Spatially covariant theories of gravity: disformal transformation, cosmological perturbations and the Einstein frame
本文研究了一类空间协变引力理论中的宇宙学背景演化和微扰，它传播两个张量模和一个标量模。我们表明，该理论的结构下的非形式化的转换是保持。我们还计算了引力波和曲率扰动的原始谱，它们在非形式变换下是不变的。由于高阶空间导数的存在，张量模本身的二次拉格朗日量不能转换为爱因斯坦坐标系中的形式。然而，存在一个单参数的框架族，其中的引力波的频谱在爱因斯坦框架中采取标准形式。
2016-02-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological disformal invariance
考虑了物理观测量在非形式变换下的不变性。众所周知，保形变换使物理观测量保持不变。然而，对于非形式变换是否如此仍然是一个悬而未决的问题。本文证明了不含保形因子的纯非形式变换等价于时间坐标的重标度。由于这种重新标度同样适用于所有的物理量，物理学在非形式变换下必须是不变的，也就是说，场的因果结构、传播速度或任何其他性质都不受非形式变换本身的影响。这一事实是在引力场和物质场的作用水平上提出的，并用一些可观测量的例子来说明。我们还发现了宇宙学扰动在线性和高阶微扰下的物理不变性，推广了前人的研究。最后，在非形式变换下，与Horndeski理论和超越Horndeski理论进行了比较。
2016-06-17 astro-ph.CO gr-qc
The rise of the primordial tensor spectrum from an early scalar-tensor epoch
在暴胀过程中产生的原始引力波（PGW）跨越了很大的频率范围，携带着原始宇宙动力学的信息。在早期纯量张量主导的时期，PGW频谱的振幅可以在很宽的频率范围内增强。为了研究这一现象，我们集中在一类标量张量理论，以及高能量理论的暗能量和暗物质，其中的标量是共形和非形式耦合的早期宇宙演化过程中的物质的动机。对于共形主导的时期，PGW频谱具有平坦的阶梯状形状。更有趣的是，一个非正式主导的时代的特点是一个峰值频谱与一个破碎的幂律配置文件，与斜率取决于标量张量理论考虑。我们引入了一个图形工具，称为破幂律灵敏度曲线，作为一个方便的视觉指标，了解是否可以检测到GW实验的给定破幂律配置文件。然后，我们分析了各种代表性的共形和非正式模型的GW光谱，讨论了它们与爱因斯坦望远镜（ET），激光干涉仪空间天线（LISA），DECi赫兹干涉仪引力波天文台（DECIGO）和大爆炸观测器（BBO）的可探测性前景。
2022-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards Viable Cosmological Models of Disformal Theories of Gravity
利用动力系统方法研究了非形式引力的晚期宇宙动力学。结果表明，在一般情况下，没有稳定的吸引子，屏幕第五力本地和同时描述一个暗能量占主导地位的宇宙。可行的场景具有独立于非正式参数的后期属性，并且与等效的共形精髓模型相同。我们的分析表明，只有在无限的未来达到的配置，约旦帧度量变得奇异，从而解释了自然病理阻力观察到的数值上的几个以前的作品。模型的可行性，这可能发生的宇宙动力学和局部现象进行了讨论。我们确定了一个特殊的参数调整，使有一个新的固定点，可以匹配目前观察到的暗能量密度和状态方程。这个模型是不可行的标量耦合时，可见部门，但可能提供一个很好的候选模型的理论，只有暗物质是非正式耦合。
2014-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological attractors to general relativity and spontaneous scalarization with disformal coupling
在中子星的强引力区表现出自发标量化的正则标量-张量理论模型长期以来一直被认为预测了标量场的宇宙演化，这通常会导致严重违反当今太阳系对广义相对论的限制。我们研究，如果这种紧张局势可以缓解，通过推广这个模型，包括标量场$φ$和物质之间的非正式耦合，其中约旦框架度量${\tilde g}_{μν}$是相关的爱因斯坦框架一$g_{μν}$由${\tilde g}_{μν}=A(φ)^2 (g_{μν}+Λ\, \partial_μφ\, \partial_νφ)$。我们发现，这个更广泛的理论承认一个晚时间吸引机制走向广义相对论。然而，这个吸引子的存在需要一个$Λ\gtrsim H_0^{-2}$阶的非正式尺度值，其中$H_0$是今天的哈勃参数，它比中子星$Λ\sim R_s^{2}$的自发标量化相关的尺度大得多，$R_s (\sim 10^{-22} H_0^{-1})$是这些恒星的典型半径。吸引子机制所需的大值$Λ$（i）抑制中子星内部的自发标量化，（ii）诱导标量场波动的鬼不稳定性，从而防止张力的分辨率。我们认为，问题的出现，因为我们的非正式耦合涉及一个维度参数。
2019-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal invariance of cosmological perturbations in a generalized class of Horndeski theories
已知Horndeski理论可以在度量$g_{μν} \to Ω^2(ϕ)g_{μν}+Γ(ϕ,X) \nabla_μ ϕ\nabla_ν ϕ$的非形式变换下变换为Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论的子类，其中$Ω$是标量场$ϕ$的函数，$Γ$是依赖于$ϕ$和$X=g^{μν}\nabla_μ ϕ\nabla_ν ϕ$的另一个函数。我们证明了，在选择幺正规范的情况下，在平坦的各向同性宇宙学背景上的曲率和张量扰动在非形式变换下一般是不变的。利用包含Horndeski理论和GLPV理论的有效场论，我们得到了标量/张量扰动的二阶作用量，并给出了两个框架之间的物理量关系.在慢滚中，非正式变换下暴胀功率谱的不变性被明确地证明到次领先阶。特别地，我们证明了张量功率谱与广义相对论中的张量功率谱具有相同形式的爱因斯坦框架的存在性，并导出了GLPV理论中引力波谱发生红移的条件.
2015-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disformal transformation of cosmological perturbations
在广义标量-张量理论中，通过非形式变换将引力和物质两个框架联系起来，研究了这两个框架中规范不变的宇宙学扰动。引力框架和物质框架是标量张量理论中爱因斯坦框架和约当框架的扩展，其中两个框架分别通过保角变换联系起来。首先，证明了共动规范场对标量场的曲率扰动是非形式不变的，同时也是共形不变的，从而给出了标量场既引起暴胀又引起宇宙学扰动的宇宙学模型的预言.其次，在非形式耦合的物质扇区也对曲率扰动有贡献的情况下，从物质扇区的能量（非）守恒出发，导出了均匀物质能量密度规范中曲率扰动的演化方程，该方程与引力扇区的选择无关。在物质系中，当非绝热压力为零时，均匀物质能量密度规范中的曲率扰动在超视界尺度上是守恒的，而在引力系中，即使非绝热压力为零，曲率扰动也不守恒。一旦在重力系中计算曲率扰动，两个系之间的关系式给出了物质系中曲率扰动的幅度。
2014-09-04 astro-ph.CO gr-qc
Constraining disformal couplings with Redshift Space Distortion
我们研究了一个标量场与暗物质非形式耦合的精粹模型。背景模拟了LCDM宇宙学演化，而精粹势没有指定。在大尺度上的宇宙学结构的增长率中可以看到由于典型质量而产生的非形式效应。非形式参数对总物质扰动的演化没有明显的影响。使用红移空间畸变数据研究共形参数和典型质量的分析，以找到可能解释众所周知的σ-8张力的最佳拟合值。
2023-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Solar System Constraints on Disformal Gravity Theories
非正式引力理论是标量-张量理论，其中标量通过乔丹标架度规与物质衍生耦合。这些模型最近在宇宙学背景下引起了人们的兴趣，因为它们承认加速解。我们推导了一般非形式引力理论中静态孤立质量的解，并将其转化为参数化后牛顿形式。这使我们能够调查的约束放置在这样的理论的地方测试的重力。最严格的限制来自于由于太阳系相对于不断发展的宇宙学背景场的运动而产生的优选框架效应。我们得到的约束，提高了两个数量级的前太阳系的约束，并限制通用模型的非正式耦合的规模为$\mathcal{M} \gtrsim 100$ eV。这些限制使得所有非形式效应与宇宙学无关。
2015-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can Conformal and Disformal Couplings Between Dark Sectors Explain the EDGES 21cm Anomaly?
EDGES最近宣布的结果指出，在$z\sim 17$的宇宙黎明21厘米全球亮温中出现了意想不到的超额，这可能表明了$Λ$ CDM模型之外的新现象。一个通用的宇宙学模型，允许共形和非正式的暗物质和暗能量之间的耦合被用来调查的21厘米的吸收信号的影响，并了解EDGES异常。在探索了广泛的耦合参数空间后，我们发现耦合效应可以导致哈勃参数的适度变化，而早期宇宙的自旋温度的变化可以忽略不计。因此，从共形和非共形耦合的混合的哈勃参数的减少可以再现21厘米的吸收近似一致的边缘结果在$z=17.5$。然而，EDGES和其他宇宙学观测在相应的参数空间中仍然存在张力。
2019-01-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal Theories of Gravity: From the Solar System to Cosmology
本文讨论的是包含标量的引力理论，标量通过度规与物质共形和非形式地耦合。通过系统地推导出非相对论极限，它表明，没有新的非线性屏蔽机制，目前超出Vainshtein机制和变色龙般的筛选。如果把宇宙的宇宙学膨胀包括在内，通常被认为是不存在的非正式效应可能存在于太阳系中。当不存在共形因子时，当宇宙场缓慢滚动时，第五力可以在所有尺度上被屏蔽。我们调查这些模型的宇宙学，并使用当地的重力测试放置新的约束非正式的耦合，并找到$\mathcal{M}>\mathcal{O}(\textrm{eV})$，这是没有竞争力的实验室测试。最后，我们讨论了未来的前景，测试这些理论和其他理论的修改引力的影响。特别是当宇宙学时间导数不可忽略时，太阳系天体的Vainshtein半径可以从静态预测中改变。
2014-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective description of generalized disformal theories
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Centro de Astrofísica e Gravitação - CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico - IST, Universidade de Lisboa - UL（里斯本大学技术研究所天体物理学与引力中心）；Division of Liberal Arts, Kogakuin University（工学院大学人文学部）
本文扩展有效场论以描述广义非保形Horndeski理论，引入含lapse函数高阶空间导数的算符，并适用于U-DHOST理论。
2026-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Vector disformal transformation of generalized Proca theory
受GW 170817/GRB 170817 A对引力波速度与光子速度偏差的约束的启发，我们在广义Proca理论的背景下研究了度规的非形式变换.这个约束限制了引力拉格朗日量的形式，限制了电磁场在宇宙学背景下耦合到引力扇区的方式，或者两者的组合。由于物质与引力耦合的不同方式通常通过非正式变换相互关联，因此理解广义Proca拉格朗日量的结构在非正式变换下如何变化是很重要的。对于常系数的非形式变换，我们给出了拉格朗日量的完全变换规则。我们发现，额外的条款，这被认为是超越广义Proca在文献中，产生的转换。另一方面，一旦这些附加项被包括在内，引力拉格朗日量的结构在变换下被保持。然后，我们推导了均匀各向同性背景上标量、矢量和张量扰动的声速变换规则。我们明确地表明，它们变换的自然期望的度量变换，也就是说，根据变换的背景光锥结构。最后，我们认为，由于在宇宙中的结构，如暗物质晕，一般的不均匀性改变了引力波的速度从它的宇宙学值。我们给出了一个粗略的估计的非均匀性的影响，并发现微调不应该依赖于背景或微调的理论必须进一步微调，以通过紧约束。
2018-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformally Coupled Quintessence
在这项工作中，我们考虑了一个宇宙模型，其中暗能量描绘的一个典型的标量场，允许耦合到其他物种通过非形式变换的度量。我们重新审视了当前的文献，假设在度量变换的非正式功能可以依赖于标量场本身和它的衍生物，封装各种各样的标量张量理论。这种概括也导致了新的和更丰富的现象学，解释了以前研究的模型中发现的一些特征。我们提出了背景方程，并进行了详细的动力学分析，从新的非正式的不动点出现，转化为新的宇宙学特征。这些措施包括早期缩放制度之间的耦合物种和更广泛的稳定性参数区域。然而，可行的宇宙学模型似乎抑制了非正式的后期贡献。
2020-04-03 gr-qc
Hybrid Higgs Inflation: The Use of Disformal Transformation
我们提出了一个混合型的传统Higgs暴胀和新的Higgs暴胀模型。我们执行一个非正式的变换到爱因斯坦框架和分析的背景动力学和宇宙学扰动截断模型，在其中，我们忽略了希格斯场的高导数项。由观测到的密度扰动功率谱，我们得到了微分耦合中非最小耦合常数$ξ$和质量参数$M$的约束条件.虽然混合模型中的原始倾斜$n_s$几乎没有变化，但随着$|ξ|$的增加，张量标量比$r$从新的Higgs暴胀模型的值向传统的Higgs暴胀模型的值移动.我们证实了我们的结果通过数值分析的ADM形式主义的完整理论中的约旦框架。
2017-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing coupled dark energy models with their cosmological background evolution
我们考虑的宇宙学中，暗物质和一个精华标量场负责宇宙的加速度允许相互作用。允许共形和非正式的耦合，我们使用哈勃参数测量，重子声学振荡距离测量，和超新星Ia型数据集对我们的模型的约束进行了全球性的分析。我们发现，额外的非正式耦合放松共形耦合的约束。此外，我们表明，在背景水平，非正式的相互作用内的黑暗部门是首选的$Λ$ CDM和非耦合quintessence，因此有利于相互作用的暗能量。
2016-09-30 astro-ph.CO gr-qc
Disformal symmetry in the Universe: mimetic gravity and beyond
本文研究宇宙中的纯变形对称性，构造一般变形不变作用量，证明其等价于一般模拟引力，并扩展到无Ostrogradski鬼场的高阶导数理论及新的可逆变换。
2023-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal interactions in the Dark Sector: From driving Early Dark Energy to confronting cosmological tensions
本文提出了一种基于不规则耦合的暗能量与暗物质相互作用模型，通过抑制哈勃摩擦和暗物质稀释，解决宇宙学矛盾并解释低ℓ异常。
2025-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Screening Modifications of Gravity through Disformally Coupled Fields
结果表明，扩展到广义相对论，引入一个强耦合的标量场，可以是可行的，如果相互作用具有非共形的形式。这种非形式耦合依赖于标量场的梯度。因此，如果场是局部静态和平滑的，那么太阳系中的耦合就变得不可见：这就是非形式屏蔽机制。一个宇宙学模型被认为是非正式耦合触发的开始加速膨胀后，缩放的问题时代，给一个很好的适合广泛的观测数据。此外，这种相互作用在形成大尺度结构时留下了可用于探测这种耦合的特征。
2012-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Generalized disformal invariance of cosmological perturbations with second-order field derivatives
研究了共动曲率和张量扰动在标量场的二阶协变导数的广义非形式变换下的变换，其中自由函数依赖于由标量场的二阶协变导数构造的基本元，二阶协变导数的阶数至多为二次.我们的分析表明，在超视界尺度上，原标架和新标架中的同动曲率扰动的差别是由同动曲率扰动的时间导数、标量场的内禀熵扰动及其在原标架中的时间导数的组合给出的.因此，在超视界尺度上，当（1）内禀熵扰动及其时间导数为零，（2）原坐标系中的共动曲率扰动${\cal R}_c$守恒时，共动曲率扰动在超视界尺度上的非形式变换下变得不变。我们还表明，张量扰动也是非形式不变的情况下，张量扰动在原框架中的时间守恒。
2021-04-21 gr-qc
Cosmological disformal transformations to the Einstein frame and gravitational couplings with matter perturbations
度量$g_{μν} \to Ω^2 (ϕ)g_{μν}+Γ(ϕ,X) \partial_μϕ\partial_νϕ$的非形式变换，其中$ϕ$是具有动能$X= \partial_μϕ\partial^μϕ/2$的标量场，保持了Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi（GLPV）理论（这是Horndeski理论的最小扩展）的拉格朗日结构。在物质存在的情况下，这种变换引起标量场$ϕ$和物质之间的动力学型耦合。考虑了张量扰动在各向同性宇宙学背景上的二阶作用量与广义相对论中的作用量具有相同形式的爱因斯坦框架，研究了背景和线性扰动水平上的耦合作用.我们表明，在爱因斯坦框架中的物质扰动所感受到的有效引力势可以方便地表示为广义相对论贡献和引力修正引起的耦合的总和。对于变换作用量属于一类Horndeski理论的理论，由于引力解混，在爱因斯坦坐标系中两个引力势之间不存在各向异性应力。我们提出了一个具体的暗能量模型，包括Brans-Dicke理论以及张量传播速度$c_{\rm t}$不等于1的理论。我们澄清了约旦/爱因斯坦框架中的物理量之间的对应关系，并研究了从物质主导时代到今天的引力势和物质微扰的演化。
2015-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stable non-singular cosmologies in beyond Horndeski theory and disformal transformations
本文通过度量的非形式变换，收集、系统和推广了一般Horndeski理论与超越Horndeski理论之间关系的已有结果。我们推导出额外的非形式变换规则的拉格朗日函数的超越Horndeski理论和相应的Horndeski理论，并证明，他们中的一些成为奇异的某些时刻（S）一旦构建一个非奇异的宇宙学解决方案超越Horndeski理论是免费的鬼，梯度不稳定性和强引力制度在整个系统的演化。这里的关键问题是，这样的解决方案是禁止在Horndeski理论由于现有的不去定理。在这种情况下，非形式关系的奇异行为的证明解决了Horndeski和超越Horndeski理论似乎通过场重定义而相关，但在非奇异宇宙学的背景下描述不同物理学之间的明显矛盾。
2022-04-12 gr-qc hep-th
Disformally coupled inflation
在宇宙暴胀的背景下研究了两个标量场之间的非形式耦合。耦合引入新的衍生相互作用混合的领域的动力学项，但没有引入超光速或不稳定的传播的两个标量波动模式。虽然非正式耦合的典型效应是抑制其中一个场使宇宙膨胀，但在非平凡非正式动力学存在的情况下，另一个场的能量密度可以驱动可行的近西特膨胀，特别是当人们假设耦合是指数形式而不是幂律形式时。本文给出了双场系统的线性微扰方程，量子化了它的正则自由度，导出了它们的谱，并报道了数值求解的指数模型的暴胀预言。一般的预测是低张量标量比。
2016-05-20 astro-ph.CO gr-qc
Simplifying the EFT of Inflation: Generalized Disformal Transformations and Redundant Couplings
我们研究广义非形式变换，包括衍生物的度量，在通货膨胀的有效场论的背景下。所有这些变换都不会改变晚期宇宙学观测量，但会改变作用量中算符的系数：某些耦合实际上是多余的。在导数的首阶和扰动的立方阶，有6个自由函数，可以用来将17个算子中的6个设为零。这是用来表明，张量三点函数不能修改的领导阶导数，而标量张量张量相关器只能通过改变标量动力学修改。在高阶导数中，有一些变换不影响爱因斯坦-希尔伯特作用量：人们可以找到6个额外的变换，可以用来简化暴胀子作用量，至少当动力学由最低阶导数项主导时。我们还确定了领先的高阶导数校正张量功率谱和双谱。
2017-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal transformations on the CMB
在这项工作中，我们研究的非形式变换的宇宙学背景的作用及其与张量模式的声速的关系。不同的速度张量模式可以出现在几种情况下，如伽利略理论或大质量引力，然而，速度是非常有限的引力波发射的观测。它已被证明，在通货膨胀的非形式变换允许设置张量模式的速度为1，而不改变曲率功率谱。在这里，我们表明，这种不变性不成立时，考虑CMB各向异性功率谱。事实证明，在进行变换之后，在声峰和扩散阻尼上存在印记。这有有趣的后果，在这里，我们探讨四次伽利略理论，允许修改的速度张量模式。对于这些理论，变换可用于在不同区域约束参数空间。
2016-04-25 astro-ph.CO gr-qc
The two faces of mimetic Horndeski gravity: disformal transformations and Lagrange multiplier
我们表明，非常一般的标量张量引力理论（包括，例如，Horndeski模型）在非形式变换下是一般不变的。然而，有一个特殊的子集，当变换是不可逆的，产生新的运动方程，这是一个推广的所谓的“模仿”暗物质理论最近介绍了Chamsedinne和Mukhanov。无论在假设的引力标量-张量理论作用下的标量场与变换中涉及的标量场是相同还是不同，这些结论都成立。我们的一般模拟理论的新的运动方程也可以从包含一个额外的拉格朗日乘子场的作用量导出。一般的模拟标量-张量理论在运动方程中的导数个数与原始标量-张量理论相同。作为一个应用，我们表明，最简单的模拟标量张量模型是能够模仿宇宙学背景的平坦FLRW模型与正压完美流体与任何常数状态方程。
2015-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropic Scalar Field Dark Energy with a Disformally Coupled Yang-Mills Field
在标量-张量理论的背景下，包含新的自由度与引力扇区的非最小耦合可能会对宇宙膨胀历史产生一些吸引人的影响。我们研究这个前提，包括一个规范SU（2）杨-米尔斯场的总能量预算的宇宙耦合到标准的经典场的非形式变换。从动力系统分析，我们研究了三种情况下的宇宙学的兴趣，跨越大部分的物理相空间的模型：解耦的限制，各向同性，阿贝尔的情况下。新的标度解与非零规范场被发现在所有情况下，这可能是有趣的早期宇宙学的情况。这些缩放解决方案中的一些甚至表现出各向异性的功能。同时，还用数值分析的方法研究了宇宙的背景演化。作为一个有趣的结果，在宇宙演化的某些阶段，非形式耦合改变了规范场的状态方程，从辐射到物质，从而规范场可以贡献总暗物质的一部分。我们还量化了辐射时代暗辐射形式的规范场对相对论性粒子有效数的红移依赖贡献。这主要取决于初始条件，更重要的是，在非正式的耦合功能。
2022-04-28 astro-ph.CO gr-qc
Conformally and Disformally Coupled Vector field Models of Dark Energy
本研究构建了与暗物质共形和非共形耦合的暗能量矢量场模型，推导了相互作用项的广义协变形式，发现新的标度解和稳定吸引子可驱动宇宙晚期加速膨胀，并分析了耦合对宇宙演化的定量影响及不稳定性条件。
2023-06-15 gr-qc
Constraints on a cubic Galileon disformally coupled to Standard Model matter
我们考虑标准模型物质和立方伽利略标量扇区之间的非形式耦合，假设它是解决宇宙学常数问题的其他物理学的残余，而不是解决方案本身。这使得伽利略标量携带的能量密度足够小，从而避免了积分萨克斯-沃尔夫效应的严格约束，否则就会排除立方伽利略理论。虽然与非正式耦合的模型不表现出屏蔽，我们发现有一个“屏蔽样”的现象，其中的能量密度进行的Galileon标量被抑制在物质统治时，二次和三次Galileon运营商都是相关的，二次部门有一个稳定的动力学项。在非形式耦合的情况下，我们得到了麦克斯韦方程组的3+1显式形式，以及控制电磁波的波动方程。已知非正式耦合会产生一个小质量，改变它们的传播速度。我们使用WKB近似来研究该理论中的电磁波，并表明，尽管LIGO/Virgo天文台最近的限制将电磁辐射和引力辐射之间的传播速度差异限制在大约1分之$10^{15}$，非正式耦合太弱，以至于不能被诸如GW 170817之类的事件或不同波长的电磁辐射的色散所约束。波长
2022-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Novel Screening with Two Bodies: Summing the ladder in disformal scalar-tensor theories
当我们在宇宙学模型或引力理论中加入一个额外的光标量场时，物质与这个标量场之间的任何耦合都会影响双星系统的轨道运动。通常，由标量介导的新的力可以自然地与通常的引力具有相同的数量级，因此受到严格的约束。我们发现，标量和物质之间的非正式耦合可以导致一种新的屏蔽机制，其中这些第五种力在足够小的分离和大的相对速度（如太阳系尺度）下被抑制了几个数量级。这是对一类梯形图进行图形化的结果，它抑制了标量信号在两个物体之间的传播。此外，我们能够在这个重申的非微扰效应（这是不可见的微扰理论）的潜在的模糊性。因此，太阳系测试和未来的引力波观测现在可以用来对具有非形式耦合的标量张量理论施加有意义的约束。我们利用行星轨道进动的观测界限来证明这一点。
2019-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chiral primordial gravitational waves in extended theories of Scalar-Tensor gravity
我们重新研究了单场暴胀中的宇称破坏问题。我们寻找一种系统的方法来参数化的方法，在最大的奇偶违反发生的规模，这是我们希望找到陈西蒙斯不稳定性的存在。我们通过考虑标量-张量引力的有效场论的可能实现来做到这一点，这可以提供丰富的唯象学。引力作用被扩展到包括导数耦合的相互作用，通过非正式的变换，由一个小参数，这是确定与引力子速度的负功率缩放。这导致抑制截止尺度的有效理论，导致参数大的手征张量波动。我们的结论是，在系统的物理描述的变化是必要的，以保持足够的奇偶违反，以及确保模式的稳定性。
2020-02-16 gr-qc hep-th
Primordial black hole formation from cosmological fluctuations
该研究围绕原初宇宙学涨落的原初黑洞形成阈值展开，回顾相关解析与数值结果，为通过原初黑洞丰度观测约束早期宇宙提供支撑。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Remarks on the renormalization of primordial cosmological perturbations
我们简要地回顾了需要进行重整化的暴胀微扰，以正确地制定出的物理功率谱。我们还总结了弯曲时空中（动量-空间）重整化的基础，并解决了最近文献中关于这个问题的几个误解。
2011-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal transformations in a Palatini extension of Horndeski's gravity
Universidad Católica del Norte（天主教学会大学）；University of Wrocław, Institute of Theoretical Physics（弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所）
本文通过Palatini方法扩展Horndeski引力，引入反形式变换和联络变换，展示其在本征条件下退化为动能引力编织，并探讨其与k-本质理论的联系，提出晚期宇宙加速模型。
2026-03-09 gr-qc
Dark D-Brane Cosmology: from background evolution to cosmological perturbations
我们研究了暗D膜模型的宇宙学预言，其中暗物质存在于在高维空间中运动的D膜上。通过构造，暗物质只与这个框架中的标准模型扇区发生引力相互作用。暗能量标量场与D-膜的位置有关，其动力学被编码在狄拉克-玻恩-因菲尔德作用量中。另一方面，暗物质被认为是D膜上的物质，它自然地与暗能量\textit{via}发生非形式耦合。我们分析了宇宙学背景的数值演化，强调了这样一个事实，即有两个制度的利益：一个，其中耦合是积极的，在整个;和另一个，其中耦合是负的，在目前。在后一种情况下，有一种诱人的可能性，在这种情况下，耦合在演变的很大一部分是正的，然后朝着负值下降。在这两种情况下，耦合在早期都非常小，只有在物质主导时代后期才开始增长。我们还导出了线性宇宙学扰动方程，暗物质粒子间有效的依赖于时间的引力耦合表达式，并给出了CMB各向异性和物质功率谱的数值结果。这使得直接比较预测的增长大尺度结构与其他非正式的精髓模型。
2020-11-02 astro-ph.CO gr-qc
Non perturbative effects of primordial curvature perturbations on the apparent value of a cosmological constant
我们研究了由暴胀方案预测的原始曲率扰动和宇宙微波背景辐射约束的局部不均匀性对光度距离的影响。我们发现，起源于原初曲率扰动场的一个、两个或三个标准偏差峰的局部欠密度可以分别引起对$0.6%,1%,1.5%$量级的宇宙学常数值的修正.在我们即将进入的精确宇宙学时代，这些影响不容忽视。我们的结果可以被认为是一个上界的局部非线性结构，可以产生原始曲率扰动，并需要一个完全非微扰的相对论性处理的影响的ESTA组件。
2014-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horndeski meets McVittie: A scalar field theory for accretion onto cosmological black holes
我们表明，广义McVittie时空，它代表了一个黑洞与时间相关的质量在膨胀的宇宙，是一个子类的Horndeski家庭的行动的精确解。负责黑洞和宇宙学背景之间能量传递的热流项是由高阶动力学重力编织项产生的，该项概括了产生具有恒定质量的McVittie的库斯库顿作用。最后，我们表明，这种推广可以理解的一个非正式的变换实现的对偶性，连接cuscuton场论的扩展Horndeski行动不传播任何标量自由度。我们的发现为研究暗能量/修正引力理论与天体物理学黑洞之间的非平凡相互作用打开了一扇新窗口。
2014-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Disformal Inflation
我们展示了如何短通货膨胀自然产生的非最小引力理论的标量场没有任何潜在的条款。这个场只通过它的导数来驱动暴胀，这些导数只通过$\bar g_{μν} = g_{μν} - \frac{1}{m^4} \partial_μϕ\partial_νϕ$的组合与物质耦合。该理论在通常的闵可夫斯基真空附近没有不稳定性。暴胀持续的时间与$\dot ϕ^2 > m^4$一样长，一旦标量场动能降到$m^4$以下，暴胀就优雅地终止。e折叠的总数由初始暴胀子能量$\dot ϕ_0^2$给出为${\cal N} \simeq \frac13 \ln(\frac{\dot ϕ_0}{m^2})$。场$ϕ$既不能有效地加热宇宙，也不能产生原始密度波动。然而，这可以通过调用弯曲机制来补救。如果在$\dot ϕ^2_0 \sim M^4_P$和$m \sim m_{EW} \sim TeV$时开始充盈，则e折叠数为${\cal N} \sim 25$。因为暴胀的规模很小，如果再加热温度是$T_{RH} \ga MeV$，这就足以解决视界问题。在这种情况下，$ϕ$通过8维算符$\frac{1}{m^4}\partial_μϕ\partial_νϕ~ T^{μν}$与物质的首阶耦合将导致LHC可以使用的费米子-反费米子湮灭通道$f\bar f \to ϕϕ$，同时对牛顿势和超新星冷却速率产生非常弱的修正，这完全在实验…
2004-01-06 astro-ph gr-qc hep-ph
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
Implication of the Hubble tension for the primordial Universe in light of recent cosmological data
在哈勃张力的预复合分辨率中，例如早期暗能量，复合前的新物理改变了相关宇宙学参数的值，使得模型可以像$Λ$ CDM一样与宇宙微波背景和重子声学振荡观测相拟合。本文通过对Planck 2018 +BAO+Pantheon+R19+Keck Array/BICEP数据集进行蒙特卡罗马尔可夫链分析，阐明了参数漂移与$δH_0$的关系，特别是发现原始标量谱指数尺度的漂移为${δn_s}\simeq 0.4{δH_0\over H_0}$。我们的结果的一个新的观点是，如果目前的$H_0$本地测量是正确的，哈勃张力的完整分辨率似乎指向一个标度不变的哈里森-Zeldovich频谱，即$n_s= 1$为$H_0\sim 73$ km/s/Mpc。
2021-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Elastic Scattering of Cosmological Gravitational Wave Backgrounds: Primordial Black Holes and Stellar Objects
本文研究原初黑洞对宇宙学引力波背景的弹性散射效应，发现小行星质量原初黑洞可在相关频率上产生0.3%至5%的谱畸变，显著高于恒星天体的贡献，为暗物质探测提供了新途径。
2024-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Information, the Cosmological Constant and the Amplitude of primordial perturbations
引力的一个独特特征是它能够控制任何特定观察者可以获得的信息。我们对宇宙中永恒的观察者的宇宙信息（Cosmin）的概念进行了量化。要求CosMin的有限性需要宇宙有一个晚期加速膨胀。将Cosmin的引入与时空量子结构的一般特征相结合（例如，全息原理），我们提出了一个宇宙学的整体模型。我们表明，（i）的宇宙学常数的数值，以及（ii）的原始，标度不变，微扰谱的振幅可以确定在一个单一的自由参数，它指定的能量尺度，在该尺度下，宇宙的过渡，从一个前几何阶段的经典阶段。对于一个特定的参数值，我们得到正确的结果（i）和（ii）。这种形式主义也表明，时空的量子引力信息内容可以用精确的宇宙学来检验。
2017-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quasicrystalline Inflation: From the Cosmological Dipole to Primordial Diffraction
Kobe University（神户大学）
该研究提出准晶暴胀理论，推导其非对角关联的动量转移限制，发现纯相子位移可产生局域功率偶极矩，为原初准周期序提供特征观测信号。
2026-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Classical Cosmological Collider Physics and Primordial Features
暴胀景观中的特征可以为暴胀模型注入额外的能量，并产生质量远大于哈勃暴胀尺度的壳粒子。这种可能性扩展了宇宙对撞机物理学计划的能量范围，其中与这些粒子相关的信号通常被玻尔兹曼抑制。我们研究了两类原始特征的经典宇宙对撞机的机制。在第一类中，原始特征是经典振荡，包括有质量场的相干振荡和暴胀势的振荡特征。第二类包括暴胀模型中的任何尖锐特征。所有这些经典特征都可以激发其他重场的未抑制量子模，从而在原始非高斯性中留下观测特征，包括这些重自由度的粒子谱信息。
2022-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值，标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明，这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Toward Cosmological Standard Timers in Primordial Black Hole Binaries
本研究提出原初黑洞双星可作为宇宙学标准计时器，通过其引力波获取轨道参数概率分布，结合动力学演化提取红移-时间校准以约束宇宙学模型，并建立了标准计时器的一般形式体系。
2023-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Flow of Primordial Correlators
提出基于追踪等时关联函数时间演化的完整方法，可系统计算任意含时相互作用理论中的树级暴胀关联函数，为无偏倚解释宇宙学观测生成理论数据。
2024-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprints of Spinning Particles on Primordial Cosmological Perturbations
如果在暴胀过程中存在比哈勃速率轻的更高自旋的粒子，它们可能会在标量和引力子涨落的散射子上留下明显的统计各向异性印记。我们使用dS/CFT $_3$对应和算子乘积展开技术来构造这样的签名。特别是，我们得到的情况下，部分无质量的高自旋状态的通用结果。
2018-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Cosmological Flow: A Systematic Approach to Primordial Correlators
本文提出自动化求解普适时间微分方程的宇宙学流框架，以从第一性原理精确计算多自由度、任意质量与含时相互作用理论中的树级原初关联子，并揭示宇宙学对撞机信号及软极限探测价值。
2023-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Minimal Explanation of the Primordial Cosmological Perturbations
我们概述了宇宙学中原始密度扰动的新解释。零维场是粒子物理学标准模型的最小补充：如果希格斯偶线是突现的，它们会在不引入任何新粒子的情况下抵消真空能量和两个外尔反常。此外，这种抵消解释了为什么有三代基本粒子，包括RH中微子。我们展示了零维场的量子零点涨落如何产生尺度不变的高斯绝热密度扰动。我们用标准模型耦合计算了原始扰动的振幅，得到了与大尺度观测一致的结果。在两个关键的理论假设下，我们计算的振幅和倾斜度都与观测值一致，没有自由参数。
2023-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The cosmological vector modes from a monochromatic primordial power spectrum
高阶矢量模的宇宙学背景可以由一阶标量微扰产生。系统地研究了二阶和三阶矢量模。给出了两个点函数$\langle V^{(n),λ}V^{(n),λ'} \rangle$ $\left(n=2,3\right)$的显式表达式和相应的功率谱。在单色原始功率谱的情况下，不存在二阶矢量模。然而，三阶矢量模可以由单色原始功率谱产生。发现由二阶标量微扰产生的三阶矢量模支配着两点函数$\langle V^{(3),λ}V^{(3),λ'} \rangle$和相应的功率谱。
2022-07-04 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological parameter estimation with free-form primordial power spectrum
利用CMB或大尺度结构数据对宇宙学主要参数进行约束时，通常基于原初功率谱（PPS）的幂律假设。然而，在缺乏早期宇宙的首选模型的情况下，这引起了一个担忧，即目前的宇宙学参数估计受到PPS假设的幂律形式的强烈影响。在本文中，我们第一次进行宇宙学参数估计允许的原始谱的自由形式。事实上，这是在不假设原始谱的任何特定形式的情况下估计宇宙学参数的最一般的方法。我们使用最近修改的Richardson-Lucy算法直接重建宇宙学参数空间中任何点的PPS，然而其他替代重建方法也可以用于此目的。我们使用WMAP的9年观测数据，在考虑CMB透镜效应的情况下，第一次在不假设任何特殊的原始谱形式的情况下，用超过4σ的置信限排除了没有宇宙学常数的平坦宇宙.这可能是仅使用CMB数据对暗能量最有力的指示。我们对宇宙学参数估计的结果表明，较高的重子和物质密度值和较低的哈勃参数值（与假设幂律PPS的估计值相比）是首选的数据。然而，在1σ置信水平下，PPS自由形式下的宇宙学参数估计值与PPS幂律形式下的宇宙学参数估计值有重叠。
2013-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Improved cosmological fits with quantized primordial power spectra
我们观测研究宇宙模型的基础上原始功率谱与量子化波矢。引入具有$k_0=3.225\times10^{-4}\mathrm{Mpc}^{-1}$和间距$Δk = 2.257 \times 10^{-4} \mathrm{Mpc}^{-1}$的线性量化功率谱比具有$Δχ^2 = -8.55$的一致性基线更好地拟合普朗克2018年的观测。推广了Lasenby等人的结果，我们证明了在包含暗物质和宇宙学常数的宇宙中，扰动在未来共形边界之外保持有限的要求导致了线性量子化的原始功率谱。结果发现，这种未来的共形边界量子化宇宙学的红外截止不提供与观测相容的宇宙微波背景功率谱，但未来的理论可能预测更多的观测一致的量子化谱。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc
