哈密顿的vielbein形式主义，我们重新制定它的拉格朗日方面的vielbein和度量形式主义。然后很明显，与以前在洛伦兹破坏的大质量引力文献中的尝试不同，不仅势而且作用的动力学结构都是从de Rham-Gabadadze-Tolley（dRGT）大质量引力理论修改的。我们确认，在完全非线性水平的MTMG的物理自由度的数量是两个。这证明了各种可能的病理，如超发光，因果关系和强耦合的情况下。之后，我们讨论了尘埃流体存在下的MTMG现象。我们发现，在一个平坦的均匀和各向同性的背景，我们有两个分支。其中之一（自加速分支）自然会导致加速，而不需要真正的宇宙学常数或暗能量。在这个分支中，标量和矢量模式的行为与广义相对论（GR）完全一样。这个分支的现象学在张量模式扇区中不同于GR，因为张量模式获得非零质量。因此，MTMG作为一个稳定的非线性完成的自加速宇宙学解决方案最初发现在dRGT理论。另一个分支（正常分支）具有依赖于时间依赖的基准度量的动态。对于正常分支，标量模式部门，即使在GR中只有一个标量模式存在（由于尘埃流体），不同于GR中的一个，并且，在一般情况下，结构形成将遵循不同的现象。张量模将是有质量的，而矢量模，对于这两个分支，将具有与GR相同的现象。

基于优先时间叶理的改进重力法

Modified gravity approach based on a preferred time foliation

我们提出，在一个启发式的方式，相对论性的修改引力模型作为替代粒子暗物质在星系尺度。该模型是基于一个假设的首选时间叶理描述的动态标量场称为“Khronon”。在适应叶理的坐标系中，它表现为广义相对论的一种修正，在弱引力场的区域中违反了局部洛伦兹不变性。该模型是非正则爱因斯坦-以太理论的一个特例，但其中以太向量场是超曲面正交的。我们发现，这个模型恢复的现象学的修改后的牛顿动力学（MOND）在非相对论的限制，并预测相同的引力透镜的广义相对论，但修改后的泊松型潜力。

圈量子宇宙学中的非高斯性

Non-Gaussianity in Loop Quantum Cosmology

我们将圈量子宇宙学（LQC）的唯象推广到二阶微扰。我们的动机是双重的。一方面，由于LQC预测了发生在普朗克尺度下的宇宙反弹，二阶贡献可能大到足以危及先前结果所依赖的微扰膨胀的有效性。另一方面，普朗克合作组所得到的原初非高斯性的上界也将在LQC现象学的探索中发挥重要作用。我们发现，在LQC反弹产生几个数量级的非高斯性的增强，在反弹的曲率半径大于长度尺度。尽管如此，我们发现人们仍然可以依靠微扰膨胀来预测原始微扰。我们讨论的后果，我们的结果LQC和它的预测宇宙微波背景。

太阳系对修正动力学多场论的约束

Solar system constraints on multi-field theories of modified dynamics

任何可行的修正牛顿动力学（MOND）理论，如修正引力理论，都可能需要除了通常的广义相对论张量场之外的场。对于这样的理论，MOND现象学来自于一个有效的第五种力，它可能与一个标量场有关。在这里，我认为这样的理论所施加的太阳系现象学的约束，主要是由没有显着偏离平方反比的吸引力在太阳系内，以及可检测的本地首选帧的影响。当前的多场论例子可以被构造成满足这些约束条件，这样的理论不可避免地导致外太阳系中的反常非平方反比力。

为什么我们需要一个量子引力理论？

Why Do We Want a Theory of Quantum Gravity?

本文探讨寻求量子引力理论的理论与哲学动机，包括统一、广义相对论与量子场论的不相容性、一致性、奇点消解和黑洞热力学结果，并倡导以批判视角审视这些动机在定义和约束理论中的作用。

在标量场和物质拉格朗日量之间具有普遍耦合的标量-张量理论的内禀太阳系解耦

Intrinsic Solar System decoupling of a scalar-tensor theory with a universal coupling between the scalar field and the matter Lagrangian

在这篇文章中，我们提出了一类在标量场和物质拉格朗日量之间具有普遍耦合的Brans-Dicke类理论。我们表明这类理论自然地表现出一个标量场和物质之间的去耦机制。因此，这种耦合导致了与太阳系中的广义相对论几乎相同的现象：大质量物体的轨道和光的传播与广义相对论的区别仅在于第二后牛顿阶。对广义相对论的偏离超出了目前的探测能力。然而，这类理论预测引力红移的偏差在未来的ACES和STE/QUEST任务可以检测到的水平。

利用高能天体粒子物理学探索超越狭义相对论的可能信号

Exploration of possible signals beyond special relativity using high-energy astroparticle physics

本文通过高能天体粒子传播研究超越狭义相对论的新物理，分别从洛伦兹不变性破缺和双重狭义相对论两条路径分析中微子通量修正、时间延迟及伽马射线通量，论证天体粒子观测可作为量子引力现象学的窗口。

天体物理中微子的“防火墙”现象

"Firewall" Phenomenology with Astrophysical Neutrinos

在广义相对论中，黑洞最基本的特征之一是它的事件视界：一个没有东西能逃脱的边界。最近人们对这些事件视界的性质及其局部邻域的兴趣激增。为了解决黑洞信息悖论，更一般地说，为了更好地理解通往量子引力的道路，人们提出了“防火墙”作为黑洞事件视界的替代方案。在本文中，我们探讨了具有表面或“防火墙”的黑洞的现象学意义，并预测这些防火墙的高能天体物理中微子流的形式潜在的可检测的签名。我们在不同的模型计算这个中微子通量的光谱，并表明它是一个可能的候选人的PeV中微子源最近检测到的冰立方。这开辟了一个新的研究领域，将量子引力的非微扰物理学与观测黑洞和高能天体物理学联系起来。

Beyond special relativity and the notion of spacetime

In this Ph.D. thesis several topics in doubly special relativity are explored. The starting point of this theory is very different from other perspectives: it is not a fundamental theory, but it is considered a low energy limit of a quantum gravity theory that tries to study its possible residual elements. In particular, in doubly special relativity the Einstenian relativity principle is generalized, adding to the speed of light $c$ another relativistic invariant, the Planck length $l_p$. This idea can really have possible experimental observations, giving place to what is known as quantum gra…

普朗克尺度修正色散关系和芬斯勒几何

Planck-scale modified dispersion relations and Finsler geometry

所有量子引力（QG）唯象方法的一个共同特征是考虑相对论粒子质量壳条件的修改，以考虑量子引力效应。因此，这种方法的框架通常建立在余切丛（相空间）中。然而，最近有人提出，这种现象可能与能量相关的几何形状有关，这种几何形状被称为“彩虹度规”。我们在这里表明，后者实际上对应于芬斯勒几何，自然推广黎曼几何。我们以这种方式提供了一个新的和严格的框架来研究可能产生的几何结构的半经典制度的QG。我们进一步研究在这个新的背景下的对称性，并讨论他们的角色在替代方案，如洛伦兹违反紧急时空或变形狭义相对论的模型。

广义相对论的系统概括及其宇宙学意义

A systematic approach to generalisations of General Relativity and their cosmological implications

一个世纪前，爱因斯坦提出了他优雅而精细的广义相对论，迄今为止，这一理论经受住了大量的经验检验，取得了显著的成功。尽管爱因斯坦的理论取得了巨大的胜利，但现代宇宙学和粒子物理学的顽强挑战激发了对更广泛的时空理论的探索。尽管爱因斯坦根据时空曲率对引力的解释被普遍接受，但将几何概念赋予引力是模糊的，因为广义相对论允许三种完全不同但等价的方法，爱因斯坦的解释只是其中之一。然而，从场论的角度来看，洛伦兹不变的无质量自旋2粒子的相容理论的构建唯一地导致了广义相对论。保持洛伦兹不变性意味着任何对广义相对论的修改都将不可避免地在引力扇区中引入额外的传播自由度。采用这种观点，我们将回顾最近的进展，在建设一致的场论的基础上额外的标量，矢量和张量场的引力。在这个概念框架内，我们将讨论与伽利略理论，拉格朗日密度由Horndeski构建和超越，扩展到DHOST相互作用，或包含广义Proca场及其扩展，或几个Proca场，以及双引力理论和标量矢量张量理论。我们将回顾他们的成立动机，不同的配方，并在这些类的理论与他们的经验可行性内获得的基本结果。

标量-张量时空的热观点

The thermal view of singularity-free scalar-tensor spacetimes

通过分析Pimentel解，揭示标量-张量引力在零温度下的广义相对论状态，并探讨其与Mars解的关系。

基本常数及其变化：观测现状和理论动机

The fundamental constants and their variation: observational status and theoretical motivations

本文描述了自然界基本常数变化的各种实验界限。在讨论了基本常数的作用、它们的定义和与计量学的联系之后，对精细结构常数、引力、弱相互作用和强相互作用耦合以及电子与质子质量比的变化的各种约束进行了评述。本综述旨在（1）提供每种测量的基础知识，（2）尽可能清楚地说明为什么它限制了给定的常数，（3）指出潜在的假设。这样的调查是重要的比较不同的结果，特别是在考虑到理解最近的索赔的检测的精细结构常数和类星体吸收光谱中的电子与质子的质量比的变化。对导致这种变化的理论模型也进行了评述，包括卡鲁扎-克莱因理论、弦论和其他替代理论，并讨论了这些结果的宇宙学意义。强调了与广义相对论检验的联系。