Generalized Entropy Implies Varying-G: Horizon Area Dependent Field Equations and Black Hole-Cosmology Coupling
该研究基于雅各布森热力学推导引力方程的方法，指出广义熵会导致依赖视界面积的变化有效引力常数，证明量子引力对数修正等价于跑动引力常数，并揭示黑洞-宇宙学耦合的理论动机，简化了Tsallis熵下史瓦西黑洞的热力学质量计算。
2025-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Generalized Theory of Varying Alpha
在本文中，我们制定了一个推广的简单的Bekenstein-Sandvik-Barrow-Magueijo（BSBM）理论的变化的α，允许耦合常数，ω，相应的标量场的依赖于α。我们关注的情况下，ω是指数在ω和发现发生在物质主导和暗能量主导的宇宙学的后期行为。我们还考虑了宇宙背景膨胀尺度因子与宇宙时间的任意幂成比例演化的情况。我们发现的条件下，精细结构的“常数”随时间的推移而增加，在BSBM理论，并建立一个宇宙无毛行为加速宇宙。我们还发现的条件下，精细结构的“常数”可以随着时间的推移而减少，并比较整个家庭的模型与天文数据从类星体的吸收光谱。
2011-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
General Dynamics of Varying-Alpha Universes
我们介绍和研究扩展的变化α理论的贝肯斯坦-山特维克-巴罗-Magueijo允许一个任意的耦合函数和自相互作用的理论中的潜在条款。我们研究了完整的演化方程，而不假设α的变化对膨胀标度因子和物质密度演化的影响可以忽略不计，这在早期的研究中是假设的。该模型的背景FRW宇宙学在零和非零的空间曲率的情况下进行了详细研究，使用动力系统技术，广泛的一类潜在的和耦合函数。所有的渐近行为被发现，连同一些新的解决方案。我们研究的情况下，电磁参数，zeta，是积极的和消极的，对应的非相对论性物质中的磁性和静电能占主导地位。特别是，我们调查的情况下，标量场驱动阿尔法变化具有指数和幂律自相互作用的潜力和行为的理论之间的耦合常数的物质和阿尔法变化不再是一个常数。
2013-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Estimations of the cosmological parameters from the observational variation of the fine structure constant
本文从凯克望远镜和甚大望远镜观测到的精细结构常数的变化，给出了对Quintessence标量场模型的限制。在Bekenstein提出的理论框架下，得到了Quintessence标量场模型参数的约束条件。通过考虑WMAP 7建议的$Ω_{m0}$的先验，我们得到了不同样本的不同结果。在此基础上，我们还计算了耦合常数$ζ$的概率密度函数。最佳拟合值显示了$ζ$与不同实验结果之间的一致关系。在我们的工作中，我们测试了两种不同的潜力模型，即，逆幂律潜力和指数潜力。结果表明，势中参数的大值和强耦合都能引起精细结构常数的变化。
2013-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Varying fine structure "constant" and charged black holes
关于精细结构常数$α$在时空中变化的推测由来已久。在四维广义相对论和各向同性坐标系下，根据动力学$α$（Bekenstein 1982）的框架，导出了带电球形黑洞的解.这个解决方案与以前已知的单参数扩展的电子黑洞家庭。变化$α$带电黑洞的显著特性包括：遵循“无毛”原理，不存在Reissner-Nordstrom黑洞的内（柯西）视界，不存在精确极值黑洞，以及在相关度规的解析扩展中出现裸奇点。几乎极端带电（磁）黑洞的外部结构简单，这使得它们对外加磁（电）场的影响是透明的。我们重新推导了修正后的黑洞的热力学函数;否则很难计算的电势是由一个捷径。我们证实了宇宙膨胀后$α$的可变性不会威胁到广义第二定律
2009-11-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Varying alpha from N-body Simulations
我们研究了Bekenstein-Sandvik-Barrow-Magueijo（BSBM）模型的精细结构常数α的空间和时间变化，借助于全N体模拟，该模拟明确地和自洽地解决了驱动α演化的标量场。我们专注于暗物质晕内的标量场（或等效的α），发现标量场的轮廓基本上是独立的BSBM模型参数。这意味着，给定孤立晕的密度分布和标量场的背景值，我们可以精确地确定该晕中的标量场扰动。我们还推导出一个解析表达式的标量场扰动使用Navarro-Frenk-White晕配置文件，并表明，它同意以及与数值计算结果，至少对于孤立的晕;对于非孤立的晕，这种预测不同于数值计算结果的（几乎）恒定的偏移取决于环境的晕。
2010-09-07 astro-ph.CO hep-ph
$f(T)$ Theories and Varying Fine Structure Constant
与$f(R)$理论类似，最近提出了一种新的修正引力理论，即所谓的$f(T)$理论，以驱动当前的加速膨胀而不调用暗能量。在目前的工作中，通过扩展Bisabr的思想，我们试图约束$f(T)$理论与变化的精细结构“常数”，$α\equiv e^2/\hbar c$。我们发现观测$Δα/α$数据对$f(T)$理论的约束是非常严重的。事实上，它们使得$f(T)$理论与$Λ$ CDM模型几乎没有区别。
2011-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints on $Λ(α)$CDM models with time-varying fine structure constant
我们研究了$Λ(α)$ CDM模型，其中$Λ(α)$是时变精细结构常数$α$的函数。我们给出了一个密切关注的限制，两个特定的$Λ(α)$ CDM模型与一个和两个模型参数，分别根据宇宙学观测测量随着时间变化的$α$的313个数据点。我们发现模型参数被限制在$10^{-4}$附近，这与前面讨论的结果相似，但更准确。
2018-09-12 astro-ph.CO gr-qc
Impact of inhomogeneities on slowly rolling Quintessence: implications for the local variations of the fine-structure constant
我们研究了暗能量精华流体的演化如何被物质不均匀性的存在所改变。为了做到这一点，我们研究了一个平坦的FLRW背景包含灰尘和缓慢滚动的标量场的线性扰动。在球对称和静态密度对比的假设下，\textit{i.e.} $\dotδ=0$，我们得到了简单的解析解的扰动的物质和暗能量占主导地位的时代。因此，我们表明，扰动的标量场，如果耦合\textit{à la}贝肯斯坦假设，触发空间依赖的精细结构的“常数”，然后变化为$Δα\propto 1/r$。最后，我们强调，这种变化可以约束从我们的星系内的恒星的光谱观测，因此提供了一个新的探测暗能量的性质。
2021-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Constant, Fine Structure Constant and Beyond
在目前的工作中，我们考虑的宇宙学常数模型$Λ\proptoα^{-6}$，这是很好的动机，从三个独立的方法。众所周知，1998年发现了精细结构常数$α$变化的暗示。如果$Λ\proptoα^{-6}$是正确的，这意味着宇宙学常数$Λ$也应该是变化的。在这里，我们试图开发一个合适的框架来模拟这种变化的宇宙学常数$Λ\proptoα^{-6}$，我们认为它从一个相互作用的真空能量的角度来看。然后，我们利用293个远距离类星体吸收系统的$Δα/α$数据，考虑了这些模型的观测约束。我们发现，模型参数可以被严格限制在非常狭窄的范围内的${\cal O}(10^{-5})$通常。另一方面，我们也可以从另一个角度来看待变宇宙学常数模型$Λ\proptoα^{-6}$，即它可以等价于一个包含“暗能量“和“暖暗物质“的模型，但它们之间没有相互作用。我们发现，这也是完全符合观测约束温暖的暗物质。
2017-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Varying fine-structure constant cosmography
宇宙学（Cosmography）是一种唯象的和相对独立于模型的宇宙学方法，其中物理量在宇宙学红移或相关变量中展开为泰勒级数。在这里，我们应用这种方法来约束可能的精细结构常数，$α$的宇宙学变化。这种情况的两个特点是高红移数据的存在，以及序列中的一项直接和严格地受到当地实验室用原子钟测试的限制。我们使用这个原子钟数据，连同直接的模型无关的高分辨率天体物理光谱测量的$α$红移$z\sim7$和其他模型依赖的约束$α$从宇宙微波背景和大爆炸核合成，放置严格的（百万分之一的水平）的前两个条款的约束$α$宇宙学系列。
2022-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observables in theories with a varying fine structure constant
我们展示了两个看似不同的理论与电动力学的标量乘法耦合实际上是同一理论的两个等价参数化：尽管在解释参数化的一些现象学方面存在一些差异，但它们导致了相同的物理观测量。这是说明上的解释观测的宇宙微波背景。
2015-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Avoiding parameter fine-tuning in mass varying neutrino models of DE?
本文探讨具有逆幂律势的质量变化中微子暗能量模型能否自然避免参数微调、初始条件微调及量子修正问题，并解释暗能量与物质能量密度巧合的时间尺度。
2023-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Observational Constraints on Varying-alpha Domain Walls
我们考虑的可能性，目前提示的空间变化的精细结构常数在高红移，VLT/UVES和凯克/HIRES观测的基础上，可能是由一个有偏的畴壁网络所描述的非最小耦合到电磁场的标量场。我们表明，为了负责报告的精细结构常数的空间变化，畴壁网络的能量密度的分数贡献的宇宙应严格限制在范围内$10^{-10} < Ω_{w0} < 10^{-5}$。我们还表明，畴壁动力学应基本上是无摩擦的，使其特征尺度是在目前的哈勃半径的顺序。
2015-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Varying Alpha
我们回顾了精细结构常数变化的宇宙学理论的性质。我们强调了一些一般的特点，宇宙学模型，存在于这些理论与最近的类星体数据是一致的精细结构的时间变化“常数”，因为红移3.5。
2009-12-30 astro-ph.CO gr-qc
A cosmic microwave background search for fine-structure constant evolution
University of Washington（华盛顿大学）；Bryn Mawr College（布林茅尔学院）；University of California, Riverside（加利福尼亚大学河滨分校）；Haverford College（哈弗福德学院）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究利用CMB数据检验BSBM模型中精细结构常数演变的约束，发现无质量场下ζ_m/ω的上限为9.3×10⁻⁹，Simons天文台有望探测更低的阈值。
2024-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Varying alpha and cosmic acceleration in Brans-Dicke-BSBM theory: stability analysis and observational tests
本文将广义BSBM模型与Brans-Dicke宇宙学模型相结合，研究了精细结构常数变化与当前宇宙加速的理论框架。我们首先发展了一种数学形式来分析模型的稳定性。利用观测数据约束模型参数，对模型进行相空间分析，检测模型的吸引子解。然后，我们检查模型对观测数据，如观测哈勃参数数据集和类星体吸收光谱。结果证实了当前的宇宙加速，也预测了精细结构常数的变化。此外，高红移最佳拟合模型（$z> 15$）的外推表明，宇宙早期精细结构常数的变化明显较大。
2012-10-09 astro-ph.CO gr-qc
Varying constants driven baryogenesis
我们在三种不同的变常数理论框架下研究了早期宇宙中的自发重子生成现象。我们用动态的标量场代替常数，使其扮演介子的角色。我们首先得到的结果重子驱动的变化的引力常量，$G$，在以前的文献中，然后挑战的问题，为不同的精细结构常数$α$模型，以及为不同的光速$c$模型。我们表明，在这些框架中的重子熵比，$η_B \sim 8.6 \cdot 10^{-11}$，目前的观测值，可以得到大的动力学常数模型的参数集以及去耦温度，和特征截止长度尺度。
2019-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of the fine-structure constant in runaway dilaton models
我们研究的详细演变的精细结构常数$α$的字符串启发失控的类Damour，广场和Veneziano的模型。我们使用最新的$α$测量值提供了对这种情况的限制，并讨论了将其与不同$α$的替代模型区分开来的方法。对于从目前的观察饱和边界的模型参数，红移漂移信号可以显着不同的正则$Λ$ CDM范式在高红移。即将到来的欧洲极大望远镜（E-ELT）对这一信号的测量，加上更灵敏的$α$测量，将大大限制这些情况。
2015-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational Constraints on Varying Alpha in $Λ(α)$CDM Cosmology
在这项工作中，我们考虑所谓的$Λ(α)$ CDM宇宙学与$Λ\proptoα^{-6}$，而精细结构“常数”$α$是变化的。在这种情况下，宇宙的加速膨胀是由宇宙学“常数”$Λ$（相当于真空能量）驱动的，而变化的$α$是由与电磁场耦合的次主导标量场$ϕ$驱动的。考虑了次占优标量场$ϕ$和电磁场之间具有各种耦合$B_F(ϕ)$的变化$α$和$Λ\proptoα^{-6}$模型的观测约束。
2017-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on the simultaneous variation of the fine structure constant and electron mass in light of DESI BAO data
该研究结合最新DESI BAO DR2数据等，分析电子质量$m_e$和精细结构常数$α$的时间变化约束，发现$m_e$或$α$略大于先前数据，且更大的$m_e$是缓解哈勃张力的最有前景选择。
2025-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
What could the value of the cosmological constant tell us about the future variation of the fine structure constant?
出于对精细结构常数$α$的变化的测量的报道的要求，我们考虑一种理论，其中电荷以及因此$α$不是常数，而是取决于里奇标量$R$。然后，我们展示了如何这可以被认为是一个特殊的情况下的贝肯斯坦理论中，没有必要引入一个额外的动力学项的标量场相关的电荷，因为爱因斯坦的方程是足以确定的几何形状，因此Ricci标量。然后，我们研究这个理论的宇宙学意义，特别是考虑暗能量和宇宙学常数对$α$演化的影响。导出了$α(z)$变化的低红移表达式，显示了暗能量状态方程对$α$的影响，并观察了未来精细结构常数变化的测量如何用于间接确定暗能量状态方程和检验这一理论。在$ΛCDM$宇宙的情况下，根据目前对宇宙学参数的估计，里奇标量的当前值是$\approx 10%$，小于由宇宙学常数的值确定的未来渐近值，也为$α$的未来渐近值设定了一个界限。
2014-03-09 astro-ph.CO
Mirror Dark Sector Solution of the Hubble Tension with Time-varying Fine-structure Constant
我们探讨了Cyr-Racine，Ge和Knox（arXiv：2107.13000（2））提出的一个模型，该模型通过调用一个"镜像世界”暗扇区来解决哈勃张力，该暗扇区的能量密度是Lambda-CDM的"普通”扇区的固定分数。虽然它调和了宇宙微波背景和大尺度结构观测与当地测量的哈勃常数，该模型需要的原始氦质量分数的值是不一致的观测和大爆炸核合成（BBN）的预测。我们考虑一个变种的模型与标准氦质量分数，但与电磁精细结构常数的值略有不同，在光子去耦从其目前的价值。如果那个时期的$α$比它的当前值低$Δα\simeq -2\times 10^{-5}$，那么我们可以实现与Cyr-Racine等人相同的哈勃张力分辨率，但具有一致的氦丰度。作为这样的时间演化的一个例子，我们考虑一个玩具模型的超轻标量场，质量$m <4\times 10^{-29}$ eV，耦合到电磁场，光子去耦后，这似乎是一致的$α$变化和弱等效原理的后期约束。
2023-01-30 astro-ph.CO
Generalized Second Law Limits on the Variation of Fundamental Constants
广义热力学第二定律适用于在宇宙微波背景中辐射和吸积的黑洞，它所允许的电子电荷的理论最大时间变化与Webb等人声称的精细结构常数的宇宙学变化相匹配。这样的黑洞不能对变化的精细结构常数作出动态响应。
2010-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Forecasts analysis on varying-$α$ theories from gravitational wave standard sirens
本文在失控膨胀子模型下，结合Einstein Telescope和LISA的标准汽笛模拟数据与强引力透镜观测，对未来引力波观测约束精细结构常数$α$时间变化的能力进行了预测分析。
2023-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Keck constraints on a varying fine-structure constant: wavelength calibration errors
凯克望远镜的HIRES摄谱仪先前在143个类星体吸收系统的样本中提供了一个比当前实验室值更小的精细结构常数α的证据：da/a=（-0.57+/-0.11 x10 ^{-5}。这是基于各种金属离子的转变，如果α变化，则会经历不同的相对速度变化。这一结果还没有被其他望远镜和摄谱仪的测量有力地反驳或证实;这样做仍然至关重要。同样重要的是要考虑新的可能的仪器系统的影响，可以解释凯克/HIRES的结果。Griest等人（2009，arXiv：0904.4725v1）最近发现了HIRES中阶梯光栅级波长尺度的畸变，其典型振幅为+/-250 m/s。在这里，我们调查的影响，这种扭曲可能对凯克/HIRES不同的α结果。我们表明，它们会导致一个随机的影响da/a从吸收体到吸收体，因为系统是在不同的红移，将相关的吸收线在不同的位置，在不同的中阶梯顺序。对da/a的影响的典型幅度为每个吸收体约0.4x10^{-5}，与样本中da/a的中值误差（约1.9x10^{-5}）相比，相对较小。因此，如果应用我们计算的校正，则加权平均值的变化小于0.05x10^{-5}。尽管如此，我们敦促谨慎，特别是对旨在实现高精度da/a测量的分析，对个别系统或小样本，更详细地了解这种阶内失真及其对观测参数的依赖性是很重要的，如果他们要避免或可靠地建模。[摘要]
2009-11-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmology with varying fundamental constants from hyperlight, coupled scalars
本文研究超轻标量场调制早期电子质量和精细结构常数对宇宙学的影响，发现早期复合与晚期暗物质贡献之间的新简并性，并给出对常数变化和标量质量的观测约束。
2024-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Varying Constants: Constraints from Seasonal Variations
我们分析了从新的原子钟数据的精细结构“常数”和电子质子质量比的可能的时间变化的约束，并显示它们是如何加强时，太阳的引力场在地球表面的季节性变化被考虑在内。
2010-02-24 astro-ph.CO physics.atom-ph
Constraints on Spatial Variations in the Fine-Structure constant from Planck
我们利用普朗克的宇宙微波背景（CMB）各向异性数据来约束精细结构常数α的空间涨落。通过CMB光子的汤普森散射，α的空间各向异性导致CMB各向异性中的高阶相关。我们使用的四点关联函数的CMB温度各向异性的基础上的二次估计提取的精细结构常数的空间变化的角功率谱投影沿视线在最后的散射表面。在数十度角标度及以上的情况下，我们将精细结构常数的均方根波动限制为δα/α_0=（1.34 +/- 5.82）x 10^-2，置信水平为95%，相对于标准值α_0。我们没有发现红移为10^3的空间变化α的证据。
2013-06-05 astro-ph.CO
