一个新的 f(R) 引力模型及其引力波性质

在本文中，我们引入了一个新的 $f(R)$ 引力模型，试图获得一个具有更多参数控制能力的模型，从而可通过用近期观测数据适当约束该模型，用以解释现存问题并探索引力物理的新方向。这里的基本目标是研究该新模型中引力波（GWs）的性质。在 $f(R)$ 引力度规形式下，该模型与其他 $f(R)$ 引力模型一样显示出标量自由度的存在。因此，理论中存在着引力波的标量偏振模式。该偏振模式以混合态存在，其中一种是无迹非零的横向无质量呼吸模式，另一种是有质量纵向模式。纵向模式由于有质量，其传播速度小于广义相对论（GR）中常见的张量模式。此外，为更好地理解该模型，我们研究了标量引力子在 Jordan 标架和 Einstein 标架下的势与质量。该模型可通过太阳系检验并能解释原初及当前的暗能量。同时，我们对模型给出了约束。研究发现，模型所预言的某一质量标度下第三偏振模式的相关函数与脉冲星计时阵列近期数据吻合良好。看来这一新模型有助于处理天体物理与宇宙学领域中的若干现存问题。