Hybrid modified gravity unifying local tests, galactic dynamics and late-time cosmic acceleration
$f(R)$引力的度规形式和Palatini形式之间的不等价性是这些理论的一个有趣的特征。然而，在最近提出的混合度规-Palatini引力中，由度规Einstein-Hilbert拉格朗日量与Palatini构造的$f(\cal R)$项的叠加组成，“真正的”引力场由这两种不等价的方法的插值来描述。该理论预言了一个轻的长程标量场的存在，它通过局部约束并影响银河系和宇宙学动力学。因此，该理论为在同一理论框架下统一处理暗能量和暗物质问题开辟了新的可能性，不区分先验物质和几何源，而是在同一标准下考虑它们的动力学。
2013-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical Dark Energy from $F(R)$ Gravity Models Unifying Inflation with Dark Energy: Confronting the Latest Observational Data
本文研究一类可统一描述暴胀与暗能量的$F(R)$引力模型，利用普朗克、Pantheon plus、DESI、BAO及SH0ES等最新观测数据检验其可行性，发现其中两个模型在统计上优于$Λ$-冷暗物质模型。
2025-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Unifying static analysis of gravitational structures with a scale-dependent scalar field gravity as an alternative to dark matter
目的。我们研究了作为暗物质替代物的标量张量引力中标量场的引力效应。受变色龙、对称子和f（R）-引力模型的启发，我们研究了一种唯象场景，其中标量场具有质量（即相互作用长度）和与所考虑的天体物理系统的局部性质成比例的普通物质的耦合常数。方法.我们利用修正的引力势分析了这种情况的可行性，并将其分别应用于星系团和椭圆/螺旋星系中的星系动力学和热气/恒星动力学。这是评估这种新方法在“替代重力”模型中的可行性的第一步。结果有以下主要結果: 1.椭圆星系的速度色散可以用所建议的标量场非常好地拟合，其模型意义类似于经典的Navarro-Frenk-White暗晕轮廓; 2.摘要对恒星动力学和椭圆星系气体平衡的分析表明，标量场可以与普通物质以不同的耦合强度（不同的耦合常数）耦合，从而产生和/或依赖于物质组分的不同聚集态;椭圆星系和螺旋星系，以及星系团，在理论参数之间显示出明显的相关性，这暗示了我们的结果在所有尺度上的普遍有效性，以及我们所考虑的所有类型引力系统的理论可能统一的一条途径。所有这些结果都表明，所提出的标量场方案可以作为暗物质的替代方案。
2013-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Unifying Inflation with Early and Late-time Dark Energy in $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们将提出$F(R)$引力模型，以统一的方式实现了暴胀时代，以及暴胀后的早期暗能量时代，以及晚期暗能量时代。为了实现统一的宇宙学纪元，我们将采用两种方法：首先指定一个可以描述三个不同加速纪元的哈勃速率，然后利用众所周知的$F(R)$引力重建技术，找到一个可以产生实现宇宙学的$F(R)$引力的微分方程。在我们的第二种方法中，我们将以定性的方式，几个$F(R)$引力统一的暴胀时代的早期和晚期的暗能量时代，我们讨论了几个定性的问题，实现后暴胀早期暗能量时代的条款。我们量化我们的分析，通过数值求解弗里德曼方程，使用红移作为主要变量，并表示所有的物理量的函数的statefinder $y_\mathrm{H}(z)$，这取决于红移和哈勃率$H(z)$。对于数值研究的模型，我们给出了一些状态发现量的行为，如减速参数，我们计算的暗能量密度参数和暗能量状态方程参数目前的时间。在证明了暗能量时代是可行的之后，我们研究了早期暗能量项何时不影响晚期时代，这限制了模型的自由参数。
2020-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Viable f(R) Scenarios Unifying Inflation with Realistic Dynamical Dark Energy
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚高级研究学院）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Center for Theoretical Physics, Khazar University（哈扎尔大学理论物理中心）；Tver state university（特维尔国立大学）；International Laboratory for Theoretical Cosmology, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics (TUSUR)（托木斯克控制论与无线电电子学国立大学国际理论宇宙学实验室）
本文提出两种F(R)引力模型，通过观测数据验证其在描述早期膨胀和暗能量时期的可行性，且在统计和信息准则上优于Λ-冷暗物质模型。
2026-02-08 astro-ph.CO gr-qc
Isothermal distributions in MONDian gravity as a simple unifying explanation for the ubiquitous $ρ\propto r^{-3}$ density profiles in tenuous stellar halos
银河系的恒星晕有一个密度分布，它在一级近似下满足$ρ\propto r^{-3}$。最近，人们发现M31也有这样一个扩展的恒星晕，它大致遵循相同的径向标度。对遥远星系的研究也揭示了同样的现象。此外，我们现在知道，我们的银河系和仙女座的球状星团系统的密度分布的第一近似遵循$ρ\propto r^{-3}$，$Σ\propto R^{-2}$的投影。最近，在银河系的一些球状星团周围发现了弥漫的恒星群，它们远远超出了牛顿的潮汐半径，但往往没有显示出任何潮汐特征的证据。在标准的牛顿和GR的情况下，已经提出了许多不同的特定解释，分别针对上述不同类别的系统。在这里，我们表明，在MONDian重力的情况下，任何等温的示踪剂粒子形成一个小扰动周围的球对称的质量分布的纤细晕，将有一个平衡的配置，第一近似满足$ρ\propto r^{-3}$标度。
2013-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unifying of Inflation with Early and Late Dark Energy Epochs in Axion $F(R)$ Gravity
我们提供了一个理论模型的$F(R)$引力，它是可能的，以统一的方式描述通货膨胀，早期和晚期的暗能量时代，在存在的光轴子粒子，它扮演的角色的暗物质组成的宇宙。特别是，早期的现象学是由$R^2$项占主导地位，而其他条款$f(R)$的存在，确保早期和晚期的暗能量时代的发生。暴胀现象与普朗克2018年的暴胀数据是相容的，而晚期暗能量时代与普朗克2018年对宇宙学参数的约束是相容的。此外，该模型表现出一个早期的暗能量时代，大约在$z\sim 2.5$，其次是减速时代，这开始于大约$z\sim 1.5$，这反过来又是一个后期的暗能量时代的红移$z\sim 0.5$，这持续了大约50亿年到现在的时间。我们的模型的一个显著特点是，暗能量时代是免费的暗能量振荡，至少在红移间隔$z=[0,10]$。此外，我们还讨论了与$z\sim 2.34$观测数据有关的几个特征，文献中存在红移复杂的观测数据。此外，在文章的最后给出了用Python 3编写的暗能量现象学的数字代码。最后，该模型还有另一个有趣的特性，即在红移间隔$z\sim [2,2.6]$中哈勃速率值的突然跳跃，其值突然增加，然后减少，直到$z\sim 0$。
2021-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unifying an asymmetric bounce to the dark energy in Chern-Simons F(R) gravity
我们提出了一个宇宙学方案，其中宇宙经历了一个非奇异的反弹，反弹后，它减速有一个物质主导的演化在减速时代的一些制度，并最终在目前的时代，它通过一个加速阶段的演变。我们的目标是在Chern-Simons修正的F（R）引力理论的背景下研究这种演化，并用各种观测数据对抗模型。使用重建技术，并通过采用适当的边界条件，我们确定的形式F（R）的宇宙时间的整个可能的范围。F（R）的形式似乎将非奇异反弹与暗能量时期统一起来，特别是从非奇异反弹到减速时期和从减速时期到后期加速时期。值得一提的是，在目前的情况下，反弹的情况是一个不对称的反弹，特别是，哈勃半径单调增加，并在后期收缩时代渐近发散，而它似乎随着时间的推移在目前的时代减少。哈勃半径的这种演化导致了原始微扰模在深收缩时期产生，此时所有的微扰模都位于视界内。我们计算了标量和张量功率谱，结果发现原始观测量与最新的普朗克2018约束一致。在这方面，Chern-Simons项似乎对张量扰动的演化有相当大的影响，但要保持微扰的标量部分与真空F（R）模型的标量部分相同，因此，Chern-Simons项在使可观测量与Planck结果一致方面起着重要的作用。此外，用Planck+SNe+BAO观测数据对暗能量观测值的理论预期进行了验证。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter distribution in X-ray luminous galaxy clusters with Emergent Gravity
我们呈现了两个大质量X射线发光星系团Abell~2142和Abell~2319中暗物质的径向分布，并将其与Verlinde（2016）最近提出的“涌现引力”情景中预测的重子质量的明显表现进行了比较。得益于\xmm \ Cluster Outskirt Programme（X-COP）的观测策略，利用\xmm \绘制的X射线发射图和普朗克巡天中的SZ信号，我们恢复了直到$\sim R_{200}$的气体密度、温度和热压力分布，允许通过流体静力平衡方程将总质量约束在前所未有的水平。我们发现，还包括系统的不确定性与基于X射线的质量建模，明显的“暗”物质显示出径向轮廓，具有不同于传统的暗物质分布的形状，具有较大的差异（由因子2- 3）的内部（$r<200$ kpc）集群的区域和一个显着的协议，只有跨$R_{500}$。
2017-05-08 astro-ph.CO gr-qc
Early and late time cosmology: the $f(R)$ gravity perspective
宇宙早期和晚期观测的不一致性，以及与宇宙学常数解释相关的真空能量问题，都对$Λ$ CDM模型提出了质疑。受这些概念和观测事实的启发，爱因斯坦引力的扩展最近被集中考虑，以解决广义相对论在紫外和红外尺度上未解决的问题。在这里，我们提供了一个简短的概述的某些方面的$f(R)$重力，重点是，特别是在宇宙学的应用。具体而言，Noether对称性被采用作为一个标准，以选择可行的模型，并调查相应的动力学。因此，我们找到宇宙学场方程的解，分析从物质主导到现在的时代所选模型的行为。此外，还考虑了来自能量条件和所谓的沼泽地标准的约束。特别是，我们定性地讨论了$f(R)$重力的可能性，以解决宇宙紧张局势。
2022-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matters on the scale of galaxies
冷暗物质模型成功地解释了大尺度上宇宙结构的出现和演化，当我们包括一个宇宙学常数时，还解释了均匀和各向同性宇宙的性质。然而，冷暗物质模型在星系尺度上面临着持续的挑战。事实上，N体模拟预测了一些与观测结果不一致的星系性质。这些差异主要与星系晕最内层的暗物质分布和矮星系的动力学性质有关。它们可能有三个不同的起源：（1）影响星系形成的重子物理学仍然知之甚少，因此没有正确地包括在模型中;（2）暗物质的实际性质不同于传统的冷暗物质;（3）引力理论偏离了广义相对论。解决这些差异是一个快速发展的研究领域。我们举例说明了冷暗物质模型中提出的一些解决方案，以及包括暖暗物质、自相互作用暗物质、类轴子粒子或模糊暗物质时的解决方案。{我们还举例说明了引力理论的一些修正：修正的牛顿动力学（MOND）、修正的引力（MOG）和$f(R)$引力。
2020-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Testing Verlinde's Emergent Gravity with the Radial Acceleration Relation
Verlinde（2016）最近提出时空和引力可能来自一个潜在的微观理论。在德西特时空中，这种突现引力（EG）包含了一个由暗能量产生的额外引力，这可以解释在星系系统中观测到的质量差异，而不需要暗物质。对于一个质点，EG等价于修正牛顿动力学（MOND）。我们表明，这种等价性不适用于有限大小的星系：EG和MOND之间有显着的差异，在星系的内部区域。我们面对的理论预测与经验径向加速关系（RAR）。我们发现：（i）EG与观测到的RAR一致，只有当我们大大降低基准恒星质光比;由此产生的值与其他天文学估计的张力;（ii）EG预测RAR周围的残差应该与半径相关;这种残差相关性没有观察到。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Discrepancies between CFHTLenS cosmic shear & Planck: new physics or systematic effects?
目前，物质聚集的振幅测量值存在差异，使用$σ_8$参数化，从星系弱透镜和宇宙微波背景数据推断，这可能是新物理学的指示，如大质量中微子或重力定律的修改，或重子反馈。在本文中，我们假设宇宙学参数很好地确定了普朗克，并使用弱透镜数据调查的重子反馈和大质量中微子的影响，以及可能的贡献，从内在的排列和光度红移的偏见。我们采用非参数的方法来模拟重子反馈的暗物质集群，这是足够灵活的再现OWLS和Illustris模拟结果。我们使用的统计，三维宇宙剪切，是一种方法，提取宇宙学信息的弱透镜数据使用球贝塞尔函数功率谱方法。我们分析了CFHTLenS弱透镜数据，并假设普朗克CMB实验的最佳拟合宇宙学参数，发现没有证据表明暗物质功率谱上存在重子反馈，但有证据表明CFHTLenS数据中的光度红移存在偏差，这与Choi等人（2015）基于光谱红移的完全独立分析一致;并且这些结论对于关于内在对准系统的假设是稳健的。我们还发现了一个上限的总和中微子质量的条件下，其他$Λ$ CDM参数是固定的，$< 0.28$ eV（$1σ$）。
2016-03-22 astro-ph.CO
