Conical singularities and the Vainshtein screening in full GLPV theories
在Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论中，已知在表征与Horndeski拉格朗日$L_4$的偏差的参数$α_{{\rm H}4}$接近非零常数$r \to 0$的情况下，圆锥奇点出现在球对称体（$r=0$）的中心。我们推导出球对称的解决方案，在中心周围的全GLPV理论，并表明GLPV拉格朗日$L_5$不修改由非零$α_{{\rm H}4}$引起的Ricci标量$R$的发散属性。假设$α_{{\rm H}4}=0$，即使在Horndeski域之外存在$L_5$的情况下，曲率标量也可以在$r=0$处保持有限。对于标量场$ϕ$与$R$直接耦合的理论，我们也得到了体内外的球对称解，以研究由$ϕ$介导的第五种力是否能被非线性场自相互作用屏蔽.我们发现在GLPV理论的一个特定模型中，$L_5$的影响在运动方程中消失。我们还表明，依赖于一个$L_5$依赖项的字段方程的符号，该模型可以兼容的太阳能系统的约束下的Vainshtein机制或它是困扰的问题，在高密度区域的字段导数的发散。
2016-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Astrophysical Probes of the Vainshtein Mechanism: Stars and Galaxies
超越Horndeski类的无鬼理论在有限范围的非相对论性源中表现出部分打破了Vainshtein机制。我们利用这一突破，以确定新的和新颖的天体物理探测这些理论。非相对论物体所感受到的引力比广义相对论所预测的要弱。导出并求解了流体静力平衡方程的新方程，用以预测恒星的修正行为。发现主序星比它们的广义相对论对应物更暗、更冷，但红巨星相位在很大程度上是不可区分的。计算了类银河星系的自转曲线和透镜势。圆速度小于广义相对论在固定半径的预测和透镜质量大于动力学质量。我们讨论了这些理论的潜在天体物理探测，并确定强透镜作为一个特别有前途的候选人。
2017-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with a successful Vainshtein screening in theories beyond Horndeski
我们提出了一个暗能量模型，其中标量场$ϕ$具有非线性自相互作用，并存在与Ricci标量的声子耦合。这属于Horndeski之外的一个理论子类，它将协变的伽利略理论和Brans-Dicke理论作为具体的案例。我们推导出从辐射时代到今天标量声速平方$c_{\rm s}^2$为正的条件。由于$c_{\rm s}^2$仍然小于1的数量级，偏离Horndeski理论不会引起规范不变引力势的剧烈振荡。在这种情况下，在低红移的物质扰动的演变是类似的耦合暗能量的情况下，与增强的引力相互作用。在具有物质源的球对称背景下，场自相互作用的存在抑制了第五种力在Vainshtein半径内的传播。我们估计一个允许的参数空间中，该模型可以兼容太阳系的约束，同时满足条件的背景和扰动的宇宙学可行性。
2016-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vainshtein regime in Scalar-Tensor gravity: constraints on DHOST theories
我们研究屏蔽机制，在最一般的标量张量理论，离开引力波不受影响，因此与最近的LIGO/处女座观测兼容。利用暗能量方法中的有效场论，我们考虑了超线性阶扰动的一般作用量，着重于准静态极限。当限制到满足引力波约束的理论子类时，完全非线性的有效拉格朗日量只包含三个独立的参数。其中之一，$β_1$，是唯一存在于简并高阶理论。我们计算了两个引力势的球对称的物质源，我们发现，对于$β_1 \ge 0$，他们作为距离的倒数减少，在标准重力，而情况$β_1 < 0$被排除。对于$β_1 > 0$，这两种势不同，它们的引力常量在物体的内部和外部也不相同。一般来说，太阳系中异常光弯曲的界限限制了$β_1 \lesssim 10^{-5}$。通过调整模型的参数，可以在体外恢复标准重力，在这种情况下，来自Hulse-Taylor脉冲星的$β_1 \lesssim 10^{-2}$。
2019-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Vainshtein Screening in Scalar-Tensor Theories before and after GW170817: Constraints on Theories beyond Horndeski
屏蔽机制是暗能量模型在大尺度上介导第五种力的基本特征。我们研究制度的强标量场非线性，被称为Vainshtein屏蔽，在最一般的标量张量理论传播一个单一的标量自由度。首先，我们发展了一个有效的方法，参数化宇宙学扰动超出线性秩序的这些理论。在准静态极限下，完全非线性的有效拉格朗日量包含六个独立的项，其中一个项在三次扰动下开始。我们计算了球体周围的两个引力势。在身体外部和附近，屏蔽再现了标准重力，并修改了重力耦合。在体内，这两种电位是不同的，并取决于密度分布，这表明Vainshtein屏蔽被打破。我们提供了最一般的表达式，这些修改，修订和扩展以前的结果。我们应用我们的研究结果表明，GW 170817事件，Hulse-Taylor脉冲星和恒星结构物理学的组合，约束这些一般理论的参数在$ 10^{-1}$的水平，和GLPV理论在$10^{-2}$的水平。
2018-05-14 gr-qc hep-ph
Light scalars in light of UV/IR mixing: classicalization via synergy between Vainshtein and chameleon screenings
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822（里昂第一大学，法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所，IP2I里昂，UMR 5822）
本文研究光标量场理论中的经典化机制，通过k-essence模型展示Vainshtein屏蔽与变色龙屏蔽的协同作用，解决层级问题并实现紫外/红外混合。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring Vainshtein mechanism on adaptively refined meshes
有很多研究兴趣在修正的引力理论，利用Vainshtein机制恢复标准的广义相对论在高物质密度的区域，如Dvali-Gabadadze-Porrati和Galileon模型。这些理论的场方程的强非线性意味着精确的理论预测只能使用高分辨率的宇宙学模拟。以前，这种模拟通常是在规则网格上进行的，这限制了它们的性能和准确性。在本文中，我们报告了一个新的算法和代码的发展，ECOSMOG的基础上，使用自适应网格细化，以提高效率和精度模拟模型与Vainshtein机制。我们已经对数值的可靠性进行了各种代码测试，并发现与以前的模拟一致。我们还研究了DGP模型自加速分支中的速度场。该代码，并行使用MPI，是适合于大型宇宙学模拟的伽利略型修正引力理论。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An introduction to the Vainshtein mechanism
我们介绍了Vainshtein机制，它在大规模引力中起着至关重要的作用，以及在相关的理论，如伽利略及其扩展。这种机制，也被称为k-mouflage，允许通过非线性效应隐藏-通常对于小于所谓的Vainshtein半径的源距离，这取决于源和所考虑的理论-一些自由度，其影响只在大距离处才重要，例如对于宇宙学。这里将其引入非线性菲兹-泡利理论（大质量引力），包括dRGT理论的解耦极限，以及其他模型，例如DGP模型或广义伽利略模型。本演示文稿是独立的，在讨论Vainshtein机制之前，我们介绍了一些有用的结果和概念，如vDVZ不连续性，去耦限制或Boulware-Deser鬼。
2013-09-06 gr-qc hep-th
Classical Duals, Legendre Transforms and the Vainshtein Mechanism
我们展示了如何将Gabadadze { \it et al}发现的经典对偶推广到一大类自相互作用理论。这使得人们能够采用一种微扰描述，这种描述超出了经典微扰理论在原始理论中崩溃的尺度。这是特别相关的，如果我们想测试修改后的重力方案，展示Vainshtein筛选太阳系尺度。我们认识到的勒让德变换的原始拉格朗日函数相关的，并提出了一个实用的方法来寻找一般的对偶，我们的方法也可以应用到自相互作用的理论与层次结构的强耦合尺度，并与多个领域。我们发现经典对偶的充分五次伽利略理论作为一个例子。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vainshtein in the UV and a Wilsonian analysis of derivatively coupled scalars
在本文的第一部分中，我们严格审查紫外线的影响，表现出Vainshtein筛选的理论，同时考虑到标准的威尔逊的观点，以及更奇异的可能性。这方面的讨论借鉴的结果，从第二部分的文件中，我们使用非微扰精确重整化群技术，这是独立的应用程序修改重力感兴趣的导数耦合标量理论进行一般性研究。在这种情况下，我们证明了抑制量子校正内的Vainshtein半径和讨论的潜在关系与经典化猜想。我们质疑后者是否可以被认为是一个现实的候选人紫外线完成大规模的修改重力的帐户危险的低classicalisation/强耦合规模。
2018-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Third order solutions of the cosmological density perturbations in the Horndeski's most general scalar-tensor theory with the Vainshtein mechanism
在Vainshtein机制起作用的条件下，研究了Horndeski最一般标量张量理论中宇宙学密度微扰的三阶解.在这项工作中，我们深入研究了描述非线性模式耦合的函数的独立性，这对于广义相对论模型也是有用的。然后，我们发现，密度对比度和速度散度的解决方案，直到三阶的是由6个参数。此外，由三阶解得到的单圈阶功率谱由4个参数描述。在动力学引力辫状模型下，对1圈阶次功率谱的行为进行了分析，结果表明，修正引力对速度散度功率谱的影响比密度差的影响更为显著。
2015-02-13 astro-ph.CO gr-qc
Vainshtein mechanism after GW170817
引力波和中子星合并产生的短伽马射线暴几乎同时被探测到，这对引力和光速之间的差异提出了严格的限制。在四维标量张量理论与二阶运动方程，霍恩代斯基理论，这转化为一个显着减少可行的参数空间的理论。最近，扩展Horndeski理论，这是免费的Ostrogradsky鬼，尽管存在的高阶导数的运动方程，已被确定和分类利用退化判据。在这些新理论中，由标量场介导的第五种力必须被抑制，以避开严格的太阳系约束。我们在最一般的简并高阶标量张量理论中研究了光和引力以相同速度传播的Vainshtein机制。我们发现Vainshtein机制通常在物质源之外工作，但它在物质内部被打破，类似于超越Horndeski理论。这留下了有趣的可能性，以测试这些理论是兼容的引力波观测使用天体。
2017-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Screening the fifth force in the Horndeski's most general scalar-tensor theories
我们研究如何在最一般的标量张量理论与二阶运动方程的Vainshtein机制。场的运动方程一般是在具有物质源的球对称时空中导出的，它也适用于文献中提出的大多数其他屏蔽方案。在存在场耦合的Ricci标量，我们澄清条件下，Vainshtein机制是在工作中的弱引力背景。我们还获得了一个球对称体内部的场方程的解决方案，并展示了它们如何可以连接到外部解决方案，容纳Vainshtein机制。我们将我们的一般结果应用到一些具体的模型，如协变/扩展Galileons和DBI Galileons与高斯-博内和其他条款。在这些模型中，第五种力可以被抑制，以符合太阳系的约束条件，只要耦合到爱因斯坦张量的非线性场动力学项不占主导地位，其他非线性场自相互作用。
2013-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Parameterized Post-Newtonian-Vainshteinian formalism for the Galileon field
最近，参数化后牛顿（PPN）形式主义的扩展已被提出。这种形式主义，参数化后牛顿-范氏（PPVV）形式主义，非常适合于表现出标量场的范氏屏蔽的理论。在本文中，我们首次将PNV形式主义应用于四次和五次Galileon理论。作为标准标量-张量场论的简单推广，它们对于推广超越广义相对论的引力效应的参数化方法是重要的指导。在四次的情况下，我们发现新的PNV-potential屏蔽和非屏蔽区域的时空，表明在原则上这些理论可以测试。在五次的情况下，我们表明，Vainshtein屏蔽不发生牛顿秩序，这意味着该理论的行为作为Brans-迪克这个顺序，我们讨论了可能的高阶效应。
2019-03-21 gr-qc
The Shape Dependence of Vainshtein Screening
具有Vainshtein机制的标量场理论能够通过导数非线性动态地抑制存在大质量源的相关第五力。标量的运动方程是高度非线性的，因此已知的解析解很少。在这里，我们提出了一个简短的调查的结构Vainshtein屏蔽对称配置，特别是专注于球形，圆柱形和平面的解决方案，是相关的宇宙网络的观测。我们认为Vainshtein筛选在Galileon模型，其中的非线性项涉及标量的二阶导数，和一个k-本质理论，其中的非线性项只涉及标量的一阶导数。我们发现，屏蔽，从而抑制标量力，是最有效的球形源周围，较弱的圆柱形源周围，可以完全缺席周围的平面源。
2015-08-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective theory for the Vainshtein mechanism from the Horndeski action
从一般的Horndeski作用出发，我们推导出了平面空间周围标量扰动的最一般的有效理论，使我们能够通过Vainshtein机制来屏蔽第五种力。有效的理论描述的推广Galileon拉格朗日，我们用它来研究的稳定性表现出Vainshtein效应的球对称配置。特别是，我们讨论的标量张量耦合的现象学后果是在标准的伽利略拉格朗日。这种耦合控制着万施泰因半径内的超亮度和波动的稳定性，其方式取决于物质源的密度分布。特别是我们发现，真空解决方案是不稳定的，由于这种耦合。
2013-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Breaking of Vainshtein screening in scalar-tensor theories beyond Horndeski
Horndeski引力理论被认为是最一般的标量-张量理论，它具有二阶场方程。最近，Gleyzes等人证明了Horndeski理论可以进一步推广，使得尽管场方程是三阶的，但传播自由度的数量保持不变。我们研究小尺度引力的广义Horndeski理论，特别是在新的衍生相互作用超越Horndeski的Vainshtein筛选机制的影响。在没有五次伽利略项及其推广的情况下，我们证明了新的相互作用并没有改变源外和源附近引力的定性行为：两个度规势重合，$Φ= Ψ\;(\sim r^{-1})$，而引力耦合是由宇宙学的引力耦合给出的，因此通常是依赖于时间的。然而，我们发现，由于Horndeski之外的相互作用，源内部的引力场表现出一种新的行为：引力吸引力不仅仅由封闭的质量决定，两个势不重合，表明屏蔽机制被打破。
2015-03-12 astro-ph.CO gr-qc
$φ$enics: Vainshtein screening with the finite element method
在修改后的引力理论的景观，在理解的行为，并开发测试，筛选机制的进展一直受到阻碍的复杂性所涉及的场方程，这是非线性的性质和特点是一个大的层次结构的规模。这是特别真实的Vainshtein屏蔽，其中第五力被抑制高阶导数项，其在半径内占主导地位，远大于源的大小，称为Vainshtein半径。在这项工作中，我们提出了数值代码$φ$ enics，建立在FeNiCS库，以解决完整的运动方程从两个理论的兴趣筛选：一个模型包含高阶导数算子的运动方程和一个特点是在两个耦合的标量场的非线性自相互作用。我们还包括允许在后处理中计算标量场的高阶算子的功能，使我们能够检查我们找到的配置文件是否是有效场论内的一致解。这两个例子说明了在尝试数值模拟这些理论时所遇到的不同挑战，我们展示了如何在此代码中解决这些问题。本文中的例子假设球对称，但该技术可以直接推广到非对称配置。因此，本文还提供了一个工作的例子，如何有限元法可以用来解决屏蔽运动方程。$φ$ enics是公开可用的，并且可以适用于解决其他筛选理论。
2021-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An observational test of the Vainshtein mechanism
修正后的重力理论能够真正的自加速，通常调用一个伽利略标量，它介导一个长距离的力，但在小尺度上被Vainshtein机制屏蔽。在这样的理论中，非相对论性恒星携带全部标量电荷（与它们的质量成比例），而黑洞则不携带。因此，对于一个在外部引力场中自由落体的星系，其中心的大质量黑洞预计会落后于恒星。为了寻找这种效应，并将其与其他天体物理效应区分开来，我们可以将来自周围结构的引力与恒星中心和黑洞之间的偏移量联系起来。预期的偏移量取决于星系的中心密度，对于小星系，范围可达~0.1 kpc。在M87中观测到的偏移不能用这种效应来解释，除非标量力明显强于引力。我们还讨论了紧凑的对象从银道面的系统偏移作为另一种可能的签名。
2012-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vainshtein Mechanism in Binary Pulsars
我们计算标量引力辐射从一个双脉冲星系统中的最简单的模型，表现出Vainshtein机制。该机制是成功的屏蔽标量场共形耦合到物质的影响，虽然引力辐射是抑制相对于其广义相对论的预测比静态第五力的影响在脉冲星系统。这是由于两种效应的结合：首先是频率和偶极辐射的存在;其次是Vainshtein抑制来自逆频率尺度和Vainshtein半径之间的尺度层次，而不是脉冲星系统的轨道半径。这些结果的扩展将与引力的红外修正直接相关，例如大质量引力理论，它被认为表现出Vainshtein机制。推广到具有高阶相互作用的Galileon模型可能会提供更强的约束。
2013-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic structures and gravitational waves in ghost-free scalar-tensor theories of gravity
我们研究二次简并高阶标量张量（qDHOST）模型中的宇宙结构，该模型已被提出作为最通用的标量张量理论（直到对标量场的协变导数的二次依赖），它不受幽灵不稳定性存在的困扰。然后，我们研究一个静态的，球对称的对象嵌入德西特时空的qDHOST模型。该模型在宇宙结构内部和外部的Schwarzschild-de Sitter时空中表现出Vainshtein机制的破缺，其中广义相对论（GR）可以在Vainshtein半径内恢复。然后，我们寻找的条件上的参数考虑qDHOST的情况下，确保有效性的Vainshtein屏蔽机制内的对象和最近的GW 170817/GRB 170817 A的约束的引力波的传播速度的履行。我们发现，这两个约束排除了相同的一组参数，对应的拉格朗日是二次的二阶导数的标量场，为移位对称qDHOST。
2017-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Long Range Effects in Gravity Theories with Vainshtein Screening
在本文中，我们研究了引力的长程修正的一致性框架下的双引力，它引入了第二个大质量的自旋2场，并允许连续插入之间的广义相对论（介导的无质量的自旋2场）和大质量的引力（介导的大质量的自旋2场）的制度。特别是，我们第一次推导出在这个框架下的光偏转方程，并研究了对星系团的透镜势的影响。通过比较运动学和透镜质量重建，严格的界限可以设置在新的自旋2场的参数空间。此外，我们调查星系旋转曲线和可观察到的暗物质丰度在这个框架内的效果。
2018-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Unitarity and the Vainshtein Mechanism
我们调查的大规模规范理论，功能的Vainshtein机制的低能量极限，集中在紫外模式的集成的影响。事实证明，戈德斯通部门显着影响的影响，从这样的模式相对于有效场论，其中不相关的运营商引起的重模式被简单地抛弃。一致保留的高阶修正的影响影响强耦合，并表明UV完成的性质影响低能理论显着。这使人们对天真地估计的环境强耦合尺度和环境增强筛选的有效性产生了怀疑。环境效应本身可能不足以治愈真空截止之外的理论的不良行为。
2014-09-10 gr-qc hep-th
Piercing the Vainshtein screen with anomalous gravitational wave speed: Constraints on modified gravity from binary pulsars
利用Hulse-Taylor脉冲星的观测结果，我们将引力波（GW）速度限制在$10^{-2}$的水平上.我们将这一结果推广到标量张量理论，Galileon 4和5模型，显示异常的传播速度和耦合到GWs的物质。我们认为，这种效果生存传统的筛选，由于持久性的标量场梯度内维里化overdensities，有效地“刺穿”Vainshtein筛选。在特定的分支的解决方案，我们的结果可以直接约束在暗能量形式主义的有效场论的宇宙耦合。
2016-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic Stars in Beyond Horndeski Theories
这项工作研究了超越Horndeski标量张量理论的相对论性恒星，该理论表现出物质内部的Vainshtein机制的突破，重点是基于四次超越Horndeski拉格朗日的模型。我们自洽地推导出静态球对称物体在渐近de Sitter时空中的标量场分布，并证明了解的Vainshtein破缺分支是物理分支，从而解决了非相对论框架下的几个模糊性。恒星外部的几何形状被证明是精确的Schwarzschild-de Sitter，因此PPN参数$β_{\rm PPN}=1$，证实了外部屏蔽在后牛顿水平上起作用。导出了Tolman-Oppenheimer-Schmidoff（TOV）方程，并在静态球对称星存在的条件下，得到了Vainshtein破缺参数$Υ_1>-4/9$的一个新的下界.重点关注无约束的情况，即$Υ_1<0$，我们数值求解多变和现实状态方程的TOV方程，并找到固定质量下半径较大的恒星。此外，最大质量可以急剧增加，质量超过$3M_\odot$的恒星可以在相对较小的Vainshtein破缺参数下被发现。我们重新审视白矮星，并表明后牛顿修正是重要的超越Horndeski理论，因此，从以前的分析来的界限应该重新审视。
2016-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vainshtein Mechanism in Generalised Massive Gravity
我们提出了一个非线性分析的宇宙学解周围的扰动广义大质量引力。这个洛伦兹不变理论是de Rham，Gabadadze，Tolley大质量引力理论的一个扩展，它在传播$5$自由度的同时允许稳定的开放FLRW宇宙学。对于支持自加速背景的极小模型，我们研究了非线性扰动的动力学。我们发现标量引力子的方程与Horndeski和DHOST理论中的类似方程不同。我们数值求解方程，找到一种新的类型的标量模式的非线性解决方案，并确认存在的Vainshtein屏蔽机制。我们表明，PPN参数接近其GR值在太阳系尺度，并满足当前的界限。
2021-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitomagnetic tidal response of relativistic stars in partially screened scalar-tensor theories
本研究探讨Horndeski之外标量-张量理论中相对论星体的重力磁潮汐响应，计算特定模型的潮汐Love数，分析偏离广义相对论的参数依赖，发现相对偏差随多极矩和紧致度增加，但参数不足以完全表征响应。
2025-04-16 gr-qc
Vainshtein mechanism in Gauss-Bonnet gravity and Galileon aether
我们推导出高斯-邦纳引力场方程在4维降维后的行动，并证明，在这种情况下，Vainshtein机制在平坦的球对称背景下运作。我们表明，在这个Vainshtein领域的第五个力是微不足道的小相比，引力。我们还研究了球对称解的稳定性，澄清了文献中有关方程双曲性和ghost-Laplacian稳定性条件的词汇。我们发现在径向上的扰动场的超光速行为。然而，由于非线性项的存在，时空的结构被修改，结果场不在闵可夫斯基度规中传播，而是在由标量场$π(r)$组成的“以太”中传播。因此，我们证明，超光速行为并没有创建时间悖论感谢因果闭合曲线的情况下。我们还得到了在标量和张量扰动下Friedmann宇宙的稳定性条件。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal Theories of Gravity: From the Solar System to Cosmology
本文讨论的是包含标量的引力理论，标量通过度规与物质共形和非形式地耦合。通过系统地推导出非相对论极限，它表明，没有新的非线性屏蔽机制，目前超出Vainshtein机制和变色龙般的筛选。如果把宇宙的宇宙学膨胀包括在内，通常被认为是不存在的非正式效应可能存在于太阳系中。当不存在共形因子时，当宇宙场缓慢滚动时，第五力可以在所有尺度上被屏蔽。我们调查这些模型的宇宙学，并使用当地的重力测试放置新的约束非正式的耦合，并找到$\mathcal{M}>\mathcal{O}(\textrm{eV})$，这是没有竞争力的实验室测试。最后，我们讨论了未来的前景，测试这些理论和其他理论的修改引力的影响。特别是当宇宙学时间导数不可忽略时，太阳系天体的Vainshtein半径可以从静态预测中改变。
2014-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Gravitational Radiation from Binaries: Vainshtein Mechanism in Time-dependent Systems
我们开发了一个完整的四维数值代码来研究标量引力辐射发射的二元系统和探测的Vainshtein机制的情况下，打破静态和球对称性，相关的二元双星以及黑洞和中子星双星。本研究的重点是立方Galileon出现的大规模引力理论的去耦限制。与数值方法相关的限制，使我们无法达到一个物理上现实的层次结构的尺度，然而，在这种情况下，我们观察到相同的功率定律缩放的辐射功率作为以前的分析估计，并确认一个强大的抑制发射的功率在偶极子和偶极子相比，四极辐射。随着物理参数的趋向更接近实际，我们证实了标量引力辐射的功率被抑制，广义相对论的恢复具有很好的精度。这为未来的数值工作铺平了道路，探索更通用的，物理相关的情况和可能表现出Vainshtein机制的相互作用集。
2018-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic Web and Environmental Dependence of Screening: Vainshtein vs. Chameleon
修正广义相对论以解释宇宙加速膨胀的理论经常使用屏蔽机制来满足太阳系尺度的限制。我们研究了宇宙网络和暗物质晕的局部环境密度对Vainshtein和变色龙屏蔽机制屏蔽特性的影响。我们比较宇宙网络形态的暗物质粒子，暗物质晕的质量函数，质量和径向依赖的筛选，速度色散和特有的速度，和环境依赖的筛选机制在$f(R)$和NDGP模型。使用ORIGAMI宇宙网络识别例程，我们发现，Vainshtein机制依赖于宇宙网络形态的暗物质粒子，因为这些是根据其崩溃的维度定义的，而变色龙机制显示没有形态依赖性。晕的变色龙屏蔽及其速度色散依赖于晕质量，小晕和亚晕可以在变色龙机制中被环境屏蔽。另一方面，Vainshtein机制中的晕的屏蔽不依赖于质量或环境，并且它们的速度分散被抑制。Vainshtein机制中晕的特殊速度被增强，因为屏蔽的物体仍然可以感受到外部场产生的第五力，而变色龙晕的特殊速度在晕中心被屏蔽时被抑制。
2015-07-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic stars in a cubic Galileon Universe
我们研究相对论性恒星的Hordenski理论，逃避引力波的约束，并表现出Vainshtein机制，专注于一个模型的基础上的三次伽利略拉格朗日。本文导出了具有线性时间依赖性的渐近de Sitter时空中静态球对称物体的标量场分布。外部解与文献中找到的黑洞解相匹配。由于万施泰因机制，只要恒星的半径小于万施泰因半径，恒星的结构就与广义相对论中具有相同中心密度的恒星结构没有区别。另一方面，标量场在Vainshtein半径之外不被抑制。这些解除了恒星的质量外，还有一个额外的积分常数。
2019-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Vainshtein mechanism beyond the quasi-static approximation
修正引力理论，在线性和完全非线性状态下，经常在假设理论中新的（通常是标量的）自由度的演变是准静态的情况下进行研究。这种近似极大地简化了理论的研究，人们常常有充分的理由相信它应该成立。然而，这是一个关键的假设，应该尽可能明确地检查。在本文中，我们这样做的Vainshtein机制。通过求解Dvali-Gabadadze-Porrati和立方Galileon模型在球对称时空中的完整空间和时间演化，我们能够证明Vainshtein解是一个稳定的吸引子，并且无论我们对标量场采取什么初始条件都能形成。此外，准静态近似也被发现是一个很好的近似，只要它存在。然而，对于最佳拟合的立方Galileon模型，我们发现，在后期的深空洞，数值解爆炸的同时，准静态解不再存在。我们认为这种现象是模型的真正不稳定性。
2015-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Black Holes in alternative theories of gravity: The case of non-linear massive gravity
我推导出一般条件，以解释起源的范施泰因半径内dRGT。我称之为“Vainshtein”条件的方程组是包含理论所有自由度的动力学度量（$g_{μν}$）的极值条件。Vainshtein条件能够解释dRGT中的Vainshtein半径与尺度$r_0=\left(\frac{3}{2}r_s r_Λ^2\right)^{1/3}$之间的一致性，该尺度是从广义相对论（GR）中的Schwarzschild de-Sitter（S-dS）空间自然获得的。在GR中，这个尺度被解释为为了得到束缚轨道的最大距离。如果我们想在渐近de-Sitter空间中定义黑洞的温度，那么相同的尺度对应于静态观测者的位置。在dRGT中，标度标志着一个极限，超过这个极限，理论的额外自由度就变得相关了。
2014-12-09 gr-qc
Classical Duals of Derivatively Self-Coupled Theories
具有导数自耦合的标量理论的解通常具有非线性很重要的区域。给定一个经典源，通常有一个以范施泰因半径为界的区域，在该区域内经典非线性占主导地位，而量子效应仍然可以忽略不计。如果用微扰理论来寻找这样的解，当从外部接近万施泰因半径时，膨胀一般会破裂。在这里，我们表明，它是可能的，通过在某些辅助领域的整合，重新制定这些理论，以这样一种方式，非线性变得小的Vainshtein半径内，和它的大。这提供了一个互补的，或经典的双重，描述相同的理论-一个非微扰区域成为可访问的微扰。我们考虑几个例子的经典解决方案与各种对称性，并发现，在所有的情况下，对偶制定使得它相当简单的研究制度，在原来的微扰理论无法工作。作为一个例子，我们再现微扰计算的一些已知的非微扰的结果，一个点状源，宇宙弦，和域壁，并得出一个新的。对偶公式可能是有用的发展PPN形式主义的修正引力理论，产生这样的标量理论。
2012-04-05 gr-qc hep-th
Testing general scalar-tensor gravity and massive gravity with cluster lensing
我们探讨的可能性，测试修改后的重力表现出Vainshtein机制对集群透镜的观察。我们的工作在最一般的标量张量理论与二阶场方程（Horndeski的理论），并推导出静态和球对称的解决方案，其中的标量场屏蔽低于一定的半径。据发现，在最一般的情况下，问题的基本结构可以捕获的程序分类Vainshtein解决方案的不同的解决方案的五次方程，已经在大规模重力的背景下进行。对引力透镜的关键影响是，标量场的二阶导数在从屏蔽区到非屏蔽区的过渡处可以相当大，从而在会聚中留下一个凹陷。这使我们能够把观测约束的参数特征的一般标量张量修改的重力。我们演示了这是如何发生在大规模的重力作为一个例子，并讨论其观测签名集群透镜。
2013-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Absence of a Vainshtein radius in torsion bigravity
很久以前，Vainshtein [Phys. Lett. 39 B，393（1972）]，涉及大质量自旋2激发的一般理论（非线性Fierz-Pauli类型）的弱场微扰展开在围绕物质源的一定距离（“Vainshtein半径”）以下破裂，按自旋2质量$m_2$的某个逆幂缩放，即，范围$m_2^{-1}$的某个正幂。在这里，我们证明了这一结论不适用于广义爱因斯坦-嘉当理论（称为“扭转双引力”），其频谱是（像双度量引力）的无质量自旋2激发和大质量自旋2。工作在一个静态的球对称anomaly，我们证明，通过重新制定的场方程的新的变量，人们可以构建一个全阶弱场微扰展开，没有涉及$m_2$的微扰子出现在区域$r \ll m_2^{-1}$。特别是，我们展示了如何正式的大范围限制，$m_2 \to 0$，导致一个定义良好的，有限的扰动扩展，其所有阶结构进行了详细讨论。
2020-01-20 gr-qc hep-th
The fate of non-diagonalizable interactions in quasidilaton theory
它已被证明，在准对称理论的一个子类中的球对称解是稳定的对所有自由度，甚至没有表现出超光速传播。这些解可以通过关闭标量-张量相互作用来找到，而标量-张量相互作用不能通过局部变换来去除。在本文中，我们将分析扩展到准量子理论，包括不可对角化的标量张量相互作用。我们证明了Vainshtein半径内的所有解都是有问题的：大质量引力子中的标量模具有梯度不稳定性，矢量模是无限强耦合的矢量扰动，或者Vainshtein机制不存在。
2015-03-25 gr-qc hep-th
Ghosts, Strong Coupling and Accidental Symmetries in Massive Gravity
我们证明了大质量引力子标量极化的强自相互作用可以理解为一个额外的幽灵般的自由度的传播，从而将强耦合与Boulware和Deser在他们的大质量引力的哈密顿分析中讨论的第六个自由度联系起来。这使得人们能够理解无质量引力解的万施泰因恢复是由于在大于万施泰因半径的距离处冻结的鬼的交换效应。在这个区域内，我们可以相信双场拉格朗日微扰，而在更大的距离可以使用更高的导数公式。我们还比较了大质量引力与其他模型，即解构的引力理论，以及DGP模型。在后一种情况下，我们认为，Vainshtein恢复过程是不同的性质，不涉及幽灵自由度。
2005-05-26 gr-qc hep-ph hep-th
Screening fifth forces in k-essence and DBI models
新的第五种力尚未在实验室或太阳系中被检测到，因此通常很难引入新的光标量场来调解这种力。近年来，许多非线性标量场理论都考虑到了一种动力学机制，如Vainshtein和变色龙理论，这种机制在实验环境中抑制了标量第五力的强度。这就是所谓的屏蔽，然而目前还不清楚在非线性标量场理论中屏蔽有多普遍。k-本质模型是非线性模型的常见研究例子，DBI是最好的激励例子，因此我们问这些非线性是否能够筛选标量第五力。我们发现，这样的模型存在一个Vainshtein样的筛选机制，但具有有限的适用性。例如，我们无法找到DBI模型的筛选机制。另一方面，我们构建了一个大类的k-本质模型，导致宇宙在最近的过去，由标量介导的第五种力可以被屏蔽的加速。
2012-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulating the quartic Galileon gravity model on adaptively refined meshes
我们开发了一种数值算法来求解与四次Galileon模型相关的高阶非线性微分耦合方程，并将其实现在RAMSES N体程序的修改版本中，以研究Galileon场对大尺度物质团簇的影响。该算法被测试的几个物质场配置具有不同的对称性，工作得很好。这使我们能够进行第一次模拟的四次Galileon模型，它提供了一个很好的适合宇宙微波背景（CMB）各向异性，超新星和重子声振荡（BAO）的数据。结果表明，该模型中的Vainshtein机制在抑制标量场的空间变化方面是非常有效的。然而，由伽利略场的曲率耦合引起的有效牛顿常数的时间变化不能被Vainshtein机制抑制。这导致了高密度区域的重力强度在后期显著减弱，因此在小尺度上聚集的物质较弱。我们还发现，如果没有Vainshtein机制的模型会表现出完全不同的方式，这表明了非线性在修正的引力理论中所起的关键作用，以及对这些理论进行自洽N体模拟的重要性。
2013-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Galileons and strong gravity
在Vainshtein机制抑制了标量场与物质相互作用的立方Galileon模型的背景下，我们研究了低密度星慢旋转和静态相对论性恒星。我们开发了一个扩展方案来寻找Vainshtein半径内的近似解，并表明在考虑旋转的同时，与广义相对论（GR）的偏差也被Vainshtein机制抑制。在一个二次耦合模型中，标量化效应可以显着提高正常标量张量引力从GR的偏差，Galileon项成功地抑制了大的偏差远离GR。此外，使用一个现实的状态方程，我们构建的相对论性恒星的解决方案，并显示，从GR的偏差更高密度的对象被抑制。然而，我们发现，标量场的解决方案不再存在以上的临界密度，这大致对应于一个中子星的最大质量。这表明，对于一个由多方状态方程描述的致密物体，坍缩成黑洞的构型不能支持非平凡的标量场。
2014-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Weak-field regime of scalar-tensor theories with an instantaneous mode
本文研究了U-DHOST标量-张量理论中的弱引力场，发现线性分析通常已足够，并确定了能通过太阳系测试但可被宇宙学观测检验的理论子集，同时指出特殊情形下Vainshtein机制失效且引力被修正。
2024-03-23 gr-qc
The nonlinear dynamical stability of infrared modifications of gravity
被Vainshtein机制“屏蔽”的标量力可能是理解我们宇宙宇宙膨胀的关键，同时预测大质量物体之间相互作用的新的和令人兴奋的特征。在这里，我们探讨的Vainshtein屏蔽机制的动力学，专注于DGP braneworld场景和dRGT大规模引力的去耦极限。我们表明，有一个庞大的初始条件，其演变是明确的，这是驱动到静态的，这些理论的筛选解决方案。筛选解决方案是稳定的，并在小的波动下表现一致：它们振荡，并最终解决到一个平衡的配置，振荡和阻尼的时间尺度由筛选解决方案的Vainshtein半径决定。在很晚的时候，幂律衰减england，与已知的分析结果一致。然而，我们也推测，物理上有趣的过程，如致密星的引力坍缩可能不具有适定的初值问题。最后，我们构造的解决方案与非平凡的多极结构描述的变形，非对称机构的屏蔽场，并表明，更高的多极屏蔽更有效地比非对称组件。
2014-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting Vainshtein Screening for fast N-body simulations
本文扩展了N体模拟中的Vainshtein屏蔽机制，通过计算时空依赖的有效引力耦合实现快速模拟，在COLA代码中验证了其在预测非线性物质功率谱boost函数时精度优于2%。
2023-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Horndeski theory and beyond: a review
本文综述了Horndeski理论及其推广的最新进展，它为我们提供了一个系统的引力标量-张量理论的理解，也为我们探索广义相对论之外的天体物理学和宇宙学提供了一个强有力的工具。本文综述了广义Galileons、Horndeski理论的重新发现、Horndeski理论中的宇宙学扰动、违反零能条件的宇宙学、简并高阶标量张量理论及其在GW 170817之后的地位、Horndeski理论中的Vainshtein机制以及多毛黑洞解。
2019-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Absence of solid angle deficit singularities in beyond-generalized Proca theories
在Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）标量张量理论中，当表征偏离Horndeski理论的参数$α_{\rm H}$在球对称体中心处接近一个非零常数时，存在一个立体角亏损奇点。同时，最近的研究表明，二阶广义Proca理论与大量的矢量场$A^μ$可以一致地扩展到超越广义Proca理论，恢复移位对称GLPV理论在标量极限$A^μ \to \nabla^μ χ$。在超越广义Proca理论的四阶拉格朗日，我们表明，立体角赤字奇点一般是不存在的，由于存在一个时间矢量分量。我们还推导出一个紧凑的对象周围的矢量场的配置文件，并表明矢量Galileons操作的Vainshtein机制的成功是不阻止超越广义Proca理论的新的相互作用。
2016-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Restricted Galileons
我们研究伽利略理论，出现在幽灵自由大质量引力。特别是，我们专注于这些理论中的Galileons可以完全解耦的张量拉格朗日的子类。这些Galileons与一般的Galileons不同-它们具有三次和四次项的相关系数，最重要的是，与外部应力张量的非标准耦合，由相同的系数控制。我们发现，这个理论没有静态稳定的球对称的解决方案，将内插从Vainshtein区域平坦的空间，这两个地区不能顺利匹配的波动稳定的系数的符号。相反，对于这种符号选择，Vainshtein域中的解与宇宙学背景相匹配。在这个解以上的小波动是稳定的，并且是亚光速的。我们讨论了这个理论的观测约束，在量子有效拉格朗日方法，并认为有一个引力子质量的顺序，目前的哈勃参数，是一致的数据。最后但并非最不重要的是，我们也提出了一般类的宇宙学解决方案在这个理论中，其中一些表现出的de-mixing现象，以前发现的自加速解决方案。
2013-02-14 gr-qc hep-th
Testing Brans-Dicke Gravity with Screening by Scalar Gravitational Wave Memory
Brans-Dicke引力理论是通过在标量场和引力之间引入非最小耦合来扩展广义相对论的最古老的思想之一。太阳系的测试对这个理论提出了严格的限制。为了规避这些约束，已经提出了各种筛选机制。这些屏蔽机制允许标量场在低密度环境中像重力一样强烈地耦合到物质，同时在太阳系中抑制它。Vainshtein机制存在于各种修正的引力模型中，如质量引力模型、膜世界模型和标量张量理论，它有效地抑制了大质量物体附近的标量场。这使得很难从引力波观测中检验这些理论。我们指出，最近发现的标量引力波记忆效应，这是由于一个永久的时空几何形状的变化，由于恒星的崩溃到一个背洞可以显着增强Brans-Dicke引力理论与Vainshtein机制。这提供了通过三个或更多个引力波检测器的网络来检测标量引力波的可能性。
2020-06-29 astro-ph.CO gr-qc
Suppression of matter couplings with a vector field in generalized Proca theories
我们推导出的配置文件的矢量场耦合到一个静态和球对称背景下的广义Proca理论的问题。立方Galileon自相互作用导致抑制的纵向矢量分量由于操作的Vainshtein机制。对于四阶和六阶导数相互作用，与小导数耦合的连续极限一致的解对应于具有消失纵模的分支。我们计算了在三次，四次和六阶导数耦合的存在下，由矢量场引起的致密体外部引力势的修正，并表明该模型可以与时间矢量分量上的温和边界下的局部引力约束相一致。五次Galileon相互作用不允许经常解决方案的纵向模式的物质密度迅速下降的身体外。
2017-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar-tensor theories and modified gravity in the wake of GW170817
暗能量和修正引力理论受到天体物理学或宇宙学观测的强烈约束，最近对引力波事件GW 170817及其电磁对应物GRB 170817 A的观测表明，引力波的速度$c_g$与光速相同，在$10^{-15}$量级的偏差范围内。这一观察意味着对标量-张量理论的严格限制，特别是那些作用依赖于标量场的二阶导数的理论。在包含Horndeski和Beyond Horndeski理论的退化高阶标量张量（DHOST）理论的非常一般的框架中工作，我们提出了满足$c_g=c$的DHOST理论。然后，我们研究，这些理论，屏蔽机制，抑制标量相互作用的小尺度上，即Vainshtein机制，并计算相应的引力定律的非相对论性球体。我们表明，它可以导致偏离标准重力内的物质，参数化的三个系数，满足一致性关系，并可以通过目前和未来的天体物理观测的约束。
2018-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories after GW170817
我们在简并高阶标量张量理论中研究相对论性恒星，该理论避开了GW 170817对引力波速度的限制。结果表明，如果拉格朗日量中的低阶Horndeski项被忽略，并假设一个移动对称，外度量是由通常的Schwarzschild解。然而，这类理论显示出在恒星内部范施泰因屏蔽的部分破裂，从而改变了恒星的结构。采用一个简单的具体模型，我们表明，高密度恒星的质量-半径关系显着改变，即使选择的参数，使只有一个微小的修正预计在牛顿政权。我们还发现，取决于参数，有一个最大的中心密度以上的解决方案不再存在。
2018-03-28 astro-ph.CO gr-qc
k-Mouflage gravity
我们介绍了一大类标量张量理论，其中引力通过与引力子混合的标量的交换在大距离处变得更强。在小的距离，即大曲率，标量屏蔽通过一个类似的万施泰因机制的大质量引力。通过适当地选择参数，可以使两个区域之间的交叉距离成为宇宙学的。
2009-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unscreened multipole moments of the fifth force in the EFT of dark energy
Rikkyo University（立教大学）
研究暗能量EFT中瓦因施泰因机制在非球对称下的作用，通过假设非球对称偏差小，计算非球源引力势多极矩，发现一般情况下第五种力多极矩未被屏蔽，特殊情况也不足以屏蔽第五种力。
2026-07-13 astro-ph.CO gr-qc
