Scalaron production in contracting astrophysical objects
我们研究了Starobinsky模型中的暗能量(F(R)-引力的一个变体)由于Jeans不稳定性而收缩的区域内高能SM粒子的产生。在引力的这种修正中,额外的自由度--标量子--表现为质量取决于物质密度的粒子。因此,当质量变化时,轻标量子可以在非绝热阶段产生。后来标量子的质量增长,并可能达到很大的值,甚至10^{13} GeV的值,这是早期暴胀所青睐的。重标量子的衰变对宇宙线通量有贡献。我们分析计算的指数(牛仔裤)收缩的情况下,创建的粒子的数量密度,并发现它可以忽略不计的小提供的现象学上可行的和宇宙学上有趣的模型参数范围。我们期待类似的结果,一个通用的模型F(R)引力模仿宇宙学常数。
2014-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Unified description of cosmological and static solutions in affine generalized theories of gravity: vecton - scalaron duality and its applications
本文简要地描述了具有对称连接的多维时空中最简单的一类仿射引力理论,以及它们到二维非对称矢量引力场论(DVG)的约化。这些理论的显著特点是存在一个绝对中性的质量(或快子)矢量场(vecton),它与强子引力(DG)具有本质上的非线性耦合。我们表明,在DVG的矢量场可以始终取代一个有效的大规模标量场(标量)与一个不寻常的耦合到标量引力。有了这种矢量-标子对偶性,人们可以将标准DG耦合到普通标量(DGS)的方法和结果应用到更复杂的DSG中,等价于DVG。我们给出了由多维仿射理论约化导出的DVG模型,得到了在任意规范下同时描述宇宙态和静态的一维动力学系统。我们的方法是完全适用于研究静态和宇宙学的多维理论,以及在一般的一维DGS模型的解决方案。我们专注于模型的全局性质,寻找积分和分析的解空间的结构。在可积的情况下,它可以有效地可视化绘制一个“拓扑画像”类似的动态系统的相图,并简单地暴露静态和宇宙学的解决方案,包括地平线,奇点等的全球性的解析近似,我们还提出了一个积分方程非常适合迭代。
2013-04-12 gr-qc hep-th math-ph
Galactic dynamics in the presence of scalaron: A perspective from $\boldsymbol{f(R)}$ gravity
本文从含变色龙机制的$f(R)$引力出发,将额外自由度描述为标量子,推导含标量子贡献的旋转速度方程,并用两个参数对37个星系的旋转曲线进行拟合。
2024-09-01 gr-qc
$f(R)$ gravity in the solar system and cosmological scalarons
本文研究太阳系中的 $f(R)$ gravity,通过行星近日点进动等测量将 scalaron 质量限制在 ($9.29\ imes 10^{-18}-5.64\ imes 10^{-16}$) eV,结果与现有天体约束一致,并在辐射时代再现该 scalaron。
2025-05-01 gr-qc
Interactions of the scalaron dark matter in $f (R)$ gravity
Bogolyubov Institute for Theoretical Physics(博戈留博夫理论物理研究所);Department of Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学物理系)
本研究针对$f(R)$引力中的标量子暗物质,通过合理正则化直接计算圈图解决了双光子衰变率的文献分歧,验证了标量子作为相干振荡场暗物质图景的核心要点,且发现原初标量子对当前暗物质密度的贡献可忽略。
2025-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beyond the Dolgov-Kawasaki instability: Covariant scalaron stability, entropy transport, and inner horizons in f(R) gravity
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa(里斯本大学理学院空间科学与天体物理研究所);Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa(里斯本大学理学院物理系);Departamento de Ciencias Físicas, Universidad de La Frontera(拉弗龙特拉大学物理科学系)
该研究针对f(R)引力,分离多尔戈夫-川崎不稳定性与强场视界动力学,利用勒让德势分析标量曲率子特性,结合赖斯纳-诺德斯特龙解验证恒等式,为相关引力问题提供分层框架。
2026-10-09 gr-qc
Scalaron dark matter dynamics: effects of Higgs non-minimal coupling to gravity
Centre for Theoretical Physics, Jamia Millia Islamia(贾米亚米利亚伊斯兰大学理论物理中心);Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata(印度科学教育研究学院加尔各答分校物理科学系);Theory Division, Saha Institute of Nuclear Physics (SINP)(萨哈核物理研究所理论部)
本文研究标量场作为冷暗物质候选者时,希格斯场非最小耦合引力对标量场-希格斯场三线性相互作用的贡献及其对暗物质遗迹密度和质量范围的影响。
2026-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of Schwarzschild black hole in f(R) gravity with the dynamical Chern-Simons term
在$f(R)$引力场中,利用耦合到动态标量场$θ$的宇称破坏Chern-Simons(CS)项,对Schwarzschild黑洞进行了稳定性分析。为此,我们引入一个标量$ϕ$,将$f(R)$引力转化为标量张量理论,给出了具有两个标量的动力学Chern-Simons修正引力.标量$θ$的微扰方程耦合到奇宇称度量微扰方程,提供两个耦合的二阶方程的系统,而标量耦合到偶宇称微扰方程。这意味着CS耦合影响Regge-Wheeler方程,而$f(R)$引力不影响Zerilli方程。结果表明,如果标量子与快子分离,那么史瓦西黑洞对外部扰动是稳定的。
2011-10-25 gr-qc hep-th
Torsion induced current-scalaron coupling in Einstein-Cartan gravity
本文研究了Einstein-Cartan引力中挠率诱导的物质流与scalaron耦合,展示了通用结果和具体例子,为暴胀后重加热、重子生成及QCD θ项研究提供了理论基础。
2025-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generic f(R) theories and classicality of their scalarons
研究了一般$f(R)$引力理论中标量子质量的量子稳定性。我们表明,在这些情况下,标量质量增加更快的局部密度的环境比一个循环的量子校正,从而导致违反量子约束的变色龙质量。在动作中引入二次曲率修正可以稳定模型。
2012-08-28 gr-qc hep-ph hep-th
Scalaron the mighty: producing dark matter and baryon asymmetry at reheating
在R^2-暴胀中,标量子的慢滚是暴胀阶段的原因,而它的振荡则使宇宙重新加热。我们发现引力引起的标量子衰变同样可以提供暗物质的产生和稀薄生成。通过将R^2项和三个马约拉纳费米子添加到标准模型中,我们得到了现象学上完整的理论,能够同时解释宇宙的中微子振荡、暴胀、再加热、暗物质和重子不对称性。除了中微子区的跷跷板机制外,我们只使用引力,利用标量子解决了所有问题。
2011-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalaron excitation by topological vortices in quadratic $f(R)$ gravity on a BTZ black hole background
Universidade Federal do Ceará(塞阿拉联邦大学)
研究在BTZ黑洞背景中,拓扑涡旋如何激发二次f(R)引力中的标量子,通过扰动理论分析标量子的衰减行为及稳定性。
2026-03-15 gr-qc hep-th
Scalaron from $R^2$-gravity as a Heavy Field
研究了标量场$χ$与Starobinsky的$R^2$引力非极小耦合的暴胀模型。将其变换到爱因斯坦坐标系后,将出现一个新的标量场--标量子$ϕ$,并以非平凡场度规与$χ$耦合,而$χ$通过非最小耦合获得正质量.最初,膨胀沿$ϕ$方向发生,$χ$被该诱导质量捕获在其原点附近。在$ϕ$越过临界值之后,它开始快速地向下滚动,并且在由$χ$的值确定的有效局部最小值周围进行阻尼振荡,而膨胀仍然继续,在该第二阶段由$χ$场驱动,其中非最小耦合的影响变得可以忽略不计。在从第一阶段到第二阶段的膨胀过渡期间阻尼振荡的存在导致曲率扰动的功率谱中的增强和振荡特征。假设振荡可以微扰处理,我们计算这些功能,通过使用$δN$形式主义,并讨论其观测的影响,大规模的CMB异常或原始黑洞的形成,根据规模的功能。
2018-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
General relativistic limit of f(R) gravity in the horizon scale of black hole
Gauhati University(古哈提大学);Indian Statistical Institute(印度统计研究所)
本文通过分析 f(R) 引力理论中的标量子质量,验证了黑洞的广义相对论极限,并探讨了其在弱场极限和太阳系中的应用。
2026-08-06 gr-qc
Stability analysis of f(R)-AdS black holes
研究了由f(R)引力得到的f(R)-AdS(Schwarzschild-AdS)黑洞的稳定性.为了解决四阶线性化方程组求解困难的问题,我们通过引入两个辅助标量,将f(R)引力转化为标量张量理论。在这种情况下,线性化的曲率标量成为一个动态标量,表明所有线性化方程是二阶的。利用引力势的正性和S-变形技术,我们可以保证f(R)-AdS黑洞在标量质量平方满足Breitenlohner-Freedman界时的稳定性.通过计算大f(R)-AdS黑洞标量子的准正规频率证实了这一点。
2011-10-06 gr-qc hep-th
Initial conditions for the scalaron dark matter
如果质量在$4\,\text{meV} \lesssim m \lesssim 1\,\text{MeV}$范围内,则度量$f(R)$引力的标量子可以构成暗物质。我们给出这样的$f (R)$引力理论的概述最低限度地耦合到标准模型。与其他基于标量场的暗物质模型类似,该模型也存在初始条件的问题。首先,为了产生观测到的数量的暗物质,需要调整标量子的初始条件。其次,场中的原始空间不均匀性要足够小,因为它们会产生熵(或等曲率)扰动,而熵扰动受观测的约束。我们在本文件中审议这些问题。标量子的初始条件大概出现在暴胀阶段。我们指出,均匀的标量初始值的一部分,在很大程度上是不可预测的,因为在暴胀过程中的量子扩散。因此,为了解释观测到的暗物质的数量,人们不得不求助于人择的考虑。标量子的原始空间不均匀性的观测约束被转化为暴胀的能量尺度的上限,这恰好是低的,但不太限制。
2022-10-25 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
Light scalaron as dark matter
提出了一种新的宇宙学方案,其中$f (R)$引力的轻标量子扮演暗物质的角色。在这种情况下,标量子最初位于其有效电势的最小值,而电弱对称性未破缺。在电弱交叉开始时,希格斯场的期望值的演变触发了标量子的演变,由于这些场之间的相互作用。在电弱交叉之后,振荡的标量子可以代表冷的暗物质。它目前的能量密度取决于一个单一的自由参数,标量质量$m$,而$m \simeq 4 \times 10^{-3}\, \text{eV}$的值是用来解释观测到的暗物质丰度。在电弱交叉之前标量子被激发的情况下,需要更大的质量值。
2021-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalaron Quasinormal and Quasi-Bound Modes of Schwarzschild Black Holes in the Bondi-Sachs Formulation of Metric $f(R)$ Gravity
University of Cape Town(开普敦大学);Botswana International University of Science and Technology(博茨瓦纳国际科学与技术大学);University of South Africa(南非大学);University of Oslo(奥斯陆大学)
本文在 Bondi-Sachs 形式下研究 $f(R)$ 引力中 Schwarzschild 黑洞的标量场准正则模与准束缚态,通过连分式法和特征演化独立验证频率,并实现单半径双谱提取。
2026-10-06 gr-qc
Scalaron dynamics from UV to IR
该研究探讨了标量子从紫外到红外的动力学,将其与弦紧致化体积模量关联,通过重整化群演化连接膨胀与低能宇宙,并建立标量子质量与暗能量之间的联系。
2024-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Matter in logarithmic $F(R)$ gravity
本文研究了对数$R^2$修正的$F(R)$引力作为量子修正的修正引力理论的原型模型.利用辅助场方法,用含标量场的广义相对论描述该模型。标量场在原始暴胀时代可以被认为是暴胀子。它也是暗能量时代的暗物质候选者之一。结果表明,这些参数在很大范围内与当前观测到的CMB涨落、暗能量和暗物质相一致。
2019-05-14 gr-qc
Big Bang Nucleosynthesis Hunts Chameleon Dark Matter
我们研究了大爆炸核合成(BBN)时期$F(R)$引力中的变色龙场暗物质,被称为\textit{scalaron}。通过引入$R^{2}$修正项来解决$F(R)$引力的奇异性问题,我们首次发现,在早期宇宙中,标量子动力学是由$R^{2}$项和变色龙机制共同控制的,这使得标量子物理模型与低能标度修正无关.在可行的$F(R)$暗能量模型,包括$R^{2}$校正,我们的分析表明,标量普遍演变的方式与反弹振荡的低能量修改的后期宇宙加速无关。因此,我们发现在BBN时代的标量质量的一个普遍的约束,反映在约束的耦合强度的$R^2$条款,这原来是更严格的比一个来自第五力实验。然后表明,标量子在BBN时代自然地产生足够小的波动,因此可以避免最新的普朗克2018数据所放置的当前BBN约束,并且还可以具有足够大的灵敏度以被BBN捕获,对轻元素丰度以及重子数密度分数进行更准确的测量。
2020-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic History of Chameleonic Dark Matter in $F(R)$ Gravity
通过构造宇宙环境的时间演化,研究了$F(R)$引力中标量子的宇宙历史,并基于变色龙机制讨论了早期和现代宇宙中的变色龙暗物质.然后我们发现标量子可以是一种暗物质。我们还提出了一个有趣的可能性,$F(R)$重力可以解决的巧合问题。
2017-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological inflation in $F(R,\mathcal{G})$ gravity
在$F(R,{\cal G})$引力框架下讨论了宇宙暴胀,其中$F$是曲率标量$R$和Gauss-Bonnet拓扑不变量$\cal G$的通有函数.在这种分析中出现的主要特征是这样的事实,即这种理论可以穷尽与曲率不变量相关的所有曲率预算,而不考虑作用中的$R,$、$R_{μν}$、$R^λ_{σμν}$等的导数。分别在宇宙演化的早期和极早期阶段,由与$R$标量子和$\cal G$标量子有关的两个有效质量(长度)驱动的宇宙动力学结果。从这个意义上说,双重通货膨胀的情景自然会出现。
2015-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gibbons-Hawking Boundary Terms and Junction Conditions for Higher-Order Brane Gravity Models
我们导出了由曲率不变量的任意函数构成的四阶膜引力的最一般的连接条件。我们将这些四阶理论简化为二阶理论,但代价是引入新的标量场和张量场--标化子和张量子。为了得到连接条件,我们采用广义Gibbons-Hawking边界项的方法,附加到适当的行动。在假设膜上的标量子和张量子的连续性之后,我们恢复了以前通过不同方法获得的这种一般膜宇宙模型的结条件。导出的结条件可以用于研究高阶膜引力模型的宇宙学意义。
2009-01-07 astro-ph gr-qc hep-th
Scalaron-modified null focusing and radial monotonicity in static f(R) gravity
Universidad de La Frontera(拉弗龙特拉大学);Universidade de Lisboa(里斯本大学);Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(天主教瓦尔帕莱索大学)
该研究推导静态球对称f(R)引力中精确径向单调律,结合物质与标量龙海森项确定Q=B/A的导数符号,给出视界端点比值约束,诊断已知解的一致性,为黑洞内部视界正则处理提供基础。
2026-08-11 gr-qc
Stability of f(R) black holes
研究了由$f(R)$引力得到的$f(R)$(Schwarzschild)黑洞的稳定性.在$f(R)$引力场中,线性化的爱因斯坦方程是四阶的,因此在黑洞周围进行微扰分析是困难的。为了解决这个困难,我们通过引入两个辅助标量,将$f(R)$引力理论转化为标量-张量理论。在这种情况下,线性化的曲率标量变成标量子,表明所有线性化的方程都是二阶的,这与有质量的Brans-Dicke理论的方程相同。结果表明,如果标量子没有快子质量,那么$f(R)$黑洞对外部扰动是稳定的。
2011-05-18 gr-qc hep-th
Quintessential Inflation in Logarithmic Cartan $F(R)$ Gravity
该研究在对数Cartan $F(R)$引力框架下探究精质暴胀,通过对广义相对论做对数微小修正同时实现暴胀与暗能量,验证了其CMB涨落符合观测、能满足核合成再加热温度,且标量子场可作为暗能量驱动当前宇宙加速膨胀。
2023-12-19 gr-qc hep-th
Scalaron dark matter and the thermal history of the universe
该研究改进了度规$f(R)$引力中标量子暗物质的演化分析,纳入平滑电弱交叉效应,验证小质量标量子振荡仍可被激发,且量子色动力学迹反常对其宇宙学场景影响不显著。
2024-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Universality in static spherically symmetric solutions of f(R) gravity
Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学)
通过共形变换将f(R)引力转化为标量-张量理论,研究爱因斯坦框架下三种标量势的静态球对称渐近平坦真空解,发现不同质量和标量场质量的解在标量化区域半径大于100倍引力半径时具有普适行为。
2026-03-21 gr-qc
On the Conformal Frames in $f(R)$ Gravity
本文讨论了耦合到标准模型的$f (R)$引力的Jordan和Einstein框架中的引力物理。我们阐明的方式,所观察到的引力耦合产生的爱因斯坦框架中的通用$f (R)$。我们指出,爱因斯坦框架中的“运行单位”效应与标准模型的显式和隐式量子参数,如Higgs真空期望值和参数$Λ_\text{QCD}$,通过度规场和物质场的共形变换而被修正,并变得与标度子相关有关.考虑到$f (R)$引力的标量子描述暗物质,我们表明,在这种情况下,运行单位的影响是非常微弱的,使两个框架实际上是等效的。
2022-02-02 astro-ph.CO gr-qc
Starobinsky Inflation and beyond in Einstein-Cartan Gravity
该研究在含Nieh-Yan和/或Holst项的Einstein-Cartan引力中引入二次几何组合,使scalaron动力学化,从而统一实现Starobinsky、α-attractor及k-essence等暴胀模型。
2024-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higher-curvature gravity in Weyl geometry: No-ghost and no-tachyon conditions
National Institute of Technology, Toyama College(富山工业高等专门学校)
该研究在Weyl几何中构造了标量曲率任意函数的引力理论,证明其无鬼无快子条件等价于补偿标量动力学系数为正,并指出含常数、线性和二次项时必有有质量矢量和标量曲率子。
2026-09-30 gr-qc
Rates of particle production in $R^2$ gravity and supersymmetry-kind dark matter
考虑了$R^2$修正引力中的宇宙加热。针对不同的衰变通道计算了标化子的粒子产生率。研究了具有超对称相互作用强度的块状稳定文物的冻结问题。结果表明,超光速类粒子的质量界限,使他们能够形成宇宙学的暗物质(DM)依赖于占主导地位的衰变模式的标量子。在任何情况下,结果都为DM打开了更宽的质量窗口,具有超对称性的典型相互作用强度。
2022-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Static spherically symmetric solutions of the f(R) gravity
本文在 Einstein 框架下研究 f(R) 引力的静态球对称解,针对大 Mμ 极限给出解析解,并对二次模型数值构造高达 Mμ=10^20 的渐近平坦解。
2025-07-25 gr-qc
Unscreening of f(R) gravity near the galactic center black hole: Testability through pericenter shift below S0-2's orbit
Gauhati University(古哈提大学)
研究在银河系中心黑洞附近通过近日点移位测试 f(R) 引力,发现轻质和中间质量标量场在 S0-2 轨道附近未被屏蔽,可能通过 ELTs 检测其效应。
2026-02-05 gr-qc
Quantum Corrections to Higgs Inflation in Einstein-Cartan Gravity
本文在大$N$极限下研究Einstein-Cartan引力中Higgs暴胀的量子修正,发现重整化所需的广义$R^2$项引入的标量场能提高紫外截断并解决强耦合问题,但在Palatini极限下会退耦。
2024-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tabletop potentials for inflation from $f(R)$ gravity
本文证明具有双质量尺度的修正引力理论(MOG)可转化为Einstein标架下的标量场子台面势模型,该模型与CMB观测高度吻合,为基于MOG的暴胀理论提供了新方向。
2023-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$F(R)$ gravity in the early Universe: Electroweak phase transition and chameleon mechanism
人们普遍认为,筛选机制是修正引力理论的一个基本特征。虽然在过去的十年中,这种机制已经被彻底研究,但他们的分析是基于物质场的经典配置。在本文中,我们证明了一个新的配方的变色龙机制在$F(R)$引力理论,揭示量子场理论的变色龙机制,以及相关的标量物理,诱导的物质部门。基于超越粒子物理学标准模型的尺度不变扩展方案,我们揭示了宇宙历史中变色龙机制的潜在缺失,在该方案中,一个现实的电弱相变,可能产生今天宇宙的适当数量的重子不对称性,同时打破了早期宇宙的尺度不变性.值得注意的是,物质扇区对能量-动量张量迹的贡献与经典理想流体近似下的计算结果在同一数量级上,尽管该理论涉及非平凡的电弱-相变环境。我们还简要地讨论了由电弱相变引起的标量场的振荡和非张量引力波的间接产生。
2019-10-02 gr-qc hep-ph hep-th
Spherically symmetric configurations in the quadratic $f(R)$ gravity
本文在 Einstein 框架下研究了二次型 $f(R)$ 引力的球对称静态解,发现除中心裸奇点外解均正则且由总质量和标量荷决定,并证明具有足够小标量荷的位形是线性不稳定的。
2024-07-27 gr-qc
Density perturbations in f(R) gravity theories in metric and Palatini formalisms
我们做了详细的研究,在度量和Palatini形式主义的理论,其拉格朗日密度是一个通用的函数,f(R),里奇标量的物质密度扰动。我们在许多规范中推导出这些方程。我们表明,可行的模型,满足宇宙学和局部引力约束(LGC),物质扰动方程下的亚视界近似推导出的是有效的,即使是超哈勃尺度的振荡模式(标量)不占主导地位的物质诱导模式。这种近似方程在Palatini形式主义中特别可靠,因为没有标量。使用这些方程,我们做了一个比较研究的行为的密度扰动以及引力势的一些类的理论。在度量形式体系中,表征与Lambda CDM模型的偏差的参数m = Rf_{,RR}/f_{,R}在物质时代被限制为非常小,以确保与LGC的兼容性,但是可以允许m在当前时代增长到10 ^{-1}的数量级的模型。这些模型也遭受额外的微调,由于存在的标量模式,这是不存在的Palatini的情况下。在Palatini形式主义中,LGC和背景宇宙学约束通过将其约束为小于~0.1而仅提供了对|m|的弱边界。这与物质密度扰动相反,在银河系尺度上,物质密度扰动对目前的偏差参数m施加了更严格的限制,其数量级为|m| <10 ^{-5}-10 ^{-4}。这是由于在Palatini情况下物质扰动的特殊演化,其表现出取决于m的符号的快速增长或阻尼振荡。
2008-02-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial reheating in $f(R)$ cosmology by spontaneous decay of scalarons
本研究基于$f(R)$引力模型,结合海森堡不确定性原理构建原初再加热图景,分析标量子场能量驱动的粒子产生过程,给出暴胀、预热及热化阶段的时长与温度等关键参数,且所有估计仅由标量子质量单参数推导。
2023-05-06 gr-qc
Towards a unified interpretation of the early Universe in $R^2$-corrected dark energy model of $F(R)$ gravity
近年来,$F(R)$引力中的$R^2$修正的暗能量(DE)模型得到了广泛的研究,它不仅消除了DE模型中可能存在的弱奇异性,而且为我们提供了一个统一的宇宙历史图像,包括暴胀和DE时代。为了在$R^2$修正的DE模型类中统一解释整个宇宙历史中的动力学DE,我们通过关注暴胀和DE时期,探索辐射主导时期标量子动力学的普遍特征,以及变色龙机制。我们证明了在大爆炸核合成(BBN)之前,标量子的演化不遵循\textit{surfing solution},并且基本上是绝热的,甚至通过非微扰QCD相变适当地包含了\textit{kick},因此文献中所声称的灾难性结果并不适用于这类DE模型.这是由于在$R^2$校正和DE之间存在巨大的尺度层次结构,因此是$R^2$校正的DE模型类的普遍特征。由于变色龙机制的存在,暴胀后或暴胀开始时期的前景将与标准的$R^2$暴胀情景大不相同。
2022-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards Model Agnostic $F(R)$ Gravity Inflation
本文提出模型无关的 $F(R)$ 暴胀分析框架,通过 scalaron 质量稳定性与单调性条件识别可统一描述暴胀和暗能量的可行理论类别。
2025-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational signatures of f(R) dark energy models that satisfy cosmological and local gravity constraints
我们讨论的观测结果f(R)暗能量的情况下,满足当地的引力约束(LGC)以及宇宙学的可行性条件。我们所研究的模型由m(r)=C(-r-1)^p(C>0,p>1)给出,其中m= Rf_{,RR} / f_{,R},r=- Rf_{,R} /f,它涵盖了迄今为止在高曲率区域提出的可行的f(R)模型,这些模型被设计成与LGC兼容。暗能量的状态方程在满足宇宙微波背景(CMB)的声视界约束下,在红移z_c处表现出接近几倍的发散。我们详细研究了宇宙微波背景辐射和星系团的物质密度扰动的演化过程,并利用能量谱的谱指数的差异对模型参数进行了约束。当p>5时,模型能与观测约束和LGC相一致。我们还讨论了扰动的Ricci标量R的演变,并表明,振荡模式(标量)可以很容易地占主导地位的物质诱导的模式,因为我们回到过去。这违反了宇宙学解的稳定性,因此提出了一个问题,即如何在早期宇宙中避免标量子的过度产生。
2007-11-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Technically Natural Suppression of Fifth Force
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University(广岛大学先进理工学研究科);International Center for Quantum-field Measurement Systems for Studies of the Universe and Particles (QUP), KEK(高能加速器研究机构(KEK)宇宙与粒子量子场测量系统国际中心);Institute of Astrophysics, Central China Normal University(华中师范大学天体物理研究所);Laboratory for Compact Object Astrophysics and Astronomical Technology, Central China Normal University(华中师范大学致密天体天体物理学与天文技术实验室);Center for Theoretical Physics and College of Physics, Jilin University(吉林大学理论物理中心及物理学院)
本文提出通过对称性抑制第五力,利用双共形引力构造的镜像标准模型扩展,产生轻量标量子,其耦合源于标准模型与镜像部分的迹异常差异,参数无关地关联第五力强度与标量子质量。
2026-08-12 gr-qc hep-ex hep-ph
Nonlinear resonant oscillation of gravitational potential induced by ultralight axion in $f(R)$ gravity
在$f(R)$引力场中研究了质量约为$10^{-22}$ eV的超轻轴子暗物质,这可能解决暗能量问题.特别是,我们专注于一个事实,即在时间振荡的轴子场的压力产生振荡的引力势。我们证明了引力势的振荡对引力模型是敏感的。值得注意的是,我们发现,通过引力波探测器的振荡的可探测性可以显着增强由于超轻轴子和标量之间的非线性共振。
2017-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Matter power spectrum in f(R) gravity with massive neutrinos
本文在$f(R)$引力的背景下讨论了大质量中微子对物质功率谱的影响。结果表明,在小尺度上由标量力引起的密度涨落的反常增长可以被中微子的自由流所补偿。因此,如果中微子总质量为$O(0.5 \eV)$,预测状态方程参数$w_\DE$与$w_\DE=-1$的可观测偏差的模型可以与物质成团的观测相协调。
2010-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unveiling $f(R)$ Gravity with Void-Galaxy Cross-Correlation Multipoles
National Institute of Technology, Tokuyama College(国立技术大学 Tokuyama 学院);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS), The University of Tokyo(东京大学宇宙物理数学研究所(WPI),东京大学高等研究院(UTIAS))
研究通过空洞-星系交叉相关函数多极分析,探讨$f(R)$引力在红移空间中的表现,发现多极偏离$ΛCDM$随空洞大小变化,非线性效应增强信号,且存在有限范围的Yukawa成分。
2026-05-16 astro-ph.CO gr-qc
Ultraviolet completion of Starobinsky inflation
Institute for Advanced Study(高等研究院);Sorbonne Université, CNRS(索邦大学,法国国家科学研究中心);Scuola Normale Superiore and INFN(比萨高等师范学院和意大利国家核物理研究所);Academy of Athens, Division of Natural Sciences(雅典科学院自然科学部);Texas A&M University(德克萨斯农工大学)
本文基于N=1超重力构建F(R)引力模型,通过两种no-scale超场描述星子博基膨胀,使标量势简化并解决初始条件问题,同时展示四维异质弦模型作为具体例子。
2026-10-30 gr-qc hep-ph hep-th
Screened Scalar Hair and the Weak-Lensing Separation of Black Holes from Neutron Stars in Quadratic $f(R)$ Gravity
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文研究所);Centro de Astrofísica e Gravitação–CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico–IST, Universidade de Lisboa–UL(里斯本大学高等理工学院物理中心天体物理学与引力中心)
该研究在二次f(R)引力框架下,利用高斯-博内定理推导得出静态黑洞与同质量中子星的弱透镜特征存在本质差异,弱透镜可作为判别该引力理论的依据。
2026-10-20 gr-qc
An Exponential F(R) Dark Energy Model
在Jordan和Einstein坐标系下提出了一个指数型$F(R)$修正引力模型。我们使用一个通用的方法,以调查和证明模型的可行性。除了一般的功能,这个模型,这实际上使它可行的第一步,我们解决的问题,有限时间奇点,牛顿定律的修正和标量质量。正如我们将证明的那样,该模型成功地通过了后两个测试,并且也没有有限时间奇点,这是其他研究良好的指数模型所固有的特征。
2013-08-29 gr-qc hep-th
Future Oscillations around Phantom Divide in f(R) Gravity
众所周知,引力的标量张量理论承认暗能量的幻影分界线$w_{\DE}=-1$有规律的交叉,而现有的现有可行的暗能量模型在其特定情况下-- $f(R)$引力--在物质主导阶段结束后的不久的过去就拥有一个这样的交叉。最近注意到,在这些模型的未来发展过程中,暗能量状态方程$w_{\DE}$可能会随着任意数量的幻影分界线而振荡。在本文中,我们证明了交叉的数量可以是无限的,提出了一个分析条件,这种效果的存在,并调查它的数值。随着标量子(出现在$f(R)$引力中的标量粒子)的当前质量的增加,超出这种振荡出现的边界,它们的振幅被示出非常快地减小。结果,影响迅速变小,其开始被转移到遥远的未来。
2011-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Flat Galactic Rotation Curves from Geometry in Weyl Gravity
我们从几何学的角度来寻找平坦的银河系旋转曲线问题的解决方案,而不是假设暗物质的存在。我们观察到,星系外区自转速度的尺度无关性可能表明局部尺度对称性的存在,因此,星系外区的引力现象应该用唯一的局部尺度对称理论,即Weyl引力理论来描述。我们求解了外尔引力场方程,确定了星系外区的特殊几何。为了理解引力现象的有效描述,我们比较了所谓的Einstein-Weyl理论的各个术语,并得出结论,而星系的外部区域由Weyl项描述,星系的内部区域由Einstein-Hilbert项描述。
2020-04-05 astro-ph.GA gr-qc hep-th