Hyperbolicity in Spherical Gravitational Collapse in a Horndeski Theory
数值研究了平移对称Einstein-Gauss-Bonnet（EdGB）引力场中的球形引力坍缩.我们发现的证据表明，有开放的初始数据集的字符的方程组的变化从双曲型到椭圆型的时空的紧凑区域。在这些情况下，系统的演变，作为一个双曲型的初边值问题，导致运动方程成为不适定的椭圆形区域的形式。在相应的有效“柯西视界”上没有遇到奇点或间断。因此，可以想象，如果方程被适当地处理为混合型，那么EdGB引力的适定公式（至少在球对称范围内）是可能的。
2019-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Palatini-Horndeski theory with gravitational waves after GW170817
本文研究了在空间平坦宇宙中用引力波约束Palatini-Horndeski理论，发现若要求张量引力波速度在任何空间平坦宇宙学背景中等于光速c，则该理论唯一可能的作用量形式为包含K、G3和G4的表达式。
2022-11-22 gr-qc hep-th
Generalized McVittie geometry in Horndeski gravity with matter
我们调查McVittie和广义McVittie解决方案Horndeski重力与空间均匀的引力标量场，这是隐形在小尺度附近的中心对象，但在大尺度上，源FLRW宇宙中的中心不均匀性嵌入。与以往的研究不同，我们包括物质，并获得广义McVittie解决方案的扩展cuscuton模型。根据引力耦合的时间依赖性、径向能量流、中心物体的吸积速率和哈勃速率对可能的构型进行了分类。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized framework for testing gravity with gravitational-wave propagation. II. Constraints on Horndeski theory
引力波（GW）在宇宙学距离内传播时，一般会受到引力理论修正的影响。我们在宇宙学尺度上对Horndeski理论进行了数值分析，以模型独立的方式用GW观测来约束Horndeski理论。我们制定了一个参数化的数值模拟的基础上的Monte Carlo方法，并获得的模型，同意宇宙加速膨胀的哈勃参数的观测误差内的分类。因此，我们发现，一大群的模型在Horndeski理论，模仿宇宙膨胀的$Λ$ CDM模型可以排除在同时检测的GW和它的电磁瞬态对应。基于我们的结果和对GW170817和GRB 170817 A的最新探测，我们得出结论：Horndeski理论的子类包括任意函数$G_4$和$G_5$，如果不进行微调，很难解释宇宙加速膨胀。
2018-05-25 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Distances in Horndeski Cosmology
引力波传播在修正引力中遇到来自运行的普朗克质量的时空摩擦，导致光度距离偏离广义相对论（或由光子到源的光度距离给出），因此使其成为有价值的宇宙学探测器。本文给出了Horndeski引力中宇宙学距离偏差的精确表达式，包括具有$G_5$项但以光速传播的理论。一个特别简单的结果是对耦合高斯-博内引力的解释，我们用它来说明它不能给出一个可行的宇宙学。我们还推广了这种耦合，并回顾了引力波宇宙学距离偏差与红移空间畸变测量的宇宙结构增长的重要联系。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Forecasts for Low Spin Black Hole Spectroscopy in Horndeski Gravity
通过对扰动黑洞产生的引力波的观测，探讨了利用黑洞光谱学来约束Horndeski引力参数的前景。本文研究了Horndeski引力场中无毛黑洞在衰荡过程中发射的引力波，揭示了在广义相对论和Horndeski理论中这类发射的性质差异.特别地，与标量场谱相关的准简正模频率可以出现在所发射的引力辐射中。分析表达式的误差估计的黑洞和Horndeski参数计算使用Fisher矩阵的方法，与“有效质量”的Horndeski标量场的顺序$\sim 10^{-17}$ eV $c^{-2}$或更严格的限制被证明是可以实现的，在某些情况下。估计所需的最小信号噪声比观察这样的信号。
2019-06-17 astro-ph.CO gr-qc
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
Primordial non-Gaussianities of gravitational waves beyond Horndeski
在Gao统一的标量-张量理论框架下，我们阐明了张量扰动的原初非高斯性的特征。一般拉格朗日的ADM变量，使框架保持空间协方差，并包括Horndeski理论和Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）的推广作为具体情况。它表明，GLPV推广不会产生任何新的条款相比，在三次行动的情况下的Horndeski理论，但四个新的条款出现在更一般的理论超越GLPV。我们计算张量3点关联函数解析处理的色散关系作为一个扰动的修改。由于修改后的色散关系的3点函数的相对变化是只有轻微的配置依赖。当修正色散关系的影响很小时，只有一个立方项产生压缩非高斯性，这是广义相对论中唯一存在的项。相应的非高斯振幅有一个固定的和普遍的特征，因此提供了一个“一致性关系”的原始张量模式在一个相当广泛的单场暴胀模型。所有其他的立方相互作用被发现在等边形状的峰。
2016-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves in massive Horndeski theory with a potential
Istanbul University（伊斯坦布尔大学）；Marmara University（马尔马拉大学）
研究线性化霍恩德斯理论中任意势能的引力波，发现势能最小值可作为有效宇宙学常数，影响引力波的红移和极化特性。
2026-03-15 gr-qc hep-th
Nonlinear dynamics in Horndeski gravity: a renormalized approach to effective gravitational coupling
本文针对具有Vainshtein屏蔽效应的Horndeski引力子类，提出重整化微扰理论框架，通过重整化传播子定义非线性有效引力常数，并给出数值计算方法，为精确预言修正引力下的宇宙学可观测量提供关键工具。
2025-08-27 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing by a Horndeski black hole
本文在Horndeski理论中研究了非旋转渐近平坦黑洞的引力透镜。采用强偏转极限，计算了相对论像的偏转角，并由此得到相对论像的位置和放大率。我们将所得结果与广义相对论中黑洞的相应结果进行了比较。我们分析的天体物理后果的情况下，最近的超大质量黑洞。
2017-11-24 gr-qc
Strong Equivalence Principle and Gravitational Wave Polarizations in Horndeski Theory
研究了沿加速轨道运动的相邻两个质点之间的相对加速度，推广了测地线偏差方程。通过考察两个自引力粒子之间的相对加速度，研究了Horndeski理论中引力波的极化内容.结果表明，无论标量场是否有质量，都存在纵向极化。用干涉仪检测增强的纵向偏振仍然是非常困难的，因为干涉仪所使用的反射镜的强等效原理的违反是非常小的。然而，由于中子星具有大的自能，脉冲星定时阵列有望相对容易地检测到违规的影响。用这种方法检验强等效原理违背的优点是不要求双星系统中必须有中子星。
2019-03-07 gr-qc
Gravitational wave energy momentum-tensor in reduced Horndeski theories
该研究将Isaacson公式推广至约化Horndeski理论，推导引力波能量动量张量，并发现其迹在光速传播时为零，且非共形不变，部分子类散度不为零。
2024-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Breaking of Vainshtein screening in scalar-tensor theories beyond Horndeski
Horndeski引力理论被认为是最一般的标量-张量理论，它具有二阶场方程。最近，Gleyzes等人证明了Horndeski理论可以进一步推广，使得尽管场方程是三阶的，但传播自由度的数量保持不变。我们研究小尺度引力的广义Horndeski理论，特别是在新的衍生相互作用超越Horndeski的Vainshtein筛选机制的影响。在没有五次伽利略项及其推广的情况下，我们证明了新的相互作用并没有改变源外和源附近引力的定性行为：两个度规势重合，$Φ= Ψ\;(\sim r^{-1})$，而引力耦合是由宇宙学的引力耦合给出的，因此通常是依赖于时间的。然而，我们发现，由于Horndeski之外的相互作用，源内部的引力场表现出一种新的行为：引力吸引力不仅仅由封闭的质量决定，两个势不重合，表明屏蔽机制被打破。
2015-03-12 astro-ph.CO gr-qc
The role of longitudinal polarizations in Horndeski and macroscopic gravity: Introducing gravitational plasmas
本文讨论了Horndeski引力理论中纵引力模的一些普遍的相关特征及其与物质介质的相互作用。采用规范不变的配方，我们澄清如何大量的标量和矢量场可以引起额外的横向和纵向的激发，导致呼吸，矢量和纵向极化。然后，我们回顾了标准引力波与分子介质的相互作用，概述了由于分子变形引起的净四极矩引起的有效质量引力子的出现。最后，我们研究了Horndeski引力中的质量模与非碰撞介质的相互作用，表明在引力扇区中也可以发生Landau阻尼现象。这使我们能够引入“引力等离子体”的概念，其中与背景场相关的惯性力在电磁等离子体中扮演冷离子的角色。
2021-12-15 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Inspiral gravitational waveforms from compact binary systems in Horndeski gravity
在Horndeski理论的一个子类中，引力的速度相当于光速，我们研究了致密双星系统在螺旋阶段发出的引力辐射。我们计算了依赖于标量场的点状粒子的能量动量张量的后牛顿展开下标量扰动的波形。这种标量模式不仅引起引力波的呼吸和纵向极化，而且除了与横向和无痕张量极化相关的能量损失外，它还负责标量引力辐射。我们计算的傅立叶变换的引力波形的两个张量极化下的定相近似，并表明所得到的波形减少到一个参数化后爱因斯坦（ppE）形式主义。ppE参数与爱因斯坦坐标系中的标量电荷直接相关，标量电荷的存在对于允许偏离广义相对论（GR）至关重要。我们应用我们的一般框架，几个具体的理论和表明，一个新的理论的自发标量化与高阶标量动力学项离开有趣的偏离GR，可以探测的观测引力波发射的中子星-黑洞二进制。如果标量质量超过典型轨道频率$ω\simeq 10^{-13}$ ~eV的数量级，这是最近提出的具有自相互作用势的标量化中子星的情况，引力波形实际上减少到GR中的引力波形。
2023-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial gravitational waves in Horndeski gravity
本文在Horndeski理论的框架下研究了原初引力波的传播，提出了一个广义传递函数来量化引力波模进入视界后的亚视界演化。将修正后的原始引力波谱密度的理论预测与aLIGO、Einstein望远镜、LISA、gLISA和DECIGO的灵敏度曲线进行了比较。假设理论的自由参数值合理且不同（与事件GW 170817和理论的稳定性条件一致），我们注意到，与广义相对论相比，引力波振幅可以显著变化。我们发现，在某些情况下，引力原始谱可以穿过DECIGO探测器的灵敏度曲线，其最大频率灵敏度在0.05 - 0.30 Hz之间。从我们的结果来看，很明显，未来几代天基干涉仪可以为探测广义相对论的修正带来新的视角。
2019-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Unique gravitational wave signatures of GLPV scalar-tensor theories
Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut（马克斯·普朗克引力物理研究所，阿尔伯特·爱因斯坦研究所）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Yonsei University（延世大学）
研究GLPV理论中由标量原始涨落诱导的引力波，发现独特的标量-标量-张量相互作用，导致标量诱导张量模式的高阶导数，从而增强引力波产生，预测标量诱导引力波谱密度与频率成五次方关系。
2026-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Enhanced induced gravitational waves in Horndeski gravity
本文研究Horndeski引力中标量场主导早期宇宙时的诱导引力波产生，首次解析推导出一般幂律解的诱导引力波谱，发现高阶导数相互作用可显著增强振幅，使最大振幅线性而非二次依赖于原初曲率谱，并揭示尺度不变情形下谱按k³增长，为无原初谱增强时观测诱导引力波提供了可能。
2024-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Horndeski theory with gravitational waves from coalescing binaries
本文在光速引力波的 Horndeski 理论中推导含标量荷中子星双星的张量波形，并预测 Advanced LIGO 与 Einstein Telescope 可精确约束标量荷差异、排除部分标量化中子星解。
2023-08-18 astro-ph.CO gr-qc
The effective field theory of inflation/dark energy and the Horndeski theory
宇宙学扰动的有效场论（EFT）是处理暴胀和暗能量的低能自由度的有用框架。本文从酉规范中最一般的作用量出发，对修正引力理论的EFT进行了综述，其中包括Arnowitt-Deser-Misner（ADM）形式中出现的时滞函数和三维几何标量。将扰动的作用量展开到二阶，并施加消除二阶以上空间导数的条件，得到了曲率扰动和单标量自由度引力波的拉格朗日量.由此产生的二阶拉格朗日用于计算在通货膨胀过程中产生的标量和张量功率谱。我们还表明，最一般的标量张量理论与二阶运动方程-Horndeski理论-属于我们的一般EFT框架的行动，并在Horndeski理论的背景运动方程可以方便地表示在三个EFT参数。最后，我们研究了基于Horndeski理论的暗能量模型的物质密度扰动方程和有效引力耦合，以使模型与大尺度结构和弱透镜效应的观测相对应。
2014-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Rotating Black Holes in Horndeski Gravity: Thermodynamic and Gravitational Lensing
缺乏旋转的黑洞，通常在自然界中发现，阻碍了从天体物理观测中测试修正的引力。我们提出了一个现有的球形毛状黑洞在Horndeski引力的轴对称对应物有一个额外的偏差参数$Q$，其中包括克尔黑洞作为一个特殊的情况（$Q=0$）。研究了Horndeski参数$Q$对旋转黑洞几何形状的影响，并在弱场极限下解析地推导了光的引力偏转角.对于S2源星，旋转Horndeski引力黑洞的Sgr A* 模型对逆行和逆行光子的偏转角都大于Kerr黑洞的偏转角。我们展示了如何参数$Q$可以约束这个对象的透镜的天体物理意义。热力学量、科马尔质量和科马尔角动量由参数$Q$修正，但Smarr关系式$M_{\text{eff}}=2ST+2ΩJ_{\text{eff}}$在事件视界仍然成立。
2022-06-24 gr-qc
Gravitational wave stochastic background in reduced Horndeski theories
我们推广到减少Horndeski引力理论，其中引力波（GWs）以光速传播，一个统计均匀和非偏振的随机引力波背景（SGWB）信号的表达测量的两个干涉仪在任意配置检测到的单个信号之间的相关性。我们还讨论了在文献中发现的一些结果，在修改后的理论，即，GW信号的对偶距离关系的同时有效性和引力波光度之间的距离的重合，根据能量通量，和从波振幅推断的距离。这个讨论使我们能够得出这样的结论，即天体物理SGWB信号的每单位立体角的谱能量密度与每个发射源的光度具有与广义相对论（GR）中相同的函数依赖性。利用GW能量动量张量的广义表达式和修正的张量模传播定律，我们得到了SGWB的能量密度与尺度因子之间的函数关系与GR相同的结论，只要修正的理论与GR在一个给定的常时间超曲面上一致.然而，探测到的信号和谱能量密度之间的关系被全局因子$G_4(φ(t_0))$改变，从而潜在地充当修改的重力理论的探针。
2022-11-02 astro-ph.CO gr-qc
Black Hole Zeroth Law in Horndeski Gravity
黑洞力学四大定律提出已久。然而，第零定律，即静止黑洞的表面引力在事件视界上是一个常数，仍然缺乏各种修改的引力理论的普遍证明。本文研究了一类特殊Horndeski引力中的第零定律，这是一个有趣的非极小耦合标量场引力理论。在假定{非最小耦合标量场与时空具有相同的对称性}，最小耦合物质场满足主能量条件，Horndeski引力在耦合常数趋于零时对Einstein引力具有光滑极限的条件下，我们在Horndeski引力的引力方程的基础上，在不对时空对称性作任何假设的情况下，证明了第零定律.
2021-10-03 gr-qc
Propagation of tensor perturbation in Horndeski-like gravity
本文探讨了配备两个dilaton场的Horndeski Lagrangian，通过研究张量扰动评估模型在引力波速度约束下的表现，结果表明该模型与观测约束一致。
2025-05-02 gr-qc hep-th
Nonminimal couplings, gravitational waves, and torsion in Horndeski's theory
Horndeski拉格朗日量汇集了引力与标量场之间所有可能的相互作用，从而产生四维时空中的二阶场方程。正如最初提出的那样，它只涉及没有挠率的现象学，挠率是几何的非黎曼特征。由于挠率可以潜在地影响有趣的现象，如引力波和早期宇宙膨胀，在本文中，我们允许挠率存在和传播的Horndeski框架内。为了实现这一目标，我们投下的Horndeski拉格朗日在嘉当的一阶形式主义，并引入波算子的设计行为协变的p型领域进行洛伦兹指数。我们发现，非最小耦合和二阶导数的标量场的拉格朗日量确实是通用的来源扭转。度规扰动耦合到背景扭转，出现新的扭转模。这些可以通过引力波检测到，但不能通过杨-米尔斯规范玻色子。
2017-09-11 gr-qc math-ph math.MP
Propagation of scalar and tensor gravitational waves in Horndeski theory
针对几何光学近似在波长接近背景曲率半径时精度降低的问题，本文提出Horndeski理论中引力波几何光学展开的高阶修正公式，推导振幅演化方程，还为广义布兰斯-迪克理论给出有效度规描述。
2023-03-04 astro-ph.CO gr-qc
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
Investigating strong gravitational lensing effects by suppermassive black holes with Horndeski gravity
在四次标量场Horndeski引力场中，研究了静态球对称黑洞在强场极限下的引力透镜效应.我们发现偏转角$α_D$、光子球半径$x_{ps}$和角位置$θ_{\infty}$的增加更快，而角间距$s$的增加更慢，但是第一图像的通量与所有其他图像的通量的比率$r_{mag}$随着头发$q$的大小的增加而迅速减小。我们还讨论了几个星系中心的超大质量黑洞的天体物理后果，并指出Horndeski引力下的黑洞可以定量地与Schwarzschild黑洞区分开来。值得注意的是，我们发现Horndeski引力中黑洞与它们的广义相对论（GR）对应物的偏差$Δθ_{\infty}$，对于超大质量黑洞Sgr A* 和M87，对于$q=-1$，分别可以达到$25.192~μ$和$18.92~μ$，而对于Sgr A*，$Δs$大约是$1.121~μ$，对于M87*，$0.8424~μ$大约是$0.8424~μ$。第一幅图像与所有其他图像的通量之比表明史瓦西图像比Horndeski引力下的黑洞的图像更亮，其中偏差$|Δr_{mag}|$高达3.082。结果表明，在Horndeski引力下对多毛黑洞的观测测试确实是可行的。
2021-10-28 gr-qc
Constraints on Horndeski Theory Using the Observations of Nordtvedt Effect, Shapiro Time Delay and Binary Pulsars
不同的引力理论不仅改变了引力波的偏振成分，而且影响了恒星的运动和通过引力辐射辐射出去的能量。这些方面在观测数据中留下了印记，这使得广义相对论及其替代品的测试成为可能。本文利用激光测月实验和Cassini卫星的时间延迟数据，计算了Nordtvedt效应和Shapiro时间延迟，以约束Horndeski理论。用Isaacson方法求出了有效应力-能量张量。计算了双星系统的引力波辐射，推导了椭圆轨道下双星系统周期的变化。这些结果可以用来设置约束Horndeski理论与观测的二进制系统，如PSR J1738+0333。Horndeski理论的一些子类，特别是那些满足引力波速度限制从GW 170817和GRB 170817 A已获得的限制。
2018-03-22 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
Stealth Ellis Wormholes In Horndeski theories
本文在广义Horndeski理论中证明Ellis虫洞是由与Gauss-Bonnet项非平凡耦合的引力理论解析支持的隐形解，并提出共形变换和自发标量化两种机制为其赋予有效ADM质量。
2024-01-17 gr-qc hep-th
Strong Gravitational Lensing in Horndeski theory
本文构建了光速传播Horndeski理论中引力透镜的一般形式，推导了Jacobi矩阵方程，推广了透镜定理，并得出不同理论子类在强透镜效应下与广义相对论行为一致的约束条件。
2023-07-07 gr-qc
Cosmology with subdominant Horndeski scalar field
假设标量场相对于宇宙流体是次占优的，研究了Horndeski引力场中标量场的宇宙演化。我们首先分析最一般的移位对称的行动，尊重当地的洛伦兹对称性。我们证明了由GW 170817 + GRB 170817 A所设定的引力波速度的界只对标量和Gauss-Bonnet不变量之间的线性耦合施加了一个约束，而且这个约束是相当温和的.然后，我们考虑一些打破移位对称性的有趣理论例子，例如自发标量化的Damour-Esposito-Farèse模型以及与高斯-博内特不变量二次耦合的理论，该理论可以导致黑洞标量化。在这两种情况下，宇宙学的初始条件的调整是必要的，以保持标量场在宇宙演化过程中休眠。
2020-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horndeski gravity and standard sirens
标准塞壬被提议作为替代引力理论的探测器，如霍恩代斯基模型。目前，所有的研究都是在一个各向同性的宇宙学背景下进行的，这是无法一致地解释现实的物质分布，以及Horndeski标量场的不均匀性。然而，后者对于筛选机制至关重要。本文全面分析了Horndeski引力波在任意背景时空和标量场中的传播。我们只限于引力波以光速传播的理论，并在几何光学制度的工作。我们发现，动力学编织只产生一个非物理的纵向模式，而共形耦合影响的标准横模的振幅，但不是他们的偏振。我们确认，任何可观察到的偏离广义相对论取决于当地的有效普朗克质量的值在发射和接收的波。这个结果被解释为引力子的数量守恒。
2020-09-03 astro-ph.CO gr-qc
Weak and strong deflection gravitational lensings by a charged Horndeski black hole
带电的黑洞是由爱因斯坦-霍恩代斯基-麦克斯韦理论预言的。为了提供它的观测特征，我们研究了它的弱偏转和强偏转引力透镜。我们发现它的弱偏转透镜观测，包括位置，放大率和微分时间延迟的透镜图像。我们还得到了它的强偏转透镜观测量，包括光子球的视半径以及相对论图像之间的角间距，亮度差和微分时间延迟。以银河系中心的超大质量黑洞为透镜，计算了这些观测量，并与Schwarzschild、Reissner-Nordström、潮汐Reissner-Nordström和带电Galileon黑洞的观测量进行了比较.在详细分析了测量这些透镜观测量的可行性后，我们得出结论：虽然用现有技术有可能探测荷电Horndeski和其他黑洞的弱和强偏转透镜的某些主导效应，由于缺乏足够高的角分辨率，在不久的将来，不太可能根据这些探测将这些黑洞中的一种与其他黑洞区分开来天文观测来区分它们的差异
2019-05-14 gr-qc
The Polarizations of Gravitational Waves
LIGO/Virgo对引力波的直接探测为在高速、强场条件下检验广义相对论及其替代理论提供了可能。相对于广义相对论，其他引力理论一般都预言了更多的极化，因此研究引力理论中的极化内容对于揭示引力的本质具有重要意义。在这次演讲中，我们分析了Horndeski理论和$f(R)$引力的偏振内容。我们发现，除了熟悉的正极化和交叉极化，\emph{massless} Horndeski理论预测了额外的横向极化，并且在\emph{massive} Horndeski理论和$f(R)$引力中存在纯纵向和横向呼吸极化的混合。在这些理论中，利用脉冲星定时阵列探测额外极化是可能的。我们还指出，用Newman-Penrose变量对极化进行分类的方法不能适用于大质量模。它也不能用来对Einstein-EtherTM理论或广义TeVeS理论中的极化进行分类。
2018-06-11 gr-qc
Gravity's Islands: Parametrizing Horndeski Stability
宇宙加速可能是由于修正的引力，与有效场论或属性函数描述的理论。通过这些函数的实际参数化来连接宇宙学观测是困难的，并且还面临着并非所有假设的时间依赖性或参数空间的部分都给出稳定理论的问题。研究了Horndeski引力中参数化与稳定性之间的关系，结果表明函数参数化对结果有很强的依赖性。这可能导致对宇宙学观测的误解，隐藏甚至排除关键的理论特征。我们讨论的方法和约束，可以放置在属性函数和标量声速，以保持一些观测特性，但发现参数化最接近的意见，例如在引力强度方面，提供更强大的物理解释。此外，我们提出了一个例子，如何从原始引力波的宇宙微波背景的B-模式偏振的未来观测可以探测重力的不同方面。
2018-07-31 astro-ph.CO gr-qc
Subluminal cosmological bounce beyond Horndeski
本文讨论了超越Horndeski理论中引力波在与先前提出的反弹[arXiv：1807.08361]相邻的背景中的潜在超光速传播问题。我们发现，反弹解正好位于引力波以超光速传播的区域的边界上，即该解存在超光速问题。我们提出了一个新版本的完全稳定的弹跳模型，标量和张量扰动保持安全的亚光速不仅在解决方案本身，而且在其附近。当以辐射形式存在的额外物质，或者更一般地说，具有状态方程参数$w\leq 1/3$（也有些更高）的理想流体被加入时，该模型仍然没有超光性。当在平坦空间中加入声速等于或接近1的额外物质时，超光现象再次出现;一个例子是标量场与度规的最小耦合。后一种性质是所有超越Horndeski宇宙学的特征;我们简要讨论它的意义。
2020-04-25 gr-qc hep-th
Non-standard gravitational waves imply gravitational slip: on the difficulty of partially hiding new gravitational degrees of freedom
在许多广义引力模型中，宇宙学中的理想流体会引起引力滑移。与此同时，在非常广泛的这类模型中，引力波的传播被改变了。我们调查在何种程度上有这两个属性之间的一对一的关系，在三个类的模型与一个额外的自由度：标量（Horndeski和超越），矢量（爱因斯坦-以太）和张量（bimetric）。我们证明了在双度规引力和爱因斯坦-以太中，当引力波的传播被修改时，不可能在所有尺度上动态地隐藏引力滑移。Horndeski模型要灵活得多，但只有当扰动作用量被调整为随时间朝着发散的动力学项演化时，才有可能动态地隐藏引力滑移。这些结果提供了一个明确的，理论上的论点，解释未来的观测，如果他们不赞成引力滑移的存在。
2017-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Black Hole Binaries in Cubic Horndeski Theories
我们研究黑洞二进制合并在某些立方Horndeski引力理论，对待他们完全非线性。在有效场论的有效范围内，Horndeski和广义相对论（耦合到标量场）之间的引力波应变的失配可以大到高级LIGO质量范围内的$10-13\%$。选择初始数据和耦合常数，使得理论在整个演化过程中保持在弱耦合状态。在我们探索的所有情况下，我们观察到Horndeski理论中的波形被移动了一个比控制初始数据的小参数大得多的量。这种效应是普遍的，可能存在于其他涉及高阶导数的引力理论中。
2022-02-21 gr-qc hep-th
Damping of cosmological tensor modes in Horndeski theories after GW170817
本文在Horndeski引力理论的框架下，研究了GW 170817的探测对宇宙引力波与自由流中微子相互作用的影响。本文应用宇宙学扰动理论，导出了一阶横向无迹引力波阻尼传播的爱因斯坦-玻尔兹曼方程。相对于广义相对论，我们认为在宇宙学物质主导的时代，修正引力可以引起非零的自由流阻尼效应。我们还提供了一个解析公式的主多极阶与修改后的重力和自由流中微子阻尼各种张量关联函数的宇宙微波背景。
2019-04-17 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
Quasi-normal modes of black holes in Horndeski gravity
本文研究了Horndeski标量张量引力对广义相对论黑洞（即没有标量毛的黑洞）的扰动。首先，我们推导了Schwarzschild黑洞中度规场和标量场的奇宇称和偶宇称扰动方程，并证明了从这样一个系统中发射的引力波包含了通常广义相对论谱和新的标量场谱的准正规模频率的混合，新的标量谱的特征在于只有两个自由参数。然后，我们专注于Horndeski理论的子家庭中的引力波传播的宇宙学背景下的光的速度$c$;标量准正常模式谱的这种理论的特点是由一个单一的参数$μ$作为一个有效质量的标量场。在这个子族的理论的标量谱的准正常模式频率的解析表达式提供了静态和缓慢旋转的黑洞。在这两个政权的比较，准正常模式的数值计算显示出良好的协议，在这项工作中的分析计算。
2018-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Nonlinear gravitational waves in Horndeski gravity: Scalar pulse and memories
本文提出Horndeski引力中由标量单极子经形变映射生成的非微扰辐射解，证明非线性标量-张量混合可产生剪切，并分析脉冲后的记忆效应。
2024-02-05 gr-qc
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
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
Investigating the Linearized Second Law in Horndeski Gravity
由于Horndeski引力中稳态黑洞的熵将被非最小耦合的标量场修正，因此提出了Wald熵是否仍然服从线性化的黑洞热力学第二定律的一个重要问题.为了研究这一问题，考虑了Horndeski引力场中的黑洞受吸积物质场扰动而最终稳定的物理过程.根据背景时空中存在规则分岔面和物质场总是满足零能量条件这两个假设，可以证明Wald熵在线性阶近似下沿未来事件视界单调增加，而不需要度量的具体表达式.说明Horndeski引力理论中黑洞的Wald熵仍然服从线性化第二定律的要求。我们的工作加强了Horndeski引力中Wald熵的物理解释，并向研究非最小耦合物质场引力理论中的面积增加定理迈出了一步.
2020-08-22 gr-qc
Reviving Horndeski after GW170817 by Kaluza-Klein compactifications
本研究提出通过高维伽利略子的Kaluza-Klein紧致化得到4维伽利略子，可同时修正广义相对论与电磁学，使引力波自动保光速，放宽GW170817对部分伽利略子模型的约束，且兼具U(1)规范不变性与Vainshtein屏蔽效应。
2024-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
