修正引力理论：为何、如何与是什么？

广义相对论（GR）已通过 Advanced LIGO 与 Advanced Virgo 探测器对双黑洞与双中子星并合引力波的直接探测得到证实。这些探测确认了 GR 的预言，并提供了恒星级黑洞（BH）存在的首个直接证据。然而，BH 中心奇点的出现表明 GR 因等效原理在奇点处失效而不适用。这些奇点的存在表明 GR 不可能是一个普适的时空理论。在低能极限下，$\Lambda$CDM 模型面临的理论与观测挑战也表明我们可能不得不超越 GR 作为引力的底层理论。与场方程仅含至多二阶导数的 GR 不同，带有高阶导数 Ricci/Riemann 张量引力模型的修正理论包含了高阶导数。因此，人们预期 GR 与修正理论间存在显著差异。由于在强引力与宇宙学距离下存在诸多修正 GR 的方式，各模型具备独特特征。这引出如下关键问题：是否存在一组可区分 GR 与修正引力（MG）理论的独特特征？本综述讨论 MG 理论的三个方面：（1）为何需考虑 MG 理论？（2）如何修正 GR？（3）观测后果是什么？该综述以教学式风格撰写，期望能作为理论家、观测者及有志于弥合理论与观测鸿沟者的有益参考。