Observational constraints on bimetric gravity
无幽灵双度规引力是一个关于两个相互作用的自旋为2的场的理论，一个是无质量的，一个是有质量的，除了标准的物质粒子和场，从而推广了爱因斯坦的广义相对论。为了对理论进行参数化，我们使用了五个具有特定物理解释的可观测量。我们第一次提出了对这些参数的观测约束：（i）适用于完整的理论，（ii）与工作筛选机制（即，局部恢复广义相对论），（iii）表现出连续的、实值的背景宇宙学（没有Higuchi鬼）。对于宇宙学的约束，我们使用的数据集从宇宙微波背景，重子声学振荡，和Ia型超新星。双度规宇宙学提供了一个很好的拟合数据，即使是大的值之间的混合角的无质量和大质量的引力子。有趣的是，最适合的模型是一个自加速的解决方案，其中加速膨胀是由于动态质量自旋2场，没有宇宙学常数。由于屏蔽机制，该模型是一致的本地测试的重力，如太阳系测试和星系的引力透镜。我们还评论的可能性，以减轻哈勃的紧张与这个理论。
2021-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bimetric-Affine Quadratic Gravity
本文提出双度量仿射二次引力理论，将双度量理论扩展到仿射形式，证明在广泛参数范围内无鬼场，并探讨有质量自旋-2粒子作为暗物质的可能。
2023-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bimetric gravity doubly coupled to matter: theory and cosmological implications
一个幽灵的重力理论与两个动力学度量都耦合到物质是一致的和可行的。它的宇宙学意义进行了研究，和模型，特别是在部分无质量的重力的情况下，被发现可以解释宇宙加速，而不诉诸暗能量。
2013-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Combining cosmological and local bounds on bimetric theory
无鬼双度规理论描述了两个非线性相互作用的自旋2场，一个有质量，一个无质量，从而扩展了广义相对论。我们面对双度规理论与超新星类型1a，重子声学振荡和宇宙微波背景的统计分析，利用最近提出的物理parametrisation的观测。这直接限制了理论的物理参数，例如自旋2场的质量及其与物质的耦合。我们发现，所有考虑的模型都与数据一致。接下来，我们将这些结果与当地重力测试的界限进行比较。我们的分析表明，所有的两个和三个参数的模型是观测一致的宇宙学和当地的引力测试。我们的联合分析排除了最小双度量模型（仅$β_1$）。
2021-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonlinear interactions for massive spin-2 fields
我们给出了一个基本的介绍幽灵自由非线性理论，涉及大量的自旋2领域，侧重于双度规理论。在激励建设这样的模型从场论的考虑，我们回顾了大质量和无质量的自旋-2波动传播的最大对称背景的线性理论。一般非线性自旋2相互作用的结构解释之前，我们专门的幽灵自由的情况。本文综述了双度规理论的最大对称解、它的质量谱和使它接近广义相对论的参数极限。最后，我们将讨论双度规理论在宇宙学中的应用，特别强调广义相对论极限的作用。
2016-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on bimetric gravity from Big Bang nucleosynthesis
双度规引力是广义相对论在观测上可行的无虚引力的扩展，它同时展示了无质量和有质量的引力子。观测到的轻元素丰度可以用来约束宇宙在大爆炸核合成时期的膨胀历史。应用于双度量引力，我们很容易得到的理论参数，这是补充其他观测探测的约束。例如，在引力子质量范围$m_\mathrm{FP} \gtrsim 10^{-16} \, \mathrm{eV}/c^2$内，两个引力子之间的混合角必须满足$θ\lesssim 18^\circ$，与其他宇宙学探测器相比，这意味着改进了两倍。
2021-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the absence of ghosts in quadratic bigravity
本文扩展双度量引力理论，引入二次里奇项，通过推导哈密顿约束和次级约束，证明该理论无Boulware-Deser鬼场。
2024-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analytical constraints on bimetric gravity
无幽灵的双度规引力是广义相对论的一个扩展，其特征是一个与引力耦合的大质量自旋2场。我们用一组具有特定物理解释的可观测量来参数化这个理论。对于背景宇宙学和静态球对称解（例如近似太阳系的引力势），在参数空间中有四个方向接近广义相对论。要求有一个工作的筛选机制和宇宙的非奇异演化，我们把分析约束的参数空间，排除了文献中研究的许多模型。宇宙的加速膨胀是由大质量自旋2场的动力学相互作用而不是宇宙学常数来解释的，这种宇宙学解决方案仍然是可行的。
2021-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bimetric Starobinsky model
本文在双度量引力理论中推广Starobinsky模型，证明其暴胀行为保持稳健且满足框架一致性，同时有质量自旋-2粒子作为暗物质的解释依然可行。
2023-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Accelerating cosmology in modified gravity: from convenient $F(R)$ or string-inspired theory to bimetric $F(R)$ gravity
我们考虑修正引力，它可以描述宇宙的早期膨胀和/或晚期宇宙加速。特别是，我们讨论了$F(R)$，$F(G)$，弦启发和标量爱因斯坦-高斯-邦纳引力的性质，包括它们的FRW方程和流体或标量张量描述。研究了最简单的加速宇宙学，描述了用暗能量统一描述暴胀的可能性。开发了一个宇宙学重建程序，该程序允许从修正引力得到所要求的宇宙演化。作为推广，我们提出了无鬼理论的质量$F(R)$双引力。它的标量-张量形式被证明是最简单的公式。给出了这种双引力的宇宙学重建方法。证明了在$F(R)$双引力中暗能量暴胀的统一描述是可能的。
2013-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological histories in bimetric gravity: A graphical approach
广义相对论的双度量推广已被证明能够给出与观测一致的加速背景展开。除了与一个或两个度规耦合的能量密度外，膨胀还取决于对每个度规的宇宙学常数贡献，以及描述两个度规之间相互作用的三个参数。即使对于这些参数的固定值，也可以存在几种可能的解决方案，即所谓的分支。不同的分支可以给出类似的背景扩展历史的可观测度量，但可能有不同的属性，例如，鬼的存在和结构增长的速度。在本文中，我们概述了一种方法，找到可行的解决方案分支的任意参数值。我们展示了如何可能的膨胀历史，在双度量引力可以定性地推断，通过描绘的比例因子的两个度量作为空间坐标的粒子滚动沿无摩擦的轨道。
2017-03-01 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Evolution in Bimetric Gravity: Observational Constraints and LSS Signatures
本文利用Pantheon+/SH0ES、BAO、$fσ_8$和巨脉泽观测约束双度量引力模型，重建有效暗能量状态方程与偏度，发现其可兼容数据并允许偏离ΛCDM，但ISW效应与ΛCDM相似。
2023-02-08 astro-ph.CO gr-qc
Bimetric gravity and dark matter
我们回顾了最近在双度规引力背景下关于暗物质的相对论模型的一些建议。目的是解决银河系尺度下冷暗物质（CDM）的问题，再现修正牛顿动力学（MOND）的现象，同时在大尺度下仍与标准宇宙学模型$Λ$ -CDM保持一致。在这种情况下，一个有希望的替代方案是偶极暗物质（DDM），其中两种不同种类的暗物质粒子分别耦合到两个度量的双引力，并通过内部矢量场连接在一起。MOND的现象学是由引力极化机制产生的。也许最好的公式化的模型是在最近开发的大规模双引力理论的框架内。那么模型的引力部分通过构造是安全的，但是在暗物质部分仍然存在一个在退耦极限中的幽灵般的自由度。未来的工作应分析模型的宇宙学解，并检查太阳系中的后牛顿参数。
2015-07-10 astro-ph.CO gr-qc
Visser's Massive Gravity Bimetric Theory Revisited
大质量引力理论是由维瑟在90年代后期提出的。这个理论基于背景度量$b_{αβ}$和通常的动力学度量$g_{αβ}$，它的优点是没有过去提出的其他质量理论中存在的鬼点和不连续性。在本研究中，Visser理论的方程被重新讨论，特别是有关的守恒律。它将被证明，一个乘法因子是失踪的引力子张量最初由维瑟，这没有发病率的弱场的方法，但成为重要的强场制度时，例如，宇宙学的应用被认为是。在这种情况下，与文献中发现的一些先前的权利要求相反，我们得出结论，为了获得能够模仿$Λ$ CDM宇宙学的解决方案，需要一个非静态背景度量。
2011-09-30 astro-ph.CO gr-qc
A general theory of linear cosmological perturbations: stability conditions, the quasistatic limit and dynamics
本文分析了标量张量、矢量张量和双度规引力理论在均匀各向同性背景下的宇宙学扰动。基于以前的结果，我们提出了一个统一的观点，所有这些理论的有效参数。基于这种结构，我们探索可行的空间参数为每个家庭的模型施加鬼和梯度不稳定性的情况下。然后，我们专注于准静态政权，并确认所有这些理论可以近似的现象学的两个参数模型所描述的一个有效的牛顿常数和引力滑移。在准静态制度，我们查明的签名，可以区分广泛的类别的模型（标量张量，矢量张量或bimetric）。最后，我们提出了我们的统一方法的运动方程，它们可以在爱因斯坦-玻尔兹曼解算器中实现。
2017-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Matter via Massive (bi-)Gravity
在这项工作中，我们调查的相对论模型的存在下，暗物质的背景下，双度规引力，在这里使用的复制修改后的牛顿动力学（MOND）在银河系尺度。为此，我们考虑两种不同种类的暗物质粒子，分别耦合到两个度量的双引力。这两个扇区被链接在一起\textit{via}，一个内部$U(1)$向量场，以及一些由这两个度量构建的有效复合度量。在可能的模型中，只有某些类别的动力学和相互作用项是允许的，而不调用鬼自由度。沿着这些路线，我们探索的理论中允许的动力学项的数量，并指出在以前的模型中的鬼的存在。最后，我们提出了一个有前途的类鬼的候选理论，可以提供MOND现象在银河系尺度，同时再现标准冷暗物质（CDM）模型在宇宙学尺度。
2015-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-linear extension of non-metricity scalar for MOND
广义相对论在曲率、挠率或非度量方面享有不同几何解释的自由。在这个几何三位一体中，广义相对论的一个更简单的几何表述在后者中表现出来，其中重力完全归因于非度量性。在这封信中，我们认为非线性扩展的符合广义相对论$f(\mathring{\mathbb{Q}})$的现象学应用在宇宙学以及银河系尺度。该理论不仅在大尺度上传递了暗能量，而且在星系尺度上恢复了MOND，并对早期宇宙宇宙学产生了影响。据我们所知，这代表了MOND的第一个相对论、协变和无幽灵的混合公式，它在适当的限度内恢复了广义相对论和MOND，并调和了预期的宇宙学行为。我们进一步说明，以前的双度量配方的MOND一般遭受鬼不稳定性和$f(\mathring{\mathbb{Q}})$结晶作为一个独特的鬼免费的理论。
2020-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Origin of Dark Matter
暗物质存在的观测证据仅限于其引力效应。到目前为止，专门搜索的广泛计划产生了空结果，挑战了最流行的模型。在这里，我们提出，这是因为冷暗物质的存在本身就是引力本身的表现。自洽的双度规引力理论是广义相对论中唯一一个没有幽灵的延伸，它包含了一个无质量和一个大质量的自旋为2的场，它自动包含了一个完美的暗物质候选者。我们证明了大质量的自旋2粒子可以是重的，在宇宙尺度上是稳定的，并且它只通过引力类型的耦合与物质相互作用。值得注意的是，这些功能坚持在相同的区域参数空间的双度量理论满足目前的重力测试。我们发现，所观察到的暗物质丰度可以通过冻结产生，并提出可能的粒子物理和引力签名，我们的双度量暗物质模型。
2016-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the cosmology of massive gravity
本文综述了非线性大质量引力中的宇宙学解，重点讨论了微扰的稳定性。虽然均匀和各向同性的解决方案已被发现，这些都是现在已知遭受Higuchi鬼或一个新的非线性鬼不稳定性。我们讨论两种方法来缓解这个问题。通过放松背景的对称性，例如在隐藏扇区中破坏各向同性，有可能容纳稳定的宇宙学解。或者，扩展理论以允许新的动态自由度也可以消除导致不稳定的条件。作为这种情况下的例子，我们研究了自加速解的稳定性在准宇宙学扩展和一般宇宙学解的变化质量的扩展。虽然准介子的情况下，原来是不稳定的，变化的质量的情况下，允许稳定的参数制度。在变质量理论中可行的自加速解还有待发现。
2013-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stable and unstable cosmological models in bimetric massive gravity
非线性的、没有虚影的大质量引力有两个张量场;当两者都是动力学的时候，引力子的质量可以导致宇宙加速，这与背景数据一致，即使在没有宇宙学常数的情况下。在这里的问题的稳定性的线性扰动在这个双度量理论进行审查。不稳定性提出了几类模型，并推导出简单的标准大规模双引力的宇宙学稳定性。通过这种方式，我们确定了一个特殊的自加速双引力模型，无限分支双引力（IBB），它具有可行的背景演化和稳定的线性扰动。我们讨论了IBB的修改后的重力参数，它不减少到标准的$Λ$ CDM结果在早期的时间，并计算组合的可能性从测量的增长数据和Ia型超新星。IBB预言了一个目前的物质密度$Ω_{m0}=0.18$和一个状态方程$w(z)=-0.79+0.21z/(1+z)$。结构的生长速率在后期由$f(z)\approxΩ_{m}^{0.47}[1+0.21z/(1+z)]$很好地近似。其他双引力模型的线性不稳定性的影响进行了讨论：不稳定性并不一定排除这些模型，而是提出了有趣的问题，如何提取观测量时，线性微扰理论不成立。
2014-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accelerated expansion from ghost-free bigravity: a statistical analysis with improved generality
我们研究背景宇宙学的幽灵自由，双度规引力理论。我们进行了广泛的统计分析的模型，使用频率论和贝叶斯框架，并采用从超新星，宇宙微波背景和大尺度结构的观测宇宙的膨胀历史的约束，以估计模型的参数和测试的拟合优度。我们利用嵌套抽样探索模型的参数空间，以找到最佳拟合卡方，获得贝叶斯证据，并计算边缘后验和平均似然。我们主要关注一类没有明确的宇宙学常数（或真空能量）项的子模型，以评估该理论动态地导致晚期加速膨胀的能力。该模型表现为早期没有宇宙学常数的标准引力，在遥远的未来对能量密度的额外贡献会收敛到宇宙学常数。在大多数情况下，该模型可以产生非常好的拟合，并与数据完全一致。这是因为在模型的参数空间中存在许多点，这些点产生了与$Λ$ CDM非常相似的时间演化方程。这种相似性使得模型与观测值兼容，就像在$Λ$ CDM案例中一样，至少在背景水平上。尽管我们的结果表明，在$p$值和证据方面，$Λ$ CDM一致性模型的拟合略好，但没有一个模型在统计学上优于其他模型。然而，双重力模型的参数一般是退化的。如果与$Λ$ CDM相比，模型仍然可行，则需要对模型进行类似但扰动的分析以及更多的数据来打破简并约束参数。
2013-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology Beyond Einstein
宇宙的加速膨胀对我们理解基础物理学提出了重大挑战。一个有希望的途径是修正广义相对论，获得引力的新描述。由于引力在大尺度上支配着其他力，宇宙学探测器为引力理论提供了一个理想的试验场。在这篇论文中，我们描述了两个互补的方法来测试重力的问题，利用宇宙学。在第一部分中，我们讨论了大质量引力的宇宙学解及其推广到双度规理论。这些理论描述了一个小质量的引力子，并且可以以技术上自然的方式解释后期加速。我们描述这些自加速的解决方案，并深入研究宇宙学扰动，首先调查其线性稳定性，其次是建设的方法来解决这些扰动的准静态极限。这使得稳定的双度量模型的预测进行比较的结构形成的观察。接下来，我们讨论的理论中，物质的前景“双耦合”的两个度量，并检查宇宙膨胀的历史，在大规模的重力和双重力与特定的双耦合，这是鬼免费在低能量。在第二部分也是最后一部分，我们研究了在暴胀过程中洛仑兹破坏的后果。我们考虑Einstein-aether理论，其中一个矢量场自发地打破洛伦兹对称性，并与度规非最小耦合，并允许矢量以一般方式耦合到一个标量场。专门的通货膨胀，我们讨论的慢滚解决方案的背景和微扰水平。该系统表现出严重的不稳定性，这使得这种矢量-标量耦合至少要强五个数量级[...]
2015-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lorentz Breaking Massive Gravity in Curved Space
本文对弯曲背景下洛伦兹破缺大质量引力的不同位相进行了系统的研究。对于张量和向量模，分析非常接近闵可夫斯基空间。最有趣的结果是在标量部门，一般来说，有两个传播自由度（DOF）。虽然在最大对称空间中，幽灵般的不稳定性是不可避免的，但在FRW背景下，它们可以避免。研究了标量扇区中小于两个自由度的相位。曲率允许一个有趣的相互作用的质量参数，特别是，我们已经扩展了Higuchi绑定的dS FRW和洛伦兹破缺质量。如在dS中，当边界饱和时，标量扇区中没有传播DOF。在一些阶段的动力学项的小引起强耦合的标量模式在低能量。最后，我们计算了点源的引力势。在一般情况下，我们恢复GR预测在小的距离，而修改出现在距离的顺序的特征质量尺度。与闵可夫斯基空间相比，这些修正可能不会破坏大距离下的线性近似。
2009-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial fluctuations and non-Gaussianities from multifield DBI Galileon inflation
我们研究了一个宇宙学的情况下，在一个更高的维时空中的D3-膜的运动DBI行动的补充与诱导引力项。后者减少到四次的Galileon拉格朗日时，膜的运动是非相对论性的，我们表明，它往往违反零能量条件，使宇宙学波动鬼。尽管如此，仍然存在一个有趣的参数空间，其中可以实现准指数扩展的稳定阶段，而诱导引力留下非平凡的印记。我们推导出精确的二阶作用的线性扰动的动力学，我们表明，它可以简单地理解，通过一个双度量的角度。在相对论范围内，我们还计算了对原始双谱的主要贡献，并首次在具体模型中证明了可以产生正交形状的大非高斯性。更一般地说，我们发现，双谱的符号和形状提供了强大的诊断的精确强度的诱导引力。
2012-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal Scalar Fields and the Dark Sector of the Universe
非正式的转换已被证明是非常有用的设计模型的黑暗部门。在本文中，我们应用这种变换到一个单一的标量场理论作为一种方式来驱动到一个缓慢的滚动阶段的字段。正则的标量场拉格朗日量，当耦合到一个非正式的度规，原来有关系的双度规暗物质理论和描述许多特定的暗能量模型在不同的限制，从而提供了一个令人惊讶的简单参数化的各种各样的模型，包括快子，Chaubergin气体，K-本质和电子幽灵凝聚。我们调查的背景和非正式的精髓，以执行一个完整的比较与宇宙学数据的预测的线性扰动的演变。详细描述了膨胀的动力学，特别是向加速阶段过渡的机制。然后，我们研究了非正式的精髓对宇宙微波背景（CMB）的各向异性和大尺度结构（LSS）的影响。一个可能性分析，使用最新的数据，广泛的SNIa，CMB和LSS观测允许在6个宇宙学参数的变化和两个参数指定的模型。我们发现，虽然参数空间的大区域仍然与观测兼容，但排除了早期暗能量过多或过渡到加速太慢的模型。
2010-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
