Exploring the full parameter space for an interacting dark energy model with recent observations including redshift-space distortions: Application of the parametrized post-Friedmann approach
暗能量可以改变暗物质的动力学，如果它们之间存在直接的相互作用。因此，测量结构生长，例如，红移空间畸变（RSD）是一个强有力的工具来约束相互作用暗能量（IDE）模型。对于广泛研究的$Q=3βHρ_{de}$模型，以前的工作表明，只有一个非常小的耦合（$β\sim\mathcal{O}(10^{-3})$）可以生存在目前的RSD数据。然而，由于IDE情景中存在大规模不稳定性，所有这些分析都必须假设$w>-1$和$β>0$。在我们最近的工作[Phys. Rev. D 90，063005（2014）]中，我们通过为IDE场景建立参数化后弗里德曼（PPF）框架，成功解决了这个大规模不稳定性问题。因此，我们第一次有能力探索IDE模型的完整参数空间。在这项工作中，我们重新审视的观测约束的PPF框架内的$Q=3βHρ_{de}$模型。利用普朗克数据、重子声学振荡数据、超新星JLA样本和哈勃常数测量，得到了$β=-0.010^{+0.037}_{-0.033}$（$1σ$）。在分析中进一步合并RSD数据后，拟合结果变为$β=-0.0148^{+0.0100}_{-0.0089}$（$1σ$）。借助于RSD数据，$β$的误差大大减小。与以往的结果相比，我们的结果表明，一个负的$β$是有利的，目前的观测，并允许相对较大的相互作用率由目前的RSD数据。
2014-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Future CMB ISW-Lensing bispectrum constraints on modified gravity in the Parameterized Post-Friedmann formalism
通过对ISW-Lensing双谱和CMB功率谱的联合分析，预测了普朗克卫星实验中参数化后弗里德曼（PPF）形式下修正引力的Hu-Sawicki模型和Bertschinger-Zukin模型的约束条件.我们发现，即使只考虑温度-温度模式的CMB功率谱，普朗克数据预计将减少至少一个数量级的WMAP相比，修改后的重力参数$B_0$（有关的额外标量自由度的康普顿波长的现值）的误差条。谱-双谱联合分析可以进一步改善结果的系数范围从1.14到5.32取决于特定的修改的重力模型。我们的主要结果之一是ISW-Lensing双谱和功率谱之间的互相关可以安全地忽略时，执行联合分析。为了简单起见，我们只研究一个参数（{ $B_0$ }）的可能性，并将所有其他宇宙学参数固定为WMAP 7年结果中的最佳拟合值。
2013-07-30 astro-ph.CO
Exploring interacting holographic dark energy in a perturbed universe with parameterized post-Friedmann approach
研究了暗能量与暗物质相互作用的全息暗能量模型。特别地，我们考虑在扰动宇宙的背景下的相互作用全息暗能量模型，这是从来没有在文献中调查。为了避免相互作用暗能量宇宙学中的大尺度不稳定性问题，我们采用广义的参数化后Friedmann方法来处理模型中的暗能量扰动.我们使用当前的观测数据来约束模型。由于在模型中考虑了宇宙学扰动，我们可以采用红移空间畸变（RSD）测量来约束模型，除了使用膨胀历史的测量，这在文献中从未做过。我们发现，与没有相互作用的全息暗能量模型相比，对于$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βH_0ρ_{\rm c}$的情况下，相互作用的全息暗能量模型更受当前数据的青睐。还发现，在RSD数据的帮助下，对于$Q=βH_0ρ_{\rm c}$的情况，在$2.95σ$统计显著性处可以检测到正偶联$β$。
2018-10-31 astro-ph.CO
Lagrangian theory for cosmic structure formation with vorticity: Newtonian and post-Friedmann approximations
本文在牛顿引力理论的背景下，用相对论后弗里德曼方法研究了充满无压流体和宇宙学常数$Λ$的宇宙的非线性引力动力学。Milillo等人，D 92，023519（2015）.]。后弗里德曼近似方案基于时空度规和能量动量张量的$1/c$展开，并包含非线性牛顿宇宙学。在这里，我们建立了非线性后弗里德曼框架的拉格朗日坐标方法的结构形成。为此，我们首先确定一个拉格朗日规范，这是适合于将非零涡。我们分析我们的结果在两个限制：在领先的顺序，我们恢复完全非线性牛顿宇宙学方程的拉格朗日公式，我们提供了一个时空度量一致的广义相对论的角度来看。然后，我们线性化我们的表达式，并恢复相对论的结果在一阶宇宙学扰动理论。因此，引入的近似方案提供了一个统一的处理两个领先的秩序制度，从牛顿引力描述的小尺度到大的线性尺度，其中一阶相对论性宇宙学扰动理论给出了一个很好的描述结构的形成。
2016-10-23 astro-ph.CO gr-qc
Parametrized Post-Newtonian Limit of Teleparallel Dark Energy Model
本文研究了与引力非极小耦合的标量场的广义相对论远程平行等价中的后牛顿极限。度规微扰是从关于闵可夫斯基背景的维尔拜因场展开得到的。由于远平行引力拉格朗日量的结构，标量场的势对参数化后的牛顿参数没有影响，并且发现与太阳系观测相容的结果。
2014-01-31 astro-ph.CO gr-qc
The Parameterized Post-Friedmann Framework for Theories of Modified Gravity: Concepts, Formalism and Examples
修正引力理论的统一框架将是解释即将到来的宇宙学数据洪流的重要工具。我们提出了这样一种形式主义，参数化后弗里德曼框架（PPF），参数化的宇宙学扰动理论的各种修改的重力模型。PPF能够处理来自新标量场、矢量场和张量场的自旋为0的自由度，这意味着它不限于仅基于宇宙学标量场的简单模型。保持直接的对应关系之间的参数化和基础空间的理论，这使我们能够建立一个“字典”的修改后的引力理论和它们的PPF对应。在本文中，我们描述了参数化的建设，并通过一些工作的例子，目前的文献证明其使用。我们指出如何将实现数值形式主义，使字典的修改重力可以对即将到来的观测。
2013-02-07 astro-ph.CO gr-qc
Parametrized post-Newtonian formalism in higher-order Teleparallel Gravity
研究了高阶导数挠率修正的遥平行引力的参数化后牛顿极限。我们从修正的遥平行引力的协变公式出发，恢复了理论中的自旋联系。然后，我们对闵可夫斯基背景下的四量子场进行了后牛顿展开，得到了微扰场方程。我们计算的PPN度规的高阶Telepallel引力理论，这使我们能够表明，在后牛顿的限制，这更一般的类理论是完全保守的，从广义相对论无法区分。用这种方法，我们推广了在以前的工作中已经发现的$F(T)$重力的结果。此外，我们的计算揭示了考虑第二后牛顿（2PN）阶近似或参数化后牛顿宇宙学（PPNC）框架的重要性，其中来自Telepallel引力的一般修改的额外微扰模式可能会导致新的可观察到的印记。
2021-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Full-sky weak lensing: a nonlinear post-Friedmann treatment
本研究利用后弗里德曼形式体系建立全天弱透镜模型，将约化剪切、会聚和旋转推导至 $1/c^4$ 阶，并分析破坏 Kaiser-Squires 关系的相对论与非线性效应。
2019-01-31 astro-ph.CO gr-qc
Test of parametrized post-Newtonian gravity with galaxy-scale strong lensing systems
基于从SLACS、BELLS、LSD和SL 2S巡天中选取的星系尺度强引力透镜的质量样本，并使用一组动机良好的透镜-星系参数基准集，我们在千秒差距尺度上检验了弱场度规，并在假设$Λ$ CDM宇宙是平坦的、参数取自\textit{Planck}观测的情况下，发现了对后牛顿参数$γ= 0.995^{+0.037}_{-0.047}$的约束。广义相对论（GR）准确地预言了$γ=1$。关于总质量密度剖面的不确定性、速度色散的各向异性和光剖面的形状结合到$\sim 25\%$的系统不确定性。通过将宇宙学模型独立方法应用于模拟的未来LSST数据，我们发现PPN $γ$参数和宇宙空间曲率之间存在显着的简并性。通过对宇宙曲率参数$-0.007< Ω_k <0.006$进行先验设置，得到了PPN参数的如下约束：$γ=1.000^{+0.0023}_{-0.0025}$ .我们的结论是，强透镜系统与测量恒星速度色散可以作为另一个重要的探针，以调查GR的有效性，如果透镜星系的质量动力学结构是准确的约束在未来的镜头调查。
2017-01-02 astro-ph.CO
A First Post-Friedmann Extension of the Schrödinger Approach to Cosmic Structure Formation
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF- Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）
将薛定谔方法扩展到后弗里德曼一阶，通过引入有效矢量势来包含相对论修正，从而超越牛顿极限描述冷暗物质动力学。
2026-06-25 astro-ph.CO gr-qc
The fully non-linear post-Friedmann frame-dragging vector potential: Magnitude and time evolution from N-body simulations
牛顿模拟通常用于检查非线性尺度上的物质动力学。然而，即使在这些尺度上，牛顿引力也不是对引力效应的完整描述。后弗里德曼方法表明，牛顿理论的首阶修正是度规中的矢量势。这个矢量势可以从N体模拟中计算出来，需要一种提取速度场的方法。在这里，我们提出的全部细节，我们的计算后弗里德曼矢量势，使用德劳尼Tesskind场估计（DTFE）代码。我们包括一个详细的检查我们的数值结果的鲁棒性，包括盒子大小和质量分辨率对提取字段的影响。我们给出了矢量势的功率谱，发现在红移为零时，矢量势的功率谱比完全非线性标量引力势的功率谱小$\sim 10^5$倍。比较我们的数值结果的扰动估计，我们发现，完全非线性的结果可以是一个以上的数量级大于小尺度上的扰动估计。我们将矢量势的分析扩展到多重红移，表明这种比率在一定范围的尺度和红移上持续存在。我们还评论的影响，我们的结果的有效性和解释牛顿模拟。
2016-08-26 astro-ph.CO gr-qc
Computing General Relativistic effects from Newtonian N-body simulations: Frame dragging in the post-Friedmann approach
本文首次计算了完全非线性宇宙学大尺度结构研究中的一个本征相对论性量。传统上，标准ΛCDM宇宙学中的非线性结构的形成是使用N体模拟来研究的，基于膨胀背景下的牛顿引力动力学。当人们以一种与爱因斯坦方程一致近似的方式导出牛顿体系时，除了通常的牛顿标量势之外，在度规中还存在一个引起标架拖曳的重磁矢量势。在主导阶，这个矢势不影响物质动力学，因此它可以从牛顿N体模拟计算。我们解释了如何从ΛCDM中的模拟计算矢量势，并检查其相对于标量势的大小。我们还讨论了一些可能的可观察到的影响。
2013-06-06 astro-ph.CO gr-qc
f(R) gravity on non-linear scales: The post-Friedmann expansion and the vector potential
许多修正的引力理论在宇宙学中被认为是宇宙加速膨胀的来源，线性微扰理论在最大尺度上有效，在许多这些模型中得到了检验。然而，更小的非线性尺度提供了更丰富的现象学来约束修正的引力理论。在这里，我们考虑$f(R)$引力的Hu-Sawicki形式，并应用后Friedmann方法导出非线性尺度的首阶方程，即在类牛顿区域有效的方程。我们在相干框架下再现了标量场、引力滑移和修正的泊松方程的标准方程。此外，我们推导出方程的领先阶修正的牛顿制度，矢量势。我们测量这个矢量势从$f(R)$ N-体模拟在红移0和1，两个值的$f_{R_0}$参数。我们发现，在小尺度下，$f(R)$引力在红移为零时的矢势比GR引力的矢势大近50%，但在较大尺度、较早时间和较小的$|f_{R_0}|=1.289\times10^{-5}$参数值时，矢势比GR引力的矢势小。与GR类似，这个矢势的小振幅表明牛顿近似对$f(R)$引力是高度精确的，而且$f(R)$引力的非线性宇宙学行为可以完全由标量势和$f(R)$场来描述。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc
The missing link: a nonlinear post-Friedmann framework for small and large scales
我们提出了一个非线性后弗里德曼框架的结构形成，推广到宇宙学的弱场（后闵可夫斯基）近似，统一的小尺度和大尺度的治疗。我们考虑一个充满无压流体和宇宙学常数$Λ$的宇宙，引力理论是爱因斯坦的广义相对论，背景是标准的平坦$Λ$ CDM宇宙模型.我们将度规和能量动量张量展开为$1/c$的幂，保持物质密度和特有速度作为精确的基本变量。我们假设泊松规范，包括标量和张量模式到$1/c^4$阶和矢量模式到$1/c^5$项。通过重新定义的标量势的度量的贡献，在不同的订单，我们得到了一套完整的非线性方程，提供了一个统一的框架来研究结构的形成从小到超视界尺度，从非线性牛顿的线性相对论制度。我们明确地表明，我们的计划的有效性在两个限制：在领先的顺序，我们恢复完全非线性方程的牛顿宇宙学;线性化时，我们的方程成为一阶相对论微扰理论的标量和矢量模式的泊松规范。张量模式在我们考虑的$1/c^4$阶是非动力学的：它们是纯非线性的，描述了由标量和矢量变量的二次约束在该阶确定的空间切片的失真。我们的主要分析结果如下：（a）在首阶纯牛顿非线性能流源为标架拖曳的重力磁矢势;（b）在首阶牛顿区和线性相对论区，两个标量度规势是相同的，而广义相对论的非线性使它们不同。
2015-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Theory MOND in a Friedmann-Robertson-Walker Cosmology as alternative to the Nonbaryonic Dark Matter paradigm
修正的牛顿动力学（Modified Newtonian Dynamics，MoND）是一种在最大尺度上对牛顿引力理论的经验修正，用来解释星系的自转曲线，作为非重子暗物质的替代。但是MoND理论很难将自己与相对论宇宙学类型的Friedmann-Robertson-Walker的形式主义联系起来。目前的工作假定建立这种联系的可能性，通过假定一个Yukawa的标量势，与非引力的起源。这个势来自于对Yukawa势的一个简单的反射推测，它旨在描述以下物理场景：在非常近的太阳系中为零，在星际距离范围内略有吸引力，在与星系团相当的距离范围内非常有吸引力，以及对宇宙尺度的排斥。在经典的Friedman方程中引入这种势，我们发现物质的临界密度与观测密度一致（没有暗物质假设），此外，还得到了星际尺度的MoND理论，从而解释了转动曲线。此外，Yukawa型反演不改变早期宇宙中的宇宙微波背景和原始核物理的预言，并可用于解释大尺度结构的形成.
2010-07-20 astro-ph.CO
The Parametrized Post-Newtonian-Vainshteinian Formalism
在宇宙尺度上改变重力的光自由度必须在太阳系尺度上“屏蔽”，以便与数据兼容。文施泰因机制通过对经典微扰理论的突破实现了这一点，因为涉及新自由度的大相互作用在所谓的文施泰因半径以下变得重要。我们开始开发一个扩展的参数化后牛顿（PPN）的形式主义，能够处理Vainshteinian修正。我们认为，一个独特的Vainshtein规模的理论必须扩大使用两个小参数。在这个参数化后牛顿-范氏展开式中，控制PPN阶的主要展开参数通常是速度$v$。二次膨胀参数$α$控制着范斯坦修正的强度，是史瓦西半径和范斯坦半径的理论特定组合，与其质量无关。我们提出的一般框架，并将其应用到立方伽利略理论内外的Vainshtein半径。PPVV框架可以用来确定这些理论与太阳系和其他强场数据的兼容性。
2015-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parametrizations for tests of gravity
随着高质量天文学和宇宙学数据的日益丰富，以及在原则上可以想象的与广义相对论的多方面背离，统一引力模型并涵盖广泛的长度尺度和各种观测探测器的广义参数化框架的发展一直是对深入研究的一种刺激。本文综述了为此目的而设计的一些形式主义，包括宇宙学的大尺度和小尺度结构，天文学的静态弱场区以及引力波的发射和传播效应。这包括线性和非线性参数化后弗里德曼框架，有效场论方法，参数化后牛顿展开，参数化后爱因斯坦形式主义，以及一个激励合并振铃波形模型等。不同的形式主义之间的联系被强调，他们已经建立，并提供了一个简短的前景，为一个统一的全球框架的重力和暗区模型测试的一般步骤。
2019-08-21 astro-ph.CO gr-qc
Weighing neutrinos in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter: application of the parameterized post-Friedmann approach
利用当前的宇宙学观测，我们在真空能量与冷暗物质相互作用的情况下，对中微子质量进行了约束。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题，我们采用参数化后Friedmann（PPF）方法计算了$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$模型的微扰演化.目前用于这项工作的观测数据集包括普朗克（宇宙微波背景），BSH（重子声振荡，Ia型超新星和哈勃常数）和LSS（红移空间扭曲和弱透镜）。根据约束结果，我们发现$Q=βHρ_{\rm c}$模型的$β>0$大于$1σ$能级，这表明冷暗物质衰变为真空能量;而$Q=βHρ_Λ$模型的$β=0$与$1σ$能级的当前数据一致.以$Λ$ CDM模型为基准模型，我们发现最新的BAO BOSS DR 12数据和哈勃常数测量值$H_{0} = 73.00 \pm 1.75$ km~s $^{-1}$ ~Mpc $^{-1}$导致了一个较小的上限$\sum m_ν<0.11$ eV（$2σ$）.对于$Q=βHρ_{\rm c}$模型，我们从Planck+BSH得到了$\sum m_ν<0.20$ eV（$2σ$）.对于$Q=βHρ_Λ$模型，$\sum m_ν<0.10$ eV（$2σ$）和$\sum m_ν<0.14$ eV（$2σ$）分别从Planck+BSH和Planck+BSH+LSS导出。我们发现，这些较小的上限$\sum m_ν$或多或少…
2017-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parametrized-Post-Newtonian Test of Black Hole Spacetime for Galactic Center Massive Black Hole Sgr A*: Formulation and $χ^2$ Fitting
本研究利用银心恒星S0-2的观测数据对Sgr A*开展PPN引力检验，通过$\chi^2$拟合发现特定参数下引力透镜效应可探测、自旋效应不可探测，初步结果暗示时空可能非史瓦西但统计显著性不足，后续将开展贝叶斯分析。
2024-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
PPN meets EFT of dark energy: Post-Newtonian approximation in higher-order scalar-tensor theories
本文研究了幺正规范下退化高阶标量-张量理论的后牛顿极限，用暗能量有效场论描述，确定了所有PPN参数与EFT参数的关系，将实验限制转化为EFT参数约束，并提出了一个PPN参数与广义相对论相同的拉格朗日量。
2024-02-16 astro-ph.CO gr-qc
Exploring a new interaction between dark matter and dark energy using the growth rate of structure
我们提出了一个唯象的相互作用的比例因子幂律形式，导致两种扰动项的外观，随着扰动哈勃膨胀率的比例因子空间变化。我们研究了参数化后Friedmann方案中的背景和微扰演化，得到了能量-动量交换可以从暗能量流向暗物质，以保持暗能量和暗物质密度在任何时候都很好地定义。我们结合了几个测量的宇宙微波背景（WMAP 9 +Planck）数据，重子声学振荡测量，红移空间畸变数据，JLA样本的超新星，和哈勃常数约束的耦合常数和指数提供了参数化的相互作用本身。${\rm Planck+WMAP9+BAO}$ ${\rm +RSD+JLA+HST}$数据的联合分析似乎有利于大的耦合常数，在1 $σ$水平的$ξ_c = 0.34403427_{- 0.18907353}^{+ 0.14430125}$，并倾向于具有负指数的幂律相互作用，因此在1 $σ$水平的$β= -0.50863232_{- 0.40923857}^{+ 0.48424166}$。CMB的温度功率谱表明，一个大的耦合常数产生移动的声学峰值，并影响其振幅在较低的多极。此外，较大的$β$指数产生声峰的移位，指出相对于一致性模型的明显偏差。物质功率谱对耦合常数和$β$指数的变化很敏感。在这种背景下，相互作用改变了物质的尺度和辐射的平等性，并将其推离了当前的时代，这反过来又导致了翻转点向更小尺度的转变。
2015-06-08 astro-ph.CO gr-qc
Dark energy perturbations in $N$-body simulations
我们目前的$N$体模拟是完全兼容的广义相对论，与暗能量始终包括在背景和微扰水平。我们测试我们的方法参数化的暗能量作为流体，并使用参数化后弗里德曼（PPF）形式主义。在大多数情况下，暗能量相对于暗物质是非常平滑的，因此它对结构形成的主要影响是背景膨胀率的变化。这可以很容易地纳入牛顿$N$体模拟通过改变弗里德曼方程。然而，暗能量扰动和相对论修正可能导致相对于牛顿$N$ -体模拟的差异，在百分之几十的水平上对尺度$k < (10^{-3} \unicode{x2013} 10^{-2})\,\mathrm{Mpc}^{-1}$进行模拟，并且考虑到即将到来的大尺度结构调查的准确性，必须包括这些影响。在本文中，我们将详细研究这两种效应，并强调它们重要的条件。我们还表明，我们的$N$体模拟精确再现的玻尔兹曼求解器类的结果，保持线性的所有尺度。
2019-04-10 astro-ph.CO hep-ph
Simple cosmological model with inflation and late times acceleration
在多项式Palatini宇宙学的框架下，我们研究了一个简单的爱因斯坦坐标系下的均匀各向同性宇宙模型。我们发现在这个模型中，宇宙演化过程中出现了早期的暴胀和晚期的膨胀加速阶段。在此框架下，我们得到了具有标量场形式的物质和暗能量的Friedmann方程，其势的形式由FRW度规的Ricci标量以协变的方式确定。物质和暗能量的能量密度也通过Ricci标量参数化。早期的暴胀只在物质的能量密度的极小部分时才能得到。物质与暗能量之间存在相互作用，因为暗能量是衰减的。为了刻画暴胀，我们用Ricci标量计算了慢滚参数和常滚参数。我们发现了暗能量密度随宇宙时间变化的一个特征行为，它遵循logistic-like曲线，该曲线插入两个几乎恒定值的相位。从所需的$N$ -折叠数中，我们发现了模型参数的一个界限。
2017-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian parameter $γ$ for multiscalar-tensor gravity with a general potential
在Jordan标架下，计算了具有完全广义非导数耦合和势的多标量张量引力静态点源情形下的参数化后牛顿参数$γ$.类似于单质量场的情况，$γ$指数地依赖于到源的距离，并且由标量场空间中的非最小耦合矢量的长度及其相对于质量本征矢量的方向决定。使用卡西尼号跟踪实验的数据，我们估计两个标量场的一般理论的界限。我们的形式主义可以用于广泛的模型，我们通过将其应用于非最小耦合希格斯SU（2）偶，一般的混合度规-Palatini引力，线性（$\Box^{-1}$）和二次（$\Box^{-2}$）非局部引力来说明。
2017-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
