暗中的 TDiff:在横向微分同胚下不变的标量场引力
广义相对论与量子宇宙学
2024-02-26 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们思考这样一种可能性:物质作用量仅对横向微分同胚不变。这一可能性对暗 sector 尤为有趣,因为基于弱等效原理不会产生任何限制。为实现该想法,我们考虑一个标量场,它以最小方式与引力耦合,但通过度规行列式的任意函数耦合。我们证明当该标量场的速度矢量为类时之时,其能量-动量张量呈完美流体形式。我们详细分析了该张量的守恒性,得到了该场在动能主导 regime 下能量密度的开创性新结果。事实上,在此 regime 下流体总是绝热的,我们给出了声速的显式表达式。此外,为深入理解这些理论的引力性质,我们考察了能量条件的满足情况,得出结论:在非平凡且物理合理的物质下,势主导 regime 中强能量条件被违背。另一方面,我们给出了若干特别感兴趣的平移对称模型。这些包括:常状态方程模型(可成功描述暗物质或暗辐射),以及呈现不同引力域(以类时测地线的聚焦或可能散焦为特征)的模型,正如统一暗物质-能量模型中所发生那样。
引用
@article{arxiv.2307.14861,
title = {TDiff in the Dark: Gravity with a scalar field invariant under transverse diffeomorphisms},
author = {Darío Jaramillo-Garrido and Antonio L. Maroto and Prado Martín-Moruno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.14861},
year = {2024}
}
备注
V2: 26 pages, 1 figure, new comments included, appendix added, conclusions unchanged, version accepted for publication in JHEP