Conformal Transformations and Cosmological Perturbations in New General Relativity
在最一般的宇称保持 New General Relativity 模型中研究共形变换并应用于宇宙学微扰分析，发现多数特例在 Minkowski 时空附近存在强耦合问题，而最一般的三参数情形行为稳健，单参数 New GR 情形则无此不连续性且无可观测偏离。
2024-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar-tensor cosmologies with dust matter in the general relativity limit
本文在一般标量-张量引力理论的框架下，考虑了当普通尘埃物质的能量密度超过标量势的能量密度时，在Jordan标架中任意耦合函数的平坦Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker宇宙学模型.受宇宙学观测的启发，我们在接近所谓的广义相对论极限的范围内采用了一种近似方案。随后的标量场和哈勃参数的非线性近似方程可以在宇宙学时间内解析求解。这使我们能够区分渐近收敛于广义相对论的理论，并得出一些关于这个极限附近的宇宙动力学的含义。
2011-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity using the Environmental Dependence of Dark Matter Halos
在这封信中，我们调查了暗物质晕的环境依赖性，这些理论试图通过修改广义相对论（GR）来解释宇宙的加速膨胀。使用高分辨率N体模拟的f（R）重力模型恢复GR在密集的环境中凭借变色龙机制，我们发现一个强大的环境依赖的差异之间的透镜质量和动力学质量估计的暗物质晕。这种环境依赖性的晕属性可以作为一个吸烟枪来测试GR观测。
2011-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Emergent gravity, violated relativity and dark matter
建立在非线性实现/隐藏的仿射对称性上的非线性仿射Goldstone突现引力模型，被简明地重新审视。在广义相对论之外，在保持广义协方差的情况下，暴露出对广义不变性/相对论的明确违反。基于非动力学仿射联络，以广义相对论破坏和引力暗物质作为涌现的标志，得到了度量引力的一般协变二阶有效拉格朗日量.
2014-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of Dark Matter via a Bimetric Extension of General Relativity
本文提出了一个相对论性暗物质模型，它在宇宙学尺度上再现了协和宇宙学模型$Λ$ -冷暗物质（$Λ$ -CDM），在星系尺度上再现了修正牛顿动力学（MOND）的唯象.为了实现这一点，我们假设了一种非标准形式的暗物质，它由两种不同的粒子组成，通过广义相对论的双度规扩展与引力耦合，并通过这些粒子质量产生的内部矢量场（“引力光子”）连接在一起。我们证明了这种暗物质在一阶宇宙学扰动水平上的行为类似于普通的冷暗物质，而纯宇宙学常数则起着暗能量的作用。MOND方程在非相对论极限下通过普通物质的引力场中暗物质介质的引力极化机制而出现。最后，我们表明，该模型在太阳系中是可行的，因为它预测相同的参数化后牛顿参数作为广义相对论。
2015-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Compact Stars with Dark Energy in General Relativity and Modified Gravity
本文研究了由致密物质和暗能量组成的致密星模型，探讨了暗能量及修正引力对星体质量和半径等参数的影响。
2023-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Confronting General Relativity with Further Cosmological Data
偏离广义相对论，以解释宇宙加速一般都有时间和尺度依赖的签名在宇宙学数据。我们扩展了我们以前的工作，通过调查模型独立的引力偏差在箱的红移和长度尺度，结合进一步的宇宙学探测，如温度星系和星系星系的互相关，并通过检查偏差之间的相关性。用马尔可夫链蒙特卡罗似然法分析了模型独立参数对当前数据的拟合，结果表明，在低红移时，广义相对论在99%置信水平上偏离了最佳拟合。我们跟踪这两个不同的CFHTLS弱透镜数据集的属性，并证明COSMOS弱透镜数据不显示这样的偏差。即将到来的星系调查数据将大大提高测试时间和尺度相关的引力扩展的能力，我们计算了BigBOSS星系红移调查可能带来的限制。
2010-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Constant Implementing Mach Principle in General Relativity
我们认为，对物理概念的操作意义的关注对广义相对论的产生起了推动作用。因此，我们着重讨论了该理论中引力耦合常数作为一个通过实验得到的量纲常数的运算定义。然而，由于所有可用的实验仅局部地提供该常数的值，因此该耦合常数仅在局部区域中可操作地有意义。关于这一点，为了得到GR的大尺度扩展，我们用一个共形不变模型代替它，然后，通过打破共形对称性，通过挑选出一个特定的共形框架，其特征在于宇宙的大尺度特性，减少这个模型的宇宙尺度的理论。最后，我们得到了爱因斯坦在历史上为宇宙尺度（GR加上宇宙学常数）提出的同样的场方程，这是他努力使GR与马赫原理一致的结果。然而，我们声明，在这种替代方法中获得的场方程不携带爱因斯坦提出的场方程与马赫原理一致的问题（即，de Sitter解的存在性），并且也可以被认为在Sciama视图中与该原理兼容。
2016-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing General Relativity with Current Cosmological Data
对广义相对论的偏离，例如可能导致宇宙加速的偏离，将影响大尺度结构的生长和光被该结构偏转。我们澄清了文献中出现的几种不同的模型无关的偏离广义相对论的方法之间的关系，设计了一个翻译表。我们研究目前的限制，这种偏差，使用弱引力透镜数据的CFHTLS和COSMOS调查，宇宙微波背景辐射数据的WMAP 5，和超新星距离数据的Union 2。马尔可夫链蒙特卡罗似然分析的参数在不同的红移范围内产生的一致性与广义相对论在95%的置信水平。
2010-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity with Cosmological Large Scale Structure
本文探讨了用宇宙学大尺度结构的观测来检验爱因斯坦方程的可能性。我首先指出，我们还没有在只涉及均匀和各向同性宇宙的观测中检验方程。然后，我用几个例子来说明，当考虑能量动量张量和度规的涨落时，我们如何做得更好。这是说明与星系数计数，强度映射和宇宙剪切，三个例子，绝不是详尽无遗。
2022-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity from Curvature & Energy contents at Cosmological scale
在这项工作中，我们研究什么是宇宙学的含义，允许几何曲率密度的行为独立于能量密度的内容。利用普朗克任务从CMB中提取的全部数据，结合BAO和SNIa测量，我们推导出，根据这种方法，宇宙学参数的新约束。特别是，我们确定的曲率暗能量简并的行为时，允许一个不同的状态方程为后者。我们还研究了这种方法是否可以弥合最近发现的哈勃参数值之间的差距，从CMB确定的和从本地宇宙测量
2017-09-29 astro-ph.CO gr-qc
A systematic approach to generalisations of General Relativity and their cosmological implications
一个世纪前，爱因斯坦提出了他优雅而精细的广义相对论，迄今为止，这一理论经受住了大量的经验检验，取得了显著的成功。尽管爱因斯坦的理论取得了巨大的胜利，但现代宇宙学和粒子物理学的顽强挑战激发了对更广泛的时空理论的探索。尽管爱因斯坦根据时空曲率对引力的解释被普遍接受，但将几何概念赋予引力是模糊的，因为广义相对论允许三种完全不同但等价的方法，爱因斯坦的解释只是其中之一。然而，从场论的角度来看，洛伦兹不变的无质量自旋2粒子的相容理论的构建唯一地导致了广义相对论。保持洛伦兹不变性意味着任何对广义相对论的修改都将不可避免地在引力扇区中引入额外的传播自由度。采用这种观点，我们将回顾最近的进展，在建设一致的场论的基础上额外的标量，矢量和张量场的引力。在这个概念框架内，我们将讨论与伽利略理论，拉格朗日密度由Horndeski构建和超越，扩展到DHOST相互作用，或包含广义Proca场及其扩展，或几个Proca场，以及双引力理论和标量矢量张量理论。我们将回顾他们的成立动机，不同的配方，并在这些类的理论与他们的经验可行性内获得的基本结果。
2018-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological perturbations and structure formation in nonlocal infrared modifications of general relativity
我们研究了最近提出的广义相对论的非定域修正的宇宙学后果，通过在爱因斯坦-希尔伯特作用量中增加一个项$m^2R\,\Box^{-2}R$得到。该模型与$Λ$ CDM具有相同数量的参数，$m$取代$Ω_Λ$，并且具有很强的预测性。在本底水平上，通过修正$m$以重现观测值$Ω_M$，我们得到了作为红移函数的暗能量状态方程$w_{\rm DE}(z)$的纯预言，其中$w_{\rm DE}(0)$在$[-1.165,-1.135]$范围内，因为$Ω_M$在宽范围$Ω_M\in [0.20,0.36]$内变化。我们发现，宇宙学扰动是良好的行为，该模型完全固定的红移$z$和波数$k$的函数的暗能量扰动。非定域模型提供了一个很好的拟合超新星数据，并预测偏离广义相对论的结构形成和弱透镜在3- 4%的水平，因此与现有的数据一致，但很容易检测到未来的调查。对于对数生长因子，我们获得了$γ\simeq 0.53$，与$Λ$ CDM中的$γ\simeq 0.55$进行比较。对于亚视界尺度上的牛顿势，当各向异性应力小到可以忽略时，我们的结果可以用具有尺度无关的$μ_s\simeq 0.09$和$s\simeq 2$的$Ψ(a;k)=[1+μ_s a^s]Ψ_{\rm GR}(a;k)$很好地拟合.
2014-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in time asymmetric extensions of general relativity
我们研究了受广义相对论的时间非对称扩展支配的宇宙中的宇宙学行为。广义相对论是一种新的修正引力理论，它基于在哈密顿框架上增加新的时间非对称项，在某种程度上，约束代数和局域物理保持不变。然而，在宇宙学尺度上，这些新项可以产生显著的影响，可以改变宇宙演化的早期和晚期，并且在选择所涉及的修改函数时的自由使得该方案能够产生大量的宇宙学行为。对于修改的基本ansatzes，我们进行了详细的动力学分析，提取稳定的后期解决方案。其中，我们发现，宇宙可以导致暗能量占主导地位，加速解决方案，即使在没有明确的宇宙学常数，其中暗能量可以是quintessence一样，幻影一样，或作为一个有效的宇宙学常数的行为。此外，它可能导致物质支配，或大撕裂，或经历从物质到暗能量支配的顺序。此外，在闭合曲率的情况下，宇宙可能会经历宇宙学上的反弹或转向，甚至循环行为。最后，这些方案可以很容易地满足观测和现象学的要求。因此，时间非对称宇宙学可以是描述宇宙的一个很好的候选者。
2015-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Einstein's Universe: Cosmological structure formation in numerical relativity
我们进行大规模的宇宙学模拟，直接通过数值相对论求解爱因斯坦方程。从宇宙微波背景采样的初始条件开始，我们跟踪宇宙网的出现，而不需要背景宇宙学。我们测量了物质主导宇宙中大尺度结构对平均量演化的反作用。虽然我们的结果是初步的，我们发现全球的逆反应能量密度是$10^{-8}$的顺序相比，在我们的模拟物质的能量密度，因此不太可能解释加速膨胀根据我们的假设。在我们选择的规范中，在宇宙均匀性尺度（$100-180\,h^{-1}$ Mpc）以上的采样尺度，我们发现局部空间曲率的$2-3\%$变化。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
A Zero-Parameter Extension of General Relativity with Varying Cosmological Constant
本文给出了广义相对论的一个新的推广，它比广义相对论加上一个宇宙学常数具有更大的约束，并且少了一个自由参数。这是通过将宇宙学常数的动力学编码在挠率张量中，使其具有一致的时空变化来实现的。我们证明了这一机制，通过添加一个“准拓扑”项的爱因斯坦行动，自然实现了动态扭转与自动满足的比安奇身份。此外，相对于这个动力学$Λ$的作用量的变化将它固定在其他变量上，因此提供了一个比具有宇宙学常数的广义相对论更少自由度的场景。一旦引入物质，至少在均匀和各向同性的约化中，$Λ$由模型的场含量唯一地确定。我们使用Palatini制定GR明确的建设和描述这个新的理论的显着性能。我们还强调了一些可能的扩展理论。一篇配套论文[1]探讨了宇宙学中的弗里德曼-罗伯逊-沃克约化，未来的工作将研究太阳系对该理论的检验。
2019-10-04 astro-ph.CO gr-qc
On the necessity of the revisions for the cosmological matter perturbations from the general relativity
用于物质微扰的微分方程通常是由膨胀宇宙中的牛顿引力和欧拉方程导出的。本文通过对$Λ$ CDM模型的度规微扰理论的显式计算，精确地导出了方程组的广义相对论修正，并证明了由牛顿引力和欧拉方程导出的微分方程组在非相对论物质占优时代以后的小尺度区域是成立的。但在辐射占优时期，改正量是不可忽略的。
2011-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Quartet-metric general relativity: scalar graviton, dark matter and dark energy
广义相对论通过一个动力学标量四重态被提出来作为标量-矢量-张量引力理论，一般地描述了统一的引力暗物质（DM）和暗能量（DE）。通过重新定义度规场，揭示了引力的希格斯机制在弱场极限下的一般协变形式。在参数的自然限制下，重新定义的理论在线性近似下具有剩余横截-单态不变性，并且始终包含无质量张量引力子和作为DM粒子的有质量标量引力子。在完全非线性理论中的一些可调参数和后者从其弱场极限的部分解耦显著地扩展了在不同尺度的各种现象中的重力DM和DE的统一描述的前景。
2015-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbations in a family of deformations of general relativity
我们研究线性宇宙学扰动在以前介绍的家庭变形的广义相对论的特点是没有新的自由度。这类理论中的均匀和各向同性背景是未修改的，并且由通常的弗里德曼方程描述。对宇宙学扰动理论进行了修正，使相应的形变参量具有长度维。标量型引力扰动可以用与物质扰动相关的相对论势来描述，就像在广义相对论中一样。一个微分方程系统描述的发展，这一潜力和应力-能量密度扰动得到。我们发现，标量扰动的演变与修改后的有效时间相关的声速，这与广义相对论的情况下，不消失，即使在物质占主导地位的阶段进行。在一个广泛的范围内的长度参数的值控制的变形，一个特定的过渡，从制度的修正重力的广义相对论的标量扰动的演变发生在辐射统治。在这种情况下，辐射和暗物质扰动的功率谱在跃迁前进入哈勃半径的同向运动空间尺度上受到抑制。我们估计了这种抑制不会导致可观察后果的变形参数的界限。在暴胀阶段的标量扰动的演变被修改，但非常轻微，在暴胀过程中产生的原始频谱是没有显着不同的广义相对论中获得的。
2010-06-07 astro-ph.CO gr-qc
A kinetic theory of diffusion in general relativity with cosmological scalar field
提出了一个描述广义相对论中粒子扩散动力学的新模型。粒子系统的演化由切向时空丛上的无摩擦Fokker-Planck方程描述。结果表明，该物质模型的能量动量张量不是无发散的，这使得耦合Fokker-Planck方程和Einstein方程是不一致的。这个问题可以通过假设时空中存在附加物质场或修改爱因斯坦方程来解决。详细研究了在爱因斯坦方程的左边加入宇宙学标量场项的情况。对于最简单的宇宙学模型，即平坦的Robertson-Walker时空，我们证明了，依赖于宇宙学标量场的初始值（它可以与当前观测到的宇宙学常数值相一致），在有限时间内无限膨胀或奇点的形成将在未来发生.与标准的无扩散情形相反，当宇宙学常数的当前值适当小但为正时，未来坍缩成奇点也会发生。
2012-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Study of General Relativity and $f(R)$ Modified Gravity with Cosmological Constant for Einstein and Jordan Frames
本文研究了度量形式下一类修正引力理论中暴胀的玩具模型。我们不采用标准的方法--假设一个非线性拉格朗日$f(R)$在约当坐标系中--而是从爱因斯坦坐标系中的一个简单的π ^2势出发，研究前一个图中相应的$f(R)$。这种方法产生了大量的新信息，即一个自终止的线性拉格朗日的暴胀解决方案，一个强大的标准，这种理论的稳定性，一个动态的有效潜力的Ricci标量$R$，增加了一个特设的宇宙学常数在爱因斯坦框架导致热力学解释这个物理系统，这使得进一步了解其（Meta）的稳定性和演化。
2020-11-04 astro-ph.CO gr-qc
Scalar-tensor cosmologies with a potential in the general relativity limit: time evolution
本文在具有任意耦合函数和势的广义Jordan引力标张量理论框架下，研究了Friedmann-Lematre-Robertson-Walker平直宇宙学模型.对于宇宙学能量密度的标量势占主导地位的普通物质的能量密度的时代，我们使用的非线性近似的解耦标量场方程的制度接近所谓的极限的广义相对论的地方弱场约束得到满足。我们给出了宇宙时间的解，特别注意渐近接近广义相对论的模型类。后者可以归入两种类型：（i）指数收敛，（ii）围绕广义相对论的阻尼振荡。作为一个例子，我们提出一个振荡的暗能量。
2010-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology using numerical relativity
本文综述了数值相对论在宇宙学动态强引力环境中的应用，介绍了求解宇宙学时空的方法，按宇宙历史组织现有研究，并展望了未来方向。
2025-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Tests of General Relativity with Future Tomographic Surveys
未来的弱透镜巡天将绘制出物质扰动和引力势的演化图，从而在宇宙尺度上对广义相对论进行新的检验。他们将探讨物质超密度，局部曲率和牛顿势之间的关系。这些关系可以在其他引力理论中或通过大质量中微子或外来暗能量流体的影响进行修改。我们引入两个函数的时间和规模占任何这样的修改的线性制度。我们使用主成分分析，找到这些功能的宇宙学数据将约束的本征模。约束模式的数量给出了一个独立于模型的预测，即有多少描述偏离广义相对论的参数可以被约束，以及$w(z)$。模式的尺度和时间依赖性告诉我们哪些理论模型将得到更好的检验。
2009-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Solar system relativity tests, formulas for light deflection by a central mass, and modification of the lens equation, for a Weyl scaling invariant dark energy
我们估计的变化，在太阳系广义相对论的测试时，“暗能量“产生的外尔标度不变的行动，使用修改后的Schwarzschild样球对称的解决方案，在这种情况下获得的Adler和Ramazano \vglu。我们表明，广义相对论的标准结果被修改的数量远远低于目前的实验误差。然而，因为当中心质量$M$消失时度规不是共形平坦的，所以光偏转的贡献与宇宙学常数$Λ$成正比，与$M$成正比的贡献符号相反。这可能对宇宙学背景下的引力透镜产生影响，因此我们计算了对引力透镜的“透镜方程”的相应修正。我们还给出了通过顺序$ΛM$的光偏转角的公式，假设一个参数化的球对称度量的外部区域的中心质量。
2022-11-09 astro-ph.CO gr-qc
Towards a relativity of dark-matter rods and clocks
在没有暗物质的情况下，对狭义相对论时空的动力学和运动学解释一直是并且仍然是哲学辩论的主题，虽然很丰富，但基本上没有什么预测能力。如果在标准模型的"非平凡"扩展中包括暗物质候选者，这种情况就会发生巨大变化。在这里，我认为由暗物质制成的杆和钟可能不会揭示出与由标准模型粒子制成的杆和钟相同的潜在代数结构。为了具体起见，我在这里通过观察一种叫做埃尔克的特定暗物质候选者来验证这个论点。人们不可避免地会得出这样的结论，即在暗扇区内，以及在暗物质和标准模型物质之间的界面处，引力可能会偏离正则广义相对论的预测。对于埃尔克暗物质来说，这种效应是二阶的，因为它们只依赖于引力环境的角动量和自旋。
2009-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An explanation for dark matter and dark energy consistent with the Standard Model of particle physics and General Relativity
对星系和星系团内部动力学的分析通常采用牛顿引力定律，该定律忽略了广义相对论的场自相互作用效应。这可能就是为什么暗物质看起来是必要的。另一方面，宇宙演化是用完整的理论广义相对论来处理的。然而，通常用于推导和求解宇宙演化方程的各向同性和均匀性近似，有效地抑制了广义相对论的场自相互作用效应，这可能会引入对暗能量的需求。计算表明，场的自相互作用增加了大质量系统内部物质的结合，这可能解释了星系和星系团的动力学，而不会引发暗物质。反过来，能量守恒要求增加的结合必须通过有效减少大质量系统外部的引力相互作用来平衡。在这篇文章中，这种抑制估计和宇宙的演化的后果进行了讨论。观测结果的重现不需要暗能量。
2019-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields
众所周知，在宇宙磁场存在的情况下，引力子可以转换为光子，反之亦然。我们在原子暗物质的背景下研究这个转换过程。在这种情况下，我们可以期待宇宙学暗磁场，这是从宇宙微波观测的严格约束自由。我们发现引力子在宇宙暗磁场中可以有效地转化为暗光子。引力子-暗光子转换效应可能为超高频引力波的研究打开新的窗口。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A numerical relativity scheme for cosmological simulations
涉及完全协变引力动力学的宇宙学模拟可能被证明与理解相对论/非线性特征相关，因此，可以更好地利用即将到来的大尺度结构调查数据。本文提出了一种新的广义相对论的3+1积分方案，其中物质扇区包含一个最小耦合的理想流场。原始的特点是，我们完全消除了流体成分，通过约束方程，从而保持与一组无约束的发展方程的其余领域。这一方法不限制时滞函数和位移矢量，因而适用于任意规范，也适用于任意状态方程。这个方案的一个重要优点是，它允许定义和通过适应宇宙学背景下的鲁棒性测试，至少在无压完美流体物质的情况下，这是一个相关的晚期宇宙学。
2017-11-13 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
Testing General Relativity at Cosmological Scales: Implementation and Parameter Correlations
在宇宙学尺度上检验广义相对论已经成为一种可能和及时的努力，这不仅是由于宇宙加速的紧迫问题，而且也是由于对广义相对论的某些扩展的提议，这些扩展将在大尺度的距离上表现出来。在这里，我们分析修改后的重力增长参数和一些核心的宇宙学参数之间的相关性，使用最新的宇宙学数据集，包括改进的宇宙演化巡天3D弱透镜。我们提供了参数化的修正生长方程及其演化。我们实现了已知的功能和分箱方法，并提出了一种新的混合方法来发展的红移（时间）和规模的修改后的重力参数。混合参数化结合了一个装箱红移的依赖性和平滑的尺度演变，避免了跳跃的物质功率谱。为了测试当前和未来数据与广义相对论的一致性而开发的形式主义在我们公开提供的软件包中实现，并称为ISiTGR（测试广义相对论的集成软件），用于公开可用的软件包CosmoMC和CAMB的一组集成的修改模块，包括Ho等人的综合Sachs-Wolfe-星系交叉相关模块的修改版本和改进的HST的新弱透镜似然模块，COSMOS弱透镜层析成像数据。我们得到了参数约束和相关系数，发现所有演化方法的修正重力参数与σ_8显著相关，与Ω_m轻度相关。在混合法和分箱法中，σ_8和修正重力参数之间的简并性对于函数形式和某些特定的分箱都是显著的，这表明在使用未来的高精度数据时需要考虑这些简并性。
2011-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Extending cosmological tests of General Relativity with the Square Kilometre Array
广义相对论（GR）在宇宙学尺度上的测试仍处于起步阶段，但即将进行的实验有望在广泛的距离尺度和红移范围内大大提高其精度。其中一个实验，平方公里阵列（SKA），将进行几次广泛和深入的调查，解决和未解决的中性氢（HI）21厘米线发射星系，映射了相当大一部分的天空从$0 \le z \lesssim 6$。我目前预测的能力，一套可能的SKA HI调查，以检测偏离GR重建宇宙膨胀和增长的历史。SKA第一阶段强度测绘巡天可以实现$fσ_8$到$z\approx 1$的低于1%的测量，SKA 1-MID波段2巡天到$z \lesssim 0.6$能够在修正重力参数的限制方面超过当代光谱星系巡天，如DESI和欧几里得，如果前景污染等挑战可以有效解决的话。一个更未来的第二阶段的$\sim10^9$光谱星系红移的HI调查将能够检测到一个$\sim 2\%$修改的泊松方程出$z\approx 2$。
2016-01-22 astro-ph.CO gr-qc
On the invalidity of "negative mass" description of the dark sector
结果表明，Farnes（2018）在一个具有负宇宙学常数的统一理论中引入“负质量”概念来描述暗区，既违背了广义相对论的本质，也违背了现有的观测数据。提出了一个可行的弱场广义相对论模型。
2019-06-17 astro-ph.CO gr-qc
Pathological Character of Modifications to Coincident General Relativity: Cosmological Strong Coupling and Ghosts in $f(\Q)$ Theories
本研究揭示$f(\mathbb{Q})$修正引力理论中鬼场的内在存在性，通过分析三种平坦宇宙学扰动，发现两个分支无限强耦合，另一分支含七个引力自由度且至少一个为鬼场，从而排除$f(\mathbb{Q})$宇宙学并明确传播自由度数量。
2024-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Biases on cosmological parameters by general relativity effects
如果忽略视界尺度上星系功率谱的广义相对论修正，可能会导致宇宙学参数测量值的偏差。在本文中，我们研究了广义相对论效应对非标准宇宙学的影响，如与时间相关的暗能量状态方程的情况下，与暗能量和暗物质流体之间的耦合或与非高斯性。然后，我们探讨广义相对论修正是否会影响未来的约束宇宙学参数的情况下，一个恒定的暗能量状态方程和非高斯性。我们发现，功率谱的相对论修正预计不会影响宇宙学参数的预见误差，也不会引起大的偏差。
2011-12-08 astro-ph.CO
Cosmological Dark Matter Amplification through Dark Torsion
一个宇宙学的方法的基础上考虑的宇宙背景与非零扭矩示出，以给出一个选项来解释一个可能的幻影演化，不排除根据目前的观测数据。我们修改了一些方面的扭转的正式计划，并根据他们，我们开发了一个形式主义，这可能是一个有趣的替代探索宇宙学。
2020-04-13 astro-ph.CO gr-qc
Testing General Relativity in Cosmology
本文综述了在宇宙学尺度上检验广义相对论的最新进展和结果。在过去的二十年里，这门学科以解决宇宙加速和与之相关的暗能量问题为目标，得到了迅速的发展。然而，随着精密宇宙学的出现，它本身也成为了一个在宇宙尺度上检验引力物理的积极努力。我们概述了宇宙学探测重力，形式主义和参数化测试偏离GR在宇宙尺度，选定的修改后的重力（MG）理论，引力筛选机制，并为这些测试开发的计算机代码。然后，我们提供了最近的宇宙学约束MG参数和选定的MG模型的摘要。我们补充这些宇宙学的限制，从最近的二元中子星合并事件的影响总结。接下来，我们总结了MG参数预测与天体物理系统，将占主导地位的不确定性的一些结果。该评论旨在提供一个主题的全貌，并为有兴趣加入该领域的学生和研究人员提供一个切入点。它也可以作为一个快速参考最近的结果和限制测试重力在宇宙尺度。
2018-12-31 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmological perturbation of Unimodular Gravity and General Relativity are identical
单模引力（UG）是广义相对论（GR）的一个限制版本，其中度规的行列式是一个固定的函数，场方程由完整的爱因斯坦方程的无迹部分给出。UG和GR中的背景方程是相同的。最近有人提出，在UG中宇宙微波背景（CMB）温度涨落的一阶贡献与GR不同。本文计算了UG中的一阶微扰方程，证明了UG中的Sachs-Wolfe效应在规范不变变量意义下与GR完全相同，并证明了UG中Mukhnanov-Sasaki变量的二阶微扰方程，唯一的区别是由于对度规行列式的约束而导致的规范选择。因此，UG和GR在大尺度CMB数据中是相同的和不可区分的。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
How to optimally parametrize deviations from General Relativity in the evolution of cosmological perturbations
下一代弱透镜巡天将通过一系列的时期追踪大尺度扰动的增长，为在宇宙尺度上检验广义相对论（GR）提供了机会。我们详细回顾了MGCAMB中使用的参数化来描述替代引力理论和广义暗能量模型中预期的修改后的增长。我们强调了它的优势并研究了几个理论方面。特别是，我们表明，同一组方程可以始终使用超地平线和地平线下的线性尺度。我们还强调数据的敏感性，规模依赖的功能的增长模式，并建议使用主成分分析收敛到一个实际的参数集，这是最有可能检测偏离GR。与其他参数化的连接也进行了讨论。
2011-06-13 astro-ph.CO
Ambiguous Tests of General Relativity on Cosmological Scales
有许多方法可以在线性尺度上测试广义相对论（GR），使用参数化框架来修改宇宙学扰动理论。它有时被认为是任何给定的参数化的细节是不重要的，如果一个人使用它作为一个诊断偏离GR。在这个简短的报告中，我们认为，这是不一定如此。首先，我们表明，采用替代组合的修改场方程显着改变的约束，得到的。此外，我们表明，使用参数化与自由度不足显着收紧明显的理论约束。从根本上说，我们认为，几乎从来没有适当的考虑修改的扰动爱因斯坦方程作为约束的有效引力常量，例如，在相同的意义上，太阳系的约束。唯一一致的修改要么是那些几乎完全自由的修改，如分解方法，要么是那些直接映射到理论空间的特定部分的修改。
2012-04-06 astro-ph.CO
Probing General Relativity on Cosmological Scales in the 2040s
INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）；University of Western Cape（西开普敦大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INFN – Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）；University College London（伦敦大学学院）；INFN – Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）；CNRS/IN2P3, CPPM（法国国家科学研究中心/法国原子能和替代能源委员会粒子物理中心）；INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA)（国际高等研究学校）；ICTP – International Centre for Theoretical Physics（国际理论物理中心）
本文探讨了在2040年代利用下一代设施通过多踪迹功率谱和Lyman-break星系双谱探测广义相对论在宇宙学尺度上的效应
2026-01-08 astro-ph.CO
gevolution: a cosmological N-body code based on General Relativity
我们提出了一个新的N体编码gevolution，用于描述宇宙中大尺度结构的演化。我们的代码是基于弱场展开的广义相对论和计算所有六个度规自由度的泊松规范。N体粒子是通过求解测地线方程而演化的，我们用正则动量来表示测地线方程，这样它对相对论粒子也是有效的。我们验证的代码，考虑史瓦西解，在牛顿极限，通过比较与牛顿N体代码Gadget-2和RAMSES。然后，我们进行了一个具有大量中微子的宇宙中的大尺度结构的模拟，在那里我们研究了中微子剪切应力引起的引力滑移。该代码可以扩展到包括不同种类的暗能量或修改的重力模型，并超越通常采用的准静态近似。我们的代码是公开的。
2016-08-04 astro-ph.CO gr-qc physics.comp-ph
Cosmological model with local symmetry of very special relativity and constraints on it from supernovae
基于Cohen \& Pennhow的非常狭义相对论[A. G. Cohen和S. L.《物理学评论》（Phys. Rev. Lett.）{ \bf 97}（2006）021601]中，我们提出了对Friedmann-Robertson-Walker（FRW）线元的各向异性修改。引入了任意定向的1-形式，FRW时空成为Randers-Finsler型。1-形式在宇宙中挑选出一个特权轴。因此，宇宙学红移以及哈勃图的Ia型超新星（SNe Ia）成为各向异性。通过对Union 2编译的直接分析，得到了指向\((l,b)=({304^\circ}\pm{43^\circ},{-27^\circ}\pm{13^\circ})\)的特权轴（\(68\%~\rm{C.L.}\)）。这条特权轴与通过比较两个半球的最佳拟合哈勃图所获得的轴很接近。应该注意的是，由于各向异性幅度为\(D=0.03\pm 0.03\)，因此结果与\(1σ\)水平的各向同性一致。
2013-06-07 astro-ph.CO
Testing gravity on cosmological scales with cosmic shear, cosmic microwave background anisotropies, and redshift-space distortions
我们使用了一系列的宇宙学数据来约束宇宙尺度上的广义相对论的唯象修正，通过修改泊松和透镜方程。我们包括来自普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性测量，来自CFHTLenS和DES-SV的宇宙剪切，以及来自BOSS数据发布12和6dF星系巡天的红移空间扭曲。我们没有发现偏离广义相对论的证据，修正的引力参数被限制在$Σ_0 = 0.05^{+0.05}_{-0.07}$和$μ_0 = -0.10^{+0.20}_{-0.16}$，其中$Σ_0$和$μ_0$指的是偏离广义相对论，在广义相对论中被定义为零。我们还预测了整个五年暗能量巡天和大型综合巡天望远镜等实验对这些参数的敏感性，显示出对$Σ_0$的约束有了实质性的预期改善。
2019-04-26 astro-ph.CO
Hydrodynamic Vacuum Sources of Dark Matter Self-Generation in Accelerated Universe without Big Bang
我们在广义相对论的背景下得到了真空流体力学理论的推广。在保留了广义相对论的拉格朗日性质的同时，新理论提供了一个自然的替代观点，即奇点在广义相对论和热宇宙理论中是不可避免的。我们表明，在真空产生吸收粒子过程中，普通（暗）物质的宏观源-汇运动产生极化（决定了广义相对论中宇宙学项的可变性）。我们已经消除了众所周知的宇宙学常数的问题，通过精炼的物理性质，暗能量正是与这种流体动力学引发的真空能量密度的变化。本文给出了修正的广义相对论方程组的一个新的精确解，它不含自由（拟合）参数（除了广义相对论中已有的那些外）。它对应于超轻暗物质粒子从真空中连续和影响度量的生产，其密度在空间平坦的宇宙膨胀期间保持恒定。这个解在宇宙膨胀状态下是稳定的，直到Tmax约380亿年。在此之后，该解决方案变得不稳定，并表征了宇宙收缩状态下真空吸收暗物质粒子的逆过程。考虑了暗物质粒子的物理性质，并估计了它们的质量。已经获得了与宇宙学观测（SnIa，SDSS-BAO和最近发现的膨胀宇宙加速度的减少）的精确解的良好定量协议。
2010-11-30 astro-ph.CO gr-qc physics.flu-dyn
Gravitational redshift of galaxies in clusters as predicted by general relativity
宇宙学的理论框架主要是由引力定义的，其中广义相对论是当前的模型。最近在Λ冷暗物质（CDM）模型中对广义相对论的测试发现，宇宙网的增长率和聚集的预测与观测结果一致。广义相对论至今还没有在独立于ΛCDM模型假设的宇宙学尺度上得到检验。在这里，我们报告的观测引力红移的光来自星系团在99%的置信水平，档案数据的基础上。这个测量结果与广义相对论的预测一致，它的修正是为了解释宇宙加速而不需要暗能量（f（R）理论），但与旨在避免暗物质存在的替代模型不一致。
2011-09-29 astro-ph.CO
Tests of General Relativity on Astrophysical Scales
虽然在太阳系中得到了高水平的准确性测试，但广义相对论在更大尺度上受到理论家和观察者的关注，主要是因为需要在宇宙学模型中引入暗物质和暗能量。本文回顾了广义相对论的主要检验，重点是大尺度结构，特别是弱透镜。讨论了与其他检验（包括太阳系尺度检验和等效原理检验）的互补性。
2009-08-16 astro-ph.CO
