非最小化曲率-物料耦合的修改引力:引发粒子创建的框架
广义相对论与量子宇宙学
2025-10-29 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
具有非最小化耦合的修改引力理论提供了一种解决暗能量和暗物质的引人注目的替代方案,通过在物料和曲率不变式之间引入显式的相互作用。此类相互作用的两个主要后果是额外力的出现以及能量-动量张量的非守恒,这可以被解释为物料与几何之间的能量交换。通过采纳这种解释,我们可以利用许多不同的方法来研究引发粒子创建的现象。其中一种方法依赖于开放系统不可逆热力学的正式。通过考虑该理论的标量-张量表述,我们推导出相应的粒子创建率、创建压力和熵产生,证明通过负创建压力实现的不可逆粒子创建可驱动late-time de Sitter加速,这为宇宙常数提供了天然的替代方案。此外,我们证明了热力学第二定律的普遍化形式成立:总熵(来自visible horizon和封闭物料)单调增加并在de Sitter阶段趋于饱和,这对允许的粒子生产动力学施加了约束。此外,我们还简要回顾了其他物料创建过程的理论描述。具体而言,我们考虑基于玻尔兹曼方程和量子方面方法的方案,并讨论了Klein-Gordon方程的推广以及在时变引力场中进行量子化的问题。
引用
@article{arxiv.2510.24371,
title = {Modified Gravity with Nonminimal Curvature-Matter Couplings: A Framework for Gravitationally Induced Particle Creation},
author = {Francisco S. N. Lobo and Tiberiu Harko and Miguel A. S. Pinto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24371},
year = {2025}
}
备注
29 pages. Published in Universe, as part of the Special Issue: "The 10th Anniversary of Universe: Standard Cosmological Models, and Modified Gravity and Cosmological Tensions"