Primordial non-Gaussianity in Horndeski-type model for Inflation
我们考虑通货膨胀的标量张量理论的家庭成员-所谓的Horndeski模型的通货膨胀，我们计算的非高斯性（NG）和曲率扰动的功率谱。我们专注于确定的功率谱，双谱以及相关的$f_\mathrm{NL}$参数和光谱指数。我们遵循量子场论框架内概述的方法（S-矩阵方法和温伯格的“在-在”形式主义），并比较-在必要时-我们的研究结果与通过传统的$δ$ N形式主义获得的结果。本文所包含的工作是对关于这个问题的现有文献和一般的“通货膨胀理论”的广泛回顾，以及一些新开发的技术和计算。
2021-07-28 gr-qc hep-th
Marginalized Fisher Forecast for Horndeski Dark Energy Models
我们使用有效场论（EFT）的形式主义来预测Horndeski类的暗能量模型与未来的超新星和星系调查的约束。之前（Gleyzes { \it et al.}）通过固定所有其他参数，计算了对EFT暗能量参数的未边缘化约束（68\% CL误差$\sim 10^{-3}$ - $10^{-2}$）。我们扩展了以前的工作，允许所有的宇宙学参数和讨厌的参数变化和边缘化。我们发现，（i）对EFT暗能量参数的约束通常是恶化的边缘化后的几个因素，和（ii）对暗能量状态方程$w$的约束是不显着的EFT暗能量参数的影响。
2016-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chromo-natural inflation supported by enhanced friction from Horndeski gravity
本文利用Horndeski引力引入轴子与引力的非最小耦合以增强摩擦，支持色自然暴胀并避免引力波过量产生，发现了一种与CMB观测更吻合的新模型并给出了引力波谱的通用解析公式。
2024-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Scalar tensor Horndeski models: simple cosmological applications
本文分析了一类简单的Horndeski标量张量理论。我们研究了暴胀、反弹和有限未来时间奇点的几种宇宙学解。在暴胀的背景下研究和讨论了Friedmann-Robertson-Walker度量的扰动。
2015-12-30 gr-qc
Shapes of primordial non-Gaussianities in the Horndeski's most general scalar-tensor theories
在Horndeski的最一般的标量张量理论中，我们导出了在对首阶项进行慢变修正的情况下，单场暴胀过程中产生的标量非高斯性的三点关联函数。与以前的作品不同，由此产生的双谱是有效的任何形状的非高斯。例如，在压缩极限中，这就产生了与Maldacena在标准单场慢卷暴胀中导出的一致性关系相同的一致性关系。我们估计的形状接近压缩的一个，在该效果的长期成反比的标量传播速度平方开始有助于双谱。我们还表明，首阶双谱可以表示为两个方便的基地，其形状是高度相关的等边和正交型分别的线性组合。我们提出了具体的模型，其中正交和enfolded形状可以占主导地位的等边。
2013-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mimicking dark matter in Horndeski gravity
自从Horndeski引力被重新发现以来，人们对它的性质进行了大量的探索，特别是在暗能量的背景下。然而，这个理论的一个部分，即包含爱因斯坦张量与标量场动力学项耦合的部分，在黑洞和中子星的构造中显示出一些令人惊讶的特征。受这些新结果的启发，我探索了Horndeski引力的这一部分可以在宇宙学水平上模拟冷暗物质的可能性，并解释了银河系旋转曲线的平坦化。我将证明，原则上，至少有两个标量场和一组最小的假设就可以实现这两个目标。
2017-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconstructing Horndeski models from the effective field theory of dark energy
研究暗能量和修正引力对宇宙学尺度的影响导致了大量的物理模型的发展。宇宙加速的有效场论（EFT）允许有效地探索这个大的模型空间，通常进行唯象的基础上。然而，这种参数化的EFT系数的约束不能平凡地连接到基本的协变理论。在本文中，我们重建类的协变Horndeski标量张量理论，再现相同的背景动力学和线性扰动作为一个给定的EFT行动。人们可以使用这种重建来解释可行的协变Horndeski理论的参数化EFT系数的约束。我们证明了这种方法与一些著名的模型，并讨论了一系列未来的应用。
2017-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reviving non-Minimal Horndeski-like Theories after GW170817: Kinetic Coupling Corrected Einstein-Gauss-Bonnet Inflation
最近两颗中子星合并的GW 170817事件发生后，许多弦修正的宇宙学理论都面临着不可行的危险。这是因为这些理论中的大多数最初都产生了大质量的引力子。在这些理论中，有一种在拉格朗日量中含有非最小动力学耦合修正项，属于Horndeski理论的一个子类。在这项工作中，我们将展示如何这些理论可能会恢复，我们展示了这些理论如何可以产生原始引力波的速度$c_T^2=1$在自然单位，从而符合GW 170817事件。正如我们所证明的，如果爱因斯坦-高斯-邦纳理论的引力作用量也包含$\sim ξ(ϕ) G^{μν}\partial_μϕ\partial_νϕ$形式的动力学耦合，则具有无质量的原初引力子或具有以自然单位表示的速度$c_T^2=1$的等价原初引力波的条件，导致高斯-邦纳项的依赖于标量场的耦合函数的某些条件，这也是动力学耦合的非最小耦合。我们广泛地研究了这样一个理论的现象学意义，专注于暴胀时代，只假设慢卷动力学的标量场。因此，我们简要地研究了标量场以常滚方式演化的情形。通过使用一些说明性的例子，我们证明了手头的理论框架的可行性可以很容易地实现。此外，包含$\sim ξ(ϕ)\Boxϕg^{μν}\partial_μϕ\partial_νϕ$和$\sim ξ(ϕ)\left(g^{μν}\partial_μϕ\partial_νϕ\right)^2$形式的项的理论也导致与我们将在本文中研究的…
2020-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter candidate induced by Horndeski theory: dark matter halo and cosmological evolution
我们研究了Horndeski理论中位移对称子类中具有标量场的球对称解。在双流体模型的基础上构造标量场的有效能量动量张量，将标量场分解为暗物质和暗能量两部分，发现暗物质流体是无压的，其能量密度分布服从平方反比定律。证明了标量场暗物质可以解释星系自转曲线，并讨论了宇宙背景中暗物质的时间演化。
2020-10-12 gr-qc hep-th
Modeling dark sector in Horndeski gravity at first-order formalism
我们调查的宇宙学的情况下，通过使用一阶形式主义的Horndeski引力约束的超势，并意味着没有自由选择的标量位是允许的解决方案。尽管如此，我们表明，在后期宇宙学的德西特阶段可以实现，在那里的暗能量部门可以确定。标量场状态方程更接近于目前的宇宙学情形，并能模拟Horndeski引力场中的暗能量。
2019-12-01 gr-qc hep-th
K-essence in Horndeski models
本文研究了一类简单的Horndeski模型，其中标量场扮演k-本质流体的角色.利用一些重建技术，我们给出了早期宇宙的几种解，即暴胀和宇宙反弹。此外，我们提供了计算FRW时空中扰动的形式，并计算了暴胀过程中的谱指数和张量标量比。
2016-06-28 gr-qc
The reheating constraints to natural inflation in Horndeski gravity
对于Horndeski引力理论的子类，我们研究了再加热对自然暴胀预测的影响。在标量场的导数自相互作用及其与爱因斯坦张量的动力学耦合的存在下，暴胀子动力学的引力摩擦增强。结果，张量-标量比$r$被抑制。我们将观测约束自然暴胀模型，并表明，该模型现在是一致的观测数据的模型参数$Δ$的一些合理的范围内，主要是由于抑制张量标量比。为了与$1σ$（$68\%$置信度）水平下的数据保持一致，首选充盈持续时间略长于通常假设的$N_k\gtrsim60$。由于暴胀的持续时间，对于任何特定的暴胀子潜力，是有关的再加热参数，包括持续时间$N_{re}$，温度$T_{re}$，和状态方程参数$ω_{re}$在再加热，我们强加的再加热的影响暴胀的预测，把进一步的约束。结果表明，充气$N_k$的持续时间受再加热因素的影响，主要受$ω_{re}$和$T_{re}$参数的影响。如果$N_{re}=0$和$ω_{re}=1/3$瞬时发生再加热，则充气持续时间估计为$N_k\simeq57$，其中精确值对与CMB数据兼容的模型参数$Δ$不太敏感。对于大于（或小于）1/3的状态方程，充气持续时间长于（或短于）$N_k\simeq57$，因此为$N_{re}\neq0$。再加热结束时的最高温度为$T_{re}^\text{max}\simeq3\times 10^{15}$ GeV，这对应于瞬时再加热。当$ω_{re}…
2021-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and induced gravitational waves from inflation in the Horndeski theory of gravity
本文研究了Horndeski引力理论中宇宙学模型中原初黑洞和标量诱导引力波的产生。我们感兴趣的宇宙学模型包括标量场的导数自相互作用和标量场与引力之间的动力学耦合。我们发现，由于这些额外的相互作用，原始波动的标量功率谱可以在小尺度上增强。因此，PBH的形成和诱导GWs的产生对于我们的模型是可行的。参数化的标量功率谱与当地的高斯峰，我们首先估计的丰度PBH和GWs产生的辐射主导的时代的能谱。然后，为了解释功率谱中的小尺度增强，我们从功率谱和它们的谱倾斜重构了暴胀子势和自耦合函数。我们的研究结果表明，在功率谱的小尺度增强可以解释的本地功能，无论是峰或谷，在自耦合函数，而不是本地功能的暴胀子潜力。
2021-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Null energy condition violation and beyond Horndeski physics in light of DESI DR2 data
Institute for Astrophysics, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院天体物理研究所）；Institute Lorentz, Leiden University（莱顿大学洛伦兹研究所）
基于DESI DR2数据，研究通过非参数重建方法首次测试超越霍恩德斯基物理，探索NEC违反在宇宙学中的潜在影响。
2025-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized Horndeski-Like Einstein Gauss-Bonnet Inflation with Massless Primordial Gravitons
在这项工作中，我们将介绍一个理论框架，包括一个非最小耦合正则标量场，一个非最小耦合高斯-邦纳不变量和一个非最小的动力学耦合。这个理论框架基本上是一个非最小耦合的爱因斯坦-高斯-博内理论，具有非最小动力学耦合形式的额外修正。为了符合GW 170817事件，我们将对原始张量扰动的传播速度施加一个约束，使其等于真空中的光的传播速度，这个约束基本上指定了可以选择理论的标量势和非最小耦合的方式。由于原初引力波的速度不等于光速，属于更大类的Horndeski理论的整个理论框架不能产生可行的结果。因此，我们研究这个理论，也施加约束，有重力波速度等于光速。我们直接检查我们的理论框架的暴胀现象，并通过假设慢滚条件，我们推导出的运动方程，以这样的方式，使分析结果可以提取。通过使用几个动机良好的模型，我们证明了框架导致一个可行的现象学。
2021-08-24 gr-qc hep-th
Phantom crossing dark energy in Horndeski's theory
$Λ$ CDM模型是一个非常成功的模型，它与宇宙微波背景辐射（CMB）、重子声学振荡（BAO）和宇宙大尺度结构的观测结果是一致的。然而，最近有人指出，本地观测值与普朗克观测值之间的差异$H_0$的CMB。其中一个消除这种差异的方法是引入幻影暗能量来代替宇宙学常数。然而，幽灵暗能量经常受到不稳定性的影响。我们将研究克服幽灵暗能量困难的一般解决方案，并构造一些具有幽灵交叉并能与观测一致的特殊模型。
2018-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Most general cubic-order Horndeski Lagrangian allowing for scaling solutions and the application to dark energy
在一个标量场$ϕ$耦合到非相对论性物质与场相关耦合$Q(ϕ)$的三阶Horndeski理论中，我们得到了最一般的拉格朗日具有各向同性和均匀宇宙学背景上的标度解。对于常数$Q$，包括耦合消失的情况，相应的拉格朗日简化为形式$L=Xg_2(Y)-g_3(Y)\square ϕ$，其中$X=-\partial_μϕ\partial^μϕ/2$和$g_2, g_3$是$Y=Xe^{λϕ}$的任意函数，其中$λ$为常数。我们得到了定常$Q$的标度拉格朗日量的不动点，并证明了对于含有$Y$的逆幂律函数的立方耦合$g_3(Y)$，存在$ϕ$ -物质支配历元（$ϕ$ MDE）.不动点附近的稳定性分析表明，在$ϕ$ MDE之后可以有一个稳定的临界点，负责宇宙加速。我们提出了一个具体的暗能量模型，允许这样的宇宙序列，并表明，鬼和拉普拉斯不稳定性可以避免，即使在立方耦合的存在。
2018-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parameterized post-Newtonian limit of Horndeski's gravity theory
我们讨论了Horndeski引力理论的参数化后牛顿（PPN）极限，也称为广义G-膨胀或$\text{G}^2$ -膨胀，这是最一般的标量张量引力理论，最多只能有四维的二阶场方程。我们推导出后牛顿极限的有效性的行动的条件。对于与这些条件相一致的最一般的理论类，我们计算PPN参数$γ(r)$和$β(r)$，它们通常取决于引力质量和测试质量之间的相互作用距离$r$。对于一类更严格的理论，其中的标量场是无质量的，我们计算了全套的PPN参数。结果表明，在这种受限情况下，所有参数都是常数，唯一可能偏离观测值的参数是$γ$和$β$。最后，我们将我们的结果应用到一些示例理论，包括伽利略和希格斯膨胀的不同模型。
2015-09-16 gr-qc hep-th
Scalar Bispectrum Beyond Slow-Roll in the Unified EFT of Inflation
本文给出了暴胀统一有效场论（EFT）中标量双谱的一个完整公式，它包括Horndeski和Beyond-Horndeski Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi类，用一组简单的一维积分表示.这些广义的慢滚表达式仍然有效，即使当慢滚是瞬时违反，并涵盖所有配置的双谱。我们分析表明，我们的表达式明确保持挤压极限的一致性关系超越慢卷。作为我们的结果的一个示例应用，我们计算了一个模型中的标量双谱，在该模型中，早期的潜在驱动的G-膨胀在后期过渡到混沌膨胀，表明我们的表达式准确地跟踪双谱时，慢滚被违反和传统的慢滚近似失败。
2018-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole dark matter from ultra-slow-roll inflation in Horndeski gravity
Aristotle University of Thessaloniki（萨洛尼卡亚里士多德大学）；National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；University of Patras（帕特雷大学）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Universidad Católica del Norte（北天主教大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文研究了Horndeski引力中超慢-roll膨胀机制，通过增强小尺度曲率扰动产生大量原初黑洞，其质量可解释暗物质的大部分丰度。
2026-08-04 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy in Horndeski theories after GW170817: A review
中子星并合产生的引力波事件GW 170817与电磁波事件一起表明，对于红移$z<0.009$，引力波$c_t$的速度非常接近光速。这对在修正引力理论框架下构建的暗能量模型提出了严格的限制。我们回顾了标量-张量理论中的晚期宇宙加速模型，特别关注暗能量状态方程的演化和与宇宙增长历史相关的观测量。我们提供了一个规范准备制定的标量扰动充分Horndeski理论和估计与大尺度结构的演变，宇宙微波背景，和弱透镜采用所谓的准静态近似的模式深处的声音视界。根据$c_t$最近的观测界，我们还根据不同的结构形成模式将幸存的暗能量模型分为四类，并讨论了如何在观测上将它们彼此区分开来。特别是，标量场$ϕ$与形式为$G_4(ϕ) R$的Ricci标量$R$耦合的非极小耦合理论，包括$f(R)$引力，不仅可以从宇宙膨胀和增长历史中严格约束，而且可以从屏蔽引力耦合的变化中严格约束。积分萨克斯-沃尔夫信号与星系分布的互相关可以是一个关键的可观察到的放置边界的相对比率的立方伽利略密度总暗能量密度。引力波天文学的曙光将打开一个新的窗口，通过修正的张量微扰光度距离来进一步约束非最小耦合理论。
2019-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconstructing Horndeski theories from phenomenological modified gravity and dark energy models on cosmological scales
最近，我们推导出一组映射关系，使家庭的Horndeski标量张量理论，再现背景动力学和线性扰动的一组给定的有效场论的暗能量系数的重建。在本文中，我们提出了一些应用这种重建。我们研究了文献中使用的修正引力和暗能量的不同唯象参数化背后的基础理论的形式，以及研究了表现出弱引力、线性屏蔽和最小自加速的理论。最后，我们提出了一个新的固有稳定的参数化基础的修改引力和暗能量模型。
2018-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Horndeski: beyond, or not beyond?
确定最普遍、最一致的引力标量张量理论对于建立暴胀和暗能量模型很重要。在这项工作中，我们调查的自由度的理论中存在的超越Horndeski的数量。我们讨论了如何从常数标量场超曲面的外曲率出发来构造该理论，并找到了一个简单的作用量表达式，该表达式保证了避免Ostrogradsky不稳定性所必需的主约束的存在.我们的分析是完全规范不变的。然而，我们确认，混合在一起超越Horndeski与不同的顺序Horndeski，阻碍建设这一主要的约束。相反，当混合是在相同顺序的动作之间时，理论可以通过广义非形式变换映射到Horndeski。然而，这种映射是不可能的超越Horndeski单独，因为我们发现，该理论是不变的，在这样的变换。出现的画面是，在Horndeski之外是一个健康但孤立的理论：与Horndeski结合，它要么成为Horndeski，要么可能传播一个幽灵。
2016-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The effective field theory of dark energy diagnostic of linear Horndeski theories after GW170817 and GRB170817A
我们总结了暗能量构造的有效场论，以探索线性Horndeski理论的可观测预言。在\cite{Perenon:2016blf}的基础上，我们回顾了这些理论对大尺度结构唯象函数：有效牛顿常数、光偏转参数和物质微扰增长函数相关性的诊断。我们借此机会讨论了引力波的传播速度的边界的演变，并使用最严格的一个更新的诊断。
2019-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Effective field theory approach to modified gravity including Horndeski theory and Hořava-Lifshitz gravity
本文回顾了修正引力的有效场论，其中拉格朗日量涉及出现在时空3+1分解中的三维几何量。在平坦的各向同性宇宙学背景下，我们通过考虑高于2的空间导数，将几何标量扰动的一般作用扩展到二阶。我们的分析涵盖了广泛的引力理论-包括Horndeski理论/其最近的推广和可投影/不可投影版本的Hoenava-Lifshitz引力。我们导出了线性宇宙学扰动的运动方程，并将它们应用于伽利略理论中暴胀功率谱和暗能量动力学的计算。我们还表明，我们的一般结果方便地恢复的稳定性条件的Hoenava-Lifshitz重力已经在文献中导出。
2015-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Horndeski dark matter and beyond
从Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi作用量出发，导出了在标量扇区内的内移和$\mathbb{Z}_2$镜像对称下不变的最一般有效理论.与人们可能认为的相反，这个模型提出了一个暗物质跟踪器之前的暗能量统治。我们表明，在一个空的宇宙和线性秩序的微扰，标量模式集群在完全相同的方式作为标准的非相对论性冷暗物质。这也适用于引力波的传播速度等于光速的理论的子部分，与最近的多信使观测一致。然而，包含标准模型粒子引入了引力标量模式与重子的非平凡耦合，修改了它们的聚集特性。我们认为，没有安排的模型参数可以减少额外的标量精确地表现为冷暗物质。
2018-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation
我们探讨了Horndeski理论中势能驱动的慢卷暴胀产生蓝倾引力波谱的可能性。在Kamada等人（2012）中，他们声称在Horndeski框架内，蓝色引力波谱不能从稳定势驱动的慢卷暴胀中获得。然而，已有的研究表明，在具有Gauss-Bonnet项的暴胀过程中，当势项占主导地位且满足慢滚条件和稳定性条件时，原初引力波的谱可以是蓝色的。为了填补这一空白，我们澄清了差异来自哪里。我们扩展了Kamada et al.（2012）的公式，并证明了如果放松先前施加在拉格朗日函数中的自由函数形式上的一些条件，蓝色引力波谱肯定可以从稳定的慢卷暴胀中产生。
2020-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy scenario consistent with GW170817 in theories beyond Horndeski gravity
四阶Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论是标量张量理论的一般框架，它允许在各向同性宇宙学背景下实现张量传播速度$c_t$等于1。我们提出了一个暗能量模型，在该模型中，晚期宇宙加速发生在一个简单的k-本质拉格朗日类似的鬼凝聚与立方和四次Galileons在GLPV理论的框架。我们表明，各种各样的变化的暗能量状态方程$w_{\rm DE}$包括进入区域$w_{\rm DE}<-1$可以实现不违反条件的鬼和拉普拉斯不稳定性的情况下。由于存在一个二次k-本质拉格朗日量$X^2$，避免了对物质时代跟踪状态方程$w_{\rm DE}=-2$的逼近，这一方法不受观测数据的支持.研究了$c_t^2=1$模型中非相对论性物质扰动的演化，证明了分别与牛顿引力势和弱引力透镜势有关的两个量$μ$和$Σ$实际上是等价的，使得$μ\simeq Σ>1$ .对于其中的偏差$w_{\rm DE}$从$-1$是显着的情况下，在较晚的宇宙学时期，$μ$和$Σ$的值往往是较大的低红移。我们还发现我们的暗能量模型可以与Horndeski理论中由于大质量天体内部引力定律的修正而产生的偏差参数$α_{\rm H}$的界限相一致。
2018-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shift-symmetric Horndeski gravity in the asymptotic-safety paradigm
Horndeski引力是动力学暗能量现象学模型的热门竞争者，因此受到观测约束。在这项工作中，我们问Horndeski引力是否可以不仅仅是一个唯象模型，而是成为一个基本理论，它延伸到高能量尺度，包括量子效应。我们发现，在渐近安全的范式，紫外线完成一类简单的模型Horndeski重力是可以实现的，但强烈的约束耦合的理论。这些限制与动态暗能量并不相容。此外，我们发现一个类似的结果，在有效场论的方法，这类模型的Horndeski引力：假设没有新的强耦合物理低于普朗克尺度下，量子引力波动迫使Horndeski耦合太小，实现动力学暗能量的解释。
2023-03-21 gr-qc hep-th
Is the Effective Field Theory of Dark Energy Effective?
宇宙加速的有效场论系统化了可能的作用，解释了暗能量和引力的变化。而不是作出依赖于模型的假设，它包括所有的条款，受到所需的对称性，与四（七）的时间函数的系数。这些分别对应于Horndeski和一般超越Horndeski类的理论。我们解决的问题，这种一般的系统化是否实际上是有效的，即有用的宇宙加速的性质时，与宇宙学数据相比。答案是否定的和肯定的：{ \it自由函数没有简单的时间依赖性} --文献中假设的形式拟合较差，但可以推导出早期和晚期时间限制的一些一般特征。例如，我们证明了在Horndeski理论的de Sitter极限下，引力滑移必须恢复到广义相对论，以及为什么它不能更普遍地恢复到广义相对论。我们还阐明了张量和标量扇区之间的关系，以及它与观测的重要关系;在真正意义上，膨胀历史$H(z)$或暗能量状态方程$w(z)$是$1/5$或更少的函数信息！此外，我们还讨论了德西特，Horndeski，和解耦限制的理论，利用戈德斯通技术。
2015-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Improving data-driven model-independent reconstructions and updated constraints on dark energy models from Horndeski cosmology
鉴于宇宙学观测的统计性能，本文提出了一种改进的高斯重建的哈勃参数数据$H(z)$从宇宙计时器，超新星Ia型和集群星系在一个模型无关的方式，以便使用它们来研究新的约束Horndeski引力理论。首先，我们发现，用于校准万神殿超新星数据的先验显著影响重建，导致$H_0$值上的13 $σ$张力。其次，根据$χ^{2}$ -统计量，用芝加哥哈勃计划测得的$H_{0} $值校准的Pantheon数据进行的重建是最适合宇宙天文台观测和Galerkin数据集聚类的重建。最后，我们使用我们的重建$H(z)$施加模型独立的约束，在暗能量的情况下，从一般宇宙学可行的Horndeski模型，景观的精髓和K-本质，我们发现，K-本质类型的Horndeski模型可以重现重建的宇宙后期膨胀2 $σ$。
2021-06-30 astro-ph.CO gr-qc
21-cm Brightness Temperature in a Unified-Dark-Sector Horndeski Theory
Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo（洛雷纳工程学院，圣保罗大学）；Physics Department, National Technical University of Athens（雅典国立技术大学物理系）；Institute for Astronomy, Astrophysics, Space Applications and Remote Sensing, National Observatory of Athens（雅典国家天文台天文、天体物理、空间应用和遥感研究所）
该研究探究霍恩德斯基标量-张量理论下统一暗 sector 模型对 21cm 亮温度的影响，计算模型哈勃参数并绘制温度演化曲线，与 ΛCDM 范式对比以分析差异。
2026-08-27 gr-qc hep-th
Signatures of Horndeski gravity on the Dark Matter Bispectrum
我们提出了一个详细的研究一般的Horn-deski类模型的二阶物质微扰。作为具有二阶运动方程的最一般的标量张量理论，它包括许多已知的引力和暗能量理论以及作为特定情况的宇宙学常数的广义相对论。这使我们能够估计的主导秩序的暗物质双谱产生的引力不稳定性在后期。我们参数化Bellini和Sawicki（2014）提出的一阶和二阶运动方程的演化，其中理论的自由函数假设与暗能量密度成正比。我们表明，这是不自然的，有大的10%（1%）的偏差的双谱引入更大的~ 30%（~ 5%）的偏差的线性增长率。考虑到测量的线性增长率有更高的信号噪声比双谱测量，这表明，Horndeski模型再现的膨胀历史和线性增长率的预测GR的暗物质双谱内核可以有效地模拟为标准的GR之一。另一方面，不能用偏差来解释的大的双谱偏差的观测将意味着扰动的演化与GR预测的演化强烈不同，或者引力理论是外来的（例如，打破弱等效原理）和/或微调。
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy after GW170817 and GRB170817A
对GW 170817及其电磁对应物的观测意味着引力波以光速传播，偏差小于几个$\times 10^{-15}$。我们讨论了暗能量和修正重力模型的实验结果的后果，其特征在于一个单一的标量自由度。为了避免调谐，引力波的速度必须不受影响，不仅对于我们特定的宇宙学解，而且对于通过稍微改变物质丰度而获得的邻近解。要做到这一点，各种算子的系数必须满足精确的关系，我们在暗能量的有效场论和协变场论中都讨论过这种关系，对于霍恩代斯基来说，它超越了霍恩代斯基和简并高阶理论。简化是戏剧性的：在Horndeski理论之外的三个描述四次和五次的函数中，只有一个保留下来，并简化为Horndeski理论的Ricci标量的标准共形耦合。我们表明，推导出的运营商之间的关系不引入进一步调整的模型，因为它们是稳定的量子校正。
2018-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Decay into Dark Energy
我们研究了引力波衰变为暗能量涨落$π$的过程，通过过程$γ\to ππ$和$γ\to γπ$，使洛伦兹不变性的自发破缺成为可能。在暗能量的EFT（或Horndeski/超越Horndeski理论）中，第一个过程对于算符$\frac12 \tilde m_4^2(t) \, δg^{00}\, \left( {}^{(3)}\! R + δK_μ^νδK^μ_ν-δK^2 \right)$来说是很大的，因此最近的观测迫使$\tilde m_4 =0$（或等价地$α_{\rm H}=0$）。这个限制，加上引力波以光速传播的要求，排除了所有四次和五次GLPV理论。此外，我们还研究了相同的耦合如何影响引力子在圈阶的传播。与$\tilde m_4^2$成比例的算子产生对引力子传播的可计算的、非洛伦兹不变的高阶导数校正。色散关系的修正提供了一个可与衰变相比拟的$\tilde m_4^2$的束缚。相反，三次Horndeski的算子不会产生相当大的高阶导数修正。
2018-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disformal invariance of cosmological perturbations in a generalized class of Horndeski theories
已知Horndeski理论可以在度量$g_{μν} \to Ω^2(ϕ)g_{μν}+Γ(ϕ,X) \nabla_μ ϕ\nabla_ν ϕ$的非形式变换下变换为Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论的子类，其中$Ω$是标量场$ϕ$的函数，$Γ$是依赖于$ϕ$和$X=g^{μν}\nabla_μ ϕ\nabla_ν ϕ$的另一个函数。我们证明了，在选择幺正规范的情况下，在平坦的各向同性宇宙学背景上的曲率和张量扰动在非形式变换下一般是不变的。利用包含Horndeski理论和GLPV理论的有效场论，我们得到了标量/张量扰动的二阶作用量，并给出了两个框架之间的物理量关系.在慢滚中，非正式变换下暴胀功率谱的不变性被明确地证明到次领先阶。特别地，我们证明了张量功率谱与广义相对论中的张量功率谱具有相同形式的爱因斯坦框架的存在性，并导出了GLPV理论中引力波谱发生红移的条件.
2015-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark sector evolution in Horndeski models
我们使用状态方程（EoS）方法来研究Horndeski模型中暗区的演化，Horndeski模型是最一般的具有二阶运动方程的标量-张量理论。通过将暗区的影响纳入我们的代码EoS\_类，我们证明了数值稳定的形式主义和良好的协议与其他公开可用的代码的结果的一系列参数描述的函数的演变表征扰动Horndeski模型，$α_{\rm x}$，与${\rm x}=\{{\rm K}, {\rm B}, {\rm M}, {\rm T}\}$。在证明了在地平线以下的尺度上（$k\gtrsim 10^{-3}~{\rm Mpc}^{-1}$ at $z=0$）物质和暗扇区中的速度扰动相对于扰动状态方程中的密度扰动通常是次显性的，通过忽略描述其时间演化的方程中的时间导数，我们找到了暗扇区规范不变密度扰动$Δ_{\rm ds}$的吸引子解，如在公知的准静态近似中通常所做的那样。利用这一结果，我们提供了简化的状态方程函数的表达式：暗部熵扰动$w_{\rm ds}Γ_{\rm ds}$和各向异性应力$w_{\rm ds}Π_{\rm ds}$。由此，我们得到了一个增长因子方程的物质和暗部门，并能够捕捉到相关的物理几个可观的高精度。最后，我们提出了新的解析表达式为著名的修改后的重力唯象函数$μ$，$η$和$Σ$的一般Horndeski模型作为$α_{\rm x}$的功能。我们表明，在小规模上，他们再现表达在以…
2019-09-21 astro-ph.CO gr-qc
Parameterised post-Newtonian formalism for the effective field theory of dark energy via screened reconstructed Horndeski theories
我们汇集了两个流行的形式主义，一般参数化偏离广义相对论的天体物理和宇宙学尺度，即参数化后牛顿（PPN）形式主义和有效场论（EFT）的暗能量和修改后的重力。这些独立的形式主义成功地应用于独立执行测试的重力在其各自的制度的适用性上有很大的不同的长度尺度。非线性筛选机制确实使我们有必要在广泛的尺度上探索广义相对论。为了全面解释互补测量，重要的是将它们连接起来，以有效地约束巨大的引力模型空间。我们建立了这样一个连接的框架内Horndeski标量张量理论限制在一个光速传播速度的引力波。这是可能的，通过重建的家庭的线性退化协变Horndeski行动从一组EFT功能和随后的推导PPN参数从重建的理论。我们概述了所需的条件，确保重建Horndeski模型具有筛选机制，使显着的修改宇宙尺度，同时尊重严格的天体物理边界。采用标度方法，然后进行一般后牛顿展开的重建模型，以获得其PPN参数$γ$和$β$在其筛选制度。
2021-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Exploring cosmological imprints of phantom crossing with dynamical dark energy in Horndeski gravity
本文在 Horndeski 引力中构建含非最小耦合的动力学暗能量模型，实现无不稳定的幻影跨越与高红移负密度，并利用多类观测数据进行 MCMC 检验。
2025-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing Horndeski gravity as dark matter with $\texttt{hi_class}$
我们考虑了一个基于Horndeski引力扇区的暗物质流体模型。该模型在背景水平上非常成功地再现了宇宙从早期到今天的演化。然而，在微扰水平上，模型失败了。为了证明这一点，我们使用代码$\texttt{hi_class}$，我们计算的物质功率谱和宇宙微波背景谱。我们的研究结果证实，在一个新的和独立的方式，这一部门的Horndeski引力是不可行的，在最近的限制来自引力波的速度测量获得的观测中子星合并事件GW 170817的协议。
2018-11-11 gr-qc
Positivity bounds on reconstructed Horndeski models
正性边界提供了量子场论存在一致UV完备的条件。我们研究它们的应用Horndeski引力模型重建的有效场论（EFT）的暗能量。这使我们能够评估是否特定的现象学参数化的EFT功能重建理论，尊重或违反的积极性界限。我们发现，通常采用的EFT参数化，投在暗能量密度或幂律的标度因子，只满足正界的非平凡区域的参数空间。然后，我们检查参数化的固有稳定的EFT基础上，构造，以避免梯度和鬼不稳定性默认情况下。与此形成鲜明对比的是，在此基础上的积极性界限要么只提供约束的先验不切实际的区域的参数空间或不提供任何约束的参数值。正界的标准EFT函数的共同参数化的应用，因此可以导致人为的结论，可行的Horndeski修改的重力区域是高度约束的。我们的研究结果提供了一个强大的动机，除了默认避免理论不稳定性，而不是采用参数化的固有稳定的EFT基础时，测试暗能量和修改后的重力模型与即将到来的宇宙学调查数据。
2020-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Luminal Scalar-Tensor theories for a not so dark Dark Energy
本文证明在DHOST等标量-张量引力理论中，通过暗能量标量与光子的最多5个自洽耦合，可在广泛情形下使引力波速度等于光速，并找到一种在任何宇宙学背景下抑制引力波衰变为暗能量的光速Beyond Horndeski理论。
2025-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
General theory of cosmological perturbations in open and closed universes from the Horndeski action
我们的宇宙在空间上几乎是平坦的，但这并不意味着它在空间上是完全平坦的。本文从Horndeski理论出发，导出了非平坦模型中宇宙学扰动的一般二次作用量。这使我们能够研究空间曲率如何影响某些一般标量张量理论所描述的早期宇宙中的宇宙学扰动行为。我们表明，一个微小的空间曲率在开始的通货膨胀是不可能产生大的（或${\cal O}(1)$）的原始光谱的影响，即使一个修改重力。我们还认为，在Horndeski理论的非奇异宇宙学解是不稳定的空间开放的情况下，以及在平坦的情况下。
2018-10-03 gr-qc hep-th
Cosmology in generalized Horndeski theories with second-order equations of motion
我们研究了Horndeski理论的扩展版本的宇宙学与平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下的二阶运动方程。除了暗能量场$χ$与引力部门，我们考虑到多个标量场$ϕ_I$（$I=1,2\cdots,N-1$）的特点是拉格朗日$P^{(I)}(X_I)$与$X_I=\partial_μϕ_I\partial^μϕ_I$。这些额外的标量场可以模拟辐射和非相对论物质的完美流体。我们推导出标量和张量扰动的传播速度以及不存在鬼的条件。超越Horndeski的理论对$N$标量场的所有传播速度都进行了非平凡的修改，但对物质场$ϕ_I$的修改相对于暗能量场$χ$的修改通常被抑制。我们应用我们的结果，协变Galileon与爱因斯坦-希尔伯特项，其中的Minkowski Galileon的偏导数被替换为协变导数。与一般时空中二阶运动方程的协变伽利略理论不同，对于晚期追踪解，与场$χ$相关的标量传播速度平方$c_{s1}^2$在物质时代变为负值，因此两个伽利略理论可以在线性宇宙学扰动的水平上清楚地区分开来。
2014-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Recent Developments in Degenerate Higher Order Scalar Tensor Theories
该综述回顾了退化高阶标量-张量（DHOST）理论的基本性质、参数化与分类，重点讨论其在早期和晚期宇宙中的解及宇宙学与天体物理约束，涵盖暴胀、暗能量和黑洞模型。
2024-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mimicking dark matter and dark energy in a mimetic model compatible with GW170817
最近对引力波事件GW 170817和它的电磁对应物GRB 170817 A的观测表明，引力波的速度偏离光速不到$10^{15}$的一部分。因此，广义相对论的许多扩展不可避免地被排除了。其中，我们发现最相关的部门Horndeski重力。在其最初的表述中，拟态引力能够模仿宇宙学的暗物质，具有以光速精确传播的张量扰动，但具有消失的标量扰动，如果我们将拟态引力与Horndeski引力结合起来，这个事实仍然存在。在这项工作中，我们表明，实施模拟重力行动与高阶项，打破Horndeski结构产生的宇宙模型，满足约束的引力波的速度和模仿暗能量和暗物质与非零的声速。通过这种方式，我们能够在不引入粒子冷暗物质的情况下再现$Λ$ CDM宇宙学模型。
2018-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Models of exponential and power-law acceleration of the Universe in Horndeski theory without ghosts and Laplace instabilities
Kazan Federal University（喀山联邦大学）；Kazan State Power Engineering University（喀山国立电力工程学院）；University of Khartoum（喀土穆大学）
在Horndeski标量-张量理论框架下，提出一种设计方法，找到无鬼影和拉普拉斯不稳定性的宇宙学解子类，并应用于指数和幂律暴胀模型。
2026-06-02 gr-qc
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
Semi-dynamical perturbations of unified dark energy
一大类修正的引力和暗能量模型的线性宇宙学扰动可以统一在宇宙加速的有效场论中，包括霍恩代斯基标量张量理论和更高的理论。这种形式主义所固有的完全可用的模型空间不能仅受准静态小尺度制度中的测量的约束。为了便于分析的修改从和谐模型超出这个限制，我们引入了半动力学的治疗外推的扰动的演变在枢轴尺度的选择。在小尺度下，对于Horndeski理论，由此产生的修改恢复了准静态近似，但在哈勃尺度附近对其进行了修正。对于超越Horndeski引力的模型，我们发现，即使在小尺度极限下，空间度规势的速度场和时间导数一般也不能忽略。我们测试的半动力近似对线性扰动的范围内的暗能量和修改后的重力模型，发现两者之间的良好协议。
2015-09-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Interacting dark sector from Horndeski theories and beyond: Mapping fields and fluids
本研究拓展了Horndeski引力下的暗能量-暗物质相互作用分析，提出含动能项依赖的两类耦合模型，建立了特定形式下的场-流体映射，发现纯动能相互作用可显著改变宇宙演化，且场-动能耦合会产生非零引力滑移参数和动量交换。
2024-12-13 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
New DBI Inflation model with Kinetic Coupling to Einstein Gravity
本文研究了一类新的暴胀模型，它推广了Dirac Born Infeld（DBI）作用量，增加了一个非最小动力学耦合（NKC）项。我们将此模型称为{ \it new DBI inflation model}。NKC项没有带来新的动力学自由度，因此运动方程仍然是二阶方程。然而，在这样的耦合下，作用量相对于爱因斯坦曲率项（$R$或$G^{μν}$）不再是线性的，这导致微扰中的校正项$k^4$。新的DBI通货膨胀模型可以被视为超越Horndeski的理论。在不违反尺度不变性的情况下，这种修正可能会对暴胀光谱产生新的影响，这些影响可以通过未来的观测来检验。
2016-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Horndeski speed tests with scalar-photon couplings
本文重新审视了中子星合并多信使观测对 Horndeski 及 beyond Horndeski 理论中引力波与电磁波速度的约束，研究了暗能量场与电磁场的非平凡耦合如何改变唯象限制，并指出标量-光子高阶耦合与多信使速度测试及引力波衰变约束不相容。
2024-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy after GW170817: dead ends and the road ahead
多信使引力波（GW）天文学已经开始与双中子星合并GW 170817及其相关的电磁对应物的检测。两个信号几乎同时观测到的结果对GW速度$|c_g/c-1|\leq5\cdot10^{-16}$产生了精确的限制。我们用这个结果来探索暗能量（DE）的性质，表明一大类标量张量理论和DE模型是非常不受欢迎的。作为一个例子，我们考虑协变Galileon，一个宇宙学上可行的，动机良好的引力理论，预测一个可变的GW速度在低红移。我们的结果排除了这些模型的任何晚宇宙应用，以及它们的Horndeski和大多数超越Horndeski的推广。三种替代方案（及其组合）作为唯一可能的标量张量DE模型出现：1）将Horndeski的作用限制在最简单的项上，2）应用保角变换来保持因果结构，3）补偿修改GW速度的不同项（为了鲁棒，补偿必须独立于GW传播的背景）。我们的结论扩展到任何其他重力理论预测不同的$c_g$，如Einstein-Aether，Hoelava重力，广义Proca，TeVeS和其他MOND类重力。
2017-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
