Stability of cosmic structures in scalar-tensor theories of gravity
本文研究了一个以两个自由参数为特征的标量-张量引力理论的具体模型，并将它的预言与来自超新星、太阳系实验以及宇宙结构稳定性的观测数据和约束条件进行了比较。首先，在背景水平下获得精确的解析解。然后使用该解计算转弯半径的表达式。最后，我们以图形方式显示当前数据和限制如何限制模型的参数。
2018-01-10 astro-ph.CO
Fab 5: Noncanonical Kinetic Gravity, Self Tuning, and Cosmic Acceleration
我们调查的情况下，人们可以概括Horndeski的最一般的标量张量引力理论。具体地说，我们证明了一个非线性的纯动力学引力项的组合可以产生一个加速的宇宙，而无需额外的传播自由度的宇宙学背景，并表现出自我调整，使一个大的宇宙学常数的控制。这种非线性的方法导致新的属性，可能是有益的探索重力的行为。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Categorizing models using Self-Organizing Maps: an application to modified gravity theories probed by cosmic shear
本研究提出用自组织映射（SOM）映射物理模型与可观测量的关联，将其应用于宇宙剪切探测的修正引力理论，发现不同模型参数下的剪切特征差异，为星系巡天检验相关理论提供支撑。
2023-06-07 astro-ph.CO
Pure kinetic k-essence as the cosmic speed-up
在本文中，我们考虑了三种类型的k-本质。这些k-本质模型以参数形式表示。得到了相应运动方程的精确解析解，并证明了这些解的k-本质模型能引起宇宙加速。
2011-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic voids and the kinetic analysis. IV. Hubble tension and the cosmological constant
本文用Vlasov动力学方法研究晚期宇宙结构形成，通过引入含宇宙学常数斥力项的引力势解决哈勃张力，并解释空洞与墙结构的形成机制。
2025-01-23 astro-ph.CO gr-qc
Measuring cosmic filament spin with the kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
星系际暗条的自旋已经通过模拟得到了预测，并得到了星系红移观测中红移空间暗条形状的初步证据的支持：通常，暗条在其轴的一侧发生红移，而在另一侧发生蓝移。在这里，我们调查是否灯丝自旋可以有一个可测量的动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）信号，从CMB光子被散射移动电离气体，这种纯速度信息是互补的灯丝红移空间形状。我们建议结合星系红移巡天和宇宙微波背景实验来测量kSZ偶极子。我们的S/N分析首先基于现有的灯丝目录，并结合普朗克数据。然后，我们调查的可探测性的kSZ偶极子使用DESI或SKA-2与下一阶段的CMB实验相结合。我们发现，气体晕的灯丝星系共同旋转的灯丝诱导一个更强的kSZ偶极子信号比从弥漫的对流气体，但这两个信号似乎太小，在近期的调查，如DESI+未来的CMB实验检测。但SKA-2与未来CMB实验的结合可以提供超过10个$σ$的检测。增益主要来自增加的面积重叠和增加的灯丝数量，但在未来的CMB实验中，低噪声和高分辨率对于捕获来自天空中小灯丝的信号也很重要。这些信号的成功探测将有助于发现大尺度结构中的重磁效应，并进一步加深我们对宇宙网中重子的认识。
2022-12-28 astro-ph.CO
Analytical reconstruction of equivalent purely kinetic k-essence description for $c_s^2(w)$ barotropic fluid models
本文提出一种新的解析重构方法，用于寻找声速平方为状态方程参数函数的宇宙正压流体模型的等效纯动能 k-essence 表述，并探讨其在理解宇宙演化和暗部统一模型中的应用。
2025-01-31 astro-ph.CO
Power Spectra beyond the Slow Roll Approximation in Theories with Non-Canonical Kinetic Terms
我们推导了在两个暴胀子场和非正则动力学项的理论中暴胀结束时的功率谱的解析表达式。我们发现超越慢滚近似是必要的，并且非正则项的性质对暴胀结束时的最终功率谱有重要影响。我们研究了五个模型的数值计算，并发现与我们的分析结果非常吻合。我们的研究结果强调了这样一个事实，即在来自宇宙学观测的高精度数据时代，超越慢滚近似是很重要的。
2014-07-23 astro-ph.CO hep-th
Subtracting the kinetic Sunyaev-Zeldovich effect from the cosmic microwave background with surveys of large-scale structure
本文提出“de-kSZing”方法，通过大尺度结构巡天构建模板并从CMB图中减去部分kSZ信号，预测了多种巡天的效率（10-20%）及其在宇宙学约束中的应用潜力。
2023-04-06 astro-ph.CO
Design of Dual-Polarization Horn-Coupled Kinetic Inductance Detectors for Cosmic Microwave Background Polarimetry
绘制宇宙微波背景的偏振图，正在产生关于宇宙起源、宇宙再电离和宇宙结构增长的令人兴奋的数据。千像素阵列代表了目前的技术水平，但需要在探测器技术方面取得进展，以实现未来测量所需的更大探测器阵列。在这里，我们提出了一种设计单波段双极化动力学电感检测器（KID）在20%的带宽集中在145，220和280 GHz。检测和读出系统几乎与最近由一些作者建造和测试的成功的光子噪声限制的铝集总元件KID相同。制作大型焦平面阵列的馈电喇叭和四分之一波长backshorts只需要传统的精密加工。由于探测器和读出线仅由SOI晶片上的单个图案化铝层组成，因此可以在商业上或在标准的大学洁净室中构建探测器阵列。
2015-03-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmic evolution in DHOST theories with scaling solutions
我们研究宇宙演化的动力学分析中的退化高阶标量张量（DHOST）理论的基础上的不动点。我们考虑了引力波传播速度等于光速，张量扰动不衰减为暗能量扰动，并且存在标度解的DHOST理论.与宇宙晚期加速有关的标度不动点可以是稳定的，也可以是鞍形的，这取决于理论中的参数。在一定的参数范围内，该标度不动点和场支配不动点可以同时稳定。在物质支配过程中，宇宙演化将根据理论中标量场的时间导数的符号而到达标度吸引子或场支配吸引子。如果偏离爱因斯坦引力理论太大，暗物质的密度参数在到达标度吸引子之前可能大于1。对于这个DHOST理论，尽管引力是用不同的理论描述的，但$ϕ$ -物质主导历元（$ϕ$ MDE）和场主导解的稳定性与爱因斯坦引力中的耦合暗能量模型相似.在我们的考虑中，宇宙只能从$ϕ$ MDE区域演化到场主导区域。本文研究了宇宙学扰动中线性量级的鬼不稳定性和梯度不稳定性。不存在梯度不稳定性，但在一定参数范围内可以避免鬼不稳定性。
2022-05-07 astro-ph.CO
Shaken, not stirred: kinetic mixing in scalar-tensor theories of gravity
度规自由度和标量自由度之间的动力学混合是当代标量-张量理论的一个重要组成部分。这通常使得很难理解它们的物理内容，特别是当存在导数混合时，就像Horndeski作用的情况一样。在这项工作中，我们开发了一种方法，允许写一个Ricci曲率自由标量场方程，并讨论了一些这样的改写的稳定性问题的研究中存在的物质，爱因斯坦框架的存在和推广的非正式屏蔽机制的优点。对于四次Horndeski理论，这样的过程通常会留下一个剩余的曲率耦合，由Weyl张量给出。这就产生了一个二元分类的标量张量理论到搅拌理论，其中曲率可以取代，和动摇的理论，其中剩余耦合曲率仍然存在。值得注意的是，我们发现广义DBI Galileons属于第一类。最后，我们讨论动力学混合五次理论的非线性混合项出现，并在最近提出的理论超越Horndeski显示一种新的形式的动力学混合，其中的场方程是来源于衍生物的能量动量张量。
2015-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An equation of state for purely kinetic k-essence inspired by cosmic topological defects
我们研究了一个纯动力学k-本质模型的物理性质，该模型具有超导膜中激发的状态方程。我们计算了状态方程参数$w$，并通过非线性状态方程讨论了它的物理演化。利用绝热的声速和能量密度，我们限制了模型的参数范围，以便具有可接受的物理行为。此外，我们还分析了光度距离$d_{L}$随红移$z$的演化，并与$Λ$ CDM模型进行了比较（归一化）。由于状态参数的方程是$z$依赖的光度距离的演变也分析了使用Alcock-Paczyrobski测试。
2016-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measuring cosmic bulk flow with kinetic Sunyaev-Zel'dovich velocity reconstruction
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, York University（约克大学物理与天文学系）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo（滑铁卢大学滑铁卢天体物理中心）
本文利用动能太阳质子-泽尔德维奇效应重建速度，测量大尺度宇宙流体运动，发现与ΛCDM模型一致，并发现与类星体数计双极测量存在矛盾，同时约束了低红移星系的物质功率谱。
2026-05-12 astro-ph.CO
Adiabatic and isocurvature perturbations in extended theories with kinetic couplings
本文研究具有非正则动力学项的双标量场扩展理论，允许动力学耦合依赖于两个场，发现曲率扰动方程不变而熵扰动有效质量改变，并给出谱指数及其跑动表达式，应用于三个现象学模型。
2023-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big-bang nucleosynthesis and cosmic microwave background constraints on non-minimally coupled theories of gravity
本文证明了在非最小耦合引力理论中，重子光子比$η$在解耦前一般是不守恒的。我们使用大爆炸核合成和宇宙微波背景的重子-光子比$η$的限制，以获得新的约束修改后的重力理论与一个普遍的非最小耦合之间的物质和曲率，表明他们排除了一个特定的类的模型先前考虑在文献中作为替代的暗物质。我们还比较了这些新的约束与从COBE-FIRAS限制CMB光谱失真，突出它们之间的互补性。
2018-07-02 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic voids and the kinetic analysis. III. Hubble tension and structure formation in the late Universe
本文采用 Vlasov 动力学自洽场方法，引入含宇宙学常数排斥项的修正引力势，研究晚期宇宙结构形成，给出半周期引力结构的形成判据与尺度预测，并解释哈勃张力及局域纤维结构的确定性形成机制。
2023-09-21 astro-ph.CO gr-qc
Empirical test for relativistic kinetic theories based on the Sunyaev-Zel'dovich effect
基于Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应的频率依赖性，提出了一种确定星系团内气体（ICG）电子速度（EV）分布函数的新方法.人们普遍认为相对论平衡EV分布是Juttner提出的分布。然而，关于相对论动力学理论的基础有一个持续的争论，其他的分布也被提出。温和相对论性的团内气体（ICG）提供了一个独特的实验室来测试相对论性动力学理论。我们进行了蒙特卡罗模拟，以产生SZ信号从一个单一的温度气体假设的Juttner EV分布，假设百分之几的误差。我们拟合SZ模型的基础上非相对论麦克斯韦，其两个相对论的推广，Juttner和修改的Juttner分布。我们发现，SZ信号中1%的误差足以根据其不同的最佳拟合温度区分这些具有高度显著性的分布。然而，在集群中的任何LOS中，ICG包含温度范围。使用我们的N-体/流体动力学模拟的合并星系团，并假设在SZ测量中的LOS通过弓形激波的误差为1%，我们发现，它是可能的，以区分Juttner和修改的Juttner分布具有很高的意义。我们的研究结果表明，通过拟合SZ数据得出ICG温度，假设不同的EV分布函数，并将其与使用其他观测获得的同一集群中的温度进行比较，将使我们能够区分不同的分布。
2020-09-10 astro-ph.CO
Reionization on Large Scales III: Predictions for Low-ell Cosmic Microwave Background Polarization and High-ell Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Observables
我们提出了新的预测温度（小角度尺度）和极化（大角度尺度）CMB各向异性诱导的再电离（EoR）的时代。使用一种新的方法校准的辐射流体动力学模拟，我们模拟的EoR在大体积（L >~ 2 Gpc/h）的背景下，银河系再电离。我们发现，对于我们研究的参数空间，EoR对动力学Sunyaev- Zel'dovich功率谱（斑块状kSZ）的贡献在ell = 3000时的范围为~0.6 - 2.8 μ K^2。这些不规则的kSZ功率谱是从发现是必要的大的15度X 15度图计算的。减小这些标测图的大小会使整体斑块kSZ功率偏向更高的值。我们发现，对于再电离的平均红移（）和持续时间（dz），在e11 = 3000处的斑片状kSZ功率谱的振幅遵循简单标度D_e11 = 3000^kSZ propto<z>和D_e11 =3000^kSZ propto Delz ^[0.47<z>]。利用<z>WMAP 7年结果的限制和EDGES的dz下限，我们发现在e11 = 3000时kSZ的下限约为0.4 μ K^2。普朗克将从低维偏振功率谱中约束平均红移和汤姆逊光学深度。如果宇宙红外背景和热Sunyaev Zel'dovich效应之间的互相关受到限制，未来对南极望远镜（SPT）和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）的高辐射CMB功率谱的测量应该检测到片状kSZ信号。我们表明，温度和偏振测量的组合约束<z>和dz。补丁k…
2012-11-12 astro-ph.CO
Kinetic Theory and Hydrodynamics of Cosmic Strings
我们进一步发展弦的动力学理论，并推导出一个网络的宇宙弦与Nambu-Goto演化，相互作用和背景引力效应考虑的输运方程。我们证明了一个H定理，并得到了热力学平衡的充分必要条件。在最低阶的平衡估计的von Mises-Fisher分布参数化的平均方向和分散的右，左移动的切向量。在局部平衡的假设下，我们导出了一套完整的流体动力学方程，它支配着弦在大尺度上的演化。我们还认为，在小尺度上的局部平衡的假设将打破，和非平衡稳态，所描述的Sinai-Ruelle-Bowen分布，而不是应该使用。
2013-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing modified gravity in cosmic filaments
为了理解宇宙加速膨胀的本质，在文献中提出了对广义相对论（GR）的多种修正。然而，到目前为止，GR的所有预测都得到了证实，准确性不断提高。在这项工作中，我们研究了一类特殊的模型的印记-“屏蔽”修改引力理论-宇宙细丝。我们利用$N$ -体代码ISIS/RAMSES来模拟Wavelon模型和Hu-Sawicky $f(R)$模型，并使用DisPerSE对输出进行后处理以识别宇宙网的细丝。我们研究了细丝的整体性质-例如它们的长度，质量和厚度-以及它们的径向密度和速度分布在不同的引力理论下如何变化。我们发现，长丝，平均而言，在修改后的重力模型相比，在$Λ$ CDM更短，更密集。我们还发现，灯丝的速度分布增强，与理论预期一致。总的来说，我们的研究结果表明，宇宙细丝可以是一个有效的补充探测Mpc尺度上的筛选修改引力理论。
2018-09-14 astro-ph.CO
Kinetic Field Theory: Cosmic Structure Formation and Fluctuation-Dissipation Relations
基于Bartelmann等人最近发展的宇宙结构形成动力学场论（KFT）的形式，我们研究了宇宙结构形成中扩散和引力相互作用之间的运动学关系。在这项工作的第一部分中，我们解释了如何在KFT的结构形成的过程可以分为三个过程，粒子扩散，积累的结构由于初始动量相关性和相互作用相对于粒子的惯性运动。我们研究这些过程通过检查时间导数的非线性密度功率谱的玻恩近似。我们观察到，扩散和积累是微妙的平衡，因为高斯形式的初始条件，和净扩散，从增加这两个抵消的贡献，随着时间的推移接近的贡献从相互作用的振幅。这暗示了KFT中扩散和相互作用之间的运动学关系。事实上，在第二部分中，我们表明，系统对任意梯度力的响应直接关系到粒子扩散的运动学波动耗散关系（FDR）的形式的演变。这个结果与相互作用势无关。我们表明，这种关系根源于时间反演对称性的基本生成功能。此外，我们的研究表明，如何FDR起源于纯粹的运动参数可以在远离平衡的理论。
2018-02-23 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
The Kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect as a probe of the physics of cosmic reionization: the effect of self-regulated reionization
本文计算了再电离时期由动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应引起的宇宙微波背景（CMB）温度涨落的角功率谱。我们使用详细的N体+辐射转移模拟遵循星系际介质（IGM）的非均匀再电离。我们首次考虑了再电离的“自我调节”：如果低质量矮星系（10^8 M_ \sun \lesssim M \lesssim 10^9 M_ \sun）或小晕（10^5 M_ \sun \lesssim M \lesssim 10^8 M_ \sun）在已经电离或莱曼-维尔纳离解的区域中形成，那么这些晕就会受到抑制。以前的一些工作表明，从EOR的kSZ功率谱的幅度可以描述由一个两个参数的家庭：半电离的时代和再电离的持续时间。然而，我们认为，这张照片只适用于简单形式的再电离的历史，大致对称的半电离时代。在自我调节的再电离中，宇宙很早就开始电离，在较长的时间内保持低电离水平，然后一旦高质量的原子冷却晕占主导地位就完成再电离。虽然包含自调节仅适度地影响kSZ功率谱的幅度（\sim 10%），但它可以将再电离的持续时间改变两倍以上。我们的结论是，简单的双参数家庭不捕获的物理效果，但复杂的，再电离的历史所造成的自我调节。当添加到后再电离kSZ的贡献，我们的预测总kSZ功率谱低于目前的上限从南极望远镜。因此，从EOR的kSZ效应的当前上限是一致的，与我们的理解的物理再电离。
2013-01-16 astro-ph.CO
Phantom attractors in Kinetic Gravity Braiding theories: a dynamical system approach
本研究采用动力学系统方法重新分析动力学引力编织标量场理论的宇宙膨胀历史，发现平移对称的该类模型除自调节德西特态外，还可能出现对应大撕裂奇点的未来宇宙学奇点，并给出了相关显式例子。
2023-06-16 astro-ph.CO gr-qc
Can galaxy clusters, type Ia supernovae and cosmic microwave background rule out a class of modified gravity theories?
在本文中，我们研究的宇宙学签名的修改后的引力理论，可以写为一个额外的标量场和电磁部分的物质场通常的拉格朗日之间的耦合。在这些框架中，理论的所有电磁部分都受到影响，基本常数、宇宙距离对偶关系和宇宙微波背景辐射（CMB）演化规律的变化都是预期的，并且相互关联。为了寻找这些变化，我们进行联合分析与星系团的角直径距离，Ia型超新星的光度距离和$T_{CMB}(z)$测量。我们得到严格的约束，没有违反标准框架的迹象。
2016-10-31 astro-ph.CO gr-qc
On the Emergence of Accelerating Cosmic Expansion in f(R) Theories of Gravity
我们认为宇宙学模型的引力$f(R)$理论，使用自上而下和自下而上的建设。自上而下的模型是基于罗伯逊-沃克几何，自下而上的结构是通过将受扰动的闵可夫斯基空间的亚视界大小的区域拼凑在一起来构建的。我们的结果表明，这些理论并没有提供一个理论上有吸引力的替代标准的广义相对论宇宙学。我们发现，只有$f(R)$理论，可以承认一个观测上可行的弱场极限具有大规模的扩展，是观测上无法区分的弗里德曼解的广义相对论与$Λ$。这样的理论并不能减轻与$Λ$相关的任何困难，而且在不同时破坏牛顿对小尺度引力的近似的情况下，也不能在宇宙膨胀中产生任何新的行为。
2015-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic voids and the kinetic analysis. II. Link to Hubble tension
本文基于动力学 Vlasov 处理和包含宇宙常数的修正引力势，分析了局部宇宙中空洞及引力结构的形成机制，预测了与全局哈勃流不同的局部哈勃流，为哈勃冲突提供了新视角。
2023-03-11 astro-ph.CO gr-qc
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
Kinetic Decoupling and Small-Scale Structure in Effective Theories of Dark Matter
最小的暗物质坍缩结构或原晕的大小取决于暗物质粒子脱离动力学平衡的温度。动力学退耦过程涉及早期宇宙中暗物质从标准模型粒子上的弹性散射，因此相关的截面与暗物质从原子核上散射（直接探测）的截面密切相关，而且通过交叉对称性，与对撞机上的暗物质对产生和对湮灭的截面密切相关。在这项研究中，我们采用有效的场论方法来计算动力学解耦温度的限制，从而对最小的原晕的大小，从各种直接，间接和碰撞探测粒子暗物质。
2013-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic voids and the kinetic analysis. V. Hubble tension, the cosmological constant and aperiodic filaments
Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Laboratory（阿利哈尼扬国家实验室宇宙学与天体物理中心）；Yerevan State University（埃里温国立大学）；Sapienza Universita di Roma（罗马智慧大学）；Keldysh Institute of Applied Mathematics of RAS（俄罗斯科学院凯尔迪什应用数学研究所）
本文通过Vlasov动力学方法研究局部宇宙结构，揭示哈勃张力源于局部与全球流动的非重合哈勃参数，并提出非周期性结构的形成机制。
2025-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Censorship in Lorentz Violating Theories of Gravity
宇宙审查制度是广义相对论的特例，还是它能在违反等效原理的情况下幸存下来？最近的研究表明，洛伦兹违反爱因斯坦-以太（或霍拉瓦-利夫西茨）理论的奇点可以隐藏在简单黑洞时空的普适视界后面。即使是无限快的信号也无法逃脱这些普遍的视野。对于不可压缩的以太，我们将这个结果推广到3+ 1维动力学或自旋时空，这些时空具有内部的杀戮视界，并表明宇宙视界总是在外部视界和（可能的）内部视界之间形成。这一发现暗示了宇宙审查的概念，因为这些理论中的几何学永远不会超越宇宙视界（避免潜在的奇异内部杀戮视界）。一个令人惊讶的结果是，对于一个旋转的黑洞，有3个不同的可能的静止宇宙视界，其中只有一个与动力学球解相匹配。这激发了超越球对称的爱因斯坦-以太理论中坍缩的动力学研究，这可能揭示球解周围的不稳定性。
2015-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropic power-law inflation in a two-scalar-field model with a mixed kinetic term
我们检查是否扩展的情况下，一个两个标量场模型，其中一个混合动力学项的正则和幻影标量场参与，承认Bianchi I型度量，这是均匀的，但各向异性的时空，作为其幂律解。然后，我们分析了各向异性的幂律解的稳定性，看看这些解决方案是否尊重宇宙无毛猜想或没有在暴胀阶段。此外，我们还将研究一种特殊的情况，即正则场和幻影场的纯动力学项在场方程中完全消失，以再次检验宇宙无毛猜想的有效性。因此，由于相应的各向异性暴胀解的不稳定性，宇宙无毛猜想在这两种情况下总是成立的。
2017-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On cosmic inflation in vector field theories
研究了阿贝尔向量暴胀中的纵向鬼问题。事实证明，在具有三个自由度且没有任何额外（标量）场的洛伦兹不变矢量场论类中，由于拉里·福特的经典解具有极其平坦的势，因此其可能性基本上被耗尽。此外，为了避免严重的梯度不稳定性，还需要满足该势的一个额外条件。同时，一些违反洛伦兹的修改是值得探索的。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kinetic Field Theory applied to Vector-Tensor Gravity
宇宙结构的形成对于宇宙模型的动力学和引力理论都是一个重要的诊断。在这些结构的线性水平上，不同的宇宙学模型和不同的引力理论之间仍然存在某些简并性。因此，研究宇宙结构的非线性、晚期演化，试图解开由宇宙学模型或引力理论本身引起的基本性质，是必不可少的。传统上，非线性宇宙结构的形成是通过计算昂贵的数值模拟来研究的。由于这些不可避免地遭受散粒噪声和太耗时系统地仔细检查大的参数空间的宇宙学模型或基本理论，分析方法需要克服数值模拟的局限性。最近，基于经典粒子系综的运动场论，提出了一种新的分析非线性宇宙结构形成的方法。在此理论下，可以导出一个封闭的、解析的、非微扰的、无参数的宇宙密度微扰非线性功率谱方程，该方程与数值模拟的波数$k\lesssim10\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1}$在红移$z = 0$处的结果吻合得很好。在这封信中，我们第一次研究了替代引力理论对非线性宇宙结构形成的影响，应用这个有前途的新分析框架。作为一个说明性的例子，我们考虑矢量张量理论，它支持非常有趣的各向同性宇宙学的解决方案。
2019-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic structures in Ricci-inverse theories of gravity
本研究针对Ricci-逆修正引力理论提出不可能性定理，证明现有模型无法实现稳定的亚视界弱场极限，并提出新方法构建稳定模型，使其在小尺度上与广义相对论一致。
2024-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Revisiting purely kinetic k-essence
本文通过动力系统方法重新研究纯动能 k-essence，严格证明其无法统一解释暗物质与暗能量，也不足以解释观测到的宇宙结构。
2025-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Kinetically-driven ekpyrosis
我们探讨了标量场通过非正则的动能密度而不是负势驱动外爆收缩的可能性。我们发现，这种动力学驱动的ekpyrosis（“k-ekpyrosis”）可以实现在各种模型，包括标量场理论与幂律，多项式，或DBI样的动力学条款的行动。在这些例子中，ekpyrotic阶段在幂律模型中得到最好的维持，幂律模型可以产生大而恒定的状态方程参数，其次是DBI类模型，它可以表现出类似大状态方程的动态吸引子。我们表明，广泛的理论，包括这些例子，阶段的k-ekpyrosis伴随着前面或并发阶段的superluminality。
2022-08-09 astro-ph.CO gr-qc
Vainshtein screening in Horndeski theories nonminimally and kinetically coupled to ordinary matter
本文研究了Horndeski理论中标量场$ϕ$与普通物质场非极小动力学耦合时的Vainshtein屏蔽机制。描述这种耦合的一般相互作用拉格朗日量的特征在于能量传递$f_1$和动量交换$f_2$。对于处于宇宙学背景之上的球对称位形，我们研究了在线性和非线性区域中相对于标量场扰动的静态扰动。在前一种状态下，只要存在物质耦合或$G_{4,ϕ}$，参数化后牛顿参数通常偏离1。另一方面，在后者的制度，我们表明，非线性自相互作用项的标量场成功地激活Vainshtein机制，即使在存在的耦合$f_1$和$f_2$。引力势恢复了范施泰因半径深处的牛顿行为。同时给出了不改变Vainshtein半径的耦合项的边界。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Steps in Modeling Dark Energy
过去和最近的数据分析给出了暗能量发展的一些线索。考虑到暗能量是一个动态标量场，我们研究了几种不同阶跃的模型：标量势阶跃，动力学项阶跃，能量密度阶跃和状态方程参数w阶跃。这些玩具模型提供了一种可行的机制来产生暗能量的步骤和特征。值得注意的是，一个单一的实数标量可以通过动力学项中的一个步骤动态地穿过w=-1。
2009-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Screening and degenerate kinetic self-acceleration from the nonlinear freedom of reconstructed Horndeski theories
我们以前提出了一个重建Horndeski标量张量理论从线性宇宙学观测。它包括自由的非线性项，可以添加到重建的协变理论，而不影响背景和线性动力学。在讨论了这些校正项的唯一性之后，我们将这种非线性自由应用于一系列不同的应用。首先，我们演示了如何配置的校正项，赋予重建模型的筛选机制，如变色龙，k-mouflage和Vainshtein效应。进一步的推论是存在着一类Horndeski模型，它们在宇宙学扰动中退化到标准宇宙学的任意水平。特别有趣的例子是动力学自加速模型，它模拟了宇宙学常数在任意扰动程度上的动力学。最后，我们将重建方法进一步发展到高阶有效场论的水平，在引力波的光速传播的限制下，每阶引入两个新的自由函数。这些函数以相同的阶数确定线性重构作用中的相应校正项。我们的研究结果使连接的线性宇宙学约束广义修改的重力和暗能量与非线性制度和天体物理探测器的财富即将到来的宇宙学调查数据的更全球性的解释。
2019-02-26 astro-ph.CO gr-qc
Testing gravity theories with cosmic microwave background in the degenerate higher-order scalar-tensor theory
为了检验引力理论，我们在简并高阶标量张量（DHOST）理论框架下研究了宇宙微波背景（CMB）。这一理论框架包括广泛的暗能量模型，如Horndeski理论及其扩展作为某些限制，广义相对论也可以恢复。在这项研究中，为了检验引力理论与CMB，我们制定了引力和物质的线性扰动的理论和它们的有效描述参数的含时有效场论（EFT），$α_i$ $(i=B,K,T,M,H,L)$和$β_i$ $(i=1,2,3)$。基于所得到的DHOST框架，我们开发了一个数值代码来解决玻尔兹曼方程一致。然后，我们显示的角功率谱的CMB温度各向异性，E-模式和透镜势作为示范，并发现表征DHOST理论的参数，$β_1$，提供了更大的修改的频谱，与其他EFT参数相比。我们还显示了结果的情况下，宇宙膨胀以及EFT参数一致确定的一个特定的模型。
2020-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic structures and gravitational waves in ghost-free scalar-tensor theories of gravity
我们研究二次简并高阶标量张量（qDHOST）模型中的宇宙结构，该模型已被提出作为最通用的标量张量理论（直到对标量场的协变导数的二次依赖），它不受幽灵不稳定性存在的困扰。然后，我们研究一个静态的，球对称的对象嵌入德西特时空的qDHOST模型。该模型在宇宙结构内部和外部的Schwarzschild-de Sitter时空中表现出Vainshtein机制的破缺，其中广义相对论（GR）可以在Vainshtein半径内恢复。然后，我们寻找的条件上的参数考虑qDHOST的情况下，确保有效性的Vainshtein屏蔽机制内的对象和最近的GW 170817/GRB 170817 A的约束的引力波的传播速度的履行。我们发现，这两个约束排除了相同的一组参数，对应的拉格朗日是二次的二阶导数的标量场，为移位对称qDHOST。
2017-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Two-body problem in theories with kinetic screening
本研究针对具有动力学屏蔽的平移对称标量-张量理论中的非相对论两体问题，提出基于诺特流霍奇-亥姆霍兹分解的近似方案，发现等质量系统屏蔽效率更高但也存在失效区域，该区域可通过高精度空间加速度计探测。
2023-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dissecting kinetically coupled quintessence: phenomenology and observational tests
我们研究了一个相互作用的暗能量模型，该模型允许标量场的动力学项通过幂律相互作用耦合到暗物质。该模型的特点是在早期的缩放解决方案，这是高度感兴趣的，以减轻巧合的问题，其次是一段时间的加速膨胀。我们讨论的背景演化和线性标量扰动的现象学，我们确定可测量的签名的耦合在黑暗的部门对宇宙微波背景，透镜势自相关和物质的功率谱。我们还利用宇宙微波背景温度、极化和透镜效应、重子声振荡和超新星的数据进行了参数估计分析。我们发现暗区之间的耦合强度受参数$α$的调节，被约束为$10^{-4}$阶。模型选择分析未显示$Λ$ CDM和动力学模型之间的统计偏好。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Testing theories of Gravity and Supergravity with inflation and observations of the cosmic microwave background
爱因斯坦引力理论的许多扩展已经被研究并提出了各种动机，如对引力的量子理论的追求，以扩展太阳系，银河系和宇宙学尺度观测中的异常。这些推广包括增加Ricci曲率的更高次幂$R$，将Ricci曲率与$R$的标量场和广义函数耦合.此外，当从超引力（SUGRA）的角度来看，这些理论中的许多可能源于不同框架下解释的同一SUGRA理论。因此，SUGRA是一个很好的框架，可以用来组织和推广超越广义相对论的引力理论。所有这些理论当应用于暴胀（早期宇宙的快速膨胀，其中可能产生原始引力波，并且可能仍然可以通过它们留下的印记或今天仍然存在的涟漪来检测）时，可以在宇宙微波背景辐射温度和偏振各向异性中具有明显的特征。本文对宇宙学标准模型（$Λ$ CDM）、暴胀和宇宙学扰动理论作了详细的讨论。本文综述了爱因斯坦广义相对论以外的引力理论，特别是由SUGRA产生的引力理论，并在暴胀的背景下研究了这些理论的结果，并从普朗克、凯克/BICEP等观测实验中对这些理论及其参数进行了界定。在不久的将来，在CMB观测和来自LHC等对撞机的新数据中测试这些理论的可能性，为构建粒子物理学和广义相对论的可验证模型提供了一个独特的机会。
2016-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Kinetic Field Theory: Higher-Order Perturbation Theory
本文详细阐述了动力学场论（KFT）的形式主义，着重讨论了观测量的微扰确定。KFT是一种基于经典力学路径积分公式的统计非平衡经典场论，采用量子场论中发展起来的强大技术来描述经典系统。与以前的KFT工作不同，我们在最后一步对初始条件的概率分布进行积分。这显著提高了微扰处理的清晰度，并允许对中间结果进行物理解释。我们给出了一个介绍的一般框架，但专注于相互作用的$N$体系统的应用程序。专门的结果，宇宙结构的形成，我们再现的线性增长的宇宙密度波动功率谱的所有尺度上，从微观，牛顿粒子动力学单独。
2022-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Late time cosmic acceleration: ABCD of dark energy and modified theories of gravity
本文简要回顾了暗能量标准知识存在的问题和前景，并注意到宇宙学常数问题往往被过分强调。为了使讨论具有针对更广泛受众的教学性，我们在几个地方避免了技术复杂性，并采用了基于物理感知的启发式论点。我们提出了基于变色龙机制和Vainshtein筛选的修正理论的基本思想。我们给出了最近研究的无鬼非线性大质量引力的一个清晰的例子。我们再次牺牲了严谨性，局限于导致$dRGT$公式化的基本思想。评论结束时，简要讨论了理论应用于宇宙学的困难，乐观地认为，一个一致的解决方案的问题是指日可待。
2015-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Birefringence by Dark Photon
本文研究了CMB光子与双折射暗光子间的动力学混合，发现该机制使暗光子的双折射传播至CMB光子并产生各向异性，同时揭示了动力学混合在生成CMB圆偏振和谱畸变中的关键作用。
2024-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Robustness of kinetic screening against matter coupling
在标量-张量引力理论中研究了在作用量和物质耦合中具有一阶导数自相互作用的中子星解。我们评估的鲁棒性的动力学屏蔽机制，目前在这些理论对一般的共形耦合的问题。后者包括导致经典Damour-Esposito-Farèse标量化的标量化，以及依赖于标量场动力学项的标量化。我们发现，动力学屏蔽总是战胜标量化，并与物质的动力学耦合增强抑制标量梯度内的恒星甚至更多，而不依赖于非线性制度。微调的动力学耦合与衍生的自相互作用的行动允许一个部分取消后者，导致在恒星内部的动力屏蔽减弱。这种效应代表了一种打破物质源内部屏蔽机制的新方法，并提供了可能通过天体物理观测进行测试的新特征。
2023-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
K-Oscillons: Oscillons with Non-Canonical Kinetic Terms
振荡子是长寿命的、定域的、振荡的标量场配置。在这篇工作中，我们导出了在具有非正则动力学项的标量场理论中小振幅介子存在的条件（并提供了解）。虽然在正则情况下已广泛研究了介子，但这是在非正则动力学项的标量场理论中介子的第一个例子。特别是，我们证明了仅由非正则动力学项支持的非线性项的存在，而不需要任何非线性项的潜力。在小振幅的限制，我们提供了一个明确的条件，他们的稳定性在d+1维对长波长扰动。我们发现，当d > 2时，存在一个长波长的不稳定性，它会导致小振幅的声子的径向坍缩。
2013-07-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Observational Constraints on Kinetic Gravity Braiding from the Integrated Sachs-Wolfe Effect
积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应和大尺度结构（LSS）之间的互相关是约束暗能量和其他引力理论的有力工具。本文从ISW-LSS互相关中得到了动力学重力辫状的观测约束。我们发现，动力学重力编织模型中的晚期ISW效应在很宽的参数范围内与大尺度结构反相关，这清楚地表明了如何利用ISW效应将修正的重力理论与LCDM模型区分开来.除了基于具体模型的分析，我们调查了未来的前景，ISW-LSS互相关使用修改后的重力模型的唯象参数化。
2012-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the cosmic convergence mechanism of the massless dilaton
在[Damour & Nordtvedt，Physical Review Letters，70，15]中讨论的标量-张量理论的收敛机制在随后的几篇论文中被应用到了类牛顿理论。在目前的通信，我们表明，一个不幸的假设，在这些研究中，导致标量场方程不适合的研究的介子场。修正后的标量场方程一般会改变这些研究的数值结果，但有时甚至会改变它们的定性结果。因此，目前的结果要求对该主题进行新的研究。另一方面，我们的结果表明，在[Minazzoli & Hees，Physical Review D，88，4]中提出的弦启发的理论是自然的解决方案的基本耦合常数在宇宙晚期的有效恒定性的问题，而它需要较少的微调比其他无质量的介子或通常的恒星张量理论。
2014-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology in beyond-generalized Proca theories
超广义Proca理论是二阶有质量矢量张量理论（简称广义Proca理论）的推广，除了两个张量极化外，还具有两个横向矢量模和一个纵向标量。即使有这种扩展，传播的自由度保持不变的各向同性的宇宙学背景下没有奥斯特罗格拉茨基不稳定性。我们研究的宇宙学超越广义普罗卡理论，特别注意后期宇宙加速的动力学和观测结果。我们推导出避免鬼和张量，矢量和标量扰动的不稳定性的条件，并讨论可行的参数空间在具体的模型，允许暗能量状态方程小于$-1$。这些扰动的传播速度受到超出广义Proca理论域的修改。标量和物质声速之间存在混合，但这种混合在宇宙膨胀历史的大部分时间里都被抑制，而不会引起新的不稳定性。另一方面，我们发现，衍生的相互作用所产生的超越广义普罗卡理论引起了重要的修改宇宙的增长历史。由于引力相互作用的实现弱于广义Proca理论，物质扰动的增长率可以与红移-空间畸变数据相容。因此，有可能将超越广义Proca理论中的暗能量模型与广义Proca理论中的对应物以及与$Λ$ CDM模型区分开。
2017-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
