面向超越 Horndeski 引力理论的强场检验

超越 Horndeski 类的引力理论涵盖了广泛的标量-张量理论，这些理论将在未来十年在宇宙学尺度上接受检验。在本工作中，我们针对一个特定的理论子类，通过研究嵌入渐近 de Sitter 时空的致密天体——中子星、超子星和夸克星——的性质，探讨在强场区域检验这些理论的可能性。我们将先前的工作扩展到包含慢速旋转，并发现了一个联系无量纲转动惯量（\bar{I}=Ic^2/G_{\rm N} M^3）与致密度 \mathcal{C}=G_{\rm N} M/Rc^2 的关系（\bar{I}-\mathcal{C} 关系），该关系独立于状态方程，与广义相对论的预言相似但又有区别。我们采用的几个状态方程包含超子和自由夸克，使我们得以重新审视超子疑难。我们发现，对于较小的超越 Horndeski 参数值，超子星的最大质量可以超过 2M_\odot，从而基于修正引力为超子疑难提供了一种解决方案。此外，当超子星不稳定时，稳定的夸克星存在，这意味着从超子星到夸克星的相变正如广义相对论所预言的那样，只是夸克星质量更大。我们所考虑的部分理论有两个重要且可能被观测到的后果：一是存在质量范围显著高于广义相对论的中子星，二是 \bar{I}-\mathcal{C} 关系不同于广义相对论的对应关系。在前一种情况下，我们发现如果观测到这类天体，将无法在广义相对论框架内解释，因为它们违反了通常的广义相对论因果性条件。最后，我们讨论了为实现可通过引力波探测或中子星观测检验的更现实预言，仍需解决的若干困难技术问题。