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度规-仿射引力的动力学

广义相对论与量子宇宙学 2012-11-08 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

度规-仿射引力理论为广义相对论提供了一种有趣的替代方案:在这种方法中,度规和仿射(不一定对称)联络是独立的量。此外,作用量应包含物质场的协变导数,而协变导数自然使用独立联络来定义。因此,在度规-仿射理论中,也存在着涉及物质和联络的直接耦合。本文探讨了联络在这类理论中的作用和动力学。我们采用幂次计数法来构建作用量,并寻找联络具有动力学所需的最小条件。我们发现,对于包含曲率和挠率低阶不变量的最一般作用量,独立联络不携带任何动力学。它实际上简化为辅助场的作用,并可以完全代数地消去,用度规和物质场表示,从而引入了相对于广义相对论的额外相互作用。然而,我们也表明,在作用量中包含高阶项会从根本上改变这一图景,并激发联络中的新自由度,使其(或其部分)具有动力学。构建构成此规则例外的作用量需要对联络施加显著的精细调节和/或额外的先验约束。我们还特别考虑了f(R)作用量作为例子,以表明它们构成了一类具有特殊性质的独特的度规-仿射理论,因此不能用作代表性玩具模型来研究度规-仿射引力的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.1008.0171,
  title  = {The dynamics of metric-affine gravity},
  author = {Vincenzo Vitagliano and Thomas P. Sotiriou and Stefano Liberati},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1008.0171},
  year   = {2012}
}

备注

26 pages. v2: some footnotes, references and minor changes added to match the published version. v3: some equations corrected to account for a term that had been missed, results unaffected