New models and Big Bang Nucleosynthesis constraints in $f(Q)$ gravity
修正引力的$f(Q)$理论起源于对非度规性作为基本几何量的考虑,并已被证明在描述晚期宇宙方面是非常有效的。我们使用大爆炸核合成(BBN)的形式主义和观察,以提取各种类别的f(Q)模型的约束。特别地,我们计算了f(Q)项相对于标准$ΛCDM$演化的冻结温度的偏差,然后我们对$ |\frac{δ{T}_f}{{T}_f}|$施加观测界以提取对所考虑模型的参数的约束.对于多项式模型,我们证明了指数参数应该是负的,而对于幂指数模型和新的双曲正切幂模型,我们发现它们平凡地通过了BBN约束。最后,我们研究了两个类似DGP的$f(Q)$模型,并提取了它们的模型参数的界。由于许多引力修正虽然能够描述宇宙的晚期演化,但在早期产生了太多的修正,从而无法通过BBN对抗,因此$f(Q)$引力可以安全地通过BBN约束的事实是这种修正引力类的一个重要优势。
2022-05-23 astro-ph.CO gr-qc
Big Bang Nucleosynthesis constraints on $f(T,T_G)$ gravity
我们面对的是$f(T,T_G)$引力,以及大爆炸核合成(BBN)的要求。前者是使用扭转标量,以及远程平行等效的高斯-邦纳项,在拉格朗日,导致修改后的弗里德曼方程,其中额外的扭转项构成一个有效的暗能量部门。我们计算了冻结温度$T_f$的偏差,与$Λ$ CDM范式相比,由额外的扭转项引起的。然后,我们施加五个特定的$f(T,T_G)$模型,我们提取的约束条件的模型参数,以便比率$|ΔT_f/ T_f|$,以满足观测的BBN界。正如我们所发现的,在大多数模型中,所涉及的参数如预期的那样被限制在它们的广义相对论值周围的窄窗口中,如在幂律模型中,指数$n$需要为$n\lesssim 0.5$。然而,对数模型可以很容易地满足BBN约束的模型参数的大区域。在今后的建模中应考虑这一特点。
2022-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bang Nucleosynthesis constraints on $f(T,L_m)$ gravity
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa(里斯本大学理学院);Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço(空间科学与天体物理研究所)
本文基于大爆炸核合成研究$f(T,L_m)$引力中自由参数的约束,结合核合成条件和观测到的氘和氦-4丰度,探讨了引力修正对早期宇宙的影响。
2026-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the Gravitational Wave Speed in the Early Universe via Gravitational Cherenkov Radiation
本文研究早期宇宙修正引力中原初等离子体通过引力切伦科夫辐射产生遗迹引力波背景的机制,并结合大爆炸核合成约束推导出对早期引力波速度的限制。
2025-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bang Nucleosynthesis Hunts Chameleon Dark Matter
我们研究了大爆炸核合成(BBN)时期$F(R)$引力中的变色龙场暗物质,被称为\textit{scalaron}。通过引入$R^{2}$修正项来解决$F(R)$引力的奇异性问题,我们首次发现,在早期宇宙中,标量子动力学是由$R^{2}$项和变色龙机制共同控制的,这使得标量子物理模型与低能标度修正无关.在可行的$F(R)$暗能量模型,包括$R^{2}$校正,我们的分析表明,标量普遍演变的方式与反弹振荡的低能量修改的后期宇宙加速无关。因此,我们发现在BBN时代的标量质量的一个普遍的约束,反映在约束的耦合强度的$R^2$条款,这原来是更严格的比一个来自第五力实验。然后表明,标量子在BBN时代自然地产生足够小的波动,因此可以避免最新的普朗克2018数据所放置的当前BBN约束,并且还可以具有足够大的灵敏度以被BBN捕获,对轻元素丰度以及重子数密度分数进行更准确的测量。
2020-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis constraints on Barrow entropy
我们使用大爆炸核合成(BBN)的数据,以施加约束的巴罗熵的指数。后者是一种扩展的熵关系,它是由量子引力对黑洞结构的影响所引起的,并由新的参数$Δ$有效地参数化。当考虑在宇宙学框架下,并根据引力热力学猜想,巴罗熵导致修改宇宙学的情况下,弗里德曼方程包含额外的条款。我们对BBN时代进行了详细的分析,并计算了冻结温度与标准宇宙学结果的偏差。我们使用观测确定的$ |\frac{δ{T}_f}{{T}_f}|$上界,以提取上界的$Δ$。我们发现,Barrow指数应该在$Δ\lesssim 1.4\times 10^{-4}$的范围内,以便不破坏BBN时期,这表明标准的Bekenstein-Hawking表达式的变形应该很小。
2020-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bang Nucleosynthesis constraints on the Energy-Momentum Squared Gravity: The $\mathbb{T}^{2}$ model
本文利用大爆炸核合成的最新观测约束,限定能量-动量平方引力模型中弗里德曼方程的修正项,报告了相对于标准宇宙膨胀速率的允许偏差。
2025-02-25 astro-ph.CO gr-qc nucl-th
Constraints on Spatial Curvature and Dark Energy Dynamics in the $w$CDM Model from DESI DR1 and DR2
Indira Gandhi University(英迪拉甘地大学);Gurugram University(古尔冈大学);GLA University(GLA大学)
研究利用DESI DR1和DR2数据,结合其他观测数据,探讨了$w$CDM模型中空间曲率和暗能量动态的约束,发现暗能量EoS参数偏离真空能情景,支持quintessence区域。
2025-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological consequences of a scalar field with oscillating equation of state. IV. Primordial nucleosynthesis and the deuterium problem
我们研究了Tián [arXiv:1912.13208,Phys. Rev. D 101,063531(2020)]提出的分步标量场模型中的原始核合成(BBN),该模型为宇宙学符合问题提供了一个多加速宇宙解,并预言即使在早期宇宙中,标量场也可能是不可忽略的.观测到的轻元素丰度可以用来约束BBN时代的标量场的能量密度。我们提出了一个公共的\texttt{Matlab}代码来实现分步标量场模型中的BBN计算。我们表明,该模型可以生存的BBN约束。特别是,这个模型结合了一个新的解决方案,可能的氘问题:非常早期的暗能量,出现在年底的BBN。此外,BBN约束,以及来自宇宙晚期加速的约束,表明宇宙在辐射时代以混沌加速的方式演化,而不是振荡的标度方式。
2023-02-24 gr-qc
New late-time constraints on $f(R)$ gravity
本文利用 BAO+BBN 与 PantheonPlus 等最新晚期数据约束 Hu-Sawicki 和 Starobinsky $f(R)$ 模型,发现二者在 95% 置信水平下均与广义相对论一致。
2023-07-13 astro-ph.CO gr-qc
Hu-Sawicki $f(R)$ Gravity in a Non-Flat Universe: Constraints from DESI-DR2, BBN, and Type Ia Supernovae
Indira Gandhi University(英迪拉·甘地大学);Gurugram University(古尔冈大学);GLA University(GLA大学)
本研究在非平坦宇宙背景下用 DESI-DR2、BBN 和四组超新星数据约束 Hu-Sawicki $f(R)$ 引力,发现其可作为 $\Lambda$CDM 的统计可行替代,且曲率限制依赖于引力模型。
2026-09-17 gr-qc
Big Bang nucleosynthesis in scalar tensor gravity: the key problem of the $^7$Li abundance
结合其他CMB实验,WMAP巡天提供了对宇宙重子密度的准确估计。在标准的大爆炸核合成(BBN)框架中,这样的重子密度导致对$^{4}$ He和D的原始丰度的预测与观测结果非常一致。然而,它也导致预测和观察到的原始丰度的$^{7}$锂之间的显着差异。这种差异通常被称为“锂问题”。在本文中,我们分析了这个问题的标量张量引力理论的框架。它表明,宇宙的膨胀比广义相对论在BBN之前稍慢,但在BBN期间更快,解决了锂问题,并导致$^4$ He和D原始丰度与观测约束一致。这种行为在众多的标量张量模型中得到,无论是有还是没有标量场的自相互作用势。在具有自相互作用标量场的模型中,由于在辐射主导时期开始工作的吸引机制,可以无条件地确保向广义相对论的收敛。
2006-11-20 astro-ph gr-qc
Constraints On Scalar-Induced Gravitational Waves Up To Third Order From Joint Analysis of BBN, CMB, And PTA Data
本文联合BBN、CMB与PTA数据研究二阶和三阶标量诱导引力波,给出原初曲率谱振幅与峰值频率限制,并指出三阶引力波在较大振幅下贡献更显著。
2024-01-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
New cosmological constraints on $f(T)$ gravity in light of full Planck-CMB and type Ia supernovae data
我们在扭转引力修正广义相对论的背景下研究了两个新的观测视角,即,$f(T)$重力:i)我们利用超新星距离模关系中牛顿常数随时间变化所激发的Ia型超新星的Pantheon数据,发现与重子声学振荡(BAO)和大爆炸核合成(BBN)的联合分析,即Pantheon+BAO+BBN,提供了对理论的有效自由参数的约束,以与$Λ$ CDM预测良好兼容;(2)在线性微扰的水平上给出了$f(T)$引力的框架,并给出了唯象函数,即有效引力耦合$μ$和光偏转参数$Σ$,它们通常用于分别将物质密度对比度与透镜和牛顿势相关联的泊松方程的可能修改参数化。我们使用普朗克2018年发布的宇宙微波背景(CMB)数据集来约束$f(T)$幂律引力和$Λ$ CDM模型的自由参数。我们发现,CMB数据,其联合分析与万神殿和BAO数据约束的$f(T)$幂律重力情景实际上是无法区分的$Λ$ CDM模型。在宇宙学水平上,我们得到了$f(T)$幂律引力场的最强极限。
2023-03-19 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave constraints on the observable inflation
在大爆炸核合成(BBN)期间,早期宇宙中产生的引力波(GW)对相对论自由度$N_{\rm eff}$的数量有贡献。通过使用对$N_{\rm eff}$的约束,我们提出了一个新的界限,宇宙可以有多大的视界出口之间的最大可观测尺度的今天和通货膨胀的结束膨胀。我们讨论了通货膨胀模型的影响,并展示了新的约束条件如何影响模型的选择。我们还讨论了当前和计划中的GW天文台(如LIGO和LISA)的敏感性,并表明它们可能施加的约束总是比BBN约束不那么严格。
2020-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic relic abundance and f(R) gravity
利用PAMELA(Payload for Antimatter-Matter Exploration and Light-nucleus Astrophysics)实验获得的最新数据,评述了$f(R)$引力的宇宙学后果。这项合作报告了过量的正电子事件,这些事件无法用传统的宇宙学和粒子物理学来解释,通常被归因于暗物质的存在(特别是弱相互作用的大质量粒子)。PAMELA数据的暗物质解释激发了对替代宇宙学模型(相对于标准宇宙学)的研究,因为它们预测哈勃膨胀率的增强,以这种方式产生具有更大遗迹丰度的热遗迹。我们的分析表明,$f(R)$宇宙学允许解释PAMELA之谜的暗物质遗迹粒子的顺序或小于$10^2$ GeV的制度$ρ^c \lesssim ρ^m $,其中$ρ^c$是曲率密度和$ρ^m$辐射密度。对于模型$f(R)=R+αR^n$,则可以得出结论,$n\simeq 1$和相对于广义相对论的小修正确实可以导致解决实验结果。然而,其他有趣的宇宙学模型可以考虑在前BBN时代的BBN约束放松。在这种情况下,PAMELA数据可以适合更大类的$f(R)$模型。
2012-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the Tilted Dipole Cosmology with Primordial Nucleosynthesis and Baryogenesis
Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基础科学研究所);Damghan University(达姆甘大学);Khazar University(哈萨尔大学)
该研究用BBN和GB分析倾斜偶极宇宙学,约束辐射倾斜参数βᵣ,BBN给出|βᵣ|的2σ上限,GB则给出更严格的|βᵣ^BBN|≲10⁻⁸,且锂-7问题相关βᵣ值被排除。
2026-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The new higher-order generalized uncertainty principle and primordial big bang nucleosynthesis
本文基于新的高阶广义不确定性原理推导修正的弗里德曼方程,研究其对原初大爆炸核合成的影响,并利用轻元素丰度观测约束形变参数,发现参数可正可负。
2024-11-20 gr-qc
Viability of Big Bang Nucleosynthesis in Some Generalized Horizon Entropies
Dibrugarh University(迪布鲁加尔大学);Silapathar College(西拉帕塔尔学院)
本文探讨了基于广义地平线熵的宇宙模型在大爆炸核合成约束下的可行性,发现冻结条件是最严格约束,氦和氘丰度一致,锂问题归因于宇宙锂问题,晚期加速参数符合BBN限制。
2026-04-21 gr-qc
Probing Primordial Cosmology Through BBN Observational Constraints Under Extended Gravitational Dynamics
University of Okara(奥卡拉大学);University of Management and Technology(管理与技术大学);Princess Nourah bint Abdulrahman University(公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学)
研究通过$f(R,G,\mathcal{T})$引力框架探索原初宇宙学,利用大爆炸核合成,通过对$\left|\Delta T_f/T_f\right|$和$Y_p$的观测限制分析四个代表性模型,确定参数区域,显示该引力与原初轻元素丰度观测一致。
2026-07-21 gr-qc
Testing a Dilaton Gravity Model using Nucleosynthesis
大爆炸核合成(BBN)是目前Lambda CDM宇宙学的最严格证据之一,也是宇宙微波背景(CMB)辐射的最严格证据。在这项工作中,我们的主要目的是提出我们的计算结果有关的原始丰度的轻元素,在高维稳态宇宙模型的背景下,在介子引力。结果表明,在某些情况下,轻元素(原始D,3 He,4 He,T,7 Li)的丰度存在显著差异,并根据天体物理观测结果,对一个特殊的强子引力模型和Lambda-CDM模型进行了比较.
2014-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the Strength of Primordial Magnetic Fields from Big Bang Nucleosynthesis Revisited
本文详细讨论了原初磁场对大爆炸核合成的影响,包括磁场几何和反常磁矩的讨论。磁场的存在通过以下方式影响BBN:(1)增加弱反应速率;(2)由于电子相空间的变化而增加电子密度;以及(3)由于磁场能量密度和修改的电子能量密度两者而增加宇宙的膨胀速率。在考虑的效应中,由于磁场能量引起的膨胀率的增加对于BBN的利益是最重要的。核合成结束时的允许磁场强度(0.01 MeV)约为$2 \times 10^{9}$ G,对应于磁场能量密度的上限约为中微子能量密度($ρ_B \le 0.28 ρ_ν$)的28%。
1996-06-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraints on a Bianchi type I spacetime extension of the standard $Λ$CDM model
我们认为最简单的各向异性推广,作为一个修正,标准的$Λ$ CDM模型,通过取代空间平坦的罗伯逊-沃克度规的比安奇I型度量,这带来了一个新的术语$Ω_{σ0}a^{-6}$(模仿刚性流体)的平均膨胀率$H(a)$的宇宙。从哈勃和万神殿的数据,有关的晚期宇宙($z\lesssim 2.4$),我们得到的约束$Ω_{\sigma0}\lesssim10^{-3}$,在模型无关的约束。当包括重子声学振荡和宇宙微波背景(CMB)数据时,约束改善了12个数量级,即,$Ω_{\sigma0}\lesssim10^{-15}$。我们发现,这种约束既不能改变物质辐射等性红移,也不能改变物质微扰的峰值。在要求膨胀各向异性对标准大爆炸核合成(BBN)没有显著影响的条件下,我们找到了约束$Ω_{\sigma0}\lesssim10^{-23}$ .我们明确地表明,从BBN的约束使膨胀各向异性无关,使一个显着的变化,在CMB四极温度,而从宇宙学数据在我们的模型中的约束提供的温度变化高达$\sim11\, \rm mK$,虽然它是远远超过CMB四极温度。
2019-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Testing spatial curvature in an anisotropic extension of $w$CDM model with low redshift data
本研究利用多组低红移观测数据,约束带空间曲率的Bianchi I型各向异性扩展$w$CDM模型,发现各向异性量级约$10^{-13}$,不同数据组合对宇宙空间曲率的结论存在差异,且均支持暗能量的精质形式。
2024-05-19 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Nucleosynthesis in the Precision Cosmology Era
原始核合成提供了宇宙早期演化的一个探测器。考虑到探索宇宙的组成、结构和最近的演化的进展,现在是时候回顾大爆炸核合成(BBN)的现状,并将其预测以及由此产生的限制与那些来自宇宙演化后期独立观测的限制进行比较。在概述了早期宇宙中控制元素合成的关键物理之后,给出了宇宙学和粒子物理学的标准模型中BBN的预测,以及一些非标准模型中的预测。描述了用于推断原始丰度的观测数据,强调了精确度和准确度之间的区别。观测推断的遗迹丰度与预测的丰度进行比较,测试BBN的内部一致性,并使BBN推断的约束条件与来自宇宙背景辐射和大尺度结构数据的比较。通过这些比较,我们确认了一个成功的标准模型,并对粒子物理学和宇宙学的标准模型之外的物理学提出了限制(或暗示)。
2007-12-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Big bang nucleosynthesis constraints on scalar-tensor theories of gravity
我们调查BBN在标量张量引力理论与任意物质耦合和自相互作用势。我们首先考虑一个无质量的介子与物质的二次耦合的情况。我们执行一个完整的数值积分的演变的标量场和计算得到的轻元素丰度。我们详细地论证了辐射主导宇宙中粒子质量阈值对标量场演化的重要性。我们还考虑了这个模型的最简单的扩展,包括一个宇宙学常数在约旦或爱因斯坦框架。
2006-01-13 astro-ph gr-qc hep-ph